(57)【要約】【課題】外部からの衝撃に対して高い耐久性を有するとともに検出精度の高い角速度センサを提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る角速度センサ１は、基部３と、振動子部２と、支持部１６と、緩衝部１５とを具備する。支持部１６は、基部３と振動子部２との間に接続されており、振動子部２を支持し、基部３の幅よりも小さい幅を有している。緩衝部１６は、基部３と支持部１６との間に接続されており、基部３の厚みよりも小さい厚みを有し、基部３の幅と同等の幅を有している。支持部１６は、基部３の幅よりも小さい幅で形成されているため、振動子部２から基部３へ向かう振動の伝播を効率よく抑える。また、緩衝部１６は、基部３の厚さよりも小さい厚みで形成されているため、基部３に比べて撓み易く、これにより支持部１６に作用する応力を効果的に緩和する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に幅方向、及び、前記第１の方向と直交する第２の方向に厚み方向を有する基部と、
前記第１の方向及び前記第２の方向に各々直交する第３の方向に長さ方向を有する振動子部と、
前記基部と前記振動子部との間に形成され、前記基部の幅よりも小さい幅を有する支持部と、
前記基部と前記支持部との間に形成され、前記支持部の厚みと同等の厚みを有し、前記基部の幅と同等の幅を有する緩衝部と
を具備する角速度センサ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の角速度センサ素子であって、
前記緩衝部は、前記支持部の長さの１／８以上、１／２以下の長さを有する
角速度センサ素子。
【請求項３】
請求項１に記載の角速度センサ素子であって、
前記支持部は、
前記緩衝部と接続され、前記緩衝部に向かって漸次幅広となる端部を有する
角速度センサ素子。
【請求項４】
請求項１に記載の角速度センサ素子であって、
前記振動子部は、
第１の振動アームと、
第２の振動アームと、
第３の振動アームと、
前記第１、第２及び第３の振動アームを連結し前記支持部と連接する連結部とを有する
角速度センサ素子。
【請求項５】
請求項１に記載の角速度センサ素子であって、
前記基部、前記振動子部、前記支持部及び前記緩衝部は、同一のシリコン基板からなる
角速度センサ素子。
【請求項６】
請求項１に記載の角速度センサ素子であって、
前記基部は、前記振動子部、前記支持部及び前記緩衝部と同等の厚みの第１の層と、
前記第１の層に積層された第２の層とを有する
角速度センサ素子。
【請求項７】
請求項１に記載の角速度センサ素子であって、
前記基部は、配線基板と接続される端子部をさらに有する
角速度センサ素子。
【請求項８】
第１の方向に幅方向、及び、前記第１の方向と直交する第２の方向に厚み方向を有する基部と、前記第１の方向及び前記第２の方向に各々直交する第３の方向に長さ方向を有する振動子部と、前記基部と前記振動子部との間に形成され、前記基部の幅よりも小さい幅を有する支持部と、前記基部と前記支持部との間に形成され、前記支持部の厚みと同等の厚みを有し、前記基部の幅と同等の幅を有する緩衝部とを含む角速度センサ素子と、
前記角速度センサ素子が実装される回路基板と
を具備する角速度センサ。
【請求項９】
第１の方向に幅方向、及び、前記第１の方向と直交する第２の方向に厚み方向を有する基部と、前記第１の方向及び前記第２の方向に各々直交する第３の方向に長さ方向を有する振動子部と、前記基部と前記振動子部との間に形成され、前記基部の幅よりも小さい幅を有する支持部と、前記基部と前記支持部との間に形成され、前記支持部の厚みと同等の厚みを有し、前記基部の幅と同等の幅を有する緩衝部とを含む角速度センサ素子と、
前記角速度センサ素子が実装される回路基板と
を具備する角速度センサを搭載した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ビデオカメラの手振れ検知や、バーチャルリアリティ装置における動作検知、カーナビゲーションシステムにおける方向検知などに用いられる角速度センサ素子、これを備えた角速度センサ及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、民生用の角速度センサとしては、振動子を所定の共振周波数で振動させておき、角速度の影響によって生じるコリオリ力を圧電素子などで検出することによって角速度を検出する、いわゆる振動型のジャイロセンサ（以下、角速度センサという。）が、広く使用されている。
【０００３】
角速度センサは、単純な機構、短い起動時間、安価で製造可能といった利点を有しており、例えば、ビデオカメラ、バーチャルリアリティ装置、カーナビゲーションシステムなどの電子機器に搭載され、それぞれ手振れ検知、動作検知、方向検知などをする際のセンサとして活用されている。
【０００４】
従来は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材を機械加工により薄片状に加工し、バネ等で保持し、電気信号を加えて振動させる構成のジャイロセンサが一般的であったが、小型化が困難であった。
【０００５】
角速度センサは、搭載される電子機器の小型化、高性能化に伴い、小型化、高性能化が要求されている。例えば、電子機器の多機能化のため、他の用途に用いられる各種センサと組み合わせて同一集合基板上に搭載し、小型化を図るといった要請がある。この小型化を行う上で、シリコン（Ｓｉ）などの単結晶基板と、半導体製造分野で用いられている薄膜形成プロセスとフォトリソグラフィ技術を用いて構造体を形成する、ＭＥＭＳと呼ばれる微細加工技術を用いることが一般的となってきている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
下記特許文献１には、振動子部の一表面に、圧電膜を介して励振用の駆動電極と角速度検出用の検出電極がそれぞれ形成された片持ち梁型の角速度センサが開示されている。この角速度センサは、圧電膜の形成面と垂直な方向に振動子を励振させ、圧電膜の形成面と平行な方向の振動成分を角速度の検出方向としたものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
角速度センサの小型化に伴って、外部から加えられる振動や衝撃等の外部負荷に対して高い耐久性が求められている。特に、片持ち梁型の振動子部を有する角速度センサにおいては、振動子部の固定端近傍に応力集中するため、外部からの衝撃によって割れや欠けが生じやすい傾向がある。
【０００９】
また、一般に角速度センサは、配線基板などの支持基板の上に搭載されて使用される。この場合、振動子部の振動が上記配線基板に伝播し種々の弊害を生じさせることがある。特に、角速度センサの小型化に伴って、上記配線基板に伝播した振動子部の振動による影響で、当該振動子部の振動特性が変動することがある。したがって、角速度の検出精度を高めるためには、振動子部の振動を上記配線基板へ伝播させないようにする必要がある。
【００１０】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外部からの衝撃に対して高い耐久性を有するとともに検出精度の高い角速度センサ素子、角速度センサ及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一形態に係る角速度センサ素子は、基部と、振動子部と、支持部と、緩衝部とを具備する。
上記基部は、第１の方向に幅方向、及び、上記第１の方向と直交する第２の方向に厚み方向を有する。上記振動子部は、上記第１の方向及び上記第２の方向に各々直交する第３の方向に長さ方向を有する。上記支持部は、上記基部と上記振動子部との間に形成されており、上記基部の幅よりも小さい幅を有している。上記緩衝部は、上記基部と上記支持部との間に形成されており、上記支持部の厚みと同等の厚みを有し、上記基部の幅と同等の幅を有している。
【００１２】
支持部は、基部の幅よりも小さい幅で形成されているため、振動子部から基部へ向かう振動の伝播を効率よく抑えることができる。また、緩衝部は、支持部と同等の厚み（基部の厚さよりも小さい厚み）で形成されているため、基部に比べて撓み易く、これにより支持部に作用する応力を効果的に緩和することができる。さらに、緩衝部は、基部の幅と同等の幅で形成されているので、緩衝部の機械的強度を向上させることができる。
【００１３】
したがって、上記角速度センサ素子によれば、振動子部から基部へ伝播する振動を効果的に減衰して角速度の検出感度の向上を図れるようになる。また、外部からの衝撃に対する耐久性を高めることが可能となる。
【００１４】
上記緩衝部は、上記支持部の長さの１／８以上、１／２以下の長さで形成されてもよい。
これにより、外部衝撃に対して高い耐久性を有し、かつ、角速度の検出精度に優れた角速度センサ素子を得ることができる。
【００１５】
上記支持部は、上記緩衝部と接続され、上記緩衝部に向かって漸次幅広となる端部とを有する構成とすることができる。
これにより、支持部と緩衝部との境界部における機械的強度が向上するため、外部からの衝撃に対する角速度センサの耐久性を高めることが可能となる。
【００１６】
上記振動子部は、２本以上の振動アームで構成することができる。上記振動子部が３本の振動アーム部で構成される場合、各振動アームを、これら各振動アームを連結する連結部を介して、上記支持部へ接続することができる。
【００１７】
上記角速度センサ素子において、上記基部、上記振動子部、上記支持部及び上記緩衝部は、同一のシリコン基板で構成することができる。
したがって、基部、振動子部、支持部及び緩衝部を有する角速度センサを、シリコン基板に対する微細加工技術によって同時に形成することが可能となる。
【００１８】
また、上記基部は、上記振動子部、上記支持部及び上記緩衝部と同一の厚みの第１の層と、上記第１の層に積層された第２の層とを有していてもよい。
この場合、例えば、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）技術を用いて、上記角速度センサ素子を構成することができる。
【００１９】
また、上記振動子部と上記支持部とからなる振動系の振動数を上記振動子部の振動数の√２分の１以下とすることにより、振動子部から基部への振動の伝播を効果的に抑制することが可能となる。ここで、「√２」は、２の平方根を意味する（以下同じ）。
【００２０】
さらに、上記角速度センサ素子においては、上記基部に配線基板と接続される端子部が形成されていてもよい。配線基板との電気的接続部が当該角速度センサの固定部に設けられることで、配線基板への振動の伝播を抑えることができる。
【００２１】
本発明の一形態に係る角速度センサは、角速度センサ素子と、回路基板とを具備する。
上記角速度センサ素子は、基部と、振動子部と、支持部と、緩衝部とを具備する。
上記基部は、第１の方向に幅方向、及び、上記第１の方向と直交する第２の方向に厚み方向を有する。上記振動子部は、上記第１の方向及び上記第２の方向に各々直交する第３の方向に長さ方向を有する。上記支持部は、上記基部と上記振動子部との間に形成されており、上記基部の幅よりも小さい幅を有している。上記緩衝部は、上記基部と上記支持部との間に形成されており、上記支持部の厚みと同等の厚みを有し、上記基部の幅と同等の幅を有している。
上記回路基板は、上記角速度センサ素子が実装される。
【００２２】
上記角速度センサによれば、振動子部から基部へ伝播する振動を効果的に減衰して角速度の検出感度の向上を図れるようになる。また、外部からの衝撃に対する耐久性を高めることが可能となる。
【００２３】
本発明の一形態に係る電子機器は、角速度センサ素子と回路基板とを具備する角速度センサが搭載される。
上記角速度センサ素子は、基部と、振動子部と、支持部と、緩衝部とを具備する。
上記基部は、第１の方向に幅方向、及び、上記第１の方向と直交する第２の方向に厚み方向を有する。上記振動子部は、上記第１の方向及び上記第２の方向に各々直交する第３の方向に長さ方向を有する。上記支持部は、上記基部と上記振動子部との間に形成されており、上記基部の幅よりも小さい幅を有している。上記緩衝部は、上記基部と上記支持部との間に形成されており、上記支持部の厚みと同等の厚みを有し、上記基部の幅と同等の幅を有している。
上記回路基板は、上記角速度センサ素子が実装される。
【００２４】
上記電子機器によれば、振動子部から基部へ伝播する振動を効果的に減衰して角速度の検出感度の向上を図れるようになる。また、外部からの衝撃に対する耐久性を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、外部からの衝撃に対して高い耐久性を有するとともに検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２７】
図１から図４は本発明の一実施の形態に係る角速度センサ素子１の概略構成を示している。ここで、図１は角速度センサ素子１の実装面側の平面図、図２は角速度センサ素子１の正面図、図３は角速度センサ素子１の側面図、図４は角速度センサ素子１の実装面側の斜視図である。図１〜図３において、Ｘ軸方向は角速度センサ素子１の幅方向を示し、Ｙ軸方向は角速度センサ素子１の長手方向を示している。また、Ｚ軸方向は角速度センサ素子１の厚み方向を示している。
【００２８】
角速度センサ素子１は、基部３と、振動子部２と、支持部１６と、緩衝部１５とを含むベース層２０を有している。
【００２９】
基部３は、角速度センサ素子１の固定部として機能し、図示しない配線基板へ機械的電気的に接続される。
【００３０】
振動子部２は、所定の周波数で振動され、角速度センサ素子１に作用する角速度を検出する機能を有している。振動子部２は、図１において左側から順に、第１のアーム部２１（第１の振動アーム）、第２のアーム部２２（第２の振動アーム）及び第３のアーム部２３（第３の振動アーム）を有している。これらのアーム部２１〜２３は、連結部１４によって連結されている。アーム部２１〜２３は、基部３の幅方向（図１で示すＸ軸方向）及び厚さ方向（図１で示すＺ軸方向）に各々直交する方向（図１で示すＹ軸方向）に、等間隔で平行に延びる直方体形状で形成されている。
【００３１】
支持部１６は、振動子部２で生じた振動が基部３へ伝播することを抑制する機能を有している。支持部１６は、基部３と振動子部２との間に形成されている。また、支持部１６は、振動子部２（連結部１４）を支持し、基部３の幅よりも小さい幅で形成されている。これにより、振動子部２と基部３との間にくびれ部８が形成される。支持部１６の厚みは、振動子部２の厚みと同等に形成されている。
【００３２】
支持部１６は、連結部１４と接続される第１の端部と、緩衝部１５側に接続される第２の端部とを有している。本実施の形態の角速度センサ１においては、支持部１６の上記第２の端部は、緩衝部１５側に向かって漸次幅広となる形状の補強部１７が形成されている。
【００３３】
図５は、補強部１７の形状の一例を示す。図５（Ａ）は補強部１７が曲面状に形成された例を示し、図５（Ｂ）は補強部１７が平坦な面で形成された例を示している。なお、補強部１７の形状は上記の例に限られず、直線形状や曲線と直線を組み合わせた形状などでもよい。
【００３４】
緩衝部１５は、支持部１６に作用する応力を緩和する機能を有している。緩衝部１５は、支持部１６と基部３との間に形成されている。また、緩衝部１５は、基部３の厚みよりも小さい厚みで形成されている。本実施の形態では、緩衝部１５は、振動子部２及び支持部１６の厚みと同等に形成されている。緩衝部１５の幅は、基部３の幅と同等に形成されている。
【００３５】
基部３、振動子部２、支持部１６及び緩衝部１５からなるベース層２０は、非圧電材料で形成されており、本実施の形態では単結晶シリコンで形成されている。したがって、基部３、振動子部２、支持部１６及び緩衝部１５を有する角速度センサ素子１を、シリコン基板に対する微細加工技術によって同時に形成することが可能となる。
【００３６】
図３及び図４に示すように、ベース層２０は、図示しない配線基板と対向する実装面１８Ａと、実装面１８Ａとは反対側の非実装面１８Ｂとを有している。基部３、振動子部２、支持部１６及び緩衝部１５は、実装面１８Ａ側に連続な平坦面を形成し、非実装面１８Ｂ側に段部１８Ｃを介した屈曲面を形成している。
【００３７】
段部１８Ｃは、ベース層２０の非実装面１８Ｂ側をウェットエッチングすることで形成される凹部の側面に対応している。段部１８Ｃの傾斜角は、ベース層２０の結晶方位に依存して決定される。例えば、非実装面１８Ｂが（１００）面である場合、非実装面１８Ｂに対する段部１８Ｃの傾斜角は、約５５°である。緩衝部１５の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、上記凹部を形成するためのマスクの形成位置を変更することで、任意の大きさに形成することができる。
【００３８】
図１及び図２を参照して、振動子部２の実装面１８Ａ側の表面には、下部電極４、圧電膜５及び上部電極６の多層膜でなる圧電機能層７が形成されている。圧電機能層７は、第１〜第３のアーム部２１〜２３のそれぞれの表面に形成されている。
【００３９】
第１のアーム部２１には、下部電極４と、圧電膜５１と、上部電極６１及び６４ａとでなる圧電機能層が形成されている。上部電極６１は第１のアーム部２１を励振する駆動電極として機能し、上部電極６４ａは第１のアーム部に発生する歪を検出する検出電極として機能する。なお、以下の説明では、「上部電極６１」を「駆動電極６１」ともいい、「上部電極６４ａ」を「検出電極６４ａ」ともいう。
【００４０】
第２のアーム部２２には、下部電極４と、圧電膜５２と、上部電極６２、６４ｂ及び６４ｃとでなる圧電機能層が形成されている。上部電極６２は第２のアーム部２２を励振する駆動電極として機能し、上部電極６４ｂ及び６４ｃは第２のアーム部２２に発生する歪を検出する検出電極として機能する。なお、以下の説明では、「上部電極６２」を「駆動電極６２」ともいい、「上部電極６４ｂ」及び「上部電極６４ｃ」をそれぞれ「検出電極６４ｂ」及び「検出電極６４ｃ」ともいう。
【００４１】
そして、第３のアーム部２３には、下部電極４と、圧電膜５３と、上部電極６３及び６４ｄとでなる圧電機能層が形成されている。上部電極６３は第３のアーム部２３を励振する駆動電極として機能し、上部電極６４ｄは第３のアーム部２３に発生する歪を検出する検出電極として機能する。なお、以下の説明では、「上部電極６３」を「駆動電極６３」ともいい、「上部電極６４ｄ」を「検出電極６４ｄ」ともいう。
【００４２】
下部電極４は、第１のアーム部２１、第２のアーム部２２及び第３のアーム部２３に対して共通に形成された共通電極として機能する。なお、以下の説明では、「下部電極４」を「共通電極４」ともいう。共通電極４は所定の基準電位（グランド電位または直流オフセット電位）に接続されている。駆動電極６１〜６３は、図示しない制御部における駆動信号発生回路に接続されており、中央の第２アーム部２２と外側の２本のアーム部２１、２３との間において互いに逆位相の駆動信号が入力される。検出電極６４ａ〜６４ｄは、上記駆動信号発生回路（自励発振回路）及び角速度検出回路に接続される。
【００４３】
圧電膜５１〜５３は、例えば、鉛とチタン、ジルコニウムの酸化物の混合物であるＰＺＴなどを用いることができる。共通電極４及び上部電極（駆動電極６１〜６３、検出電極６４ａ〜６４ｄ）は、例えば、チタンと白金の積層膜で構成することができる。
【００４４】
ＰＺＴの組成は、Ｐｂ１＋Ｘ（ＺｒＹＴｉ１−Ｙ）Ｏ３＋Ｘで表すことができる。具体的なＰＺＴの組成は、例えば、Ｘを０以上０．３以下、Ｙを０以上０．５５以下とすることができる。この場合のＰＺＴの膜厚は、例えば、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。
【００４５】
３本のアーム部２１〜２３は、縦方向の共振周波数がそれぞれほぼ同じ共振周波数をもつように設定され、横方向の共振周波数もそれぞれほぼ同じように設定されるが、これに限られない。アーム部２１〜２３の縦共振周波数は、例えば、３６〜３９ｋＨｚに設定することができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、中央側の第２のアーム部２２の中央部に駆動電極６２とその両側に一対の検出電極６４ｂ、６４ｃを形成し、外側の第１、第３のアーム部２１、２３には中央部に駆動電極６１、６３を、その一側方に検出電極６４ａ、６４ｄをそれぞれ形成した。これに代えて、検出電極を外側のアーム部にのみ形成したり、中央側のアーム部にのみ形成したりしてもよい。駆動電極についても同様に、３本のアーム部にそれぞれ形成する例に限られず、外側のアーム部にのみ、あるいは、中央側のアーム部にのみ形成するようにしてもよい。
【００４７】
圧電機能層７の形成面と同一側である基部３の表面には、振動子部２を構成する各アーム部２１〜２３上の圧電機能層７と電気的に接続されるパッド部９（９ａ〜９ｈ）と、それらの配線部１３（１３ａ〜１３ｈ）がそれぞれ形成されている。パッド部９は、図示しない回路基板（外部回路）に電気的に接続される端子部を構成している。なお、パッド部９は、Ａｕなどで形成することができる。
【００４８】
ここで、パッド部９ａは、配線部１３ａを介して第１のアーム部２１の駆動電極６１に接続され、パッド部９ｂは、配線部１３ｂを介して第１のアーム部２１の検出電極６４ａに接続されている。パッド部９ｃは、配線部１３ｃを介して共通電極４に接続され、パッド部９ｄは、配線部１３ｄを介して第２のアーム部２２の検出電極６４ｂに接続されている。パッド部９ｅは、配線部１３ｅを介して第２のアーム部２２の駆動電極６２に接続され、パッド部９ｆは、配線部１３ｆを介して第２のアーム部２２の検出電極６４ｃに接続されている。そして、パッド部９ｇは、配線部１３ｇを介して第３のアーム部２３の検出電極６４ｄに接続され、パッド部９ｈは、配線部１３ｈを介して第３のアーム部２３の駆動電極６３に接続されている。
【００４９】
各パッド部９ａ〜９ｈには、バンプ１０がそれぞれ形成されている。本実施の形態では、角速度センサ素子１は図示しない回路基板上へフリップチップ方式で実装される。バンプ１０は、角速度センサ素子１と上記回路基板との間を電気的、機械的に接続する機能を果たす。バンプ１０はＡｕバンプやはんだバンプなどで構成することができる。また、バンプ１０は角速度センサ素子１側に形成される例に限られず、上記配線基板側に形成されていてもよい。
【００５０】
角速度センサ素子１は、バンプ１０を介して、上記回路基板上に実装される。角速度センサ素子１と上記回路基板とにより角速度センサが構成され、例えばセンサモジュールとしてパッケージ化される。更に、この角速度センサ素子は、上記回路基板を介して、電子機器の制御回路（図示せず）に接続される。当該電子機器としては、例えばデジタルカメラ、携帯型情報端末、携帯型ゲーム機、ハンドヘルド型表示装置などが該当する。
【００５１】
以上のように構成される角速度センサ素子１の各部の大きさは、おおよそ以下のとおりである。各アーム部２１〜２３の厚みは１００μｍ、基部３と支持層１２のトータル厚みは４００μｍ、素子長さ（全長）は３ｍｍ、素子幅は５００μｍ、各アーム部２１〜２３の長さは１．８〜１．９ｍｍ、各アーム部２１〜２３の幅は１００μｍである。また、支持部１６の幅は、基部３の幅の１／２である２５０μｍとすることができる。
【００５２】
次に、以上のように構成される角速度センサ素子１の典型的な動作例を説明する。
【００５３】
駆動電極６１〜６３に駆動信号が入力されると、第１〜第３のアーム部２１〜２３は図２においてＺ軸方向に振動する。上述のように、中央のアーム部２２と外側の２本のアーム部２１、２３には互いに逆位相の駆動信号が入力されるため、中央のアーム部２２と外側の２本のアーム部２１、２３は図２に示すように逆位相で振動する。このとき、第２のアーム部２２の振幅が第１、第３のアーム部２１、２３の振幅の２倍で振動することで、不要な振動が縮退し安定な振動モードが得られる。
【００５４】
図２に示すように、振動子部２の軸方向（Ｙ軸方向）の周りに角速度ωが加えられると、各アーム部２１〜２３にコリオリ力が作用し、圧電機能層７の形成面と平行な方向（主としてＸ軸方向）に振動する成分が生成される。角速度センサ素子１は、この振動成分を検出電極６４ａ〜６４ｄにより検出し角速度信号として図示しない制御部に出力する。上記制御部は、入力された角速度信号に基づいて角速度を算出する。
【００５５】
本実施の形態の角速度センサ素子１において、支持部１６は、連結部１４の幅よりも小さい幅で形成されているため、振動子部２から基部３へ向かう振動の伝播が支持部１６によって効率よく抑えられる。すなわち、支持部１６は、振動子部２から基部３へ伝播する振動を減衰する機能を果たすことで、角速度センサ素子１による角速度の検出感度の向上を図れるようになる。
【００５６】
また、上記のように、基部３と振動子部２との間にくびれ部８が形成された角速度センサ素子１においては、外部からの衝撃によって、くびれ部８の形成領域での破断が生じやすい。本実施の形態では、緩衝部１５は、支持部１６と同等の厚みで形成されているため、基部３に比べて薄く、厚み方向に撓み易い。これにより、支持部１６に作用する応力を緩衝部１５によって効果的に緩和できるようになり、外部からの衝撃に対する耐久性を高めることが可能となる。
【００５７】
緩衝部１５による応力の緩和作用は、緩衝部１５の長さ（Ｙ軸方向の長さ）によって変化する。すなわち、緩衝部１５の長さ寸法が大きいほど支持部１６に作用する応力の緩和作用が大きく、支持部１６の破壊防止効果が高い。一方、緩衝部１５の長さ寸法が大きくなるほど、基部３へ伝播する振動量が大きくなる傾向にある。緩衝部１５の長さ寸法に対する素子の破壊数と、基部３へ漏出する振動量（振幅）の変化の一例を図７に示す。破壊数は、落下試験に基づいて算出した。落下試験は、角速度センサ素子を７５ｃｍの高さからＰ（プラスチック）タイルへ自由落下させることによって行った。また、各試験数（ｎ数）は１００とした。なお、ここでいう破壊とは、目視において認められた角速度センサ素子の欠損を意味し、破壊数は、一部にでも欠損が認められた素子の数をいう。
【００５８】
なお、図６に示すように、実験に用いた角速度センサ素子は、補強部１７のない、すなわち支持部１６の幅が一様な構成を用いた。角速度センサ素子の各部の寸法は、上述した角速度センサ素子１のディメンジョンと同一とした。緩衝部１５の長さが０のときの支持部１６の長さ寸法を２００μｍとした。
【００５９】
図７に示すように、緩衝部１５の長さが大きくなるほど、素子の破壊数が減少することがわかる。これは、支持部１６の端部に集中する応力の緩和作用が緩衝部１５の長さが大きくなるほど大きくなることをも表している。すなわち、支持部１６の端部に作用するモーメントの減少によって素子が破壊される割合が減少する。
【００６０】
一方、図７に示すように、緩衝部１５の長さが大きくなるほど、基部３側へ漏出する振動量が増加することがわかる。これは、緩衝部１５の長さ寸法の増加に伴う緩衝部１５の振動量の増大が原因と考えられる。したがって、素子の大きさや要求されるセンサの特性などの仕様に応じて、緩衝部１５の長さは適宜変更される必要がある。
【００６１】
高精度な角速度検出を確保するためには、基板へ伝播する振動量を低減し、振動に起因するノイズによる影響を抑える必要がある。つまり、振動子部２の根元部位における振動を抑制することが、角速度信号の検出精度を高める上できわめて重要となる。
【００６２】
上述した素子サイズにおける緩衝部１５の長さの最適値としては、２５μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。緩衝部１５の長さが２５μｍ未満の場合、支持部１６に作用する応力の十分な緩和作用が得られず、素子の破壊に対する耐久性が乏しくなる。また、緩衝部１５の長さが１００μｍを超えると、基部３及び配線基板へ漏出する振動量が大きくなりすぎて角速度の検出精度の向上が図れなくなる。したがって、本実施の形態の場合、緩衝部１５の長さは、支持部１６の長さの１／８から１／２の長さの範囲に設定されることで、外部衝撃に対して高い耐久性を有し、かつ、角速度の検出精度に優れた角速度センサを得ることが可能となる。
【００６３】
次に、本実施の形態の角速度センサ素子１においては、緩衝部１６に隣接する支持部１５の端部に補強部１７が形成されている。このため、支持部１５と緩衝部１６の境界部における機械的強度を向上させることができる。
【００６４】
補強部１７による支持部１６の強度向上効果は、補強部１５の側面の曲率半径の大きさによって変化する。図８に示す角速度センサ素子において、補強部１７の曲率半径の大きさに対する素子の破壊数と、基部３へ漏出する振動量（振幅）の変化を測定した。その結果を図９に示す。破壊数は、落下試験に基づいて算出した。落下試験は、角速度センサ素子を７５ｃｍの高さからＰ（プラスチック）タイルへ自由落下させることによって行った。また、各試験数（ｎ数）は１００とした。なお、ここでいう破壊とは、目視において認められた角速度センサ素子の欠損を意味し、破壊数は、一部にでも欠損が認められた素子の数をいう。なお、角速度センサの各部の寸法は、上述した角速度センサ素子１のディメンジョンと同一とし、緩衝部１５の長さは５０μｍとした。
【００６５】
図９に示すように、補強部１７の曲率半径が２５μｍから７５μｍの範囲で素子（角速度センサ）の破壊数がほとんど０となることがわかる。すなわち、補強部１７の曲率半径が２５μｍ未満では、支持部１６の補強効果が乏しく、外部からの衝撃に対して素子の破壊に対する耐久性が低下する。また、補強部１７の曲率半径が７５μｍを超える場合、緩衝部１５に過大な応力が加わる結果、緩衝部１５における破壊が顕著となる。一方、図９に示すように、補強部１７の曲率半径が大きくなるほど、基部３側へ漏出する振動量が増加することがわかる。これは、補強部１７の曲率半径の増加に伴って支持部１６による振動の減衰作用が低下することが原因である。以上のように、素子の大きさや要求されるセンサの特性などの仕様に応じて、補強部１７の曲率半径は適宜変更される必要がある。
【００６６】
参考として、図１０に示すように緩衝部１５を有していない角速度センサ素子を用いて行った実験結果を図１１に示す。図１１は、補強部１７の曲率半径の大きさに対する素子の破壊数と、基部３へ漏出する振動量（振幅）の変化の一例を示している。落下試験は、図９の例と同一の条件とした。図１１より、補強部１７の曲率半径が２５μｍ以上１００μｍ以下の場合に、十分な機械的強度と少ない振動漏れ量を両立させることができることがわかる。
【００６７】
以上述べたように、本実施の形態の角速度センサ素子１によれば、支持部１６と基部３との間に緩衝部１５が設けられているので、支持部１６による振動の減衰作用を確保しつつ支持部１６に集中する応力を効果的に緩和して、外部衝撃に対する素子の耐久性を高めることが可能となる。
【００６８】
一方、振動子部２で生じた振動が基部３へ伝播することを抑制するために、振動子部２と支持部１６からなる振動系の振動数が振動子部２（アーム部２１〜２３）の振動数の√２分の１以下に設定することができる。例えば、振動子部２の振動数が３６〜３９ｋＨｚの場合、支持部１６を含む振動系の振動数は２３ｋＨｚに設定することができる。
【００６９】
図１２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施の形態による角速度センサ素子７１の構成を示している。ここで、図１２（Ａ）は角速度センサ素子７１の側面図、図１２（Ｂ）は角速度センサ素子７１の背面図、図１３は角速度センサ素子７１の斜視図である。なお、図において、上述の角速度センサ素子１の構成と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１２に示すように、角速度センサ素子７１は、ベース層１１（第１の層）と支持層１２（第２の層）との積層構造を有している。後述するように、ベース層１１は、振動子部２を含む活性層として構成されており、支持層１２は、ベース層１１の補強層として構成されている。
【００７１】
ベース層１１は、振動子部２と、振動子部２を支持する固定部１９と、振動子部２と固定部１９との間に形成された支持部１６及び緩衝部１５をそれぞれ有する。支持部１６の緩衝部１５側の端部には補強部１７が形成されている。ベース層１１は非圧電基板からなり、本実施の形態では、シリコン単結晶基板で構成されている。ベース層１１の厚みは、振動子部２の厚さと同一とされ、その大きさは例えば１００μｍである。ベース層１１の厚みは、上記の例に限らず、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。角速度センサ素子１を後述するような幅寸法及び長さ寸法で形成する場合、ベース層１１の厚みは９０μｍ以上１１０μｍ以下とすることができる。
【００７２】
支持層１２は、ベース層１１の固定部１９に一体的に接合されている。支持層１２は、バンプ１０が形成されている固定部１９の実装面とは反対側の表面（非実装面）に接合されている。支持層１２は、ベース層１１と同様に、シリコン単結晶基板で構成されている。ベース層１１と支持層１２の間には接合層１３が形成されており、この接合層１３はシリコン酸化膜で構成されている。なお、ベース層１１の固定部１９と、支持層１２とにより、角速度センサ素子７１の基部３が構成される。
【００７３】
支持層１２は、ベース層１１よりも厚みが大きく形成されている。具体的には、角速度センサ素子７１を製造する上で薄厚のベース層１１に所定の機械的強度を付与できるのに十分な厚さで支持層１２が形成されている。例えば、ベース層１１の厚みが１００μｍである場合、支持層１２の厚み（Ｚ方向寸法）は３００μｍとすることができる。支持層１２の厚みは、上記の例に限らず、例えば、２００μｍ以上４００μｍ以下とすることができ、素子の形状や大きさ等に応じて、適宜設定可能である。
【００７４】
支持層１２の幅（Ｘ方向寸法）、長さ（Ｙ方向寸法）は適宜変更することが可能である。本実施の形態では、支持層１２の幅は、固定部１９の幅と同一の大きさに設定されている。また、支持層１２の長さは、支持部１６と固定部１９の間に緩衝部１５が露出される大きさに設定されている。緩衝部１５の長さは、例えば２５μｍ以上１００μｍ以下とされる。ここで、支持層１２の振動子部２側の端部は、固定部１９のパッド部９（９ａ、９ｈ）の形成位置からくびれ部８までの間の領域に設定することができる。これにより、パッド部９ａ〜９ｈの形成位置を含む領域にわたって、固定部１９の第２の主面側に支持層１２が接合されることになる。この場合、支持層１２による基部３の補強機能が得られるため、実装治具（マウンタ）を用いて角速度センサ素子１を外部回路（回路基板）へ実装するに際して、上記外部回路に対する角速度センサ素子の押し付け力から基部３の破損を防止することが可能となる。
【００７５】
角速度センサ素子７１の各部の大きさは、おおよそ以下のとおりである。各アーム部２１〜２３の厚みは１００μｍ、基部３と支持層１２のトータル厚みは４００μｍ、素子長さ（全長）は３ｍｍ、素子幅は０．５ｍｍ、各アーム部２１〜２３の長さは１．８〜１．９ｍｍ、各アーム部２１〜２３の幅は１００μｍである。また、支持部１６の幅は、基部３の幅の１／２である２５０μｍとすることができる。
【００７６】
上記構成の角速度センサ素子７１においても、上述した角速度センサ素子１と同様の作用及び効果を得ることができる。すなわち、振動子部２から基部３へ向かう振動の伝播を支持部１６によって効率よく抑えることができ、角速度の検出感度の向上を図れるようになる。また、緩衝部１５によって、支持部１６に作用する応力を効果的に緩和できるようになり、外部からの衝撃に対する耐久性を高めることが可能となる。
【００７７】
また、緩衝部１５の長さは（Ｙ軸方向の長さ）は、振動子部２側に位置するパッド部９（９ａ，９ｈ）とくびれ部８までの間の距離ｓ（図１３）で規定することもできる。図１３は、第１の層１１のみで構成された角速度センサの斜視図である。図１４は、距離ｓの長さと、破壊試験の結果を示している。破壊試験の結果は、上述と同様の落下試験を行ったときの結果を示している。
【００７８】
図１４に示すように、距離ｓが２５μｍ以上７５μｍ以下の範囲で、破壊数がほとんど０となることがわかる。このような特性を利用して、第１の層１１の構成の最適化を図ることができる。すなわち、第１及び第２の層１１、１２の積層領域の境界部が、当該素子と配線基板との間の固着部（パッド部９の形成位置）に対応する緩衝部１５の長さの起点となることから、第１の層１１へ第２の層１２を積層した結果形成される緩衝部１５の長さ寸法が２５μｍ以上７５μｍ以下となるように第２の層１２の長さを設定することができる。これにより、図６に示した結果と同様に、所期の振動減衰作用と破壊耐久性を備えた角速度センサを得ることができる。
【００７９】
次に、以上のように構成される角速度センサ素子７１の製造方法について図１５〜図２５を参照して具体的に説明する。ここで、図１５〜図２５において（Ａ）は基板の斜視図、（Ｂ）はその断面図である。
【００８０】
まず、図１５に示すように、支持層１２を構成する基板１１２を準備する。基板１１２としては、例えば、厚さ３００μｍのシリコン単結晶基板が用いられる。
【００８１】
次に、図１６に示すように、酸素雰囲気中で加熱処理することで、基板１１２の表面に熱酸化膜１１２ａ、１１２ｂを全面に形成する。これにより、基板１１２の表面に絶縁膜を容易に形成することができる。なお、図においては基板１１２の表面側及び裏面側に熱酸化膜が形成された状態を示しているが、実際は基板の側面にも同様な熱酸化膜が形成される。
【００８２】
熱酸化膜１１２ａ、１１２ｂ（絶縁膜）はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）である。熱酸化膜１１２ａ、１１２ｂの膜厚は、例えば、約１μｍとすることができるが、上記の例に限らず、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることができる。なお、酸化膜の形成方法は、上述した熱酸化法に限られず、例えばＣＶＤ法などで形成した化学蒸着膜あるいはプラズマＴＥＯＳ膜で上記酸化膜を形成することも可能である。酸化膜を熱酸化法で形成することにより、結晶性等の膜質に優れた酸化膜を形成でき、後述する基板接合工程において安定した接合作用を得ることが可能となる。
【００８３】
続いて、図１７に示すように、基板１１２の一方の表面に形成した熱酸化膜１１２ａに、基板１１２の表面の一部を露出させる開口９０を形成する。
【００８４】
開口９０の形成方法としては、公知のフォトリソグラフィ技術を用いることができる。具体的には、熱酸化膜１１２ａの表面にフォトレジスト膜を形成した後、開口９０の形状パターンを有するマスクを介して上記フォトレジスト膜を露光する。その後、フォトレジスト膜を現像して開口９０の形状パターンに対応したレジストパターンを形成する。そして、基板１１２をフッ化アンモニウムなどの適宜の薬液に浸してレジストパターンの開口部に位置する熱酸化膜１１２ａをエッチングして除去する。
【００８５】
なお、説明及び理解の容易のため、開口９０は基板１１２上に１つだけ図示されているが、一枚の基板から複数（例えば数十〜数百）のセンサを同時に作製する場合には、開口９０は基板１１２上に複数個形成される。
【００８６】
次に、図１８に示すように、ベース層１１を構成する基板１１１を準備する。基板１１１としては、例えば、振動子部２と同じ厚さ１００μｍのシリコン単結晶基板が用いられる。基板１１１の大きさは、基板１１２とほぼ同一の大きさに形成されている。
【００８７】
そして、図１９に示すように、熱酸化膜１１２ａを挟んで基板１１１及び基板１１２を相互に貼り合わせる。また、基板１１１と基板１１２は一体接合されることで、以降の工程では、一枚の基板（ＳＯＩ基板１１０）としてハンドリングできるようになる。ここで、熱酸化膜１１２ａは、角速度センサ素子１におけるベース層１１と支持層１２の間を接合する接合層１３として機能する。
【００８８】
基板１１１、１１２の貼り合わせには、ＳＯＩ技術において一般的な基板接合技術を用いることができる。具体的には、加熱加圧技術を用いた原子拡散による固相接合を用いることができる。また、基板１１１、１１２の間に電圧を印加して接合する陽極接合法を用いることができる。さらに、接着剤を用いた接着接合も適用可能である。
【００８９】
続いて、図２０に示すように、酸素雰囲気中で加熱処理することで、基板１１１の表面に熱酸化膜１１１ａを全面に形成する。熱酸化膜１１１ａが形成される基板１１１の表面は、後に圧電機能層７が形成されるＳＯＩ基板１１０の主面に対応する。なお、図においては基板１１１の表面側に熱酸化膜が形成された状態を示しているが、実際は基板の側面にも同様な熱酸化膜が形成される。
【００９０】
熱酸化膜１１１ａ（絶縁膜）はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）である。熱酸化膜１１１ａの膜厚は特に限定されず、例えば、約１μｍとすることができるが、上記の例に限らず、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることができる。なお、酸化膜の形成方法は、上述した熱酸化法に限らず、例えばＣＶＤ法などで形成した化学蒸着膜あるいはプラズマＴＥＯＳ膜で上記酸化膜を形成することも可能である。酸化膜を熱酸化法で形成することにより、結晶性等の膜質に優れた酸化膜を形成できる。
【００９１】
次に、図２１に示すように、基板１１１の上に、熱酸化膜１１１ａを介して、上述した圧電機能層７、パッド９ａ〜９ｈ、バンプ１０、配線部１３ａ〜１３ｈ等を形成する。
【００９２】
このとき、基板１１２上の開口９０の形成位置に対応する基板１１１上の領域内に角速度センサの振動子部２、支持部１６（くびれ部８）及び緩衝部１５が配置されるように、また、熱酸化膜１１２ａの形成位置に対応する基板１１１上の領域内に角速度センサの基部２（固定部１９）が配置されるように素子形成領域を設定する。緩衝部１５の長さは、この素子形成領域で適宜設定することができる。なお、図において参照符号１０１は、個片化する前のウエハ状態における角速度センサを示し、１０２は当該角速度センサ１０１の振動子部、１０３は当該角速度センサ１０１の基部をそれぞれ示している。
【００９３】
圧電機能層７の形成方法としては、熱酸化膜１１１ａ上に共通電極４を構成する電極膜、圧電膜５、上部電極６を構成する電極膜をスパッタリング法などの薄膜形成方法を用いて適宜形成する。また、フォトリソグラフィ技術を用いて振動子部の各アーム部２１〜２３に対応する形状のパターン形成を行い、適宜エッチングを繰り返す。以上のようにして、図１に示した圧電機能層７を形成することができる。
【００９４】
続いて、図２２に示すように、開口９０の形成位置に対応する基板１１１上の領域をドライエッチングして、基板１１１を厚さ方向に貫通する、振動子部２の外形形状に対応したエッチング溝９１を形成する。このドライエッチング工程では、振動子部２の外形形状は勿論、支持部１６、必要に応じて補強部１７、及び緩衝部１５の外形加工が同時になされる。これにより、開口９０の直上に、振動子部１０２が形成される。
【００９５】
エッチング溝９１の形成方法としては、例えば、Deep RIE (Reactive Ion Etching)のようなシリコンの深堀加工技術を用いることができる。これは、エッチングプロセスと成膜プロセスを交互に繰り返し実施することで、エッチングパターンの側壁部に保護膜を形成しながらエッチングを進行させる加工技術である。これにより、基板の厚さ方向にエッチングを進行させる異方性エッチングを実現することができる。ここでは、エッチングガスとしてＳＦ６を、成膜ガスとしてＣ４Ｆ８をそれぞれ用いることができる。なお、エッチング溝９１の形成時、振動子部１０２や基部１０３の形成領域はレジスト等の保護膜で被覆される。
【００９６】
次に、図２３及び図２４に示すように、開口９０を介して振動子部１０２を露出させる貫通孔９３を基板１１２に形成する。
【００９７】
図２２に示した工程の終了によって振動子部１０２は独立した形態で形成されるため、上記貫通孔９３を形成せずとも振動子部１０２は基部１０３に対して振動することが可能となる。しかし、振動子部１０２の許容振幅は熱酸化膜１０２ａの厚み寸法に制限されるため、熱酸化膜１０２ａの膜厚によっては振動子部１０２の自由振動を確保できない場合がある。そこで、本実施の形態では以下に詳述するように振動子部１０２の下部領域に十分な空間を形成するため、上記貫通孔９３を形成するようにした。なお、熱酸化膜１０２ａの膜厚が十分である場合は、以下の工程は省略することができる。
【００９８】
貫通孔９３の形成工程では、図２３に示すように、ドライエッチングプロセスを用いて、基板１１２に開口９０の外形に対応したエッチング溝９２が環状に形成される。これにより、図２４に示すように、エッチング溝９２の内方側に位置する基板１１２のブロック部１１２ｐは、基板１１２との本体部との連続性が失われて分離される。また、ブロック部１１２ｐの形成領域は開口９０の形成によって基板１１１と分離されている。
【００９９】
したがって、エッチング溝９２の形成により、貫通孔９３を容易に形成することが可能となる。また、貫通孔９３の形成領域を全てエッチング除去する場合と比較して、エッチング面積を低減することができるので、効率よく貫通孔９３を形成することが可能となる。さらに、エッチング面積が大きい場合、エッチングガスの供給が間に合わなくなったり、ガス成分をプラズマ化して基板にイオンを照射するためのバイアスエネルギーが分散されたりすることで、エッチング効率が低下するおそれがあるが、本実施の形態ではこのような懸念を解消することが可能となる。
【０１００】
貫通孔９３の形成後、図２５に示すように、ＳＯＩ基板１１０をダイシングにより切断して、個々の角速度センサ素子１に個片化する。ダイシングラインは、角速度センサ１の基部３の外形とする。振動子部２は、エッチング溝９１により外形が形成されているので、このダイシング工程によって、図１２に示した角速度センサ素子７１が製造される。
【０１０１】
以上のように、本実施の形態においては、基板１１２は、基板１１１を支持する支持層として機能する。したがって、振動子部２の厚みと同等の厚みで構成された基板１１１のハンドリング性が高まるとともに、基板１１１の割れの発生を防止することが可能となる。
【０１０２】
本実施の形態によれば、基板１１１に対するウェットエッチングプロセスを用いることなく、ドライプロセスのみで振動子部２の外形が形成されている。したがって、エッチング精度を高めることができるとともに、基板上の面内エッチングレートの均一性が高まることで、振動子部２の厚み寸法が基板の面内位置に依存しない、感度特性に優れた角速度センサ素子７１を製造することが可能となる。また、振動子部の振動空間を上記絶縁膜の開口内に確保することができる。このため、振動子を直接エッチング液に曝すことなく上記振動空間を形成することができるとともに、エッチング液の使用によって圧電膜が被る悪影響を回避することができる。
【０１０３】
本実施の形態によれば、出発材料（基板１１１）の厚みで振動子部２の厚みを決定することができるので、振動子部の厚みの調整に機械加工を行う必要がなくなる。なお、ＳＯＩ基板１１０の作製後、基板１１１の主面を所定量研磨することによって、基板１１１の厚みを振動子部２の厚みに調整することも可能である。この場合、基板１１２は基板１１１の支持層として機能するので、研磨工程における基板１１１のハンドリング性、加工性が高められる。
【０１０４】
さらに、本実施の形態によれば、振動子部２を形成する基板１１１の面方位の選定に自由度が得られるため、振動子部の強度の向上を図れるようになる。
つまり、シリコン基板をウェットエッチングして振動子の振動空間を形成する方法においては、エッチング特性がシリコン基板の面方位に大きく依存するため、振動子の形成面に大きな制限があった。一方、シリコン基板は、一般に、そのへき開（又はへき界）面（（１１０）、（１１１）面）に沿った破壊が生じやすいことが知られている。このため、振動子のくびれ部分など応力が集中する部位に上記へき開面が存在すると、当該部位の強度が低下し、僅かな衝撃によって角速度センサの破壊を招くおそれがある。
これに対して、本実施の形態では、振動子部２が形成される基板１１１と、振動子部２の振動空間が形成される基板１１２とがそれぞれ別々の基板で構成されているため、振動子部２が形成される基板１１１の面方位の選定に高い自由度が得られる。したがって、基板１１１の面方位を適宜の方位に配向させることによって、振動子部２の破壊強度を向上させ、角速度センサの耐久性を高めることが可能となる。具体的には、振動子部２のくびれ部８の外面がシリコン基板のへき開面と交差するように、基板１１１あるいは振動子部２の面方位を選定することができる。
【０１０５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【０１０６】
例えば、以上の実施の形態では、振動子部２と緩衝部１５との間に形成される支持部１６の端部に補強部１７を形成する例について説明したが、当該補強部１７は必要に応じて省略されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る角速度センサ素子の実装面側を示す平面図である。
【図２】図１の角速度センサ素子の正面図である。
【図３】図１の角速度センサ素子の側面図である。
【図４】図１の角速度センサ素子の斜視図である。
【図５】図１の角速度センサにおける補強部の拡大図である。
【図６】図１の角速度センサ素子の実験モデルを示す模式図である。
【図７】図５に示した角速度センサ素子の緩衝部の長さと破壊数及び振動量との関係を示す実験結果である。
【図８】図１の角速度センサ素子の他の実験モデルを示す模式図である。
【図９】図８に示した角速度センサ素子の補強部の曲率半径と破壊数及び振動量との関係を示す実験結果である。
【図１０】図１の角速度センサ素子の更に他の実験モデルを示す模式図である。
【図１１】図１０に示した角速度センサ素子の補強部の曲率半径と破壊数及び振動量との関係を示す実験結果である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る角速度センサ素子の側面図及び背面図である。
【図１３】図１２の角速度センサ素子の実験モデルを示す模式図である。
【図１４】図１３に示した角速度センサ素子の緩衝部の長さと破壊数及び振動量との関係を示す実験結果である。
【図１５】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第２の層を形成する基板の準備工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図１６】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第２の層を形成する基板の表面への絶縁膜の形成工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図１７】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、絶縁膜への開口部の形成工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図１８】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第１の層を形成する基板と第２の層を形成する基板との接合工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図１９】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第１の層を形成する基板と第２の層を形成する基板との接合工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図２０】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第１の層を形成する基板の表面への絶縁膜の形成工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図２１】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第１の層を形成する基板の表面への圧電機能層の形成工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図２２】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第１の層を形成する基板に対する振動子部の外形加工工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図２３】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第１の層を形成する基板に対する振動子部の振動空間の形成工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図２４】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、第１の層を形成する基板に対する振動子部の振動空間の形成工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【図２５】図１２の角速度センサ素子の製造方法を説明する一工程図であり、素子の個片化工程を示す概略斜視図及び要部断面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１、７１…角速度センサ素子
２…振動子部
３…基部
４…下部電極（共通電極）
５、５１、５２、５３…圧電膜
６、６１、６２、６３…上部電極（駆動電極）
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ…上部電極（検出電極）
７…圧電機能層
８…くびれ部
９…パッド部
１０…バンプ
１１…ベース層
１２…支持層
１３…接合層
１４…連結部
１５…緩衝部
１６…支持部
１７…補強部
２１〜２３…アーム部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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