JP2011232200A

JP2011232200A - Angular velocity sensor element and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP2011232200A
Application number: JP2010103306A
Authority: JP
Inventors: Shinji Minami; 慎治南; Satoshi Komatsu; 敏小松
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: JP5636730B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an angle velocity sensor element which can balances in the horizontal direction during drive vibration and generates less unnecessary signal.SOLUTION: In the angular velocity sensor element of the present invention, the under surface of an upper substratum and the top surface of a lower substratum are jointed, and an upper drive part 23, 24 and an upper detection part 25 with respect to the upper substratum 22 and a lower drive part 27, 28 and a lower detection part 29 with respect to the lower substratum 26 are symmetrically arranged to each other.

Description

本発明は、特に、各種電子機器に用いられる角速度センサ素子およびその製造方法に関するものである。 The present invention particularly relates to an angular velocity sensor element used in various electronic devices and a method for manufacturing the same.

従来のこの種の角速度センサ装置は、図９、図１０に示すように構成されていた。 Conventional angular velocity sensor devices of this type have been configured as shown in FIGS.

図９は従来の角速度センサ装置の斜視図、図１０は同角速度センサ素子の側断面図である。 FIG. 9 is a perspective view of a conventional angular velocity sensor device, and FIG. 10 is a side sectional view of the angular velocity sensor element.

図９、図１０において、１は水晶製の固定部である。２は一対の水晶製の駆動アームで、この駆動アーム２は前記固定部１に一端が接続されるとともに、上面に駆動電極３を設けている。４は水晶製の検出アームで、この検出アーム４は前記固定部１に一端が接続されるとともに、前記駆動アーム２を設けた側と反対側に延出され、さらに上面に検出電極５を設けている。７はＴＡＢ基板で、このＴＡＢ基板７はポリイミド樹脂からなる絶縁テープ８と導電性を有する配線パターン９とで構成されるとともに、この配線パターン９の一端側を上面側に突出させて、先端に支持部１０を設けている。そして、このＴＡＢ基板７における支持部１０は前記固定部１の下面に当接させている。１１はＩＣで、このＩＣ１１は前記ＴＡＢ基板７を貫通電極１２および電極端子１３を介して載置するとともに、ＴＡＢ基板７における配線パターン９とＩＣ１１とを電気的に接続している。１４は蓋体で、この蓋体１４は前記ＩＣ１１の上面を角速度センサ素子６が収納されるように閉塞しているものである。 9 and 10, reference numeral 1 denotes a fixed portion made of quartz. Reference numeral 2 denotes a pair of crystal drive arms. One end of the drive arm 2 is connected to the fixed portion 1 and a drive electrode 3 is provided on the upper surface. Reference numeral 4 denotes a quartz detection arm. One end of the detection arm 4 is connected to the fixed portion 1 and is extended to the side opposite to the side where the drive arm 2 is provided. Further, a detection electrode 5 is provided on the upper surface. ing. Reference numeral 7 denotes a TAB substrate. The TAB substrate 7 is composed of an insulating tape 8 made of polyimide resin and a conductive wiring pattern 9, and one end side of the wiring pattern 9 is projected to the upper surface side, and is attached to the tip. A support portion 10 is provided. And the support part 10 in this TAB board | substrate 7 is made to contact | abut to the lower surface of the said fixing | fixed part 1. FIG. Reference numeral 11 denotes an IC. The IC 11 mounts the TAB substrate 7 through the through electrode 12 and the electrode terminal 13 and electrically connects the wiring pattern 9 on the TAB substrate 7 and the IC 11. Reference numeral 14 denotes a lid, which closes the upper surface of the IC 11 so that the angular velocity sensor element 6 is accommodated.

以上のように構成された従来の角速度センサ装置について、次にその動作を説明する。駆動アーム２の駆動電極３に交流電圧を印加すると、駆動アーム２が駆動方向に速度ｖで駆動振動する。そして、この駆動振動は固定部１を介して検出アーム４にも伝播されて、検出アーム４も前記駆動アーム２と同一の振動数で駆動振動する。そして、検出アーム４が駆動振動している状態において、角速度センサ素子６を設けた平面と垂直な方向であるＺ軸を中心軸として角速度センサ素子６が角速度ωで回転すると、検出アーム４における検出電極５から角速度に応じた出力信号を出力する。この出力信号をＴＡＢ基板７における配線パターン９、電極端子１３、貫通電極１２を介してＩＣ１１に入力し、そして、このＩＣ１１により信号処理をして角速度を検出するものであった。 Next, the operation of the conventional angular velocity sensor device configured as described above will be described. When an AC voltage is applied to the drive electrode 3 of the drive arm 2, the drive arm 2 is driven to vibrate at a speed v in the drive direction. Then, this drive vibration is propagated to the detection arm 4 via the fixed portion 1, and the detection arm 4 also drives and vibrates at the same frequency as the drive arm 2. When the detection arm 4 is driven and vibrated, when the angular velocity sensor element 6 rotates at the angular velocity ω with the Z axis being the direction perpendicular to the plane on which the angular velocity sensor element 6 is provided as the central axis, detection by the detection arm 4 An output signal corresponding to the angular velocity is output from the electrode 5. This output signal is input to the IC 11 via the wiring pattern 9 on the TAB substrate 7, the electrode terminal 13, and the through electrode 12, and signal processing is performed by this IC 11 to detect the angular velocity.

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。 As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.

特開２００７−１９３１０号公報JP 2007-19310 A

しかしながら、上記した従来の角速度センサ素子６の構成においては、駆動アーム２の上面のみに駆動電極３を設けるとともに、検出アーム４の上面のみに検出電極５を設ける構成となっているため、角速度センサ素子６における上面側と下面側の重量バランスが不均衡になることとなり、これにより、駆動振動時に水平方向のバランスを取るのが困難であるから、角速度が加わっていない場合でも不要信号が発生してしまうという課題を有していた。 However, in the configuration of the conventional angular velocity sensor element 6 described above, the drive electrode 3 is provided only on the upper surface of the drive arm 2 and the detection electrode 5 is provided only on the upper surface of the detection arm 4. Since the weight balance between the upper surface side and the lower surface side of the element 6 becomes unbalanced, it is difficult to balance in the horizontal direction at the time of driving vibration, so an unnecessary signal is generated even when angular velocity is not applied. It had the problem of end.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、駆動振動時に水平方向のバランスを取ることができ、不要信号が発生しにくい角速度センサ素子を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an angular velocity sensor element that can balance in the horizontal direction during drive vibration and hardly generates an unnecessary signal.

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

本発明の請求項１に記載の発明は、上側基体と、この上側基体の上面に設けられた第１の上側駆動部と、前記上側基体の上面に設けられるとともに前記第１の上側駆動部と距離をおいて並設された第２の上側駆動部と、前記上側基体の上面に設けられた上側検出部と、下側基体と、この下側基体の下面に設けられた第１の下側駆動部と、前記下側基体の下面に設けられるとともに前記第１の下側駆動部と距離をおいて並設された第２の下側駆動部と、前記下側基体の下面に設けられた下側検出部とを備え、前記上側基体の下面と前記下側基体の上面を接合し、前記上側基体および下側基体に対して、前記上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部とを互いに対称配置させるようにしたもので、この構成によれば、上側基体の下面と前記下側基体の上面を接合し、前記上側基体および下側基体に対して、前記上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部とを互いに対称配置させるようにしたため、上側基体に付加した上側駆動部および上側検出部と下側基体に付加した下側駆動部および下側検出部との重量バランスが略同一となることとなり、これにより、角速度センサ素子を略並行に駆動させることができるという作用効果を有するものである。 According to a first aspect of the present invention, an upper base, a first upper drive unit provided on the upper surface of the upper base, and the first upper drive unit provided on the upper surface of the upper base, A second upper drive unit arranged in parallel at a distance, an upper detection unit provided on the upper surface of the upper base, a lower base, and a first lower side provided on the lower surface of the lower base A drive unit, a second lower drive unit provided on the lower surface of the lower base and arranged in parallel with the first lower drive unit, and provided on the lower surface of the lower base A lower detection unit, and joins the lower surface of the upper base and the upper surface of the lower base, and the upper drive unit, the upper detection unit, the lower drive unit, The lower detection part is arranged symmetrically with each other. According to this configuration, the upper base body A lower surface and an upper surface of the lower base are joined, and the upper drive unit and the upper detection unit, and the lower drive unit and the lower detection unit are arranged symmetrically with respect to the upper base and the lower base. Therefore, the weight balance between the upper drive unit and the upper detection unit added to the upper base and the lower drive unit and the lower detection unit added to the lower base becomes substantially the same. It has the effect that it can drive in parallel.

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、前記第１の上側駆動部と前記第１の下側駆動部、ならびに前記第２の上側駆動部と前記第２の下側駆動部とを、上側基体および下側基体に対して互いに対称に配置したもので、この構成によれば、上側基体に付加した上側駆動部および上側検出部と下側基体に付加した下側駆動部および下側検出部との重量バランスが略同一となるとともに、上側駆動部と下側駆動部とで、同一方向に駆動させることができるから、さらに不要信号が生じにくいという作用効果を有するものである。 According to a second aspect of the present invention, in particular, the first upper drive unit and the first lower drive unit, and the second upper drive unit and the second lower drive unit are provided. The upper substrate and the lower substrate are arranged symmetrically with each other. According to this configuration, the upper drive unit and the upper detection unit added to the upper substrate and the lower drive unit and the lower side added to the lower substrate are arranged. Since the weight balance with the detection unit is substantially the same, and the upper drive unit and the lower drive unit can be driven in the same direction, there is an effect that an unnecessary signal is hardly generated.

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、前記上側検出部と前記下側検出部とを上側基体および下側基体に対して互いに対称に配置したもので、この構成によれば、出力信号の感度が向上するという作用効果を有するものである。 In the invention according to claim 3 of the present invention, in particular, the upper detection portion and the lower detection portion are arranged symmetrically with respect to the upper base body and the lower base body. This has the effect of improving the sensitivity of the signal.

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、前記上側基体と前記下側基体とを同一材料としたもので、この構成によれば、前記上側基体と前記下側基体とを同一材料で構成しているため、前記上側基体と前記下側基体との熱膨張係数は同一となり、これにより、温度変化による出力信号の変動が生じにくいという作用効果を有するものである。 In the invention described in claim 4 of the present invention, in particular, the upper base and the lower base are made of the same material. According to this configuration, the upper base and the lower base are made of the same material. Therefore, the thermal expansion coefficients of the upper base and the lower base are the same, thereby having the effect that the output signal is less likely to fluctuate due to temperature changes.

本発明の請求項５に記載の発明は、上側基体の上面に上側駆動接続電極および上側検出接続電極を蒸着した後、この上側駆動接続電極および上側検出接続電極の上面に上側駆動圧電体および上側検出圧電体を蒸着し、さらにこの上側駆動圧電体および上側検出圧電体の上面に上側駆動表面電極および上側検出表面電極を蒸着形成する工程と、この上側駆動表面電極および上側検出表面電極と、上側駆動圧電体および上側検出圧電体、さらに上側駆動接続電極および上側検出接続電極の一部を除去した後、前記上側基体を加工する工程と、Ｓｉからなる下側基体の下面に下側駆動接続電極および下側検出接続電極を蒸着した後、この下側駆動接続電極および下側検出接続電極の下面に下側駆動圧電体および下側検出圧電体を蒸着し、さらにこの下側駆動圧電体および下側検出圧電体の下面に下側駆動表面電極および下側検出表面電極を蒸着形成する工程と、この下側駆動表面電極および下側検出表面電極と、前記下側駆動圧電体および下側検出圧電体と、この下側駆動接続電極および下側検出接続電極の一部を除去し下側基体を加工した後、前記上側基体の下面と前記下側基体の上面とを接合する工程とからなるため、上側基体と下側基体とを接合する工程以外、同じ装置で同様の工程で製造できるという作用効果を有するものである。 According to the fifth aspect of the present invention, after the upper drive connection electrode and the upper detection connection electrode are deposited on the upper surface of the upper substrate, the upper drive piezoelectric body and the upper detection electrode are formed on the upper drive connection electrode and the upper detection connection electrode. A step of vapor-depositing a detection piezoelectric body, and further depositing and forming an upper drive surface electrode and an upper detection surface electrode on the upper surface of the upper drive piezoelectric body and the upper detection piezoelectric body; The step of processing the upper base after removing the drive piezoelectric body and the upper detection piezoelectric body, and further the upper drive connection electrode and part of the upper detection connection electrode, and the lower drive connection electrode on the lower surface of the lower base made of Si And the lower detection connection electrode are vapor-deposited, and then the lower drive piezoelectric element and the lower detection piezoelectric element are vapor-deposited on the lower surfaces of the lower drive connection electrode and the lower detection connection electrode. Forming a lower drive surface electrode and a lower detection surface electrode on the lower surfaces of the side drive piezoelectric member and the lower detection piezoelectric member, and forming the lower drive surface electrode and the lower detection surface electrode; After the body and the lower detection piezoelectric body and a part of the lower drive connection electrode and the lower detection connection electrode are removed and the lower base is processed, the lower surface of the upper base and the upper surface of the lower base are joined. Therefore, it has the effect that it can be manufactured in the same process by the same apparatus except for the step of bonding the upper base and the lower base.

本発明の請求項６に記載の発明は、基体と、この基体の上面に設けられた第１の上側駆動部と、前記基体の上面に設けられるとともに前記第１の上側駆動部と距離をおいて並設された第２の上側駆動部と、前記基体の上面に設けられた上側検出部と、前記基体の下面に設けられた第１の下側駆動部と、前記基体の下面に設けられるとともに前記第１の下側駆動部と距離をおいて並設された第２の下側駆動部と、前記基体の下面に設けられた下側検出部とを備え、前記基体に対して、前記上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部とを互いに対称配置させるようにしたため、前記基体に付加した上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部との重量バランスが略同一となることとなり、これにより、角速度センサ素子を略並行に駆動させることができるという作用効果を有するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a base, a first upper drive unit provided on the upper surface of the base, and a distance from the first upper drive unit provided on the upper surface of the base. A second upper drive unit arranged in parallel, an upper detection unit provided on the upper surface of the base, a first lower drive unit provided on the lower surface of the base, and a lower surface of the base. And a second lower drive unit provided in parallel with the first lower drive unit at a distance, and a lower detection unit provided on the lower surface of the base, Since the upper drive unit and the upper detection unit and the lower drive unit and the lower detection unit are arranged symmetrically with each other, the upper drive unit and the upper detection unit added to the base, the lower drive unit and the lower detection unit The weight balance with the part will be approximately the same, which The capacitors element and has a effect that can be driven in a substantially parallel.

本発明の請求項７に記載の発明は、特に、基体の上面に上側接続電極を蒸着した後、この上側接続電極の上面に上側圧電体を蒸着し、この上側圧電体の上面に上側表面電極を蒸着形成する工程と、前記基体の下面に下側接続電極を蒸着した後、この下側接続電極の下面に下側圧電体を蒸着し、この下側圧電体の下面に下側表面電極を蒸着形成する工程と、前記上側表面電極と前記上側圧電体および前記上側接続電極の一部を除去した後、前記基体を上側から加工する工程と、前記下側表面電極と前記下側圧電体および前記下側接続電極の一部を除去した後、基体を下側から加工する工程とからなるため、前記上側基体と前記下側基体との接合する必要がないこととなり、一枚のウェハーで製造できるという作用効果を有するものである。 According to the seventh aspect of the present invention, in particular, after the upper connection electrode is deposited on the upper surface of the substrate, the upper piezoelectric body is deposited on the upper surface of the upper connection electrode, and the upper surface electrode is formed on the upper surface of the upper piezoelectric body. And after forming a lower connection electrode on the lower surface of the substrate, a lower piezoelectric body is deposited on the lower surface of the lower connection electrode, and a lower surface electrode is formed on the lower surface of the lower piezoelectric body. A step of forming a vapor deposition; a step of processing the base body from above after removing a part of the upper surface electrode and the upper piezoelectric body and the upper connection electrode; and the lower surface electrode, the lower piezoelectric body, and Since a part of the lower connection electrode is removed and then the base is processed from the lower side, it is not necessary to join the upper base and the lower base. It has the effect of being able to.

以上のように、本発明の角速度センサ素子は、上側基体と、この上側基体の上面に設けられた第１の上側駆動部と、前記上側基体の上面に設けられるとともに前記第１の上側駆動部と距離をおいて並設された第２の上側駆動部と、前記上側基体の上面に設けられた上側検出部とで構成された上側圧電素子と、下側基体と、この下側基体の下面に設けられた第１の下側駆動部と、前記下側基体の下面に設けられるとともに前記第１の下側駆動部と距離をおいて並設された第２の下側駆動部と、前記下側基体の下面に設けられた下側検出部とで構成された下側圧電素子とを備え、前記上側基体の下面と前記下側基体の上面を接合し、前記上側基体および下側基体に対して、前記上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部とを互いに対称配置させるようにしたもので、この構成によれば、上側基体の下面と前記下側基体の上面を接合し、前記上側基体および下側基体に対して、前記上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部とを互いに対称配置させるようにしたため、上側基体に付加した上側駆動部および上側検出部と下側基体に付加した下側駆動部および下側検出部との重量バランスが略同一となることとなり、これにより、角速度センサ素子を略並行に駆動させることができるから、不要信号が発生しにくい角速度センサ素子を提供することができるという効果を有するものである。 As described above, the angular velocity sensor element of the present invention includes the upper base, the first upper drive unit provided on the upper surface of the upper base, and the first upper drive unit provided on the upper surface of the upper base. An upper piezoelectric element composed of a second upper drive unit arranged in parallel with a distance from each other, an upper detection unit provided on the upper surface of the upper substrate, a lower substrate, and a lower surface of the lower substrate A first lower drive unit provided on the lower base, a second lower drive unit provided on the lower surface of the lower base body and arranged in parallel with the first lower drive unit, A lower piezoelectric element configured with a lower detection unit provided on the lower surface of the lower substrate, and joins the lower surface of the upper substrate and the upper surface of the lower substrate to the upper substrate and the lower substrate. On the other hand, the upper drive unit and the upper detection unit and the lower drive unit and the lower detection unit are connected to each other. According to this configuration, the lower surface of the upper base and the upper surface of the lower base are joined, and the upper drive unit and the upper detection unit are connected to the upper base and the lower base. And the lower drive unit and the lower detection unit are arranged symmetrically with each other, so that the upper drive unit and the upper detection unit added to the upper base, the lower drive unit and the lower detection unit added to the lower base, Accordingly, the angular velocity sensor elements can be driven substantially in parallel, so that it is possible to provide an angular velocity sensor element in which unnecessary signals are hardly generated. .

本発明の実施の形態１における角速度センサ素子の斜視図The perspective view of the angular velocity sensor element in Embodiment 1 of this invention 同角速度センサ素子の図１のＡ−Ａ側断面図AA side sectional view of the same angular velocity sensor element in FIG. （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の実施の形態１における角速度センサ素子の組立工程図(A) (b) (c) (d) (e) Assembly process diagram of angular velocity sensor element in embodiment 1 of the present invention （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）同角速度センサ素子の組立工程図(A) (b) (c) (d) (e) Assembly process drawing of the same angular velocity sensor element （ａ）（ｂ）同角速度センサ素子の動作状態を示す模式図(A) (b) The schematic diagram which shows the operation state of the same angular velocity sensor element 本発明の実施の形態２における角速度センサ素子の図１のＡ−Ａに相当する側断面図Sectional side view equivalent to AA of FIG. 1 of the angular velocity sensor element in Embodiment 2 of this invention （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の実施の形態２における角速度センサ素子の組立工程図(A) (b) (c) (d) Assembly process diagram of angular velocity sensor element in embodiment 2 of the present invention （ａ）（ｂ）同角速度センサ素子の組立工程図(A) (b) Assembly process diagram of the same angular velocity sensor element 従来の角速度センサ装置の斜視図A perspective view of a conventional angular velocity sensor device 同角速度センサ装置の側断面図Side sectional view of the same angular velocity sensor device

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における角速度センサ素子について、図面を参照しながら説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the angular velocity sensor element according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の実施の形態１における角速度センサ素子の斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ部分の断面図である。 1 is a perspective view of an angular velocity sensor element according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.

図１〜図２において、２１は例えばＳｉ等の非圧電材料からなる音叉で、この音叉２１は、上側基体２２および下側基体２６と、前記上側基体２２の下面と下側基体２６の上面を接合する接合部３０とで構成されている。２３は前記音叉２１における上側基体２２の上面の内側に設けられた一対の第１の上側駆動部で、この第１の上側駆動部２３は、図２に示すように、前記上側基体２２の上面に設けられた一対のＰｔからなる上側駆動接続電極３３と、この上側駆動接続電極３３の上面に設けられた上側駆動圧電体３２と、この上側駆動圧電体３２の上面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた上側駆動表面電極３１とで構成されている。そして、前記上側駆動圧電体３２はチタン酸鉛膜（図示せず）と、このチタン酸鉛膜（図示せず）の上面に設けられたＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）とで構成されている。２４は前記上側基体２２の上面の外側に前記第１の上側駆動部２３と距離をおいて並設された一対の第２の上側駆動部で、この第２の上側駆動部２４は、前記第１の上側駆動部２３と同様に、前記上側基体２２の上面に設けられた一対のＰｔからなる上側駆動接続電極３６と、この上側駆動接続電極３６の上面に設けられた上側駆動圧電体３５と、この上側駆動圧電体３５の上面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた上側駆動表面電極３４とで構成されている。そして、前記上側駆動圧電体３５はチタン酸鉛膜（図示せず）と、このチタン酸鉛膜（図示せず）の上面に設けられたＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）とで構成されている。２５は前記上側基体２２の上面に前記第１の上側駆動部２３と第２の上側駆動部２４との間に位置して設けられた上側検出部で、この上側検出部２５は前記上側基体２２の上面に設けられた一対のＰｔからなる上側検出接続電極３９と、この上側検出接続電極３９の上面に設けられた上側検出圧電体３８と、この上側検出圧電体３８の上面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた上側検出表面電極３７とで構成されている。そして、前記上側検出圧電体３８はチタン酸鉛膜（図示せず）と、このチタン酸鉛膜（図示せず）の上面に設けられたＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）とで構成されている。 1 to 2, reference numeral 21 denotes a tuning fork made of a non-piezoelectric material such as Si. The tuning fork 21 includes an upper base 22 and a lower base 26, and a lower surface of the upper base 22 and an upper surface of the lower base 26. It is comprised by the junction part 30 to join. Reference numeral 23 denotes a pair of first upper drive units provided inside the upper surface of the upper base 22 in the tuning fork 21. The first upper drive unit 23 is arranged on the upper surface of the upper base 22 as shown in FIG. A pair of Pt upper drive connection electrodes 33, an upper drive piezoelectric body 32 provided on the upper surface of the upper drive connection electrode 33, an upper drive piezoelectric body 32 provided on the upper surface, and Ti and The upper drive surface electrode 31 is provided with Au in layers. The upper drive piezoelectric body 32 includes a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) provided on the upper surface of the lead titanate film (not shown). . Reference numeral 24 denotes a pair of second upper drive units arranged in parallel with the first upper drive unit 23 on the outer side of the upper surface of the upper base 22. The second upper drive unit 24 includes the second upper drive unit 24. As in the case of the first upper drive unit 23, an upper drive connection electrode 36 made of a pair of Pt provided on the upper surface of the upper base 22, and an upper drive piezoelectric body 35 provided on the upper surface of the upper drive connection electrode 36. The upper drive surface electrode 34 is provided on the upper surface of the upper drive piezoelectric body 35 and Ti and Au are provided in layers. The upper drive piezoelectric body 35 is composed of a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) provided on the upper surface of the lead titanate film (not shown). . Reference numeral 25 denotes an upper detection unit provided on the upper surface of the upper base 22 between the first upper drive unit 23 and the second upper drive unit 24. The upper detection unit 25 is the upper base 22; An upper detection connecting electrode 39 made of a pair of Pt provided on the upper surface of the upper detection piezoelectric member, an upper detection piezoelectric member 38 provided on the upper surface of the upper detection connecting electrode 39, an upper detection piezoelectric member 38 provided on the upper surface of the upper detection piezoelectric member 38, and The upper detection surface electrode 37 is provided with Ti and Au in layers. The upper detection piezoelectric body 38 is composed of a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) provided on the upper surface of the lead titanate film (not shown). .

２７は前記音叉２１における下側基体２６の下面の内側に設けられた一対の第１の下側駆動部で、この第１の下側駆動部２７は、図２に示すように、前記下側基体２６の下面に設けられた一対のＰｔからなる下側駆動接続電極４２と、この下側駆動接続電極４２の下面に設けられた下側駆動圧電体４１と、この下側駆動圧電体４１の下面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた下側駆動表面電極４０とで構成されている。そして、前記下側駆動圧電体４１はチタン酸鉛膜（図示せず）と、このチタン酸鉛膜（図示せず）の上面に設けられたＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）とで構成されている。２８は前記下側基体２６の下面の外側に前記第１の下側駆動部２７と距離をおいて並設された一対の第２の下側駆動部で、この第２の下側駆動部２８は、前記第１の下側駆動部２７と同様に、前記下側基体２６の下面に設けられた一対のＰｔからなる下側駆動接続電極４５と、この下側駆動接続電極４５の下面に設けられた下側駆動圧電体４４と、この下側駆動圧電体４４の下面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた下側駆動表面電極４３とで構成されている。そして、前記下側駆動圧電体４４はチタン酸鉛膜（図示せず）と、このチタン酸鉛膜（図示せず）の下面に設けられたＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）とで構成されている。２９は前記下側基体２６の下面に前記第１の下側駆動部２７と第２の下側駆動部２８との間に位置して設けられた下側検出部で、この下側検出部２９は前記下側基体２６の下面に設けられた一対のＰｔからなる下側検出接続電極４８と、この下側検出接続電極４８の下面に設けられた下側検出圧電体４７と、この下側検出圧電体４７の下面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた下側検出表面電極４６とで構成されている。そして、前記下側検出圧電体４７はチタン酸鉛膜（図示せず）と、このチタン酸鉛膜（図示せず）の上面に設けられたＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）とで構成されている。 Reference numeral 27 denotes a pair of first lower drive units provided inside the lower surface of the lower base body 26 in the tuning fork 21. The first lower drive unit 27 includes the lower side as shown in FIG. A lower drive connection electrode 42 made of a pair of Pt provided on the lower surface of the base 26, a lower drive piezoelectric body 41 provided on the lower surface of the lower drive connection electrode 42, and the lower drive piezoelectric body 41 The lower drive surface electrode 40 is provided on the lower surface and Ti and Au are provided in layers. The lower drive piezoelectric body 41 includes a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) provided on the upper surface of the lead titanate film (not shown). Yes. Reference numeral 28 denotes a pair of second lower drive units that are arranged on the outside of the lower surface of the lower base body 26 at a distance from the first lower drive unit 27, and this second lower drive unit 28. As with the first lower drive unit 27, a lower drive connection electrode 45 made of a pair of Pt provided on the lower surface of the lower base 26 and a lower surface of the lower drive connection electrode 45 are provided. The lower drive piezoelectric body 44 and a lower drive surface electrode 43 provided on the lower surface of the lower drive piezoelectric body 44 and provided with Ti and Au in layers. The lower drive piezoelectric body 44 is composed of a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) provided on the lower surface of the lead titanate film (not shown). Yes. Reference numeral 29 denotes a lower detection unit provided on the lower surface of the lower base body 26 between the first lower drive unit 27 and the second lower drive unit 28. Is a lower detection connection electrode 48 made of a pair of Pt provided on the lower surface of the lower base 26, a lower detection piezoelectric body 47 provided on the lower surface of the lower detection connection electrode 48, and the lower detection The lower detection surface electrode 46 is provided on the lower surface of the piezoelectric body 47 and Ti and Au are provided in layers. The lower detection piezoelectric body 47 is composed of a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) provided on the upper surface of the lead titanate film (not shown). Yes.

以上のように構成された本発明の実施の形態１における角速度センサ素子について、次に組立方法を説明する。 Next, a method for assembling the angular velocity sensor element according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described.

まず、図３（ａ）に示すように、予め準備したＳｉウェハー５１の上面にそれぞれ順次、Ｐｔからなる接続電極層５４、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層５３、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層５２を蒸着により形成すると同時に、図３（ｂ）に示すように、予め準備したＳｉウェハー５５の上面にそれぞれ順次、Ｐｔからなる接続電極層５８、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層５７、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層５６を蒸着により形成する。 First, as shown in FIG. 3A, a connection electrode layer 54 made of Pt, a lead titanate film (not shown), and a PZT piezoelectric thin film (not shown) are sequentially formed on the upper surface of a Si wafer 51 prepared in advance. A piezoelectric layer 53 made of Ti and a surface electrode layer 52 made of Ti and Au are formed by vapor deposition, and at the same time, as shown in FIG. An electrode layer 58, a lead titanate film (not shown), a piezoelectric layer 57 made of a PZT piezoelectric thin film (not shown), and a surface electrode layer 56 made of Ti and Au are formed by vapor deposition.

次に、前記表面電極層５２の上面に、スピンコートにより、レジスト膜（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィーにより、レジスト膜（図示せず）を所定形状にパターンニングすると同時に、前記表面電極層５６の上面に、スピンコートにより、レジスト膜（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィーにより、レジスト膜（図示せず）を所定形状にパターンニングする。 Next, after applying a resist film (not shown) on the upper surface of the surface electrode layer 52 by spin coating, the resist film (not shown) is patterned into a predetermined shape by photolithography, and at the same time, the surface After a resist film (not shown) is applied to the upper surface of the electrode layer 56 by spin coating, the resist film (not shown) is patterned into a predetermined shape by photolithography.

次に、図３（ｃ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、接続電極層５４、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層５３、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層５２をドライエッチングによって所定形状に加工を行うことにより、上側基体２２における、上側駆動接続電極３３、３６、上側検出接続電極３９、上側駆動圧電体３２、３５、上側検出圧電体３８、上側駆動表面電極３１、３４および上側検出表面電極３７を形成する。 Next, as shown in FIG. 3C, a piezoelectric film comprising a connection electrode layer 54, a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) using a resist film (not shown) as a mask. By processing the body layer 53 and the surface electrode layer 52 made of Ti and Au into a predetermined shape by dry etching, the upper drive connection electrodes 33 and 36, the upper detection connection electrode 39, the upper drive piezoelectric body in the upper base 22 32, 35, upper detection piezoelectric member 38, upper drive surface electrodes 31, 34, and upper detection surface electrode 37 are formed.

次に、図３（ｄ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、接続電極層５８、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層５７、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層５６をドライエッチングによって所定形状に加工を行うことにより、下側基体２６における下側駆動接続電極４２、４５、下側検出接続電極４８、下側駆動圧電体４１、４４、下側検出圧電体４７、下側駆動表面電極４０、４３および下側検出表面電極４６を形成する。 Next, as shown in FIG. 3D, the resist film (not shown) is used as a mask, and the piezoelectric layer is composed of a connection electrode layer 58, a lead titanate film (not shown), and a PZT piezoelectric thin film (not shown). By processing the body layer 57 and the surface electrode layer 56 made of Ti and Au into a predetermined shape by dry etching, the lower drive connection electrodes 42 and 45, the lower detection connection electrode 48, and the lower side of the lower base body 26 are processed. The drive piezoelectric bodies 41 and 44, the lower detection piezoelectric body 47, the lower drive surface electrodes 40 and 43, and the lower detection surface electrode 46 are formed.

次に、図３（ｅ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、Ｓｉウェハー５１をドライエッチングによって所定形状に加工を行うと同時に、図４（ａ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、Ｓｉウェハー５５をドライエッチングによって所定形状に加工を行う。 Next, as shown in FIG. 3E, the Si wafer 51 is processed into a predetermined shape by dry etching using a resist film (not shown) as a mask, and at the same time, as shown in FIG. Using the resist film (not shown) as a mask, the Si wafer 55 is processed into a predetermined shape by dry etching.

次に、図４（ｂ）に示すように、バックグラインドによりＳｉウェハー５１の下側を研削すると同時に、図４（ｃ）に示すように、バックグラインドによりＳｉウェハー５５の下側を研削する。 Next, as shown in FIG. 4B, the lower side of the Si wafer 51 is ground by back grinding, and at the same time, the lower side of the Si wafer 55 is ground by back grinding as shown in FIG. 4C.

次に、図４（ｄ）に示すように、前記Ｓｉウェハー５５を裏返し、上側基体２２の下面と下側基体２６の上面が当接する箇所に、接着剤５９をスキージ印刷により塗布する。 Next, as shown in FIG. 4D, the Si wafer 55 is turned over, and an adhesive 59 is applied by squeegee printing to a location where the lower surface of the upper substrate 22 and the upper surface of the lower substrate 26 abut.

次に、図４（ｅ）に示すように、Ｓｉウェハー５１における第１の上側駆動部２３、第２の上側駆動部２４、上側検出部２５とＳｉウェハー５５における第１の下側駆動部２７、第２の下側駆動部２８および下側検出部２９とを互いに対称配置させるように位置合わせを行った後、押圧し、その後さらにホットプレート（図示せず）で加熱することにより、接着剤５９を硬化させて、Ｓｉウェハー５１とＳｉウェハー５５とを互いに接合する。 Next, as shown in FIG. 4 (e), the first upper drive unit 23, the second upper drive unit 24, the upper detection unit 25 in the Si wafer 51 and the first lower drive unit 27 in the Si wafer 55. The second lower drive unit 28 and the lower detection unit 29 are aligned so as to be arranged symmetrically with each other, then pressed, and further heated with a hot plate (not shown) to thereby form an adhesive. 59 is cured, and the Si wafer 51 and the Si wafer 55 are bonded to each other.

このとき、Ｓｉウェハー５１とＳｉウェハー５５との位置合わせについては、パターンによる画像認識の他、それぞれのＳｉウェハー５１およびＳｉウェハー５５にあらかじめ貫通孔（図示せず）を設けておき、共通のピンで位置決めを行うことにより安価な設備で精度よく位置決めを行うことができる。 At this time, for the alignment of the Si wafer 51 and the Si wafer 55, in addition to the image recognition by the pattern, through holes (not shown) are provided in advance in each of the Si wafer 51 and the Si wafer 55, and a common pin By positioning with, positioning can be performed accurately with inexpensive equipment.

最後に、接合されたＳｉウェハー５１およびＳｉウェハー５５を同時にダイシングすることにより、個片の角速度センサ素子を形成する。 Finally, the bonded Si wafer 51 and Si wafer 55 are simultaneously diced to form individual angular velocity sensor elements.

なお、本発明の実施の形態１における角速度センサ素子においては、上側基体２２と下側基体２６とを接合部３０で接合する構成としたが、上側基体と下側基体との接合を、真空中で表面活性化処理した後、常温で接合しても良いものである。 In the angular velocity sensor element according to the first embodiment of the present invention, the upper base 22 and the lower base 26 are joined by the joint 30. However, the upper base and the lower base are joined in a vacuum. After surface activation treatment with, bonding may be performed at room temperature.

以上のように構成組み立てられた本発明の実施の形態１における角速度センサ素子について、次にその動作を図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the angular velocity sensor element according to the first embodiment of the present invention constructed and assembled as described above will be described with reference to the drawings.

まず、図５（ａ）に示すように、上側駆動表面電極３１および下側駆動表面電極４０に交流電圧を印加すると、上側駆動表面電極３１および下側駆動表面電極４０に加わる電圧が正の電圧のときには、上側駆動圧電体３２および下側駆動圧電体４１に引張応力が発生する。一方、図５（ｂ）に示すように、上側駆動表面電極３１および下側駆動表面電極４０に加わる電圧が負の電圧のときには上側駆動圧電体３２および下側駆動圧電体４１に圧縮応力が発生する。そうすると、交流電圧の位相に応じて、角速度センサ素子が駆動方向に速度ｖで駆動振動する。そして、この駆動振動は上側検出圧電体３８および下側検出圧電体４７にも伝わり、この上側検出圧電体３８および下側検出圧電体４７も駆動方向の固有振動数で駆動方向に速度ｖで駆動振動する。そして、上側基体２２および下側基体２６が駆動振動している状態において、角速度センサ素子を設けた平面と垂直な方向であるＺ軸を中心軸として角速度センサ素子が角速度ωで回転すると、Ｆ＝２ｍｖ×ωのコリオリ力が発生する。このコリオリ力により、上側検出圧電体３８および下側検出圧電体４７に発生する電荷を上側検出表面電極３７および下側検出表面電極４６を介して外部に出力することにより、角速度を検出するものである。 First, as shown in FIG. 5A, when an AC voltage is applied to the upper drive surface electrode 31 and the lower drive surface electrode 40, the voltage applied to the upper drive surface electrode 31 and the lower drive surface electrode 40 is a positive voltage. In this case, tensile stress is generated in the upper drive piezoelectric body 32 and the lower drive piezoelectric body 41. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the voltage applied to the upper drive surface electrode 31 and the lower drive surface electrode 40 is a negative voltage, compressive stress is generated in the upper drive piezoelectric body 32 and the lower drive piezoelectric body 41. To do. Then, according to the phase of the AC voltage, the angular velocity sensor element is driven to vibrate at a speed v in the driving direction. This drive vibration is also transmitted to the upper detection piezoelectric member 38 and the lower detection piezoelectric member 47, and the upper detection piezoelectric member 38 and the lower detection piezoelectric member 47 are also driven at a natural frequency in the drive direction at a speed v in the drive direction. Vibrate. When the upper substrate 22 and the lower substrate 26 are in driving vibration, when the angular velocity sensor element rotates at the angular velocity ω with the Z axis being the direction perpendicular to the plane on which the angular velocity sensor element is provided as the central axis, F = A Coriolis force of 2 mv × ω is generated. This Coriolis force detects the angular velocity by outputting charges generated in the upper detection piezoelectric member 38 and the lower detection piezoelectric member 47 to the outside through the upper detection surface electrode 37 and the lower detection surface electrode 46. is there.

そして、本発明の実施の形態１における角速度センサ素子においては、上側基体２２の下面と前記下側基体２６の上面を接合し、上側基体２２および下側基体２６に対して、第１の上側駆動部２３、第２の上側駆動部２４および上側検出部２５と第１の下側駆動部２７、第２の下側駆動部２８および下側検出部２９が互いに対称配置されているため、上側基体２２に付加した第１の上側駆動部２３、第２の上側駆動部２４および上側検出部２５と下側基体２６に付加した第１の下側駆動部２７、第２の下側駆動部２８および下側検出部２９との重量バランスが略同一となることとなり、これにより、角速度センサ素子を略並行に駆動させることができるという作用効果を有するものである。 In the angular velocity sensor element according to the first embodiment of the present invention, the lower surface of the upper substrate 22 and the upper surface of the lower substrate 26 are joined, and the first upper drive is performed with respect to the upper substrate 22 and the lower substrate 26. Since the unit 23, the second upper drive unit 24, the upper detection unit 25, the first lower drive unit 27, the second lower drive unit 28, and the lower detection unit 29 are arranged symmetrically with each other, 22, the first upper drive unit 23, the second upper drive unit 24, the upper detection unit 25, the first lower drive unit 27, the second lower drive unit 28, Thus, the weight balance with the lower detection unit 29 is substantially the same, thereby having the effect that the angular velocity sensor elements can be driven substantially in parallel.

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における角速度センサ素子について、図面を参照しながら説明する。 (Embodiment 2)
Hereinafter, the angular velocity sensor element according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、実施の形態２における角速度センサ素子において、本発明の実施の形態１における角速度センサ素子と同一の構成については、同一の符番を付し、その詳細な説明を省略する。 In the angular velocity sensor element according to the second embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the angular velocity sensor element according to the first embodiment of the present invention, and detailed description thereof is omitted.

図６は本発明の実施の形態２における角速度センサ素子における図１のＡ−Ａに相当する断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to AA of FIG. 1 in the angular velocity sensor element according to Embodiment 2 of the present invention.

図６において、７１は例えばＳｉ等の非圧電材料からなる基体である。２３は基体７１の上面の内側に設けられた一対の第１の上側駆動部で、この第１の上側駆動部２３は、基体７１の上面に設けられた一対のＰｔからなる上側駆動接続電極３３と、この上側駆動接続電極３３の上面に設けられた上側駆動圧電体３２と、この上側駆動圧電体３２の上面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた上側駆動表面電極３１とで構成されている。２４は基体７１の上面の外側に前記第１の上側駆動部２３と距離をおいて並設された一対の第２の上側駆動部である。２５は前記基体７１の上面に前記第１の上側駆動部２３と第２の上側駆動部２４との間に位置して設けられた上側検出部である。２７は基体７１の下面の内側に設けられた一対の第１の下側駆動部で、この第１の下側駆動部２７は、前記基体７１の下面に設けられた一対のＰｔからなる下側駆動接続電極４２と、この下側駆動接続電極４２の下面に設けられた下側駆動圧電体４１と、この下側駆動圧電体４１の下面に設けられ、かつＴｉおよびＡｕを層状に設けた下側駆動表面電極４０とで構成されている。２８は前記基体７１の下面の外側に前記第１の下側駆動部２７と距離をおいて並設された一対の第２の下側駆動部である。２９は前記基体７１の下面に前記第１の下側駆動部２７と第２の下側駆動部２８との間に位置して設けられた下側検出部である。 In FIG. 6, reference numeral 71 denotes a substrate made of a non-piezoelectric material such as Si. Reference numeral 23 denotes a pair of first upper drive units provided inside the upper surface of the base 71. The first upper drive unit 23 is an upper drive connection electrode 33 made of a pair of Pt provided on the upper surface of the base 71. And an upper drive piezoelectric body 32 provided on the upper surface of the upper drive connection electrode 33, and an upper drive surface electrode 31 provided on the upper surface of the upper drive piezoelectric body 32 and provided with Ti and Au in layers. Has been. Reference numeral 24 denotes a pair of second upper drive units arranged in parallel with the first upper drive unit 23 at a distance from the outer surface of the base 71. Reference numeral 25 denotes an upper detection unit provided on the upper surface of the base 71 between the first upper drive unit 23 and the second upper drive unit 24. Reference numeral 27 denotes a pair of first lower drive units provided on the inner side of the lower surface of the base 71. The first lower drive unit 27 is a lower side made of a pair of Pt provided on the lower surface of the base 71. The drive connection electrode 42, a lower drive piezoelectric body 41 provided on the lower surface of the lower drive connection electrode 42, and a lower surface provided with a Ti and Au layer on the lower surface of the lower drive piezoelectric body 41 The side drive surface electrode 40 is comprised. Reference numeral 28 denotes a pair of second lower drive units arranged in parallel with the first lower drive unit 27 at a distance from the lower surface of the base 71. A lower detection unit 29 is provided on the lower surface of the base 71 so as to be positioned between the first lower drive unit 27 and the second lower drive unit 28.

以下に、本発明の実施の形態２における角速度センサ素子について、その組立方法を説明する。 The assembly method for the angular velocity sensor element according to the second embodiment of the present invention will be described below.

まず、図７（ａ）に示すように、予め準備したＳｉウェハー６１の上面に順次、Ｐｔからなる接続電極層６４、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層６３、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層６２を蒸着により形成する。 First, as shown in FIG. 7A, a connection electrode layer 64 made of Pt, a lead titanate film (not shown), and a PZT piezoelectric thin film (not shown) are sequentially formed on the upper surface of a Si wafer 61 prepared in advance. A piezoelectric layer 63 and a surface electrode layer 62 made of Ti and Au are formed by vapor deposition.

次に、図７（ｂ）に示すように、Ｓｉウェハー６１を裏返し、その上面に順次、Ｐｔからなる接続電極層６７、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層６６、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層６５を蒸着により形成する。 Next, as shown in FIG. 7B, the Si wafer 61 is turned over, and the connection electrode layer 67 made of Pt, the lead titanate film (not shown), and the PZT piezoelectric thin film (not shown) are sequentially formed on the upper surface. A piezoelectric layer 66 made of and a surface electrode layer 65 made of Ti and Au are formed by vapor deposition.

次に、Ｓｉウェハー６１を再度、裏返し、前記表面電極層６２上面に、スピンコートにより、レジスト膜（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィーにより、レジスト膜（図示せず）を所定形状にパターンニングする。 Next, the Si wafer 61 is turned over again, and a resist film (not shown) is applied to the upper surface of the surface electrode layer 62 by spin coating, and then the resist film (not shown) is formed into a predetermined shape by photolithography. Pattern it.

次に、図７（ｃ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、接続電極層６４、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層６３、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層６２をドライエッチングによって所定形状に加工を行うことにより、音叉２１における上側駆動接続電極３３、３６、上側検出接続電極３９、上側駆動圧電体３２、３５と上側検出圧電体３８、上側駆動表面電極３１、３４および上側検出表面電極３７を形成する。 Next, as shown in FIG. 7C, a piezoelectric film comprising a connection electrode layer 64, a lead titanate film (not shown) and a PZT piezoelectric thin film (not shown) using a resist film (not shown) as a mask. By processing the body layer 63 and the surface electrode layer 62 made of Ti and Au into a predetermined shape by dry etching, the upper drive connection electrodes 33 and 36, the upper detection connection electrode 39, the upper drive piezoelectric body 32 in the tuning fork 21, 35, upper detection piezoelectric member 38, upper drive surface electrodes 31, 34, and upper detection surface electrode 37 are formed.

次に、図７（ｄ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、Ｓｉウェハー６１をドライエッチングによって所定形状に加工を行う。 Next, as shown in FIG. 7D, the Si wafer 61 is processed into a predetermined shape by dry etching using a resist film (not shown) as a mask.

次に、再度、Ｓｉウェハー６１を裏返し、図８（ａ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、接続電極層６７、チタン酸鉛膜（図示せず）およびＰＺＴ圧電薄膜（図示せず）からなる圧電体層６６、さらにＴｉおよびＡｕからなる表面電極層６５をドライエッチングによって所定形状に加工を行うことにより、音叉２１における下側駆動接続電極４２、４５、下側検出接続電極４８、下側駆動圧電体４１、４４と下側検出圧電体４７、下側駆動表面電極４０、４３および下側検出表面電極４６を形成する。 Next, the Si wafer 61 is turned over again, and as shown in FIG. 8A, using the resist film (not shown) as a mask, the connection electrode layer 67, the lead titanate film (not shown), and the PZT piezoelectric thin film The lower drive connection electrodes 42 and 45 in the tuning fork 21 are detected by processing the piezoelectric layer 66 (not shown) and the surface electrode layer 65 made of Ti and Au into a predetermined shape by dry etching. A connection electrode 48, lower drive piezoelectric bodies 41 and 44, a lower detection piezoelectric body 47, lower drive surface electrodes 40 and 43, and a lower detection surface electrode 46 are formed.

次に、図８（ｂ）に示すように、レジスト膜（図示せず）をマスクとして、Ｓｉウェハー６１を、再度ドライエッチングによって所定形状に加工を行う。 Next, as shown in FIG. 8B, the Si wafer 61 is processed again into a predetermined shape by dry etching using a resist film (not shown) as a mask.

最後に、Ｓｉウェハー６１をダイシングすることにより、個片の角速度センサ素子を形成する。 Finally, the Si wafer 61 is diced to form individual angular velocity sensor elements.

本発明に係る角速度センサ素子は、駆動時に水平方向のバランスを取ることができ、不要信号が発生しにくい角速度センサ素子を提供することができるという効果を有し、各種電子機器に用いられる角速度センサ素子として有用である。 The angular velocity sensor element according to the present invention has an effect of providing an angular velocity sensor element that can be balanced in the horizontal direction during driving and is less likely to generate unnecessary signals, and is used in various electronic devices. It is useful as an element.

２２上側基体
２３第１の上側駆動部
２４第２の上側駆動部
２５上側検出部
２６下側基体
２７第１の下側駆動部
２８第２の下側駆動部
２９下側検出部
７１基体 22 Upper Base 23 First Upper Drive Unit 24 Second Upper Drive Unit 25 Upper Detection Unit 26 Lower Base 27 First Lower Drive Unit 28 Second Lower Drive Unit 29 Lower Detection Unit 71 Base

Claims

上側基体と、この上側基体の上面に設けられた第１の上側駆動部と、前記上側基体の上面に設けられるとともに前記第１の上側駆動部と距離をおいて並設された第２の上側駆動部と、前記上側基体の上面に設けられた上側検出部と、下側基体と、この下側基体の下面に設けられた第１の下側駆動部と、前記下側基体の下面に設けられるとともに前記第１の下側駆動部と距離をおいて並設された第２の下側駆動部と、前記下側基体の下面に設けられた下側検出部とを備え、前記上側基体の下面と前記下側基体の上面を接合し、前記上側基体および下側基体に対して、前記上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部とを互いに対称配置させるように構成した角速度センサ素子。 An upper base body, a first upper drive unit provided on the upper surface of the upper base body, and a second upper side provided on the upper surface of the upper base body and arranged in parallel with the first upper drive unit at a distance from each other A drive unit, an upper detection unit provided on the upper surface of the upper substrate, a lower substrate, a first lower drive unit provided on the lower surface of the lower substrate, and a lower surface of the lower substrate And a second lower drive unit arranged in parallel with the first lower drive unit, and a lower detection unit provided on the lower surface of the lower substrate, A lower surface and an upper surface of the lower base are joined, and the upper drive unit and the upper detection unit, and the lower drive unit and the lower detection unit are arranged symmetrically with respect to the upper base and the lower base. Configured angular velocity sensor element.

前記第１の上側駆動部と第１の下側駆動部、ならびに前記第２の上側駆動部と前記第２の下側駆動部とを上側基体および下側基体に対して互いに対称に配置した請求項１記載の角速度センサ素子。 The first upper drive unit and the first lower drive unit, and the second upper drive unit and the second lower drive unit are arranged symmetrically with respect to the upper base and the lower base. Item 2. An angular velocity sensor element according to Item 1.

前記上側検出部と前記下側検出部とを、上側基体および下側基体に対して互いに対称に配置した請求項１記載の角速度センサ素子。 The angular velocity sensor element according to claim 1, wherein the upper detection unit and the lower detection unit are arranged symmetrically with respect to the upper base and the lower base.

前記上側基体と前記下側基体とを同一材料で構成した請求項１記載の角速度センサ素子。 The angular velocity sensor element according to claim 1, wherein the upper base and the lower base are made of the same material.

上側基体の上面に上側駆動接続電極および上側検出接続電極を蒸着した後、この上側駆動接続電極および上側検出接続電極の上面に上側駆動圧電体および上側検出圧電体を蒸着し、さらにこの上側駆動圧電体および上側検出圧電体の上面に上側駆動表面電極および上側検出表面電極を蒸着形成する工程と、前記上側駆動表面電極および上側検出表面電極と、前記上側駆動圧電体および上側検出圧電体と、前記上側駆動接続電極および上側検出接続電極の一部を除去した後、前記上側基体を加工する工程と、下側基体の下面に下側駆動接続電極および下側検出接続電極を蒸着した後、この下側駆動接続電極および下側検出接続電極の下面に下側駆動圧電体および下側検出圧電体を蒸着し、さらにこの下側駆動圧電体および下側検出圧電体の下面に下側駆動表面電極および下側検出表面電極を蒸着形成する工程と、前記下側駆動表面電極および下側検出表面電極と、前記下側駆動圧電体および下側検出圧電体と、前記下側駆動接続電極および下側検出接続電極の一部を除去し下側基体を加工した後、前記上側基体の下面と前記下側基体の上面とを接合する工程とからなる角速度センサ素子の製造方法。 After the upper drive connection electrode and the upper detection connection electrode are vapor-deposited on the upper surface of the upper substrate, the upper drive piezoelectric element and the upper detection piezoelectric substance are vapor-deposited on the upper surfaces of the upper drive connection electrode and the upper detection connection electrode. Depositing and forming an upper drive surface electrode and an upper detection surface electrode on the upper surface of the body and the upper detection piezoelectric member, the upper drive surface electrode and the upper detection surface electrode, the upper drive piezoelectric member and the upper detection piezoelectric member, After removing a part of the upper drive connection electrode and the upper detection connection electrode, the step of processing the upper base, and after depositing the lower drive connection electrode and the lower detection connection electrode on the lower surface of the lower base, The lower drive piezoelectric body and the lower detection piezoelectric body are vapor-deposited on the lower surfaces of the side drive connection electrode and the lower detection connection electrode, and further the lower surfaces of the lower drive piezoelectric body and the lower detection piezoelectric body Forming a lower drive surface electrode and a lower detection surface electrode by vapor deposition; the lower drive surface electrode and the lower detection surface electrode; the lower drive piezoelectric body and the lower detection piezoelectric body; and the lower drive. A method of manufacturing an angular velocity sensor element comprising a step of bonding a lower surface of the upper substrate and an upper surface of the lower substrate after processing the lower substrate by removing a part of the connection electrode and the lower detection connection electrode.

基体と、この基体の上面に設けられた第１の上側駆動部と、前記基体の上面に設けられるとともに前記第１の上側駆動部と距離をおいて並設された第２の上側駆動部と、前記基体の上面に設けられた上側検出部と、前記基体の下面に設けられた第１の下側駆動部と、前記基体の下面に設けられるとともに前記第１の下側駆動部と距離をおいて並設された第２の下側駆動部と、前記基体の下面に設けられた下側検出部とを備え、前記基体に対して、前記上側駆動部および上側検出部と、下側駆動部および下側検出部とを互いに対称配置させるように構成した角速度センサ素子。 A base, a first upper drive provided on the upper surface of the base, and a second upper drive provided on the upper surface of the base and arranged in parallel with the first upper drive. An upper detection portion provided on the upper surface of the base, a first lower driving portion provided on the lower surface of the base, and a distance from the first lower driving portion provided on the lower surface of the base. And a lower detection unit provided on the lower surface of the base, the upper drive unit and the upper detection unit, and a lower drive with respect to the base. An angular velocity sensor element configured to arrange the part and the lower detection part symmetrically with each other.

基体の上面に上側接続電極を蒸着した後、この上側接続電極の上面に上側圧電体を蒸着し、この上側圧電体の上面に上側表面電極を蒸着形成する工程と、前記基体の下面に下側接続電極を蒸着した後、この下側接続電極の下面に下側圧電体を蒸着し、この下側圧電体の下面に下側表面電極を蒸着形成する工程と、前記上側表面電極と前記上側圧電体および前記上側接続電極の一部を除去した後、基体を上側から加工する工程と、前記下側表面電極と前記下側圧電体および前記下側接続電極の一部を除去した後、基体を下側から加工する工程とからなる角速度センサ素子の製造方法。 After the upper connection electrode is deposited on the upper surface of the substrate, the upper piezoelectric body is deposited on the upper surface of the upper connection electrode, and the upper surface electrode is deposited on the upper surface of the upper piezoelectric body; After depositing the connection electrode, the lower piezoelectric body is deposited on the lower surface of the lower connection electrode, and the lower surface electrode is deposited on the lower surface of the lower piezoelectric body; the upper surface electrode and the upper piezoelectric And removing the body and a part of the upper connection electrode, then processing the base body from the upper side, removing the lower surface electrode, the lower piezoelectric body, and a part of the lower connection electrode, The manufacturing method of the angular velocity sensor element which consists of the process processed from the lower side.