(57)【要約】      （修正有）【課題】工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制する振動片、電子機器、移動体、振動片の製造方法を提供する。【解決手段】検出部２２と、検出部２２の基板とは反対側の面から延出されている第１配線５８と、調整部２４と、調整部２４の基板とは反対側の面から延出されている第２配線６０と、検出部２２と調整部２４との間に設けられた駆動部３０と、駆動部３０の基板とは反対側の面から延出されている第３配線６４と、を備え、基板には、前記検出部２２、前記調整部２４、前記駆動部３０の前記基板側の面に接続されている下部電極３８と、前記下部電極３８と分離されているアイランド配線４０と、が設けられ、前記第１配線５８及び前記第２配線６０は、前記アイランド配線４０を介して電気的に互いに接続され、前記第３配線６６と前記アイランド配線４０との間には絶縁層（上部絶縁層）が設けられている。【選択図】図１
2015034720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に配置されている第１圧電素子と、
前記第１圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第１配線と、
前記基板に配置されている第２圧電素子と、
前記第２圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第２配線と、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間に設けられ、前記基板に配置されている第３圧電素子と、
前記第３圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第３配線と、
を備え、
前記基板には、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子の前記基板側の面に接続されている電極と、
前記電極と分離されているアイランド配線と、
が設けられ、
前記第１配線及び前記第２配線は、前記アイランド配線を介して電気的に互いに接続され、
前記第３配線と前記アイランド配線との間には絶縁層が設けられていることを特徴とする振動片。
【請求項２】
基板に配置されている第１圧電素子と、
前記第１圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第１配線と、
前記基板に配置されている第２圧電素子と、
前記第２圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第２配線と、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間に設けられ、前記基板に配置されている第３圧電素子と、
前記第３圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第３配線と、
を備え、
前記基板には、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子の前記基板側の面に接続されている電極と、
前記電極と分離されているアイランド配線と、
が設けられ、
前記第３配線は、前記アイランド配線に接続され、
前記第１配線及び前記第２配線は電気的に互いに接続され、
前記第１配線及び前記第２配線の少なくとも一方と前記アイランド配線との間には、絶縁層が設けられていることを特徴とする振動片。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子と同一の材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の振動片。
【請求項４】
前記基板は、基部と、前記基部から延出されている振動腕と、前記基部から前記振動腕に並行して延出されている調整腕と、を備え、
前記第１圧電素子は、前記振動腕に設けられた検出部を構成し、
前記第２圧電素子は、前記調整腕に設けられた調整部を構成し、
前記第３圧電素子は、前記振動腕に設けられた駆動部を構成し、
前記第１配線、前記第２配線、前記第３配線は、前記基部に延出し、
前記アイランド配線は、前記基部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動片。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動片を有することを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動片を有することを特徴とする移動体。
【請求項７】
基板上に、電極層、第１絶縁層の順に積層する工程と、
前記第１絶縁層を、前記基板上に形成する第１圧電素子、第２圧電素子、第３圧電素子の外形に倣ってパターニングするとともに、前記電極層の前記第１絶縁層から露出した部分に前記電極層から分離したアイランド配線をパターニングする工程と、
前記アイランド配線上に第２絶縁層を形成するとともに前記アイランド配線の前記第２絶縁層からの露出部分を一対形成する工程と、
前記第１圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して前記アイランド配線の前記露出部分の一方に接続する第１配線と、前記第２圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して前記アイランド配線の前記露出部分の他方に接続する第２配線と、前記第３圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して２つの前記露出部分の間であって前記第２絶縁層に覆われた部分上に設けられる第３配線と、を同時に形成する工程と、
を含むことを特徴とする振動片の製造方法。
【請求項８】
基板上に、電極層、第１絶縁層の順に積層する工程と、
前記第１絶縁層を、前記基板上に形成する第１圧電素子、第２圧電素子、第３圧電素子の外形に倣ってパターニングするとともに、前記電極層の前記第１絶縁層からの露出部分に前記電極層から分離したアイランド配線をパターニングする工程と、
前記アイランド配線上に絶縁層を形成するとともに前記アイランド配線の前記第２絶縁層からの露出部分を形成する工程と、
前記第１圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出する第１配線と、前記第２圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出する第２配線と、前記第３圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して前記アイランド配線に接続する第３配線と、を同時に形成するとともに、前記第１配線及び前記第２配線のいずれか一方を、前記第２絶縁層上を通過させ、前記第１配線及び前記第２配線を互いに接続させる工程と、
を含むことを特徴とする振動片の製造方法。
【請求項９】
前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層と同一の材料により前記第１絶縁層と同時に形成することを特徴とする請求項７または８に記載の振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動片、電子機器、移動体、振動片の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラやビデオカメラ等の振動制御補正（いわゆる手振れ補正）等には、角速度、加速度等の物理量を検出する角速度センサーが用いられる。例えば、特許文献１に記載の角速度センサーは、２つの振動腕と、この２つの振動腕の一端同士を接続する基部とで構成された音叉型の振動片を有する。この振動片は圧電体材料で構成されており、各振動腕には、駆動電極及び検出電極がそれぞれ設けられている。
【０００３】
上述したような２つの振動腕を有する音叉は、一般に基板をエッチング加工することにより形成される。その際、その基板のエッチング異方性や加工プロセスのばらつき等により、音叉の寸法を設計通りに加工することは難しい。そのため、音叉が意図しない形状となり、振動腕が角速度を受けていない状態でも、振動腕が駆動方向と異なる方向に撓んでしまう場合がある。このような振動腕の撓みに伴って検出電極から不要信号を出力してしまうと、検出精度の低下を招くこととなる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、振動腕に並行して基部から延出し振動腕の振動に連動して振動する調整腕を設け、この調整腕に、検出部と同様の構成を有する調整電極を設けている。そして、調整電極からは検出電極からの不要信号の逆位相の信号を出力させることにより、検出電極からの不要信号を調整電極からの信号により相殺して、検出精度の低下を防止している。
【０００５】
一方、上述の音叉型の振動片は、非圧電材料で形成する場合があり、この場合、駆動電極、検査電極のかわりに、一対の電極間に圧電体層を介挿した駆動部、検出部、調整部を設けることになる。この場合、検出部の上部電極と調整部の上部電極とを接続しつつ、これらの上部電極と駆動部の上部電極とを絶縁させるための構成が必要となる。しかし、駆動部が、検出部と調整部の間に配置されることになるので、駆動部が検出部及び調整部と短絡しないように以下のような工程が必要となる。
【０００６】
（１）基板の表面に、下部電極を形成する下部電極層、圧電層、上部電極を形成する上部電極層の順に積層する。
（２）下部電極層、圧電層、上部電極層を、駆動部、検出部、調整部の外形に倣ってそれぞれパターニングを行なう。
（３）検出部の上部電極、調整部の上部電極、駆動部の上部電極を露出させた状態で第１絶縁層を積層する。
（４）検出電極の上部電極に接続する配線、調整電極の上部電極に接続する配線、駆動電極の上部電極に接続する配線をパターニングによりそれぞれ形成する。
（５）駆動電極の上部電極に接続する配線上にパターニングにより第２絶縁層を形成する。
（６）検出電極の上部電極に接続する配線と、調整電極の上部電極に接続する配線とを電気的に互いに接続する乗り越え配線をパターニングにより第２絶縁層を跨ぐように形成する。
（７）振動片の外形を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】２０１２−１１２７４８号公報
【発明の概要】
【０００８】
しかし、上記工程では、工程（５）及び工程（６）、すなわち、検出電極の上部電極に接続する配線と、調整電極の上部電極に接続する配線とを電気的に互いに接続するための工程を独自に必要とするため、工程数が増加してコストがかかるとともに、工程数の増加により製造バラつきが大きくなるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制する振動片、電子機器、移動体、及び振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態もしくは適用例として実現することが可能である。
［適用例１］基板に配置されている第１圧電素子と、前記第１圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第１配線と、前記基板に配置されている第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第２配線と、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間に設けられ、前記基板に配置されている第３圧電素子と、前記第３圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第３配線と、を備え、前記基板には、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子の前記基板側の面に接続されている電極と、前記電極と分離されているアイランド配線と、が設けられ、前記第１配線及び前記第２配線は、前記アイランド配線を介して電気的に互いに接続され、前記第３配線と前記アイランド配線との間には絶縁層が設けられていることを特徴とする振動片。
【００１１】
上記構成により、第１配線と第２配線とをアイランド配線を介して電気的に互いに接続し、且つ第３配線をアイランド配線上の絶縁層に配置してアイランド配線を跨ぎ越すことにより、第３配線が第１配線及び第２配線から絶縁する立体交差が基板上に構築される。ここで、基板上には、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子の前記基板上に配置された電極とアイランド配線を形成する層と、前記第１配線、前記第２配線、前記第３配線を形成する層が存在することになるが、第１配線と第２配線とを接続するための層は独自には存在しない。また各層は一回で成長することができる。したがって、独自に第１配線と第２配線とを接続するため工程を経ることなく、前述の立体交差を構築することができるので、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制した振動片となる。
【００１２】
［適用例２］基板に配置されている第１圧電素子と、前記第１圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第１配線と、前記基板に配置されている第２圧電素子と、前記第２圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第２配線と、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間に設けられ、前記基板に配置されている第３圧電素子と、前記第３圧電素子の前記基板とは反対側の面から延出されている第３配線と、を備え、前記基板には、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子の前記基板側の面に接続されている電極と、前記電極と分離されているアイランド配線と、が設けられ、前記第３配線は、前記アイランド配線に接続され、前記第１配線及び前記第２配線は電気的に互いに接続され、前記第１配線及び前記第２配線の少なくとも一方と前記アイランド配線との間には、絶縁層が設けられていることを特徴とする振動片。
【００１３】
上記構成により、第３配線をアイランド配線に接続し、且つ第１配線及び第２配線のいずれか一方をアイランド配線上の絶縁層に配置してアイランド配線を跨ぎ越すことにより、第３配線が第１配線及び第２配線から絶縁する立体交差が基板上に構築される。ここで、基板上には、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子の前記基板上に配置された電極とアイランド配線を形成する層と、前記第１配線、前記第２配線、前記第３配線を形成する層が存在することになるが、第１配線と第２配線とを接続するための層は独自には存在しない。また各層は一回で成長することができる。したがって、独自に第１配線と第２配線とを接続するため工程を経ることなく、前述の立体交差を構築することができるので、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制した振動片となる。
【００１４】
［適用例３］前記絶縁層は、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子と同一の材料であることを特徴とする適用例１または２に記載の振動片。
上記構成により、絶縁層を独自に形成する工程を省略することができるのでコストを抑制することができる。
【００１５】
［適用例４］前記基板は、基部と、前記基部から延出されている振動腕と、前記基部から前記振動腕に並行して延出されている調整腕と、を備え、前記第１圧電素子は、前記振動腕に設けられた検出部を構成し、前記第２圧電素子は、前記調整腕に設けられた調整部を構成し、前記第３圧電素子は、前記振動腕に設けられた駆動部を構成し、前記第１配線、前記第２配線、前記第３配線は、前記基部に延出し、前記アイランド配線は、前記基部に配置されていることを特徴とする適用例１乃至３のいずれか１項に記載の振動片。
上記構成により、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制する振動片となる。
【００１６】
［適用例５］適用例１乃至４のいずれか１項に記載の振動片を有することを特徴とする電子機器。
上記構成により、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制する電子機器となる。
【００１７】
［適用例６］適用例１乃至４のいずれか１項に記載の振動片を有することを特徴とする移動体。
上記構成により、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制する移動体となる。
【００１８】
［適用例７］基板上に、電極層、第１絶縁層の順に積層する工程と、前記第１絶縁層を、前記基板上に形成する第１圧電素子、第２圧電素子、第３圧電素子の外形に倣ってパターニングするとともに、前記電極層の前記第１絶縁層から露出した部分に前記電極層から分離したアイランド配線をパターニングする工程と、前記アイランド配線上に第２絶縁層を形成するとともに前記アイランド配線の前記第２絶縁層からの露出部分を一対形成する工程と、前記第１圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して前記アイランド配線の前記露出部分の一方に接続する第１配線と、前記第２圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して前記アイランド配線の前記露出部分の他方に接続する第２配線と、前記第３圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して２つの前記露出部分の間であって前記第２絶縁層に覆われた部分上に設けられる第３配線と、を同時に形成する工程と、を含むことを特徴とする振動片の製造方法。
上記方法により、独自に第１配線と第２配線とを接続するため工程を経ることなく、立体交差を構築することができるので、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制することができる。
【００１９】
［適用例８］基板上に、電極層、第１絶縁層の順に積層する工程と、前記第１絶縁層を、前記基板上に形成する第１圧電素子、第２圧電素子、第３圧電素子の外形に倣ってパターニングするとともに、前記電極層の前記第１絶縁層からの露出部分に前記電極層から分離したアイランド配線をパターニングする工程と、前記アイランド配線上に絶縁層を形成するとともに前記アイランド配線の前記第２絶縁層からの露出部分を形成する工程と、前記第１圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出する第１配線と、前記第２圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出する第２配線と、前記第３圧電素子を構成する前記第１絶縁層の上面から延出して前記アイランド配線に接続する第３配線と、を同時に形成するとともに、前記第１配線及び前記第２配線のいずれか一方を、前記第２絶縁層上を通過させ、前記第１配線及び前記第２配線を互いに接続させる工程と、を含むことを特徴とする振動片の製造方法。
上記方法により、独自に第１配線と第２配線とを接続するため工程を経ることなく、立体交差を構築することができるので、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制することができる。
【００２０】
［適用例９］前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層と同一の材料により前記第１絶縁層と同時に形成することを特徴とする適用例７または８に記載の基板上配線の製造方法。
上記構成により、第２絶縁層を独自に形成する工程を省略することができるのでコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の振動片の平面図である。
【図２】第１実施形態の振動片の下部電極、アイランド配線、グランド端子の平面図である。
【図３】第１実施形態の振動片の製造工程（下部絶縁層、下部電極層、圧電層、上部電極層の積層工程）を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】第１実施形態の振動片の製造工程（圧電層、上部電極層のパターニング工程）を示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】第１実施形態の振動片の製造工程（下部電極層のパターニング工程）を示す平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】第１実施形態の振動片の製造工程（上部絶縁層のパターニング工程）を示す平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１４】第１実施形態の振動片の製造工程（配線のパターニング工程）を示す平面図である。
【図１５】図１４（図１）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】図１４（図１）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１７】第２実施形態の振動片の平面図である。
【図１８】第２実施形態の振動片の下部電極、アイランド配線等の平面図である。
【図１９】第２実施形態の振動片の変形例の平面図である。
【図２０】第３実施形態の振動片の製造工程（下部電極層のパターニング工程）を示す平面図である。
【図２１】図２０のＡ−Ａ線断面図である。
【図２２】図２０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２３】第３実施形態の振動片の製造工程（圧電層のパターニング工程）を示す平面図である。
【図２４】図２３のＡ−Ａ線断面図である。
【図２５】図２３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２６】第３実施形態の振動片の製造工程（配線のパターニング工程）を示す平面図である。
【図２７】図２６のＡ−Ａ線断面図である。
【図２８】図２６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２９】第４実施形態の振動片の平面図である。
【図３０】本実施形態の振動片を用いた角速度センサーの平面図である。
【図３１】図３０のＡ−Ａ線断面図である。
【図３２】本実施形態の振動片を用いた電子機器（高機能携帯）の斜視図である。
【図３３】本実施形態の振動片を用いた電子機器（デジタルスチルカメラ）の斜視図である。
【図３４】本実施形態の振動片を用いた移動体（自動車）の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２３】
図１に、第１実施形態の振動片の平面図を示す。また、図２に、第１実施形態の振動片の下部電極、アイランド配線、グランド端子の平面図を示す。そして、図１５に、図１４（図１）のＡ−Ａ線断面図、図１６に図１４（図１）のＢ−Ｂ線断面図を示す。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態における振動片１０は、角速度センサー１００（図３０参照）等のセンサー素子として用いられる。振動片１０の本体１２は、シリコン等の非圧電体により音叉型に形成されたものであり、基部１６、振動腕１８、調整腕２０により構成されている。そして本体１２の主面１４には、後述のように検出部２２（第１圧電素子を包含）、調整部２４（第２圧電素子を包含）、駆動部３０，３２（第３圧電素子を包含）等が設けられている。これら、基部１６、振動腕１８、調整腕２０、検出部２２、調整部２４、駆動部３０，３２は、図１に示すように、左右対称となるように配置される。
【００２５】
（振動片の本体）
矩形の基部１６は、後述のパッケージ１０４（図３０参照）に固定される部分であるとともに、各種配線、各種端子が配置されている。振動腕１８は、基部１６の一辺から互いに平行に一対で延出している。調整腕２０は、振動腕１８が延出した一辺に隣接する基部１６の互いに対向する辺からそれぞれ延出し、その途中で振動腕１８と平行となるように折れ曲がった形状を有している。本実施形態では、調整腕２０は、振動腕１８よりも短く形成されている。
【００２６】
（下部電極）
図２等に示すように、下部電極３８は、検出部２２、調整部２４、駆動部３０，３２の共通の電極となっており、基部１６に配置されたグランド端子４２に電気的に接続されている。
【００２７】
（アイランド配線）
アイランド配線４０は、下部電極３８と同一面上（下部電極３８と同一材料）に形成されているが、下部電極３８とは空間的に離間し、電気的に絶縁している。本実施形態は、アイランド配線４０が、下部電極３８に囲まれた配置となっているが、アイランド配線４０と下部電極３８とが互いに離間できる範囲で様々な配置をとることができる。なお、下部電極３８、グランド端子４２、アイランド配線４０は、本体１２の主面１４に積層された下部絶縁層３４（図４等参照）上に配置される。
【００２８】
（振動片の主面に配置される検出部、調整部、駆動部）
図１に示すように、振動腕１８には、検出部２２、駆動部３０，３２が配置されている。検出部２２は、下部電極３８、第１圧電素子である圧電層４４ａ（絶縁層）、上部電極４８ａの３層構造を有しており（図１６）、振動腕１８の中央において振動腕１８の長手方向に沿って長手方向を有するように配置されている。
【００２９】
調整腕２０には、調整部２４が配置されている。調整部２４は、検出部２２同様に、下部電極３８、第２圧電素子である圧電層（絶縁層、本実施形態では不図示）、上部電極４８ｂ（図６）の３層構造を有しており、調整腕２０の長手方向に沿って長手方向を有するように配置されている。また、調整部２４は、調整腕２０の長手方向に沿って延びる共通部２６と、共通部２６と交差する方向に分岐する多数（本実施形態では１０個）の分岐部２８と、を有する。
【００３０】
駆動部３０、３２は、調整腕２０の長手方向に沿って長手方向を有し、振動腕１８において検出部２２を両側から挟むように配置されている。駆動部３０は、振動腕１８の外側となる位置に配置され、駆動部３２は、振動腕１８の内側となる位置に配置されている。駆動部３０は、検出部２２同様に、下部電極３８、第３圧電素子である圧電層４４ｃ（絶縁層）、上部電極４８ｃの３層構造を有している（図１６）。駆動部３２は、下部電極３８、第３圧電素子である圧電層４４ｄ（絶縁層）、上部電極４８ｄの３層構造を有している（図１６）。
【００３１】
（圧電層）
圧電層４４（図４、図５），４４ａ，４４ｃ，４４ｄは、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等で形成され、検出部２２、調整部２４、駆動部３０，３２において同一材料で形成されている。駆動部３０の圧電層４４ｃに上部電極４８ｃ及び下部電極３８を用いて電圧を印加することにより圧電層４４ｃが変形する。同様に、駆動部３２の圧電層４４ｄに上部電極４８ｄ及び下部電極３８を用いて電圧を印加することにより圧電層４４ｄが変形する。また検出部２２の圧電層４４ａ（調整部の圧電層も同様）を変形させると上部電極４８ａから電荷（電流）を取り出すことができる。
【００３２】
（上部絶縁層）
振動片１０の本体１２の主面１４には、下部電極３８、アイランド配線４０等を覆うように上部絶縁層５０が積層されている。上部絶縁層５０の上部電極４８ａ，４８ｂ（図１１参照），４８ｃ，４８ｄに対向する部分には、上部電極４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄを露出させる開口部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ（図１１）が形成されている。また上部絶縁層５０のアイランド配線４０の両端部に対向する部分にはアイランド配線４０を露出させる開口部５４ａ，５４ｂが形成されている。さらに上部絶縁層５０のグランド端子４２に対向する部分にはグランド端子４２を露出させる開口部５６が形成されている。
【００３３】
（振動片の主面に配置される配線）
第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、第４配線６８は、上部絶縁層５０上に積層される。検出部２２に接続する第１配線５８は、開口部５２ａにおいて上部電極４８ａ上に配置され（図１６）、基部１６の開口部５４ａに向けて延出し、開口部５２ａにおいてアイランド配線４０上に配置される。調整部２４に接続する第２配線６０は、開口部５２ｂ（図１１）において上部電極４８ｂ上に配置されて基部１６に向けて延出する。また、第２配線６０は、基部１６の開口部５４ｂ上を通過するとともに、開口部５４ｂにおいてアイランド配線４０上に配置される。これにより、第１配線５８と第２配線６０は、アイランド配線４０を介して電気的に互いに接続される。そして、左右に配置された第２配線６０は、上部絶縁層５０上に配置された検出端子６２を介して電気的に互いに接続される。
【００３４】
駆動部３０に接続する第３配線は、開口部５２ｃにおいて上部電極４８ｃ上に配置され（図１６）、基部１６に向けて延出し、アイランド配線４０上を通過する。そして、左右に配置された第３配線６４は、上部絶縁層５０上に配置された駆動端子６６を介して電気的に互いに接続される。駆動部３２に接続する第４配線６８は、開口部５２ｄにおいて上部電極４８ｄ上に配置され（図１６）、基部１６に向けて延出する。そして、左右に配置された第４配線６８は、上部絶縁層５０上に配置された駆動端子７０を介して電気的に互いに接続される。これら第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、第４配線６８も、振動片１０の本体１２において左右対称となるように配置されている。また、下部電極３８と第１乃至第４配線との間は、上部絶縁層５０により電気的に互いに絶縁している。そして、アイランド配線４０上を通過する第３配線６４は、アイランド配線４０上に配置された上部絶縁層５０により、アイランド配線４０から電気的に絶縁している。
【００３５】
（振動片の特徴部分）
本実施形態では、基板（基部１６、振動腕１８、調整腕２０）上に、検出部２２、調整部２４の下部電極３８から分離したアイランド配線４０が配置されている。そして、第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、及びアイランド配線４０により、第１配線５８と第２配線６０とを電気的に互いに接続し、且つ第３配線６４を第１配線５８及び第２配線６０から絶縁する立体交差が形成されていることが特徴となっている。
【００３６】
上記構成により、基板上には、検出部２２、調整部２４、駆動部３０，３２の基板上に配置された下部電極３８とアイランド配線４０を形成する層と、第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４を形成する層が存在することになるが、第１配線５８と第２配線６０とを接続するための層は独自には存在しない。また各層は一回で成長することができる。したがって、独自に第１配線５８と第２配線６０とを接続するため工程を経ることなく、立体交差を構築することができるので、工程数の増加を抑制して、コストと製造バラつきを抑制する基板の配線構造、及び振動片１０となる。
【００３７】
（振動片の動作）
本実施形態では、駆動端子６６、駆動端子７０に互いに逆位相の駆動周波数の電圧を印加することにより振動腕１８が、その駆動周波数で互いに逆位相で屈曲振動（音叉振動）する。この際、調整腕２０の固有周波数が駆動周波数に近いと、振動が基部１６を介して伝播し、調整腕２０が、本体１２の面内方向に屈曲振動する。
【００３８】
この状態で、振動腕１８の長手方向を回転軸とする角速度が印加されると、振動腕１８がコリオリ力により主面１４の法線方向に振動（ウォークモード振動と呼ばれる）し、検出部２２から検出信号が出力される。そして振動片１０では、駆動周波数（ｆｄ）、調整腕２０の振動周波数（ｆａ）、検出周波数（ｆｓ）の関係が、ｆｓ＞ｆｄ＞ｆａとなるように調整されている。なお、調整部２４の分岐部２８を共通部２６から適宜切断若しくはトリミングすることにより、振動周波数（ｆａ）を駆動周波数（ｆｄ）に近づける調整や、検出部２２からの漏れ信号の振幅を目標値以下にする調整が可能となっている。
【００３９】
（振動片の製造工程）
図３乃至図１６に第１実施形態の振動片の製造工程を示す平面図及び断面図を示す。本実施形態の振動片の製造工程について説明する。図３に示すように、振動片１０の本体１２の材料となる基板（不図示）をエッチングすることにより、本体１２の外形を形成し、図４、図５に示すように、本体１２の主面１４に、下部絶縁層３４、下部電極層３６、圧電層４４、上部電極層４６の順に積層する。
【００４０】
図６、図７、図８に示すように、圧電層４４及び上部電極層４６を、検出部２２、調整部２４、駆動部３０，３２の外形に倣ってエッチング等によりパターニングする。これにより、圧電層４４ａ，４４ｃ，４４ｄ（調整部２４の圧電層は不図示）、上部電極４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄが形成される。
【００４１】
図９、図１０に示すように、下部電極層３６を、アイランド配線４０、グランド端子４２の外形に倣ってパターニングする。これにより、下部電極層３６は、下部電極３８と、下部電極３８に接続したグランド端子４２と、下部電極３８から離間したアイランド配線４０となる。
【００４２】
図１１、図１２、図１３に示すように、振動片１０の本体１２の主面１４に上部絶縁層５０を積層するとともに、検出部２２の上部電極４８ａを露出させる開口部５２ａ、調整部２４の上部電極４８ｂを露出させる開口部５２ｂ、駆動部３０の上部電極４８ｃを露出させる開口部５２ｃ、駆動部３２の上部電極４８ｄを露出させる開口部５２ｄ、アイランド配線４０の第１配線５８の通過位置を露出させる開口部５４ａ、アイランド配線４０の第２配線６０の通過位置を露出させる開口部５４ｂ、グランド端子４２を露出させる開口部５６、を形成するようにパターニングする。このとき、各開口部は、その下部にある電極及び端子の外形よりもやや内側に縁を有するように形成する。
【００４３】
図１４、図１５、図１６に示すように、振動片１０の本体１２の主面１４（上部絶縁層５０）に配線層（不図示）を積層するとともに、第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、第４配線６８、検出端子６２、駆動端子６６、駆動端子７０の外形に倣ってパターニングする。このとき、第１配線５８は、上部電極４８ａ上に配置された開口部５２ａを覆うように、第２配線６０は、上部電極４８ｂ上に配置された開口部５２ｂを覆うように、第３配線６４は、上部電極４８ｃ上に配置された開口部５２ｃを覆うように、第４配線６８は、上部電極４８ｄ上に配置された開口部５２ｄを覆うように（平面視で各配線の外形が各上部電極の外形と重なるように）形成される。
【００４４】
また第１配線５８は、アイランド配線４０上に配置された開口部５４ａを覆うように、第２配線６０は、アイランド配線４０上に配置された開口部５４ｂを覆うように形成される。そして、第３配線６４は、上部絶縁層５０上であってアイランド配線４０の上方となる位置を通過するように形成される。
【００４５】
よって、本実施形態では、第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、第４配線６８を形成する工程において、第１配線５８と第２配線６０とを、既に形成されたアイランド配線４０を介して電気的に接続するとともに第３配線６４とアイランド配線４０との短絡を回避するようになっている。すなわち、本実施形態では、下部電極３８と同時に形成させたアイランド配線４０を介して第１配線５８と第２配線６０との電気的な接続経路を高さ方向（本体１２の厚み方向）に迂回させることにより、第１配線５８及び第２配線６０の第３配線６４に対する電気的な短絡が回避可能な立体交差を構築している（図１５参照）。
【００４６】
なお、上述の製造工程の上部絶縁層５０に各種開口部を形成する工程では、上部絶縁層５０のみならず、その下にある上部電極４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ、アイランド配線４０を貫通し、その下地となる圧電層４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ、下部絶縁層３４の途中の深さまでエッチングが進行してしまう場合がある。しかし、その後配線層（不図示）を積層することにより、配線層（不図示）が上部電極４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ及びアイランド配線４０のエッチングによる消失部分を補うことができ、振動片１０を確実に製造することができる。また、本実施形態では、上部電極４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ上には、それぞれ必ず第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、第４配線６８が形成されるので、図３、図４、図５に示す上部電極層４６の積層を省略することができる。この場合、第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、第４配線６８は、それぞれ圧電層４４ａ、調整部２４の圧電層、圧電層４４ｃ、圧電層４４ｄの上面に直接積層され、その上面からそれぞれ延出することになる。また、図３に示すように、本実施形態では、まず振動片１０の本体１２の外形を形成しているが、外形形成は、上述の配線層（不図示）のパターニング後に行ってもよい。
【００４７】
（第２実施形態）
図１７に、第２実施形態の振動片の平面図を示し、図１８に、第２実施形態の振動片の下部電極、アイランド配線等の平面図を示す。また、図１９に、第２実施形態の振動片の変形例の平面図を示す。なお、以下の実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素については同一番号を付し、必要な場合を除いてその説明を省略する。
【００４８】
第２実施形態の振動片１０ａの基本構造は第１実施形態と共通するが、下部電極３８と同時に形成させたアイランド配線４０を介して第３配線６４の電気的な接続経路を高さ方向（本体１２の厚み方向）に迂回させることにより、第１配線５８と第２配線６０との接続において、第３配線６４に対する電気的な短絡が回避可能な立体交差を構築している。すなわち、第３配線６４は、上部電極４８ｃ（図１６）に接続する第３配線６４ａと、駆動端子６６に接続する第３配線６４ｂに分離され、両者はその下層にあるアイランド配線４０により電気的に接続されている。
【００４９】
一方、第１配線５８と第２配線６０は、第１配線５８がアイランド配線４０上を通過することにより第２配線６０に接続している。また、本実施形態では、第２配線６０がアイランド配線４０上を通過するように構成することも可能である。第２実施形態の振動片１０ａの製造工程は、パターニングの形態は異なるが、第１実施形態と同様となるので説明を省略する。なお、図１９に示す変形例のように、第３配線６４のみならず、第１配線５８、第２配線６０の電気的接続経路も個別に形成したアイランド配線４０側に一旦落とすように構成してもよい。
【００５０】
（第３実施形態）
図２０乃至図２８に、第３実施形態の振動片の製造工程を示す。第３実施形態の振動片１０ｂは、基本構成は第１、第２実施形態と類似するが、上部絶縁層５０の積層を省略し、圧電層４４のパターニングにより、アイランド配線４０を用いた立体交差を形成することが特徴となっている。これにより、工程数を削減し、コストを抑制することができる。
【００５１】
図２０、図２１、図２２に示すように、振動片１０ｂの本体１２の主面１４に下部絶縁層３４、下部電極層３６（不図示）の順に積層するとともに、検出部２２と駆動部３０，３２の共用の下部電極３８ａ、調整部２４の下部電極３８ｂ、下部電極３８ａと下部電極３８ｂを接続する接続配線７２ａ、グランド端子４２、グランド端子４２と下部電極３８ａとを接続する接続配線７２ｂ、アイランド配線４０の外形に倣って下部電極層３６（不図示）をパターニングする。
【００５２】
図２３、図２４、図２５に示すように、振動片１０ｂの本体１２の主面１４に圧電層４４（不図示）を積層するとともに、圧電層４４（不図示）を検出部２２、調整部２４、駆動部３０，３２、絶縁部７４の外形に倣ってパターニングする。ここで、絶縁部７４は、アイランド配線４０上に配置され、第３配線６４がアイランド配線４０に短絡することなくその上を通過させるためのものである。絶縁部７４は、圧電層４４（不図示）により形成されているが、圧電層４４（不図示）は、この部分ではあくまで絶縁体として利用される。
【００５３】
また、調整部２４を形成する圧電層４４ｂは、接続配線７２ａと第２配線６０との短絡を防止するため、平面視で接続配線７２ａと第２配線６０とが重なる部分まで覆うように形成される（図２６参照）。駆動部３０を形成する圧電層４４ｃは、接続配線７２ａと第３配線６４との短絡を防止するため、平面視で接続配線７２ａと第３配線６４とが重なる部分まで覆うように形成される（図２６参照）。駆動部３２を形成する圧電層４４ｄは、接続配線７２ｂと第４配線６８との短絡を防止するため、平面視で接続配線７２ｂと第４配線６８とが重なる部分まで覆うように形成される（図２６参照）。
【００５４】
図２６、図２７、図２８に示すように、振動片１０ｂの本体１２の主面１４に配線層（不図示）を積層するとともに、第１配線５８、第２配線６０、第３配線６４、第４配線６８、グランド端子４２、検出端子６２、駆動端子６６、駆動端子７０の外形に倣ってパターニングする。これにより、第１配線５８は、圧電層４４ａ（図１１）上、下部絶縁層３４上、アイランド配線４０上の順に連続的に繋がって配置された形となる。第２配線６０は、圧電層４４ｂ（図１１）上、下部絶縁層３４上、アイランド配線４０上、下部絶縁層３４上の順に連続的に繋がって配置され検出端子６２に接続された形となる。これにより、第１配線５８は、アイランド配線４０を介して第２配線６０と電気的に接続される。
【００５５】
第３配線６４は、圧電層４４ｃ（図１１）上、下部絶縁層３４上、絶縁部７４上、下部絶縁層３４上の順に繋がって配置され駆動端子６６に接続された形となる。第４配線６８は、圧電層４４ｄ（図１１）上、下部絶縁層３４上の順に繋がって配置され駆動端子７０に接続された形となる。
【００５６】
ここで、第２配線６０は、接続配線７２ａ上を通過するが、第２配線６０と接続配線７２ａの間には圧電層４４ｂ（絶縁層）があるので第２配線６０と接続配線７２ａとの短絡は回避される。第３配線６４は、接続配線７２ａ上を通過するが、第３配線６４と接続配線７２ａの間には圧電層４４ｃ（絶縁層）があるので第３配線６４と接続配線７２ａとの短絡は回避される。また、第３配線６４は、絶縁部７４上を通過して駆動端子６６に接続している。これにより、第１配線５８及び第２配線６０が第３配線６４に対して電気的に短絡することを回避している。第４配線６８は、接続配線７２ｂ上を通過するが、第４配線６８と接続配線７２ａの間には圧電層４４ｄ（絶縁層）があるので第４配線６８と接続配線７２ｂとの短絡は回避される。
【００５７】
本実施形態は、下部電極３８ａ，３８ｂと同時に形成させたアイランド配線４０とアイランド配線４０上に配置された絶縁部７４を利用して第３配線６４の電気的な接続経路を高さ方向（本体１２の厚み方向）に迂回させることにより、第１配線５８及び第２配線６０の第３配線６４に対する電気的な短絡が回避可能な立体交差を第１、第２実施形態よりも少ない製造工程で構築している。
【００５８】
（第４実施形態）
図２９に、第４実施形態の振動片の平面図を示す。第４実施形態の振動片１０ｃの基本構成は第３実施形態と同様に、上部絶縁層５０の形成を省略したものである。しかし、下部電極３８ａ，３８ｂと同時に形成させたアイランド配線４０とアイランド配線４０上に配置された絶縁部７４を利用して第１配線５８（第２配線６０でもよい）を高さ方向（本体１２の厚み方向）に迂回させている。すなわち、第４実施形態の振動片１０ｃでは、第３配線６４は、圧電層４４ｃとアイランド配線４０とを接続する第３配線６４ａと、アイランド配線４０と駆動端子６６を接続する第３配線６４ｂから構成される。そして、第１配線５８はアイランド配線４０上に配置された絶縁部７４を通過して第２配線６０に接続している。第４実施形態の振動片１０ｃの製造工程は第３実施形態と同様なので説明を省略する。
【００５９】
（角速度センサー）
図３０に、本実施形態の振動片を用いた角速度センサーの平面図を示し、図３１に、図３０のＡ−Ａ線断面図を示す。本実施形態の振動片１０（振動片１０ａ，１０ｂ，１０ｃを含む）を用いた角速度センサー１００について説明する。なお、図３０はリッド１０８を透視した状態を表している。図３０、図３１において、角速度センサー１００は、センサー素子としての振動片１０と、振動片１０を駆動させる回路と検出部２２（図３０では不図示）からの信号を検出する回路（共に図示せず）とを含む電子部品としてのＩＣチップ１０２と、振動片１０及びＩＣチップ１０２を格納するパッケージ１０４と、から構成されている。
【００６０】
パッケージ１０４は、パッケージ本体１０６と蓋部材としてのリッド１０８とで内部空間を有して構成されており、この内部空間に振動片１０とＩＣチップ１０２とが格納されている。パッケージ本体１０６は、セラミックス等で成形された平面形状が矩形の容器である。パッケージ本体１０６の内部は２段構成の底面が設けられており、最下部底面１１０にはＩＣチップ１０２が接着剤（不図示）等によって固着されている。また振動片１０は、主面１４の反対側の裏面においてパッケージ本体１０６の上部底面１１２に接着剤１１４によって固着されている。なお、角速度センサー１００は、図３０，３１では、前述した第１実施形態の振動片１０を例示しているが、第２実施形態乃至第４実施形態の振動片も適用できる。
【００６１】
パッケージ本体１０６の上部底面１１２には、接続端子１１６が複数形成されている。接続端子１１６は、振動片１０の主面１４に設けられたグランド端子４２、検出端子６２、駆動端子６６、駆動端子７０にボンディングワイヤー１１８によって接続されている。また接続端子１１６は、パッケージ本体１０６の上部底面１１２及び最下部底面１１０に連続して設けられた配線（不図示）によってＩＣチップ１０２に設けられた端子に接続される。
【００６２】
角速度センサー１００は、パッケージ本体１０６内にＩＣチップ１０２及び振動片１０を固着し、両者を電気的接合した後、パッケージ本体１０６の周縁部にリッド１０８が固着されて構築される。パッケージ内部１０６は、真空状態にすることが望ましい。また、図示は省略するが、パッケージ１０４の外側には外部端子が設けられ、ＩＣチップ１０２への電力供給やＩＣチップ１０２からの信号を出力する複数の外部端子が設けられている。
【００６３】
このように構成される角速度センサー１００は、第１実施形態乃至第４実施形態の振動片のいずれかを用いることから、各実施形態に記載の効果を奏する。また、上記構成のようなパッケージタイプの角速度センサー１００は、小型化・薄型化に有利であるとともに耐衝撃性が高いという特徴を有する。
【００６４】
（電子機器）
続いて、前述した本実施形態の振動片のいずれかを用いた角速度センサー１００を備えた電子機器について、具体例として高機能携帯２００、デジタルスチルカメラ３００をあげて説明する。図３２は、電子機器としての高機能携帯を概略的に示す斜視図である。高機能携帯２００には、振動片１０等を有する角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００では、高機能携帯２００の姿勢を検出するモーションセンシングが実施される。角速度センサー１００の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ（ＭＰＵ２０２）に供給される。ＭＰＵ２０２は、モーションセンシングに応じて様々な処理を実行することができる。このようなモーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングデバイス、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコン等の電子機器で利用することができる。
【００６５】
図３３は、電子機器の他の具体例としてのデジタルスチルカメラ（以下「カメラ」という）を概略的に示す斜視図である。デジタルスチルカメラ３００には、振動片１０等を有する角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、デジタルスチルカメラ３００の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は、手振れ補正装置３０２に供給される。手ぶれ補正装置３０２は、角速度センサー１００の検出信号に応じて例えばレンズセット３０４内の特定のレンズを移動させ、手ぶれ補正を行うことができる。その他、手ぶれ補正はデジタルビデオカメラに利用することができる。
【００６６】
（移動体）
続いて、本実施形態の振動片等を用いた角速度センサー１００を備えた移動体について説明する。図３４は、移動体の一具体例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車４００には、振動片１０等を有する角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、車体４０２の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は車体姿勢制御装置４０４に供給される。車体姿勢制御装置４０４は、例えば車体４０２の姿勢に応じてサスペンションの硬軟を制御したり個々の車輪４０６のブレーキを制御したりすることができる。このような姿勢制御は二足歩行ロボットや航空機、ヘリコプター等の各種移動体で利用することができる。
【００６７】
上記電子機器の各具体例において、漏れ出力を抑制する調整が施された高感度の振動片１０等を備えているので、高機能で安定した特性を有する電子機器を提供することができる。例えば、高機能携帯２００の場合には、姿勢を検出するモーションセンシングの実施によって、高機能携帯２００の姿勢を正確に検出できる。また、デジタルスチルカメラ３００の場合には、精緻な手振れ補正を行うことを可能にする。さらに、自動車４００の車体姿勢制御装置４０４の場合には、車体４０２の姿勢を正確に検出することができるという効果がある。
【符号の説明】
【００６８】
１０………振動片、１２………本体、１４………主面、１６………基部、１８………振動腕、２０………調整腕、２２………検出部、２４………調整部、２６………共通部、２８………分岐部、３０………駆動部、３２………駆動部、３４………下部絶縁層、３６………下部電極層、３８，３８ａ，３８ｂ………下部電極、４０………アイランド配線、４２………グランド端子、４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ………圧電層、４６………上部電極層、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ………上部電極、５０………上部絶縁層、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ………開口部、５４ａ、５４ｂ………開口部、５６………開口部、５８………第１配線、６０………第２配線、６２………検出端子、６４………第３配線、６６………駆動端子、６８………第４配線、７０………駆動端子、７２ａ，７２ｂ………接続配線、７４………絶縁部、１００………角速度センサー、１０２………ＩＣチップ、１０４………パッケージ、１０６………パッケージ本体、１０８………リッド、１１０………最下部底面、１１２………上部底面、１１４………接着剤、１１６………接続端子、１１８………ボンディングワイヤー、２００………高機能携帯、２０２………ＭＰＵ、３００………デジタルスチルカメラ、３０２………手振れ補正装置、３０４………レンズセット、４００………自動車、４０２………車体、４０４………車体姿勢制御装置、４０６………車輪。
【図１】
2015034720.tif 000003
【図２】
2015034720.tif 000004
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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