功能元件、電子器件、電子設(shè)備和移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能元件和使用該功能元件的電子器件、電子設(shè)備及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，作為振動(dòng)器件，開(kāi)發(fā)了使用例如娃MEMS(Micro Electro MechanicalSystem:微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的功能元件。并且，公開(kāi)了使用作為該功能元件的一例的陀螺元件來(lái)檢測(cè)角速度的陀螺傳感器(靜電電容型MEMS陀螺傳感器元件)。作為這樣的陀螺傳感器的一例，例如，如專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的陀螺傳感器那樣，具有:設(shè)置在相互正交的三個(gè)軸(X軸、Y軸、Z軸)內(nèi)的X-Y面的振動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造體、支承該振動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造體的基板、振動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造體的驅(qū)動(dòng)單元、以及檢測(cè)繞Y軸的角速度的檢測(cè)單元(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在專利文獻(xiàn)I記載的陀螺傳感器中，使用這樣的靜電電容型MEMS陀螺傳感器元件(以下稱為“陀螺傳感器元件”):具有包括框狀延伸部的驅(qū)動(dòng)部，在延伸部的外側(cè)具有驅(qū)動(dòng)用彈簧部，在延伸部的內(nèi)側(cè)具有檢測(cè)部和使檢測(cè)部與延伸部連接的檢測(cè)用彈簧部。在該陀螺傳感器元件中，在X軸方向上振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部受到繞Y軸的角速度而在Z軸方向上振動(dòng)，由檢測(cè)部檢測(cè)因該Z軸方向的振動(dòng)而引起的電容變化，由此能夠檢測(cè)出角速度。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-83112號(hào)公報(bào)
[0005]然而，在上述的陀螺元件中，在構(gòu)成陀螺元件的硅構(gòu)造體的干式蝕刻加工中產(chǎn)生加工誤差，導(dǎo)致本來(lái)應(yīng)成為正方向或長(zhǎng)方形的截面形狀形成為平行四邊形。這樣，由于硅構(gòu)造體的截面形狀成為平行四邊形，使得在X軸方向上振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部中的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)產(chǎn)生在與截面的斜邊正交的方向上振動(dòng)的分量(傾斜振動(dòng))。該驅(qū)動(dòng)部中的傾斜振動(dòng)由于具有Z軸方向的振動(dòng)分量，因而產(chǎn)生所謂的正交(Quadrature)現(xiàn)象，該現(xiàn)象是由于驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)傳遞到檢測(cè)部的現(xiàn)象即所謂的振動(dòng)泄漏現(xiàn)象而使傾斜振動(dòng)傳遞到檢測(cè)部，導(dǎo)致在檢測(cè)部檢測(cè)角速度的振動(dòng)方向即Z軸方向上振動(dòng)。由于該現(xiàn)象，有時(shí)盡管沒(méi)有產(chǎn)生角速度，檢測(cè)部也檢測(cè)出角速度，或者檢測(cè)出的角速度產(chǎn)生誤差。即，角速度的檢測(cè)精度可能下降。

【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完成的，能夠作為以下的方式或應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007][應(yīng)用例I]本應(yīng)用例的功能元件，其特征在于，在設(shè)相互正交的2個(gè)軸為第I軸和第2軸、與包含所述第I軸和所述第2軸的面的法線平行的軸為第3軸時(shí)，所述功能元件具有:支承體；檢測(cè)部，其與所述支承體連接，檢測(cè)所述第I軸的方向的振動(dòng)；驅(qū)動(dòng)連結(jié)部，其具有第I部分和第2部分，所述第I部分與所述支承體連接，在所述第I軸的方向上延伸，所述第2部分與所述第I部分連接，比所述第I部分的所述第I軸的方向的尺寸短，在所述第2軸的方向上延伸；以及質(zhì)量部，其與所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部連接，經(jīng)由所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部與所述支承體連接，所述質(zhì)量部在所述第3軸的方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)振動(dòng)。
[0008]根據(jù)本應(yīng)用例，在第3軸方向上振動(dòng)的第I振動(dòng)體的振動(dòng)分量傳遞到具有平行四邊形截面形狀的驅(qū)動(dòng)連結(jié)部而產(chǎn)生的振動(dòng)分量以第3軸方向作為主分量，包含第2軸方向的振動(dòng)分量。這樣，在本結(jié)構(gòu)的功能元件中，由于檢測(cè)部的檢測(cè)振動(dòng)是第I軸方向，因而即使在第3軸方向上振動(dòng)的第I振動(dòng)體的振動(dòng)分量(第3軸方向和第2軸方向)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)連結(jié)部傳遞到檢測(cè)部，也不會(huì)產(chǎn)生檢測(cè)部的檢測(cè)振動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生檢測(cè)誤差。即，能夠?qū)崿F(xiàn)提高檢測(cè)精度的功能元件。
[0009]并且，驅(qū)動(dòng)連結(jié)部具有第I部分和第2部分，第I部分沿著第I軸延伸，第2部分與所述第I部分連接，比所述第I部分的沿著所述第I軸的尺寸短并沿著所述第2軸延伸，因而，驅(qū)動(dòng)連結(jié)部在第2軸方向上容易撓曲，而在作為長(zhǎng)邊的第I軸方向上不易撓曲。因此，即使截面形狀是平行四邊形，也不易產(chǎn)生第I軸方向的振動(dòng)分量，能夠進(jìn)一步減小檢測(cè)部中的檢測(cè)誤差。
[0010]并且，由于驅(qū)動(dòng)連結(jié)部具有作為長(zhǎng)邊的第I部分和作為短邊的第2部分，因而可以進(jìn)一步減小驅(qū)動(dòng)連結(jié)部的彈性系數(shù)，能夠有效地進(jìn)行質(zhì)量部的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)。換句話說(shuō)，能夠容易產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)振動(dòng)。
[0011]另外，在本發(fā)明的記載中，關(guān)于“上方”的術(shù)語(yǔ)，在例如“在特定物體(以下稱為“A”)的“上方”形成其它特定物體(以下稱為“b”)”等時(shí)使用的情況下，包括:在A上直接形成B的情況、和經(jīng)由其它物體在A上形成B的情況。
[0012]并且，在本發(fā)明的記載中，關(guān)于“俯視”的術(shù)語(yǔ)，用于表示“從基體的設(shè)置有振動(dòng)體的基面的法線方向觀察時(shí)的俯視”。
[0013][應(yīng)用例2]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述功能元件具有基體，所述檢測(cè)部具有:檢測(cè)用可動(dòng)電極，其從所述支承體在所述第2軸的方向上延伸；和檢測(cè)用固定電極，其與所述檢測(cè)用可動(dòng)電極相對(duì)，在所述第2軸的方向上延伸，被支承在所述基體上。
[0014]根據(jù)本應(yīng)用例，由于檢測(cè)部具有:檢測(cè)用可動(dòng)電極，其從支承體在第2軸方向上延伸；和檢測(cè)用固定電極，其與沿著第2軸方向被支承在基體上，因而可以效率良好地檢測(cè)第I振動(dòng)體在第I軸方向上的振動(dòng)(移位)，能夠提高檢測(cè)精度。
[0015][應(yīng)用例3]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，在所述第I軸的方向上并排設(shè)置有兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部。
[0016]根據(jù)本應(yīng)用例，由于通過(guò)沿著第I軸并排設(shè)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)連結(jié)部使質(zhì)量部(第I振動(dòng)體)與支承體連接，因而質(zhì)量部的支承姿勢(shì)穩(wěn)定，可以使驅(qū)動(dòng)振動(dòng)穩(wěn)定。由此，也可以使在施加角速度的情況下的第I軸方向的振動(dòng)穩(wěn)定地起動(dòng)，能夠提高檢測(cè)精度。
[0017][應(yīng)用例4]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部包括第I驅(qū)動(dòng)連結(jié)部和第2驅(qū)動(dòng)連結(jié)部，所述第I驅(qū)動(dòng)連結(jié)部與所述質(zhì)量部的一側(cè)連接，所述第2驅(qū)動(dòng)連結(jié)部與所述質(zhì)量部的和所述一側(cè)相反的另一側(cè)連接。
[0018]根據(jù)本應(yīng)用例，由于在夾著質(zhì)量部(第I振動(dòng)體)的兩側(cè)，質(zhì)量部與支承體連接，因而能夠使質(zhì)量部的支承姿勢(shì)更穩(wěn)定。由此，可以使驅(qū)動(dòng)振動(dòng)更穩(wěn)定，可以使在施加角速度的情況下的第I軸方向的振動(dòng)穩(wěn)定地起動(dòng)，能夠提高檢測(cè)精度。
[0019][應(yīng)用例5]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部構(gòu)成為所述第3軸的方向的彈性系數(shù)<所述第I軸的方向的彈性系數(shù)的關(guān)系。
[0020]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)使驅(qū)動(dòng)連結(jié)部在第I軸方向的撓曲小于在第3軸方向的撓曲，能夠減小向檢測(cè)部傳遞的第I軸方向的異常振動(dòng)，提高第I軸方向的檢測(cè)精度，從而能夠提高角速度的檢測(cè)精度。
[0021][應(yīng)用例6]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部構(gòu)成為所述第2軸的方向的彈性系數(shù)<所述第I軸的方向的彈性系數(shù)的關(guān)系。
[0022]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)使驅(qū)動(dòng)連結(jié)部在第I軸方向的撓曲小于在第2軸方向的撓曲，能夠減小向檢測(cè)部傳遞的第I軸方向的異常振動(dòng)，提高第I軸方向的檢測(cè)精度，從而能夠提高角速度的檢測(cè)精度。
[0023][應(yīng)用例7]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述功能元件具有:驅(qū)動(dòng)電極，其使所述質(zhì)量部進(jìn)行所述驅(qū)動(dòng)振動(dòng)；和驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電極，其用于監(jiān)視所述質(zhì)量部的振動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)電極以及所述驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電極的至少一部分與所述質(zhì)量部相對(duì)，被支承在所述基體上。
[0024]根據(jù)本應(yīng)用例，在與質(zhì)量部相對(duì)的基體上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電極和驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電極，可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)電極和驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電極之間的電容變化來(lái)監(jiān)視通過(guò)驅(qū)動(dòng)電極而進(jìn)行振動(dòng)的質(zhì)量部的振動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)其結(jié)果控制質(zhì)量部的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)。由此，可以得到更穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)。
[0025][應(yīng)用例8]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述功能元件具有:第2振動(dòng)體，其沿著所述第I軸的方向與第I振動(dòng)體并排設(shè)置；和振動(dòng)體連結(jié)部，其設(shè)置在所述第I振動(dòng)體和所述第2振動(dòng)體之間，使所述第I振動(dòng)體和所述第2振動(dòng)體連接，所述第I振動(dòng)體和所述第2振動(dòng)體分別經(jīng)由所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部與所述支承體連接。
[0026]根據(jù)本應(yīng)用例，經(jīng)由振動(dòng)體連結(jié)部并排設(shè)置有第I振動(dòng)體和第2振動(dòng)體這兩個(gè)振動(dòng)體。通過(guò)使這樣配設(shè)的各振動(dòng)體在與第3軸方向相反方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)振動(dòng)，能夠消除線性施加的加速度，能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)方向的角速度(繞第2軸的角速度)。
[0027][應(yīng)用例9]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述第2振動(dòng)體具有:驅(qū)動(dòng)電極，其使所述質(zhì)量部進(jìn)行所述驅(qū)動(dòng)振動(dòng)；和驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電極，其用于監(jiān)視所述質(zhì)量部的振動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)電極和所述驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電極的至少一部分與所述質(zhì)量部相對(duì)，配置在所述基體上。
[0028]根據(jù)本應(yīng)用例，能夠消除線性施加的加速度，而且可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電極的電容變化來(lái)監(jiān)視質(zhì)量部的振動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)其結(jié)果控制質(zhì)量部的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)。由此，可以得到更穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)，可以更穩(wěn)定地檢測(cè)角速度。
[0029][應(yīng)用例10]在上述應(yīng)用例所述的功能元件中，優(yōu)選的是，所述功能元件具有檢測(cè)連結(jié)部，所述檢測(cè)連結(jié)部從所述支承體延伸，能夠在所述第I軸的方向上伸縮，所述檢測(cè)連結(jié)部的所述第3軸的方向的彈性系數(shù)大于所述驅(qū)動(dòng)連結(jié)部的所述第3軸的方向的彈性系數(shù)。
[0030]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)使檢測(cè)連結(jié)部的第3軸方向的彈性系數(shù)大于驅(qū)動(dòng)連結(jié)部的第3軸方向的彈性系數(shù)，能夠抑制支承部在第3軸方向上振動(dòng)。
[0031][應(yīng)用例11]本應(yīng)用例的電子器件，其特征在于，所述電子器件具有:上述應(yīng)用例中任一項(xiàng)所述的功能元件；和封裝，其收納有所述功能元件。
[0032]根據(jù)本應(yīng)用例，由于提高了檢測(cè)精度的功能元件被收納在封裝內(nèi)，因而可以防止功能元件的劣化，可以提供能夠維持較高檢測(cè)精度的電子器件。
[0033][應(yīng)用例12]本應(yīng)用例的電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備具有上述應(yīng)用例中任一項(xiàng)所述的功能元件。
[0034]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)由使用提高了檢測(cè)精度的功能元件而實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確檢測(cè)，可以提供更穩(wěn)定的特性的電子設(shè)備。
[0035][應(yīng)用例13]本應(yīng)用例的移動(dòng)體，其特征在于，所述移動(dòng)體具有上述應(yīng)用例中任一項(xiàng)所述的功能元件。
[0036]根據(jù)本應(yīng)用例，通過(guò)由使用提高了檢測(cè)精度的功能元件而實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確檢測(cè)，可以提供更穩(wěn)定的特性的移動(dòng)體。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1是示意性示出第I實(shí)施方式的陀螺傳感器的俯視圖。
[0038]圖2是示意性示出第I實(shí)施方式的陀螺傳感器的截面圖。
[0039]圖3是示意性示出第I實(shí)施方式的陀螺傳感器的截面圖。
[0040]圖4是示意性示出振動(dòng)體連結(jié)部的振動(dòng)方向的截面圖。
[0041]圖5是說(shuō)明第I實(shí)施方式的陀螺傳感器的動(dòng)作的圖。
[0042]圖6是說(shuō)明第I實(shí)施方式的陀螺傳感器的動(dòng)作的圖。
[0043]圖7是示意性示出第2實(shí)施方式的陀螺傳感器的俯視圖。
[0044]圖8是示意性示出第2實(shí)施方式的陀螺傳感器的截面圖。
[0045]圖9是說(shuō)明第2實(shí)施方式的陀螺傳感器的動(dòng)作的圖。
[0046]圖10是說(shuō)明第2實(shí)施方式的陀螺傳感器的動(dòng)作的圖。
[0047]圖11是說(shuō)明第2實(shí)施方式的陀螺傳感器的動(dòng)作的圖。
[0048]圖12是說(shuō)明第2實(shí)施方式的陀螺傳感器的動(dòng)作的圖。
[0049]圖13是說(shuō)明變形例的陀螺傳感器的動(dòng)作的俯視圖。
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