JPH1183500A - 角速度検出用振動子の製造方法 - Google Patents
角速度検出用振動子の製造方法Info
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- JPH1183500A JPH1183500A JP3524098A JP3524098A JPH1183500A JP H1183500 A JPH1183500 A JP H1183500A JP 3524098 A JP3524098 A JP 3524098A JP 3524098 A JP3524098 A JP 3524098A JP H1183500 A JPH1183500 A JP H1183500A
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Abstract
両面に、それぞれ電極が形成された振動子を備えた角速
度センサにおいて、両面の電極同士を、振動部の長手方
向に延びる角部を跨いで電気的に接続する信頼性に優れ
た接続構成を提供する。 【解決手段】 圧電体平板の一面に所定形状の電極膜を
印刷、焼付けにより形成し、Y1、Y2面が切断面とな
るように圧電体および電極膜を切断して、音叉型の振動
子1およびX1、X2面上の各電極10〜17、20を
形成する。続いて、Y1、Y2面に検出電極18、19
を形成するとともに、接続電極21〜24を、Y1、Y
2面から角部Eを通って取出し電極14〜17および共
通電極20側にだれるように印刷して硬化することによ
り形成する。
Description
ぶれ防止やナビゲーションシステムや自動車の車両制御
等に利用される角速度センサにおいて角速度検出用振動
子の製造方法に関するものである。
て、特開平8−210860号公報に、音叉型の振動子
を用いた角速度センサが提案されている。図12および
図13に、その構成を示す。圧電体からなる振動子1
は、一対の四角柱状のアーム部(振動部)4、5とこれ
らアーム部4、5の両端を連結する連結部6により音叉
形状に構成されている。
る表裏面X1、X2面のうちX1面に、駆動電極10、
11、参照電極12等が配置され、X1、X2面と略直
交する側面であるY1面およびY2面に、検出電極1
8、19が配置され、X1面と対向するX2面の全面
に、X1面の各電極および検出電極18、19の基準電
位用電極となる共通電極20が全面に配置されている。
である。すなわち、四角柱状のアーム部4、5の長手方
向(z軸方向)と直交するy軸方向に、アーム部4、5
をたわませて駆動振動させる。そして、振動しているア
ーム部4、5に回転角速度が入力された時に生じるコリ
オリ力により、上記のz軸方向およびy軸方向と直交す
るx軸方向に発生するアーム部4、5のたわみ振動を検
出振動として電気的に検出し、角速度の大きさを求め
る。
な四角柱の振動部を有するタイプの角速度センサにおい
て、振動子1上の各電極は、ワイヤボンディング等によ
り外部回路と結線されるが、その結線を容易とするため
に、各電極を振動子1のひとつの面に引き回す必要があ
る。ここで、本発明者等は、鋭意検討の結果、Y1、Y
2面の検出電極18、19をX1面に取出す場合、以下
のような問題があると考えた。
出電極18、19をX1面に引き回す場合、電気ノイズ
を拾わないように短い引回し距離にするには、アーム部
4、5の長手方向に沿った角部(以下、角部という)E
を経てX1面に至るというルートに接続電極を設定する
必要がある。具体的には、図13に点線で示すように、
取出し電極16、17および接続電極21、22を形成
することとなる。
9から、X1面へ電極導体を引回す際、この角部Eをま
たぐ構成となるが、上記したように、この角部Eは、ア
ーム部4、5の駆動および検出振動(たわみ振動)によ
る曲げ応力が発生する部分である。その為、この曲げ応
力によるダメージによって角部Eにおける電気的な接続
状態が劣化し、センサの性能悪化を招き、場合によって
は、電気的接続がとれなくなるという可能性がある。
ず、角柱状の振動部の長手方向に延び略直交する両面
に、それぞれ電極が形成された振動子を備えた角速度セ
ンサにおいて、両面の電極同士を、振動により曲げ応力
が発生する角部を跨いで電気的に接続する場合には、共
通の問題であると考えられる。本発明は上記問題点に鑑
みて、角柱状の振動部の長手方向に延び略直交する両面
に、それぞれ電極が形成された振動子を備えた角速度セ
ンサにおいて、両面の電極同士を、振動部の長手方向に
延びる角部を跨いで電気的に接続する信頼性に優れた接
続構成を提供することを目的とする。
するために、以下の技術的手段を採用する。上記請求項
1〜5の発明は、角柱状の圧電体からなる振動部(4、
5)を備え、振動部(4、5)の長手方向(z軸方向)
に延びる側面(X1、X2、Y1、Y2)のうち第1の
側面(X1)には、振動部(4、5)をz軸と直交する
y軸方向に駆動振動させるための駆動電極(10、1
1)および検出信号取出し用の取出し電極(16、1
7)が形成され、第1の側面(X1)と略直交する第2
の側面(Y1、Y2)には、振動部(4、5)のz軸お
よびy軸と直交するx軸方向への検出振動を検出するた
めの検出電極(18、19)および検出電極(18、1
9)を取出し電極(16、17)に電気的に接続する接
続電極(21、22)が形成された角速度検出用振動子
(1)を製造する製造方法を提供するものである。
電体平板の一面に所定形状の電極膜を印刷、焼付けによ
り形成し、第2の側面(Y1、Y2)が切断面となるよ
うに圧電体および電極膜を切断して、第1の側面(X
1)に、駆動電極(10、11)および取出し電極(1
6、17)を形成する。続いて、第2の側面(Y1、Y
2)に検出電極(18、19)を形成するとともに、接
続電極(21、22)を、z軸方向に延びる振動部
(4、5)の角部(E)から取出し電極(16、17)
上にだれるように印刷して硬化することにより形成する
ことを特徴とする。
印刷した後に、圧電体および電極膜を切断しているの
で、振動部(4、5)の角部(E)において、電極膜の
切断面(R)は切り立った形(図3参照)となる。逆
に、もし圧電体切断後に電極印刷を行うと、角部で印刷
だれが発生し、その部分の膜厚は薄くなってしまう。従
って、振動部(4、5)の角部(E)において接続電極
(21、22)と連なる部分の取出し電極(16、1
7)の膜厚を確保できる。この状態で第2の側面(Y
1、Y2)に接続電極(21、22)を印刷すると、印
刷だれによる回り込みにより、第1の側面(X1)にて
印刷だれが、取出し電極(16、17)にオーバラップ
する。
電極(21、22)との角部(E)における接続構造
は、信頼性の高い電気的な接続を得るに十分な膜厚を確
保することができ、例えば、クラックや断線等の不具合
を防止できる。また、請求項2の発明によれば、第1の
側面(X1)と略直交する面を切断面として、平板状の
圧電体を振動子(1)の形状に切断加工し、第1の側面
(X1)に駆動電極(10、11)と取出し電極(1
6、17)を印刷、焼付けにより形成した後、切断面を
面垂直方向に所定厚さ研磨して第2の側面(Y1、Y
2)を形成する。続いて、第2の側面(Y1、Y2)に
検出電極(18、19)を形成するとともに、接続電極
(21、22)を上記の角部(E)から取出し電極(1
6、17)上にだれるように印刷して硬化することによ
り形成することを特徴とする。
角部(E)部位において、印刷だれにより膜厚の薄くな
った印刷の周辺部分を、研磨によって圧電体の切断面と
ともに除去するので、角部(E)において接続電極(2
1、22)と連なる部分の取出し電極(16、17)の
膜厚を確保できる(図8参照)。この状態で第2の側面
(Y1、Y2)に接続電極(21、22)を印刷する
と、印刷だれによる回り込みにより、第1の側面(X
1)にて印刷だれが、取出し電極(16、17)にオー
バラップする。
電極(21、22)との角部(E)における接続構造
は、信頼性の高い電気的な接続を得るに十分な膜厚を確
保することができ、例えば、クラックや断線等の不具合
を防止できる。また、請求項3の発明によれば、請求項
1および2の製造方法中、検出電極(18、19)およ
び接続電極(21、22)の形成工程(M6)よりも前
に、振動子(1)を構成する圧電体に直流電圧を印加し
て所定方向に分極させておく。そして、検出電極(1
8、19)および接続電極(21、22)の形成工程
(M6)において、第2の側面(Y1、Y2)に、金属
粒子が樹脂中に分散されたものを印刷して、圧電体のキ
ュリー温度以下の温度で硬化させることにより、検出電
極(18、19)および接続電極(21、22)を形成
することを特徴とする。
効果に加えて、圧電体の分極後の電極形成は、圧電体の
分極が破壊するキュリー温度以下の温度で実施されるの
で、電極形成の際の熱による圧電体の分極の劣化を防止
でき、良好なセンサ性能を確保した角速度センサを提供
できる。さらに、請求項4の発明によれば、請求項3に
記載の金属粒子が球状と薄片状であることを特徴とす
る。それによって、球状の粒子は、樹脂の収容スペース
を確保して、樹脂層のマトリクスを強固に形成する。し
かし、これのみでは、球状の粒子の接触で電気的導通は
不十分の為、薄片状の粒子を混在させ、粒子間の接触を
良好にせしめ、良好な導通を得るようにすることができ
る。これら両形状の粒子により、良好な接合強度と電気
的導通とを両立せしめている。
(18、19)および接続電極(21、22)の形成工
程(M6)にて、角部(E)近傍の部位が、それ以外の
部位に比して幅広くなるように、接続電極(21、2
2)を形成することを特徴とする。接続電極(21、2
2)の幅は、駆動電極(10、11)等から発生する不
要な電気ノイズ等を出来るだけ拾わないように、できる
だけ細くすることが望ましい。本発明によれば、接続状
態の劣化が発生しやすい角部(E)近傍の部位のみ、接
続電極(21、22)の幅を広くすることで、上記請求
項1〜3の発明の効果を確保するとともに、接続電極
(21、22)の不要な面積アップを防止できる。
柱状の振動部(4、5)の長手方向に延び略直交する両
面(X1、Y1、Y2)に、それぞれ電極が形成された
振動子であって、両面の電極(16〜19)同士を、振
動部(4、5)の長手方向に延びる角部(E)を跨いで
電気的に接続するようにした角速度検出用振動子に関す
るものである。
電極16、17を、振動部であるアーム部4、5でなく
連結部6のX1面に形成する場合も考えられるが、この
場合には、接続電極18、19は、アーム部4、5の角
部Eでなく、連結部6の角部Eを経て引き回すこととな
る。本発明者等の更なる検討の結果、振動部の角部だけ
でなく、その延長線上にある角部(例えば、前記連結部
6の角部E)部分においても、上記たわみ振動による曲
げ応力の問題が起こる可能性があることを見いだした。
き、xyz直交座標系において、z軸方向に延びる角柱
状の圧電体からなる振動部(4、5、102〜105、
202〜205)を有する振動子(1、101、20
1)であって、振動部(4、5、102〜105、20
2〜205)のz軸方向に延びる側面と同一平面をなす
振動子(1、101、201)の側面(X1、X2、Y
1、Y2)のうち第1の側面(X1)の取出し電極(1
6、17、126、212、214)と、第1の側面
(X1)と略直交する第2の側面(Y1、Y2)に形成
された接続電極(21、22、125、211、21
3)とを電気的に導通させるようにした、角速度検出用
振動子を製造する製造方法についてなされたものであ
る。
は、請求項1記載の3つの工程のうち前2つと同じ工程
(M2、M5)を行った後、検出電極(18、19、1
22、209、210)および接続電極(21、22、
125、211、213)の形成工程(M6)にて、第
2の側面(Y1、Y2)に検出電極(18、19、12
2、209、210)を形成するとともに、接続電極
(21、22、125、211、213)を、第1およ
び第2の側面(X1、Y1、Y2)が略直交する部分に
形成される振動子(1、101、201)の角部(E)
から、取出し電極(16、17、126、212、21
4)上にだれるように印刷して硬化することにより形成
することを特徴としている。
えて、接続電極による検出電極から取出し電極への引回
しが、振動部以外の角部を経て行われる場合にも、信頼
性の高い電気的な接続を得るに十分な膜厚を確保した接
続構造を実現できる。また、請求項7記載の発明におい
ては、請求項1記載の3つの工程のうち前2つと同じ工
程(Q2、Q5)を行った後、請求項6記載の検出電極
(18、19、122、209、210)および接続電
極(21、22、125、211、213)の形成工程
(M6)と同様の工程(M6)を行うことを特徴として
いる。
に加えて、請求項6記載の発明と同様に、振動部以外の
角部を経て行われる引回しにおいても、信頼性の高い電
気的な接続を得るに十分な膜厚を確保した接続構造を実
現できる。ここで、請求項6及び請求項7記載の発明に
おいても、請求項3〜請求項5記載の発明と同様の手段
を用いることができる。
圧電体からなる振動部は四角柱形状が好ましい。なお、
上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の
具体的手段との対応関係を示すものである。
づいて説明する。本実施形態は、例えば、ビデオの手ぶ
れ防止やナビゲーションシステムや自動車の車両制御等
に利用される角速度センサの角速度検出用の振動子とし
て使用される。
斜視図である。振動子1は圧電体(本実施形態ではPZ
T)から形成され、一対の四角柱状のアーム部(振動
部)4、5と、両アーム部4、5の一端を連結する連結
部6からなる音叉形状、いわゆる音叉型振動子を構成し
ている。そして、振動子1は、例えば42アロイ等から
なる略エ字型の支持部3を介して、基板2に固定されて
おり、振動子1自身は基板2に対して平行に浮遊した形
となっている。
4、5の長手方向と平行且つ両アーム部4、5の中央に
位置するz軸方向に延びる各振動子面を、以下のように
定義する。両アーム部4、5と連結部6とが同一平面を
形成し対向する略コ字形状の一対の面(第1の側面)で
あるX1、X2面のうち、基板2とは反対側の面をX1
面、X1面と対向する他方の面をX2面とする。また、
振動子1の外周に位置し、アーム部4、5の配列方向で
あるy軸と直交する面であるY1、Y2面(第2の側
面)のうち、アーム部4側をY1面、アーム部5側をY
2面とする。
X1面とY1面及びY2面とのz軸方向に平行な交線部
分、X2面とY1面及びY2面とのz軸方向に平行な交
線部分、更には、X1及びX2面と両アーム部4、5の
対向面との交線部分が角部Eとして構成されている。つ
まり、z軸方向に延びる振動子1の8本の稜線が角部E
として構成されている。
向をx軸として、上記y軸およびz軸とともに、図1に
示すxyz直交座標系が構成される。以下、本実施形態
において、このxyz直交座標を用いて説明する。ま
た、以下、x軸方向というのは、x軸と平行な方向であ
ることを意味する。y軸、z軸方向についても同様であ
る。
とは90°である必要はない。要は、y軸と直交する角
速度によって生じるx軸方向への振動を検出できるよう
な角度(角速度検出可能角度)であればよい。このこと
は、以下の各実施形態においても同様である。次に、振
動子1に設けられた電極構成について説明する。図2
は、振動子1の外周面上に形成された各電極の構成を、
振動子1の前後、左右から見た展開図である。(a)は
X1面、(b)はX2面、(c)はY1面、(d)はY
2面上の電極構成を示すものである。
から順に、振動子1を駆動するための駆動電極(第1の
電極)10、11、駆動状態をモニタし自励発振させる
ための帰還用としての参照電極(モニタ電極)12、1
3および第1の取出し電極14、15、第2の取出し電
極16、17が形成されている。駆動電極10および1
1は、連結部6を通って、各アーム部4、5のY1、Y
2面側と、アーム部4、5の互いに対向する対向面側と
に、それぞれ位置している。
部4、5の対向面側の略中央に位置し、第2の取出し電
極16、17は各アーム部4、5の先端部に位置してお
り、第1の取出し電極14、15はこれら参照電極1
2、13と第2の取出し電極16、17との間に位置し
た形となっている。上記のX1面上の各電極10〜17
は、ガラスフリットを多く含むAg−Pd導体(住友金
属鉱山製、CLP56486)によって形成された、厚
さ10μmの導電性膜である。
表面(図2(a)中のクロスハッチングの部位)上に
は、2層目の導電性膜が、各電極10〜17の外周縁内
部に位置するように形成され、ワイヤボンディング(以
下、WBという)用電極10a〜17aとして構成され
ている。WB用電極10a〜17aは、後述するワイヤ
Sが結線される部分であり、ガラスフリットを含まない
Ag−Pd導体(住友金属鉱山製、CLP38287)
により形成されている。なお、図1においては、WB用
電極10a〜17aは、省略してある。
(第2の電極)18、19が、アーム部4、5のY1、
Y2面において、それぞれ、X2面側に偏った位置に形
成されている。これら検出電極(角速度検出電極)1
8、19も導電性膜であり、後述するように、圧電体の
分極後に形成されるため、球状と薄片状の銀粒子が樹脂
中に分散されたものであり、圧電体のキュリー温度(例
えば、360℃)以下の温度(例えば、150℃)で硬
化焼き付けが可能な樹脂銀導体(アサヒ化学製、LS−
504J)にて形成されている。
は、上記の駆動電極10、11、参照電極12、13お
よび検出電極18、19の基準電位用電極である共通電
極20がほぼ全面に形成されている。共通電極20は、
上記のX1面上の各電極10〜17と同様の材料、膜厚
にて形成された導電性膜である。また、アーム部4、5
のY1、Y2面には、帯状の第1の接続電極21、22
および第2の接続電極23、24が形成されている。こ
れら接続電極21〜24は、検出電極18、19と同様
の材料にて形成された導電性膜である。
れ、検出電極18および19と一体に成形されており、
角部Eを通って、第2の取出し電極16および17に電
気的に接続されている。一方、第2の接続電極23およ
び24においては、一端部が角部Eを通って、それぞ
れ、第1の取出し電極14および15と電気的に接続さ
れ、他端部が角部Eを通って、共通電極20と電気的に
接続されている。これら各接続電極21〜24のうち、
角部E近傍の部位(図2中、符号Gで示す)は、それ以
外の部位に比して幅広くなっている。
について説明する。本実施形態では、角部Eにおける接
続構造は、どこも同一であるので、図3に示す第2の取
出し電極17と第1の接続電極22との接続構造に代表
させて、以下述べる。図3は、図2(a)のC−C断面
において、接続構造を走査型電子顕微鏡(SEM)にて
拡大してみたものである。
は、角部Eにて切断されて、Y2面と略同一平面に切断
面Rを形成した形となっている。この切断面Rにおける
膜厚は、第2の取出し電極17の平均厚さと略同等の厚
さとなっている。そして、第1の接続電極22は、Y2
面から切断面Rを通り、X1面で第2の取出し電極17
と所定長L(例えば40μm)重なり接合されている。
すように、X1、X2面に直交するx軸方向に分極処理
(なお、向きは逆であってもよい)されている。そし
て、図1に示すように、X1面上の駆動電極10、1
1、参照電極12、13、取出し電極14〜17の各電
極は、それぞれ、上記したWB用電極10a〜17a
(図1中省略)の部分にて、基板2上の各リード端子P
と、導電性のワイヤS(本実施形態では、Al線のW
B)によって電気的に結線されている。つまり、振動子
1の全電極10〜24は、X1面で結線された形となっ
ている。そのため、WB等によるワイヤSの結線が容易
とできる。
に、振動子1の両側に複数個(例えば左右4本ずつ)、
基板2を貫通して設けられ、基板2の振動子1とは反対
の面に突出している。各リード端子Pの外周には、絶縁
ガラス2aが配置され、リード端子Pと基板2との電気
絶縁を保つ役割を果している。また、リード端子Pは、
基板2の振動子1とは反対の面側にて、外部に設けられ
る図示しない駆動・検出回路に、電気的に接続されてい
る。この駆動・検出回路は、上記した振動子1への駆動
信号(交流電圧)を発生させ振動子1を所定の駆動周波
数で駆動振動させると共に、振動子1の振動状態から発
生する電気信号を駆動周波数で同期検波する等の検出処
理を行い、図1に示すz軸回りの角速度Ωzを検出する
ように構成されている。
る図示しないシェル(蓋体)により覆われて、このシェ
ルと上記の絶縁ガラス2aによって、振動子1は外部に
対して気密となっている。このように、振動子1は基板
2に組み付けられ、電気的配線を施されて、角速度セン
サとして構成されている。また、基板2には、図示しな
い取付部が形成されており、この取付部には防振ゴムが
取り付けられ、この防振ゴムを介して締結、接着等によ
り被測定物(車両、ハンディビデオ等)の取付部に、振
動子1および基板2が取り付けられるようになってい
る。
センサの作動について説明する。第1の取出し電極1
4、15を介して、共通電極20と駆動電極10および
駆動電極11との間に、それぞれ位相の180度異なる
交流電圧(駆動電圧)をx軸方向に印加することによ
り、各アーム部4、5をy軸方向に駆動振動させる。こ
の時、参照電極12、13と共通電極20との間を流れ
る出力電流を検知し、振動状態をモニタしながらフィー
ドバックを行う。その結果、周囲温度が変化してもアー
ム部4、5のy軸方向の振幅(駆動振幅)が一定となる
ように自励発振制御を行うことができる。
z軸(検出軸)回りに角速度Ωzが入力された時、いわ
ゆるコリオリ力によりアーム部4、5はたわみ振動を生
じ、x軸方向に角速度Ωzに比例した検出振動を発生す
る。この検出振動によって、検出電極18、19と共通
電極20との間に発生する出力電流を、第1の接続電極
21、22および第2の取出し電極16、17を介して
検出して、電圧値(検出信号)に変換することにより、
各アーム部4、5の中心位置におけるz軸回りの角速度
Ωzを検出する。
製造方法について、図4〜図6を参照して述べる。図4
は、製造工程の流れを示す工程図であり、図5および図
6は、各製造工程を示す説明図である。本発明の実施例
を説明する。まず、PZTセラミクスをサイズ22×2
2×2.5mmのサイズで焼成する(図5(a)参
照)。平面研削工程M1では、それを、平面ラップ盤で
2.17mmの厚さに平面ラップで研削する。次に平行
な二辺を20mmの幅に切断し、PZT平板(圧電体平
板)を形成する(図5(b)参照)。
は、PZT平板の表裏面のそれぞれの所定の部位(各電
極10〜17、20の形成部位に相当、図5(c)中の
ハッチング部分)に、1層目のAg−Pd導体(住友金
属鉱山製、CLP56486)を印刷し、温度850℃
で焼きつけ厚さ10μmの電極膜を形成する。次に、第
2層電極印刷・焼付工程M3では、上記の電極膜上の所
定の部位(WB用電極10a〜17aの形成部位に相
当、図6(a)中のクロスハッチング部分)に、2層目
のAg−Pd導体(住友金属鉱山製、CLP3828
7)を印刷し、温度850℃で焼付け、厚さ10μmの
電極膜(従って、この部分は総厚さ20μmとなる)を
形成する。
体の印刷において、印刷時の条件は、導体ペーストの粘
度が、200Pa・s(リオン粘度計)で、粘度比(ブ
ルックフィールド粘度計1rpmと100rpmの比)
が、1.5であった。また、スクリーンはメッシュサイ
ズが、#250で、乳剤厚10μmのものを使用した。
るのは、振動子1と上記の駆動・検出回路との電気的接
続手段として、アルミ線のワイヤボンディングを採用し
ているためであり、接合強度の経時劣化の小さい電極構
成として、選定したためである。すなわち、1層目は、
PZTとの接合性を確保するため、ガラスフリット量の
多い導体を、2層目は、ワイヤとの接合強度を保つた
め、ガラスを含まない導体とした。接合強度に対する要
求品質によって、例えば、ガラスフリットを少量含むA
g−Pd導体1層のみであってもよいし、Ag、Ag−
Ptという他の導体を選定してもよい。
体(昭栄科学 N4761)を、PZT平板の表裏面全
面に塗布し、100℃で10分間、乾燥する。その後、
120℃のシリコンオイル中に浸漬し、PZT平板の表
裏面に5KVの直流電圧を印加し、これら表裏面に垂直
な方向(つまり、x軸方向)に分極する。分極処理後、
前記の分極用導体を、アセトン等の有機溶剤で除去す
る。
ミクスを四角柱形状の振動部を有する振動子形状に、切
断面が上記のY1、Y2面となるように、図6(a)の
点線部分で切断する。本実施形態では、音叉の外周形状
である20mm×4.6mmに外周刃スライサで切断す
る。ここで、図6(a)の平板では、左右両端の切断片
は用いない。なお、図6(a)の平板において、電極膜
の左右両端のさらに外側に電極膜非形成部を設けてお
き、これを切断してY1、Y2面を形成するようにして
もよい。
ット(アーム部4、5のy軸方向の空隙)を外周刃スラ
イサで加工する。こうして、振動子1のX1、X2、Y
1、Y2面の各面およびX1、X2面上の各電極10〜
17、10a〜17aおよび20が形成される(図6
(b)参照)。なお、分極処理工程M4の後に音叉形状
に加工する切断加工工程M5を行っているが、切断加工
工程M5の後(音叉形状に加工後)に、分極処理工程M
4を行ってもよい。
は、X1、X2面の側面であるY1、Y2面の所定部位
(各電極18、19、21〜24の形成部位に相当、図
6(c)のハッチング部分)に、樹脂銀導体(アサヒ化
学LS−504J)を印刷する。この時、接続電極21
〜24を構成する導体においては、Y1、Y2面の端面
まで導体を印刷することで、印刷だれによって、角部E
を跨いで、X1、X2面の相手側電極(取出し電極14
〜17、共通電極20)の上に、導体を回りこます。
乾燥して、14μmの厚さの検出電極18、19および
接続電極21〜24が形成される。こうして、各電極1
0〜24を備えた振動子1が完成する。そして、振動子
1は支持部3を介して基板2に固定され、上記の電気的
配線を施されて角速度センサが完成する。なお、本工程
M6において、樹脂銀導体は、球状と薄片状の銀粒子を
フェノール樹脂に分散させたものである。解決手段の欄
にて述べたように、球状と薄片状の銀粒子の接触で導体
としての電気的接続を得て、接合強度と電気的導通を両
立させており、PZTセラミクスという熱膨張係数の小
さい材質への接合において、熱膨張差(自身の熱膨張係
数は、大)による劣化を小さくできる。振動子1におい
て、導体の接触抵抗が大きくなると、振動子1のもつ静
電容量とにより、電流の位相変化が発生し、結果とし
て、センサの特性に影響するので、このような、電気的
接触が、良好な導体を使用することが、望ましい。
のため、硬化の際、熱によるPZTの分極の劣化が発生
しない。なお、上述の工程M2およびM3における焼付
けタイプの導体は、焼付け時に、高い温度(850℃)
となり、PZTのキュリー温度以上となるため分極が破
壊する。よって、この樹脂銀導体は、圧電体(PZT)
振動子の電極として好適である。
(リオン粘度計)、粘度比は3(ブルックフィールド粘
度計1rpmと100rpmの比)であり、スクリーン
は、メッシュサイズ#250、乳剤厚10μmを使用し
ている。印刷だれ量を多くするには、ペースト粘度を下
げる、また、スクリーン、印刷条件(スキージアタック
角(スキージとスクリーンとの成す角度))により、ペ
ースト吐出量を大きくすればよい。但し、これでは、印
刷の際に、だれた部分において所定の膜厚を確保できな
い。
両立のため、ペーストのレオロジーについても鋭意検討
し、上記の条件を採用している。上記、製法による角部
Eにおける電極の形成について、図3を用いて、さらに
述べる。Ag−Pd導体をPZT平板上(X1、X2
面)に印刷・焼付けた後、音叉形状に切断するため、角
部Eにおいて、X1、X2面からY1、Y2面への印刷
だれは、発生しない。また、膜厚の薄くなった印刷の周
辺部分があったとしても切断により除去できる。
の接続電極22としての樹脂銀導体を印刷すると、印刷
だれにより、樹脂銀導体がX1面の第2の取出し電極1
7上に回り込み、図3の様な構成となる。第2の取出し
電極17の接続端部は切断面Rとなるが、ここは印刷だ
れの無い部分であり、それにより、オーバーラップ部分
の樹脂銀導体の厚さが確保できる。そして、硬化により
第1の接続電極22は、上記の切断面RおよびX1面上
のオーバーラップ部分にて、第2の取出し電極17と接
合される。
極接続構造の厚さが確保できるため、良好な導通を確保
することが可能となり、音叉の駆動振動により、角部E
の電気的接合の劣化(断線やクラック発生等)が少な
く、品質に優れる角速度センサを得ることができる。ま
た、本構成では、第1の接続電極22の導体膜厚が最も
薄くなる上記切断面Rのエッジ部T(図3参照)にて、
仮に、第1の接続電極22が切断したとしても、上記切
断面Rとの接合部分にて電気的接続が確保できる。その
ため、信頼性の高い電気的な接続が得られ、結果として
高品質の角速度センサを得ることができる。
は、すべて図3の構成となっており、上記した電気的接
合の劣化防止、信頼性の高い電気的接続を実現する。ま
た、本実施形態によれば、図6(a)に示すように、圧
電体の表裏面に電極膜を形成した後に、圧電体を切断し
て振動子形状を形成しているので、一度に多数個の振動
子のX1、X2面電極形成が可能となり、大量生産する
上で効果的である。
いては、図2に示す様、各接続電極21〜24の幅を、
角部E近傍で広くしている。これにより、角部Eの電気
的接続部の面積を広くすることができ、よりいっそう、
角速度センサの信頼性が向上する。特に、検出電極1
8、19と第2の取出し電極16、17とを接続する第
1の接続電極21、22は、以下の理由で面積(幅)を
大きくすることができないため、角部E近傍のみで幅を
広くするのは、特に好ましい。
が加わると、駆動振動(y軸方向)と角速度入力軸(z
軸)に直交する方向に、コリオリの力でたわみ振動(検
出振動)する。このたわみによって、振動子1において
は、X1面側に圧縮応力(引張り応力)がかかった時、
X2面側では引張り応力(圧縮応力)がかかる。従っ
て、振動子1の厚み方向(つまり、x軸方向)の中心線
から、X1面側とX2面側とでは、発生する電荷が異な
る(正負逆符号となる)。
Y2面におけるx軸方向の中心線から、X1面側あるい
はX2面側に偏在させる必要があるが、本実施形態で
は、X2面側に偏在させている。これは、X1面の駆動
電極10、11との距離が大きくでき、そこからの電気
ノイズを低減できる為である。ここで、逆に、X1面側
に偏在させると、X1面側に配置されている駆動電極1
0、11との距離が近くなり、電気ノイズが大きくな
る。
続電極21、22にも、たわみにより、電荷が発生す
る。もし、第1の接続電極21、22の幅が広いと、そ
こから検出される電荷、すなわち、検出電極18、19
とは逆符号の電荷によって、結果として、角速度に対す
る感度の低下を招く。これに加えて、駆動電極10、1
1からの電気ノイズも受けるため、第1の接続電極2
1、22の面積は小さいほうが望ましい。そこで、接続
部分である角部E近傍のみ、幅を広くすることで、不要
な面積アップを防止している。
実施形態の振動子1について、上記第1実施形態とは別
の製造方法を提供するものである。図7は、本実施形態
の製造工程の流れを示す工程図である。まず、上記第1
実施形態と同様に、PZTセラミクス焼成、平面研削工
程M1を行い、PZT平板を形成する。。
T平板を振動子1の形状に加工する(振動子形成工程Q
1)。要領は、上記第1実施形態の切断加工工程M5と
同様である。すなわち、X1、X2面と略直交する面を
切断面として、PZT平板を振動子1の外周形状に、外
周刃スライサで切断する。次に音叉とするため、スリッ
トを外周刃スライサで加工する。こうして、圧電体はX
1、X2面およびこれらX1、X2面と垂直な切断面に
よって、振動子1とほぼ同一形状に加工される。
は、X1面とX2面のそれぞれの所定部位(各電極10
〜17、20の形成部位に相当、図2参照)に、1層目
のAg−Pd導体(住友金属鉱山製、CLP5648
6)を印刷する。印刷後、温度850℃で焼付け、厚さ
10μmの電極とする。こうして、X1面上の各電極1
0〜17およびX2面上の共通電極20が形成される。
用電極10a〜17aの形成部位(図2参照)に、2層
目のAg−Pd導体(住友金属鉱山CLP38287)
を上記第2層電極印刷・焼付工程M3と同様に、印刷、
焼付けし、WB用電極10a〜17aを形成する。工程
Q2およびQ3における印刷時の条件は、上記第1実施
形態と同様である。
2においては、1層目の導体印刷時、X1面、X2面と
圧電体の切断面によって形成される角部E’(図8上図
参照)にて、印刷だれによって、角部E’を跨いで圧電
体の切断面に導体が回りこみ、導体の膜厚が薄くなる。
そして、焼付けによって、各電極10〜17、20にお
いて、角部E’から切断面に至るだれが形成(図8上図
参照)された形となる。なお、図8は、第2の取出し電
極17で代表させて、その断面構造を示している。
電体の切断面を所定厚さU(y軸方向の長さ、例えば4
0μm)、砥石、やすり等で研磨し、Y1、Y2面を形
成する。同時に、第2の取出し電極17の膜厚の薄い部
分が除去されるため、角部Eにおける電極厚さが確保で
きる(図8下図参照)。この後、分極処理工程Q5で
は、分極用導体(昭栄化学 N4761)を、振動子1
のX1、X2面全面に塗布し、上記第1実施形態の分極
処理工程M4と同様の要領で分極処理を行う。この後、
上記第1実施形態と同様に、側面電極印刷・硬化工程M
6を行う。
電極21〜24を形成する。そして、角部Eにおける接
続電極21〜24と取出し電極14〜17および共通電
極20との接続構造は、図3に示すような構造となる。
こうして、各電極10〜24を備えた振動子1が完成す
る。ところで、本実施形態によれば、X1、X2面上に
電極形成した後、研磨してY1、Y2面を形成している
ため、角部Eにおいて膜厚の薄くなった印刷の周辺部分
を除去できる。従って、Y1、Y2面の各接続電極21
〜24との接続構造において電極の膜厚が確保できるた
め、良好な導通を確保することが可能となる。よって、
上記第1実施形態と同様に、角部Eにおいて電気的接合
の劣化防止、信頼性の高い電気的接続を実現し、品質に
優れる角速度センサを得ることができる。 (第3実施形態)本発明の第3実施形態を図9及び図1
0に示す。本実施形態は、本発明の振動子として図に示
すような4脚音叉形状の振動子を用いたものである。図
9は本実施形態の角速度センサの斜視図である。
体からなり、略平行に配列された4本の四角柱状のアー
ム部(振動部)102、103、104、105と、各
アーム部102〜105の片端部を共通に固定支持する
共通の連結部106とを有し、櫛形音叉形状を成してい
る。そして、内側一対のアーム部103、104が駆動
用アーム部、外側一対のアーム部102、105が検出
用アーム部として構成されている。各アーム部102〜
105および連結部106は、図9の白抜き矢印で示す
ように、X1面からX2面に向かってx軸方向に一様に
分極処理されている。
〜105の配列方向をy軸、アーム部102〜105の
長手方向をz軸、アーム部102〜105及び連結部1
06の厚み方向をx軸としてxyz直交座標系が構成さ
れる。ここで、z軸は内側一対のアーム部103、10
4の間の中央部に位置する。以下、このxyz直交座標
系に基づいて本実施形態を説明する。なお、x軸方向と
いうのはx軸と平行な方向をいうものとし、y軸、z軸
についても同様である。
する面(第1の側面)のうち基板110と対向する面を
X2面とし、このX2面とは反対側の面をX1面とす
る。また振動子101においてy軸と直交する外側一対
のアーム部102、105の外周面のうちアーム部10
2側の面をY2面(第2の側面)とし、アーム部105
側の面をY1面(第2の側面)とする。なお、上述の如
く本実施形態においてもX1、X2面とY1、Y2面と
は角速度検出可能角度であればよい。
びY2面とのz軸方向に平行な交線部分、X2面とY1
面及びY2面とのz軸方向に平行な交線部分、更には、
X1及びX2面と各アーム部102〜105の対向面と
の交線部分が角部Eとして構成されている。つまり、z
軸方向に延びる振動子101の16本の稜線が角部Eと
して構成されている。
成された支持部であり、中央部が細くくびれた略エの字
型形状を成し、このくびれた部分はトーションビーム1
08として構成されている。トーションビーム108の
一端側に位置する部分は連結部106と固定される連結
部側接続部107a、トーションビーム108の他端側
に位置する部分は後述のスペーサ107cと固定される
基板側接続部107bとして構成されている。
の略中央部位(すなわち内側の1対のアーム部103、
104の支持部位の間の略中央部位)から、z軸方向に
おいてアーム部102〜105とは反対側に延びるよう
に位置する。支持部107は、図9に示す様に、一方側
で連結部106と接着等により固定され、他方側で上記
スペーサ107cを介して基板(ベース)110と溶接
等により接合固定されている。
スペーサ107cを介し、基板110に対して浮遊した
状態で支持される。また、トーションビーム108の中
心軸はz軸とほぼ一致し、換言すればトーションビーム
108は、実質的に振動子101の中心線上に位置す
る。次に、振動子101上のX1、X2、Y1、Y2面
上に形成された電極構成について説明する。その電極構
成は図10の展開図に示される。図10において(a)
はX1面、(b)はX2面、(c)はY1面、(d)は
Y2面の電極構成を示す。以下、図10を参照して説明
する。
アーム部103の外周側から連結部106を通ってアー
ム部104の外周側に渡って連続して形成されている。
121は参照電極であり、X1面においてアーム部10
3の内周側から連結部106を通ってアーム部104の
内周側に渡って連続して形成されている。122、12
3及び124は角速度検出用の検出電極(角速度検出電
極)である。検出電極122は、Y1面においてアーム
部105の略全域に渡って形成されている。一方、検出
電極123は、X1面においてアーム部102の略全域
に渡り、検出電極124は、X2面においてアーム部1
02の略全域に渡って形成されている。
は、図10に示す様に、各面上に形成された引出し電極
125、126及び127によって接続され導通してい
る。検出電極122と123とは、引出し電極125
(Y1面上)及び引出し電極126(X1面上)を介し
て接続され、検出電極123と124とは、引出し電極
127(Y2面上)を介して接続されている。
記駆動、参照、及び検出電極120〜124の基準電位
となる共通電極である。共通電極128はX1面におい
てアーム部105の略全域、共通電極129はX2面に
おいてアーム部105の略全域に渡り形成されている。
また、共通電極130はX2面においてアーム部103
の略全域から連結部106を通ってアーム部104の略
全域に渡って連続して形成されており、共通電極131
はY2面においてアーム部102の略全域に渡り形成さ
れている。
は、図10に示す様に、各面上に形成された引出し電極
132、133、134及び135によって接続され導
通している。共通電極128と129とは、引出し電極
132(Y1面)を介して接続され、共通電極129及
び130と共通電極131とは、引出し電極133、1
34(共にX2面)及び引出し電極135(Y2面)を
介して接続されている。
は、後述のワイヤボンディング用のパット電極136及
び137が形成されている。パット電極136は、検出
電極122〜124と導通する引出し電極126の途中
部に、パット電極137は、共通電極128から延びる
引出し電極138の終端部に位置し、それぞれ引出し電
極126、138よりも幅広に形成されている。従っ
て、パット電極136は検出電極122〜124と導通
し、パット電極137は共通電極128〜131と導通
する形となる。
交する面のうちアーム部102とアーム部103との対
向面、アーム部103とアーム部104との対向面、ア
ーム部104とアーム部105との対向面には電極は形
成されていない。また、駆動電極120と参照電極12
1、検出電極122と共通電極128、129、及び検
出電極123、124と共通電極131は、それぞれ隙
間を開けて形成され、導通していない。
〜138は、上記第1実施形態の各電極10〜17と同
様の導電性膜にて形成されている。また、本実施形態で
は、X1面上の引出し電極126が請求項でいう取出し
電極、Y1面上の引出し電極125が請求項でいう接続
電極に相当し、これら引出し電極125、126によっ
てY1面上の検出電極122がX1面上に引き回され
る。
の連結部106の角部Eにおける電極接続構造は、上記
図3と同様の構成となっている。また、他の電極同士の
角部Eにおける電極接続構造、すなわち、引出し電極1
27と検出電極123及び124、引出し電極132と
共通電極128及び129、引出し電極133と135
の各電極同士の角部Eにおける電極接続構造も上記図3
と同様である。
極との接合は、Y1及びY2面側の電極からX2面側の
電極上に重なり接合されている。本実施形態の角部Eに
おける電極接続構造も、上記第1及び第2実施形態の製
造方法を用いて製造することができる。ここで、本実施
形態では、上記第2層電極印刷・焼付工程M3及びWB
用電極形成工程Q3は行わない。また、アーム部102
〜105の間のスリットは、上記切断加工工程M5及び
振動子形成工程Q1と同様、外周刃スライサで加工す
る。
図示しない駆動・検出回路(制御回路)と接続されるリ
ード端子P11〜P14が設けられている。そして、リ
ード端子P11は駆動電極120と、リード端子P12
はパット電極137と、リード端子P13は参照電極1
21と、リード端子P14はパット電極136と、各ワ
イヤS11〜S14にて接続されている。上記各リード
線の結線は、例えばWBにて行われる。
記駆動・検出回路によって次のように作動する。まず、
駆動電極120と共通電極130間に交流電圧を印加す
ることにより、内側一対のアーム部103、104を互
いにz軸(つまり振動子101の中心線)に対し対称な
y軸方向への屈曲振動をするモードにて共振させる。そ
のときの振幅として参照電極121からの出力をモニタ
ーし、参照電極121からの出力が一定となるように上
記駆動・検出回路を用いて自励発振(自励振動)させ
る。
合、振動している内側一対のアーム部103、104に
はコリオリ力が発生し、これらアーム部103、104
は、x軸方向において互いに逆方向に力を受ける。その
とき外側一対のアーム部102、105も連成してx軸
方向に振動するため、角速度に比例したx軸方向の振動
振幅を検出電極122〜124からの出力として検出
し、角速度を検出する。
向へのたわみ振動に加え、内側一対のアーム部103、
104から外側一対のアーム部102、105への振動
の連成が連結部106を介して行われるため、連結部1
06の角部Eにおいて曲げ応力の電極接続部分への影響
は無視できない。本実施形態では、上述のように、アー
ム部(振動部)102〜105及び連結部106の角部
Eにて、電極接続構造を上記図3の構造としているた
め、電極の膜厚が確保でき、良好な導通を可能としてい
る。
記第1及び第2実施形態に記載の製造方法を用いて振動
子101を製造でき、上記第1及び第2実施形態と同様
に、角部Eにおいて電気的接合の劣化防止、信頼性の高
い電気的接続を実現し、品質に優れる角速度センサを得
ることができる。 (第4実施形態)本発明の第4実施形態を図11に示
す。本実施形態は、本発明の振動子として図に示す様な
H型音叉形状の振動子201を用いたものである。図1
1は、振動子201を前後左右からみた展開図である。
電体からなる4本の平行な四角柱状のアーム部(振動
部)202、203、204、205と連結部206と
から構成される。ここで、片側一対のアーム部202、
203が駆動用アーム部、他側一対のアーム部204、
205が検出用アーム部として構成されている。また、
連結部206には、上記各実施形態に示すような支持部
(図示せず)が当接しており、この支持部に固定された
連結部206を介して振動子201は支持されている。
ここで、振動子201は、X1面からX2面に向かって
x軸方向に一様に分極処理されている。
部202〜205の配列方向をy軸、アーム部202〜
205の長手方向をz軸、アーム部202〜205及び
連結部206の厚み方向をx軸としてxyz直交座標系
が構成される。次に、振動子201上に形成された電極
構成について説明する。ここで、振動子201において
x軸と直交する面(第1の側面)のうち一側の面をX1
面とし、他側の面をX2面とする。また振動子201に
おいてy軸と直交する面であって各一対のアーム部20
2と203、及び204と205が対向しない面(第2
の側面)のうち一側面をY1面とし、他側面をY2面と
する。本実施形態においてもX1、X2面とY1、Y2
面とは角速度検出可能角度であればよい。
びY2面とのz軸方向に平行な交線部分、X2面とY1
面及びY2面とのz軸方向に平行な交線部分、更には、
X1及びX2面と各アーム部202〜205の対向面と
の交線部分が角部Eとして構成されている。つまり、z
軸方向に延びる振動子201の12本の稜線が角部Eと
して構成されている。
1、Y2面上に形成された電極構成について説明する。
その電極構成は図11に示される。図11において
(a)はX1面、(b)はX2面、(c)はY1面、
(d)はY2面の電極構成を示す。ここで図11中の座
標は(a)に対応するものである。207は片側一対の
アーム部202、203を駆動するための駆動電極であ
り、X1面においてアーム部202から連結部206、
アーム部203に渡って連続的に形成されている。20
8は振動状態をモニタするための参照電極であり、X1
面においてアーム部202から連結部206、アーム部
203に渡って、駆動電極207の外周側に連続的に形
成されている。
極(角速度検出電極)であり、それぞれアーム部204
のY2面、アーム部205のY1面に形成されている。
検出電極209は、Y2面上の引出し電極211を介し
てX1面上のパット電極212に導通し、一方、検出電
極210は、Y1面上の引出し電極213を介してX1
面上のパット電極214に導通している。
照、検出電極207〜210の基準電位となる共通電極
である。共通電極215はX2面の略全域に形成され、
共通電極216及び217は、それぞれアーム部204
のX1面、アーム部205のX1面に形成されている。
そして、各共通電極215〜217は、Y2面及びY1
面に形成された引出し電極218、219によって導通
されている。
207〜219は、上記第1実施形態の各電極10〜1
7と同様の導電性膜にて形成されている。また、本実施
形態では、X1面上のパット電極212、214が請求
項でいう取出し電極、Y1及びY2面上の引出し電極2
11、213が請求項でいう接続電極に相当し、これら
引出し電極211、213によってY1及びY2面上の
検出電極209、210がX1面上に引き回される。
と引出し電極211、213との連結部206の角部E
における電極接続構造は、上記図3と同様の構成となっ
ている。また、他の電極同士の角部Eにおける電極接続
構造、すなわち、引出し電極218と共通電極215及
び216、引出し電極219と共通電極215及び21
7の各電極同士の角部Eにおける電極接続構造も上記図
3と同様である。
極との接合は、Y1及びY2面側の電極からX2面側の
電極上に重なり接合されている。本実施形態の角部Eに
おける電極接続構造も、上記第1及び第2実施形態の製
造方法を用いて製造することができる。本実施形態にお
いても、図示しない駆動・検出回路(制御回路)との接
続は、上記各実施形態と同様に、リード端子及びWBに
よるワイヤ等の結線にて行われる。
駆動電極207と共通電極215間に交流電圧を印加す
ることにより、片側一対のアーム部202、203を互
いに振動子201の中心線に対し対称なy軸方向への屈
曲振動をするモードにて共振させる。そのときの振幅と
して参照電極208からの出力をモニターし、参照電極
208からの出力が一定となるように上記駆動・検出回
路を用いて自励発振(自励振動)させる。
合、振動している片側一対のアーム部202、203に
はコリオリ力が発生し、これらアーム部202、203
は、x軸方向において互いに逆方向に力を受ける。その
とき他側一対のアーム部204、205も連成してx軸
方向に振動するため、角速度に比例したx軸方向の振動
振幅を検出電極209、210からの出力として検出
し、角速度を検出する。
06の角部Eにおいて電極接続部分に曲げ応力がかかる
が、上述のように、アーム部(振動部)202〜205
及び連結部206の角部Eにて、電極接続構造を上記図
3の構造としているため、電極の膜厚が確保でき、良好
な導通を可能としている。そして、本実施形態において
も、上記各実施形態と同様に、角部Eにおいて電気的接
合の劣化防止、信頼性の高い電気的接続を実現し、品質
に優れる角速度センサを得ることができる。
1においては、Y1及びY2面の各接続電極21〜24
は、それぞれアーム部4、5の角部Eを通って、X1面
の各取出し電極14〜17に引き回されていたが、例え
ば、各取出し電極を連結部6のX1面に形成して、各接
続電極を連結部6の角部EからX1面に引き回す構成と
し、連結部6の角部Eにおける電極接続構造を図3の構
造としてもよい。
法は、振動部が一本の四角柱である振動子であって、四
角柱の長手方向に延び互いに直交する側面に、それぞれ
形成された電極同士を接続するものにも適用できる。例
えば、一側の側面に駆動電極、他側の側面に検出電極を
形成した場合、取出し電極を駆動電極側の側面に設け
て、検出電極を駆動電極側の側面に取出したもの、ある
いは、その逆のものでもよい。
るに、本発明は、四角柱の長手方向に沿った角部であっ
て振動により屈曲する角部を通る電極の接続構成に対し
て適用可能であり、振動子も上記実施形態の角柱音叉タ
イプ、あるいは一本角柱タイプに限定されるものではな
く、また、接続電極によって接続される電極の種類も限
定されるものではない。
いて、ハッチングを施してあるものは、あくまで説明の
便宜を図るための表示であり、断面を示すものではな
い。
動子構成を示す斜視図である。
展開図であり、(a)はX1面、(b)はX2面、
(c)はY1面、(d)はY2面を表す。
る電極の接続構造を示す拡大断面図である。
図である。
電極印刷・焼付工程までを説明する説明図である。
程から側面電極印刷・硬化工程までを説明する説明図で
ある。
工程図である。
する説明図である。
動子構成を示す斜視図である。
す展開図であり、(a)はX1面、(b)はX2面、
(c)はY1面、(d)はY2面を表す。
振動子構成を示す展開図である。
図である。
示す展開図である。
5、202〜205…アーム部、10、11、120、
207…駆動電極、16、17…第2の取出し電極、1
8、19、123、209、210…検出電極、21、
22…第1の接続電極、125、126、211、21
3…引出し電極、212、214…パット電極、E…角
部、M2…第1層電極印刷・焼付工程、M4、Q5…分
極処理工程、M5…切断加工工程、M6…側面電極印刷
・硬化工程、Q1…振動子形成工程、Q2…X1面、X
2面電極形成工程、Q4…側面研磨工程、X1、X2…
第1の側面、Y1、Y2…第2の側面。
Claims (7)
- 【請求項1】 角柱状の圧電体からなる振動部(4、
5)を備え、 前記振動部(4、5)の長手方向であるz軸方向に延び
る前記振動部(4、5)の側面(X1、X2、Y1、Y
2)のうち第1の側面(X1)には、前記振動部(4、
5)を前記z軸と直交するy軸方向に駆動振動させるた
めの駆動電極(10、11)と、検出信号取出し用の取
出し電極(16、17)とが形成され、 前記側面(X1、X2、Y1、Y2)のうち前記第1の
側面(X1)と略直交する第2の側面(Y1、Y2)に
は、前記振動部(4、5)の前記z軸および前記y軸と
直交するx軸方向への検出振動を検出するための検出電
極(18、19)と、前記検出電極(18、19)を前
記取出し電極(16、17)に電気的に接続する接続電
極(21、22)とが形成された、角速度検出用振動子
(1)を製造する製造方法であって、 平板状の圧電体の一側の面に、所定形状の電極膜を印
刷、焼付けにより形成する工程(M2)と、 前記第2の側面(Y1、Y2)が切断面となるように、
前記圧電体および前記電極膜を切断して、前記第1およ
び第2の側面(X1、Y1、Y2)、前記駆動電極(1
0、11)および前記取出し電極(16、17)を形成
する工程(M5)と、 前記第2の側面(Y1、Y2)に前記検出電極(18、
19)を形成するとともに、前記接続電極(21、2
2)を、前記z軸方向に延びる前記振動部(4、5)の
角部(E)から前記取出し電極(16、17)上にだれ
るように印刷して硬化することにより形成する工程(M
6)とを有することを特徴とする角速度検出用振動子の
製造方法。 - 【請求項2】 角柱状の圧電体からなる振動部(4、
5)を備え、 前記振動部(4、5)の長手方向であるz軸方向に延び
る前記振動部(4、5)の側面(X1、X2、Y1、Y
2)のうち第1の側面(X1)には、前記振動部(4、
5)を前記z軸と直交するy軸方向に駆動振動させるた
めの駆動電極(10、11)と、検出信号取出し用の取
出し電極(16、17)とが形成され、 前記側面(X1、X2、Y1、Y2)のうち前記第1の
側面(X1)と略直交する第2の側面(Y1、Y2)に
は、前記振動部(4、5)の前記z軸および前記y軸と
直交するx軸方向への検出振動を検出するための検出電
極(18、19)と、前記検出電極(18、19)を前
記取出し電極(16、17)に電気的に接続する接続電
極(21、22)とが形成された、角速度検出用振動子
(1)を製造する製造方法であって、 前記第1の側面(X1)と略直交する面を切断面とし
て、平板状の圧電体を前記振動子(1)の形状に切断加
工する工程(Q1)と、 前記第1の側面(X1)に前記駆動電極(10、11)
と前記取出し電極(16、17)を印刷、焼付けにより
形成する工程(Q2)と、 前記切断面を面垂直方向に所定厚さ研磨して前記第2の
側面(Y1、Y2)を形成する工程(Q4)と、 前記第2の側面(Y1、Y2)に前記検出電極(18、
19)を形成するとともに、前記接続電極(21、2
2)を前記z軸方向に延びる前記振動部(4、5)の角
部(E)から前記取出し電極(16、17)上にだれる
ように印刷して硬化することにより形成する工程(M
6)とを有することを特徴とする角速度検出用振動子の
製造方法。 - 【請求項3】 前記検出電極(18、19)および前記
接続電極(21、22)の形成工程(M6)よりも前
に、前記振動子(1)を構成する圧電体に直流電圧を印
加して所定方向に分極させる分極処理工程(M4、Q
5)を行い、 前記検出電極(18、19)および前記接続電極(2
1、22)の形成工程(M6)では、前記第2の側面
(Y1、Y2)に、金属粒子が樹脂中に分散されたもの
を印刷して、前記圧電体のキュリー温度以下の温度で硬
化させることにより、前記検出電極(18、19)およ
び前記接続電極(21、22)を形成することを特徴と
する請求項1または2のいずれか1つに記載の角速度検
出用振動子の製造方法。 - 【請求項4】 前記金属粒子が球状と薄片状であること
を特徴とする請求項3に記載の角速度検出用振動子の製
造方法。 - 【請求項5】 前記検出電極(18、19)および前記
接続電極(21、22)の形成工程(M6)では、前記
角部(E)近傍の部位が、それ以外の部位に比して幅広
くなるように、前記接続電極(21、22)を形成する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記
載の角速度検出用振動子の製造方法。 - 【請求項6】 xyz直交座標系において、z軸方向に
延びる角柱状の圧電体からなる振動部(4、5、102
〜105、202〜205)を有する振動子(1、10
1、201)であって、 前記振動部(4、5、102〜105、202〜20
5)のz軸方向に延びる側面と同一平面をなす前記振動
子(1、101、201)の側面(X1、X2、Y1、
Y2)のうち第1の側面(X1)には、y軸方向へ前記
振動部(4、5、103、104、202、203)を
駆動振動させるための駆動電極(10、11、120、
207)が形成され、 前記側面(X1、X2、Y1、Y2)のうち前記第1の
側面(X1)と略直交する第2の側面(Y1、Y2)に
は、前記振動部(4、5、102、105、204、2
05)のx軸方向への検出振動を検出するための検出電
極(18、19、122、209、210)が形成され
ており、 前記検出電極(18、19、122、209、210)
を、前記第2の側面(Y1、Y2)に形成された接続電
極(21、22、125、211、213)を介して、
前記第1の側面(X1)に形成された取出し電極(1
6、17、126、212、214)に電気的に導通さ
せるようにした、角速度検出用振動子を製造する製造方
法において、 平板状の圧電体の一側の面に、所定形状の電極膜を印
刷、焼付けにより形成する工程(M2)と、 前記第2の側面(Y1、Y2)が切断面となるように、
前記圧電体および前記電極膜を切断して、前記第1およ
び第2の側面(X1、Y1、Y2)、前記駆動電極(1
0、11、120、207)および前記取出し電極(1
6、17、126、212、214)を形成する工程
(M5)と、 前記第2の側面(Y1、Y2)に前記検出電極(18、
19、122、209、210)を形成するとともに、
前記接続電極(21、22、125、211、213)
を、前記第1および第2の側面(X1、Y1、Y2)が
略直交する部分に形成される前記振動子(1、101、
201)の角部(E)から、前記取出し電極(16、1
7、126、212、214)上にだれるように印刷し
て硬化することにより形成する工程(M6)とを有する
ことを特徴とする角速度検出用振動子の製造方法。 - 【請求項7】 xyz直交座標系において、z軸方向に
延びる角柱状の圧電体からなる振動部(4、5、102
〜105、202〜205)を有する振動子(1、10
1、201)であって、 前記振動部(4、5、102〜105、202〜20
5)のz軸方向に延びる側面と同一平面をなす前記振動
子(1、101、201)の側面(X1、X2、Y1、
Y2)のうち第1の側面(X1)には、y軸方向へ前記
振動部(4、5、103、104、202、203)を
駆動振動させるための駆動電極(10、11、120、
207)が形成され、 前記側面(X1、X2、Y1、Y2)のうち前記第1の
側面(X1)と略直交する第2の側面(Y1、Y2)に
は、前記振動部(4、5、102、105、204、2
05)のx軸方向への検出振動を検出するための検出電
極(18、19、122、209、210)が形成され
ており、 前記検出電極(18、19、122、209、210)
を、前記第2の側面(Y1、Y2)に形成された接続電
極(21、22、125、211、213)を介して、
前記第1の側面(X1)に形成された取出し電極(1
6、17、126、212、214)に電気的に導通さ
せるようにした、角速度検出用振動子を製造する製造方
法において、 前記第1の側面(X1)と略直交する面を切断面とし
て、平板状の圧電体を前記振動子(1、101、20
1)の形状に切断加工する工程(Q1)と、 前記第1の側面(X1)に前記駆動電極(10、11、
120、207)と前記取出し電極(16、17、12
6、212、214)を印刷、焼付けにより形成する工
程(Q2)と、 前記切断面を実質的な面垂直方向に所定厚さ研磨して前
記第2の側面(Y1、Y2)を形成する工程(Q4)
と、 前記第2の側面(Y1、Y2)に前記検出電極(18、
19、122、209、210)を形成するとともに、
前記接続電極(21、22、125、211、213)
を、前記第1および第2の側面(X1、Y1、Y2)が
略直交する部分に形成される前記振動子(1、101、
201)の角部(E)から、前記取出し電極(16、1
7、126、212、214)上にだれるように印刷し
て硬化することにより形成する工程(M6)とを有する
ことを特徴とする角速度検出用振動子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03524098A JP3777780B2 (ja) | 1997-07-09 | 1998-02-17 | 角速度検出用振動子の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18415497 | 1997-07-09 | ||
| JP9-184154 | 1997-07-09 | ||
| JP03524098A JP3777780B2 (ja) | 1997-07-09 | 1998-02-17 | 角速度検出用振動子の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183500A true JPH1183500A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3777780B2 JP3777780B2 (ja) | 2006-05-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03524098A Expired - Fee Related JP3777780B2 (ja) | 1997-07-09 | 1998-02-17 | 角速度検出用振動子の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3777780B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005297374A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Toyama Prefecture | 圧電素子アクチュエータとその製造方法 |
| JP2014033048A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Alps Electric Co Ltd | 圧電素子 |
-
1998
- 1998-02-17 JP JP03524098A patent/JP3777780B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005297374A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Toyama Prefecture | 圧電素子アクチュエータとその製造方法 |
| JP2014033048A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Alps Electric Co Ltd | 圧電素子 |
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| JP3777780B2 (ja) | 2006-05-24 |
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