JP2017203692A - 物理量センサーの製造方法および振動素子の周波数調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの振動腕を有する振動素子の素子ごとの特性のバラツキを低減することができる物理量センサーの製造方法および振動素子の周波数調整方法を提供すること。
【解決手段】第１振動部および第２振動部を有する振動素子を形成する振動素子形成工程と、前記第１振動部および前記第２振動部のそれぞれの共振周波数を測定する周波数測定工程と、前記周波数測定工程の結果に基づいて、前記第２振動部の共振周波数を目標値まで調整するときの前記第１振動部の共振周波数の変動量を予測変動量として求め、前記予測変動量および前記周波数測定工程において測定した前記第１振動部の共振周波数に基づいて、前記第１振動部の共振周波数を調整する第１周波数調整工程と、前記第２振動部の共振周波数を調整する第２周波数調整工程と、を有することを特徴とする物理量センサーの製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、物理量センサーの製造方法および振動素子の周波数調整方法に関するものである。

物理量センサーとしては、例えば、車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラやビデオカメラ等の振動制御補正（いわゆる手ぶれ補正）等に用いられ、角速度、加速度等の物理量を検出するセンサーが知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーは、基部と、基部から延出された連結アームと、連結アームの先端部から延出された駆動アームと、基部から延出された検出アームとを備える。このような振動ジャイロセンサーは、駆動アームを屈曲振動させた状態で、所定方向の角速度を受けると、駆動アームにコリオリ力が作用し、それに伴って、検出アームが屈曲振動する。このような検出アームの屈曲振動を検出することにより、角速度を検出することができる。

また、特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーでは、駆動アームおよび検出アームの先端部にそれぞれ金属で構成された錘層が設けられている。そして、この錘層の一部を必要に応じてレーザー光の照射により除去することにより、駆動アームおよび検出アームの共振周波数（固有振動数）の調整を行う。より具体的には、検出アームの共振周波数を調整することで、検出アームの共振周波数と駆動アームの共振周波数との差である離調周波数を調整した後、複数の駆動アームの共振周波数のアンバランスによって生じる駆動アームから基部への振動漏れを防止するため、駆動アームの共振周波数を調整する。

特開２００６−１０５６１４号公報

特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーにおいて、駆動アームおよび検出アームは、基部を介して互いに接続されているため、完全には独立した振動系ではない。そのため、駆動アームの共振周波数を調整したときに、その調整に伴って検出アームの共振周波数も変動してしまう。特許文献１に記載の共振周波数の調整方法では、このような変動を考慮していないため、検出アームの共振周波数を調整しても、素子ごとの駆動アームの共振周波数の調整量のバラつきによって、駆動アームの共振周波数の調整後の検出アームの共振周波数が素子ごとにバラつき、それに伴って、離調周波数も素子ごとにバラついてしまうという問題がある。

本発明の目的は、２つの振動腕を有する振動素子の素子ごとの特性のバラツキを低減することができる物理量センサーの製造方法および振動素子の周波数調整方法を提供することにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の物理量センサーの製造方法は、第１振動部および第２振動部を有する振動素子を形成する振動素子形成工程と、
前記第１振動部および前記第２振動部のそれぞれの共振周波数を測定する周波数測定工程と、
前記周波数測定工程の結果に基づいて、前記第２振動部の共振周波数を目標値まで調整するときの前記第１振動部の共振周波数の変動量を予測変動量として求め、前記予測変動量および前記周波数測定工程において測定した前記第１振動部の共振周波数に基づいて、前記第１振動部の共振周波数を調整する第１周波数調整工程と、
前記第２振動部の共振周波数を調整する第２周波数調整工程と、を有することを特徴とする。

このような物理量センサーの製造方法によれば、第１周波数調整工程において、第２振動部の共振周波数をその目標値まで調整するときの第１振動部の共振周波数の変動量を予測し、予測した当該変動量を考慮して、第１振動部の共振周波数を調整するため、第２周波数調整工程において、第２振動部の共振周波数を調整するのに伴って、第１振動部の共振周波数を目標値に調整することができる。そのため、第１振動部および第２振動部の共振周波数をそれぞれの目標値に高精度に調整し、それに伴って、第１振動部の共振周波数と第２振動部の共振周波数との差である離調周波数もその目標値に高精度に調整することができる。よって、２つの振動腕（第１、第２振動部）を有する振動素子の素子ごとの特性のバラツキを低減することができる。

本発明の物理量センサーの製造方法では、前記第１周波数調整工程において、前記第２振動部の共振周波数を調整するときの調整量に対する前記第１振動部の共振周波数の変動量の関係式、前記周波数測定工程で測定された前記第２振動部の共振周波数、および、前記第２周波数調整工程における前記第２振動部の共振周波数の目標値を用いて、前記予測変動量を求めることが好ましい。

これにより、第２振動部の共振周波数をその目標値まで調整するときの第１振動部の共振周波数の変動量を簡単かつ高精度に求めることができる。

本発明の物理量センサーの製造方法では、前記関係式が１次式であり、
前記第１周波数調整工程において、前記関係式、および、前記周波数測定工程で測定された前記第２振動部の共振周波数と前記第２周波数調整工程における前記第２振動部の共振周波数の目標値との差分を用いて、前記予測変動量を求めることが好ましい。

これにより、第２振動部の共振周波数をその目標値まで調整するときの第１振動部の共振周波数の変動量をより簡単かつ高精度に求めることができる。

本発明の物理量センサーの製造方法では、前記第２振動部は、駆動信号に応じて駆動振動する駆動振動部であり、
前記第１振動部は、前記第２振動部に働くコリオリ力に応じて検出振動して検出信号を出力する検出振動部であることが好ましい。

これにより、周波数測定工程において、駆動信号のための配線を利用して第２振動部の共振周波数を測定するとともに、検出信号のための配線を利用して第１振動部の共振周波数を測定することができる。また、第１振動部である検出振動部の共振周波数の調整の後に、第２振動部である駆動振動部の共振周波数の調整を行うため、製品に近い実装状態で駆動振動部の共振周波数の調整を行うことができる。

本発明の物理量センサーの製造方法では、前記第１周波数調整工程と前記第２周波数調整工程との間に、前記第２振動部の振動漏れを低減させる調整を行う第１漏れ振動調整工程と、
前記第２周波数調整工程の後に、前記第２振動部の振動漏れを低減させる調整を行う第２漏れ振動調整工程と、を有し、
前記第２漏れ振動調整工程における前記第２振動部の共振周波数の変化量は、前記第１漏れ振動調整工程における前記第２振動部の共振周波数の変化量よりも小さいことが好ましい。

これにより、得られる物理量センサーにおいて、第２振動部の漏れ振動を低減することができる。特に、第２振動部の漏れ振動を低減する工程を、第２周波数調整工程を挟んで第１漏れ振動調整工程および第２漏れ振動調整工程の２回に分け、第２漏れ振動調整工程における第２振動部の共振周波数の変化量を第１漏れ振動調整工程における第２振動部の共振周波数の変化量よりも小さくすることで、第２振動部の共振周波数の変動を低減しつつ、第２振動部の漏れ振動を効果的に低減することができる。

本発明の物理量センサーの製造方法では、前記第２周波数調整工程において、前記第２振動部の共振周波数の調整を複数回に分けて行うことが好ましい。

これにより、歩留まりよく、第２振動部の共振周波数を高精度に調整することができる。

本発明の物理量センサーの製造方法では、前記振動素子は、
基部と、
前記基部から互いに異なる方向に延出している第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部から互いに異なる方向に延出している第１連結腕および第２連結腕と、
前記第１連結腕の先端部から互いに異なる方向に延出している第１駆動振動腕および第２駆動振動腕と、
前記第２連結腕の先端部から互いに異なる方向に延出している第３駆動振動腕および第４駆動振動腕と、を備え、
前記第１駆動振動腕には、第１錘膜が設けられ、
前記第２駆動振動腕には、第２錘膜が設けられ、
前記第３駆動振動腕には、第３錘膜が設けられ、
前記第４駆動振動腕には、第４錘膜が設けられ、
前記第１検出振動腕には、第５錘膜が設けられ、
前記第２検出振動腕には、第６錘膜が設けられ、
前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕が前記第１振動部であり、
前記第１駆動振動腕、前記第２駆動振動腕、前記第３駆動振動腕および前記第４駆動振動腕が前記第２振動部であり、
前記第１周波数調整工程において、前記第５錘膜および前記第６錘膜のうちの少なくとも一方の一部を除去することで、前記第１振動部の共振周波数を調整し、
前記第２周波数調整工程において、前記第１錘膜、前記第２錘膜、前記第３錘膜および前記第４錘膜のうちの少なくとも１つの一部を除去することで、前記第２振動部の共振周波数を調整することが好ましい。

これにより、いわゆるダブルＴ型の振動素子の駆動周波数、検出周波数および離調周波数の調整を簡単かつ高精度に行うことができる。

本発明の物理量センサーの製造方法では、前記第１周波数調整工程と前記第２周波数調整工程との間に、前記第２振動部の振動漏れを低減させるための調整を行う漏れ振動調整工程を有し、
前記第１錘膜、前記第２錘膜、前記第３錘膜および前記第４錘膜のそれぞれを２つの領域に分割して捉え、
前記漏れ振動調整工程において、前記第１錘膜、前記第２錘膜、前記第３錘膜および前記第４錘膜の少なくともいずれかの前記２つの領域のうちの一方の領域の少なくとも一部を除去し、
前記第２周波数調整工程において、前記２つの領域のうちの他方の領域の少なくとも一部を除去することが好ましい。

これにより、第２周波数調整工程における錘膜の除去位置が漏れ振動調整工程における錘膜の除去位置の影響を受けるのを低減することができる。そのため、第２周波数調整工程における第２振動部の共振周波数の調整を簡単かつ高精度に行うことができる。

本発明の振動素子の周波数調整方法は、第１振動部および第２振動部を有する振動素子の周波数調整方法であって、
前記第１振動部および前記第２振動部のそれぞれの共振周波数を測定する周波数測定工程と、
前記周波数測定工程の結果に基づいて、前記第２振動部の共振周波数を目標値まで調整するときの前記第１振動部の共振周波数の変動量を予測変動量として求め、前記予測変動量および前記周波数測定工程において測定した前記第１振動部の共振周波数に基づいて、前記第１振動部の共振周波数を調整する第１周波数調整工程と、
前記第２振動部の共振周波数を調整する第２周波数調整工程と、を有することを特徴とする。

このような振動素子の周波数調整方法によれば、第１周波数調整工程において、第２振動部の共振周波数をその目標値まで調整するときの第１振動部の共振周波数の変動量を予測し、予測した当該変動量を考慮して、第１振動部の共振周波数を調整するため、第２周波数調整工程において、第２振動部の共振周波数を調整するのに伴って、第１振動部の共振周波数を目標値に調整することができる。そのため、第１振動部および第２振動部の共振周波数をそれぞれの目標値に高精度に調整し、それに伴って、第１振動部の共振周波数と第２振動部の共振周波数との差である離調周波数もその目標値に高精度に調整することができる。よって、２つの振動腕（第１、第２振動部）を有する振動素子の素子ごとの特性のバラツキを低減することができる。

本発明の実施形態に係る物理量センサー（振動素子を実装した状態）を示す断面図である。 図１に示す物理量センサーが備える振動素子（周波数調整前の振動素子）の平面図である。 本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの製造方法（振動素子の周波数調整方法）を説明するフローチャートである。 図３に示す周波数測定工程の測定結果（素子ごとの駆動周波数および検出周波数）の一例を説明するグラフである。 図３に示す第１周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。 図３に示す第１周波数調整工程後の素子ごとの駆動周波数および検出周波数の一例を説明するグラフである。 図２に示す振動素子の駆動周波数の調整による変化に伴う検出周波数の変化を示すグラフである。 図３に示す周波数変動特性測定工程における振動素子を説明する平面図である。 図３に示す第１漏れ振動調整工程における振動素子を説明する平面図である。 図３に示す第２周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。 図３に示す第２周波数調整工程後の素子ごとの駆動周波数および検出周波数の一例を説明するグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第１周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。 本発明の第２実施形態に係る第１漏れ振動調整工程における振動素子を説明する平面図である。 本発明の第２実施形態に係る第２周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。

以下、本発明の物理量センサーの製造方法および振動素子の周波数調整方法について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．物理量センサー
まず、本発明の物理量センサーの製造方法の説明に先立ち、本発明の物理量センサーの製造方法によって製造される物理量センサーについて簡単に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る物理量センサー（振動素子を実装した状態）を示す断面図である。

図１に示す物理量センサー１０は、振動素子１（センサー素子）と、この振動素子１を収容するパッケージ１１と、振動素子１をパッケージ１１に対して支持している支持基板１２および配線パターン１３と、パッケージ１１内に配置されている回路素子１４と、を有している。

パッケージ１１は、振動素子１を収納する凹部を有する箱状のベース１１１と、ベース１１１の凹部の開口を塞ぐようにベース１１１に接合部材１１３を介して接合された板状のリッド１１２と、を有する。パッケージ１１内の空間は、減圧（真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。

ベース１１１の凹部は、開口側に位置する上段面と、底部側に位置する下段面と、これらの面の間に位置する中段面と、を有する。このベース１１１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスや、各種ガラス材料を用いることができる。また、リッド１１２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース１１１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース１１１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース１１１とリッド１１２の接合方法は、特に限定されず、例えば、接着材やろう材を介して接合することができる。本実施形態では、リッド１１２は、シームリング、低融点ガラス、接着剤等の接合部材１１３を介してベース１１１に接合されている。

ベース１１１の凹部の上段面および中段面には、それぞれ、複数の接続端子（図示せず）が設けられている。中段面に設けられている複数の接続端子のうち、一部は、ベース１１１に設けられた配線層（図示せず）を介して、ベース１１１の底面に設けられた端子（図示せず）に電気的に接続され、残部は、上段に設けられている複数の接続端子に配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。これら接続端子は、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）等のメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等の各被膜を積層した金属被膜で構成されている。

回路素子１４は、ベース１１１の凹部の下段面に接着剤等によって固定されている。回路素子１４は、図示しない複数の端子を有し、この各端子が導電性ワイヤー１５によって、前述した中段面に設けられている各接続端子と電気的に接続されている。この回路素子１４は、振動素子１を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動素子１に生じる検出振動を検出する検出回路と、を有する。

また、ベース１１１の凹部の中段面に設けられている複数の接続端子には、導電性接着剤（図示せず）を介して、配線パターン１３が接続されている。この配線パターン１３は、支持基板１２に接合されている。

支持基板１２は、中央部に開口を有しており、その開口内には、配線パターン１３が有する複数の長尺状のリードが延びている。これらリードの先端部には、導電性のバンプ（図示せず）を介して振動素子１が接続されている。

なお、本実施形態では、回路素子１４がパッケージ１１の内部に設けられているが、回路素子１４は、パッケージ１１の外部に設けられていてもよい。

２．振動素子
図２は、図１に示す物理量センサーが備える振動素子（周波数調整前の振動素子）の平面図である。なお、図２では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、各軸を示す矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。また、＋Ｚ軸方向側を「上」、−Ｚ軸方向側を「下」ともいう。また、本実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、水晶の結晶軸である電気軸、機械軸および光軸にそれぞれ対応している。

図２に示す振動素子１は、Ｚ軸まわりの角速度ωを検出するセンサー素子である。この振動素子１は、振動体４と、振動体４の表面に形成された電極膜パターン（図示せず）および錘膜パターン５と、を有している。

−振動体−
振動体４は、水晶基板の結晶軸であるＹ軸（機械軸）およびＸ軸（電気軸）で規定されるＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸（光軸）方向に厚みを有する板状をなしている。すなわち、振動体４は、Ｚカット水晶板で構成されている。なお、Ｚ軸は、振動体４の厚さ方向と必ずしも一致している必要はなく、常温近傍における周波数の温度による変化を小さくする観点から、厚さ方向に対して若干傾けてもよい。具体的には、Ｚカット水晶板とは、Ｚ軸に直交した面をＸ軸およびＹ軸の少なくとも一方を中心に０度〜１０度の範囲で回転させた面が、主面となるようなカット角の水晶板を含む。なお、振動体４は、シリコン等の圧電性を有しないものであってもよく、この場合、振動体４上に圧電素子を適宜設ければよい。

本実施形態の振動体４は、いわゆるダブルＴ型の形状をなしている。この振動体４は、基部４１と、基部４１から延出している１対の連結腕４２、４３と、連結腕４２から延出している１対の駆動振動腕４４、４５と、連結腕４３から延出している１対の駆動振動腕４６、４７と、基部４１から延出している１対の検出振動腕４８、４９と、を有している。なお、この振動体４は、図２中の左右で対称に形成されている。

基部４１は、前述した支持基板１２および配線パターン１３を介して、パッケージ１１のベース１１１に固定されている。

連結腕４２、４３は、基部４１からＸ軸方向に沿って互いに反対方向に延出している。なお、連結腕４２、４３の上面および下面のそれぞれに、その長さ方向（Ｘ軸方向）に延在する溝または孔を設けてもよい。

駆動振動腕４４、４５は、連結腕４２の先端部からＹ軸方向に沿って互いに反対方向に延出している。同様に、駆動振動腕４６、４７は、連結腕４３の先端部からＹ軸方向に沿って互いに反対方向に延出している。本実施形態では、駆動振動腕４４、４５、４６、４７の先端部には、それぞれ、駆動振動腕４４、４５、４６、４７の基端部よりも幅の広い幅広部４４１、４５１、４６１、４７１が設けられている。なお、駆動振動腕４４〜４７の上面および下面には、それぞれ、その延出方向に延在する溝または孔が設けられていてもよい。

検出振動腕４８、４９は、基部４１からＹ軸方向に沿って互いに反対方向に延出している。本実施形態では、検出振動腕４８、４９の先端部には、それぞれ、検出振動腕４８、４９の基端部よりも幅の広い幅広部４８１、４９１が設けられている。なお、検出振動腕４８、４９の上面および下面には、それぞれ、その延出方向に延在する溝または孔が設けられていてもよい。

−電極膜パターン
前述した振動体４の表面に設けられている電極膜パターンは、図示しないが、駆動振動腕４４〜４７に設けられている駆動信号電極および駆動接地電極と、検出振動腕４８、４９に設けられている検出信号電極および検出接地電極と、これらの電極に対応して基部４１に設けられている複数の端子と、を有している。

−錘膜パターン−
錘膜パターン５は、図示しないが、前述した電極膜パターン上に設けられている。図２に示すように、複数の錘膜パターン５は、駆動振動腕４４、４５、４６、４７の先端部に設けられている錘膜５１、５２、５３、５４と、検出振動腕４８、４９の先端部に設けられている錘膜５５、５６と、を有している。

錘膜５１〜５４は、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数（以下、「駆動周波数」とも言う）を調整する機能を有する。錘膜５５、５６は、検出振動腕４８、４９の共振周波数（以下、「検出周波数」とも言う）を調整する機能を有する。後述するが、これら錘膜５１〜５６の少なくとも一部を除去することにより、駆動周波数または検出周波数を調整（周波数調整）することができる。なお、図２に示す錘膜５１〜５６は、周波数調整前の状態を示している。

このような錘膜５１〜５６の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金属（金属材料）、無機化合物、樹脂等を用いることができるが、金属または無機化合物を用いるのが好ましい。金属または無機化合物は、気相成膜法により簡単かつ高精度に成膜することができる。また、金属または無機化合物で構成された錘膜５１〜５６は、エネルギー線（特にレーザー）の照射により簡単かつ高精度に除去することができる。このようなことから、錘膜パターン５を金属または無機化合物で成膜することにより形成することで、後述する周波数調整がより簡単かつ高精度なものとなる。

かかる金属材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、駆動電極や検出電極と一括形成できるという観点から、かかる金属材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔまたはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金を用いるのが好ましい。

また、かかる無機化合物としては、アルミナ（酸化アルミニウム）、シリカ（酸化シリコン）、チタニア（酸化チタン）、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、グラファイト、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、その他、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ等の強誘電体材料などが挙げられ、中でも、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等の絶縁材料を用いるのが好ましい。

また、各錘膜５１〜５６の厚さ（平均厚さ）は、特に限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下程度である。

以上説明したように構成された振動素子１では、振動素子１に角速度が加わらない状態において、駆動信号端子に駆動信号を入力することで駆動信号電極と駆動接地電極との間に電界が生じると、各駆動振動腕４４〜４７が図２中の矢印αに示す方向に屈曲振動（駆動振動）を行う。このとき、駆動振動腕４４、４５と駆動振動腕４６、４７とが図２にて左右対称の振動を行っているため、基部４１および検出振動腕４８、４９は、ほとんど振動しない。

この駆動振動を行っている状態で、Ｚ軸に沿った中心軸ａ（重心）周りの角速度ωが振動素子１に加わると、検出振動（検出モードの振動）が励振される。具体的には、駆動振動腕４４〜４７および連結腕４２、４３に図２中矢印γで示す方向のコリオリの力が働き、新たな振動が励起される。これに伴い、この連結腕４２、４３の振動を打ち消すように、検出振動腕４８、４９に図２中矢印βに示す方向の検出振動が励起される。そして、この検出振動により検出振動腕４８、４９に発生した電荷を、検出信号電極から検出信号として取り出し、この検出信号に基づいて角速度が求められる。

３．物理量センサーの製造方法および振動素子の周波数調整方法
次に、本発明の物理量センサーの製造方法について、前述した物理量センサー１０を製造する場合を例に説明する。

図３は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの製造方法（振動素子の周波数調整方法）を説明するフローチャートである。

物理量センサー１０の製造方法は、図３に示すように、［１］振動素子形成工程（ステップＳ１）と、［２］周波数測定工程（ステップＳ２）と、［３］第１周波数調整工程（ステップＳ３）と、［４］実装工程（ステップＳ４）と、［５］周波数変動特性測定工程（ステップＳ５）と、［６］第１漏れ振動調整工程（ステップＳ６）と、［７］第２周波数調整工程（ステップＳ７）と、［８］第２漏れ振動調整工程（ステップＳ８）と、を有している。ここで、物理量センサー１０の製造方法は、振動素子１の周波数調整方法を含んでおり、振動素子１の周波数調整方法は、上記［１］〜［８］工程のうち、［２］〜［８］工程を有している。以下、各工程を順次説明する。

［１］振動素子形成工程（ステップＳ１）
まず、前述した周波数調整前の錘膜５１〜５６を有する振動素子１を形成する（図２参照）。すなわち、［１］振動素子形成工程は、振動する検出振動腕４８、４９（第１振動部）および駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）を有する振動素子１を形成する。

ここで、前述したように、駆動振動腕４４〜４７は、駆動信号に応じて駆動振動する「駆動振動部（第２振動部）」であり、検出振動腕４８、４９は、コリオリ力に応じて検出振動して検出信号を出力する「検出振動部（第１振動部）」である。また、検出振動腕４８、４９は、基部４１から互いに異なる方向に延出している「第１、第２検出振動腕」であり、連結腕４２、４３は、基部４１から互いに異なる方向に延出している「第１、第２連結腕」であり、駆動振動腕４４〜４７は、連結腕４２、４３の先端部から互いに異なる方向に延出している「第１〜第４駆動振動腕」である。また、錘膜５１〜５６は、「第１〜第６錘膜」である。

具体的には、例えば、まず、振動体４の母材である水晶基板を用意し、その水晶基板の一方の面上にフォトレジストを塗布して、振動体４に対応する形状に露光・現像することにより、レジストマスク（図示せず）を得る。次に、レジストマスクが形成された状態で水晶基板の両面にそれぞれ、例えば蒸着法、スパッタ法等によりＣｒ層、Ａｕ層をこの順で成膜し、Ａｕ層上に例えばめっき法等によりＮｉ層を成膜する。その後、レジストマスクを例えばエッチング等により除去することによりマスクを得る。

次に、水晶基板の一方の面側からマスクを介して水晶基板を例えばＣ_４Ｆ_８をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりドライエッチングする。これにより、振動体４を形成する。なお、この段階では、振動体４は、水晶基板の他の部分に連結した状態（以下、「ウエハー状態」とも言う）である。このウエハー状態では、振動体４は、例えば、幅および厚さのうちの少なくとも一方が小さく脆弱に形成された折り取り部を介して水晶基板の他の部分に連結されている。また、ウエハー状態では、水晶基板に複数の振動素子１を一括して形成することができる。

その後は、例えば、振動体４の表面に、例えば、スパッタリング等の成膜装置によって金属膜を一様に形成する。そして、フォトレジストを塗布して、露光・現像することにより、レジストマスクを得た後、エッチング液を用いて、レジストマスクから露出している部分の金属膜を除去する。これにより、電極膜パターンが形成される。

次いで、電極膜パターン上に、例えばマスク蒸着により、錘膜パターン５（錘膜５１〜５６）を形成する。
以上のようにして振動素子１を形成する。

［２］周波数測定工程（ステップＳ２）
次に、振動素子１の駆動周波数および検出周波数をそれぞれ測定する。すなわち、［２］周波数測定工程は、検出振動腕４８、４９（第１振動部）および駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）のそれぞれの共振周波数を測定する。このとき、振動素子１は、ウエハー状態であって、パッケージ１１に実装されていない。

図４は、図３に示す周波数測定工程の測定結果（素子ごとの駆動周波数および検出周波数）の一例を説明するグラフである。なお、図４に示すグラフにおいて、縦軸は「周波数（Ｈｚ）」であり、横軸は「素子ＮＯ．」であり、１つの振動素子に対して１組の駆動周波数および検出周波数が対応している。

駆動周波数および検出周波数の調整を行っていない振動素子１は、図４に示すように、各素子において、駆動周波数ｆｄｒがその目標値Ａｄｒよりも低くなっているとともに、検出周波数ｆｄｅがその目標値Ａｄｅよりも低くなっている。また、駆動周波数ｆｄｒおよび検出周波数ｆｄｅがそれぞれ素子ごとにバラついている。

このような結果から、振動素子１の駆動周波数ｆｄｒおよび検出周波数ｆｄｅがそれぞれ素子ごとに目標値Ａｄｒおよび目標値Ａｄｅからどの程度ずれているかがわかる。したがって、後述する［３］第１周波数調整工程および［７］第２周波数調整工程において、そのずれ量分、駆動周波数ｆｄｒおよび検出周波数ｆｄｅを上昇させて調整すればよい。

［３］第１周波数調整工程（ステップＳ３）
次に、検出振動腕４８、４９に設けられている錘膜５５、５６の少なくとも一部を除去して、検出周波数の調整を行う。ここで、［３］第１周波数調整工程は、前述した［２］周波数測定工程の結果に基づいて、駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の共振周波数をその目標値まで調整するときの検出振動腕４８、４９（第１振動部）の共振周波数の変動量を予測し、予測した当該変動量を考慮して、検出振動腕４８、４９の共振周波数を調整する。

図５は、図３に示す第１周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。図６は、図３に示す第１周波数調整工程後の素子ごとの駆動周波数および検出周波数の一例を説明するグラフである。なお、図６に示すグラフの縦軸および横軸ならびに図６中の「ｆｄｒ」、「ｆｄｅ」、「Ａｄｒ」および「Ａｄｅ」は、前述した図４の説明と同様である。また、図６に示すグラフの縦軸のスケールは、前述した図４に示すグラフの縦軸のスケールと同じである。

本工程では、錘膜５５、５６の少なくとも一部を例えばレーザーにより除去することで、図５に示すように、錘膜５５Ａ、５６Ａを有する振動素子１Ａを得る。このとき、図６に示すように、調整後の検出周波数が目標値よりも低くなるように検出周波数の調整を行う。これは、その後の［７］第２周波数調整工程における駆動周波数の変化（高周波数化）に伴って検出周波数も変化（高周波数化）する分を見込んでいるためである。本実施形態では、錘膜５５、５６の先端側の部分５５ＲＡ、５６ＲＡを除去する。

図７は、図２に示す振動素子の駆動周波数の調整による変化に伴う検出周波数の変化を示すグラフである。

検出振動腕４８、４９は、基部４１および連結腕４２、４３を介して駆動振動腕４４〜４７に接続されていて駆動振動腕４４〜４７とは完全には独立した振動系でない。そのため、駆動周波数の変化（高周波数化）に伴って検出周波数も変化（高周波数化）してしまう。このような駆動周波数の変化に伴う検出周波数の変化は、図７に示すように、線形となる。

なお、図７に示す駆動周波数の変化に伴う検出周波数の変化は、ある形態の振動素子について、実験により求めた一例である。また、かかる実験は、錘膜にレーザーを所定ピッチずつずらして複数回ライン状に走査・照射して錘膜を除去することで駆動周波数を変化させ、その際の駆動周波数および検出周波数のそれぞれを測定することにより行ったものである。

［３］第１周波数調整工程においては、このような線形の関係式、［２］周波数測定工程で測定された駆動振動腕４４〜４７の共振周波数、および、［７］第２周波数調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の目標値を用いて、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数をその目標値まで調整するときの検出振動腕４８、４９の共振周波数の変動量を求める。

ここで、かかる関係式が１次式であり、［２］周波数測定工程で測定された駆動振動腕４４〜４７の共振周波数と［７］第２周波数調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の目標値との差分を用いて、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数をその目標値まで調整するときの検出振動腕４８、４９の共振周波数の変動量を求める。

より具体的には、［２］周波数測定工程で得られた駆動周波数ｆｄｒと目標値Ａｄｒとの差、すなわち、後述する［７］第２周波数調整工程における駆動周波数の調整量（駆動周波数変化Δｆｄｒ）を、前述した関係式に代入することで、［７］第２周波数調整工程での検出周波数の予測変化量（検出周波数変化Δｆｄｅ１）を求める。

そして、求められた検出周波数の予測変化量分を、［２］周波数測定工程で得られた検出周波数ｆｄｅと目標値Ａｄｅとの差、すなわち、最終的な検出周波数の調整量から差し引くことで、［３］第１周波数調整工程における検出周波数の調整量を求める。このようにして、目標値Ａｄｅよりも低い調整値を求め、その調整値となるように、検出周波数を調整する。

［４］実装工程（ステップＳ４）
次に、図示しないが、ウエハー状態の振動素子１を水晶基板から切り離し（例えば折り取り部を折り取り）、前述したパッケージ１１のベース１１１に実装する。なお、本工程では、リッド１１２は、ベース１１１に接合してもよいし、しなくてもよい。

［５］周波数変動特性測定工程（ステップＳ５）
その後、振動素子１をパッケージ１１に実装した状態で、錘膜５１〜５４の少なくとも１つの一部を規定量だけ除去し、それによる駆動周波数の変化量を測定することで、加工量に対する駆動周波数の変化量（単位加工量あたりの駆動周波数の変化量）を求める。ここで、振動素子１が複数ある場合、［５］周波数変動特性測定工程は、複数の振動素子１のうちの少なくとも１つを選択して行えばよい。

図８は、図３に示す周波数変動特性測定工程における振動素子を説明する平面図である。

本工程では、錘膜５１〜５４のうち、少なくとも１つの錘膜（本実施形態では錘膜５３）を選択し、選択された錘膜の一部を１ライン分だけ除去する。これにより、例えば、図８に示すように、規定量だけ除去された錘膜５３Ｂを有する振動素子１Ｂを得る。ここで、選択された錘膜５３は、後述する［６］第１漏れ振動調整工程で加工する錘膜である。本実施形態では、［６］第１漏れ振動調整工程で加工する錘膜は、錘膜５３、５４であり、錘膜５３の方が錘膜５４よりも［６］第１漏れ振動調整工程での加工量が大きい。また、本工程での加工量は、後述する［６］第１漏れ振動調整工程での加工量よりも少ないことが好ましい。これにより、本工程で加工された振動素子１が無駄となることを防止することができる。本実施形態では、錘膜５３の先端側の部分５３ＲＢを除去する。

［６］第１漏れ振動調整工程（ステップＳ６）
次に、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数が互いに等しくなるように、錘膜５１〜５４の少なくとも一部を除去して、振動漏れの調整（粗調整）を行う。すなわち、［６］第１漏れ振動調整工程は、［３］第１周波数調整工程と［７］第２周波数調整工程との間に、駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の振動漏れを低減させる調整を行う。

ここで、「振動漏れ」とは、駆動振動腕４４〜４７を駆動振動させており、かつ回転が加わっていない時に、検出振動腕４８、４９から出力される信号（オフセットあるいはゼロ点信号）のことをいう。

図９は、図３に示す第１漏れ振動調整工程における振動素子を説明する平面図である。
本工程では、錘膜５１〜５４（または錘膜５１、５２、５３Ｂ、５４）のうち、少なくとも１つの錘膜（本実施形態では錘膜５３Ｂ、５４）を選択し、選択された錘膜の少なくとも一部を除去する。これにより、図９に示すように、所定量除去された錘膜５３Ｃ、５４Ｃを有する振動素子１Ｃを得る。本実施形態では、錘膜５３Ｂ、５４の先端側の部分５３ＲＣ、５４ＲＣを除去する。

特に、本実施形態では、錘膜５３を長さ方向（駆動振動腕４６の延出方向）に２分割した領域５３ａ、５３ｂに分けて捉え、その２分割した領域５３ａ、５３ｂのうちの一方（本実施形態では先端側）の領域５３ｂを［６］第１漏れ振動調整工程に用い、他方（本実施形態では基端側）の領域５３ａを［７］第２周波数調整工程に用いる。同様に、錘膜５１を領域５１ａ、５１ｂに分けて捉え、錘膜５２を領域５２ａ、５２ｂに分けて捉え、錘膜５４を領域５４ａ、５４ｂに分けて捉える。

［７］第２周波数調整工程（ステップＳ７）
次に、駆動振動腕４４〜４７に設けられている錘膜５１、５２、５３Ｃ、５４Ｃのそれぞれの少なくとも一部を除去して、駆動周波数、すなわち駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の共振周波数を調整する。このとき、本実施形態では、駆動振動腕４４〜４７に設けられている錘膜５１、５２、５３Ｃ、５４Ｃのそれぞれの少なくとも一部を同量ずつ除去する。これにより、漏れ振動が増えるのを低減することができる。

図１０は、図３に示す第２周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。図１１は、図３に示す第２周波数調整工程後の素子ごとの駆動周波数および検出周波数の一例を説明するグラフである。なお、図１１に示すグラフの縦軸および横軸ならびに図１１中の「ｆｄｒ」、「ｆｄｅ」、「Ａｄｒ」および「Ａｄｅ」は、前述した図４の説明と同様である。また、図１１に示すグラフの縦軸のスケールは、前述した図４に示すグラフの縦軸のスケールと同じである。

本工程では、錘膜５１、５２、５３Ｃ、５４Ｃのそれぞれの少なくとも一部を例えばレーザーにより除去することで、図１０に示すように、錘膜５１Ｄ〜５４Ｄを有する振動素子１Ｄを得る。このとき、図１１に示すように、調整後の駆動周波数が目標値となるように駆動周波数の調整を行う。このとき、駆動周波数の変化に伴って検出周波数も変化して目標値となる。本実施形態では、錘膜５１、５２、５３Ｃ、５４Ｃの基端側の部分５１ＲＤ〜５４ＲＤを除去する。これらの部分５１ＲＤ〜５４ＲＤは、互いに平面視で同形状および同面積であり、また、振動素子１Ｃの中心から互いに等距離にある。これにより、同じ加工量で駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を同じ量だけ変化させることができる。そのため、比較的簡単に、前述した［６］第１漏れ振動調整工程後のバランスをできるだけ維持しつつ、各駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を調整することができる。

特に、本実施形態では、前述した領域５１ａ〜５４ａを［７］第２周波数調整工程に用いる。これにより、［７］第２周波数調整工程での調整を簡単かつ高精度に行うことができる。これに対し、例えば、［６］第１漏れ振動調整工程および［７］第２周波数調整工程で錘膜５３の一端から連続的に錘膜５３を除去すると、［６］第１漏れ振動調整工程での加工量の変動に伴って、［７］第２周波数調整工程での加工位置が変動してしまい、それに伴って、同じ加工量でも駆動周波数が変動してしまう。

また、［７］前記第２周波数調整工程において、駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の共振周波数の調整は、複数回に分けて行うことが好ましい。これにより、歩留まりよく、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を高精度に調整することができる。

［８］第２漏れ振動調整工程（ステップＳ８）
その後、必要に応じて、前述した［６］第１漏れ振動調整工程と同様に、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数が互いに等しくなるように、錘膜５１〜５４の少なくとも一部を除去して、振動漏れの調整（微調整）を行う。すなわち、［８］第２漏れ振動調整工程は、［７］第２周波数調整工程の後に、駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の振動漏れを低減させる調整を行い、［８］第２漏れ振動調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の変化量は、［６］第１漏れ振動調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の変化量よりも小さい。これにより、［６］第１漏れ振動調整工程での調整が不足していたり、［７］第２周波数調整工程で振動素子１の振動バランスが崩れたりしても、振動漏れを低減することができる。
以上により、所望の周波数特性を有する物理量センサー１０を得る。

以上説明したような物理量センサー１０の製造方法および振動素子１の周波数調整方法は、それぞれ、振動する駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）および検出振動腕４８、４９（第１振動部）を有する振動素子１を形成する［１］振動素子形成工程と、駆動振動腕４４〜４７および検出振動腕４８、４９のそれぞれの共振周波数を測定する［２］周波数測定工程と、［２］周波数測定工程の結果に基づいて、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を目標値まで調整するときの検出振動腕４８、４９の共振周波数の変動量を予測変動量として求め、その予測変動量および［２］周波数測定工程において測定した検出振動腕４８、４９の共振周波数に基づいて、検出振動腕４８、４９の共振周波数を調整する［３］第１周波数調整工程と、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を調整する［７］第２周波数調整工程と、を有する。

ここで、振動素子１は、前述したように、基部４１と、基部４１から互いに異なる方向に延出している検出振動腕４８、４９（第１、第２検出振動腕）と、基部４１から互いに異なる方向に延出している連結腕４２、４３（第１、第２連結腕）と、連結腕４２、４３の先端部から互いに異なる方向に延出している駆動振動腕４４〜４７（第１〜第４駆動振動腕）と、を備え、第２振動部である駆動振動腕４４〜４７には、錘膜５１〜５４（第１〜第４錘膜）が設けられ、第１振動部である検出振動腕４８、４９には、錘膜５５、５６（第５、第６錘膜）が設けられている。

そして、［３］第１周波数調整工程において、錘膜５５、５６のうちの少なくとも一方の一部を除去することで、検出振動腕４８、４９の共振周波数を調整し、［７］第２周波数調整工程において、錘膜５１〜５４のうちの少なくとも１つの一部を除去することで、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を調整する。これにより、いわゆるダブルＴ型の振動素子１の駆動周波数、検出周波数および離調周波数の調整を簡単かつ高精度に行うことができる。

このような物理量センサー１０の製造方法および振動素子１の周波数調整方法によれば、それぞれ、［３］第１周波数調整工程において、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数をその目標値まで調整するときの検出振動腕４８、４９の共振周波数の変動量を予測し、予測した当該変動量を考慮して、検出振動腕４８、４９の共振周波数を調整するため、［７］第２周波数調整工程において、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を調整するのに伴って、検出振動腕４８、４９の共振周波数を目標値に調整することができる。そのため、駆動振動腕４４〜４７および検出振動腕４８、４９の共振周波数をそれぞれの目標値に高精度に調整し、それに伴って、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数と検出振動腕４８、４９の共振周波数との差である離調周波数もその目標値に高精度に調整することができる。よって、駆動振動腕４４〜４７および検出振動腕４８、４９を有する振動素子１の素子ごとの特性のバラツキを低減することができる。

特に、［３］第１周波数調整工程において、駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の共振周波数を調整するときの調整量に対する検出振動腕４８、４９（第１振動部）の共振周波数の変動量の関係式、［２］周波数測定工程で測定された駆動振動腕４４〜４７の共振周波数、および、［７］第２周波数調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の目標値を用いて、前述した予測変動量を求める。これにより、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数をその目標値まで調整するときの検出振動腕４８、４９の共振周波数の変動量を簡単かつ高精度に求めることができる。

ここで、かかる関係式が１次式であり、［３］第１周波数調整工程において、かかる関係式、および、［２］周波数測定工程で測定された駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の共振周波数と［７］第２周波数調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の目標値との差分を用いて、前述した予測変動量を求める。これにより、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数をその目標値まで調整するときの検出振動腕４８、４９の共振周波数の変動量をより簡単かつ高精度に求めることができる。

また、振動素子１において、第２振動部（駆動振動部）である駆動振動腕４４〜４７は、駆動信号に応じて駆動振動し、第１振動部（検出振動部）である検出振動腕４８、４９は、駆動振動腕４４〜４７に働くコリオリ力に応じて検出振動して検出信号を出力する。このような駆動振動腕４４〜４７および検出振動腕４８、４９を有する振動素子１は、［２］周波数測定工程において、駆動信号のための配線を利用して駆動振動腕４４〜４７の共振周波数を測定するとともに、検出信号のための配線を利用して検出振動腕４８、４９の共振周波数を測定することができる。また、検出振動腕４８、４９の共振周波数の調整の後に、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の調整を行うため、製品に近い実装状態で駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の調整を行うことができる。

また、物理量センサー１０の製造方法は、［６］第１漏れ振動調整工程および［８］第２漏れ振動調整工程を有し、［６］第１漏れ振動調整工程は、［３］第１周波数調整工程と［７］第２周波数調整工程との間に、駆動振動腕４４〜４７（第２振動部）の振動漏れを低減させる調整を行い、［８］第２漏れ振動調整工程は、［７］第２周波数調整工程の後に、駆動振動腕４４〜４７の振動漏れを低減させる調整を行う。ここで、［８］第２漏れ振動調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の変化量は、［６］第１漏れ振動調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の変化量よりも小さい。これにより、得られる物理量センサー１０において、駆動振動腕４４〜４７の漏れ振動を低減することができる。特に、駆動振動腕４４〜４７の漏れ振動を低減する工程を、［７］第２周波数調整工程を挟んで［６］第１漏れ振動調整工程および［８］第２漏れ振動調整工程の２回に分け、［８］第２漏れ振動調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の変化量を［６］第１漏れ振動調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の変化量よりも小さくすることで、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の変動を低減しつつ、駆動振動腕４４〜４７の漏れ振動を効果的に低減することができる。

特に、錘膜５１〜５４（第１〜第４錘膜）のそれぞれを２つの領域に分割（領域５１ａ〜５４ａと領域５１ｂ〜５４ｂとに分割）して捉え、漏れ振動調整工程である［６］第１漏れ振動調整工程において、各錘膜５１〜５４の少なくともいずれかの２つの領域のうちの一方の領域（領域５１ｂ〜５４ｂ）の少なくとも一部を除去する。そして、［７］第２周波数調整工程において、各錘膜５１〜５４の２つの領域のうちの他方の領域（領域５１ａ〜５４ａ）の少なくとも一部を除去する。これにより、［７］第２周波数調整工程における錘膜５１〜５４の除去位置が［６］第１漏れ振動調整工程における錘膜５１〜５４の除去位置の影響を受けるのを低減することができる。そのため、［７］第２周波数調整工程における駆動振動腕４４〜４７の共振周波数の調整を簡単かつ高精度に行うことができる。

＜第２実施形態＞
図１２は、本発明の第２実施形態に係る第１周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。図１３は、本発明の第２実施形態に係る第１漏れ振動調整工程における振動素子を説明する平面図である。図１４は、本発明の第２実施形態に係る第２周波数調整工程における振動素子を説明する平面図である。

以下、本実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態の物理量センサー１０の製造方法では、図１２に示すように、錘膜５１を幅方向（駆動振動腕４４の幅方向）に２分割した領域５１ｃ、５１ｄに分けて捉え、その２分割した領域５１ｃ、５１ｄのうちの一方（本実施形態では基部４１側）の領域５１ｃを［６］第１漏れ振動調整工程に用い、他方（本実施形態では基部４１とは反対側）の領域５１ｄを［７］第２周波数調整工程に用いる。同様に、錘膜５２を領域５２ｃ、５２ｄに分けて捉え、錘膜５３を領域５３ｃ、５３ｄに分けて捉え、錘膜５４を領域５４ｃ、５４ｄに分けて捉える。

本実施形態の［６］第１漏れ振動調整工程では、駆動振動腕４４〜４７の共振周波数が互いに等しくなるように、錘膜５３、５４の領域５３ｃ、５４ｃのそれぞれの一部（図示では、部分５３ＲＥ、５４ＲＥ）を除去して、振動漏れの調整（粗調整）を行う。これにより、図１３に示すように、所定量除去された錘膜５３Ｅ、５４Ｅを有する振動素子１Ｅを得る。

また、本実施形態の［７］第２周波数調整工程では、錘膜５１〜５４の領域５１ｄ〜５４ｄのそれぞれの少なくとも一部（図示では、部分５１ＲＦ〜５４ＲＦ）を同量ずつ除去して、駆動周波数の調整を行う。図１４に示すように、錘膜５１Ｆ〜５４Ｆを有する振動素子１Ｆを得る。

以上説明したような製造方法によって製造された物理量センサー１０は、各種デバイス、各種電子機器、各種移動体等に組み込んで使用することができる。

以上、本発明の物理量センサーの製造方法および振動素子の周波数調整方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。

また、本発明では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。

また、前述した実施形態では、ダブルＴ型の振動素子に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明を適用可能な振動素子は、２つ以上の振動腕（第１振動部および第２振動部）を有する振動素子であれば、特に限定されず、例えば、Ｈ型の振動素子であってもよい。また、図示の振動素子の形状、大きさ等の形態は、説明の便宜上模式的に示したものであり、本発明を適用可能な振動素子が図示のものに限定されないことは言うまでもない。

１…振動素子、１Ａ…振動素子、１Ｂ…振動素子、１Ｃ…振動素子、１Ｄ…振動素子、１Ｅ…振動素子、１Ｆ…振動素子、４…振動体、５…錘膜パターン、１０…物理量センサー、１１…パッケージ、１２…支持基板、１３…配線パターン、１４…回路素子、１５…導電性ワイヤー、４１…基部、４２…連結腕、４３…連結腕、４４…駆動振動腕、４５…駆動振動腕、４６…駆動振動腕、４７…駆動振動腕、４８…検出振動腕、４９…検出振動腕、５１…錘膜、５１Ｄ…錘膜、５１Ｆ…錘膜、５１ＲＡ…部分、５１ＲＤ〜５４ＲＤ…部分、５１ＲＦ〜５４ＲＦ…部分、５１ａ…領域、５１ｂ…領域、５１ｃ…領域、５１ｄ…領域、５２…錘膜、５２Ｄ…錘膜、５２Ｆ…錘膜、５２ａ…領域、５２ｂ…領域、５２ｃ…領域、５２ｄ…領域、５３…錘膜、５３Ｂ…錘膜、５３Ｃ…錘膜、５３Ｄ…錘膜、５３Ｅ…錘膜、５３Ｆ…錘膜、５３ＲＢ…部分、５３ＲＣ…部分、５１ＲＥ…部分、５３ａ…領域、５３ｂ…領域、５３ｃ…領域、５３ｄ…領域、５４…錘膜、５４Ｃ…錘膜、５４Ｄ…錘膜、５４Ｅ…錘膜、５４Ｆ…錘膜、５４ＲＣ…部分、５１ＲＥ…部分、５４ａ…領域、５４ｂ…領域、５４ｃ…領域、５４ｄ…領域、５５…錘膜、５５Ａ…錘膜、５５ＲＡ…部分、５６…錘膜、５６Ａ…錘膜、５６ＲＡ…部分、１１１…ベース、１１２…リッド、１１３…接合部材、４４１…幅広部、４５１…幅広部、４６１…幅広部、４７１…幅広部、４８１…幅広部、４９１…幅広部、Ａｄｅ…目標値、Ａｄｒ…目標値、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｓ４…ステップ、Ｓ５…ステップ、Ｓ６…ステップ、Ｓ７…ステップ、Ｓ８…ステップ、ａ…中心軸、ｆｄｅ…検出周波数、ｆｄｒ…駆動周波数、α…矢印、β…矢印、γ…矢印、ω…角速度

Claims (9)

1. 第１振動部および第２振動部を有する振動素子を形成する振動素子形成工程と、
   前記第１振動部および前記第２振動部のそれぞれの共振周波数を測定する周波数測定工程と、
   前記周波数測定工程の結果に基づいて、前記第２振動部の共振周波数を目標値まで調整するときの前記第１振動部の共振周波数の変動量を予測変動量として求め、前記予測変動量および前記周波数測定工程において測定した前記第１振動部の共振周波数に基づいて、前記第１振動部の共振周波数を調整する第１周波数調整工程と、
   前記第２振動部の共振周波数を調整する第２周波数調整工程と、を有することを特徴とする物理量センサーの製造方法。
2. 前記第１周波数調整工程において、前記第２振動部の共振周波数を調整するときの調整量に対する前記第１振動部の共振周波数の変動量の関係式、前記周波数測定工程で測定された前記第２振動部の共振周波数、および、前記第２周波数調整工程における前記第２振動部の共振周波数の目標値を用いて、前記予測変動量を求める請求項１に記載の物理量センサーの製造方法。
3. 前記関係式が１次式であり、
   前記第１周波数調整工程において、前記関係式、および、前記周波数測定工程で測定された前記第２振動部の共振周波数と前記第２周波数調整工程における前記第２振動部の共振周波数の目標値との差分を用いて、前記予測変動量を求める請求項２に記載の物理量センサーの製造方法。
4. 前記第２振動部は、駆動信号に応じて駆動振動する駆動振動部であり、
   前記第１振動部は、前記第２振動部に働くコリオリ力に応じて検出振動して検出信号を出力する検出振動部である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
5. 前記第１周波数調整工程と前記第２周波数調整工程との間に、前記第２振動部の振動漏れを低減させる調整を行う第１漏れ振動調整工程と、
   前記第２周波数調整工程の後に、前記第２振動部の振動漏れを低減させる調整を行う第２漏れ振動調整工程と、を有し、
   前記第２漏れ振動調整工程における前記第２振動部の共振周波数の変化量は、前記第１漏れ振動調整工程における前記第２振動部の共振周波数の変化量よりも小さい請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
6. 前記第２周波数調整工程において、前記第２振動部の共振周波数の調整を複数回に分けて行う請求項１ないし５のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
7. 前記振動素子は、
   基部と、
   前記基部から互いに異なる方向に延出している第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
   前記基部から互いに異なる方向に延出している第１連結腕および第２連結腕と、
   前記第１連結腕の先端部から互いに異なる方向に延出している第１駆動振動腕および第２駆動振動腕と、
   前記第２連結腕の先端部から互いに異なる方向に延出している第３駆動振動腕および第４駆動振動腕と、を備え、
   前記第１駆動振動腕には、第１錘膜が設けられ、
   前記第２駆動振動腕には、第２錘膜が設けられ、
   前記第３駆動振動腕には、第３錘膜が設けられ、
   前記第４駆動振動腕には、第４錘膜が設けられ、
   前記第１検出振動腕には、第５錘膜が設けられ、
   前記第２検出振動腕には、第６錘膜が設けられ、
   前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕が前記第１振動部であり、
   前記第１駆動振動腕、前記第２駆動振動腕、前記第３駆動振動腕および前記第４駆動振動腕が前記第２振動部であり、
   前記第１周波数調整工程において、前記第５錘膜および前記第６錘膜のうちの少なくとも一方の一部を除去することで、前記第１振動部の共振周波数を調整し、
   前記第２周波数調整工程において、前記第１錘膜、前記第２錘膜、前記第３錘膜および前記第４錘膜のうちの少なくとも１つの一部を除去することで、前記第２振動部の共振周波数を調整する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量センサーの製造方法。
8. 前記第１周波数調整工程と前記第２周波数調整工程との間に、前記第２振動部の振動漏れを低減させるための調整を行う漏れ振動調整工程を有し、
   前記第１錘膜、前記第２錘膜、前記第３錘膜および前記第４錘膜のそれぞれを２つの領域に分割して捉え、
   前記漏れ振動調整工程において、前記第１錘膜、前記第２錘膜、前記第３錘膜および前記第４錘膜の少なくともいずれかの前記２つの領域のうちの一方の領域の少なくとも一部を除去し、
   前記第２周波数調整工程において、前記２つの領域のうちの他方の領域の少なくとも一部を除去する請求項７に記載の物理量センサーの製造方法。
9. 第１振動部および第２振動部を有する振動素子の周波数調整方法であって、
   前記第１振動部および前記第２振動部のそれぞれの共振周波数を測定する周波数測定工程と、
   前記周波数測定工程の結果に基づいて、前記第２振動部の共振周波数を目標値まで調整するときの前記第１振動部の共振周波数の変動量を予測変動量として求め、前記予測変動量および前記周波数測定工程において測定した前記第１振動部の共振周波数に基づいて、前記第１振動部の共振周波数を調整する第１周波数調整工程と、
   前記第２振動部の共振周波数を調整する第２周波数調整工程と、を有することを特徴とする振動素子の周波数調整方法。

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