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多轴角速度传感器

文献发布时间:2023-06-19 11:55:48


多轴角速度传感器

技术领域

本公开涉及多轴角速度传感器。

背景技术

已知一种能够对围绕相互正交的2轴或者3轴的各个轴的角速度进行检测的多轴角速度传感器(例如专利文献1~3)。多轴角速度传感器例如是针对相互不同的轴来检测角速度的多个传感器元件被安装于一个封装件而构成。作为传感器元件,例如利用压电振动式的传感器元件。压电振动式的传感器例如具有:具有多个臂的压电体、位于多个臂的一部分的激励电极、以及位于多个臂的另一部分的检测电极。

专利文献1中公开了一种多轴角速度传感器,将以臂的延伸方向作为长方向的3个传感器元件,以臂的延伸方向相互平行的朝向,在与臂的延伸方向正交的方向排列为1列并进行连结。此外,专利文献1中还记载了3个传感器元件可以排列为L字。专利文献1中对于安装这3个传感器元件的封装件的形状没有公开。

专利文献2中公开了一种多轴角速度传感器,具有在俯视下为长方形的封装件、被安装于该封装件的3个传感器元件。3个传感器元件以臂的延伸方向平行于封装件的短边的朝向,沿着封装件的长边而被排列。3个传感器元件各自的臂的延伸方向的长度和与其正交的方向的长度相等。

专利文献3中公开了一种多轴角速度传感器,两个传感器元件被安装于封装件,以使得臂的延伸方向相互正交。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2018/021166号

专利文献2:国际公开第2018/021167号

专利文献3:日本特开2013-178264号公报

发明内容

本公开的一方式所涉及的多轴角速度传感器具有封装件、第1轴元件、第2轴元件、第3轴元件。所述封装件具有基板部。所述基板部具有与相互正交的第1轴、第2轴以及第3轴之中的所述第3轴正交的第1面。该第1面的外缘具有与所述第2轴平行的一对长边、与所述第1轴平行的一对短边。所述第1轴元件被安装于所述第1面,检测围绕所述第1轴的角速度。所述第2轴元件被安装于所述第1面,检测围绕所述第2轴的角速度。所述第3轴元件被安装于所述第1面,检测围绕所述第3轴的角速度。所述第1轴元件、所述第2轴元件以及所述第3轴元件分别具有压电体、激励电极、检测电极。所述压电体具有在所述第1面的俯视下在规定的延伸方向延伸的多个臂,将所述延伸方向作为长方向。所述激励电极位于所述多个臂的一部分。所述检测电极位于所述多个臂的另一部分。所述第1轴元件、所述第2轴元件以及所述第3轴元件之中的2个元件以所述延伸方向与所述长边平行的朝向,在沿着所述短边的方向排列。剩余的1个元件以所述延伸方向与所述短边平行的朝向,相对于所述2个元件在沿着所述长边的方向排列。或者,所述第1轴元件、所述第2轴元件以及所述第3轴元件的3个元件以所述延伸方向与所述短边平行的朝向,在沿着所述长边的方向排列。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的多轴角速度传感器的结构的分解立体图。

图2是图1的II-II线处的剖视图。

图3是表示能够用于图1的多轴角速度传感器的y轴元件的一例的立体图。

图4是表示图3的y轴元件的俯视图。

图5的(a)以及图5的(b)是图4的Va-Va线以及Vb-Vb线处的剖视图。

图6是表示能够用于图1的多轴角速度传感器的x轴元件的一例的俯视图。

图7是图6的VII-VII线处的剖视图。

图8是表示能够用于图1的多轴角速度传感器的z轴元件的一例的剖视图。

图9是表示传感器元件的结合的例子的俯视图。

图10是表示实施方式所涉及的3个传感器元件的种类以及配置的组合的一览的图。

图11是表示图1的多轴角速度传感器的封装件中的导体的配置的一例的俯视图。

图12是表示比图11更靠下层的导体的配置的一例的俯视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本公开所涉及的实施方式进行说明。以下的附图是示意性的附图。因此,有时细节部分被省略,此外,尺寸比例等也未必与现实的尺寸比例一致。此外,多个附图相互的尺寸比例也未必一致。

对于相同或者类似的结构,如“第1激励电极53A”、“第2激励电极53B”那样,有时赋予字母的附加符号,此外,该情况下,有时仅称为“激励电极53”而不对它们进行区别。

在本实施方式的说明中,在称为长方体、矩形或多边形等时,这些形状只要没有特别说明,则可以包含角部以平面(直线)或曲面(曲线)进行倒角的形状、以及在角部形成有凹部(城堡形(Castration)等)的形状。另外,也可以忽略从一边突出的比较小的突部等细部的形状。另外,在规定部位彼此平行的这种情况下,当然也可以因制造误差等而不严格地平行

在称为检测角速度的传感器元件或者检测角速度的传感器等的情况下,传感器元件或者传感器具有作为将角速度变换为电信号的换能器(狭义的传感器)的功能即可。因此,例如,包含传感器元件的传感器可以具有对传感器元件施加电压的驱动电路以及处理来自传感器元件的电信号的检测电路等。其中,以下的说明中,以传感器具有驱动电路以及检测电路等的方式为例。

[多轴角速度传感器]

图1是表示多轴角速度传感器1(以下,有时仅称为“传感器1”。)的结构的分解立体图。图2是图1的II-II线处的剖视图。其中,图2为了容易进行图解,还表示了并不位于同一平面的剖面。

对这些图赋予的D1轴、D2轴以及D3轴相对于多轴角速度传感器1是固定的轴,相互正交。传感器1可以将任意的方向作为上方而被利用,但是在以下的说明中为了方便,有时将+D3侧作为上方而使用上表面等的用语。此外,在仅称为俯视的情况下,只要没有特别说明,则是指在D3方向观察。

传感器1被构成为对围绕D1轴、D2轴以及D3轴的各个轴的角速度进行检测的电子部件。传感器1的外形例如设为具有与D1轴、D2轴以及D3轴平行的边的薄型长方体状。传感器1例如使-D3侧的面与未图示的电路基板的安装面对置来进行表面安装。传感器1的尺寸可以适当被设定。若举出一例,则传感器1的1边的长度可以设为1mm以上且20mm以下。

如图1中特别表示那样,传感器1具有:封装件主体3、从上表面侧被安装于封装件主体3的3个传感器元件5、从下表面侧被安装于封装件主体3的IC(Integrated Circuit)7、密封传感器元件5的盖体9。封装件主体3以及盖体9构成传感器1的封装件11。

如根据后述的说明所理解那样,图1以及图2中,传感器元件5的细节部分的图示被省略,以薄型的长方体示意地进行表示。此外,这里所示的3个传感器元件5的配置仅是本实施方式中的3个传感器元件5的配置的一例。

3个传感器元件5之中的一个是检测围绕D1轴的角速度的传感器元件。另一个是检测围绕D2轴的角速度的传感器元件。又一个是检测围绕D3轴的角速度的传感器元件。由此,传感器1能够检测围绕D1轴、D2轴以及D3轴的各个轴的旋转。IC7例如对3个传感器元件5输入驱动信号,并且从3个传感器元件5取出检测信号。被取出的检测信号经由封装件11而被输出至传感器1的外部(安装有传感器1的电路基板)。

(封装件主体)

封装件主体3具有绝缘基体13、位于绝缘基体13的表面以及/或者内部的各种导体。各种导体例如是用于安装传感器元件5的多个一对元件焊盘15、用于安装IC7的多个IC焊盘17(图2)、以及用于将传感器1安装于未图示的电路基板的多个外部端子19(图2)、将它们相互连接的多个布线导体(在此未图示)。

多个元件焊盘15例如经由封装件主体3的布线导体而与多个IC焊盘17的一部分电连接。多个IC焊盘17的另一部分例如经由封装件主体3的布线导体而与多个外部端子19连接。封装件主体3的布线导体可以适当地包含位于封装件主体3的表面以及/或者内部的层状导体以及/或者过孔导体。

(绝缘基体)

如图2中特别所示,绝缘基体13具有:基板部21、位于基板部21的上表面21a的第1框部23、位于基板部21的下表面21b的第2框部25。由基板部21的上表面21a与第1框部23的内周面形成第1凹部27。由基板部21的下表面与第2框部25的内周面形成第2凹部29。第1凹部27通过盖体9被气密密封。

基板部21例如是大致平板状。也就是说,基板部21的厚度一定,基板部21的上表面21a以及下表面21b是平面状。其中,例如在上表面21a,可以在元件焊盘15的配置位置以外的位置形成凹部。换言之,基板部21可以不是平板状。上表面21a的凹部例如有助于降低在传感器元件5与上表面21a之间产生意料之外的接触的可能性。

基板部21(上表面21a)的平面形状是长方形。更为详细而言,该长方形具有:与D1轴平行的一对短边21d(图1中以虚线表示)、与D2轴平行的一对长边21c(图1中以虚线表示)。长边21c与短边21d的长度之比可以适当被设定。例如,长边21c相对于短边21d为1.1倍以上、1.3倍以上或者1.5倍以上,且2.5倍以下、2倍以下或者1.8倍以下,所述的下限和上限可以适当被组合。

在基板部21中,在矩形的角部被倒角、或者在矩形的角部形成有凹部的情况下,长边以及短边的长度可以设为将长边以及短边延长至相互交叉的长度(没有倒角面以及凹部的情况下的长度)。换言之,长边的长度可以设为一对短边间的距离,短边的长度可以设为一对长边间的距离。对于其他的部件或者部位也同样。

第1框部23以及第2框部25分别是具有大致一定的厚度的框状。第1框部23的厚度相对于基板部21的厚度,可以薄、也可以相等、还可以厚。此外,第2框部25的厚度相对于基板部21以及/或者第1框部23的厚度,可以薄、也可以相等、还可以厚。

在第1框部23(第1凹部27)中,与D3轴正交的剖面的形状(平面形状)以及该剖面处的尺寸在基板部21侧(-D3侧)和其相反侧(+D3侧)大致相同。同样,在第2框部25(第2凹部29)中,与D3轴正交的剖面的形状(平面形状)以及该剖面处的尺寸在基板部21侧(+D3侧)和其相反侧(-D3侧)大致相同。其中,也可以与图示的例子不同,在第1框部23以及第2框部25各自中,在基板部21侧和其相反侧,平面形状及其尺寸不同。该情况下,本公开中的第1框部23以及第2框部25的平面形状及其尺寸有关的说明也可以适用于基板部21侧以及其相反侧的双方,也可以适用于任意一方。

在俯视下,第1框部23以及第2框部25沿着基板部21的外缘延伸。在其他的观点中,第1框部23以及第2框部25的形状大致是具有一对长边和一对短边的长方形。第1框部23以及第2框部25的外缘与基板部21的外缘大致一致(重叠)。在第1框部23以及第2框部25中,从内缘到外缘的宽度(各边的宽度)例如是在各边是一定的。4边的宽度可以相互相同,也可以相互不同。

基板部21、第1框部23以及第2框部25例如包含氧化铝陶瓷或者玻璃陶瓷等的陶瓷材料。基板部21、第1框部23以及第2框部25可以包含相同的材料,也可以包含相互不同的材料。基板部21、第1框部23以及第2框部25各自在材料以及/或者制造方法等的观点下,可以使用一层的绝缘层,也可以层叠多层的绝缘层。

在图2的例子中,基板部21是第1绝缘层31A以及第2绝缘层31B被层叠而构成。第1绝缘层31A以及第2绝缘层31B各自也在材料以及/或者制造方法等的观点下,可以使用一层的绝缘层,还可以层叠多层的绝缘层。

基板部21以及第1框部23例如一体地形成。此外,基板部21与第2框部25例如一体地形成。所谓“一体”,例如可以是构成基板部21的绝缘材料与构成第1框部23(或者第2框部25)的绝缘材料直接相接而被接合。因此,“一体”的含义并不要求两者的材料是相同的。例如,基板部21以及第1框部23(以及/或者第2框部25)可以是成分结构相互不同的陶瓷生片被层叠并烧成、一体地形成的构件。对于以下的“一体”,也具有与上述相同的含义。

图2中明示了基板部21、第1框部23以及第2框部25的边界。但是,该边界也可以从材料等观点出发而无法确定。例如,可以通过第1凹部27、第2凹部29以及/或者基于各部之间的导体层的存在,来概念化基板部21、第1框部23以及第2框部25。对于第1绝缘层31A以及第2绝缘层31B也是同样。

(元件焊盘)

多个元件焊盘15由位于基板部21的上表面21a的导体层构成。导体层的材料以及厚度可以适当被设定。元件焊盘15的数量以及上表面21a的位置可以根据传感器元件5的结构以及配置等而适当被设定。元件焊盘15的平面形状可以设为适当的形状,例如是矩形状。元件焊盘15基本上位于上表面21a之中被第1框部23包围的区域。其中,也可以一部分与第1框部23重叠。

(IC焊盘)

IC焊盘17由位于基板部21的下表面21b的导体层构成。导体层的材料以及厚度可以适当被设定。IC焊盘17的数量以及下表面21b的位置可以根据IC7的结构以及配置等而适当被设定。IC焊盘17的平面形状可以设为适当的形状,例如是矩形状。

(外部端子)

外部端子19由位于第2框部25的下表面的导体层构成。导体层的材料以及厚度可以适当被设定。多个外部端子19的数量可以根据IC7的结构等而适当被设定。多个外部端子19的第2框部25的下表面的位置可以适当被设定。例如,多个外部端子19可以沿着第2框部25的下表面的边缘部以适当的间隔被排列。外部端子19的平面形状可以设为适当的形状。

(盖体)

盖体9例如包含金属。金属的种类可以适当进行设定,例如,可以使用包含铁、镍或者钴的至少一者的合金。盖体9的外周部遍及其整周而与第1框部23的上表面接合。由此,第1凹部27被密闭。第1凹部27可以封入气体,也可以设为真空状态。气体例如可以设为氮气等惰性气体。真空现实中是由大气压进行减压的状态。

盖体9与第1框部23的接合可以通过适当的方法进行。例如,两者通过设置在第1框部23的上表面的未图示的金属层与设置在盖体9的下表面的未图示的金属层利用缝焊被接合由此来进行接合。

(IC及其安装构造)

IC7例如被形成为大致长方体状,被收容于第2凹部29,与基板部21的下表面21b对置配置。IC7在与下表面21b对置的面具有多个IC端子33。IC端子33经由导电性接合材料35而与IC焊盘17接合。由此,IC7被安装于封装件主体3。IC端子33的数量以及配置可以适当被设定。接合材料35例如包含焊料或者导电性粘接剂。焊料可以无铅焊料。导电性接合材料例如包含含有由金属构成的填料的热固化性树脂。

可以在IC7与基板部21的下表面21b之间配置作为底部填料而发挥功能的密封材料37(图2)。密封材料37的-D3侧的表面可以位于比图示的位置更靠-D3侧的位置。例如,密封材料37可以覆盖IC7的侧面的+D3侧的一部分、IC7的侧面的全部、或者IC7的整体。密封材料37例如包含热固化性树脂(例如环氧树脂)。该树脂可以包含填料。作为填料,例如能够举出热膨胀系数比树脂低的材料(例如SiO

(传感器元件的安装构造)

传感器元件5被收容于第1凹部27,与基板部21的上表面21a对置配置。传感器元件5在与上表面21a对置的面具有多个元件端子39(图2)。元件端子39与元件焊盘15经由导电性的接合材料41而被接合。由此,传感器元件5被安装于封装件主体3。接合材料41例如包含焊料或者导电性粘接剂。对于焊料以及导电性接合材料,如接合材料35的说明中所述。

[元件的结构]

检测相互不同的3轴的角速度的3个传感器元件5例如能够包含相互结构不同的3种元件。此外,如果使彼此相同种类的两个传感器元件相互朝向不同,则通过这两个传感器元件能够检测2轴的角速度。因此,3个传感器元件5也能够包含一个种类的两个传感器元件、另一个种类的一个传感器元件。以下,首先对3个种类的传感器元件进行说明,之后对其组合方式进行说明。

在以下的用于说明传感器元件的附图中,为了方便说明,赋予正交坐标系xyz。正交坐标系xyz基于传感器元件(压电体)的形状而被定义。因此,x轴、y轴以及z轴并不限于表示晶体的电轴、机械轴以及光轴。

此外,正交坐标系xyz是相对于各传感器元件被固定的,并不表示封装件11中的传感器元件5的朝向。因此,例如,对表示一种传感器元件的附图赋予的x轴与对表示另一种传感器元件的附图赋予的x轴在封装件11中不限于同一方向。对于y轴也是同样。其中,任意的传感器元件5被安装于封装件11以使得+z方向与+D3方向一致。

正交坐标系xyz与极化轴(或者晶体的电轴、机械轴以及光轴)的相对关系例如除了轴的正负,在三种类的元件彼此中大致同样。但是,不需要完全一致。

在传感器元件的各部件的形状(例如压电体的形状)等的说明中,有时对基本的动作所涉及的形状进行说明,对细节部分省略。例如,在压电体中,用于降低布线短路的可能性的形状、用于降低残渣的影响的形状、用于降低振动的误差的形状的说明省略。因此,例如,即使表述为线对称的形状,在考虑了这种细节部分的情况下,也可以不是线对称。在表述为矩形等时,如前所述也可以忽略细节部分。

针对多种类的传感器元件依次进行说明的过程中,关于后说明的传感器元件,基本上主要阐述与之前所说明的传感器元件的不同点。对于后说明的传感器元件,没有特别提及的事项可以与之前说明的传感器元件相同。关于3种类的传感器元件彼此相互对应或者类似的结构,即使存在不同点,为了方便有时也赋予彼此相同的符号。

(y轴元件)

图3是表示检测围绕y轴的旋转的传感器元件5的一例即y轴元件5Y的主要部分结构的立体图。图4是表示y轴元件5Y的主要部分结构的俯视图(底面图)。如上述,传感器元件5被安装为+z方向与+D3方向一致,因此图4表示传感器元件5的下表面(与基板部21的上表面21a对置的面)。

y轴元件5Y是压电振动式的元件。y轴元件5Y在使用时利用逆压电效应,在x方向被激励。在该状态下,若y轴元件5Y围绕y轴被旋转,则产生z方向的科里奥利力,y轴元件5Y以与角速度相应的振幅在z方向振动。该振动通过压电效应而被变换为电信号,来检测角速度。

y轴元件5Y的基本的结构以及动作例如可以是为与日本特开2015-141183号公报以及日本特开2015-141184号公报所记载的传感器元件。因此,这些公报的内容可以进行基于参照的援引(Incorporation by Reference),此外,在y轴元件5Y的说明中,有时省略细节部分的说明。

y轴元件5Y具有:压电体51、用于对压电体51施加电压的第1激励电极53A以及第2激励电极53B(图3)、用于取出压电体51中产生的电信号的第1检测电极55A(图3)以及第2检测电极55B(图3)、有助于信号彼此的隔离的基准电位图案57、用于将传感器元件5安装于封装件主体3的上述的元件端子39(图4)。

激励电极53以及检测电极55的附加符号A、B基于正交坐标系xyz而被赋予。因此,如后述那样,一个第1激励电极53A与另一个第1激励电极53A并不限于同电位。对于第2激励电极53B、第1检测电极55A以及第2检测电极55B也同样。

激励电极53、检测电极55、基准电位图案57、元件端子39以及将它们连接的布线59(图5的(a)以及图5的(b)中示意表示。)包含在压电体51的表面设置的导体层。其材料例如是Cu、Al等的适当的金属。这些的导体层可以包含相互不同的材料的层被层叠而构成。

(y轴元件的压电体)

压电体51的整体被一体地形成。压电体51可以是单晶,也可以是多晶。此外,压电体51的材料可以适当被选择,例如是水晶(SiO

在压电体51中,电轴以及极化轴(以下,有时代表两者而仅提及极化轴。)被设定为与x轴一致。极化轴可以在规定的范围(例如15°以内)相对于x轴倾斜。此外,在压电体51是单晶的情况下,机械轴以及光轴的方向可以设为适当的方向,但是例如机械轴设为与y轴大致平行,光轴设为与z轴大致平行。

压电体51例如作为全体而厚度(z方向)设为大致一定。此外,压电体51例如大致形成为相对于与y轴平行的未图示的对称轴而线对称的形状。此外,压电体51例如包含:基部61、从基部61延伸出的驱动臂63(第1驱动臂63A~第4驱动臂63D)以及检测臂65(第1检测臂65A以及第2检测臂65B)、支承基部61的支承部67。

一对驱动臂63通过被施加电压(电场),在x方向被激励。检测臂65通过科里奥利力在z方向进行振动,生成与角速度相应的电信号。基部61例如有助于驱动臂63以及检测臂65的支承、以及从驱动臂63向检测臂65的振动的传递。支承部67例如有助于基部61的支承、以及y轴元件5Y向封装件主体3的安装。这些的具体结构例如以下所示。

(y轴元件的基部、驱动臂以及检测臂)

基部61例如大致被形成为以一定的宽度在x方向直线状延伸的长方体状。

多个驱动臂63相互并排(例如相互平行),并且沿着y轴(例如与y轴平行)延伸,其前端作为自由端。驱动臂63的数量例如是偶数(本实施方式中为4)。各驱动臂63的俯视下的形状例如设为所谓的锤形状。也就是说,驱动臂63具有:从基部61向+y侧以一定的宽度延伸的主体部63a、位于主体部63a的前端位置且宽度(x方向)比主体部63a宽的宽幅部63b。由此,驱动臂63的质量在前端被确保。因此,能够提高灵敏度并且实现小型化。但是,也可以不设置宽幅部63b。

驱动臂63的延伸方向例如可以将主体部63a作为基准进行判断。此外,也可以将驱动臂63的2侧面(-x侧以及+z侧)的任意作为基准,还可以将中心线作为基准。如上述,用于降低布线短路的可能性的突部等的细节部分以及特异部分可以被忽略。对于其他臂也同样。

多个检测臂65在与多个驱动臂63延伸的方向相反的方向(-y侧)相互并排(例如相互平行),并且沿着y轴(例如与y轴平行)延伸,其前端作为自由端。检测臂65的数量例如是偶数(本实施方式中为2)。各检测臂65的俯视下的形状例如与驱动臂63同样设为锤形状。也就是说,检测臂65具有:从基部61向-y侧以一定的宽度延伸的主体部65a、位于主体部65a的前端并且宽度(x方向)比主体部65a宽的宽幅部65b。由此,检测臂65的质量在前端被确保。因此,能够提高灵敏度并且实现小型化。但是,也可以不设置宽幅部65b。

各检测臂65(例如其中的主体部65a)例如设为形成有将该检测臂65在z方向贯通、在y方向延伸的一个或者多个(图示的例子中为4个)的狭缝(符号省略)的形状。在其他的观点中,各检测臂65具有相互并行延伸的多个(图示的例子中为5个)的分割臂65c。检测臂65通过具有多个分割臂65c,例如根据后述的说明所理解那样,能够增加检测电极55的配置数从而提高检测灵敏度。

(y轴元件的支承部)

支承部67例如具有:从基部61延伸的保持部69、在保持部69的与基部61相反侧的端部所连接的框部71。框部71被固定在基板部21的上表面21a,由此基部61经由框部71以及保持部69而被基板部21支承。基部61的两端不是被框部71支承,而是经由保持部69被框部71支承,因此例如即使由于框部71与基板部21的热膨胀差等而在框部71产生应力,该应力也难以传递至基部61。

保持部69例如在一对检测臂65之间从基部61向-y侧与检测臂65并行(例如平行)地延伸。保持部69比检测臂65长,从检测臂65的前端向-y侧延伸出。保持部69例如具有:构成保持部69的大部分的主部69a、将主部69a与基部61连接的连接部69b。连接部69b的宽度(x方向)比主部69a宽。由此,保持部69与基部61的连接位置处的强度得以提高。

框部71(以及其外缘以及内缘)在俯视下是包围基部61、驱动臂63以及检测臂65的长方形。该长方形将驱动臂63以及检测臂65的延伸方向作为长方向。也就是说,框部71具有与y轴平行的一对长边71a、与x轴平行的一对短边71b。保持部69将基部61与一个短边71b连接。在俯视下,框部71的外缘构成y轴元件5Y(压电体51)的外缘,因此y轴元件5Y也将臂的延伸方向作为长方向。

长边71a以及短边71b是否相对于驱动臂63等平行,例如可以基于各边的外缘以及内缘的至少一方来判断。此外,可以将各边的中心线作为基准来判断是否平行。在是否平行的判定中,用于降低布线短路的可能性的微小的突部等的细节部分以及特异部分可以忽略。

框部71(各边)的横剖面的形状例如遍及框部71的全长而大致是矩形。框部71的厚度(z方向)例如遍及框部71的全长而一定。框部71的宽度例如在各边是一定。此外,在图示的例子中,保持部69所连接的短边71b的宽度比另一个短边71b的宽度大。但是,框部71也可以宽度在各边是变化的、或者边彼此的宽度的大小关系与上述不同。

(y轴元件的元件端子)

元件端子39的数量可以根据y轴元件5Y的结构而适当被设定。本实施方式中,例示了设置与多个激励电极53连接的2个元件端子39、与检测电极55连接的2个元件端子39、与基准电位图案57连接的2个元件端子39的合计6个元件端子39的情况。

元件端子39例如被设置在框部71的下表面(-z侧的面)。多个元件端子39的俯视下的位置、形状以及大小可以适当被设定。在图示的例子中,6个元件端子39在各长边71a配置3个。此外,被配置为大致相对于压电体51的与y轴平行的未图示的中心线而线对称、且相对于压电体51的与x轴平行的未图示的中心线而线对称。此外,6个元件端子39被配置为与框部71的4角分离。但是,也可以按照多个元件端子39的4个元件端子被配置于框部71的4角等与图示不同的配置进行设置。

(y轴元件的激励电极)

图5的(a)是图4的Va-Va线处的剖视图。如从x轴的方向所理解那样,在图4与图5的(a)中,x轴的正负与纸面左右方向的关系是相反的。

激励电极53是在驱动臂63的表面形成的层状导体。第1激励电极53A在各驱动臂63,分别设置在上表面以及下表面(+z侧的面以及-z侧的面)。另一方面,第2激励电极53B在各驱动臂63,分别设置在侧面(+x侧的面以及-x侧的面)。

各激励电极53例如被设置为覆盖驱动臂63的主体部63a的各面的大部分(参照图3以及图4)。其中,第1激励电极53A以及第2激励电极53B的至少一方(本实施方式中为第1激励电极53A)在宽度方向形成得比各面小,以使得相互不短路。此外,主体部63a的根部侧以及前端侧的一部分也可以设为激励电极53的非配置位置。

在各驱动臂63中,2个第1激励电极53A例如被设为相互同电位。例如,2个第1激励电极53A通过压电体51上的布线59被相互连接。此外,在各驱动臂63中,2个第2激励电极53B例如被设为相互同电位。例如,2个第2激励电极53B通过压电体51上的布线59被相互连接。

在这种的激励电极53的配置以及连接关系中,若对第1激励电极53A与第2激励电极53B之间施加电压,则例如在驱动臂63中,产生从上表面朝向一对侧面(x方向的两侧)的电场以及从下表面朝向一对侧面的电场。另一方面,极化轴与x方向一致。因此,若关注于电场的x方向的分量,则在驱动臂63之中x方向的一侧部分,电场的朝向与极化轴的朝向一致,在另一侧部分,电场的朝向与极化轴的朝向相反。

其结果,驱动臂63之中的x方向的一侧部分在y方向收缩,另一侧部分在y方向伸长。并且,驱动臂63如双金属(bimetal)那样向x方向的一侧弯曲。若第1激励电极53A以及第2激励电极53B被施加的电压设为相反,则驱动臂63在反方向弯曲。若交流电压被施加于第1激励电极53A以及第2激励电极53B,则驱动臂63在x方向进行振动。

尽管没有特别图示,但是可以在驱动臂63的上表面以及/或者下表面,设置沿着驱动臂63的长方向而延伸的一个以上的凹槽,第1激励电极53A遍及该凹槽内而被设置。该情况下,第1激励电极53A与第2激励电极53B夹着凹槽的壁部而在x方向对置,激励的效率得以提高。凹槽可以是多个凹部在驱动臂63的长方向排列而构成。

在彼此相邻的2根驱动臂63(第1驱动臂63A以及第2驱动臂63B的2根、或者第3驱动臂63C以及第4驱动臂63D的2根)之间,第1激励电极53A彼此被设为同电位,第2激励电极53B彼此被设为同电位。要被设为同电位的激励电极53彼此例如通过压电体51上的布线59被连接。

在这种连接关系中,若在第1激励电极53A与第2激励电极53B之间施加交流电压,则相互相邻的2根驱动臂63彼此被施加相同相位的电压,在x方向进行振动以使得相互在同一朝向进行挠曲变形。相互相邻的2根驱动臂63可以视为相当于分割1根驱动臂而得到的。尽管没有特别图示,但是相互相邻的2根驱动臂63可以根部部分一体化而成为1根。

在配置为线对称的一对驱动臂63(包含第1驱动臂63A以及第4驱动臂63D的一对、或者包含第2驱动臂63B以及第3驱动臂63C的一对)中,第1激励电极53A与第2激励电极53B被设为同电位。要被设为同电位的激励电极53彼此例如通过压电体51上的布线59被连接。

在这种连接关系中,若在第1激励电极53A与第2激励电极53B之间施加交流电压,则被配置为线对称的一对驱动臂63被施加彼此相反的相位的电压,在x方向进行振动以使得在彼此相反朝向(线对称)进行挠曲变形。

(y轴元件的检测电极)

图5的(b)是图4的Vb-Vb线处的剖视图。从x轴的方向所理解那样,在图4和图5的(b)中,x轴的正负与纸面左右方向的关系相反。

检测电极55是在检测臂65(分割臂65c)的表面形成的层状导体。检测电极55被设置在各分割臂65c。

更为具体而言,第1检测电极55A在各分割臂65c,分别被设置在-x侧的面之中的+z侧(例如该面的比中央更靠+z侧。以下同样。)的区域、以及+x侧的面之中的-z侧的区域。第2检测电极55B在各分割臂65c,分别被设置在-x侧的面之中的-z侧的区域、以及+x侧的面之中的+z侧的区域。

在分割臂65c的各侧面,第1检测电极55A以及第2检测电极55B空出适当的间隔以使得相互不短路,沿着分割臂65c延伸。检测电极55在分割臂65c的大致全长进行延伸。在各分割臂65c,2个第1检测电极55A彼此被连接,2个第2检测电极55B彼此被连接。该连接例如通过压电体51上的布线59进行。

在这种检测电极55的配置以及连接关系中,若分割臂65c向z方向进行挠曲变形,则例如产生与z方向平行的电场。也就是说,在分割臂65c的各侧面,在第1检测电极55A与第2检测电极55B之间产生电压。电场的朝向由极化轴的朝向、弯曲的朝向(-z侧或者+z侧)来决定,在分割臂65c的-x侧与+x侧彼此相反。该电压(电场)被输出至第1检测电极55A以及第2检测电极55B。若分割臂65c在z方向进行振动,电压被检测为交流电压。电场可以如上述那样与z方向平行的电场占主导,也可以与上述不同,与x方向平行且在分割臂65c的-z侧和+z侧彼此相反朝向的电场的比例较大。无论是哪种,与分割臂65c向z方向的挠曲变形相应的电压在第1检测电极55A与第2检测电极55B之间产生。

在各检测臂65的多个分割臂65c之间,第1检测电极55A彼此被连接,第2检测电极55B彼此被连接。该连接例如通过压电体51上的布线59进行。在这种连接关系中,若多个分割臂65c进行挠曲变形以使得在z方向彼此向同一侧弯折,则在多个分割臂65c被检测出的信号被相加。

在2个检测臂65之间,第1检测电极55A与第2检测电极55B连接。该连接例如通过压电体51上的布线59进行。在这种连接关系中,若2个检测臂65进行挠曲变形以使得在z方向彼此向相反侧弯折,则2个检测臂65中被检测出的信号被相加。

(y轴元件的基准电位图案)

基准电位图案57例如主要位于压电体51之中、驱动臂63以及检测臂65以外的部分(基部61以及/或者支承部67)。并且,基准电位图案57例如位于激励电极53所连接的布线59与检测电极55所连接的布线59之间等、电位相互不同的布线间。由此,布线彼此的隔离得以提高。基准电位图案57的具体的形状例如可以设为布线状。关于基准电位图案(基准电位布线),日本特开2015-141183号公报的内容可以进行基于参照的援引(Incorporation byReference)。

(y轴元件的布线)

多个布线59如上述那样将激励电极53以及检测电极55连接。此外,多个布线59分别将根据电位的观点而被分为2组的激励电极53、根据电位的观点而被分为2组的检测电极55的合计4组的电极与4个元件端子39(图4)连接。基准电位图案57具有布线状部分,与剩余的2个元件端子39连接。基准电位图案57的一部分可以视为布线59。

尽管没有特别图示,但是多个布线59在压电体51各种部分的上表面、下表面以及/或者侧面适当被配置,从而以其整体被设置在压电体51的表面的方式,在相互不短路的情况下能够实现上述连接。其中,也可以在位于压电体51上的布线59之上设置绝缘层,在其上设置其他的布线59,从而形成立体布线部。

(y轴元件的驱动电路以及检测电路)

如图5的(a)以及图5的(b)所示,在激励电极53经由2个元件端子39而连接对激励电极53施加电压(输入驱动信号)的驱动电路103Y。此外,在检测电极55,经由其他的2个元件端子39而连接对来自检测电极55的电信号(检测信号)进行检测的检测电路105Y。驱动电路103Y以及检测电路105Y在本实施方式中被构成在IC7内。尽管没有特别图示,但是基准电位图案57经由剩余的2个元件端子39从IC7被赋予基准电位。

驱动电路103Y例如构成为包含振荡电路、放大器,将规定频率的交流电压施加于第1激励电极53A与第2激励电极53B之间。上述频率可以在IC7内预先被确定,也可以从传感器1的外部的设备等进行指定。

检测电路105Y例如构成为包含放大器、检波电路,检测第1检测电极55A与第2检测电极55B的电位差,将与其检测结果相应的电信号输出至外部的设备等。更为具体而言,例如上述的电位差被检测为交流电压,检测电路105Y输出与检测出的交流电压的振幅相应的信号。基于该振幅来确定角速度。此外,检测电路105Y输出基于驱动电路103Y的施加电压与检测出的电信号的相位差的信号。基于该相位差来确定旋转的朝向。

(y轴元件的动作)

如上述,第1驱动臂63A以及第2驱动臂63B的组、第3驱动臂63C以及第4驱动臂63D的组以相互相反的相位(相差180°的相位)被激励,以使得在激励方向(x方向)相互向相反侧变形。

该状态下,若传感器元件5围绕y轴进行旋转,则驱动臂63在与激励方向(x方向)和旋转轴的方向(y方向)正交的方向(z方向)受到科里奥利力。由此,驱动臂63在z方向进行振动。此外,由于第1驱动臂63A以及第2驱动臂63B的组、和第3驱动臂63C以及第4驱动臂63D的组以相互相反的相位被激励,因此在z方向相互向相反侧弯曲地进行振动。

驱动臂63以及检测臂65通过基部61而被连结。因此,驱动臂63的振动经由基部61而被传递到检测臂65,检测臂65也进行振动。具体而言,第1检测臂65A进行振动,以使得在z方向向与第1驱动臂63A以及第2驱动臂63B相反侧进行弯曲。此外,第2检测臂65B进行振动,以使得在z方向向与第3驱动臂63C以及第4驱动臂63D相反侧进行弯曲。在其他的观点中,第1检测臂65A以及第2检测臂65B进行振动以使得在z方向向彼此相反侧进行弯曲。因此,如多个检测电极55的连接关系的说明中所述那样,在两检测臂65中产生的电信号被相加。

在上述中,对驱动臂63的z方向的振动传递至检测臂65的作用进行了说明。换言之,关于检测臂65的x方向的振动,忽略地进行了说明。实际上,驱动臂63的x方向的振动传递至检测臂65从而检测臂65在x方向进行振动,通过检测臂65在产生科里奥利力,由此也产生检测臂65在z方向进行振动的作用。这两种作用关于检测臂65的z方向的振动都是占主导性的。

(x轴元件)

图6是检测围绕x轴的旋转的传感器元件5的一例即x轴元件5X的主要部分结构的俯视图。其中,在该图中,在x轴元件5X的表面所设置的导电层的图示基本上被省略。

x轴元件5X是压电振动式的元件。x轴元件5X在使用时利用逆压电效应而在x方向被激励。此时,x轴元件5X具有特定的结构,从而伴随着x方向的激励还产生y方向的振动。该状态下,若x轴元件5X围绕x轴而被旋转,则产生z方向的科里奥利力,x轴元件5X以与角速度相应的振幅在z方向进行振动。该振动通过压电效应被变换为电信号,从而角速度被检测。

x轴元件5X的基本结构以及动作例如可以设为与国际公开第2018/021166号、国际公开第2018/021167号以及国际公开第2018/139396号所记载的传感器元件同样。因此,这些公报的内容可以进行基于参照的援引(Incorporation by Reference),此外,在x轴元件5X的说明中,有时省略细节部分的说明。

(x轴元件的压电体)

关于x轴元件5X的压电体151的材料、以及压电体151中的极化轴与正交坐标系xyz的相对关系,可以援引y轴元件5Y的压电体51的说明。但是,在同一封装件主体3中一起被安装的y轴元件5Y与x轴元件5X中,压电体的材料以及极化轴的方向等不需要相同。此外,压电体151也可以与压电体51同样,作为全体而厚度(z轴方向)被设为一定。

压电体151例如被形成为大致相对于与y轴平行的未图示的对称轴而线对称的形状。此外,压电体151例如被形成为大致相对于与x轴平行的未图示的对称轴而线对称的形状。

压电体151具有:夹着与x轴平行的未图示的对称轴而被配置为线对称的2个单元152(152A以及152B)、以及支承这2个单元152的支承部167。

各单元152例如具有:基部161、从基部161延伸的至少一对(图示的例子中为2对)的驱动臂163(163A~163D或者163E~163H)以及检测臂165。单元152仅一个就能够检测角速度。在图示的例子中,压电体151具有2个单元152,因此例如通过将两者的信号相加,能够使得检测灵敏度提高。

在各单元152中,基部161例如与x轴平行地延伸为直线状,两端被支承部167支承。尽管没有特别图示,在俯视下,可以将基部161的两端(比驱动臂163的配置位置更靠外侧的部分)形成为L字、Ω字或者S字。也就是说,基部161可以在两端包含与x轴交叉的部分。如此一来,后述的基部161的挠曲变得容易。

在各单元152中,4根驱动臂163除了具体的尺寸以及相对于基部161的具体的连接位置以外,与y轴元件5Y的4根驱动臂63是同样的。图6中,驱动臂163没有被设为锤形状,但是可以与驱动臂63同样地被设为锤形状。可以设置凹槽这方面也是同样的。驱动臂163从基部161的长方向的中央位置与两端之间的适当的位置进行延伸。

在各单元152中,检测臂165从基部161的长方向的中央位置,与多个驱动臂163并行(例如平行)且沿着y轴(例如与y轴平行)延伸。检测臂165除了具体的尺寸以及相对于基部161的连接位置以外,与y轴元件5Y的检测臂65是同样的。图6中,检测臂165没有设为锤形状,此外,不具有多个分割臂,但是也可以设为锤形状、或者具有多个分割臂。此外,检测臂165可以具有从基部161与y轴平行地延伸之后向基部161侧折返的形状(参照国际公开第2018/139396号)。

支承部167具有:支承2个单元152的内侧框部169、从内侧框部169向其外侧突出的突部170、经由突部170来支承内侧框部169的框部71。框部71是相当于y轴元件5Y的框部71的部分,省略说明。

内侧框部169(以及其外缘以及内缘)例如在俯视下是包围基部161、驱动臂163以及检测臂165的大致长方形。该长方形将驱动臂163以及检测臂165的延伸方向作为长方向。也就是说,内侧框部169具有与y轴平行的一对长边169a、与x轴平行的一对短边169b。基部161被架设在一对长边169a。各边的横剖面的形状可以适当被设定。在图示的例子中,长边169a在与基部161的连结部分,宽度变窄。

突部170例如将相互平行的内侧框部169的短边169b与框部71的短边71b连接。突部170例如位于短边169b以及短边7lb的长方向中央。突部170对应于一对短边169b而设置2个。但是,突部170也可以进针对一个短边169b而设置。

(x轴元件的导体)

图7是图6的VII-VII线处的剖视图。该图中,表示单元152A的剖视图,但是单元152B的剖视图也同样。

各驱动臂163中的激励电极53的结构以及配置与第1实施方式同样。因此,第1激励电极53A以及第2激励电极53B被施加交流电压,驱动臂163在x轴方向进行振动。单元152A以及152B的驱动臂163延伸的方向相互是相反侧,但是在任意中,假定激励电极53的附加符号A对应于驱动臂163的上表面或者下表面,激励电极53的附加符号B对应于驱动臂163的侧面。

各检测臂165中的检测电极55的结构以及配置除了按每个分割臂而设置检测电极55这一点以外,与y轴元件5Y是同样的。因此,通过第1检测电极55A以及第2检测电极55B,来检测因检测臂165的z轴方向的振动而产生的信号。单元152A以及152B的检测臂165延伸的方向相互是相反侧,但是在任意中,假定检测电极55的附加符号A对应于-x的侧面的+z的区域以及+x的侧面的-z的区域,检测电极55的附加符号B对应于-x的侧面的-z的区域以及+x的侧面的+z的区域。

在各单元152中,2对驱动臂163中的多个激励电极53的电位(在其他观点中为连接关系)也与y轴元件5Y同样。因此,各单元152中的2对驱动臂163与y轴元件5Y同样地被激励。

关于2个单元152,在相对于检测臂165而位于x轴方向的同一侧的驱动臂163间(163A、163B、163E以及163F间、或者163C、163D、163G以及163H间),第1激励电极53A彼此被设为同一电位,第2激励电极53B彼此被设为同一电位。要成为同电位的激励电极53彼此例如通过压电体151上的多个布线59相互被连接。因此,在2个单元152中,多个驱动臂163以彼此相同的相位向检测臂165侧接近或者远离。

此外,在2个单元152的检测臂165间,第1检测电极55A与第2检测电极55B被设为同一电位。要成为同电位的检测电极55彼此例如通过压电体151上的多个布线59相互被连接。因此,2个检测臂165在z轴方向的相互相反侧挠曲时,两者中产生的信号被相加。

尽管没有特别图示,但是在x轴元件5X中也设置基准电位图案57。基准电位图案57与y轴元件5Y同样,主要位于压电体151之中、驱动臂163以及检测臂165以外的部分(基部161以及/或者支承部167),位于电位相互不同的布线间。

如上述,根据电位的观点而被分为2组的激励电极53、和根据电位的观点而被分为2组的检测电极55的合计4组的电极群通过压电体151上的多个布线59而与4个元件端子39连接。基准电位图案57与剩余的2个元件端子39连接。元件端子39与y轴元件5Y同样,关于y轴元件5Y的元件端子39的说明可以被援引于x轴元件5X的元件端子39。6个元件端子39被连接于IC7的驱动电路103X以及检测电路105X。

(x轴元件的动作)

在各单元152中,多个驱动臂163的激励与y轴元件5Y的多个驱动臂63同样。也就是说,夹着检测臂165而两侧的驱动臂163被激励电极53施加交流电压,从而以相互相反的相位被激励以使得在x轴方向在相互相反朝向变形。

此时,若检测臂165的两侧的驱动臂163在x轴方向向与检测臂165分离的一侧挠曲,则其弯曲力矩传递至基部161。并且,基部161向y轴方向的、驱动臂163延伸出的一侧(单元152A中为+y侧、单元152B中为-y侧)挠曲。其结果,检测臂165向y轴方向的、驱动臂163延伸出的一侧位移。

相反,若检测臂165的两侧的驱动臂163在x轴方向向与检测臂165接近的一侧挠曲,则其弯曲力矩传递至基部161,基部161向与驱动臂163延伸出的一侧相反的一侧挠曲。其结果,检测臂165向y轴方向的、与驱动臂163延伸出的一侧相反的一侧位移。

因此,通过检测臂165的两侧的驱动臂163被激励,检测臂165在y轴方向进行振动。此外,在2个单元152问,由于多个驱动臂163以彼此相同的相位(相对于检测臂165分离或者接近但同一相位)被激励,因此2个检测臂165进行振动以使得在y轴方向的相互相反侧位移。

如上述,在压电体51进行振动的状态下,若x轴元件5X围绕x轴进行旋转,则检测臂165在y轴方向进行振动(位移),因此通过科里奥利力在z轴方向振动(变形)。通过该变形而产生的信号(例如电压)如上述那样被检测电极55取出。此外,2个检测臂165以在y轴方向向相互相反侧进行位移的相位来振动,因此在z轴方向向相互相反侧弯折地进行振动。并且,如上述在2个检测臂165间,第1检测电极55A与第2检测电极55B被,因此2个检测臂165中产生的信号被相加。

(z轴元件)

图6可以视为在括号内赋予5Z的符号地表示对围绕z轴的旋转进行检测的传感器元件5的一例即z轴元件5Z的俯视图。

z轴元件5Z是压电振动式的元件。z轴元件5Z与x轴元件5X同样地被激励,检测臂165在y方向振动(位移)。该状态下若z轴元件5Z围绕z轴进行旋转,则产生x方向的科里奥利力,检测臂165以与角速度相应的振幅在x方向振动。z轴元件5Z与x轴元件5X的检测电极等的结构不同,能够输出因该x方向的检测臂165的振动而产生的电信号。

z轴元件5Z的基本结构以及动作例如可以设为与国际公开第2018/021166号以及国际公开第2018/021167号中记载的传感器元件同样。因此,这些公报的内容可以进行基于参照的援引(Incorporation by Reference),此外,z轴元件5Z的说明中有时省略细节部分的说明。

z轴元件5Z的基本的结构除了检测电极(以及与其相关的布线59)以外,可以设为与x轴元件5X的基本的结构同样。因此,x轴元件5X的说明可以援引于z轴元件5Z。但是,在z轴元件5Z中,与x轴元件5X不同,检测臂165通过科里奥利力而在x轴方向进行振动是有意的。基于这种差异,检测臂165等的具体的尺寸以及/或者形状可以与x轴元件5X不同。

图8是表示z轴元件5Z的一部分的相当于图7的剖视图。

第1检测电极255A以及第2检测电极255B取出因检测臂165的x轴方向的弯曲变形而产生的信号,因此例如设为与使驱动臂163在x轴方向进行激励的激励电极53同样的结构。因此,关于激励电极53的说明,可以将激励电极53替换读取为检测电极255,从而被援引于检测电极255。各检测臂165中的一对第1检测电极255A彼此的连接、以及一对第2检测电极255B彼此的连接也是同样。

在y轴元件5Y以及x轴元件5X的说明中,关于检测电极55,提及了检测臂65以及165可以具有多个分割臂(可以设置多个狭缝)。在z轴元件5Z中,检测臂165也可以与驱动臂63以及163同样,在其上表面以及/或者下表面设置有凹槽。

在2根检测臂165间,第1检测电极255A与第2检测电极255B被连接。因此,在2根检测臂165在x轴方向向相互相反侧弯折时,检测臂165中产生的信号被相加。检测电极255的连接例如通过压电体151上的多个布线59进行。

与其他的传感器元件5同样,根据电位的观点而被分为2组的激励电极53经由2个元件端子39被连接于IC7的驱动电路103Z。根据电位的观点而被分为2组的检测电极255经由其他的2个元件端子39而被连接于IC7的检测电路105Z。基准电位图案57经由剩余的2个元件端子39而被连接于IC7。

(z轴元件的动作)

z轴元件5Z的激励状态与x轴元件5X的激励状态同样。若在该激励状态下z轴元件5Z围绕z轴进行旋转,则检测臂165在y轴方向进行振动(位移),因此在x方向进行振动。因该变形而产生的信号(例如电压)被检测电极255取出。此外,2个检测臂165以在y轴方向向相互相反侧进行位移的相位进行振动,因此在x轴方向向相互相反侧弯折地进行振动。并且,在2个检测臂165间,由于第1检测电极255A与第2检测电极255B被连接,因此2个检测臂165中产生的信号被相加。

(3个传感器元件的尺寸)

各传感器元件5的各种尺寸可以根据各传感器元件5被设定的频率等而适当设定。但是,各传感器元件5的整体的大小被设定为3个传感器元件5彼此不会分离很大。

例如,假定包含各传感器元件5(其他观点中为压电体)的最小的矩形。在此前例示的传感器元件5中,该矩形是与框部71的外缘一致、此外将与y轴平行的方向作为长方向的长方形。3个传感器元件5的长边之中的最长的边相对于3个传感器元件5的长边之中最短的边例如为1.5倍以下或者1.1倍以下。此外,例如,3个传感器元件5的短边之中的最长的边相对于3个传感器元件5的短边之中的最短的边例如为1.7倍以下、1.5倍以下或者1.3倍以下。

(传感器元件彼此的结合)

在传感器1中,3个传感器元件5可以相互分离,也可以2个以上被结合(一体化)。

图9是表示两个传感器元件5被结合的方式的一例的俯视图(底面图)。在该图中,元件端子39以外的导体的图示被省略。

该例子中,y轴元件5Y的压电体51与x轴元件5X(或者z轴元件5Z)的压电体151被一体化。例如,压电体51以及压电体151从同一水晶晶片通过蚀刻而一起被制作。

这种的一体化可以在3个传感器元件5的任意2个以上的传感器元件5中进行。例如,在图示的例子中,两个传感器元件5被一体化,但是也可以3个传感器元件5被一体化。此外,在图示的例子中,y轴元件5Y与x轴元件5X(或者z轴元件5Z)被一体化,但是,此外例如也可以x轴元件5X与z轴元件5Z被一体化。

一体化例如通过各传感器元件5中的压电体的外周部彼此被连接而进行。此外,一体化例如传感器元件5在与各种臂的延伸方向正交的方向(短方向)排列而进行。在本实施方式所例示的传感器元件5中,压电体的外周部的短方向侧部分由框部71的长边71a构成,因此两个传感器元件5的长边71a彼此相互被连接。

在被一体化的传感器元件5彼此中,臂的延伸方向例如相互平行。换言之,对各传感器元件5赋予的正交坐标系xyz在传感器元件5彼此中是一致的。此外,在图示的例子中,在被一体化的传感器元件5彼此中,长方向(y方向)的长度(长边71a的长度)相互被设为相同。但是,两者也可以不同。各传感器元件5的短方向(x方向)的长度可以在传感器元件5彼此中相互相同,也可以相互不同。

在图示的例子中,y轴元件5Y的-x侧的元件端子39与x轴元件5X的+x侧的元件端子39的x轴方向的位置不重复。因此,y轴元件5Y的压电体51与x轴元件5X的压电体151能够概念上认为框部71的长边71a彼此被连接。但是,也可以在y轴元件5Y的-x侧的元件端子39与x轴元件5X的+x侧的元件端子39,进行x轴方向的位置重复等,能够在概念上视为长边71a彼此在一部分或者全部被共用的这种方式下,压电体51与压电体151被一体化。

在压电体被一体化的两个或者三个传感器元件5彼此中,能够共用元件端子39。例如,可明确的是基准电位用的元件端子39可以被共用。此外,在两个或者三个传感器元件5彼此中将激励的频率设为彼此相同的情况下,也能够共用与激励电极53连接的元件端子39。

在判定传感器元件5是否将臂的延伸方向作为长方向时,需要确定传感器元件5的臂的延伸方向的长度、与臂的延伸方向正交的方向的长度。进而,在压电体彼此被一体化的情况下,需要其结合部分确定传感器元件5彼此的边界。该确定可以基于传感器元件5的形状以及功能等而合理地判断。如图示的例子那样,在两个传感器元件5之间元件端子39的x轴方向的位置没有重复的情况下,例如可以将两者距元件端子39的距离相等的位置(y轴元件5Y的-x侧的元件端子39与x轴元件5X的+x侧的元件端子39的中间位置)作为两个传感器元件5的边界。此外,在上述以外的情况下,例如可以将被结合的长边71a的宽度的中央的位置作为两个传感器元件5的边界。在传感器元件5彼此连接了压电体的情况下,极端地说,也能够将一个传感器元件5的元件端子39设置另一个传感器元件5的压电体,因为以元件端子39为基准判定传感器元件5的大小是不合理的。

[多个传感器元件的配置]

图10是表示实施方式所涉及的3个传感器元件5的种类以及配置的组合的例子的一览的图。

该图中,表的1方格对应于基板部21(在其他观点中为封装件113的平面形状。方格的边界线对应于构成基板部21的外缘的长边21c以及短边21d。

各方格内的长方形表示传感器元件5。长方形内的X、Y或者Z分别表示传感器元件5是x轴元件5X、y轴元件5Y或者z轴元件5Z。根据长边71a以及短边71b的符号可理解,方格内的长方形的长方向以及短方向对应于传感器元件5的长方向以及短方向(在其他观点中为臂的延伸方向以及排列方向)。在方格内相互相接的长方形如参照图9所说明那样表示传感器元件5彼此被一体化。相反,在方格内相互分离的长方形表示传感器元件5彼此未被一体化(相互分离)。

在该图中,关于3个传感器元件5的种类以及配置表示了9个方式。这9个方式在同一列所示的方式彼此中有共通性,此外,在同一行所示的方式彼此中有共通性。以下,对于各列,有时使用在最上段的方格中表示的文字而称为“XYZ”列、“X/XZ”列、“Y/YZ”列或者“Z/XY”列。此外,对于各行,有时使用在最左侧的方格中表示的数字而称为“1”行、“2”行或者“3”行。

(传感器元件的种类的组合)

如上所述,传感器元件5被安装于基板部21,以使得正交坐标系xyz的z轴与D3轴一致。并且,在任意的方式中,围绕D3轴的角速度的检测通过设置z轴元件5Z来实现。

在“XYZ”列以及“Z/XY”列所示的5个方式中,组合了检测正交坐标系xyz中的角速度的轴相互不同的三种传感器元件5。也就是说,除了z轴元件5Z,还设有x轴元件5X以及y轴元件5Y。并且,在围绕D1轴的角速度的检测中,利用x轴元件5X以及y轴元件5Y的一方,在围绕D2轴的角速度的检测中,利用x轴元件5X以及y轴元件5Y的另一方。

更为详细而言,在“XYZ”列所示的3个方式中,在围绕D1轴的角速度的检测中利用y轴元件5Y,在围绕D2轴的角速度的检测中利用x轴元件5X。相反在“Z/XY”列所示的3个方式中,在围绕D1轴的角速度的检测中利用x轴元件5X,在围绕D2轴的角速度的检测中利用y轴元件5Y。

在“X/XZ”列以及“Y/YZ”列所示的4个方式中,除了z轴元件5Z,还组合了检测正交坐标系xyz中的角速度的轴(其中为x轴或者y轴)彼此相同的两个传感器元件5。也就是说,除了z轴元件5Z,还设置有2个x轴元件5X或者2个y轴元件5Y。同一种类的两个传感器元件5在D1D2平面内被配置在相互不同的朝向,一方被用于围绕D1轴的角速度的检测,另一方被用于围绕D2轴的角速度的检测。

更为详细而言,在“X/XZ”列所示的2个方式中,在围绕D1轴以及围绕D2轴的角速度的检测中利用2个x轴元件5X。“Y/YZ”列所示的2个方式中,围绕D1轴以及围绕D2轴的角速度的检测中利用2个y轴元件5Y。

(传感器元件的配置)

图示的9个方式根据3个传感器元件5的配置的观点,能够分类为“XYZ”列所示的3个方式、其他列所示的6个方式。以下,为了方便,对于被配置为长边71a彼此相互平行的2个以上的传感器元件5,有时仅表述为相互平行的传感器元件5等。此外,对于被配置为长边71a彼此正交的2个以上的传感器元件,有时仅表述为相互正交的传感器元件5等。

在“XYZ”列所示的3个方式中,3个传感器元件5被排列为1列。更为具体而言,3个传感器元件5以其长边71a(在其他观点中为臂的延伸方向)与基板部21的短边21d平行的朝向,在沿着基板部21的长边21c的方向(例如也可以与长边21c大致平行的方向。)排列。在其他观点中,3个传感器元件5被配置为相互平行。

在其他列所示的6个方式中,3个传感器元件5之中的2个以其长边71a(在其他的观点中为臂的延伸方向)与基板部21的长边21c平行的朝向,在沿着基板部21的短边21d的方向(例如也可以与短边21d大致平行的方向。)排列。剩余的1个传感器元件5以其长边71a与基板部21的短边21d平行的朝向,相对于所述两个传感器元件5在沿着基板部21的长边21c的方向(例如也可以与长边21c大致平行的方向。)排列。在其他的观点中,两个传感器元件5被配置为相互平行,剩余的1个传感器元件5被配置为与其他两个传感器元件5正交。

更为详细而言,在“X/XZ”列的2个方式中,x轴元件5X与z轴元件5Z相互平行。在“Y/YZ”列的2个方式中,y轴元件5Y与z轴元件5Z相互平行。在“Z/XY”列的2个方式中,x轴元件5X与y轴元件5Y相互平行。

在图示的例子中,相对于相互平行的两个传感器元件5,剩余的1个传感器元件5位于+D2侧。但是,也可以两者的位置关系相反。

被配置为相互平行的2个以上的传感器元件5的排列顺序并不限定于图示的例子,可以适当被变更。例如,在“XYZ”列中,图示了X、Y以及Z的顺序,但是也可以设为X、Z以及Y的顺序、Y、X以及Z的顺序、Y、Z以及X的顺序、Z、X以及Y的顺序、Z、Y以及X的顺序。“X/XZ”中列中的X以及Z的排列可以与图示的例子相反。“Y/YZ”列中的YZ的排列可以与图示的例子相反。“Z/XY”的排列可以与图示的例子相反。此外,各传感器元件5的+x侧与-x侧的任意侧可以作为图10所示的各传感器元件5的长方向的一侧(可以围绕与D3轴平行的轴而旋转180°。)。

(传感器元件的一体化)

在“1”行所示的1个方式中,3个传感器元件5被一体化。在其他的观点中,如果将一体化的2以上的传感器元件5视为1个元件,则在基板部21仅安装1个元件。

在“2”行所示的4个方式中,3个传感器元件5之中的2个被一体化,剩余的1个被分离。在其他的观点中,如果将被一体化的2个以上的传感器元件5视为1个元件,则在基板部21安装了2个元件。

更为详细而言,关于“XYZ”列,3个传感器元件5之中相互相邻的2个被一体化。在图示的例子中,3个传感器元件5之中的中央的传感器元件5与相对于该中央的传感器元件而处于+D2侧的传感器元件5被一体化。但是,可以与图示相反,中央的传感器元件5与相对于该中央的传感器元件而处于-D2侧的传感器元件5被一体化。如上所述,X、Y以及Z的排列顺序可以与图示的例子不同,进而,被一体化的传感器元件5的种类也可以与图示的例子不同。

此外,关于“X/XZ”、“Y/YZ”以及“Z/XY”列,被配置为相互平行的两个传感器元件5彼此被一体化。如上所述,这两个传感器元件5的排列顺序可以与图示的例子相反。

在“3”行所示的4个方式中,3个传感器元件5全部被分离。在其他的观点中,如果将被一体化的2个以上的传感器元件5视为1个元件,则在基板部21安装有3个元件。

(传感器元件的配置区域的尺寸的一例)

在“XYZ”列所示的方式中,例如,3个传感器元件5被配置为:在D2方向观察,在3个传感器元件5之中长边71a最长的传感器元件的配置范围(D1方向)收容其他两个传感器元件5的配置范围(D1方向)的全部(包含一致的情况)。最长的长边71a的长度例如上述那样,可以相对于最短的长边71a的长度而设为1.5倍以下或者1.1倍以下。此外,在比较最短的长边71a与封装件11的第1框部23的内缘的长边间的距离(D1方向)时,例如可以后者相对于前者而设为1.6倍以下或者1.2倍以下。

在“X/XZ”、“Y/YZ”以及“Z/XY”列所示的方式中,例如3个传感器元件5被配置为:在D2方向观察,相互平行的两个传感器元件5的配置范围(D1方向)和与这两个传感器元件5正交的传感器元件5的配置范围(D1方向)的一方的全部收容于另一方(包含一致的情况)。相互平行的两个传感器元件5的配置范围(D1方向)是从-D1侧的传感器元件5的-D1侧的外缘到+D1侧的传感器元件5的+D1侧的外缘的范围。上述2个配置范围的D1方向的长度中,较长的一方相对于较短的一方可以设为1.7倍以下、1.5倍以下、1.3倍以下、1.2倍以下或者1.1倍以下。此外,在比较较短的一方的配置范围的D1方向的长度与封装件11的第1框部23的内缘的长边间的距离(D1方向)时,例如后者相对于前者可以设为1.8倍以下、1.6倍以下、1.4倍以下、1.3倍以下或者1.2倍以下。

此外,在“X/XZ”、“Y/YZ”以及“Z/XY”列所示的方式中,两个传感器元件5被配置为:相互平行的两个传感器元件5在D1方向观察,两个传感器元件5(长边71a)的配置范围(D2方向)的一方的全部收容于另一方(包含一致的情况)。此时,较长的长边71a的长度相对于较短的长边71a的长度可以设为1.5倍以下或者1.1倍以下。

[基板部中的导体的配置的一例]

参照图11以及图12,对基板部21中的导体(元件焊盘15等)的配置的一例进行说明。在此,以3个传感器元件5的配置的方式是“X/XZ”、“Y/YZ”以及“Z/XY”列所示的6个方式的任意方式的情况为例。

图11是表示基板部21(第1绝缘层31A)的上表面21a的俯视图。

该图中,对上表面21a上的导体层的表面(也就是说不是剖面的面)赋予阴影。此外,以黑圆圈表示将第1绝缘层31A贯通的过孔导体81。以虚线表示传感器元件5的外缘。以双点划线表示封装件主体3的第1框部23的内缘。

该图中,针对传感器元件5的与元件端子39接合的元件焊盘15,根据其作用,赋予包含大写的字母等的附加符号。元件焊盘15D-1以及15D-2用于对激励电极53输入驱动信号。但是,元件焊盘15D-2也可以对应于虚拟接地。此外,元件焊盘15S用于从检测电极55或者255取出检测信号。元件焊盘15G用于对基准电位图案57赋予基准电位。

如上所述,在各传感器元件5中,针对框部71的一对长边71a,各设置3个合计6个元件端子39。对应于此,封装件11相对于各传感器元件5,具有各3个被排列为2列的合计6个元件焊盘15。

如参照图10所说明那样,3个传感器元件5之中的2个配置为一对长边71a与基板部21的长边21c平行。因此,这两个传感器元件5各自所对应的6个元件焊盘15之中的3个相对而言位于长边21c侧沿着长边21c而排列,剩余的3个位于比其更靠基板部21的内侧(与长边21c分离的一侧)的位置。相对而言位于长边21c侧的3个元件焊盘15与长边21c(或者第1框部23的内缘)之间,不存在其他导体,能够视为两者相邻。

如参照图10所说明那样,3个传感器元件5之中的剩余的1个被配置为一对长边71a与基板部21的短边21d平行。因此,该传感器元件5所对应的6个元件焊盘15之中的3个相对而言位于短边21d侧并沿着短边21d排列,剩余的3个位于比其更靠基板部21的内侧(与短边21d分离的一侧)的位置。在相对而言位于短边21d侧的3个元件焊盘15与短边21d(或者第1框部23的内缘)之间,不存在其他导体,能够视为两者相邻。

总之,封装件11针对3个传感器元件5的各个传感器元件,具有沿着基板部21的外缘而排列的多个元件焊盘15、和位于比其更靠基板部21的内侧的位置的多个元件焊盘15。

并且,在图示的例子中,对于任意的传感器元件5,也是检测用的元件焊盘15S位于基板部21的外缘侧。更为详细而言,例如各传感器元件5中沿着基板部21的外缘而排列的3个元件焊盘15之中、两侧的2个元件焊盘15设为检测用。与虚拟接地对应的元件焊盘15D-2位于这2个元件焊盘15S之间。除了图示的例子,例如也可以取代元件焊盘15D-2,而设置基准电位用的元件焊盘15G。

此外,在图示的例子中,对于任意的传感器元件5,也是基准电位用的元件焊盘15G位于基板部21的内侧。更为详细而言,例如在基板部21的内侧排列的3个元件焊盘15之中、两侧的2个元件焊盘15设为基准电位用。驱动信号用的元件焊盘15D-1位于这2个元件焊盘15G之间。除了图示的例子,例如也可以将基板部21的内侧的3个元件焊盘15之中两侧的2个元件焊盘设为驱动用的元件焊盘15D-1以及15D-2,将其间的1个元件焊盘设为基准电位用。

位于基板部21的+D1侧且+D2侧的角部的导体层(符号省略)以及过孔导体81用于对盖体9赋予基准电位。也可以不设置这种导体。

图12是表示基板部21的内部(第2绝缘层31B的上表面)的俯视图。

该图以图11的例子为前提。该图中,与图11同样,对第2绝缘层31B的上表面的导体层的表面(也就是说不是剖面的面)赋予阴影。此外,对于该导体层之中、与贯通第1绝缘层31A的过孔导体81连接的连接区域85,赋予与其他区域不同的阴影。此外,该图中,以黑圆圈表示贯通第2绝缘层31B的过孔导体83。

位于第2绝缘层31B的上表面的导体层例如具有驱动布线87D-1以及87D-2、检测布线87S以及基准电位图案87G。这些布线以及图案包含多个元件焊盘15所连接的连接区域85。但是,连接区域85也可以视为与布线以及图案分立的部位。

多个连接区域85例如位于多个元件焊盘15的正下方,通过过孔导体81(图11)而与元件焊盘15连接。因此,连接区域85的作用和俯视下的配置位置的关系,可以援引元件焊盘15的说明。连接区域85可以表面侧的一部分或者厚度方向的全部包含与第2绝缘层31B的上表面的导体层的其他区域的材料不同的材料。

驱动布线87D-1在连接区域85中与元件焊盘15D-1连接。驱动布线87D-2在连接区域85中与元件焊盘15D-2连接。检测布线87S在连接区域85中与元件焊盘15S连接。

这些的布线大致从连接区域85朝向基板部21的外缘而延伸。特别地,沿着基板部21的外缘而配置的元件焊盘15(15S以及15D-2)所连接的布线不包含向与基板部21的外缘分离的方向延伸的部分。这些布线仅包含朝向基板部21的外缘延伸的部分,或者除此以外仅包含相对于外缘平行的部分。在朝向基板部21的外缘延伸的这种情况下,不仅是与外缘正交的方向,也可以在与外缘倾斜的方向延伸。

基准电位图案87G与元件焊盘15G连接。基准电位图案87G例如在第2绝缘层31B的上表面,遍及除了上述布线的位置以外的大部分的面积而设置。例如,基准电位图案87G的面积设为第2绝缘层31B的面积的50%以上。

此外,基准电位图案87G位于上述的各种布线之间。例如,基准电位图案87G对于各传感器元件5,位于2个检测布线87S以及驱动布线87D-2的3个布线与驱动布线87D-1之间。如针对在长边21c相邻的一对检测布线87S以及驱动布线87D-2所示那样,基准电位图案87G可以到达基板部21的外缘,在第2绝缘层31B的上表面将上述的3个布线与驱动布线87D-1完全分断。

上述的各种布线例如在其延伸的中途、且在基板部21的外缘附近,与过孔导体83连接。此外,基准电位图案87G例如在基板部21的外缘附近,与过孔导体83连接。过孔导体83例如经由在基板部21被设置于比第2绝缘层31B的上表面更靠下方的未图示的导体层而与IC焊盘17电连接。

如以上,在本实施方式中,多轴角速度传感器1具有封装件11、3个传感器元件5(第1轴元件、第2轴元件以及第3轴元件)。封装件11具有基板部21。基板部21具有与相互正交的第1轴(D1轴)、第2轴(D2轴)以及第3轴(D3轴)之中的D3轴正交的第1面(上表面21a)。上表面21a的外缘具有与D2轴平行的一对长边21c、与D1轴平行的一对短边21d。3个传感器元件5被安装于上表面21a,分别检测围绕D1轴、围绕D2轴或者围绕D3轴的角速度。3个传感器元件5分别具有压电体51或者151、激励电极53、检测电极55或者255。压电体51或者151具有多个臂(驱动臂63或者163以及检测臂65或者165)。这些臂在上表面21a的俯视下在规定的延伸方向(正负无关)延伸。压电体51或者151将多个臂的延伸方向作为长方向。激励电极53位于多个臂的一部分(驱动臂63或者163)。检测电极55或者255位于多个臂的另一部分(检测臂65或者165)。3个传感器元件5之中的2个以臂的延伸方向与基板部21的长边21c平行的朝向,在沿着基板部21的短边21d的方向排列。剩余的1个以臂的延伸方向与短边21d平行的朝向,相对于所述2个元件而在沿着长边21c的方向排列。或者,3个传感器元件5以臂的延伸方向与基板部21的短边21d平行的朝向,在沿着基板部21的长边21c的方向排列。

该情况下,例如能够降低3个传感器元件5的配置区域极端细长的可能性。进而,能够降低封装件11在俯视下变得细长的可能性。其结果,例如能够提高封装件11针对使封装件11挠曲的这种力的强度、或者降低在将传感器1安装于电路基板时产生死空间的可能性。在在其他的观点中,在准备接近于正方形的长方形的封装件11时,能够降低在封装件11内产生死空间的可能性。

此外,在本实施方式中,在3个传感器元件5各自中,压电体51或者151具有框部71。框部71在基板部21的上表面21a的俯视下包围多个臂(驱动臂63等)。此外,框部71是将臂的延伸方向作为长方向的长方形。

该情况下,例如容易进行传感器元件5与基板部21的俯视下的对位。更为具体而言,例如对位能够使用视觉传感器(包含摄像元件)来进行,通过设置框部71,能够正确地检测传感器元件5的位置。其结果,能够提高各种臂与基板部21的长边21c或者短边21d的平行度。通过平行度的提高,例如能够降低围绕D2轴或者围绕D3轴的角速度对检测围绕D1轴的角速度的传感器元件5的检测信号的影响。对于其他轴也同样。

此外,在本实施方式中,可以3个传感器元件5之中的2个以臂的延伸方向与基板部21的长边21c平行的朝向,在沿着基板部21的短边21d的方向排列。可以剩余的1个以臂的延伸方向与基板部21的短边21d平行的朝向,相对于所述两个传感器元件5在沿着基板部21的长边21c的方向排列。

该情况下,例如能够在传感器元件5彼此使驱动臂63以及/或者263的振动方向不同。其结果,传感器元件5彼此的相互影响被降低。此外,能够将两个传感器元件5的一方以及剩余的1个传感器元件5设为同一种类的传感器元件5。由此,例如能够减轻开发负担,提高生产性,削减成本。

3个传感器元件5的压电体51以及/或者151可以相互分离。

例如,在3个传感器元件5被一体化方式中,在将传感器元件5安装于基板部21之前的检查中,判定为3个传感器元件5之中的1个是不良产品的情况下,其他的两个传感器元件5也被废弃。另一方面,在3个传感器元件5相互分离的方式中,不会产生这种不良情况。此外,例如由于当前未一体化的传感器元件5是主流,因此容易利用现有的传感器元件5。

其中,可以3个传感器元件5之中臂的延伸方向相互平行的至少2个传感器元件5的压电体51以及/或者251被一体化。

该情况下,例如传感器元件5彼此中不需要间隙(clearance),有利于小型化。此外,例如,如上所述,也能够使元件端子39共通化。

此外,在图11以及图12所示的例子中,封装件11针对3个传感器元件5的各个传感器元件,在基板部21的上表面21a具有一对驱动焊盘(元件焊盘15D-1以及15D-2)、一对检测焊盘(元件焊盘15S)。元件焊盘15D-1以及15D-2与多个激励电极53电连接。一对元件焊盘15S与多个检测电极55或者255电连接。对于在沿着基板部21的短边21d的方向排列的两个传感器元件5之中、位于一个长边21c侧的传感器元件5,一对元件焊盘15S位于比至少1个驱动焊盘(元件焊盘15D-1)更靠所述一个长边21c侧并沿着所述一个长边21c而排列。对于另一个长边21c侧的传感器元件5,相对于另一个长边21c也同样成立。此外,相对于这两个传感器元件5而位于基板部21的一个短边21d侧的剩余的1个元件,一对元件焊盘15S位于比至少1个驱动焊盘(元件焊盘15D-1)更靠所述一个短边21d侧并沿着所述一个短边21d而排列。

也就是说,3个传感器元件5的检测用的元件焊盘15S被配置于基板部21的外缘侧而尽可能分离。由此,能够降低在传感器元件5彼此之间检测信号相互带来的影响,提高检测精度。在其他的观点中,使混入检测信号的噪声的降低优先于混入驱动信号的噪声的降低,由此,提高检测精度。这种配置在使两个传感器元件5相互平行、使剩余的1个传感器元件5相对于所述两个传感器元件5正交的结构中容易实现。

在上述方式中,封装件11可以在基板部21的内部具有与基板部21的上表面21a平行的导体层。该导体层针对3个传感器元件5分别具有驱动布线87D-1以及87D-2、一对检测布线87S以及基准电位图案87G。驱动布线87D-1以及87D-2与元件焊盘15D-1以及15D-2电连接。一对检测布线87S与一对元件焊盘15S电连接。基准电位图案87G位于3个传感器元件5各自的至少驱动布线87D-1与一对检测布线87S之间。

该情况下,例如能够提高驱动布线87D-1与检测布线87S之间的隔离,能够提高检测精度。

此外,在上述方式中,一对检测布线87S在一对元件焊盘15S的正下方的位置与一对元件焊盘15S电连接,从该正下方的位置向基板部21的外缘延伸。

该情况下,例如容易使基准电位图案87G相对于检测布线87S而位于基板部21的内侧。进而,容易使基准电位图案87G位于驱动布线87D-1与检测布线87S之间。

此外,在本实施方式中,传感器1还具有IC7。IC7被安装于基板部21的上表面21a的背面即下表面21b,与3个传感器元件5电连接。

因此,例如相比于将传感器元件5和IC7配置在同一平面上的方式(该方式也可以包含在本公开所涉及的技术中。),能够使传感器1小型化。此外,相比于配置在同一平面上的方式,IC7产生的热量对传感器元件5带来的影响被均等化。其结果,例如温度补偿变得容易。

在以上的实施方式中,基板部21的上表面21a是第1面的一例。基板部21的下表面21b是第2面的一例。D1轴、D2轴以及D3轴是第1轴、第2轴以及第3轴的一例。传感器1的3个传感器元件5是第1轴元件、第2轴元件以及第3轴元件的一例,如根据参照图10的说明所理解那样,由x轴元件5X、y轴元件5Y以及z轴元件5Z的任意来实现。元件焊盘15D-1以及15D-2是一对驱动焊盘的一例。元件焊盘15S是检测焊盘的一例。IC7是集成电路元件的一例。

本发明并不限定于以上实施方式,可以按各种方式实施。

如实施方式的说明的开头所述那样,多轴角速度传感器可以不具有驱动电路以及检测电路。也就是说,多轴角速度传感器可以是通过从外部输入的驱动信号使传感器元件振动、将传感器元件中产生的检测信号直接输出至外部的传感器。

传感器元件或者多轴角速度传感器可以构成为MEMS(Micro Electro MechanicalSystems)的一部分。该情况下,可以在MEMS的基板上安装构成传感器元件的压电体,也可以MEMS的基板由压电体构成,通过其一部分来构成传感器元件的压电体。

传感器元件的角速度的检测所涉及的基本结构(例如驱动臂以及检测臂的根数、延伸方向、配置以及振动方向)并不限定于实施方式中例示的内容。例如,作为其他的代表性的例子,能够举出音叉型的结构。此外,例如可以如日本特开2015-099130号公报那样相对于与y轴平行的对称轴而配置为线对称的驱动臂彼此向x方向的同一侧弯曲。此外,如该公报以及日本特开2015-141182号公报所公开那样,可以通过驱动臂与检测臂并行地延伸的结构,来检测围绕y轴的角速度。这些公报的内容可以进行基于参照的援引(Incorporation by Reference)。

压电体可以不具有框部。例如,压电体可以在基部设置元件端子而进行安装。此外,例如压电体可以设置从基部起与驱动臂以及检测臂并行地延伸的安装臂,在该安装臂设置元件端子来进行安装。

实施方式的压电体151具有内侧框部169、框部71。但是,突部170以及框部71可以被省略,在内侧框部169设置元件端子39。相反地,也可以在压电体51设置内侧框部以及其外侧的框部的组合。

此外,在压电体51,基部61的一点被与检测臂并行延伸的1个保持部69所保持。但是,基部61也可以两点被从基部61向彼此相反侧延伸的2个保持部69所支承,还可以一点被与驱动臂并行延伸的保持部69所保持,还可以不设置保持部69,基部61的x方向两端与框部71的一对长边71a连接从而被支承。

封装件并不限定于具有在上下形成有凹部的封装件主体的封装件。例如,封装件也可以是具有仅在上方形成有凹部的封装件主体。此外,例如封装件也可以不具有形成有凹部的封装件主体,而是在基板部的上表面覆盖箱型的盖罩的方式。

符号说明

1...多轴角速度传感器、3...封装件主体、5...传感器元件、11...封装件、21...基板部、21a...基板部的上表面(第1面)、21c...基板部的长边、21d...基板部的短边、51...压电体、53...激励电极、55...检测电极、63...驱动臂、65...检测臂、151...压电体、163...驱动臂、165...检测臂、255...检测电极。

相关技术
  • 角速度传感器、传感器元件及多轴角速度传感器
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