振動(dòng)元件、電子裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種振動(dòng)元件、電子裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，角速度傳感器被用于對(duì)船舶、航空器、火箭等的姿態(tài)實(shí)施自動(dòng)控制的技術(shù)中，最近，在車輛的車身控制、車輛導(dǎo)航裝置系統(tǒng)的本車輛位置檢測(cè)、數(shù)碼照相機(jī)、錄像機(jī)以及手機(jī)的振動(dòng)控制補(bǔ)償(所謂的手振補(bǔ)償)等中被使用。伴隨著以上這些電子設(shè)備的小型化，角速度傳感器也被要求小型化以及扁平化(薄型化)。
[0003]對(duì)此，當(dāng)使具有驅(qū)動(dòng)用或檢測(cè)用的振動(dòng)臂的角速度傳感器用的振動(dòng)元件小型化時(shí)，由于設(shè)置于各個(gè)振動(dòng)臂上的電極的面積變小，因此，存在Q值降低從而檢測(cè)靈敏度劣化的問(wèn)題。因此，在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了如下內(nèi)容，即，通過(guò)在各個(gè)振動(dòng)臂上設(shè)置槽部，從而提高了電場(chǎng)效應(yīng)，并升高了 Q值，進(jìn)而提高了檢測(cè)靈敏度。
[0004]但是，當(dāng)從振動(dòng)臂的一方的主面起通過(guò)干蝕刻等而形成槽，并實(shí)施使振動(dòng)臂向主面進(jìn)行平行位移的彎曲振動(dòng)時(shí)，存在如下問(wèn)題，即，受到彎矩的影響，降成為疊加了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的彎曲振動(dòng)，從而振動(dòng)向?qū)φ駝?dòng)臂進(jìn)行保持的基部處泄漏，使Q值降低。另外，在用于角速度傳感器的情況下，疊加有由驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的彎曲振動(dòng)將經(jīng)由基部而傳遞至檢測(cè)用振動(dòng)臂，并使檢測(cè)用振動(dòng)臂進(jìn)行振動(dòng)，從而存在如下問(wèn)題，即，在未施加有角速度的狀態(tài)下，也產(chǎn)生輸出信號(hào)(O點(diǎn)輸出)，從而產(chǎn)生了誤差。因此，在使具備僅從一個(gè)主面起形成的槽的振動(dòng)臂進(jìn)行彎曲振動(dòng)的情況下，存在抑制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生的課題。
[0005]專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2009 - 156832號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而實(shí)施的，其能夠作為以下的方式或者應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。
[0007]應(yīng)用例I
[0008]本應(yīng)用例所涉及的振動(dòng)元件的特征在于，具備:基部；振動(dòng)臂，其從所述基部延伸出；槽部，其從所述振動(dòng)臂的第一主面朝向相對(duì)于所述第一主面而處于相反側(cè)的第二主面而設(shè)置有有底的槽，在與所述振動(dòng)臂的延伸方向垂直的方向上的截面視圖中，所述振動(dòng)臂的重心處于與所述第一主面?zhèn)认啾瓤克龅诙髅鎮(zhèn)龋谒龅诙髅娴闹辽僖徊糠稚显O(shè)置有質(zhì)量部。
[0009]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)將振動(dòng)臂的截面的重心設(shè)在與第一主面?zhèn)认啾瓤康诙髅鎮(zhèn)蒛，并在未設(shè)有槽的振動(dòng)臂的第二主面上設(shè)置質(zhì)量部，從而在與振動(dòng)臂的延伸方向正交的振動(dòng)臂的截面上，使從振動(dòng)臂的截面的重心到槽部頂端為止的長(zhǎng)度、與從振動(dòng)臂的截面的重心到質(zhì)量部頂端為止的長(zhǎng)度大致均等。因此，在使振動(dòng)臂在面內(nèi)進(jìn)行彎曲振動(dòng)的情況下，能夠降低由從振動(dòng)臂的截面的重心起的長(zhǎng)度的不同而產(chǎn)生的彎矩，并能夠抑制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生且獲得具有較高的Q值的振動(dòng)元件。另外，在應(yīng)用于角速度傳感器的振動(dòng)元件的情況下，具有如下效果，即，抑制了由驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并能夠降低未施加有檢測(cè)用振動(dòng)臂上的角速度的狀態(tài)下的O點(diǎn)輸出，從而能夠獲得高精度的角速度傳感器。
[0010]應(yīng)用例2
[0011]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中，其特征在于，所述質(zhì)量部被設(shè)置在，與構(gòu)成所述槽部的厚壁部重疊的所述第二主面的至少一部分上。
[0012]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)在與構(gòu)成槽部的厚壁部重疊的第二主面上設(shè)置質(zhì)量部，從而能夠使從振動(dòng)臂的截面的重心到槽部頂端為止的長(zhǎng)度、與從振動(dòng)臂的截面的重心到質(zhì)量部頂端為止的長(zhǎng)度更加均等。因此，在使振動(dòng)臂在面內(nèi)進(jìn)行彎曲振動(dòng)的情況下，具有如下效果，即，能夠降低因從振動(dòng)臂的截面的重心起的長(zhǎng)度的不同而產(chǎn)生的彎矩，由此能夠抑制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生而獲得具有較高的Q值的振動(dòng)元件。
[0013]應(yīng)用例3
[0014]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中，其特征在于，所述質(zhì)量部被設(shè)置在，與所述槽部的底部重疊的所述第二主面的至少一部分上。
[0015]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)在與槽部的底部重疊的第二主面上設(shè)置質(zhì)量部，從而與將質(zhì)量部設(shè)置在與厚壁部重疊的第二主面上的情況相同，能夠使從振動(dòng)臂的截面的重心到槽部頂端為止的長(zhǎng)度、與從振動(dòng)臂的截面的重心到質(zhì)量部頂端為止的長(zhǎng)度大致均等。因此，在使振動(dòng)臂在面內(nèi)進(jìn)行彎曲振動(dòng)的情況下，具有如下效果，即，能夠降低因從振動(dòng)臂的截面的重心起的長(zhǎng)度的不同而產(chǎn)生的彎矩，由此能夠抑制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生而獲得具有較高的Q值的振動(dòng)元件。
[0016]應(yīng)用例4
[0017]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中，其特征在于，所述質(zhì)量部被設(shè)置在所述第一主面的至少一部分上。
[0018]根據(jù)本應(yīng)用例，即使在第二主面的質(zhì)量部的質(zhì)量過(guò)大，從而從振動(dòng)臂的截面的重心到質(zhì)量部頂端為止的長(zhǎng)度大于從振動(dòng)臂的截面的重心到槽部頂端為止的長(zhǎng)度的情況下，也能夠通過(guò)在第一主面上設(shè)置質(zhì)量部，從而使從振動(dòng)臂的截面的重心到質(zhì)量部頂端為止的長(zhǎng)度、與從振動(dòng)臂的截面的重心到槽部頂端為止的長(zhǎng)度大致均等。因此，在使振動(dòng)臂在面內(nèi)進(jìn)行彎曲振動(dòng)的情況下，具有如下效果，即，能夠降低因從振動(dòng)臂的截面的重心起的長(zhǎng)度的不同而產(chǎn)生的彎矩，由此能夠抑制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生而獲得具有較高的Q值的振動(dòng)元件。
[0019]應(yīng)用例5
[0020]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中，其特征在于，沿著所述振動(dòng)臂的延伸方向，設(shè)置有多個(gè)所述槽。
[0021]根據(jù)本應(yīng)用例，由于通過(guò)沿著振動(dòng)臂的延伸方向而直列配置多個(gè)槽，從而能夠在槽與槽之間設(shè)置厚壁部，因此，在面內(nèi)的彎曲振動(dòng)中位移方向的剛性變強(qiáng)，即使升高了施加電壓并進(jìn)行強(qiáng)激勵(lì)，也不會(huì)產(chǎn)生損害，從而能夠獲得激勵(lì)強(qiáng)度較強(qiáng)的振動(dòng)元件。另外，由于能夠縮短槽的振動(dòng)臂的延伸方向的長(zhǎng)度，因此具有如下的效果，即，能夠減小彎矩的影響，更加抑制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生，并能夠獲得具有較高的Q值的振動(dòng)元件。
[0022]應(yīng)用例6
[0023]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中，其特征在于，在所述截面視圖中，配置有多個(gè)槽。
[0024]根據(jù)本應(yīng)用例，由于通過(guò)沿著振動(dòng)臂的延伸方向而并列配置多個(gè)槽，從而增多了與產(chǎn)生電荷的振動(dòng)臂的寬度方向正交的側(cè)面，因此具有如下的效果，即，能夠更加提高電場(chǎng)效率，并獲得具有更高的Q值的振動(dòng)元件。
[0025]應(yīng)用例7
[0026]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中，其特征在于，在所述振動(dòng)臂上設(shè)置有電極，所述電極的所述延伸方向的長(zhǎng)度的中心被設(shè)置在，與所述質(zhì)量部的所述延伸方向的長(zhǎng)度的中心相比靠所述振動(dòng)臂的所述基部側(cè)。
[0027]根據(jù)本應(yīng)用例，由于振動(dòng)臂的延伸方向的頂端側(cè)與振動(dòng)臂的基部側(cè)相比，由槽所引起的彎矩的影響更大，因此，在振動(dòng)臂的延伸方向的頂端側(cè)設(shè)置質(zhì)量部，具有抑制由彎矩引起的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的效果。另外，在振動(dòng)臂的基部側(cè)設(shè)置激勵(lì)用的電極時(shí)，由于與頂端側(cè)相比由振動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力集中，因此，具有即使是面積較小的電極也能夠有效地獲得更多的電荷并能夠獲得具有較高的Q值的振動(dòng)元件的效果。
[0028]應(yīng)用例8
[0029]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中，其特征在于，在所述振動(dòng)臂的延伸方向的頂端側(cè)設(shè)置有錘部。
[0030]根據(jù)本應(yīng)用例，由于通過(guò)在振動(dòng)臂的延伸方向的頂端側(cè)設(shè)置錘部，能夠降低振動(dòng)元件的振動(dòng)頻率，因此，與不具有錘部的振動(dòng)元件相比，當(dāng)設(shè)為相同振動(dòng)頻率時(shí)，具有能夠縮短振動(dòng)臂并實(shí)現(xiàn)振動(dòng)元件的小型化的效果。
[0031]應(yīng)用例9
[0032]本應(yīng)用例所涉及的電子裝置的特征在于，具備上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件、和電路元件。
[0033]根據(jù)本應(yīng)用例，具有如下的效果，即，能夠獲得具備具有較高的Q值和穩(wěn)定振動(dòng)特性的振動(dòng)元件的電子裝置。
[0034]應(yīng)用例10
[0035]本應(yīng)用例所涉及的電子設(shè)備的特征在于，具備上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件。
[0036]根據(jù)本應(yīng)用例，具有如下的效果，S卩，能夠構(gòu)成具備抑制不需要的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生且具有較高的Q值的振動(dòng)元件的電子設(shè)備。
[0037]應(yīng)用例11
[0038]本應(yīng)用例所涉及的移動(dòng)體的特征在于，具備上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件。
[0039]根據(jù)本應(yīng)用例，具有如下的效果，S卩，能夠構(gòu)成抑制不需要的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生且具有較高的Q值的振動(dòng)元件。
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)的概要圖，(a)為俯視圖，(b)為A — A線#1]視圖。
[0041]圖2為對(duì)現(xiàn)有的振動(dòng)元件的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的概要圖，(a)為振動(dòng)臂的剖視圖，(b)為表示振動(dòng)狀態(tài)的振動(dòng)臂的剖視圖。
[0042]圖3為對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的概要圖，(a)為振動(dòng)臂的剖視圖，(b)為假想振動(dòng)臂的剖視圖，(C)為表示振動(dòng)狀態(tài)的假想振動(dòng)臂的剖視圖。
[0043]圖4為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例I的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的概要圖，(a)為俯視圖，(b)為B — B線剖視圖。
[0044]圖5為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例2的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的概要圖，(a)為俯視圖，(b)為C 一 C線剖視圖。
[0045]圖6為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例3的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的概要圖，(a)為俯視圖，(b)為D — D線剖視圖。
[0046]圖7為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)的概要圖，(a)為俯視圖，(b)為E — E線尚]視圖。
[0047]圖8為對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的概要圖，(a)為振動(dòng)臂的剖視圖，(b)為假想振動(dòng)臂的剖視圖、(C)為表示振動(dòng)狀態(tài)假想振動(dòng)臂的剖視圖。
[0048]圖9為表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)的概要圖，(a)為俯視圖，(b)為Fl — Fl線剖視圖，(c)為F2 — F2線剖視圖。