[發明專利]彎曲振動片、及其制造方法以及電子設備

有效

• 申請號: 201210215200.X
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102857190A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 志村匡史;菊池尊行
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H03H9/21
• 分類號: H03H9/21;H03H3/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;張彬

技術領域

本發明涉及一種具有進行彎曲振動的振動臂的彎曲振動片及其制造方法。本發明還涉及利用了該彎曲振動片的各種電子設備。

背景技術

一直以來，在鐘表、家電制品、各種信息及通信設備、辦公自動化設備等的電子設備中，作為電路的時鐘源而廣泛使用壓電振子、搭載了壓電振動片和IC芯片的振蕩器、實時時鐘組件等的壓電器件。此外，在數碼照相機、攝像機、導航裝置、車身姿態檢測裝置、指示設備、游戲控制器、便攜式電話機、頭載式顯示器等各種電子設備上，為了檢測角速度、角加速度、加速度、力等的物理量而廣泛使用利用了彎曲振動片的壓電振動陀螺儀等的傳感器。

作為壓電振動陀螺儀用的彎曲振動片，已知一種具備從基部平行地延伸出的一對振動臂的音叉型彎曲振動片（例如，參照專利文獻1、2）。此外，已知一種雙側音叉型的彎曲振動片，其具備從基部向一側平行地延伸的一對驅動用振動臂、和向該驅動用振動臂的相反側平行地延伸的一對檢測用振動臂（例如，參照專利文獻2、3）。

多數的彎曲振動片例如通過對水晶等的壓電單晶體材料的晶片進行光刻以加工出所需的外形，并在其表面上對電極膜進行圖案形成，從而被形成。由于水晶等的壓電單晶體材料具有蝕刻各向異性，因此振動臂的截面并不呈理想的矩形，而是呈左右不對稱的形狀。此外，當在彎曲振動片的外形加工中，在光掩膜的對位上存在偏移時，振動臂的截面有可能在厚度方向上成為上下不對稱。由于在這種不對稱截面的振動臂中，通過由被施加于驅動電極的交流電流而在內部產生的電場所引起的拉伸力和壓縮力，不平衡地作用于截面的上側和下側，因此所述振動臂并不會在平行于其主面的面內方向上進行彎曲振動，而是在面外方向即厚度方向上發生位移的同時，在寬度方向上進行彎曲振動。

在音叉型振動片中，振動臂的面外方向上的振動在基部側產生振動泄漏，從而導致CI值的上升或CI值在振動片之間的偏差。此外，雖然在壓電振動陀螺儀用的彎曲振動片中，當驅動用振動臂在驅動模式下于面外方向上進行振動時，振動片并不旋轉，但是由于檢測用振動臂不必要地進行振動而輸出檢測信號，因此檢測靈敏度及精度降低。

為了消除這種振動泄漏，而開發了施以各種手段的彎曲振動片。例如，已知一種角速度傳感器，其在由通過一對臂部和將該一對臂部連結在一起的連結部而被形成為音叉形形狀的壓電體構成的振子中，通過機械加工而對臂部的根部附近的棱線進行切削，從而使兩臂部的重量平衡均衡（例如，參照專利文獻4）。而且，已知一種如下的方法，即，在該角速度傳感器中，通過將臂部的棱線的研磨部分的表面粗糙度設定在2μm以下，從而使兩臂部的重量平衡嚴格地均衡，進而實現輸出特性的提高（例如，參照專利文獻5）。

當如上文所述這樣對彎曲振動片的振動臂機械性地進行切削加工時，此時所產生的加工粉塵有可能再此附著在振動臂上而使振動特性惡化，從而使檢測精度降低。因此，已知一種具有如下工序的振動體的制造方法，所述工序為，在加工了外形的振動體上形成電極，并在所述振動體的表面上形成了保護膜之后，對該振動體的一部分進行加工而將其去除，之后通過去除保護膜，從而去除再次附著的粉塵（例如，參照專利文獻6）。

此外，機械性的切削加工有可能損壞振動片，并且難以準確地控制加工量而去除振動泄漏。因此，已知一種如下的方法，即，通過在驅動模式下振動片在面外方向上進行振動時，在位于其振動方向發生了傾斜的一側的振動臂的根部的角部處蒸鍍二氧化硅或金屬材料等，從而提高其剛性以使其不易發生變形，進而對振動方向進行修正以去除振動泄漏（例如，參照專利文獻7）。

但是，在上述現有的振動泄漏去除方法中，根據泄漏振動的大小而對添付到振動臂的根部的角部處的物質的量進行調節，而控制其剛性從而去除泄漏振動的作業，實際上是非常困難的。尤其在振動片小型化時，對物質的添加進行控制變得更為困難。

專利文獻1日本特開平9-14973號公報

專利文獻2日本特開2002-340559號公報

專利文獻3日本特開2007-93400號公報

專利文獻4日本特開平11-351874號公報

專利文獻5日本特開2002-243451號公報

專利文獻6日本特開2006-214779號公報

專利文獻7日本特開平10-170274號公報

發明內容

因此，本發明是鑒于上述的現有的問題點而完成的，其目的在于，提供一種即使小型化也能夠比較簡單且有效地對由振動臂的面外振動而產生的振動泄漏進行去除的彎曲振動片及其制造方法。