[发明专利]振动片、传感器单元及其制造方法、电子设备

说明书

本申请是申请日为2011年11月15日，申请号为201110361826.7，发明名称为“振动片、传感器单元及其制造方法、电子设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及振动片、使用振动片的传感器单元、搭载有这些振动片和传感器单元的电子设备、以及振动片和传感器单元的制造方法。

背景技术

作为充实车辆中的车体控制和汽车导航系统的本车位置检测、以及数字照相机和数字摄像机等的振动控制校正功能(所谓的抖动校正)等的角速度传感器的振动陀螺传感器(以下称为振动陀螺仪)被广泛利用。振动陀螺仪通过由作为高弹性材料的石英等压电性单晶体构成的陀螺仪振动片，检测由于物体的摆动或旋转等振动而在陀螺仪振动片的一部分产生的电信号作为角速度，通过计算旋转角来求出物体的位移。

作为在陀螺传感器中使用的振动片，以往广泛使用由石英等压电体材料形成的压电振动片(振动陀螺元件)(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的振动片是所谓的音叉型压电振动片，其包括由石英构成的基部、以及从基部的一端部起并行延伸的一对振动臂。在各振动臂的主面(第1表面)设有供给对振动臂进行励振的驱动电压的驱动电极(励振电极)，在与第1表面垂直的侧面设有检测电极。而且，通过对驱动电极施加驱动信号(励振信号)，能够使振动臂进行振动。这里，在对该振动片施加驱动信号而使振动臂在沿着第1表面的方向上进行振动(面内振动)时，如果将振动臂的延伸方向的轴(例如，在以石英Z板为基材的振动陀螺元件的情况下为Y轴)作为检测轴而使其旋转，则通过科里奥利力，振动臂在与第1表面垂直的方向上进行振动(面外振动)。该面外振动的振幅与振动片的旋转速度成比例，因此，能够作为角速度进行检测。

通过使用光刻对压电体材料、例如石英进行蚀刻加工，由此，上述这种振动陀螺元件的基部和振动臂能够一体形成。振动臂的截面形状原本设计成矩形状，但是，由于石英的蚀刻各向异性和加工工艺的偏差等，不成为矩形状，而呈平行四边形、菱形或更复杂的不定形。此时，如果振动臂的截面形状从原本设计的矩形状大幅偏离，则振动臂的振动方向从设计值偏离，产生所谓的泄漏输出这样的不期望的振动泄漏，成为使振动陀螺元件的检测灵敏度劣化的要因。作为抑制这种泄漏输出的方法，例如在专利文献2中介绍了在振动臂的与基部连接的根部附近设置切削部的振动陀螺元件。

专利文献2的振动陀螺元件(角速度传感器元件)具有基部和从基部起延伸的振动臂，在振动臂上设有对振动臂的宽度方向的振动进行励振的驱动电极、以及对基于作为振动臂的厚度方向的垂直振动的电荷进行检测的检测电极。而且，在振动臂的与基部连接的根部附近，在振动臂的宽度方向的至少一个端部设有通过激光加工而形成的多个切削部。通过设于振动臂的与基部连接的根部附近的切削部，改变质量分布，从而能够抑制泄漏输出(倾斜振动)。

【专利文献1】日本特开平5-256723号公报

【专利文献2】日本特开2008-209215号公报

但是，在专利文献2所记载的振动陀螺元件中，为了进行用于抑制泄漏输出的精致调节，需要设置极微细的切削部，近年来，伴随振动陀螺元件(振动片)的小型化的发展，存在形成切削部更加困难，且由于形成切削部而使振动陀螺元件的机械强度减弱这样的课题。

发明内容

本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。

[应用例1]本应用例的振动片的特征在于，该振动片具有：基部；从所述基部起延伸的第1振动臂和第2振动臂；以及设于所述第2振动臂的调节部，所述第2振动臂的输出信号与所述第1振动臂的泄漏振动的输出信号相位相反。

发明人发现，根据该结构，通过去除或附加第2振动臂的调节部的一部分，能够抵消并抑制第1振动臂的振动的泄漏输出。由此，与对振动片的外形的一部分进行加工来进行泄漏输出的抑制调节的现有方法相比，有利于小型化，并且能够进行精致的调节，因此，能够提供小型、机械强度高且具有高灵敏度特性的振动片。

[应用例2]在上述应用例的振动片中，其特征在于，在所述第1振动臂上设有被施加驱动电压的驱动电极、以及以电的方式对根据在所述第1振动臂的驱动时被施加的物理量而产生的振动进行检测的检测电极。

根据该结构，能够在对振动片施加角速度或加速度等物理量时，使用检测电极来检测物理量，如果使用本实施例的振动片，则能够实现小型且具有高灵敏度特性的传感器。

[应用例3]在上述应用例的振动片中，其特征在于，在所述调节部上设有金属膜，所述金属膜与所述检测电极电连接。