CN109119486A - 振动器件、振动器件模块、电子设备及移动体 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种振动器件、振动器件模块、电子设备及移动体，所述振动器件具备：基体，包括可动离子；可动部，在俯视观察下配置为与所述基体重叠；以及导体部，在俯视观察下与所述可动部重叠，所述可动部被施加第一电压，该第一电压的电位以基准电位为基准进行周期性变化，所述导体部被施加第二电压，若将该第二电压进行时间平均则成为所述基准电位。

Description

振动器件、振动器件模块、电子设备及移动体
技术领域
本发明涉及振动器件、振动器件模块、电子设备及移动体。
背景技术
例如，专利文献1所记载的加速度传感器包括玻璃基板、接合于玻璃基板的上表面的硅基板。此外，硅基板包括：密封部，与玻璃基板相接合；可动电极，与玻璃基板隔有间隔地相对配置；以及梁，以可动电极相对于玻璃基板能够位移的方式将可动电极与密封部连接。
此外，玻璃基板的硅基板一侧的面上与可动电极对置的部分设有固定电极，可动电极与固定电极之间生成静电电容。当被施加加速度时，如果可动电极相对于玻璃基板位移，则可动电极与固定电极之间的间隙会位移，随之，在可动电极与固定电极之间所生成的静电电容将发生变化。因此，专利文献1所记载的加速度传感器能够根据该静电电容的变化检测所接受的加速度。
这里，专利文献1中记载有使用百丽耐热玻璃(注册商标)作为玻璃基板。因此，玻璃基板中包括钠离子(Na+)等的可动离子。
专利文献1日本特开2000-275272号公报
但是，例如，由于向固定电极施加电压，玻璃基板内部的可动离子发生移动，从而可能会导致玻璃基板的硅基板一侧的面带电。由于玻璃基板的硅基板一侧的面带电，玻璃基板与梁之间会产生静电引力，可动电极与梁一起被该静电引力吸引到玻璃基板一侧，所以与没有被施加加速度无关，可动电极也会相对于玻璃基板发生位移，从而产生加速度传感器的输出信号出现偏差的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够减少输出偏差的振动器件、振动器件模块、电子设备及移动体。
该目的通过以下的本发明来达成。
本发明的振动器件，其特征在于，具备：基体，包括可动离子；可动部，与所述基体隔有距离地相对配置；以及导体部，配置为覆盖所述可动部的至少一部分，所述可动部被施加第一电压，该第一电压的电位以基准电位为基准进行周期性变化，所述导体部被施加第二电压，若将该第二电压进行时间平均则成为所述基准电位。
由此，可动离子在基体内部的移动将会减少。
因此，基体与可动部之间将不容易产生静电引力，从而成为能够减少输出偏差的振动器件。
在本发明的振动器件中，所述第二电压优选是恒定的。
由此，将易于生成第二电压。此外，能够有效减少可动离子在基体内部的移动。
本发明的振动器件中，优选具有配置于所述基体且与所述可动部相对配置的电极，所述可动部能够向所述基体与所述可动部排列的方向位移，所述电极输出与所述可动部的位移对应的电信号。
由此，能够将振动器件适用于检测加速度、角速度等的物理量的物理量传感器。因此，振动器件的便利性将提高。
在本发明的振动器件中，优选所述电极被施加所述第二电压。
由此，能够更加有效地减少可动离子在基体内部的移动。
在本发明的振动器件中，优选所述导体部具有配置于所述基体的与所述可动部相反的一侧的导体层。
由此，能够更加有效地减少可动离子在基体内部的移动。
在本发明的振动器件中，优选所述导体部包括盖体，所述盖体接合于所述基体并将所述可动部收容于所述盖体与所述基体之间。
由此，能够更加有效地减少可动离子在基体内部的移动。此外，能够通过基体和盖体来保护可动部。
本发明的振动器件中，优选所述导体部具有边缘部，所述边缘部连接于所述基体，从所述基体与所述可动部并排的方向俯视观察下，所述边缘部配置为包围所述可动部的至少一部分。
由此，能够更加有效地减少可动离子在基体内部的移动。
本发明的振动器件模块，其特征在于，具有本发明的振动器件。
由此，可得到能够享有本发明的振动器件的效果且可靠性高的振动器件模块。
本发明的振动器件模块中，优选所述导体部具有配置于所述基体的所述可动部相反的一侧的导体层，并且具有配置于所述基体与所述导体层之间的绝缘层。
由此，基体与可动部之间将不容易产生静电引力。
在本发明的振动器件模块中，优选具有支承所述振动器件的支承基板，所述支承基板具有第一绝缘层以及位于所述第一绝缘层的一侧的第二绝缘层，所述导体部的至少一部分配置于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间。
由此，基体与可动部之间将不容易产生静电引力。
本发明的电子设备，其特征在于，具有本发明的振动器件。
由此，得到能够享有本发明的振动器件的效果且可靠性高的电子设备。
本发明的移动体，其特征在于，具有本发明的振动器件。
由此，得到能够享有本发明的振动器件的效果且可靠性高的移动体。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式相关的振动器件的俯视图。
图2是沿图1中的A-A线截取的剖视图。
图3是示出施加于振动器件的电压的图。
图4是说明图1所示的振动器件的工作的剖视图。
图5是说明图1所示的振动器件的工作的剖视图。
图6是说明图1所示的振动器件的工作的剖视图。
图7是示出施加于本发明的第二实施方式相关的振动器件的电压的图。
图8是示出本发明的第三实施方式相关的振动器件的俯视图。
图9是示出施加于图8所示的振动器件的电压的图。
图10是示出施加于图8所示的振动器件的电压的图。
图11是示出本发明的第四实施方式相关的振动器件模块的剖视图。
图12是示出本发明的第五实施方式相关的振动器件模块的剖视图。
图13是示出本发明的第六实施方式相关的振动器件模块的剖视图。
图14是示出本发明的第七实施方式相关的电子设备的立体图。
图15是示出本发明的第八实施方式相关的电子设备的立体图。
图16是示出本发明的第九实施方式相关的电子设备的立体图。
图17是示出本发明的第十实施方式相关的移动体的立体图。
附图标记说明：
1...振动器件；10...导体部；100...振动器件模块；2...基体；211、212、213...凹部；22...安装部；251、252、253、254、261、262、271、272...槽部；3...元件部；3X...第二元件部；3Y...第三元件部；3Z...第一元件部；31...固定部；32...可动部；320...贯通孔；321...第一可动部；322...第二可动部；33...梁部；34...固定电极部；341...第一固定电极指(electrode finger)；342...第二固定电极指；35...可动电极部；351、352...支承部；353...可动部；354、355...连结部；356...可动电极指；36...固定电极部；361、362...固定电极指；37...可动电极部；371、372...支承部；373...可动部；374、375...连结部；376...可动电极指；4...盖体；41...凹部；42...连通孔；43...密封部件；49...玻璃粉；5...边缘部；51、52、53...开口；6...导体层；711...第一检测电极；712...第二检测电极；713...虚拟电极；721、722、723、724、731、732、741、742...配线；8...电路元件；9...封装；90...接合部件；91...基底；91a...第一绝缘层；91b...第二绝缘层；910...支承基板；911...凹部；911a...第一凹部；911b...第二凹部；92...盖板；93...内部端子；94...外部端子；95...内部配线；1100...个人电脑；1102...键盘；1104...主体部；1106...显示单元；1108...显示部；1200...移动电话；1202...操作按钮；1204...听筒；1206...麦克风；1208...显示部；1300...数码相机；1302...外壳；1304...光接收单元；1306...快门按钮；1308...存储器；1310...显示部；1500...汽车；1501...车体；1502...车体姿势控制装置；1503...车轮；Ax、Ay、Az...加速度；B...导通孔；B1...导电性凸部；BW1、BW2...键合线；C1、C2...静电电容；J...摆动轴；P...电极焊盘；S、S1...收容空间；V1、V2、V3、V3′、V3〞、V5...电压。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式对本发明的振动器件、振动器件模块、电子设备及移动体进行详细说明。
第一实施方式
首先，对本发明的第一实施方式相关的振动器件进行说明。
图1是示出本发明的第一实施方式相关的振动器件的俯视图。图2是沿图1中的A-A线截取的剖视图。图3是示出施加于振动器件的电压的图。图4至图6分别是说明图1所示的振动器件的工作的剖视图。另外，以下，为了便于说明，将图1中的纸正面侧及图2中的上侧称为“上”，将图1中的纸背面侧及图2中的下侧称为“下”。此外，各个图中示出了互相正交的三个轴，X轴、Y轴及Z轴。此外，以下，将与X轴平行的方向称为“X轴方向”，将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”，将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。此外，还将各个轴的箭头前侧称为“正侧”，将相反侧称为“负侧”。
图1所示的振动器件1是能够测定Z轴方向的加速度Az的加速度传感器。如图1所示，振动器件1具备：基体2，配置于基体2的元件部3；以覆盖元件部3方式接合于基体2的盖体4；配置于基体2的上表面且包围元件部3的框架状的边缘部5；以及配置于基体2的下表面的导体层6。另外，该振动器件1中，盖体4、边缘部5、导体层6分别具有导电性，并且这些部件一起构成“导体部10”。换言之，导体部10包括盖体4、边缘部5及导体层6。
如图1所示，基体2呈俯视观察下为矩形形状的板状。此外，基体2具有在上表面侧开放的凹部211。此外，在从Z轴方向俯视观察下，凹部211以将元件部3包于内侧且比元件部3大的状态而形成。该凹部211作为用于防止(减少)元件部3与基体2接触的退避部而发挥功能。另外，基体2的俯视观察下的形状不仅限于矩形，例如，也可以是圆形、矩形以外的多角形、异形等。
此外，如图2所示，基体2具有从凹部211的底面突出的安装部22。而且，该安装部22的上表面接合有元件部3。由此，元件部3以与凹部211的底面隔有距离的状态被基体2所支承。
此外，如图1所示，基体2具有在其上表面开放的槽部251、252、253、254。此外，槽部251、252、253、254的一个端部分别位于盖体4的外侧。
该基体2例如能够使用由包括钠离子(Na+)、锂离子(Li+)、等的可动离子(碱金属离子、以下以Na+为代表)的玻璃材料(例如，像Tempax玻璃(注册商标)、百丽耐热玻璃(注册商标)这样的硼硅酸盐玻璃)所构成的玻璃基板。由此，例如，如后所述，基体2与元件部3能够进行阳极接合，从而能够将该两者牢固地接合起来。此外，因为能够得到具有透光性的基体2，所以能够从振动器件1的外侧隔着基体2视觉确认元件部3。另外，基体2的构成材料只要具有可动离子即可，并不仅限于玻璃材料。
此外，如图1所示，第一检测电极711、第二检测电极712及虚拟电极713相互隔有距离地配置于凹部211的底面。另外，关于这些第一检测电极711、第二检测电极712及虚拟电极713，之后会再进行说明。
此外，槽部251、252、253、254配置有配线721、722、723、724。配线721、722、723、724的一个端部分别向盖体4的外侧露出，作为与外部装置(后述电路元件8)电连接的电极焊盘P发挥功能。此外，配线721通过凹部211的底面而被牵引缠绕至安装部22，并在安装部22上经由导电性凸部B1与元件部3进行电连接。此外，配线721在半路分支，并与虚拟电极713电连接。此外，配线722与第一检测电极711电连接。此外，配线723与第二检测电极712电连接。此外，配线724与边缘部5电连接。
另外，各个电极711、712、713及各个配线721、722、723、724的构成材料只要具有导电性即可，并没有特别限定，例如，能够使用金(Au)、银(Ag)、铂金(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、Ti(钛)、钨(W)等的金属材料、包括这些金属材料的合金、ITO(IndiumTin Oxide：氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide：氧化铟锌)、ZnO、IGZO等的氧化物类的透明导电性材料中的一种或两种以上的组合(例如作为两层以上的层积体)。
此外，如图2所示，基体2的下表面配置有导体层6。此外，导体层6跨越基体2的下表面的几乎整个区域而配置。即，基体2的下表面的整个区域被导体层6所覆盖。但是，导体层6的配置并没有特别限定，例如，导体层6可配置于基体2的下表面的一部分。
如图1所示，盖体4呈在俯视观察下为矩形形状的板状。此外，如图2所示，盖体4具有在下表面侧(基体2侧)开放的凹部41。该盖体4将元件部3及边缘部5收容于凹部41内部，并接合于基体2的上表面。并且，盖体4及基体2在其内侧形成有收容元件部3及边缘部5的收容空间S。
此外，如图2所示，盖体4具有连通收容空间S内外的连通孔42。经由该连通孔42，能够将收容空间S置换为所需的气氛。此外，连通孔42内部配置有密封部件43，密封部件43将连通孔42密封。
密封部件43只要能够密封连通孔42即可，并没有特别限定，例如，能够使用金(Au)/锡(Sn)类的合金、金(Au)/锗(Ge)类的合金、金(Au)/铝(Al)类的合金等的各种合金、低熔点玻璃等的玻璃材料等。
收容空间S为密闭空间。此外，收容空间S中优选封入氮气、氦气、氩气等的惰性气体，并且在使用温度(-40℃～+120℃)下几乎为大气压。通过使收容空间S为大气压，增加粘性阻力发挥阻尼的效果，能够迅速抑制元件部3的振动。因此，振动器件1检测加速度Az的精度将提高。
该盖体4例如能够使用硅基板。尤其是，优选掺杂了磷(P)、硼(B)等的杂质元素的具有导电性的硅基板。但是，盖体4没有特别限定，例如，可使用玻璃基板或陶瓷基板。此外，基体2与盖体4的接合方法没有特别限定，只要根据基体2及盖体4的材料适当选择即可，例如，阳极接合、使通过等离子照射被活化的两个接合面接合起来的活化接合、通过玻璃粉等的接合材料进行的接合、将在基体2的上表面及盖体4的下表面所形成的两个金属膜进行接合的扩散接合等。
本实施方式中，如图2所示，基体2与盖体4通过作为接合材料的一个例子的玻璃粉49(低熔点玻璃)接合。在使基体2与盖体4重合的状态下，虽然收容空间S的内外经由槽部251、252、253、254连通，但能够通过使用玻璃粉49，在将基体2与盖体4接合起来的同时，密封槽部251、252、253、254。因此，能够更加容易地密封收容空间S。另外，基体2与盖体4通过阳极接合等(无法密封槽部251、252、253、254的接合方法)接合时，例如，能够利用通过使用了TEOS(四乙氧基硅烷)的CVD法等形成的SiO2膜来封堵槽部251、252、253、254。
如图1所示，元件部3由可检测Z轴方向的加速度Az的第一元件部3Z构成。第一元件部3Z具有：接合于安装部22的固定部31；相对于固定部31能够位移的可动部32；以及连接固定部31和可动部32的梁部33。并且，可动部32以梁部33为摆动轴J，在使梁部33扭曲变形，且能够相对于固定部31进行跷跷板式摆动。
该元件部3例如能够通过将掺杂了磷(P)、硼(B)等的杂质元素的硅基板进行图案形成来形成。此外，元件部3例如通过阳极接合而接合于安装部22。但是，元素部3的材料、元素部3接合于基体2的接合方法并没有特别限定。
可动部32呈向X方向延伸的长条形，相对摆动轴J的X轴方向的正侧(一侧)部分为第一可动部321，相对摆动轴J的X轴方向的负侧(另一侧)部分为第二可动部322。此外，第一可动部321相比第二可动部322在X轴方向延伸得更长，且被施加加速度Az时的旋转力矩(转矩)相比第二可动部322更大。由于该旋转力矩的差，若被施加加速度Az，则可动部32根据该加速度Az的方向及大小围绕摆动轴J进行跷跷板式摆动。
此外，可动部32上形成有多个贯通孔320，以减少进行跷跷板式摆动时的阻力。但是，贯通孔320仅依照需要而形成即可，也可以省略。此外，关于贯通孔320的形状、配置也没有特别限定。
如图2所示，与以上这样的第一元件部3Z相对地设有如上所述的第一检测电极711、第二检测电极712及虚拟电极713。具体而言，第一检测电极711与第一可动部321的基端部分相对配置。此外，第二检测电极712与第二可动部322相对配置。此外，虚拟电极713与第一可动部321的前端部分相对配置。
振动器件1在工作时，例如，可动部32被施加图3中的电压V1(第一电压)，第一检测电极711及第二检测电极712分别被施加图3中的电压V2(第二电压)。电压V1是以基准电位VDD/2为基准且电位在VDD与GND(0V)之间进行周期性变化的电压。因此，电压V1是在时间平均时成为VDD/2的电压。而电压V2是电位为VDD/2(即，电压V1的基准电位)的恒定电压。由此，第一可动部321与第一检测电极711之间形成静电电容C1，第二可动部322与第二检测电极712之间形成静电电容C2。另外，VDD/2没有特别限定，例如，能够为0.5V以上5V以下。
另外，电压V1、V2例如可出现技术上不可避免的电位波动等。此外，例如，电压V2在时间平均时电位为VDD/2即可，可以不是恒定的，例如，电位可以是进行周期性变化的。此外，本实施方式中，电压V1为矩形波，但是并不仅限于此，例如，可以是正弦波，也可以是锯齿波。
如图4所示，在振动器件1未被施加加速度Az的情况下，可动部32维持与基体2基本平行的状态不摆动，因此静电电容C1、C2都不发生变化。相对于此，如图5所示，若向振动器件1施加朝向Z轴方向负侧的加速度－Az，则由于第一、第二可动部321、322的旋转力矩不同，可动部32以摆动轴J为中心逆时针进行跷跷板式摆动。相反地，如图6所示，若向振动器件1施加朝向Z轴方向正侧的加速度+Az，则可动部32以摆动轴J为中心顺时针进行跷跷板式摆动。由于该可动部32的跷跷板式摆动，第一可动部321与第一检测电极711之间的间隙及第二可动部322与第二检测电极712之间的间隙发生变化，因此静电电容C1、C2随之分别发生变化。并且，第一、第二检测电极711、712输出基于静电电容C1、C2的变化的检测信号(电信号)，且能够根据检测信号(电信号)检测加速度Az。
这里，如上所述，虚拟电极713经由配线721与可动部32电连接，并与可动部32为相同电位。该虚拟电极713例如具有以下功能。例如，若通过向可动部32施加电压V1，电场作用于基体2，基体2中的可动离子(Na+)移动，则凹部211的底面带电，凹部211的底面的表面电位发生变化。由此，凹部211的底面(从电极露出的部分)与可动部32之间产生静电引力。然后，第一可动部321被该静电引力吸引至基体2，从而与未被施加加速度Az无关，可动部32会摆动(倾斜)。其结果，出现输出偏差。此外，被静电引力吸引至基体2的第一可动部321产生附着于底面的“粘贴力”，从而振动器件1有可能失去加速度传感器的功能。所以，通过在凹部211的底面上的与可动部32相对的位置配置可动部32和相同电位的虚拟电极713，来减少凹部211的底面带电的影响，不容易产生上述问题。
此外，振动器件1在工作时，导体成6被施加图3中的电压V3。电压V3是电位为VDD/2(即，电压V1的基准电压)的恒定电压。由此，导体层6发挥阻挡或减少振动器件1检测信号的泄漏、外部给予振动器件1的干扰的屏蔽效果。因此，振动器件1能够以较高的精度来检测加速度Az。
此外，电压V3的电位与可动部32被施加的电压V1的基准电压相等。因此，可动离子(Na+)在这些之间的移动减少，凹部211的底面上从各个电极711、712、713露出的部分(以下，称为“露出部”)由于带电而产生的表面电位的变化将减少。从而，在凹部211的露出部(尤其是，第一检测电极711与虚拟电极713之间的区域)与可动部32之间基本上不产生静电引力，如上所述，与未被施加加速度Az无关，能够减少可动部32的摆动。因此，根据振动器件1，能够减少输出偏差，且能够以较高的精度检测加速度Az。
另外，与电压V3为VDD/2是恒定的相对地，电压V1的电位以VDD/2为基准电位进行周期性变化，因此不同方向的电场交替作用于可动部32与导体层6之间。但是，电压V1的频率足够高，所述电场以相对于可动离子(Na+)的移动速度足够快的时间间隔交替作用，因此可动部32与导体层6之间基本上不产生电位差，可动离子(Na+)的移动将会减少。另外，电压V1的频率没有特别限定，例如，优选在10kHz以上100kHz以下。由此，上述效果将更加显著。
此外，电压V3与第一、第二检测电极711、712被施加的电压V2为相同电压。因此，以夹着基体2的状态所配置的第一、第二检测电极711、712及导体层6为相同电位，在它们之间不产生电场。从而，可动离子(Na+)在基体2内部的移动将减少。由此，凹部211的底面的带电将减少，并且能够有效减少可动部32在未被施加加速度Az的状态下的摆动。因此，根据振动器件1，能够减少输出偏差，并且能够以较高的精度检测加速度Az。
这里，电压V3、电压V2为相同电位，因此例如导体层6可经由贯穿基体2的导通孔B(贯通电极)，与配线722、723中至少一方的电极焊盘P连接(例如，参照图11)。由此，通过向配线722、723施加电压V2，能够向导体层6也施加电压V3。
如图1及图2所示，边缘部5接合于基体2的上表面。此外，边缘部5在从Z轴方向俯视观察下，呈框架状，并配置为包围元件部3。并且，振动器件1在工作时，边缘部5与导体层6同样被施加图3中的电压V3。电压V3是电位为VDD/2的恒定电压。由此，边缘部5发挥阻挡或减少振动器件1检测信号的泄漏、外部给予振动器件1的干扰的屏蔽效果。因此，振动器件1能够以较高的精度检测加速度Az。
此外，电压V3是与第一、第二检测电极711、712被施加的电压V2为相同的电压。因此，边缘部5与第一、第二检测电极711、712将成为相同电位，可动离子(Na+)在位于它们之间的基体2内部的移动将减少。从而，凹部211的露出部的带电将减少，并能够减少可动部32在未被施加加速度Az的状态下的摆动(倾斜)。因此，振动器件1能够减少输出偏差，并能够以较高的精度检测加速度Az。
该边缘部5能够与元件部3一并形成。简单来说，首先准备掺杂了磷(P)、硼(B)等的杂质元素的硅基板，将硅基板接合于基体2的上表面。接着，根据需要通过CMP(化学机械研磨)将硅基板磨至预定的厚度。接着，在硅基板的上表面形成对应于元件部3及边缘部5的形状的膜，隔着该膜对硅基板进行蚀刻(尤其是干法蚀刻)。由此，能够由硅基板同时形成元件部3及边缘部5.
此外，边缘部5的形状没有特别限定，只要是从Z轴方向俯视观察下，以包围元件部3的至少一部分的状态配置即可，例如，可以是缺少一部分的框架状。此外，也可以省略边缘部5。
此外，振动器件1在工作时，盖体4与导体层6同样被施加图3中的电压V3。电压V3是电位为VDD/2的恒定电压。由此，盖体4发挥阻挡或减少振动器件1检测信号的泄漏、外部给予振动器件1的干扰的屏蔽效果。因此，振动器件1能够以较高的精度检测加速度。
尤其是，电压V3也是向导体层6及边缘部5所施加的电压。因此，盖体4、导体层6及边缘部5为相同电位，从而由这些电位差引起的电场不作用于基体2，可动离子(Na+)在基体2内部的移动将减少。其结果，凹部211的露出部的带电将减少，从而能够减少可动部32在未被施加加速度Az的状态下的摆动(倾斜)。因此，振动器件1能够减少输出偏差，并能够以较高的精度检测加速度Az。
以上，对本实施方式的振动器件1进行了说明，如上所述，该振动器件1具备：基体2，包括可动离子(Na+)；可动部32，与基体2隔有距离地相对配置；以及导体部10，以覆盖可动部32的至少一部分的状态配置。并且，可动部32被施加电压V1(第一电压)，电压V1的电位以基准电位VDD/2为基准进行周期性变化；导体部10被施加电压V3(第二电压)，电压V3在时间平均时为基准电压VDD/2。由此，可动离子(Na+)在基体2内部的移动将减少，凹部211的露出部由于带电而产生的表面电位的变化将减少。从而，凹部211的露出部与可动部32之间基本上不产生静电引力，能够减少可动部32在未被施加加速度Az的状态下的摆动。因此，根据振动器件1，能够减少输出偏差，并能够以较高的精度检测加速度Az。
此外，如上所述，在振动器件1中，电压V3是恒定的。即，电压V3是基准电位VDD/2且是恒定的。由此，易于生成电压V3。
此外，如上所述，振动器件1具备配置于基体2的与可动部32相对配置的第一、第二检测电极711、712(电极)。此外，可动部32能够沿Z轴方向(基体2与可动部32并排的方向)位移，第一、第二检测电极711、712输出对应于可动部32的位移的检测信号(电信号)。由此，能够将振动器件1适用于检测Z轴方向的加速度Az的加速度传感器(物理量传感器)，其便利性将提高。
此外，如上所述，在振动器件1中，第一、第二检测电极711、712(电极)被施加电压V2(与第二电压相同的电压)。由此，能够有效减少可动离子(Na+)在基体2内部的移动。从而，凹部211的露出部与可动部32之间基本上不产生静电引力，能够减少可动部32在未被施加加速度Az的状态下的摆动。因此，根据振动器件1，能够减少输出偏差，并能够以较高的精度检测加速度Az。
此外，如上所述，在振动器件1中，导体部10具有配置于基体2的与可动部32相反一侧的导体层6。由此，被施加电压V2的第一、第二检测电极711、712与被施加和电压V2相同的电压V3的导体层6之间配置有基体2，因此能够有效减少可动离子在基体2内部的移动。尤其是，本实施方式中，电压V3的电位是恒定的。因此，导体层6发挥阻挡或减少振动器件1检测信号的泄漏、外部给予振动器件1的干扰的屏蔽效果。因此，振动器件1能够以较高的精度检测加速度Az。
此外，如上所述，在振动器件1中，导体部10具有接合于基体2并将可动部32收容于导体部10与基体2之间的盖体4。由此，能够有效减少可动离子在基体2内部的移动。尤其是，本实施方式中，电压V3的电位是恒定的，因此盖体4发挥阻挡或减少振动器件1检测信号的泄漏、外部给予振动器件1的干扰的屏蔽效果。因此，振动器件1能够以较高的精度检测加速度Az。
此外，如上所述，在振动器件1中，导体部10具有连接于基体2，且从Z轴方向(基体2与可动部32并排的方向)俯视观察，以包围可动部32的至少一部分的状态配置的边缘部5。由此，能够有效减少可动离子在基体2内部的移动。尤其是，本实施方式中，电压V3的电位是恒定的，因此边缘部5发挥阻挡或减少振动器件1检测信号的泄漏，及外部给予振动器件1的干扰的屏蔽效果。因此，振动器件1能够以较高的精度检测加速度Az。
第二实施方式
接着，对本发明的第二实施方式相关的振动器件进行说明。
图7是示出施加于本发明的第二实施方式相关的振动器件的电压的图。
在本实施方式相关的振动器件中，主要是盖体4、导体层6及边缘部5被施加的电压不同，除此之外均与第一实施方式相关的振动器件1相同。
另外，在以下说明中，以第二实施方式的振动器件1与所述第一实施方式的不同点为中心进行说明，而省略对相同事项的说明。此外，在图7中对于与上述实施方式相同的结构用相同附图标记来标注。
如图7所示，施加于盖体4、导体层6及边缘部5的电压V3′是电位以VDD/2为基准电位并在VDD与GND之间进行周期性变化的电压。此外，电压V3′在时间平均时为VDD/2的电位。根据该电压V3′，也能够减少可动离子(Na+)在基体2内部的移动。另外，电压V3′的振幅没有特别限定，如本实施方式，可以与电压V1的振幅相同，例如，也可以比电压V1的振幅小。
在本实施方式中，电压V3′与电压V1为不同频率。这里，电压V3′尤其优选与电压V1的偶数分之一的频率相同并且为相同位相。由此，可动部32与盖体4、导体层6及边缘部5之间基本上不产生电位差，因此能够有效减少可动离子(Na+)在基体2内部的移动。此外，通过使电压V3′与电压V1相同，电压V3′将会易于生成。
根据该第二实施方式，能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。另外，本实施方式中，虽然盖体4、导体层6及边缘部5均被施加电压V3′，但是，例如盖体4、导体层6及边缘部5中的一个或者两个也可以被施加上述第一实施方式中所说明的电压V3。根据此，也能够发挥相同的效果。
第三实施方式
接着，对本发明的第三实施方式相关的振动器件进行说明。
图8是示出本发明的第三实施方式相关的振动器件的俯视图。图9及图10分别是示出施加于图8所示的振动器件的电压的图。
在本实施方式相关的振动器件中，主要是元件部3的结构不同，除此之外均与上述第一实施方式相关的振动器件1相同。
另外，以下说明中，以第三实施方式的振动器件1与所述第一实施方式的不同点为中心进行说明，而省略对相同事项的说明。此外，在图8中对于与上述实施方式相同的结构用相同附图标记标注。
元件部3具有检测Z轴方向的加速度Az的第一元件部3Z，检测X轴方向的加速度Ax的第二元件部3X，以及检测Y轴方向的加速度Ay的第三元件部3Y。另外，第一元件部3Z与上述第一实施方式的第一元件部3Z的结构相同。
此外，在基体2形成有与第一元件部3Z重叠的凹部211、与第二元件部3X重叠的凹部212、以及与第三元件部3Y重合的凹部213。此外，在基体2形成有在上表面开放的槽部251、252、253、254、261、262、271、272，并且在这些槽部251、252、253、254、261、262、271、272设有配线721、722、723、724、731、732、741、742。另外，配线731、732是第二元件部3X用的配线，配线741、742是第三元件部3Y用的配线。
第二元件部3X具有固定于基体2的固定电极部34、以及相对于基体2能够位移的可动电极部35。该第二元件部3X与第一元件部3Z相同，能够通过将掺杂了磷(P)、硼(B)等杂质元素的硅基板进行图案形成来形成。
可动电极部35具备一对支承部351、352、可动部353、一对连结部354、355以及可动电极指356。支承部351、352隔着凹部212沿X轴方向相对配置，并分别接合于基体2的上表面。并且，支承部351经由未图示的导电性凸部(导电性部件)与配线721电连接。
并且，可动部353位于这些支承部351、352之间。此外，可动部353在X轴方向负侧的端部上经由连结部354连结于支承部351，在X轴方向正侧的端部上经由连结部355连结于支承部352。连结部354、355能够分别沿X轴方向进行弹性变形，若被施加加速度Ax，则可动部353使连结部354、355弹性变形，并且相对于支承部351、352沿X轴方向位移。并且，在可动部353设有向Y轴方向两侧延伸且沿X轴方向隔开间隔地排列设置的多个可动电极指356。
此外，固定电极部34具有多个第一固定电极指341以及多个第二固定电极指342。多个第一固定电极指341配置于各个可动电极指356的X轴方向正侧，并且相对于对应的可动电极指356隔有间隔地呈相互咬合的梳齿状排列。而多个第二固定电极指342配置于各个可动电极指356的X轴方向负侧，并且相对于对应的可动电极指356隔有间隔地呈相互咬合的梳齿状排列。上述第一固定电极指341及第二固定电极指342分别在其基端部接合于基体2的上表面。
此外，各个第一固定电极指341经由未图示的导电性凸部与配线731电连接。此外，各个第二固定电极指342经由未图示的导电性凸部与配线732电连接。
接着，对第二元件部3X的工作进行说明。振动器件1在工作时，例如可动电极部35被施加图9中的电压V1，第一固定电极指341及第二固定电极指342被施加电压V5。并且，若振动器件1被施加X轴方向的加速度Ax，则可动部353根据该加速度Ax的大小使连结部354、355弹性变形，并且可动部353沿X轴方向位移。可动电极指356与第一固定电极指341之间的间隙及可动电极指356与第二固定电极指342之间的间隙伴随该位移分别进行变化，且可动电极指356与第一固定电极指341之间的静电电容及可动电极指356与第二固定电极指342之间的静电电容的大小依照该变化量而变化。并且，第一、第二固定电极指341、342输出基于这些静电电容的变化的检测信号(电信号)，并能够根据检测信号(电信号)检测加速度Ax。
如图8所示，第三元件部3Y具有固定于基体2的固定电极部36、以及相对于基体2能够位移的可动电极部37。此外，可动电极部37具备一对支承部371、372、可动部373、一对连结部374、375及多个可动电极指376。此外，固定电极指36具有多个固定电极指361及多个固定电极指362。该第三元件部3Y与第一元件部3Z相同，能够通过将掺杂了磷(P)、硼(B)等杂质元素的硅基板进行图案形成来形成。此外，第三元件部3Y绕Z轴进行90°旋转，除此之外均与上述第二元件部3X的结构相同。因此，省略对第三元件部3Y的详细说明。
边缘部5具有三个开口51、52、53。并且，第一元件部3Z位于开口51的内侧，第二元件部3X位于开口52的内侧，第三元件部3Y位于开口53的内侧。
如图9所示，在如此构成的振动器件1中，例如，通过使用多路复用器(MUX)分开时间进行第一元件部3Z对加速度Az的检测、第二元件部3X对加速度Ax的检测及第三元件部3Y对加速度Ay的检测。并且，振动器件1在工作时，盖体4、导体层6及边缘部5被施加图9所示的电压V3〞。电压V3〞是电位以VDD/2为基准电位进行周期性变化的电压。此外，电压V3〞在时间平均时变为VDD/2的电位。另外，本实施方式中，虽然分别按各个轴各自的检测周期反转VDD和GND，但是电压V3〞的周期并没有特别限定，例如，如图10所示，也可以分别按三个轴的全部检测周期反转VDD和GND。此外，如上述的第一实施方式，可向盖体4、导体层6及边缘部5施加电位为VDD/2的恒定电压V3。
根据该第三实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。
第四实施方式
接着，对本发明的第四实施方式相关的振动器件模块进行说明。
图11是示出本发明的第四实施方式相关的振动器件模块的剖视图。
图11所示的振动器件模块100具有振动器件1、与振动器件1电连接的电路元件8(IC)、以及收容振动器件1及电路元件8的封装(package)9。另外，振动器件1没有特别限定，例如能够使用上述第一、第二、第三实施方式的振动期间。
电路元件8配置在振动器件1上。并且，电路元件8通过接合部件接合于振动器件1的盖体4。此外，电路元件8通过键合线BW1与振动器件1的各个电极焊盘P电连接。该电路元件8根据需要包括驱动振动器件1的驱动电路、根据来自振动器件1的输出信号检测加速度的检测电路、将来自检测电路的信号转换为预定信号并输出的输出电路等。
此外，电路元件8通过键合线B3与振动器件1的盖体4电连接。由此，能够由电路元件8向盖体4施加电压V3。
封装9具有经由接合部件90支承振动器件1的基底91、以及以在其与基底91之间形成收容振动器件1及电路元件8的收容空间S1的状态接合于基底91的上表面的盖板92。
基底91呈具有开口于其上表面的凹部911的空腔状。此外，凹部911具有在基底91的上表面开口的第一凹部911a、以及在第一凹部911a的底面开口的第二凹部911b。另一方面，盖板92为板状，并以封堵凹部911的开口的状态接合于基底91的上表面。由此，通过以盖板92封堵凹部911的开口来形成收容空间S1，并且振动器件1及电路元件8被收容于该收容空间S1中。
收容空间S1是气密封的，且与振动器件1的收容空间S的气氛相同。即，本实施方式中，优选收容空间S1中封入氮气、氦气、氩气等的惰性气体，并在使用温度(-40℃～120℃左右)下几乎为大气压。由此，即使假设收容空间S的气密性被破坏，收容空间S与收容空间S1相连通，也能够维持住收容空间S的气氛。因此，能够减少由于收容空间S气氛的变化所引起的振动器件1的加速度检测特性的变化，从而成为能够进行稳定驱动的振动器件1。另外，上述“相同的气氛”的意思是，并不仅限于完全一致的情况，例如，还包括具有两个空间内部所封入的气体的浓度仅仅有一点不同、两个空间内部的压力仅仅有一点不同等生产上不可避免的误差的情况。
另外，收容空间S1的气氛也可以不与收容空间S相同。例如，收容空间S1的气氛可以是压力与收容空间S相同，但是所封入的气体种类不同。此外，收容空间S1的气氛也可以是压力与收容空间S不同，但是所封入的气体种类相同。此外，收容空间S1的气氛还可以是压力与收容空间S不同，并且所封入的气体种类也不同。
基底91的构成材料没有特别限定，例如，能够使用氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆等的氧化物陶瓷、氮化硅、氮化铝、氮化钛等的氮化物陶瓷等的各种陶瓷。该情况下，能够通过烧制成陶瓷片(生片)的层积体来制造基底91。通过该结构，能够简单地形成凹部911。另外，本实施方式中，通过6张陶瓷片的层积体来形成基底91。
此外，盖板92的构成材料没有特别限定，只要是与基底91的构成材料的线性膨胀系数相近似的原料即可。例如，基底91的构成材料为如上所述的陶瓷时，优选使用可伐合金(KOVAR)等的合金。
此外，如图11所示，基底91具有配置于第一凹部911a的底面的多个内部端子93、以及配置于下表面的多个外部端子94。并且，各个内部端子93分别通过配置于基底91内部的内部配线95与预定的外部端子94电连接。此外，多个内部端子93分别通过键合线BW2与电路元件8电连接。由此，将从封装9的外侧进行与电路元件8的电连接，从而振动器件模块100将易于安装。
该振动器件模块100具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，并能够发挥高可靠性。另外，振动器件1没有特别限定，例如，能够使用上述第一、第二、第三实施方式的设备。
第五实施方式
接着，对本发明的第五实施方式相关的振动器件模块进行说明。
图12是示出本发明的第五实施方式相关的振动器件模块的剖视图。
在本实施方式相关的振动器件模块100中，主要是导体层6的配置不同，除此之外均与上述第四实施方式相关的振动器件模板100相同。
另外，在以下说明中，以第五实施方式的振动器件模块100与上述第四实施方式的不同点为中心进行说明，而省略对相同事项的说明。此外，图12中对于与上述实施方式相同的结构用相同附图标记标注。
如图12所示，在本实施方式的振动器件模块100中，从基体2的下表面省略了导体层6，取而代之的是，基底91的第二凹部911b的底面上配置有导体层6。并且，振动器件1(基体2)通过绝缘性的接合部件90接合于导体层6的上表面。另外，结合部件90没有特别限定，例如，能够使用环氧类、聚丙酸类、有机硅类的各种粘着剂。
由此，振动器件模块100具有配置于基体2与导体层6之间的绝缘层。由此，能够发挥以下效果。即，通过在基体2与导体层6之间配置绝缘层，基体2与导体层6之间会形成静电电容。由此，被施加于基体2的电压被可动部32及凹部211的露出部之间所形成的静电电容和基体2及导体层6之间所形成的静电电容进行电容分割，针对该部分，例如与上述第一实施方式相比，可动部32与凹部211的露出部之间产生的静电引力将变小。所以，能够减少可动部32在没有施加加速度Az的状态下的摆动。因此，根据振动器件1，能够减少输出偏差，并能够以较高的精度检测加速度Az。
根据该第五实施方式，也能够发挥与上述第四实施方式相同的效果。
第六实施方式
接着，对本发明的第六实施方式相关的振动器件模块进行说明。
图13是示出本发明的第六实施方式相关的振动器件模块的剖视图。
本实施方式相关的振动器件模块100中，主要是导体层6的配置不同，除此之外均与上述第五实施方式相关的振动器件模块100相同。
另外，在以下说明中，以第六实施方式的振动器件模块100与上述第五实施方式的不同点为中心进行说明，而省略对相同事项的说明。此外，图13中对于与上述实施方式相同的结构用相同附图标记标注。
如图13所示，在本实施方式的振动器件模块100中，导体层6埋设于基底91。具体而言，导体层6配置于构成基底91的底部(支承振动器件1的支承基板910)的第一绝缘层91a与第二绝缘层91b之间。即，导体层6由内部配线95构成。在该结构中，基体2与导体层6之间隔着由接合部件90及第二绝缘层91b所构成的绝缘层。
根据该第六实施方式，也可以发挥与上述第五实施方式相同的效果。
第七实施方式
接着，对本发明的第七实施方式相关的电子设备进行说明。
图14是示出本发明的第七实施方式相关的电子设备的立体图。
图14所示的便携式(或笔记本式)个人电脑1100是适用了具备本发明的振动器件的电子设备的设备。在该图中，个人电脑1100由具备键盘1102的主体部1104、以及具备显示部1108的显示单元1106构成，并且显示单元1106通过铰接构造部以能够相对于主体部1104旋转的状态被支承。该个人电脑1100中内置有作为加速度传感器发挥功能的振动器件1。这里，振动器件1例如能够使用上述第一、第二、第三实施方式中任意一个。
该个人电脑1100(电子设备)具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，并能够发挥高可靠性。另外，振动器件1例如可以作为上述第四、第五、第六实施方式的振动器件模块100内置于个人电脑1100中。
第八实施方式
接着，对本发明的第八实施方式相关的电子设备进行说明。
图15是示出本发明的第八实施方式相关的电子设备的立体图。
图15所示的便携电话机1200(包括PHS)是适用了具备本发明的振动器件的电子设备的设备。在该图中，便携电话机1200具备天线(未图示)、多个操作按钮1202、听筒1204及麦克风1206，并且操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。该移动电话1200中内置有作为加速度传感器发挥作用的振动器件1。这里，振动器件1例如能够使用第一、第二、第三实施方式中的任意一个。
该移动电话1200(电子设备)具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，并能够发挥高可靠性。另外，振动器件1例如能够作为上述第四、第五、第六实施方式的振动器件模块100内置于移动电话1200中。
第九实施方式
接着，对本发明的第九实施方式相关的电子设备进行说明。
图16是示出本发明的第九实施方式相关的电子设备的立体图。
图16所示的数码相机1300是适用了具备本发明的振动器件的电子设备的设备。该图中，外壳(机身)1302的背面设有显示部1310，形成为根据CCD的成像信号进行显示的构成，显示部1310作为将被拍摄体显示为电子图像的取景器发挥作用。此外，外壳1302的正面侧(图中背面侧)上设有包括光学镜头(光学成像***)及CCD等的光接收单元1304。并且，摄影者确认显示部1310所显示的被拍摄体图像，然后按下快门按钮1306时，该时刻的CCD的成像信号被转送并存储到存储器1308中。该数码相机1300中内置有作为加速度传感器发挥功能的振动器件1。这里，振动器件1例如能够使用上述第一、第二、第三实施方式中的任意一个。
该数码相机1300(电子设备)具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，并能够发挥高可靠性。另外，振动器件1例如能够作为上述第四、第五、第六实施方式的振动器件模块100内置于数码相机1300中。
另外，本发明的电子设备除了上述实施方式的个人电脑及移动电话、本实施方式的数码相机以外，例如，也能够适用于智能电话、平板终端、手表(包括智能手表)、喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、笔记本式个人电脑、电视机、HMD(头戴式显示器)等的可穿戴终端、摄像机、录像机、汽车导航装置、呼叫器、电子记事本(包括带有通信功能的电子记事本)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、安全监控器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内视镜)、鱼群探测器、各种测定设备、移动体终端基站用设备、仪表类(例如，车辆、飞机、船舶的仪表类)、飞行模拟器、网络服务器等。
第十实施方式
接着，对本发明的第十实施方式相关的移动体进行说明。
图17是示出本发明的第十实施方式相关的移动体的立体图。
图17所示的汽车1500是适用了具备本发明的振动器件的移动体的汽车。该图中，汽车1500中内置有作为加速度传感器发挥功能的振动器件1，且振动器件1能够检测车体1501的状态。振动器件1的检测信号被供给到车体姿势控制装置1502，车体姿势控制装置1502能够根据该信号检测车体1501的状态，并依照检测结果控制悬架刚度，或控制各个车轮1503的制动。这里，振动器件1例如能够使用上述第一、第二、第三实施方式中的任意一个。
该汽车1500(移动体)具有振动器件1。因此，能够享有上述振动器件1的效果，并能够发挥高可靠性。另外，振动器件1例如可以作为上述第四、第五、第六实施方式的振动器件模块100内置于汽车1500中。
另外，振动器件1除此之外也能够广泛适用于汽车导航***、汽车空调、防抱死制动***(ABS)、气囊、轮胎压力监控***(TPMS：胎压监测***)、发动机控制器、混合动力汽车及电动车的电池监控器等的电子控制单元(ECU：电子控制单元)。
此外，移动体不仅限于汽车1500，例如也能够适用于飞机、火箭、人造卫星、船舶、AGV(无人运输车)、两足步行机器人、无人机等的无人飞机等。
以上，虽然根据图示的实施方式对本发明的振动器件、振动器件模块、电子设备及移动体进行了说明，但是本发明并不仅限于此，各个部分的结构能够置换为具有相同功能的任何结构。此外，本发明也可以附加其他任何构成物。此外，也可以将上述实施方式进行适当地组合。
此外，上述实施方式中，虽然将导体部说明为配置有导体层、盖体及边缘部的构成，但是导体部的构成并没有特别限定，只要是以覆盖可动部的至少一部分的状态配置即可。例如，也可以省略导体层、盖体及边缘部中的一个或两个。
此外，上述实施方式中，虽然将振动器件说明为检测加速度的加速度传感器，但是振动器件并没有特别限定，例如也可以是检测角速度、压力等的传感器，还可以是用于振荡器等的振子。

Claims (12)

1.一种振动器件，其特征在于，具备：
基体，包括可动离子；
可动部，在俯视观察下配置为与所述基体重叠；以及
导体部，在俯视观察下与所述可动部重叠，
所述可动部被施加第一电压，该第一电压的电位以基准电位为基准进行周期性变化，
所述导体部被施加第二电压，若将该第二电压进行时间平均则成为所述基准电位。
2.根据权利要求1所述的振动器件，其特征在于，
所述第二电压是恒定的。
3.根据权利要求1所述的振动器件，其特征在于，
在所述基体以与所述可动部相对的方式设有电极，
所述可动部能够向所述基体与所述可动部重叠的方向位移，
所述电极输出与所述可动部的位移对应的电信号。
4.根据权利要求3所述的振动器件，其特征在于，
所述电极被施加所述第二电压。
5.根据权利要求1所述的振动器件，其特征在于，
在所述基体的与所述可动部一侧相反的一侧设有导体层。
6.根据权利要求1所述的振动器件，其特征在于，
所述导体部包括盖体，所述盖体接合于所述基体并将所述可动部收容于所述盖体与所述基体之间。
7.根据权利要求1所述的振动器件，其特征在于，
所述导体部包括边缘部，所述边缘部连接于所述基体，从所述基体与所述可动部重叠的方向俯视观察下，所述边缘部沿所述可动部的至少一部分而设置。
8.一种振动器件模块，其特征在于，包括：
权利要求1所述的振动器件；以及
与所述振动器件电连接的电路。
9.根据权利要求8所述的振动器件模块，其特征在于，
在所述基体的与所述可动部一侧相反的一侧设有导体层，
在所述基体与所述导体层之间设有绝缘层。
10.根据权利要求8所述的振动器件模块，其特征在于，
所述振动器件模块包括支承所述振动器件的支承基板，
所述支承基板包括第一绝缘层以及设于所述第一绝缘层的一侧的第二绝缘层，
所述导体部的至少一部分配置于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间。
11.一种电子设备，其特征在于，
具有权利要求1至7中任一项所述的振动器件。
12.一种移动体，其特征在于，
具有权利要求1至7中任一项所述的振动器件。
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