(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部、および前記基部の第１方向における一方側に配置され、前記基部から前記第１方向に沿って延出している一対の駆動振動腕を有する振動体と、
前記基部から前記第１方向に沿って延出している第１梁部と、
前記第１方向に直交する第２方向において、前記第１梁部に対して前記振動体とは反対側に位置し、前記第１梁部と離間して並行する第２梁部と、
前記第１梁部の延伸部と前記第２梁部の一方端部とを連結する第１連結部と、
前記第２梁部の前記一方端部とは反対側の他方端部から延出し、前記振動体を支持している第１固定部と、を備え、
前記第１方向および前記第２方向を含む面を正面に見た平面視で、前記第１梁部、前記第２梁部、および前記第１連結部によって囲まれた領域における前記第１梁部と前記第２梁部とに挟まれた前記第１連結部の長さＬ１は、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向の厚さｔに対し、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔ、であり、
前記第１梁部、前記第２梁部、前記第１連結部、および前記第１固定部は、前記第２方向における両側で前記振動体を挟むように一対で構成されていることを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記振動体は、
前記基部の前記第１方向における他方側に配置され、前記基部から前記第１方向に沿って延出している一対の検出振動腕を備えていることを特徴とする請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
前記基部から前記第１方向に沿って延出しており、前記第２方向における両側で前記振動体を挟むように配置された一対の第３梁部と、
前記一対の第３梁部の延伸部の間を繋いでおり、前記第２方向に沿っている第４梁部と、
前記第１方向において、前記第４梁部に対して前記振動体とは反対側に位置し、前記第４梁部と離間して並行し、前記振動体を支持している第２固定部と、
前記第４梁部の延伸部と前記第２固定部とを連結している第２連結部と、を備え、
前記平面視で、前記第４梁部、前記第２固定部、および前記第２連結部によって囲まれた領域における前記第４梁部と前記第２固定部とに挟まれた前記第２連結部の長さＬ２は、前記厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、であることを特徴とする請求項１または２に記載の振動素子。
【請求項４】
前記第１梁部は、前記一対の駆動振動腕の前記第２方向における両側に配置され、
前記第３梁部は、前記一対の検出振動腕の前記第２方向における両側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の振動素子。
【請求項５】
前記第１固定部、および前記第２固定部は、連接されていることを特徴とする請求項３または４に記載の振動素子。
【請求項６】
基部、および前記基部の第１方向における一方側に配置され、前記基部から前記第１方向に沿って延出している一対の振動腕を有する振動体と、
前記基部から前記第１方向に沿って延出しており、前記第１方向に対して直交する第２方向における両側で前記振動体を挟むように配置された一対の第３梁部と、
前記一対の第３梁部の延伸部の間を繋いでおり、前記第２方向に沿っている第４梁部と、
前記第１方向において、前記第４梁部に対して前記振動体とは反対側に位置し、前記第４梁部と離間して並行し、前記振動体を支持している第２固定部と、
前記第４梁部の延伸部と前記第２固定部とを連結している第２連結部と、を備え、
前記第１方向および前記第２方向を含む面を正面に見た平面視で、前記第４梁部、前記第２固定部、および前記第２連結部によって囲まれた領域における前記第４梁部と前記第２固定部とに挟まれた前記第２連結部の長さＬ２は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、であることを特徴とする振動素子。
【請求項７】
基部、前記基部の第１方向における一方側に配置され、前記基部から前記第１方向に沿って延出している第１振動腕、および前記基部の前記第１方向における他方側に配置され、前記基部から前記第１方向に沿って延出している第２振動腕、を有する振動体と、
前記基部から前記第１方向に沿って延出しており、前記第１方向に対して直交する第２方向における両側で前記第１振動腕を挟むように配置された一対の第１梁部と、
前記一対の第１梁部の延伸部の間を繋いでおり、前記第２方向に沿っている第２梁部と、
前記第１方向において、前記第２梁部に対して前記振動体とは反対側に位置し、前記第２梁部と離間して並行し、前記振動体を支持している第１固定部と、
前記第２梁部の延伸部と前記第１固定部とを連結している第１連結部と、
前記基部から前記第１方向に沿って延出しており、前記第２方向における両側で前記第２振動腕を挟むように配置された一対の第３梁部と、
前記一対の第３梁部の延伸部の間を繋いでおり、前記第２方向に沿っている第４梁部と、
前記第１方向において、前記第４梁部に対して前記振動体とは反対側に位置し、前記第４梁部と離間して並行し、前記振動体を支持している第２固定部と、
前記第４梁部の延伸部と前記第２固定部とを連結している第２連結部と、を備え、
前記第１方向および前記第２方向を含む面を正面に見た平面視で、前記第２梁部、前記第１連結部、および前記第１固定部によって囲まれた領域における前記第２梁部と前記第１固定部とに挟まれた前記第１連結部の長さＬ２、および、前記第４梁部、前記第２連結部、および前記第２固定部によって囲まれた領域における前記第４梁部と前記第２固定部とに挟まれた前記第２連結部の長さＬ２は、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、であることを特徴とする振動素子。
【請求項８】
前記振動体は、
前記基部の前記第２方向における一方側に配置され、前記基部から前記第２方向に沿って延出している第１連結腕と、
前記基部の前記第２方向における他方側に配置され、前記基部から前記第２方向に沿って延出している第２連結腕と、
前記第１連結腕の前記第１方向における一方側に配置され、前記第１連結腕から第１方向に沿って延出している第１駆動振動腕と、
前記第１連結腕の前記第１方向における他方側に配置され、前記第１連結腕から第１方向に沿って延出している第２駆動振動腕と、
前記第２連結腕の前記第１方向における一方側に配置され、前記第２連結腕から第１方向に沿って延出している第３駆動振動腕と、
前記第２連結腕の前記第１方向における他方側に配置され、前記第２連結腕から第１方向に沿って延出している第４駆動振動腕と、を備え、
前記第１振動腕および前記第２振動腕は、検出振動腕であることを特徴とする請求項７に記載の振動素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の振動素子と、
少なくとも前記振動素子を収容しているパッケージと、を備えている電子デバイス。
【請求項１０】
少なくとも前記振動素子を駆動させる駆動回路を含む電子部品を備え、
前記パッケージには、少なくとも前記振動素子および前記電子部品を収容していることを特徴とする請求項９に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の振動素子を備えている電子機器。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の振動素子を備えている移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動素子、その振動素子を用いた電子デバイス、電子機器、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルコンピューターやＩＣカードなどの小型の情報機器や、携帯電話などの移動体通信機器、および車体制御や自車位置検出、あるいはデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの振動制御補正装置（所謂手ぶれ補正）などに、振動素子を用いた振動子やジャイロセンサーなどが広く利用されている。例えば、振動子は、振動素子としての屈曲振動片を所定の共振周波数で振動させて得られる出力信号が信号処理のタイミング源として用いられる。また、ジャイロセンサーは、振動素子としてのジャイロ素子（ジャイロ振動片）により、物体の揺れや回転などの振動によってジャイロ振動素子の一部に発生する電気信号を角速度として検出し、回転角を算出することによって物体の変位を求める。
【０００３】
近年、これらの機器の小型化に伴い、それらに用いられる振動子やジャイロセンサーの小型化が要求され、振動素子の小型化も必然的に必要となり、小型化に対応した圧電デバイスが開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような圧電デバイスに用いる振動素子は、圧電体材料、例えば水晶を、フォトリソグラフィーを用いてウェットエッチング加工することにより一体に形成することができる。そして、小型化に対応するため、特許文献１では、例えば振動腕と支持腕（Ｙ軸フレーム）との間隔などを、ウェットエッチング技術で形成可能な限り狭くするとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４７９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェットエッチング（以下、エッチングともいう）加工における外形形成では、もともと、振動腕の断面形状は矩形状となるように設計されるが、水晶のエッチング異方性や加工プロセスのばらつきなどにより、矩形状とならずに、平行四辺形や菱形、あるいは、もっと複雑な不定形を呈する。
しかしながら、小型化された振動素子は、例えば振動腕と支持腕との間などの間隔を狭くすることが必要となり、この間隔が狭過ぎてエッチング加工による外形形成ができなくなったり、外形形状に平行四辺形や菱形、あるいは、もっと複雑な不定形などが形成され易くなったりする。特に、外形形状に平行四辺形や菱形、もしくは複雑な不定形を生じる現象は、狭い間隔で三方を囲まれた領域（コの字形状の領域）に生じ易い。そして、外形形状に平行四辺形や菱形、あるいは、もっと複雑な不定形などの異形部分が形成されると、例えば落下衝撃などの応力が、その異形部分に集中し、振動素子が破損してしまうなどの不具合を生じてしまう虞を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る振動素子は、第１方向に沿って延設されている駆動振動腕を有する振動体と、前記振動体から延設され、前記第１方向に伸びる第１梁部と、前記第１梁部に対して前記振動体と反対側に位置し、前記第１梁部と離間して並行する第２梁部と、前記第１梁部の延伸部と前記第２梁部の一方端部とを連結する第１連結部と、前記一方端部と反対方向の前記第２梁部の他方端部から延設され、前記振動体を支持する第１固定部と、を備え、前記第１方向および前記第１方向と直交する第２方向を含む面を正面に見た平面視で、前記第１梁部、前記第２梁部、および前記第１連結部によって囲まれる領域の前記第１梁部と前記第２梁部とに挟まれる前記第１連結部の長さＬ１は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向の厚さｔに対し、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔ、であることを特徴とする。
【０００８】
第１方向に沿って開口するように第１梁部と第２梁部と第１連結部とで囲まれた領域には、エッチング異方性により菱形状の異形部分、所謂ヒレが形成され易い。また、この領域は、第２梁部を介して第１固定部に近い位置にあるため、菱形状の異形部分の交わる部分に、落下などの外部衝撃が加わった場合の応力が集中し易く、その応力集中に起因する破損が起こり易い。
ここで、第１梁部と第２梁部と第１連結部とで囲まれた領域では、第１梁部と第２梁部とに挟まれる第１連結部の長さＬ１と厚さｔとの関係を、０．７ｔ＜Ｌ１とすると、第１梁部と第２梁部と第１連結部とで囲まれる領域の面積が小さくなり過ぎてエッチング液の流動が妨げられ、所望の形状を形成することが困難になる。
一方、第１梁部と第２梁部とに挟まれる第１連結部の長さＬ１は、長くなればなるほど第１梁部と第２梁部と第１連結部とで囲まれる領域の面積が大きくなり、これによってエッチング液の流動が良好となり、エッチング時間の短縮、および所望の形状が形成されるとともに、第１梁部および第２梁部から張り出す菱形状などの異形部分の交わる部分も形成されにくくなる。しかしながら、第１梁部と第２梁部とに挟まれる第１連結部の長さＬ１を長くするほど振動素子の外形形状も大きくなり、振動素子の小型化という観点からは好ましくない。
【０００９】
本適用例によれば、第１梁部と第２梁部と第１連結部とで囲まれた領域における第１梁部と第２梁部とに挟まれる第１連結部の長さＬ１と厚さｔとの関係を、０．７ｔ≦Ｌ１とすることにより、ウェットエッチングの進行の妨げを抑制し、菱形状の異形部分の交わる部分の形成を防止することができる。一方、長さＬ１が１．２ｔまでの間では、長さＬ１を長くするほどエッチング時間を短縮することができるが、長さＬ１が１．２ｔを超えても、エッチング時間は飽和状態となり、エッチング加工時間の短縮効果は殆んど望めなくなる。
したがって、第１梁部と第２梁部と第１連結部とで囲まれた領域における第１梁部と第２梁部とに挟まれる第１連結部の長さＬ１と厚さｔとの関係を、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔ、とすることにより、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じる振動素子の破損を低減することができる。
なお、第１梁部と第２梁部とに挟まれる第１連結部の長さＬ１は、平面視で第１梁部と第２梁部と第１連結部とで囲まれた領域における、第１連結部から延出する部分の第１梁部と第２梁部との間隔と言い換えることができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に記載の振動素子において、前記第１梁部、前記第２梁部、前記第１連結部、および前記第１固定部は、前記振動体を前記第２方向に両側で挟むように一対で構成されていることが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、一対の第１梁部、第２梁部、第１連結部、および一対の第１固定部で振動体を両側で挟むように支持するため、振動体がバランスよく支持される。これにより、振動素子に加わる衝撃を分散させることができ、耐衝撃性をさらに向上させることができるとともに、振動体への衝撃の影響を減少させることができ、振動素子の電気的特性を安定させることが可能となる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に記載の振動素子において、前記振動体は、基部と、前記基部から、前記第１方向に沿って一方側に延出している一対の前記駆動振動腕と、前記基部から、前記第１方向に沿って前記一方側と反対の他方側に延出している一対の検出振動腕と、を備えていることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、一対の第１梁部、第２梁部、第１連結部、および一対の第１固定部によって、互いに反対方向に延在する一対の駆動振動腕と一対の検出振動腕とを備えた振動体を第２方向の両側（＋Ｘ軸方向、および−Ｘ軸方向の外側）で支持するため、振動体をバランスよく支持することができる。これにより、衝撃を分散させることができ、耐衝撃性をさらに向上させることができるとともに、振動素子の電気的特性を安定させることが可能となる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に記載の振動素子において、前記振動体から延設され、前記第１方向に伸びる第３梁部と、前記第３梁部の延伸部から前記第２方向に延設されている第４梁部と、前記第４梁部に対して前記振動体と反対側に位置し、前記第４梁部と離間して並行し、前記振動体を支持する第２固定部と、前記第４梁部の延伸部と前記第２固定部とを連結する第２連結部と、を備え、前記平面視で、前記第４梁部、前記第２固定部、および前記第２連結部によって囲まれる領域の前記第４梁部と前記第２固定部とに挟まれる前記第２連結部の長さＬ２は、前記厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、であることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、第４梁部と第２固定部と第２連結部とで囲まれた領域における第４梁部と第２固定部とに挟まれる第２連結部の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ≦Ｌ２とすることにより、ウェットエッチングの進行の妨げを抑制し、第４梁部および第２固定部から張り出す菱形状の異形部分の交わる交差部分の形成を防止することができる。一方、長さＬ２が１．８ｔまでの間では、長さＬ２を長くするほどエッチング時間を短縮することができるが、長さＬ２が１．８ｔを超えても、エッチング時間は飽和状態となり、エッチング加工の短縮効果は殆んど望めなくなる。
したがって、第４梁部と第２固定部と第２連結部とで囲まれた領域における第４梁部と第２固定部とに挟まれる第２連結部の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、とすることにより、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じる振動素子の破損を低減することができる。
さらに、振動体の支持を第１固定部と第２固定部とで行うことにより、振動体がバランスよく支持され、衝撃の分散による耐衝撃性の向上と、振動素子の電気的特性の安定とを得ることが可能となる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に記載の振動素子において、前記第３梁部、および前記第４梁部のそれぞれは、前記駆動振動腕または前記検出振動腕を前記第２方向に両側で挟むように一対で構成されていることが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、一対の第１梁部、第２梁部、第１連結部、および一対の第１固定部に加え、一対の第３梁部、一対の第４梁、第２連結部、および第２固定部で振動体を両側で挟むように支持するため、振動体をさらにバランスよく支持することができる。これにより、衝撃を分散させることができ、耐衝撃性をさらに向上させることができるとともに、振動体への衝撃の影響を減少させることができ、振動素子の電気的特性をさらに安定させることが可能となる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に記載の振動素子において、前記第１梁部は、前記第３梁部に対し前記振動体の反対側に配置され、前記第２梁部は前記第４梁部に対し前記振動体の反対側に配置されていることが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、第１梁部と第３梁部、および第２梁部と第４梁部を同じ方向に沿って延設していることから、配置スペースをより効率的にすることができる。また、このような配置とすることにより、第３梁部および第４梁部の外側に第１梁部および第２梁部を配置することができ、二重の梁部で振動体を支持することができる。これにより、振動体がバランスよく支持され、衝撃の分散による耐衝撃性の向上と振動素子の電気的特性の安定とを得ることが可能となる。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に記載の振動素子において、前記第１固定部、および前記第２固定部は、連接されていることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、連接された第１固定部、および第２固定部が枠状となり、第１固定部、および第２固定部を含む固定部分の強度を向上させることができる。
【００２２】
［適用例８］本適用例に係る振動素子は、第１方向に沿って延設されている振動腕を有する振動体と、前記振動体から延設され、前記第１方向に伸びる第３梁部と、前記第３梁部の延伸部から、前記第１方向と直交する第２方向に延設されている第４梁部と、前記第４梁部に対して前記振動体と反対側に位置し、前記第４梁部と離間して並行し、前記振動体を支持する第２固定部と、前記第４梁部の延伸部と前記第２固定部とを連結する第２連結部と、を備え、前記第１方向および前記第２方向を含む面を正面に見た平面視で、前記第４梁部、前記第２固定部、および前記第２連結部によって囲まれる領域の前記第４梁部と前記第２固定部とに挟まれる前記第２連結部の長さＬ２は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、であることを特徴とする。
【００２３】
第２方向に沿って開口するように第４梁部と第２固定部と第２連結部とで囲まれた領域には、菱形状の異形部分、所謂ヒレが形成され易い。また、この領域は、第２連結部を介して第２固定部に近く位置しているため、菱形状の異形部分の交わる部分に、落下などの外部衝撃による応力が集中し易く、破損が起こり易い。第４梁部と第２固定部と第２連結部とで囲まれた領域では、第４梁部と第２固定部とに挟まれる第２連結部の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ＜Ｌ２とすると、エッチング液の流動が妨げられ、所望の形状を形成することが困難になる。
一方、第４梁部と第２固定部とに挟まれる第２連結部の長さＬ２は、長くすればするほどエッチング液の流動が良好となり、エッチング時間の短縮、および所望の形状が形成されるとともに菱形状などの異形部分の形成も減少し、異形部分の交差部も形成されにくくなる。しかしながら、第４梁部と第２固定部とに挟まれる第２連結部の長さＬ２を、長くするほど振動素子の外形形状も大きくなり、振動素子の小型化という観点からは好ましくない。
【００２４】
本適用例によれば、第４梁部と第２固定部と第２連結部とで囲まれた領域における第４梁部と第２固定部とに挟まれる第２連結部の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ≦Ｌ２とすることにより、ウェットエッチングの進行の妨げを抑制し、菱形状の異形部分の交わる交差部分の形成を防止することができる。一方、長さＬ２が１．８ｔまでの間では、長さＬ２を長くするほどエッチング時間を短縮することができるが、長さＬ２が１．８ｔを超えても、エッチング時間は飽和状態となり、エッチング加工の短縮効果は殆んど望めなくなる。
したがって、第４梁部と第２固定部と第２連結部とで囲まれた領域における第４梁部と第２固定部とに挟まれる第２連結部の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、とすることにより、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を低減でき、これにより落下などにより生じる振動素子の破損を低減することができる。
【００２５】
［適用例９］本適用例に係る電子デバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載の振動素子と、少なくとも前記振動素子を収容しているパッケージと、を備えていることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、耐衝撃性を向上させるとともに、小型の電子デバイスを提供することが可能となる。
【００２７】
［適用例１０］上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、少なくとも前記振動素子を駆動させる駆動回路を含む電子部品を備え、前記パッケージには、少なくとも前記振動素子および前記電子部品を収容していることが好ましい。
【００２８】
本適用例によれば、耐衝撃性を向上させるとともに、振動素子と駆動回路を含む電子部品とを同一パッケージに収納した小型の電子デバイスを提供することが可能となる。
【００２９】
［適用例１１］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動素子を備えていることを特徴とする。
【００３０】
本適用例によれば、耐衝撃性を向上させた小型の振動素子により、電子機器としても衝撃に強く、且つ小型化を実現することができる。
【００３１】
［適用例１２］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動素子を備えていることを特徴とする。
【００３２】
本適用例によれば、耐衝撃性を向上させた小型の振動素子により、移動体としても衝撃に強く、且つ小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動素子の一例としての音叉型振動片の概略を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）Ａ−Ａ断面図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、折返し領域のＸ軸方向の幅と、エッチング残りとの関係を示す平面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る振動素子の一例としての屈曲振動片の概略を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、折返し領域のＹ軸方向の幅と、エッチング残りとの関係を示す平面図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る振動素子の一例としてのＨ型ジャイロ素子の概略を示す平面図。
【図６】梁部の変形例を示す平面図。
【図７】本発明の第４実施形態に係る振動素子の一例としてのダブルＴ型ジャイロ素子の概略を示す平面図。
【図８】本発明に係る電子デバイスの一例を示し、（ａ）は構成例１に係るジャイロセンサーの概略構成を示す正断面図、（ｂ）は構成例２のジャイロセンサーの概略構成を示す正断面図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、振動素子を備える電子機器を例示する斜視図。
【図１０】振動素子を備える移動体としての自動車を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせている。また、図１〜図７では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」としている。また、以下の説明では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向もしくは第２方向」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向もしくは第１方向」と言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向もしくは第３方向」と言う。
【００３５】
（第１実施形態）
＜振動素子−１＞
まず、本発明の第１実施形態に係る振動素子の概略構成について、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、第１実施形態に係る振動素子としての音叉型振動片の概略構成を模式的に示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線での断面図である。なお、同図においては、説明の便宜上、励振電極などの電極を省略している。
【００３６】
図１に示すように、振動素子としての音叉型振動片１は、基部１０と、基部１０から＋Ｙ軸方向（第１方向）に延出している一対の駆動振動腕１１，１２とを含む振動体５０、振動体５０を支持する梁部７１，７２、および梁部７１，７２を固定する第１固定部２１，２２を備えている。音叉型振動片１を構成する振動体５０、梁部７１，７２、および第１固定部２１，２２は、一体で形成され、水晶が基材として用いられている。なお、音叉型振動片１は、フォトリソグラフィー法およびフッ化水素酸（ＨＦ）やフッ化水素酸（ＨＦ）とフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）の混合液などのエッチング液によるウェットエッチング法で形成される。
【００３７】
水晶は、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸および光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。音叉型振動片１をなす基材は、水晶結晶軸において直交するＸ軸およびＹ軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するＺ軸方向に所定の厚みを有している。Ｚ軸は、Ｘ軸を中心に０度から２度の範囲で回転して切り出したものを使用することができる。所定の厚みは、振動周波数、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。
【００３８】
振動体５０を構成する基部１０は、Ｘ−Ｙ軸方向に広がる略矩形平板状をなしている。駆動振動腕１１，１２は、基部１０における＋Ｙ側の一端から、Ｙ軸方向に互いに略平行に延びる一対の角柱状の振動部である。駆動振動腕１１および駆動振動腕１２は、Ｘ軸およびＹ軸で規定される平面方向（Ｘ軸方向）に沿って、互いに逆方向に振動する。すなわち、駆動振動腕１１が＋Ｘ軸方向に向かい変位するときは、駆動振動腕１２が−Ｘ軸方向に向かい変位し、駆動振動腕１１が−Ｘ軸方向に向かい変位するときは、駆動振動腕１２が＋Ｘ軸方向に向かい変位する。なお、駆動振動腕１１，１２の先端部には、駆動振動腕１１，１２より幅が広い（Ｘ軸方向の寸法が大きい）略矩形状の錘部１３，１４が設けられていてもよい。駆動振動腕１１，１２に、錘部１３，１４が設けられている構成では、駆動振動腕１１，１２の長さ（Ｙ軸方向の寸法）の増大を抑えながら所定の駆動振動を得ることができるため、音叉型振動片１を小型化することが可能となる。
【００３９】
梁部７１，７２は、基部１０から＋Ｙ軸方向（第１方向）に延出している一対の第１梁部１５，１６と、第１梁部１５，１６の延伸された延伸先部分である延伸部から外側（第１梁部１５では＋Ｘ軸方向，第１梁部１６では−Ｘ軸方向）に折り返す第１連結部１７，１８と、折り返された第１連結部１７，１８から−Ｙ軸方向に延伸する第２梁部１９，２０と、を有している。換言すれば、第１方向に伸びる第１梁部１５，１６の延伸部と、第１梁部１５，１６に対して振動体５０と反対側に位置し、第１梁部１５，１６と離間して並行する第２梁部１９，２０の一方端とが、第１連結部１７，１８によって連結されている。そして、第２梁部１９，２０の第１連結部１７，１８と反対側の他方端からは、−Ｙ軸方向に向かって延伸する第１固定部２１，２２が設けられている。振動体５０は、第１梁部１５，１６と、第１連結部１７，１８と、第２梁部１９，２０とを介した第１固定部２１，２２の内の支持部２３，２４で、例えば図示しないパッケージなどの基板に支持、固定される。なお、第１固定部２１，２２は、図中想像線で示すような、振動体５０の外側を囲む枠状に連結された固定部２７とすることもできる。このように、枠状の固定部２７では、その強度を強くすることができ、より安定した振動体５０の固定を行うことが可能となる。
【００４０】
このように、第１梁部１５，１６、第２梁部１９，２０、第１連結部１７，１８、および第１固定部２１，２２は、振動体５０をＸ軸方向（第２方向）の両側で挟むように一対で構成されている。このように、一対の第１梁部１５，１６、第２梁部１９，２０、第１連結部１７，１８、および一対の第１固定部２１，２２で振動体５０を支持することにより、振動体５０をバランスよく支持することができる。これにより、音叉型振動片１に加わる衝撃を分散させることができ、耐衝撃性をさらに向上させることができるとともに、音叉型振動片１の電気的特性を安定させることが可能となる。
【００４１】
なお、上述では、梁部７１，７２を構成する上述した各部位は、Ｘ軸方向（第２方向）もしくはＹ軸方向（第１方向）にそって延在する例で説明したがこれに限らない。梁部７１，７２を構成する上述した各部位は、Ｘ軸方向（第２方向）もしくはＹ軸方向（第１方向）に厳格に沿っていなくてもよく、Ｘ軸方向（第２方向）もしくはＹ軸方向（第１方向）に対して、傾きをもって延在されていてもよい。
【００４２】
ここで、Ｙ軸方向（第１方向）に沿って開口（本例では、−Ｙ軸方向に開口）するように、第１梁部１５，１６、第２梁部１９，２０、および第１連結部１７，１８によって囲まれた領域、所謂コの字状に形成された領域である折返し領域２５，２６では、ウェットエッチング時のエッチング異方性によって菱形状の異形部分、所謂ヒレが形成され易い。この折返し領域２５，２６は、第２梁部１９，２０を介して第１固定部２１，２２の近くに位置しているため、音叉型振動片１に落下などの外部衝撃が加わった場合に、菱形状の異形部分の交わる部分に応力が集中し易く、この部分での破損が起こり易い。発明者らは、このような不具合に対応するために、折返し領域２５，２６の構成に係る検証を鋭意進め、以下に示すような関係とすることが好適であることを見出した。即ち、折返し領域２５，２６では、Ｙ軸（第１方向）およびＸ軸（第２方向）を含む面を正面に見た、換言すればＺ軸方向から見た平面視で、第１梁部１５，１６と第２梁部１９，２０とに挟まれる第１連結部１７，１８の長さＬ１を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔに設定する。なお、第１梁部１５，１６と第２梁部１９，２０とに挟まれる第１連結部１７，１８の長さＬ１は、平面視の折返し領域２５，２６における第１連結部１７，１８から延出する部分の第１梁部１５，１６と第２梁部１９，２０との間隔と言い換えることができる。
【００４３】
第１梁部１５，１６と第２梁部１９，２０とに挟まれる第１連結部１７，１８の長さＬ１を、上述のように設定することにより、音叉型振動片１を形成するためのウェットエッチングの加工時間を長くすることなく、菱形状の異形部分である所謂ヒレの交差を防止でき、この交差部分を起点として生じる、例えば落下などの衝撃時の梁部における破損を低減することができる。このことについて、図２を参照して詳細に説明する。図２は、梁部の折返し領域におけるエッチング残りの状態を模式的に示した概略図（平面図）であり、図２（ａ）は長さＬ１＜０．７ｔの場合を示し、図２（ｂ）は長さＬ１＝０．７ｔの場合を示し、図２（ｃ）は長さＬ１＞０．７ｔの場合を示す。なお、以下の説明では、一対の梁部７１，７２の内の、梁部７１を代表例として用いて説明する。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１が短く、長さＬ１＜０．７ｔとなっている場合は、第１梁部１５と第２梁部１９との間隔が狭くなる。これによって第１梁部１５と第２梁部１９と第１連結部１７とで囲まれる領域の面積が小さくなり過ぎてエッチング液の流動が妨げられ、エッチング異方性も相まって所望の形状を形成することが困難になる。
また、所望の形状が形成された場合でも、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１が短いため、図中右側の異形部分であるヒレ部２８と図中左側の異形部分であるヒレ部２９とが平面視で交差し、交わった交差稜Ｐ１を生じる。そして、音叉型振動片１に落下などの外部衝撃が加わった場合に、交差稜Ｐ１の部分に応力が集中し、この交差稜Ｐ１を起点とした第１連結部１７（梁部）の折れやクラックなどの破損の虞が増してしまう。
【００４５】
図２（ａ）に示す構成に対し、図２（ｂ）に示すように、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１を、０．７ｔまで長くした場合は、第１梁部１５と第２梁部１９と第１連結部１７とで囲まれる領域の面積が大きくなってエッチング液の流動がスムーズになり、所望の形状を形成することが可能となる。
また、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１が長くなるため、図中右側の異形部分であるヒレ部２８と図中左側の異形部分であるヒレ部２９との交差が生じなくなり、交差部分Ｐ２に交差稜が生じなくなる。したがって、音叉型振動片１に落下などの外部衝撃が加わった場合に応力が集中する部分がなくなるため、第１連結部１７（梁部）の折れやクラックなどの破損を低減することが可能となる。
【００４６】
図２（ｃ）では、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１が更に長くなり、長さＬ１＞０．７ｔとした場合を示している。図２（ｃ）に示すように、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１を、長さＬ１＞０．７ｔとした場合は、エッチング液の流動が更にスムーズになり、所望の形状を、より早く形成することが可能となる。
また、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１が更に長くなるため、図中右側の異形部分であるヒレ部２８と図中左側の異形部分であるヒレ部２９とが離間し、第１連結部１７の内壁部分Ｐ３が存在することになる。したがって、音叉型振動片１に落下などの外部衝撃が加わった場合に応力が集中する部分がなくなるため、第１連結部１７（梁部）の折れやクラックなどの破損を低減することが可能となる。
【００４７】
なお、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１は、長くなればなるほどエッチング液の流動が良好となり、エッチング時間の短縮、および所望の形状が形成されるとともに菱形状などの異形部分の交わる部分も形成されにくくなる。しかしながら、第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１を長くするほど振動素子の外形形状も大きくなり、振動素子の小型化という観点からは好ましくない。
また、長さＬ１が０．７ｔから１．２ｔまでの間では、長さＬ１を長くするほどエッチング時間を短縮することができるが、長さＬ１を１．２ｔより長くしても、エッチング液の流動性に変化が無くなり、エッチング時間が飽和状態となる。これにより、エッチング加工の時間短縮効果は殆んど望めなくなる。
これらにより、第１梁部１５と第２梁部１９と第１連結部１７とで囲まれた領域（折返し領域２５）における第１梁部１５と第２梁部１９とに挟まれる第１連結部１７の長さＬ１と厚さｔとの関係を、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔ、とすることにより、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じる振動素子の破損を低減することができる。
【００４８】
なお、駆動振動腕１１，１２を振動させるための励振電極や外部から励振電極に電位を与えるための接続電極などが設けられているが、本実施形態の説明では、図示および説明を省略している。
【００４９】
上述した第１実施形態に係る振動素子としての音叉型振動片１によれば、第１梁部１５，１６と第２梁部１９，２０と第１連結部１７，１８とで囲まれた折返し領域２５，２６における第１梁部１５，１６と第２梁部１９，２０とに挟まれる第１連結部１７，１８の長さＬ１と厚さｔとの関係を、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔ、とすることにより、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じる虞のある破損を低減することができる。
また、一対の第１梁部１５，１６、第２梁部１９，２０、第１連結部１７，１８、および一対の第１固定部２１，２２で振動体５０を支持するため、振動体５０がバランスよく支持され、衝撃を分散させることができることにより、耐衝撃性をさらに向上させるとともに、振動体５０への衝撃の影響を減少させることができ、音叉型振動片１の電気的特性を安定させることが可能となる。
【００５０】
なお、音叉型振動片１においては、タイミングデバイスの振動片として用いる構成の他にも、ジャイロ振動片（ジャイロ素子）として用いることもできる。この場合は、一対の駆動振動腕１１，１２の一方を駆動振動腕として用い、他の駆動振動腕を検出振動腕として用い、所定の電極を設ける。
また、基部１０の一方の端部から一対の駆動振動腕を延出させ、反対側の端部から一対の検出振動腕を延出させた構成の振動体を有するジャイロ振動片（ジャイロ素子）として用いることもできる。
【００５１】
（第２実施形態）
＜振動素子−２＞
次に、本発明の第２実施形態に係る振動素子の概略構成について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、第２実施形態に係る振動素子としての音叉型振動片の概略構成を模式的に示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線での断面図である。なお、同図においては、説明の便宜上、励振電極などの電極を省略している。
【００５２】
図３に示すように、振動素子としての音叉型振動片２は、基部１１０と、基部１１０から＋Ｙ軸方向（第１方向）に延出している一対の駆動振動腕１１１，１１２とを含む振動体１５０、振動体１５０を支持する梁部１６１，１６２、および梁部１６１，１６２を固定する第２固定部１３７を備えている。音叉型振動片２を構成する振動体１５０、梁部１６１，１６２、および第２固定部１３７は一体で形成され、第１実施形態と同様な水晶が基材として用いられている。なお、音叉型振動片２は、フォトリソグラフィー法およびフッ化水素酸（ＨＦ）やフッ化水素酸（ＨＦ）とフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）の混合液などのエッチング液によるウェットエッチング法で形成される。
【００５３】
振動体１５０を構成する基部１１０は、Ｘ−Ｙ軸方向に広がる略矩形平板状をなしている。振動腕としての駆動振動腕１１１，１１２は、基部１１０における＋Ｙ側の一端から、Ｙ軸方向に互いに略平行に延びる一対の角柱状の振動部である。駆動振動腕１１１および駆動振動腕１１２は、第１実施形態と同様にＸ軸およびＹ軸で規定される平面方向（Ｘ軸方向）に沿って、互いに逆方向に振動する。なお、駆動振動腕１１１，１１２の先端部には、駆動振動腕１１１，１１２より幅が広い（Ｘ軸方向の寸法が大きい）略矩形状の錘部１１３，１１４が設けられていてもよい。駆動振動腕１１１，１１２に、錘部１１３，１１４が設けられている構成では、駆動振動腕１１１，１１２の長さ（Ｙ軸方向の寸法）の増大を抑えながら所定の駆動振動を得ることができるため、音叉型振動片２を小型化することが可能となる。
【００５４】
梁部１６１，１６２は、一対の第３梁部１３２，１３３と、一対の第４梁部１３４，１３５と、第２連結部１３６とを備え、第２連結部１３６を介して第２固定部に接続されている。一対の第３梁部１３２，１３３は、基部１１０のＸ軸方向の両側に延出する延出部１３０，１３１から−Ｙ軸方向（第１方向）に延伸されている。一対の第４梁部１３４，１３５は、延伸されている第３梁部１３２，１３３の延伸先部分である延伸部から、基部１１０と所定の間隙を有し、その外側を囲むように内側（第３梁部１３２では−Ｘ軸方向，第３梁部１３３では＋Ｘ軸方向）に、それぞれが対向するように折れ曲がって延伸している。第４梁部１３４，１３５は対向して延伸しており、それぞれの延伸先部が交わる部分で連結され、基部１１０から延伸されている延出部１３０，１３１および第３梁部１３２，１３３を含み、基部１１０の外側を囲む枠状の梁部を形成している。
【００５５】
第２固定部１３７は、第４梁部１３４，１３５に対して基部１１０と反対側（外側）に位置し、第４梁部１３４，１３５と離間して並行するように設けられている。そして、振動体１５０は、第２固定部１３７の内の支持部１３８によって、例えば図示しないパッケージなどの支持基板に支持される。なお、第２固定部１３７は、振動体１５０の外側を囲む枠状に形成することもできる。このように、枠状の固定部とすることにより強度を向上することができ、より安定した振動体１５０の固定を行うことが可能となる。
【００５６】
第２連結部１３６は、連結された第４梁部１３４，１３５のＸ軸方向の中央部に位置し、第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７とを連結している。そして、この第２連結部１３６のＸ軸方向の両側に、折返し領域１３９，１４０が形成される。折返し領域１３９は、第４梁部１３４、第２連結部１３６、および第２固定部１３７とで囲まれた領域であり、＋Ｘ軸方向に開口された所謂コの字状に形成された領域である。折返し領域１４０は、第４梁部１３５、第２連結部１３６、および第２固定部１３７とで囲まれた領域であり、−Ｘ軸方向に開口された所謂コの字状に形成された領域である。
【００５７】
Ｘ軸（第２方向）に沿って開口するように第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７と第２連結部１３６とで囲まれた折返し領域１３９，１４０では、この三方の壁面に掛かる菱形状の異形部分、所謂ヒレが形成され易い。また、この折返し領域１３９，１４０は、第２連結部１３６を介して第２固定部１３７に近く位置しているため、菱形状の異形部分の交わる部分に、落下などの外部衝撃による応力集中が起こり易く、破損が起こり易い。発明者らは、このような不具合に対応するために、折返し領域１３９，１４０の構成に係る検証を鋭意進め、次のような関係とすることが好適であることを見出した。即ち、折返し領域１３９，１４０では、Ｙ軸（第１方向）およびＸ軸（第２方向）を含む面を正面に見た、換言すればＺ軸方向から見た平面視で、第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔに設定することが好ましい。なお、第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２は、平面視の折返し領域１３９，１４０における第２連結部１３６から延出する部分の第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７との間隔と言い換えることができる。
【００５８】
第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２を上述のように設定することにより、音叉型振動片２を形成するためのウェットエッチングの加工時間を長くすることなく、菱形状の異形部分である所謂ヒレの交差を防止でき、この交差部分を起点として生じる、例えば落下などの衝撃時の梁部における破損を低減することができる。このことについて、図４を参照して詳細に説明する。図４は、梁部の折返し領域におけるエッチング残りの状態を模式的に示した概略図（平面図）であり、図４（ａ）は長さＬ２＜０．９ｔの場合を示し、図４（ｂ）は長さＬ２＝０．９ｔの場合を示し、図４（ｃ）は長さＬ２＞０．９ｔの場合を示す。なお、以下の説明では、一対の梁部１６１，１６２の内の、梁部１６１を代表例として用いて説明する。
なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）では、Ｘ軸方向（第２方向）に沿って開口（本例では、＋Ｘ軸方向に開口）するように第４梁部１３４と第２固定部１３７と第２連結部１３６とで囲まれた領域（折返し領域１３９（図３参照））を例示している。
【００５９】
図４（ａ）に示すように、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２が短く、長さＬ２＜０．９ｔとなっている場合は、エッチング液の流動が妨げられ、エッチング異方性との兼ね合いから所望の形状を形成することが困難になる。
また、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２が短いため、図中上側（＋Ｙ軸方向側）の異形部分であるヒレ部１２８と図中下側（−Ｙ軸方向側）の異形部分であるヒレ部１２９とが平面視で交差し、交わった交差稜Ｐ４を生じる。そして、音叉型振動片２に落下などの外部衝撃が加わった場合に、交差稜Ｐ４の部分に応力が集中し、第２連結部１３６の折れやクラックなどの破損の起点となる虞が大きくなる。
【００６０】
図４（ａ）に示す構成に対し、図４（ｂ）に示すように、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２を０．９ｔまで長くした場合は、エッチング液の流動がスムーズになり、所望の形状を形成することが可能となる。
また、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２が長くなるため、図中上側（＋Ｙ軸方向側）の異形部分であるヒレ部１２８と図中下側（−Ｙ軸方向側）の異形部分であるヒレ部１２９とが交差しなくなり、交差部分Ｐ５に交差稜が生じなくなる。したがって、音叉型振動片２に落下などの外部衝撃が加わった場合に応力が集中する部分がなくなるため、第２連結部１３６に生じる虞のある折れやクラックなどを低減することが可能となる。
【００６１】
図４（ｃ）では、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２を更に長くし、長さＬ２＞０．９ｔとした場合を示している。図４（ｃ）に示すように、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２を、長さＬ２＞０．９ｔとした場合は、エッチング液の流動が更にスムーズになり、所望の形状を、より早く形成することが可能となる。
また、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２が更に長くなるため、図中上側（＋Ｙ軸方向側）の異形部分であるヒレ部１２８と図中下側（−Ｙ軸方向側）の異形部分であるヒレ部１２９とが離間し、第２連結部１３６の内壁部分Ｐ６が存在することになる。したがって、音叉型振動片２に落下などの外部衝撃が加わった場合に応力が集中する部分がなくなるため、第２連結部１３６の折れやクラックなどの破損を低減することが可能となる。
【００６２】
なお、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２は、長くなればなるほどエッチング液の流動が良好となり、エッチング時間の短縮、および所望の形状が形成されるとともに、第４梁部１３４，１３５および第２固定部１３７から張り出す菱形状などの異形部分の交差部も形成されにくくなる。しかしながら、第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２を長くするほど振動素子の外形形状も大きくなり、振動素子の小型化という観点からは好ましくない。
また、長さＬ２が０．９ｔから１．８ｔまでの間では、長さＬ２を長くするほどエッチング時間を短縮することができるが、長さＬ２を１．８ｔより長くしても、エッチング液の流動性に変化が無くなり、エッチング時間が飽和状態となる。これにより、エッチング加工の時間短縮効果は殆んど望めなくなる。
これらにより、第４梁部１３４と第２固定部１３７と第２連結部１３６とで囲まれた折返し領域１３９における第４梁部１３４と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、とすることにより、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じる振動素子の破損を低減することができる。
【００６３】
なお、駆動振動腕１１１，１１２を振動させるための励振電極や外部から励振電極に電位を与えるための接続電極などが設けられているが、本実施形態の説明では、図示および説明を省略している。
【００６４】
上述した第２実施形態に係る振動素子としての音叉型振動片２によれば、第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７と第２連結部１３６とで囲まれた領域（折返し領域１３９，１４０）における第４梁部１３４，１３５と第２固定部１３７とに挟まれる第２連結部１３６の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔ、とすることにより、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じる虞のある破損を低減することができる。
【００６５】
（第３実施形態）
＜ジャイロ素子−１＞
次に、本発明の第３実施形態に係る振動素子としてのジャイロ素子について、図５を参照して説明する。図５は、第３実施形態に係る振動素子の一例としてのジャイロ素子を模式的に示す平面図である。
【００６６】
本実施形態のジャイロ素子３では、基材として圧電体材料である水晶を用いた例について説明する。水晶は、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸および光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。本実施形態では、水晶結晶軸において直交するＸ軸およびＹ軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するＺ軸方向に所定の厚さｔを有した所謂水晶Ｚ板を基材として用いた例を説明する。なお、ここでいう所定の厚さｔは、発振周波数（共振周波数）、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。また、ジャイロ素子３を形成する平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各々につき多少の範囲で許容できる。例えば、Ｘ軸を中心に０度から２度の範囲で回転して切り出したものを使用することができる。Ｙ軸およびＺ軸についても同様である。
【００６７】
図５に示すように、第３実施形態に係るジャイロ素子３は、基材（主要部分を構成する材料）を加工することにより一体に形成された基部２１０と、駆動振動腕２１１，２１２および検出振動腕２１３，２１４と、調整用振動腕２１５，２１６とを有している。更に、ジャイロ素子３は、基部２１０から延設された外側梁部２６１，２６２および内側梁部２７１，２７２と、外側梁部２６１，２６２から延設された第１固定部２３０，２３１、および第１固定部２３０，２３１のそれぞれから延設された第２固定部２３２を有している。
【００６８】
一対の駆動振動腕２１１，２１２は、ジャイロ素子３の中心部分に位置する略矩形状の基部２１０のＹ軸方向の一方の端部（図中−Ｙ軸方向の端部）から、並行するようにＹ軸に沿って延伸されている。駆動振動腕２１１，２１２の先端部には、駆動振動腕２１１，２１２より幅が広い（Ｘ軸方向の寸法が大きい）略矩形状の幅広部としての錘部が設けられている。なお、駆動振動腕２１１，２１２の先端部とは、基部２１０と接続する駆動振動腕２１１，２１２の一端と、反対の他端側の開放端の部分をいう。このように、駆動振動腕２１１，２１２に、錘部が設けられていることにより、駆動振動腕２１１，２１２の長さ（Ｙ軸方向の寸法）の増大を抑えながら所定の駆動振動を得ることができるため、ジャイロ素子３の小型化を図ることができる。
【００６９】
また、一対の検出振動腕２１３，２１４は、基部２１０の他方の端部（図中＋Ｙ軸方向の端部）からＹ軸に沿って並行するように延伸されている。検出振動腕２１３，２１４には、検出振動腕２１３，２１４より幅が広い（Ｘ軸方向の寸法が大きい）略矩形状の幅広部としての錘部が設けられている。このように、検出振動腕２１３，２１４においても、錘部が設けられていることにより、検出振動腕２１３，２１４の長さ（Ｙ軸方向の寸法）の増大を抑えながら所定の検出振動を得ることができるため、ジャイロ素子３の小型化を図ることができる。
【００７０】
このようにジャイロ素子３は、基部２１０の両端部から反対方向に、一対の駆動振動腕２１１，２１２と、一対の検出振動腕２１３，２１４とが、それぞれ同軸方向に延伸されている。このような形状から、本実施形態に係るジャイロ素子３は、Ｈ型ジャイロ素子と呼ばれることがある。Ｈ型のジャイロ素子３は、駆動振動腕２１１，２１２と検出振動腕２１３，２１４とが、基部２１０の同一軸方向の両端部からそれぞれ延伸されているので、駆動系と検出系が分離される。ジャイロ素子３は、このように駆動系と検出系が分離されることにより、駆動系と検出系の電極間あるいは配線間の静電結合が低減され、検出感度が安定するという特徴を有する。なお、第３実施形態ではＨ型振動片を例に駆動振動腕および検出振動腕を各々２本ずつ設けているが、振動腕の本数は１本であっても３本以上であっても良い。また、１本の振動腕に後述する駆動電極と検出電極を形成しても良い。なお、駆動振動腕２１１，２１２や検出振動腕２１３，２１４には、駆動振動腕２１１，２１２を駆動させたり、検出振動腕２１３，２１４に生じた電荷を検出したりする検出電極などの電極が設けられているが、電極構成については、本実施形態では図示およびその説明を省略している。
【００７１】
Ｈ型のジャイロ素子３は、一対の駆動振動腕２１１，２１２を面内方向（＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向）に振動させた状態で、Ｙ軸回りに角速度ωが加わると、駆動振動腕２１１，２１２にコリオリ力が発生し、駆動振動腕２１１，２１２が面内方向と交差する面外方向（＋Ｚ軸方向と−Ｚ軸方向）に、互いに逆方向に屈曲振動する。そして、検出振動腕２１３，２１４は、駆動振動腕２１１，２１２の面外方向の屈曲振動に共振して、同じく面外方向に屈曲振動する。この時、圧電効果により検出振動腕２１３，２１４に設けられている検出電極（不図示）に電荷が発生する。ジャイロ素子３は、この電荷を検出することによりジャイロ素子３に加わる角速度ωを検出することができる。
【００７２】
また、ジャイロ素子３には、図５に示すように、水晶の結晶Ｘ軸（電気軸）と交差する方向に検出振動腕２１３，２１４と並行させて、かつ検出振動腕２１３，２１４を内側に挟むように、基部２１０から延伸された一対の調整用振動腕２１５，２１６が設けられている。即ち、調整用振動腕２１５，２１６は、Ｙ軸に沿って＋Ｙ軸方向に延伸され、検出振動腕２１３，２１４と所定の間隔を空けて内側に挟むように位置し、かつ並行するように設けられている。なお、調整用振動腕２１５，２１６は、チューニングアームと呼ばれることもある。このような調整用振動腕２１５，２１６が設けられていることにより、漏れ出力を調整することが可能となる。換言すれば、駆動振動が漏れる（伝播する）、所謂振動漏れによって生じる電荷を、調整用振動腕２１５，２１６の電荷調整によってキャンセルし、振動漏れの出力を抑制することが可能となる。これにより、ジャイロ素子３の特性を安定させることが可能となる。
【００７３】
さらに、調整用振動腕２１５，２１６の先端部には、調整用振動腕２１５，２１６より幅が広い（Ｘ軸方向の長さが長い）略矩形状の幅広部としての錘部が設けられている。このように、調整用振動腕２１５，２１６の先端部に錘部を設けることにより、調整用振動腕２１５，２１６における質量変化を顕著にさせることができ、ジャイロ素子３の高感度化に寄与する効果をさらに向上させることができる。
【００７４】
外側梁部２６１，２６２は、基部２１０から＋Ｙ軸方向（第１方向）に延出している一対の第１梁部２１７，２１８と、第１梁部２１７，２１８の延伸された延伸先部分である延伸部から外側（第１梁部２１７では＋Ｘ軸方向，第１梁部２１８では−Ｘ軸方向）に折り返す第１連結部２１９，２２０と、折り返された第１連結部２１９，２２０から−Ｙ軸方向に延伸する第２梁部２２１，２２２と、を有している。換言すれば、第１方向に伸びる第１梁部２１７，２１８の延伸部と、第１梁部２１７，２１８に対して振動体２５０と反対側（外側）に位置し、第１梁部２１７，２１８と離間して並行する第２梁部２２１，２２２の一方端とが、第１連結部２１９，２２０によって連結されている。
【００７５】
内側梁部２７１，２７２は、基部２１０から第１梁部２１７，２１８と反対方向（−Ｙ軸方向）に延出している一対の第３梁部２２５，２２６と、第３梁部２２５，２２６から延設された一対の第４梁部２２７，２２８と、第２連結部２２９とを備えている。一対の第４梁部２２７，２２８は、駆動振動腕２１１，２１２の先端と所定の間隙を有し、その外側を囲むように第３梁部２２５，２２６の延伸先部分である延伸部から内側（第３梁部２２５では−Ｘ軸方向，第３梁部２２６では＋Ｘ軸方向）に、それぞれが対向するように折れ曲がって延伸し、その延伸先で互いが連結されている。換言すれば、一対の第３梁部２２５，２２６と、一対の第４梁部２２７，２２８とによって、駆動振動腕２１１，２１２を囲むような枠状をなしている。第２連結部２２９は、並んでいる駆動振動腕２１１と駆動振動腕２１２との間のＸ軸方向の中央部に対向する位置にあって、連結された第４梁部２２７，２２８から第４梁部２２７，２２８の延伸方向であるＸ軸方向（第２方向）と交差する−Ｙ軸方向（第１方向）に向かって、延設され、第２固定部２３２に接続されている。
【００７６】
外側梁部２６１，２６２を構成する第２梁部２２１，２２２の第１連結部２１９，２２０と反対側の他方端からは、−Ｙ軸方向に向かって延伸する第１固定部２３０，２３１が設けられている。また、内側梁部２７１，２７２を構成する第４梁部２２７，２２８と間隙を有して対向する位置には、第２固定部２３２が第４梁部２２７，２２８と並行するように設けられている。そして、第１固定部２３０，２３１は、第２梁部２２１，２２２側と反対側で、互いに内側（第１固定部２３０は−Ｘ軸方向、第２固定部２３１は＋Ｘ軸方向）に向かって折り曲がって延伸し、第２固定部２３２と接続され、第１固定部２３０，２３１および第２固定部２３２によって固定部２３３が構成される。
【００７７】
このように、振動体２５０は、振動体２５０をＸ軸方向（第２方向）の両側に挟むように一対の外側梁部２６１，２６２および一対の内側梁部２７１，２７２の二つの梁部によって、第１固定部２３０，２３１および第２固定部２３２を含む固定部２３３に連設され、例えば図示しないパッケージなどの支持基板に外側梁部２６１，２６２および内側梁部２７１，２７２を介して固定される。振動体２５０は、二重に設けられた外側梁部２６１，２６２および内側梁部２７１，２７２を介して枠状の固定部２３３（第１固定部２３０，２３１および第２固定部２３２の支持部２３４）によって支持されるため、弾性による緩衝や固定強度の増加などによって、より安定的な固定および支持がされることになる。これにより、ジャイロ素子３に加わる衝撃力などを分散させることができ、耐衝撃性をさらに向上させることができるとともに、ジャイロ素子３の電気的特性を安定させることが可能となる。
【００７８】
なお、上述では、梁部２６１，２６２，２７１，２７２を構成する上述した各部位は、Ｘ軸方向（第２方向）もしくはＹ軸方向（第１方向）にそって延在する例で説明したがこれに限らない。梁部２６１，２６２，２７１，２７２を構成する上述した各部位は、Ｘ軸方向（第２方向）もしくはＹ軸方向（第１方向）に厳格に沿っていなくてもよく、Ｘ軸方向（第２方向）もしくはＹ軸方向（第１方向）に対して、傾きをもって延在されていてもよい。
【００７９】
更に、Ｙ軸方向（第１方向）に沿って開口（本例では、−Ｙ軸方向に開口）するように、第１梁部２１７，２１８、第２梁部２２１，２２２、および第１連結部２１９，２２０によって囲まれた領域、所謂コの字状に形成された領域である折返し領域Ｑ１，Ｑ２では、上述した第１実施形態と同様な構成を適用する。具体的に折返し領域Ｑ１，Ｑ２では、Ｙ軸（第１方向）およびＸ軸（第２方向）を含む面を正面に見た、換言すればＺ軸方向から見た平面視で、第１梁部２１７，２１８と第２梁部２２１，２２２とに挟まれる第１連結部２１９，２２０の長さＬ１を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔに設定することが好ましい。なお、第１梁部２１７，２１８と第２梁部２２１，２２２とに挟まれる第１連結部２１９，２２０の長さＬ１は、平面視の折返し領域Ｑ１，Ｑ２における第１連結部２１９，２２０から延出する部分の第１梁部２１７，２１８と第２梁部２２１，２２２との間隔と言い換えることができる。
【００８０】
折返し領域Ｑ１，Ｑ２では、第１実施形態と同様に、ウェットエッチングのエッチング異方性によって菱形状の異形部分、所謂ヒレが形成され易い。第１梁部２１７，２１８と第２梁部２２１，２２２とに挟まれる第１連結部２１９，２２０の長さＬ１を、上述のように設定することにより、上述した第１実施形態と同様な作用により、ジャイロ素子３を形成するためのウェットエッチングの加工時間を長くすることなく、菱形状の異形部分である所謂ヒレの交差を防止でき、この交差部分を起点として生じる、例えば落下などの衝撃時の梁部における破損を低減することができる。
なお、このことについての詳細は、図２を参照した第１実施形態の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８１】
また、Ｘ軸方向（第２方向）に沿って開口するように第４梁部２２７，２２８と第２固定部２３２と第２連結部２２９とで囲まれた領域、所謂コの字状に形成された領域である折返し領域Ｑ３，Ｑ４では、上述した第２実施形態と同様な構成を適用する。具体的に折返し領域Ｑ３，Ｑ４では、Ｙ軸（第１方向）およびＸ軸（第２方向）を含む面を正面に見た、換言すればＺ軸方向から見た平面視で、第４梁部２２７，２２８と第２固定部２３２とに挟まれる第２連結部２２９の長さＬ２を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔに設定することが好ましい。なお、第４梁部２２７，２２８と第２固定部２３２とに挟まれる第２連結部２２９の長さＬ２は、平面視の折返し領域Ｑ３，Ｑ４における第２連結部２２９から延出する部分の第４梁部２２７，２２８と第２固定部２３２との間隔と言い換えることができる。
【００８２】
折返し領域Ｑ３，Ｑ４では、第２実施形態と同様に、ウェットエッチングのエッチング異方性によって菱形状の異形部分、所謂ヒレが形成され易い。第４梁部２２７，２２８と第２固定部２３２とに挟まれる第２連結部２２９の長さＬ２を、上述のように設定することにより、上述した第２実施形態と同様な作用により、ジャイロ素子３を形成するためのウェットエッチングの加工時間を長くすることなく、菱形状の異形部分である所謂ヒレの交差を防止でき、この交差部分を起点として生じる、例えば落下などの衝撃時の梁部における破損を低減することができる。
なお、このことについての詳細は、図４を参照した第２実施形態の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８３】
上述した第３実施形態に係る振動素子としてのジャイロ素子３によれば、梁部２６１，２６２において、Ｙ軸方向に開口した折返し領域Ｑ１，Ｑ２における第１梁部２１７，２１８と第２梁部２２１，２２２とに挟まれる第１連結部２１９，２２０の長さＬ１と厚さｔとの関係を、０．７ｔ≦Ｌ１≦１．２ｔ、とすることにより、ウェットエッチングの進行の妨げを抑制することができる。これによりエッチング時間を長くすることなく、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じる虞のある破損を低減することができる。
また、梁部２７１，２７２において、Ｘ軸方向に開口した折返し領域Ｑ３，Ｑ４における第４梁部２２７，２２８と第２固定部２３２とに挟まれる第２連結部２２９の長さＬ２と厚さｔとの関係を、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔとすることにより、ウェットエッチングの進行の妨げを抑制することができる。これにより、第４梁部２２７，２２８および第２固定部２３２から張り出す菱形状の異形部分の交わる交差部分の形成を低減することができ、エッチング時間を長くすることなく、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じるジャイロ素子３の破損を低減することができる。
さらに、振動体２５０の支持を、二つの梁部（外側梁部２６１，２６２および内側梁部２７１，２７２）を介して第１固定部２３０，２３１と第２固定部２３２とで行うことにより、振動体２５０がバランスよく支持され、衝撃の分散による耐衝撃性の向上とジャイロ素子３の電気的特性の安定とを得ることが可能となる。
【００８４】
なお、上記第３実施形態に係るジャイロ素子３の説明では、基部２１０の一方端に、一対の検出振動腕２１３，２１４と、検出振動腕２１３，２１４を挟む一対の調整用振動腕２１５，２１６とが設けられ、他方端に一対の駆動振動腕２１１，２１２が設けられている例を用いたが、この構成に限らない。例えば、駆動振動腕と調整用振動腕とが、基部２１０の同じ端から同方向に延出されている形態であってもよい。
【００８５】
（梁部の変形例）
また、上記第３実施形態に係るジャイロ素子３における梁部２６１，２６２は、次の変形例で図６に沿って説明する構成例を適用してもよい。ここで図６は、梁部の変形例を示す平面図であり、第３実施形態のジャイロ素子３における梁部２６２の部分を代表例として示している。なお、梁部２６１においても、同様な構成を適用することができる。
【００８６】
図６に示すように、変形例のジャイロ素子３ａにおける梁部２６２ａは、延出部２１０ａと、第１梁部を構成する第１延伸部２１８ａおよび第２延伸部２１８ｂと、第２梁部を構成する第３延伸部２２２ａ、第４延伸部２２２ｂ、および第５延伸部２２２ｃと、第１梁部（第２延伸部２１８ｂ）と第２梁部（第３延伸部２２２ａ）とを連結する第１連結部２２０と、を有している。
【００８７】
延出部２１０ａは、基部２１０から−Ｘ軸方向に梁状に延出している。第１延伸部２１８ａは、延出部２１０ａの先端部から＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部が＋Ｘ軸方向に膨らむように折れ曲がっている。第２延伸部２１８ｂは、第１延伸部２１８ａの折れ曲がった先端から＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部が第１連結部２２０に連接している。第１連結部２２０は、第２延伸部２１８ｂの先端部から−Ｘ軸方向に折り返し、第２延伸部２１８ｂに対して外側に並行する第３延伸部２２２ａに連結している。第３延伸部２２２ａは、第１連結部２２０から−Ｙ軸方向に延出し、延出部２１０ａの外側を囲むように＋Ｘ軸方向に折れ曲がる第４延伸部２２２ｂに連結されている。第４延伸部２２２ｂは、第３延伸部２２２ａの先端部から＋Ｘ軸方向に折れ曲がり、更に、基部２１０の外側に沿うように−Ｙ軸方向に折れ曲がり、第５延伸部２２２ｃに連結している。第５延伸部２２２ｃは、第４延伸部２２２ｂの先端部から−Ｙ軸方向に延出し、その先端部が第１固定部２３１ａに連結されている。第２梁部は、第４延伸部２２２ｂの折れ曲がりにより、第５延伸部２２２ｃの部分で基部２１０に対する間隔が狭くなる狭窄形状となる。
【００８８】
このように、前述の第３実施形態の第１梁部２１８、第２梁部２２２のように、Ｙ軸方向に沿った直線的な梁でなく、例えば本変形例のような膨らみ形状や狭窄形状を含み蛇行する梁であってもよい。このような構成の梁部２６２ａを備えることにより、第３実施形態と同様な効果を有するとともに、膨らみ形状や狭窄形状により応力緩衝効果により、更なる耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００８９】
（第４実施形態）
＜ジャイロ素子−２＞
次に、図７を参照して、第４実施形態に係る振動素子としてのジャイロ素子４について説明する。図７は、第４実施形態に係る振動素子の一例としてのジャイロ素子を模式的に示す平面図である。なお、ジャイロ素子４には、検出信号電極、検出信号配線、検出信号端子、検出接地電極、検出接地配線、検出接地端子、駆動信号電極、駆動信号配線、駆動信号端子、駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子などが設けられているが、図７においては省略している。
【００９０】
第４実施形態に係るジャイロ素子４は、Ｚ軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサー素子であって、振動片５と、図示しないが振動片５の表面に設けられている複数の電極、配線および端子とで構成されている。ジャイロ素子４は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料で構成することができるが、これらの中でも、水晶で構成するのが好ましい。これにより、優れた振動特性（周波数特性）を発揮することのできるジャイロ素子４が得られる。
【００９１】
このようなジャイロ素子４は、いわゆるダブルＴ型をなす振動体６と、振動体６を支持する支持部としての第１支持部５１および第２支持部５２と、振動体６と第１支持部５１および第２支持部５２とを連結する第１梁６１、第２梁６２、第３梁６３および第４梁６４とを有している。
【００９２】
振動体６は、ＸＹ平面に拡がりを有し、Ｚ軸方向に厚みを有している。このような振動体６は、中央に位置する基部４１と、基部４１からＹ軸方向に沿って両側に延出している振動腕としての第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２と、基部４１からＸ軸方向に沿って両側に延出している第１連結腕４３１、第２連結腕４３２と、第１連結腕４３１の先端部からＹ軸方向に沿って両側に延出している振動腕としての第１駆動振動腕４４１、および第２駆動振動腕４４２と、第２連結腕４３２の先端部からＹ軸方向に沿って両側に延出している振動腕としての第３駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４とを有している。第１、第２検出振動腕４２１，４２２および第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１，４４２，４４３，４４４の先端部には、それぞれ、基端側よりも幅の大きい略四角形の重量部（ハンマーヘッド）が設けられている。このような重量部を設けることでジャイロ素子４の角速度の検出感度が向上する。
【００９３】
また、第１、第２支持部５１，５２は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在しており、これら第１、第２支持部５１，５２の間に振動体６が位置している。言い換えれば、第１、第２支持部５１，５２は、振動体６を介してＹ軸方向に沿って対向するように配置されている。第１支持部５１は、第１梁６１、および第２梁６２を介して基部４１と連結されており、第２支持部５２は、第３梁６３、および第４梁６４を介して基部４１と連結されている。
なお、本実施形態における第１、第２支持部５１，５２が、前述の第２実施形態および第３実施形態における第２固定部に相当する。
【００９４】
第１梁６１は、第１検出振動腕４２１と第１駆動振動腕４４１との間を通って延伸し、その先で−Ｘ軸方向に折れ曲がって第１支持部５１と第１検出振動腕４２１との間を通る第１屈折部６１ａを有している。第２梁６２は、第１検出振動腕４２１と第３駆動振動腕４４３との間を通って延伸し、その先で＋Ｘ軸方向に折れ曲がって第１支持部５１と第１検出振動腕４２１との間を通る第２屈折部６２ａを有している。第１屈折部６１ａと第２屈折部６２ａとは、第１支持部５１と第１検出振動腕４２１との間で連結され、連結された第１屈折部６１ａと第２屈折部６２ａの中央部から延出する第１連接部６５によって第１支持部５１に連結されている。このように基部４１は、第１梁６１および第１屈折部６１ａと、第２梁６２および第２屈折部６２ａと、第１連接部６５と、によって第１支持部５１に連結される。
【００９５】
第３梁６３は、第２検出振動腕４２２と第２駆動振動腕４４２との間を通って延伸し、その先で−Ｘ軸方向に折れ曲がって第２支持部５２と第２検出振動腕４２２との間を通る第３屈折部６３ａを有している。第４梁６４は、第２検出振動腕４２２と第４駆動振動腕４４４との間を通って延伸し、その先で＋Ｘ軸方向に折れ曲がって第２支持部５２と第２検出振動腕４２２との間を通る第４屈折部６４ａを有している。第３屈折部６３ａと第４屈折部６４ａとは、第２支持部５２と第２検出振動腕４２２との間で連結され、連結された第３屈折部６３ａと第４屈折部６４ａの中央部から延出する第２連接部６６によって第２支持部５２に連結されている。このように基部４１は、第３梁６３および第３屈折部６３ａと、第４梁６４および第４屈折部６４ａと、第２連接部６６と、によって第２支持部５２に連結される。
【００９６】
なお、本実施形態における第１梁６１、第２梁６２、第３梁６３、および第４梁６４が、前述の第２実施形態および第３実施形態における第３梁部に相当し、第１屈折部６１ａ、第２屈折部６２ａ、第３屈折部６３ａ、および第４屈折部６４ａが、前述の第２実施形態および第３実施形態における第４梁部に相当する。また、本実施形態における第１連接部６５および第２連接部６６が、前述の第２実施形態および第３実施形態における第２連結部に相当する。
【００９７】
ここで、Ｘ軸方向（第２方向）に沿って開口するように第１屈折部６１ａと第１支持部５１と第１連接部６５とによって囲まれた領域、所謂コの字状に形成された領域である折返し領域Ｑ５では、上述した第２実施形態と同様な構成を適用することが好ましい。具体的に折返し領域Ｑ５では、Ｙ軸（第１方向）およびＸ軸（第２方向）を含む面を正面に見た、換言すればＺ軸方向から見た平面視で、第１屈折部６１ａと第１支持部５１とに挟まれる第１連接部６５の長さＬ２を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔに設定することが好ましい。
また同様に、Ｘ軸方向（第２方向）に沿って開口するように第２屈折部６２ａと第１支持部５１と第１連接部６５とによって囲まれた折返し領域Ｑ６では、Ｚ軸方向から見た平面視で、第２屈折部６２ａと第１支持部５１とに挟まれる第１連接部６５の長さＬ２を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔに設定することが好ましい。
【００９８】
また同様に、Ｘ軸方向（第２方向）に沿って開口するように第３屈折部６３ａと第２支持部５２と第２連接部６６とによって囲まれた折返し領域Ｑ７では、Ｚ軸方向から見た平面視で、第３屈折部６３ａと第２支持部５２とに挟まれる第２連接部６６の長さＬ２を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔに設定することが好ましい。
また同様に、Ｘ軸方向（第２方向）に沿って開口するように第４屈折部６４ａと第２支持部５２と第２連接部６６とによって囲まれた折返し領域Ｑ８では、Ｚ軸方向から見た平面視で、第４屈折部６４ａと第２支持部５２とに挟まれる第２連接部６６の長さＬ２を、Ｚ軸方向（第３方向）の厚さｔに対し、０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔに設定することが好ましい。
【００９９】
折返し領域Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８では、第２実施形態と同様に、ウェットエッチングのエッチング異方性によって菱形状の異形部分、所謂ヒレが形成され易い。第１屈折部６１ａと第１支持部５１、および第２屈折部６２ａと第１支持部５１とに挟まれる第１連接部６５の長さＬ２と、第３屈折部６３ａと第２支持部５２、および第４屈折部６４ａと第２支持部５２とに挟まれる第２連接部６６の長さＬ２とを、上述のように設定することにより、前述した第２実施形態と同様な作用により、ジャイロ素子４を形成するためのウェットエッチングの加工時間を短縮することができるとともに、菱形状の異形部分である所謂ヒレの交差を防止でき、この交差部分を起点として生じる、例えば落下などの衝撃時の梁部における破損を低減することができる。なお、このことについての詳細は、図４を参照した第２実施形態の説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１００】
このような構成のジャイロ素子４は、次のようにしてＺ軸まわりの角速度ωを検出する。ジャイロ素子４は、角速度ωが加わらない状態において、駆動信号電極（図示せず）および駆動接地電極（図示せず）の間に電界が生じると、各駆動振動腕４４１，４４２，４４３，４４４がＸ軸方向に屈曲振動を行う。このとき、第１、第２駆動振動腕４４１，４４２と、第３、第４駆動振動腕４４３，４４４とは、中心点（重心）を通るＹＺ平面に関して面対称の振動を行っているため、基部４１と、第１、第２連結腕４３１，４３２と、第１、第２検出振動腕４２１，４２２とは、ほとんど振動しない。
【０１０１】
この駆動振動を行っている状態にて、ジャイロ素子４にＺ軸まわりに角速度ωが加わると、駆動振動腕４４１，４４２，４４３，４４４および連結腕４３１，４３２にＹ軸方向のコリオリの力が働き、このＹ軸方向の振動に呼応して、Ｘ軸方向の検出振動が励起される。そして、この振動により発生した検出振動腕４２１，４２２の歪みを検出信号として検出することによって角速度ωが求められる。
【０１０２】
上述した第４実施形態に係るジャイロ素子４によれば、Ｘ軸方向に開口した折返し領域Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８における第１屈折部６１ａと第１支持部５１とに挟まれる第１連接部６５の長さＬ２、第２屈折部６２ａと第１支持部５１とに挟まれる第１連接部６５の長さＬ２、第３屈折部６３ａと第２支持部５２とに挟まれる第２連接部６６の長さＬ２、および第４屈折部６４ａと第２支持部５２とに挟まれる第２連接部６６の長さＬ２と厚さｔとの関係を、それぞれ０．９ｔ≦Ｌ２≦１．８ｔとすることにより、ウェットエッチングの進行の妨げを抑制することができる。これにより、折返し領域Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８において、第１屈折部６１ａ、第２屈折部６２ａ、第３屈折部６３ａ、第４屈折部６４ａ、および第１支持部５１、第２支持部５２から張り出す菱形状の異形部分の交わる交差部分の形成を防止することができ、エッチング時間の短縮を図ることができるとともに、菱形状の異形部分の交差を防止でき、これにより落下などにより生じるジャイロ素子４の破損を低減することができる。
【０１０３】
（電子デバイスとしてのジャイロセンサー）
次に、前述の第３実施形態に係るジャイロ素子３を備えた電子デバイスとしてのジャイロセンサーについて、図８を参照して説明する。図８は、本発明に係る電子デバイスの一例としてのジャイロセンサーの概略を示し、図８（ａ）は構成例１に係るジャイロセンサーの概略構成を示す正断面図であり、図８（ｂ）は構成例２に係るジャイロセンサーの概略構成を示す正断面図である。
【０１０４】
（構成例１）
先ず、図８（ａ）を参照して、構成例１に係るジャイロセンサーについて説明する。図８（ａ）に示すように、構成例１に係るジャイロセンサー４００は、パッケージ４１０の凹部に、ジャイロ素子３を収容し、パッケージ４１０の開口部を蓋体４３０により密閉し、内部を気密に保持されている。パッケージ４１０は、平板状の第１基板４１１と、第１基板４１１上に、枠状の第３基板４１３、第４基板４１４、を順に積層、固着して形成され、ジャイロ素子３とが収容される凹部が形成される。第１基板４１１、第３基板４１３、および第４基板４１４は、例えばセラミックスなどにより形成される。
【０１０５】
平板状の第１基板４１１には、少なくともジャイロ素子３の固定部分を除く平面と重なる開口を有する枠状の形状の第３基板４１３が積層され、固着されている。さらに、第３基板４１３には、ジャイロ素子３を収容可能な開口を有する第４基板４１４が積層され、固着されている。そして、第３基板４１３に第４基板４１４が積層されて第４基板４１４の開口の内側に現れる第３基板面４１３ａには、ジャイロ素子３に形成された固定部の接続パッド（図示せず）と接続される複数のジャイロ素子接続端子４１３ｂが形成されている。ジャイロ素子接続端子４１３ｂは、パッケージ４１０の図示しない内部配線によって、第１基板４１１の外部底面４１１ｂに設けられた複数の外部接続端子４１１ｃに電気的に接続されている。ジャイロ素子３は、第３基板面４１３ａにジャイロ素子３の第１固定部２３０，２３１と第２固定部２３２とを含む固定部２３３の支持部２３４（図５参照）を、ジャイロ素子接続端子４１３ｂに位置を合わせて載置され、導電性接着剤４５０によって接着固定される。
【０１０６】
更に、第４基板４１４の開口の上面に蓋体４３０が配置され、パッケージ４１０の開口を封止し、パッケージ４１０の内部が気密封止され、ジャイロセンサー４００が得られる。蓋体４３０は、例えば、４２アロイ（鉄にニッケルが４２％含有された合金）やコバール（鉄、ニッケルおよびコバルトの合金）等の金属、セラミックス、あるいはガラスなどを用いて形成することができる。例えば、金属により蓋体４３０を形成した場合には、コバール合金などを矩形環状に型抜きして形成されたシールリング４６０を介してシーム溶接することによりパッケージ４１０と接合される。パッケージ４１０および蓋体４３０によって形成される凹部空間は、ジャイロ素子３が動作するための空間となるため、減圧空間または不活性ガス雰囲気に密閉・封止することが好ましい。
【０１０７】
電子デバイスとしてのジャイロセンサー４００によれば、振動体２５０（図５参照）の支持がバランスよく行われるとともに、菱形状の異形部分の交差を低減できることによる耐衝撃性の向上と電気的特性の安定とが図られたジャイロ素子３を備えているため、ジャイロセンサー４００においても、耐衝撃性の向上と電気的特性の安定とを実現することが可能となる。
【０１０８】
（構成例２）
次に、図８（ｂ）を参照して、構成例２に係るジャイロセンサーについて説明する。図８（ｂ）に示すように、構成例２に係るジャイロセンサー５００は、パッケージ５１０の凹部に、ジャイロ素子３と、電子部品としての半導体装置５２０と、を収容し、パッケージ５１０の開口部を蓋体５３０により密閉し、内部を気密に保持されている。パッケージ５１０は、図８（ｂ）に示すように、平板状の第１基板５１１と、第１基板５１１上に、枠状の第２基板５１２、第３基板５１３、第４基板５１４、を順に積層、固着して形成され、半導体装置５２０とジャイロ素子３とが収容される凹部が形成される。基板５１１，５１２，５１３，５１４は、例えばセラミックスなどにより形成される。
【０１０９】
第１基板５１１は、凹部側の半導体装置５２０が搭載される電子部品搭載面５１１ａには、半導体装置５２０が載置され固定されるダイパッド５１５が設けられている。半導体装置５２０はダイパッド５１５上に、例えば、ろう材（ダイアタッチ材）５４０によって接着され、固定されている。
【０１１０】
半導体装置５２０は、ジャイロ素子３を駆動振動させるための励振手段としての駆動回路と、角速度が加わったときにジャイロ素子３に生じる検出振動を検出する検出手段としての検出回路と、を有する。具体的には、半導体装置５２０が有する駆動回路は、ジャイロ素子３の一対の駆動振動腕２１１，２１２（図５参照）にそれぞれ形成された図示しない駆動電極および駆動電極に駆動信号を供給する。また、半導体装置５２０が有する検出回路は、ジャイロ素子３の一対の検出振動腕２１３，２１４（図５参照）にそれぞれ形成された図示しない検出電極および検出電極に生じる検出信号を増幅させて増幅信号を生成し、該増幅信号に基づいてジャイロセンサー５００に加わった回転角速度を検出する。
【０１１１】
第２基板５１２は、ダイパッド５１５上に搭載される半導体装置５２０が収容可能な大きさの開口を有する枠状の形状に形成されている。第３基板５１３は、第２基板５１２の開口より広い開口を有する枠状の形状に形成され、第２基板５１２上に積層され、固着される。そして第２基板５１２に第３基板５１３が積層されて第３基板５１３の開口の内側に現れる第２基板面５１２ａには、半導体装置５２０の図示しない電極パッドと電気的に接続するボンディングワイヤーＢＷが接続される複数のＩＣ接続端子５１２ｂが形成されている。そして、半導体装置５２０の図示しない電極パッドとパッケージ５１０に設けられたＩＣ接続端子５１２ｂとが、ワイヤーボンディング法を用いて電気的に接続されている。すなわち、半導体装置５２０に設けられた複数の電極パッドと、パッケージ５１０の対応するＩＣ接続端子５１２ｂとが、ボンディングワイヤーＢＷにより接続されている。また、ＩＣ接続端子５１２ｂのいずれかは、パッケージ５１０の図示しない内部配線により、第１基板５１１の外部底面５１１ｂに設けられた複数の外部接続端子５１１ｃに電気的に接続されている。
【０１１２】
第３基板５１３上には、第３基板５１３の開口より広い開口を有する第４基板５１４が積層され、固着されている。そして、第３基板５１３に第４基板５１４が積層されて第４基板５１４の開口の内側に現れる第３基板面５１３ａには、ジャイロ素子３に形成された支持部２３４（図５参照）と接続される複数のジャイロ素子接続端子５１３ｂが形成されている。ジャイロ素子接続端子５１３ｂは、パッケージ５１０の図示しない内部配線によってＩＣ接続端子５１２ｂのいずれかと電気的に接続されている。ジャイロ素子３は、第３基板面５１３ａにジャイロ素子３の第１固定部２３０，２３１と第２固定部２３２とを含む固定部２３３の支持部２３４（図５参照）を、接続パッドとジャイロ素子接続端子５１３ｂとに位置を合わせて載置され、導電性接着剤５５０によって接着固定される。
【０１１３】
更に、第４基板５１４の開口の上面に蓋体５３０が配置され、パッケージ５１０の開口を封止し、パッケージ５１０の内部が気密封止され、ジャイロセンサー５００が得られる。蓋体５３０は、例えば、４２アロイ（鉄にニッケルが４２％含有された合金）やコバール（鉄、ニッケルおよびコバルトの合金）等の金属、セラミックス、あるいはガラスなどを用いて形成することができる。例えば、金属により蓋体５３０を形成した場合には、コバール合金などを矩形環状に型抜きして形成されたシールリング５６０を介してシーム溶接することによりパッケージ５１０と接合される。パッケージ５１０および蓋体５３０によって形成される凹部空間は、ジャイロ素子３が動作するための空間となるため、減圧空間または不活性ガス雰囲気に密閉・封止することが好ましい。
【０１１４】
電子デバイスとしてのジャイロセンサー５００によれば、振動体２５０（図３参照）の支持がバランスよく行われるとともに、菱形状の異形部分の交差を低減できることによる耐衝撃性の向上と電気的特性の安定とが図られたジャイロ素子３を備えているため、ジャイロセンサー５００においても、耐衝撃性の向上と電気的特性の安定とを実現することが可能となる。また、上記構成のようなパッケージタイプのジャイロセンサー５００は、小型化・薄型化に有利であるとともに耐衝撃性を高くすることができる。
【０１１５】
なお、本発明に係る振動素子を適用可能な電子デバイスとしては、ジャイロセンサー４００，５００の他にも、例えば、パッケージ内に振動素子を収納したタイミングデバイスとしての振動子、またはパッケージ内に振動素子および振動素子を振動させる機能を少なくとも備えた回路素子を収納したタイミングデバイスとしての発振器などがある。
【０１１６】
（電子機器）
次に、図９を参照して、前述の実施形態に係る振動素子を備えた電子機器について説明する。なお、以下の説明では、振動素子の一例としてジャイロ素子３を用いた例について説明する。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、ジャイロ素子３を備える電子機器の一例を示す斜視図である。
【０１１７】
図９（ａ）は、電子機器としてのデジタルビデオカメラ１０００にジャイロ素子３を適用した例を示す。デジタルビデオカメラ１０００は、受像部１１００、操作部１２００、音声入力部１３００、及び表示ユニット１４００を備えている。このようなデジタルビデオカメラ１０００に、上述の実施形態のジャイロ素子３を搭載する手ぶれ補正機能を具備させることができる。
【０１１８】
図９（ｂ）は、電子機器としての携帯電話機２０００にジャイロ素子３を適用した例を示す。図９（ｂ）に示す携帯電話機２０００は、複数の操作ボタン２１００及びスクロールボタン２２００、並びに表示ユニット２３００を備える。スクロールボタン２２００を操作することによって、表示ユニット２３００に表示される画面がスクロールされる。
【０１１９】
図９（ｃ）は、電子機器としての情報携帯端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）３０００にジャイロ素子３を適用した例を示す。図９（ｃ）に示すＰＤＡ３０００は、複数の操作ボタン３１００及び電源スイッチ３２００、並びに表示ユニット３３００を備える。電源スイッチ３２００を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が表示ユニット３３００に表示される。
【０１２０】
このような携帯電話機２０００やＰＤＡ３０００に、上述の実施形態のジャイロ素子３を搭載することにより、様々な機能を付与することができる。例えば、図９（ｂ）の携帯電話機２０００に、図示しないカメラ機能を付与した場合に、上記のデジタルビデオカメラ１０００と同様に、手振れ補正を行うことができる。また、図９（ｂ）の携帯電話機２０００や、図９（ｃ）のＰＤＡ３０００に、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）として広く知られる汎地球測位システムを具備した場合に、上述の実施形態のジャイロ素子３を搭載することにより、ＧＰＳによって、携帯電話機２０００やＰＤＡ３０００の位置や姿勢を認識させることができる。
【０１２１】
なお、本発明の実施形態に係るジャイロ素子３を一例とする振動素子は、図９（ａ）のデジタルビデオカメラ１０００、図９（ｂ）の携帯電話機、および図９（ｃ）の情報携帯端末の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
【０１２２】
（移動体）
次に、前述の実施形態に係る振動素子を備えた移動体について説明する。なお、以下の説明では、振動素子の一例としてジャイロ素子３を用いた例について説明する。図１０は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には第３実施形態に係るジャイロ素子３が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１５００には、ジャイロ素子３を内蔵してタイヤなどを制御する電子制御ユニット１５１０が車体に搭載されている。また、ジャイロ素子３は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に広く適用できる。
【０１２３】
以上、実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態および変形例では、振動素子あるいは振動素子としてのジャイロ素子の形成材料として水晶を用いた例を説明したが、水晶以外の圧電体材料を用いることができる。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ランガサイト（Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14）などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウムや五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などの圧電体材料を積層させて構成された積層圧電基板、あるいは圧電セラミックスなどを用いることができる。また、圧電体材料以外の材料を用いて振動素子を形成することができる。例えば、シリコン半導体材料などを用いて振動素子を形成することもできる。また、振動素子の振動（駆動）方式は圧電駆動に限らない。圧電基板を用いた圧電駆動型のもの以外に、静電気力を用いた静電駆動型や、磁力を利用したローレンツ駆動型などの振動素子においても、本発明の構成およびその効果を発揮させることができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１…振動素子としての音叉型振動片、２…振動素子としての音叉型振動片、３…振動素子としてのＨ型ジャイロ素子、４…振動素子としてのダブルＴ型ジャイロ素子、１０…基部、１１，１２…駆動振動腕、１３，１４…錘部、１５，１６…第１梁部、１７，１８…第１連結部、１９，２０…第２梁部、２１，２２…第１固定部、２３，２４…支持部、２５，２６…折返し領域、２７…固定部、２８…ヒレ部、２９…ヒレ部、５０…振動体、７１，７２…梁部、Ｌ１…長さ（間隔）、Ｌ２…長さ（間隔）、Ｐ１…交差稜、Ｐ２…交差部分、Ｐ３…内壁部分、４００…電子デバイスとしてのジャイロセンサー、５００…電子デバイスとしてのジャイロセンサー、１０００…電子機器としてのデジタルビデオカメラ、１５００…移動体としての自動車、２０００…電子機器としての携帯電話機、３０００…電子機器としての情報携帯端末（ＰＤＡ）。
【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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