(57)【要約】【課題】実装面に沿う回転方向におけるセンサ素子の位置ずれを抑制できる角速度センサを提供する。【解決手段】角速度センサ１０１のセンサ素子１は、圧電体３を有し、圧電体３は、実装面１１５ｃの平面視において、基部９と、基部９から延びる駆動腕１１及び検出腕１３と、ｙ軸方向の正側及び負側に延びる４本の実装腕１０とを有している。また、センサ素子１は、４本の実装腕１０の先端側に設けられ、励振電極５又は検出電極７に電気的に接続されており、実装面１１５ｃに接合された実装パッド１５と、を有している。実装基体１１１は、実装面１１５ｃから突出する位置決め部１１５ｄを有し、圧電体３は、第１実装腕１０Ａ及び第３実装腕１０Ｃが実装面１１５ｃに沿う方向において位置決め部１１５ｄに当接することにより実装面１１５ｃに沿う回転方向において位置決めされている。【選択図】図１
2016170074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面を有する実装基体と、
前記実装面に実装されたセンサ素子と、
を有し、
前記センサ素子は、
前記実装面の平面視において、基部と、前記基部から延びる１以上の駆動腕及び１以上の検出腕と、前記基部から所定方向の一方側へ延びる２本の実装腕及び前記所定方向の他方側へ延びる２本の実装腕とを有する圧電体と、
前記駆動腕に設けられた励振電極と、
前記検出腕に設けられた検出電極と、
前記４本の実装腕の先端側に設けられ、前記励振電極又は前記検出電極に電気的に接続されており、前記実装面に接合されたパッドと、を有し、
前記実装基体は、前記実装面から突出する位置決め部を有し、
前記圧電体は、前記４本の実装腕の少なくともいずれか一つが前記実装面に沿う方向において前記位置決め部に当接することにより前記実装面に沿う回転方向において位置決めされている
角速度センサ。
【請求項２】
前記一方側へ延びる前記２本の実装腕の先端が前記位置決め部に突き当てられている
請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの少なくとも一つは、前記一方側へ延びており、
前記一方側へ延びる前記２本の実装腕の先端は、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの前記一方側へ延びる全ての腕の先端よりも前記一方側へ突出している
請求項２に記載の角速度センサ。
【請求項４】
前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの複数の腕が前記一方側へ延びており、
前記一方側へ延びる前記２本の実装腕は、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの前記一方側へ延びる全ての腕の両側に位置している
請求項２又は３に記載の角速度センサ。
【請求項５】
前記一方側へ延びる前記２本の実装腕の先端面のみが前記位置決め部に当接している
請求項２〜４のいずれか１項に記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記４本の実装腕の少なくとも一つは、その全長の半分以上に亘って側面を前記位置決め部に当接させている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の角速度センサ。
【請求項７】
前記位置決め部は、平面視において前記圧電体が嵌合する枠状である
請求項６に記載の角速度センサ。
【請求項８】
前記センサ素子を収容するパッケージを有し、
前記パッケージは、
前記センサ素子を収容する凹部を有する前記実装基体と、
前記凹部を塞ぐ蓋体と、を有し、
前記センサ素子は、前記実装腕が前記位置決め部としての前記凹部の壁面に当接することにより前記実装面に沿う回転方向の位置決めがなされている
請求項１〜７のいずれか１項に記載の角速度センサ。
【請求項９】
平面視において、基部と、前記基部から延びる１以上の駆動腕及び１以上の検出腕と、前記基部から所定方向の一方側へ延びる２本の実装腕及び前記所定方向の他方側へ延びる２本の実装腕とを有する圧電体と、
前記駆動腕に設けられた励振電極と、
前記検出腕に設けられた検出電極と、
前記４本の実装腕の先端側の、前記平面視がなされた面に設けられたパッドと、を有し、
前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうち少なくとも一つは、前記一方側へ延びており、
前記一方側へ延びる前記２本の実装部の先端は、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの前記一方側へ延びる全ての腕の先端よりも前記一方側へ突出している
センサ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサ及びセンサ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動式の角速度センサ（ジャイロセンサ）及びセンサ素子が知られている（例えば特許文献１）。この角速度センサは、圧電体を有し、圧電体は、基部と、基部から延びる駆動腕及び検出腕とを有している。駆動腕を振動させた状態で圧電体が回転されると、コリオリの力によって、角速度に応じた振幅の振動が検出腕に生じる。この振動に伴って生じる電気信号が検出されることにより、角速度が求められる。
【０００３】
特許文献１では、上記のような圧電体において、駆動腕及び検出腕の他に、基部から延びる梁を設けている。圧電体は、箱型の実装基体（パッケージ）に収容され、梁の先端が実装基体の内部の実装面にバンプにより固定されることにより、駆動腕及び検出腕の振動が許容された状態で実装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０１０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実装面に圧電体を実装するときに、実装面に沿う回転方向において圧電体がずれてしまうおそれがある。このようなずれが生じると、例えば、角速度センサが実装面に沿う軸回りの角速度を検出するものである場合、角速度を検出したい軸に対して角速度センサのパッケージを正確に位置決めしても、その内部の圧電体が角速度を検出したい軸に対してずれてしまうことになり、正確に角速度を検出することができなくなる。一方、圧電体は、駆動腕及び検出腕が振動可能とされる必要があり、パッケージに対する位置決めに制約が生じる。
【０００６】
従って、実装面に沿う回転方向におけるセンサ素子の位置ずれを抑制できる角速度センサ及びセンサ素子が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る角速度センサは、実装面を有する実装基体と、前記実装面に実装されたセンサ素子と、を有し、前記センサ素子は、前記実装面の平面視において、基部と、前記基部から延びる１以上の駆動腕及び１以上の検出腕と、前記基部から所定方向の一方側へ延びる２本の実装腕及び前記所定方向の他方側へ延びる２本の実装腕とを有する圧電体と、前記駆動腕に設けられた励振電極と、前記検出腕に設けられた検出電極と、前記４本の実装腕の先端側に設けられ、前記励振電極又は前記検出電極に電気的に接続されており、前記実装面に接合されたパッドと、を有し、前記実装基体は、前記実装面から突出する位置決め部を有し、前記圧電体は、前記４本の実装腕の少なくともいずれか一つが前記実装面に沿う方向において前記位置決め部に当接することにより前記実装面に沿う回転方向において位置決めされている。
【０００８】
好適には、前記一方側へ延びる前記２本の実装腕の先端が前記位置決め部に突き当てられている。
【０００９】
好適には、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの少なくとも一つは、前記一方側へ延びており、前記一方側へ延びる前記２本の実装腕の先端は、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの前記一方側へ延びる全ての腕の先端よりも前記一方側へ突出している。
【００１０】
好適には、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの複数の腕が前記一方側へ延びており、前記一方側へ延びる前記２本の実装腕は、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの前記一方側へ延びる全ての腕の両側に位置している。
【００１１】
好適には、前記一方側へ延びる前記２本の実装腕の先端面のみが前記位置決め部に当接している。
【００１２】
好適には、前記４本の実装腕の少なくとも一つは、その全長の半分以上に亘って側面を前記位置決め部に当接させている。
【００１３】
好適には、前記位置決め部は、平面視において前記圧電体が嵌合する枠状である。
【００１４】
好適には、前記センサ素子を収容するパッケージを有し、前記パッケージは、前記センサ素子を収容する凹部を有する前記実装基体と、前記凹部を塞ぐ蓋体と、を有し、前記センサ素子は、前記実装腕が前記位置決め部としての前記凹部の壁面に当接することにより前記実装面に沿う回転方向の位置決めがなされている。
【００１５】
好適には、平面視において、基部と、前記基部から延びる１以上の駆動腕及び１以上の検出腕と、前記基部から所定方向の一方側へ延びる２本の実装腕及び前記所定方向の他方側へ延びる２本の実装腕とを有する圧電体と、前記駆動腕に設けられた励振電極と、前記検出腕に設けられた検出電極と、前記４本の実装腕の先端側の、前記平面視がなされた面に設けられたパッドと、を有し、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうち少なくとも一つは、前記一方側へ延びており、前記一方側へ延びる前記２本の実装部の先端は、前記１以上の駆動腕及び前記１以上の検出腕のうちの前記一方側へ延びる全ての腕の先端よりも前記一方側へ突出している。
【発明の効果】
【００１６】
上記の構成によれば、実装面に沿う回転方向におけるセンサ素子の位置ずれを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサ素子を示す斜視図。
【図２】図１のセンサ素子を示す平面図。
【図３】図３（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図、図３（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は駆動腕及び検出腕における電位等を説明するための模式的な断面図。
【図５】図５（ａ）は全駆動腕のｘ軸方向における励振を説明するための模式図、図５（ｂ）は全駆動腕及び全検出腕のｚ軸方向における振動を説明するための模式図。
【図６】図１のセンサ素子の配線の一例を示すための図１よりも模式的な斜視図。
【図７】図７（ａ）は図１のセンサ素子を有する角速度センサの断面図、図７（ｂ）はその角速度センサの内部を示す平面図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る角速度センサの内部を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の図面は、模式的なものである。従って、細部は省略されることがあり、また、寸法比率等は現実のものと必ずしも一致しない。
【００１９】
各図には、説明の便宜のために、直交座標系ｘｙｚを付している。直交座標系ｘｙｚは、センサ素子（圧電体）の形状に基づいて定義されている。すなわち、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、結晶の電気軸、機械軸及び光軸を示すとは限らない。また、センサ素子及び角速度センサは、いずれの方向が上方又は下方とされてもよい。
【００２０】
同一又は類似する構成については、「第１駆動腕１１Ａ」、「第２駆動腕１１Ｂ」のように、同一名称に対して互いに異なる番号及びアルファベットを付して呼称することがあり、また、この場合において、単に「駆動腕１１」といい、これらを区別しないことがある。
【００２１】
＜第１実施形態＞
（センサ素子の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る角速度センサ１０１のセンサ素子１を示す斜視図である。図２は、センサ素子１の平面図である。
【００２２】
センサ素子１は、例えば、ｙ軸回りの角速度を検出するためのものである。角速度センサ１０１は、圧電振動式のものであり、センサ素子１は、例えば、ｘ軸方向に励振され、ｚ軸方向にコリオリの力が生じるように構成されている。具体的には、例えば、以下のとおりである。
【００２３】
センサ素子１は、圧電体３と、圧電体３に電圧を印加するための第１励振電極５Ａ及び第２励振電極５Ｂ（図１）と、圧電体３に生じた電気信号を取り出すための第１検出電極７Ａ（図１）及び第２検出電極７Ｂ（図１）と、センサ素子１を後述する実装基体に実装するための第１実装パッド１５Ａ〜第４実装パッド１５Ｄとを有している。
【００２４】
圧電体３は、その全体が一体的に形成されている。圧電体３は、単結晶であってもよいし、多結晶であってもよい。また、圧電体３の材料は適宜に選択されてよく、例えば、水晶（ＳｉＯ２）、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＰＺＴである。
【００２５】
圧電体３において、電気軸乃至は分極軸（以下、両者を代表して分極軸のみに言及することがある。）は、ｘ軸に一致するように設定されている。なお、分極軸は、所定の範囲（例えば１５°以内）でｘ軸に対して傾斜していてもよい。また、圧電体３が単結晶である場合において、機械軸及び光軸は、適宜な方向とされてよいが、例えば、機械軸はｙ軸方向、光軸はｚ軸方向とされている。
【００２６】
圧電体３は、ｘ軸方向に延びる基部９と、基部９からｙ軸方向の正側又は負側に延びる各種の腕（１０Ａ〜１０Ｄ、１１Ａ〜１１Ｄ、１３Ａ及び１３Ｂ）とを有している。各種の腕は、同一平面（ｘｙ平面）内において延びている。以下において、単に平面視という場合、この平面を見ることを指すものとする。
【００２７】
第１駆動腕１１Ａ〜第４駆動腕１１Ｄは、電圧（電界）が印加されることによってｘ軸方向（以下、「励振方向」ということがある。）に励振される部分である。第１検出腕１３Ａ及び第２検出腕１３Ｂは、コリオリの力によってｚ軸方向（以下、「検出方向」ということがある。）に振動され、角速度に応じた電気信号を生成する部分である。基部９は、これら駆動腕１１及び検出腕１３を支持する部分である。第１実装腕１０Ａ〜第４実装腕１０Ｄは、基部９を支持する部分である。これらの位置及び形状等は、例えば、以下のように設定されている。
【００２８】
圧電体３は、概略、全体として厚さ（ｚ軸方向）が一定にされており、また、ｙ軸方向に延びる中心線ＣＬ０（図２）に対して線対称の形状に形成されている。
【００２９】
基部９は、概ね直方体状とされている。基部９の３軸方向の寸法比率は適宜に設定されてよい。基部９は、ｘ軸方向の大きさ＞ｙ軸方向の大きさ＞ｚ軸方向の大きさに設定されている。すなわち、基部９は、ｘ軸方向を長手方向とし、ｚ軸方向を厚み方向とする概ね長方形の板状とされている。なお、ｘ軸方向の大きさ＞ｚ軸方向の大きさ≧ｙ軸方向の大きさとされてもよい。
【００３０】
４本の実装腕１０は、基部９の両端部９ａからｙ軸方向の両側に延びている。換言すれば、４本の実装腕１０は、他の全ての腕のｘ軸方向の外側にて他の腕に並列に延びている。４本の実装腕１０は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のいずれにおいても線対称の配置及び形状となるように設けられている。実装腕１０の具体的形状は適宜に設定されてよいが、例えば、概略矩形の板状とされている。
【００３１】
実装腕１０の長さは、駆動腕１１及び検出腕１３よりも長くされている。すなわち、実装腕１０の先端は、駆動腕１１及び検出腕１３の先端よりもｙ軸方向の正側又は負側に突出している。その長さの差ｄＬ（図２）は、後述する作用から明らかなように、比較的微小でよい。例えば、差ｄＬは、駆動腕１１又は検出腕１３の長さの１／１００以上１／１０以下である。また、例えば、駆動腕１１及び検出腕１３の長さが５００μｍ以上３０００μｍ以下である場合に、差ｄＬは５μｍ以上１００μｍ以下である。
【００３２】
複数の駆動腕１１は、互いに同一方向（ｙ軸方向の正側）に互いに並列に（平行に）延びており、その先端は自由端とされている。駆動腕１１の数は、偶数（本実施形態では４）である。偶数本の駆動腕１１は、中心線ＣＬ０に対して互いに線対称に配置されている。また、偶数本の駆動腕１１は、その形状も、中心線ＣＬ０に対して線対称とされている。すなわち、第１駆動腕１１Ａと第４駆動腕１１Ｄとは、中心線ＣＬ０に対して互いに線対称の配置及び形状とされ、第２駆動腕１１Ｂと第３駆動腕１１Ｃとは、中心線ＣＬ０に対して互いに線対称の配置及び形状とされている。また、互いに隣り合う駆動腕１１同士（例えば１１Ａ及び１１Ｂ）は、互いに同一、又は、対称軸（図２に示すＣＬ１又はＣＬ２）に対して互いに線対称の形状とされている（本実施形態では同一）。
【００３３】
後述するように、中心線ＣＬ０の一方側の複数の駆動腕１１（１１Ａ及び１１Ｂ）は、共に同一側へ湾曲するように振動するから、全体として一つの仮想駆動腕を構成する。同様に、中心線ＣＬ０の他方側の複数の駆動腕１１（１１Ｃ及び１１Ｄ）は、全体として一つの仮想駆動腕を構成する。上述のような線対称の形状及び配置の結果、２本の仮想駆動腕は、振動に係る特性が互いに線対称である。換言すれば、中心線ＣＬ０に対して互いに対称に横方向の正負を定義すれば、両者の振動に係る特性は互いに同一であり、固有振動数等も互いに同一である。
【００３４】
駆動腕１１の形状は、ｙ軸方向を長手方向とする直方体において、ｚ軸方向の正側及び負側の面にｙ軸方向に延びる凹溝１１ａ（図３（ａ）も参照）が形成された形状とされている。凹溝１１ａの断面形状は例えば概略矩形である。なお、凹溝１１ａは省略されてもよい。また、駆動腕１１は、先端が幅広に形成され、いわゆるハンマ形状とされてもよい。
【００３５】
駆動腕１１の幅（ｘ軸方向）が大きくなると、駆動腕１１の励振方向（ｘ軸方向）における固有振動数は高くなり、駆動腕１１の長さ（質量）が大きくなると、駆動腕１１の励振方向における固有振動数は低くなる。従って、駆動腕１１の各種の寸法は、励振させたい周波数に応じて設定される。なお、駆動腕１１のｘ軸方向の固有振動数とｚ軸方向の固有振動数とは等しくされることが好ましい。
【００３６】
複数の検出腕１３は、複数の駆動腕１１の延びる方向とは反対方向（ｙ軸方向の負側）に互いに並列に（平行に）延びており、その先端は自由端とされている。検出腕１３の数は、偶数（本実施形態では２）であり、また、駆動腕１１の数よりも少ない。偶数本の検出腕１３は、中心線ＣＬ０に対して互いに線対称に配置されている。また、偶数本の検出腕１３は、その形状も、中心線ＣＬ０に対して互いに線対称とされている。
【００３７】
従って、駆動腕１１と同様に、中心線ＣＬ０の一方側と他方側とで、検出腕１３の振動特性は、互いに対称である。換言すれば、中心線ＣＬ０に対して互いに対称に横方向の正負を定義すれば、両者の振動に係る特性は互いに同一であり、固有振動数等も互いに同一である。
【００３８】
検出腕１３の概略形状は、直方体とされている。この直方体においては、例えば、ｙ軸方向の大きさ＞ｘ軸方向の大きさ＞ｚ軸方向の大きさである。すなわち、検出腕１３は、ｙ軸方向を長手方向とし、ｚ軸方向を厚み方向とする概ね長方形の板状とされている。従って、検出腕１３は、相対的に、励振方向（ｘ軸方向）には振動しにくく、検出方向（ｚ軸方向）に振動しやすくなっている。
【００３９】
また、検出腕１３は、当該検出腕１３をｚ軸方向に貫通し、ｙ軸方向に延びる１又は複数（本実施形態では複数）の貫通溝１３ａ（図３（ｂ）も参照）が形成された形状とされている。別の観点では、検出腕１３は、基部９からｙ軸方向に延び、ｘ軸方向に並べられ、先端が互いに固定された複数の分割腕１３ｂを有している。分割腕１３ｂ（貫通溝１３ａ）のｘｚ断面の形状は例えば概略矩形である。なお、貫通溝１３ａは省略されてもよい。また、検出腕１３は、先端が幅広に形成され、いわゆるハンマ形状とされてもよい。
【００４０】
駆動腕１１と同様に、検出腕１３の各種の寸法は、固有振動数を規定することから、コリオリの力による振動の方向であるｚ軸方向の固有振動数が適宜なものとなるように設定される。なお、検出腕１３のｚ軸方向の固有振動数は、駆動腕１１のｘ軸方向の固有振動数と等しくされる（離調周波数が小さくされる）ことが好ましい。
【００４１】
駆動腕１１のｘ軸方向の位置と検出腕１３のｘ軸方向の位置との相対関係は、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂの振動によって第１検出腕１３Ａを振動させ、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄの振動によって第２検出腕１３Ｂを振動させることが可能に適宜に設定されている。
【００４２】
例えば、第１駆動腕１１Ａと第２駆動腕１１Ｂとの中間位置を通るこれらの腕に平行な線ＣＬ１（図２）と、第１検出腕１３Ａの中心線ＣＬ１３Ａ（図２）とは一致している。同様に、第３駆動腕１１Ｃと第４駆動腕１１Ｄとの中間位置を通るこれらの腕に平行な線ＣＬ２と、第２検出腕１３Ｂの中心線ＣＬ１３Ｂとは一致している。ただし、これらはずれていてもよい。
【００４３】
なお、各腕の中心線は、例えば、本体部のｘｚ断面の重心をｙ軸方向に連ねた線である。また、中心線ＣＬ０を境界とする一方側又は他方側の複数の腕全体（仮想腕）としての中心線を定義することもできる。例えば、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂの全体のｘｚ断面の重心をｙ軸方向に連ねた線を、中心線ＣＬ０の一方側の駆動腕１１全体（仮想駆動腕）の中心線ＣＬ１と定義できる。
【００４４】
上記のように複数の腕全体としての中心線を定義すると、本実施形態では、中心線ＣＬ０を境界とする一方側及び他方側のそれぞれにおいて、複数の駆動腕１１の全体としての中心線（ＣＬ１又はＣＬ２）と、１以上の検出腕１３の中心線（１３Ａ又は１３Ｂ）とが一致していると捉えることができる。この概念は、駆動腕及び検出腕の本数が本実施形態とは異なる場合にも適用できる。例えば、１本の検出腕１３に対応する駆動腕１１の数が３本の場合に、３本の駆動腕全体の中心線を考え、この中心線を検出腕１３の中心線と一致させてよい。また、例えば、３本の駆動腕１１と２本の検出腕１３とが対応している場合に、３本の駆動腕１１全体の中心線と、２本の検出腕全体の中心線とを一致させてよい。
【００４５】
中心線ＣＬ０に対するｘ軸方向の一方側及び他方側のそれぞれにおいて、２本の駆動腕１１間の距離Ｄ１（例えば、中心間距離：各駆動腕１１の中心線同士の距離）は適宜に設定される。
【００４６】
本実施形態では、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂは、その全体としてのｘ軸方向の外側面（第１駆動腕１１Ａのｘ軸方向の負側の面及び第２駆動腕１１Ｂのｘ軸方向の正側の面）が、第１検出腕１３Ａのｘ軸方向の外側面に一致するように配置されている。第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄも同様である。これにより、検出腕１３の幅方向（ｘ軸方向）全体に振動を伝達させやすくなる。また、駆動腕１１の配置範囲は検出腕１３の配置範囲に収まり、圧電体３が小型化される。
【００４７】
ただし、駆動腕１１間の距離は、本実施形態よりも短くされたり、長くされたりしてもよい。例えば、中心間距離Ｄ１は、中心線ＣＬ０を挟んで互いに隣り合う駆動腕１１（１１Ｂ及び１１Ｃ）同士の中心間距離よりも短くされてもよい。この場合、中心線ＣＬ０に対するｘ軸方向の一方側又は他方側のそれぞれにおいて互いに隣り合う駆動腕１１間の相互影響が中心線ＣＬ０を挟んで互いに隣り合う駆動腕１１間の相互影響よりも大きくなる。
【００４８】
また、中心線ＣＬ０に対するｘ軸方向の一方側及び他方側のそれぞれにおいて、複数本（本実施形態では２本）の駆動腕１１の中心間距離Ｄ１は、検出腕１３同士の中心間距離Ｄ２よりも短くされている。これにより、中心線ＣＬ０の一方側及び他方側のそれぞれにおける、２本の駆動腕１１間の相互影響は、中心線ＣＬ０を挟んで互いに隣り合う２本の検出腕１３間の相互影響よりも大きい。ただし、中心線ＣＬ０に対するｘ軸方向の一方側及び他方側のそれぞれにおける駆動腕１１間の中心間距離Ｄ１は、検出腕１３間の中心間距離Ｄ２よりも長くてもよい。
【００４９】
４つの実装パッド１５は、４本の実装腕１０の先端部のｚ軸方向の正側又は負側（本実施形態では正側）の面に設けられた層状の導体である。その材料は、例えば、Ｃｕ，Ａｌ等の適宜な金属である。なお、後述する他の導体の材料も同様に適宜な金属とされてよい。実装パッド１５の平面形状は適宜に設定されてよく、例えば、矩形である。実装パッド１５がバンプによって後述する実装基体に接合されることにより、センサ素子１は、実装基体との電気的な接続がなされるとともに、駆動腕１１及び検出腕１３が振動可能な状態で支持される。
【００５０】
図３（ａ）は、図２のIIIａ−IIIａ線における断面図である。図３（ａ）においては、第４駆動腕１１Ｄの断面を示しているが、他の駆動腕１１の断面も同様である。
【００５１】
励振電極５は、駆動腕１１の表面に形成された層状導体である。第１励振電極５Ａは、各駆動腕１１において、ｚ軸方向の正側の面及びｚ軸方向の負側の面にそれぞれ設けられている。これらの面には、上述のように凹溝１１ａが形成されており、各面において、第１励振電極５Ａは、凹溝１１ａの底面及び２つの内壁面を覆っている。また、第２励振電極５Ｂは、各駆動腕１１において、ｘ軸方向の正側の面及びｘ軸方向の負側の面にそれぞれ設けられている。
【００５２】
２つの第１励振電極５Ａ及び２つの第２励振電極５Ｂは、例えば、駆動腕１１の各面を概ね覆うように設けられている。ただし、第１励振電極５Ａ及び第２励振電極５Ｂは、互いに短絡しないように、少なくとも一方（本実施形態では第１励振電極５Ａ）が各面よりも幅方向において小さく形成されている。
【００５３】
各駆動腕１１において、２つの第１励振電極５Ａは、例えば互いに同電位とされる。例えば、２つの第１励振電極５Ａは、圧電体３上の配線等により互いに接続されている。また、各駆動腕１１において、２つの第２励振電極５Ｂは、例えば互いに同電位とされる。例えば、２つの第２励振電極５Ｂは、圧電体３上の配線等により互いに接続されている。
【００５４】
なお、励振電極５の付加符号Ａ、Ｂは、直交座標系ｘｙｚに基づいて付されている。従って、例えば、後述するように、一の駆動腕１１の第１励振電極５Ａと、他の駆動腕１１の第１励振電極５Ａとは同電位とは限らない。
【００５５】
図３（ｂ）は、図２のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。図３（ｂ）においては、第２検出腕１３Ｂの一部の分割腕１３ｂの断面を示しているが、第２検出腕１３Ｂの他の分割腕１３ｂ、及び、第１検出腕１３Ａの分割腕１３ｂの断面も同様である。
【００５６】
検出電極７は、検出腕１３（分割腕１３ｂ）の表面に形成された層状導体である。検出電極７は、各分割腕１３ｂに設けられている。すなわち、検出電極７は、検出腕１３のｘ軸方向の外側面だけでなく、複数の貫通溝１３ａの内壁面にも設けられている。
【００５７】
より具体的には、第１検出電極７Ａは、各分割腕１３ｂにおいて、ｘ軸方向の負側の面のうちのｚ軸方向の正側の領域、及び、ｘ軸方向の正側の面のうちのｚ軸方向の負側の領域にそれぞれ設けられている。第２検出電極７Ｂは、各分割腕１３ｂにおいて、ｘ軸方向の負側の面のうちのｚ軸方向の負側の領域、及び、ｘ軸方向の正側の面のうちのｚ軸方向の正側の領域にそれぞれ設けられている。第１検出電極７Ａ及び第２検出電極７Ｂは、互いに短絡しないように適宜な間隔を空けて、分割腕１３ｂに沿って延びている。
【００５８】
各検出腕１３において、複数の第１検出電極７Ａが圧電体３から取り出した電荷は加算される。例えば、複数の第１検出電極７Ａは、圧電体３上の配線等により接続されている。また、各検出腕１３において、複数の第２検出電極７Ｂが圧電体３から取り出した電荷は加算される。例えば、複数の第２検出電極７Ｂは、圧電体３上の配線等により接続されている。
【００５９】
なお、励振電極５と同様に、検出電極７の付加符号Ａ、Ｂは、直交座標系ｘｙｚに基づいて付されている。従って、例えば、後述するように、第１検出腕１３Ａの第１検出電極７Ａと、第２検出腕１３Ｂの第１検出電極７Ａとは、（本実施形態では）接続されない。
【００６０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、角速度センサ１０１は、励振電極５に電圧を印加する励振回路１０３と、検出電極７からの電気信号を検出する検出回路１０５とを有している。
【００６１】
励振回路１０３は、例えば、発振回路や増幅器を含んで構成されており、所定の周波数の交流電圧を第１励振電極５Ａと第２励振電極５Ｂとの間に印加する。なお、周波数は、角速度センサ１０１内にて予め定められていてもよいし、外部の機器等から指定されてもよい。
【００６２】
検出回路１０５は、例えば、増幅器や検波回路を含んで構成されており、第１検出電極７Ａと第２検出電極７Ｂとの電位差を検出し、その検出結果に応じた電気信号を外部の機器等に出力する。より具体的には、例えば、上記の電位差は、交流電圧として検出され、検出回路１０５は、検出した交流電圧の振幅に応じた信号を出力する。この振幅に基づいてｙ軸回りの角速度が特定される。また、検出回路１０５は、励振回路１０３の印加電圧と検出した電気信号との位相差に応じた信号を出力する。この位相差に基づいてｙ軸回りの回転の向きが特定される。
【００６３】
（センサ素子の動作説明）
図４（ａ）は、駆動腕１１における電位等を説明する図であり、図３（ａ）に対応する模式図である。図４（ｂ）は、検出腕１３における電位等を説明する図であり、図３（ｂ）に対応する模式図である。
【００６４】
第１励振電極５Ａに正の電位が付与され、第２励振電極５Ｂに負の電位（又は基準電位）が付与されると、同図において矢印で示すような電界が生じる。一方、分極軸は、ｘ軸方向に一致している。従って、電界のｘ軸方向の成分に着目すると、駆動腕１１のうちｘ軸方向の一方側部分においては電界の向きと分極軸の向きは一致し、他方側部分においては電界の向きと分極軸の向きは逆になる。
【００６５】
その結果、駆動腕１１のうちｘ軸方向の一方側部分はｙ軸方向において収縮し、他方側部分はｙ軸方向において伸長する。そして、駆動腕１１は、バイメタルのようにｘ軸方向の一方側へ湾曲する。第１励振電極５Ａ及び第２励振電極５Ｂに印加される電圧が逆にされると、駆動腕１１は逆方向に湾曲する。このような原理により、交流電圧が第１励振電極５Ａ及び第２励振電極５Ｂに印加されると、駆動腕１１はｘ軸方向において振動する。
【００６６】
ここで、上述のように、第１励振電極５Ａが設けられる駆動腕１１のｚ軸方向の正側及び負側の面には、凹溝１１ａが形成されている。従って、第１励振電極５Ａは、ｘ軸方向において第２励振電極５Ｂと対向する部分（凹溝１１ａの内壁に位置する部分）を有することになり、また、全体として面積が大きくなる。その結果、駆動腕１１内におけるｘ軸方向の電界の強さを大きくし、効率的に駆動腕１１を振動させることができる。
【００６７】
センサ素子１がｙ軸回りに回転されると、ｘ軸方向において振動している駆動腕１１には、慣性力の一つである、その角速度に応じた大きさのコリオリの力が加わる。その結果、駆動腕１１はｚ軸方向において振動する。駆動腕１１及び検出腕１３は基部９によって連結され、互いに力の相互作用を及ぼすから、検出腕１３は、ｚ軸方向において、駆動腕１１とは逆位相で振動する（駆動腕１１の湾曲方向とは逆方向に湾曲する。）。
【００６８】
検出腕１３がｚ軸方向に湾曲すると、図４（ｂ）において矢印で示すように、ｚ軸方向に平行な電界が生じる。電界の向きは、ｘ軸（分極軸）方向の正側部分と負側部分とで互いに逆である。また、電界の向きは、分極軸の向きと、湾曲の向き（ｚ軸方向の正側又は負側）とで決定される。この電圧（電界）が第１検出電極７Ａ及び第２検出電極７Ｂに出力される。検出腕１３がｚ軸方向に振動すると、電圧は交流電圧として検出される。
【００６９】
ここで、上述のように、検出腕１３には複数の貫通溝１３ａが形成されており、検出電極７は、検出腕１３のｘ軸方向の正側及び負側の面だけでなく、その貫通溝１３ａの内壁面にも設けられている。従って、検出電極７は、検出腕１３のｘ軸方向の外側面だけに設けられている場合に比較して、全体としての面積が大きくなっている。その結果、検出腕１３において生じる電荷を効率的に電気信号として取り出すことができる。
【００７０】
図５（ａ）は、４本の駆動腕１１のｘ軸方向における励振を説明するための模式的な平面図である。
【００７１】
第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂは、励振方向（ｘ軸方向）において同一側へ共に変形するように互いに同一の位相で励振される。例えば、第１駆動腕１１Ａの第１励振電極５Ａと第２駆動腕１１Ｂの第１励振電極５Ａとは接続され、第１駆動腕１１Ａの第２励振電極５Ｂと第２駆動腕１１Ｂの第２励振電極５Ｂとは接続され、これらの第１励振電極５Ａと、第２励振電極５Ｂとの間に交流電圧が印加される。
【００７２】
同様に、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄは、励振方向において同一側へ共に変形するように互いに同一の位相で励振される。この励振も、上記と同様に、２本の駆動腕１１間において、第１励振電極５Ａ同士が接続され、第２励振電極５Ｂ同士が接続されることなどにより実現されてよい。
【００７３】
第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂのグループと、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄのグループとは、励振方向において互いに逆側へ変形するように互いに逆の位相（１８０°ずれた位相）で励振される。例えば、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂの第１励振電極５Ａと、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄの第２励振電極５Ｂとが接続され（第１の電極群）、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂの第２励振電極５Ｂと、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄの第１励振電極５Ａとが接続され（第２の電極群）、第１の電極群と第２の電極群との間に交流電圧が印加される。
【００７４】
なお、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂのグループと、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄのグループとは、ｘ軸方向において逆位相で振動していることから、圧電体３全体としては、これらグループのｘ軸方向の力は互いに打ち消し合う。
【００７５】
図５（ｂ）は、４本の駆動腕１１及び２本の検出腕１３のｚ軸方向における振動を説明するための模式的な斜視図である。より具体的には、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したように駆動腕１１が湾曲している圧電体３が、中心線ＣＬ０回り（ｙ軸回り）に矢印ｙ５で示す方向へ回転した場合における、駆動腕１１及び検出腕１３の湾曲状態を示す斜視図である。
【００７６】
第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂは、回転中心（中心線ＣＬ０）に対して、その半径方向（ｘ軸方向）の同一側に配置されている。また、両駆動腕１１は、図５（ａ）に示したように、その半径方向（励振方向、ｘ軸方向）において共に外側又は内側へ湾曲するように励振される。従って、両駆動腕１１においてコリオリの力の向きは互いに同一である。その結果、図５（ｂ）に示すように、両駆動腕１１はｚ軸方向において同一側へ共に湾曲するように振動する。同様に、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄは、コリオリの力によって、ｚ軸方向において同一側へ共に湾曲するように振動する。
【００７７】
第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂのグループと、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄのグループとは、回転中心（中心線ＣＬ０）に対して、その半径方向（ｘ軸方向）において互いに逆側に配置されており、ひいては、回転によるｚ軸方向の移動の向きは互いに逆である。また、図５（ａ）に示したように、一方のグループが半径方向において外側（又は内側）へ湾曲するとき、他方のグループも半径方向において外側（又は内側）へ湾曲するように、両グループは励振される。従って、両グループにおいてコリオリの力の向きは互いに逆となる。その結果、図５（ｂ）に示すように、両グループはｚ軸方向において互いに逆側へ湾曲するように振動する。
【００７８】
駆動腕１１及び検出腕１３は、基部９によって連結されている。従って、駆動腕１１の振動は、基部９を介して検出腕１３に伝達され、検出腕１３も振動する。具体的には、第１検出腕１３Ａは、ｚ軸方向において第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂとは逆側へ湾曲するように振動する。また、第２検出腕１３Ｂは、ｚ軸方向において第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄとは逆側へ湾曲するように振動する。
【００７９】
第１検出腕１３Ａ及び第２検出腕１３Ｂは、ｚ軸方向において互いに逆側に湾曲するように振動する。従って、両者は、ｘ軸方向の一方側部分（又は他方側部分）において生じる電圧がｚ軸方向において互いに逆向きである。従って、例えば、第１検出腕１３Ａの第１検出電極７Ａと第２検出腕１３Ｂの第２検出電極７Ｂとが接続され、第１検出腕１３Ａの第２検出電極７Ｂと第２検出腕１３Ｂの第１検出電極７Ａとが接続されることにより、両検出腕１３において生じた電気信号は加算される。
【００８０】
（配線の一例）
上記の動作説明においては、複数の励振電極５及び複数の検出電極７の接続関係について言及した。この接続関係を実現する配線の一例を図６に示す。
【００８１】
図６は、センサ素子１の斜視図である。ただし、この図は、配線を視認しやすいようにセンサ素子１を図１よりも更に模式的に示している。例えば、実装腕１０は省略され、基部９の端部９ａに実装パッド１５が示されている。また、例えば、駆動腕１１及び検出腕１３の形状は単純化されて示され、また、各種の電極は小さく示されている。
【００８２】
この例において、第１実装パッド１５Ａ及び第２実装パッド１５Ｂは、複数の励振電極５に印加される電圧が入力されるパッドである。また、第３実装パッド１５Ｃ及び第４実装パッド１５Ｄは、複数の検出電極７からの信号を出力するためのパッドである。
【００８３】
第１実装パッド１５Ａからは、第１配線１７Ａが延びている。第１配線１７Ａは、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂの第１励振電極５Ａ、並びに、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄの第２励振電極５Ｂに接続されている。また、第２実装パッド１５Ｂからは、第２配線１７Ｂが延びている。第２配線１７Ｂは、第１駆動腕１１Ａ及び第２駆動腕１１Ｂの第２励振電極５Ｂ、並びに、第３駆動腕１１Ｃ及び第４駆動腕１１Ｄの第１励振電極５Ａに接続されている。
【００８４】
第３実装パッド１５Ｃからは、第３配線１７Ｃが延びている。第３配線１７Ｃは、第１検出腕１３Ａの第１検出電極７Ａ及び第２検出腕１３Ｂの第２検出電極７Ｂに接続されている。また、第４実装パッド１５Ｄからは、第４配線１７Ｄが延びている。第４配線１７Ｄは、第１検出腕１３Ａの第２検出電極７Ｂ及び第２検出腕１３Ｂの第１検出電極７Ａに接続されている。
【００８５】
配線１７は、互いに交差しないように、基部９の４面及び各種の腕部の根元側部分及び先端側部分の４面等に適宜に配置され、また、適宜に分岐又は合流している。
【００８６】
なお、図６に示す配線は、あくまで一例であり、他の種々のパターンによって、動作説明において言及した電極の接続関係が実現されてよい。４本の実装腕１０と、その上に設けられる４種の実装パッド１５との組み合わせも変更されてよい。配線１７は、絶縁体を介して互いに立体交差するように設けられてもよい。
【００８７】
以上に説明したセンサ素子１の製造方法は、圧電体３の具体的な形状に係る部分を除いては、公知の方法と同様とされてよい。例えば、特に図示しないが、エッチングによって圧電体３を形成し、その圧電体３に対して成膜用マスクを介して導電材料を成膜して励振電極５、検出電極７、実装パッド１５及び配線１７を形成することによって、センサ素子１は作製される。エッチング及び導電材料の成膜は、例えば、圧電体３が多数個取りされるウェハに対して行われる。
【００８８】
図７（ａ）は、センサ素子１を有する角速度センサ１０１を示す断面図である。図７（ｂ）は、角速度センサ１０１の内部を示す平面図である。なお、図７（ａ）は、図７（ｂ）のVII−VII線における断面図である。
【００８９】
角速度センサ１０１は、例えば、センサ素子１と、センサ素子１と電気的に接続されたＩＣ１０７と、これらを収容するパッケージ１０９（図７（ａ））とを有している。
【００９０】
ＩＣ１０７は、例えば、既述の励振回路１０３及び検出回路１０５を有している。ＩＣ１０７は、パッケージされたものであってもよいし、ベアチップであってもよい。ＩＣ１０７の外形は、適宜な形状とされてよいが、例えば、薄型の直方体状である。
【００９１】
パッケージ１０９は、例えば、センサ素子１及びＩＣ１０７を収容するための凹部１１５ａを有する実装基体１１１と、その凹部１１５ａを塞ぐ蓋体１１３（図７（ａ））とを有している。なお、図７（ｂ）は、蓋体１１３を取り外して角速度センサ１０１を示している。
【００９２】
実装基体１１１は、例えば、その大部分を構成する絶縁基体１１５と、絶縁基体１１５に設けられた各種の導体とを有している。各種の導体は、例えば、図７（ａ）に示すように、センサ素子１を実装基体１１１に実装するための複数（本実施形態では４つ）のセンサ素子用パッド１１７、ＩＣ１０７を実装基体１１１に実装するためのＩＣ用パッド１１９、角速度センサ１０１を不図示の回路基板等に実装するための複数の外部端子１２１、センサ素子用パッド１１７とＩＣ用パッド１１９とを接続する不図示の配線、及び、ＩＣ用パッド１１９と外部端子１２１とを接続する不図示の配線である。
【００９３】
絶縁基体１１５の材料は、例えば、セラミック又は樹脂である。絶縁基体１１５の形状は、例えば、概略薄型直方体の最も面積が大きい面に凹部１１５ａが形成された形状とされている。凹部１１５ａ内の４隅には、凹部１１５ａの底面よりも高く形成された複数の台座部１１５ｂが設けられている。なお、複数の台座部１１５ｂは互いにつながって一つの枠状部を構成してもよい。また、凹部１１５ａが、複数の台座部１１５ｂの上面を底面とする第１凹部と、その底面に形成された第２凹部とを有していると捉えられてもよい。
【００９４】
センサ素子用パッド１１７は、台座部１１５ｂ上に設けられた層状導体である。センサ素子１の実装パッド１５は、センサ素子用パッド１１７と対向し、半田又は導電性接着剤からなるバンプ１２３（図７（ａ））によってセンサ素子用パッド１１７に接合される。これにより、センサ素子１は、駆動腕１１及び検出腕１３が振動可能な状態で実装基体１１１に実装される。
【００９５】
ＩＣ用パッド１１９は、例えば、凹部１１５ａの底面に設けられた層状導体である。ＩＣ１０７の下面のＩＣ端子１０７ａ（図７（ａ））は、半田又は導電性接着剤からなるバンプ１２５（図７（ａ））を介してＩＣ用パッド１１９に接合される。これにより、ＩＣ１０７は、センサ素子１の紙面下方（凹部１１５ａの底面側）にて実装基体１１１に実装される。
【００９６】
外部端子１２１は、例えば、絶縁基体１１５の凹部１１５ａが開口する側とは反対側の主面に設けられた層状導体である。外部端子１２１は、例えば、不図示の回路基板のパッドと対向して配置され、不図示のバンプによってその回路基板のパッドに接合される。これにより、角速度センサ１０１は、回路基板に実装される。
【００９７】
蓋体１１３は、樹脂又はセラミック等の絶縁材料により形成されていてもよいし、金属等の導電材料により形成されていてもよい。蓋体１１３は、例えば、凹部１１５ａ内を密閉するように実装基体１１１に接合されている。接合は、例えば、シーム溶接又は原子拡散接合である。密閉された凹部１１５ａ内は、真空とされてもよいし、不活性ガス（例えば窒素）等の適宜な気体が封入されてもよい。
【００９８】
センサ素子１の４本の実装腕１０のうち、駆動腕１１と並列に延びる２本の実装腕１０（１０Ａ及び１０Ｃ）は、その先端が凹部１１５ａの壁面に突き当てられている。すなわち、センサ素子１は、互いに離れた２位置において実装基体１１１に当接している。これにより、センサ素子１のｚ軸回りの回転方向の位置決めがなされる。換言すれば、実装基体１１１（絶縁基体１１５）は、センサ素子１が実装される実装面１１５ｃ（台座部１１５ｂの上面）と、実装面１１５ｃから突出する位置決め部１１５ｄ（絶縁基体１１５の凹部１１５ａを構成する枠部）とを有し、圧電体３は、実装腕１０が実装面１１５ｃに沿う方向において位置決め部１１５ｄに当接することにより、実装面１１５ｃに沿う回転方向において位置決めされている。
【００９９】
この状態において、第１実装腕１０Ａ及び第３実装腕１０Ｃが駆動腕１１よりも長いことから、駆動腕１１は、実装基体１１１（具体的には位置決め部１１５ｄ）に当接しない。従って、例えば、駆動腕１１の振動は位置決めに阻害されない。
【０１００】
また、センサ素子１の第１実装腕１０Ａ及び第３実装腕１０Ｃが延びる側以外の３方の外面（４本の実装腕１０の外側の側面、基部９の端面、及び、第２実装腕１０Ｂ及び第４実装腕１０Ｄの先端面）は、例えば、実装基体１１１に当接していない。すなわち、本実施形態では、平面視における位置決めに寄与しているのは、第１実装腕１０Ａ及び第３実装腕１０Ｃの先端面のみである。
【０１０１】
第１実装腕１０Ａ及び第３実装腕１０Ｃの先端面の位置決め部１１５ｄに対する当接は、面接触、線接触及び点接触のいずれであってもよい。本実施形態では、第１実装腕１０Ａ及び第３実装腕１０Ｃの先端面は、ｙ軸に直交する一の平面内にあり、また、位置決め部１１５ｄの内壁面は実装面１１５ｃに直交する平面であることから、圧電体３を形成する際のエッチングの誤差等を無視すれば、面接触である。
【０１０２】
以上のとおり、本実施形態では、角速度センサ１０１は、実装面１１５ｃを有する実装基体１１１と、実装面１１５ｃに実装されたセンサ素子１と、を有している。センサ素子１は、圧電体３を有し、圧電体３は、実装面１１５ｃの平面視において、基部９と、基部９から延びる１以上の駆動腕１１及び１以上の検出腕１３と、所定方向（ｙ軸方向）の一方側（正側）に延びる２本の実装腕１０（１０Ａ及び１０Ｃ）及び所定方向の他方側（負側）に延びる２本の実装腕１０（１０Ｂ及び１０Ｄ）とを有している。また、センサ素子１は、駆動腕１１に設けられた励振電極５と、検出腕１３に設けられた検出電極７と、４本の実装腕１０の先端側に設けられ、励振電極５又は検出電極７に電気的に接続されており、実装面１１５ｃに接合された実装パッド１５と、を有している。実装基体１１１は、実装面１１５ｃから突出する位置決め部１１５ｄを有し、圧電体３は、４本の実装腕１０の少なくともいずれか一つ（本実施形態では第１実装腕１０Ａ及び第３実装腕１０Ｃ）が実装面１１５ｃに沿う方向において位置決め部１１５ｄに当接することにより実装面１１５ｃに沿う回転方向において位置決めされている。
【０１０３】
従って、センサ素子１の実装基体１１１に対する回転ずれが抑制される。その結果、例えば、角速度センサ１０１の外観から特定される、角速度を検出する回転軸に対して、センサ素子１が角速度を検出する回転軸がずれてしまうおそれが低減される。すなわち、角速度センサ１０１の検出精度が向上する。また、回転ずれの抑制が実装腕１０によってなされることから、位置決めによる駆動腕１１及び検出腕１３の振動に及ぼす影響が低減される。
【０１０４】
また、本実施形態では、基部９に対して前記一方側（ｙ軸方向の正側）へ延びる２本の実装腕１０の先端が位置決め部１１５ｄに突き当てられている。
【０１０５】
従って、例えば、２本の実装腕１０の長さを揃えれば、精度良く位置決めを行うことができ、位置決め精度の向上が容易である。また、例えば、同一側に延びる２本の実装腕１０の先端面は、同一の結晶面によって構成されるので、エッチングに対する結晶の異方性によって、意図しない傾斜面乃至は角部が生じたとしても、その傾斜面乃至は角部は２本の実装腕１０間で同一である。その結果、そのような傾斜面乃至は角部によって位置決め精度が低下することが抑制される。
【０１０６】
また、本実施形態では、１以上の駆動腕１１及び１以上の検出腕１３のうちの少なくとも一つは、前記一方側（ｙ軸方向の正側）へ延びており、前記一方側へ延びる２本の実装腕１０（１０Ａ及び１０Ｃ）の先端は、１以上の駆動腕１１及び１以上の検出腕１３のうちの前記一方側へ延びる全ての腕（本実施形態では４本の駆動腕１１）の先端よりも前記一方側へ突出している。
【０１０７】
従って、例えば、位置決め部１１５ｄの平面に対して、駆動腕１１（又は検出腕１３）の先端を位置決め部１１５ｄに当接させることなく、実装腕１０の先端を突き当てることができる。換言すれば、例えば、位置決め部１１５ｄが駆動腕１１に当接しないように、凹部１１５ａの壁面からセンサ素子１側（ｙ軸方向の負側）へ突出して実装腕１０の先端面に当接する突部を設けるなど、実装基体１１１の形状を複雑化させる必要がない。また、その結果、例えば、センサ素子１を実装基体１１１へ実装する作業も、前記の突部の先端と実装腕１０の先端とが突き合わされるようにｘ軸方向の位置を調整する必要がなく、容易化される。なお、このような比較的長い実装腕１０は、通常はセンサ素子１の大型化を招くことから設けられない。また、凹部１１５ａの壁面に前記のような突部が設けられる態様も本願発明に含まれる。
【０１０８】
また、本実施形態では、１以上の駆動腕及び１以上の検出腕のうちの複数の腕が前記一方側（ｙ軸方向の正側）へ延びており、前記一方側へ延びる２本の実装腕１０（１０Ａ及び１０Ｂ）は、１以上の駆動腕１１及び１以上の検出腕１３のうちの前記一方側へ延びる全ての腕（本実施形態では４本の駆動腕１１）の両側に位置している。
【０１０９】
従って、例えば、２本の実装腕１０間の距離は、センサ素子１を大型化しない範囲で、最大限長くされることになる。その結果、２本の実装腕１０の先端を位置決め部１１５ｄに突き当てる位置決めにおいて、実装腕１０が延びる長さの２本の実装腕１０間の差（誤差）が、センサ素子１の回転方向の位置決め（角度）に及ぼす影響が最大限低減される。また、例えば、２本の実装腕１０は、ｘ軸方向において駆動腕１１の外側に位置するから、実装腕１０の側面を当接させる位置決めも容易化される（第２実施形態参照）。
【０１１０】
また、本実施形態では、前記一方側（ｙ軸方向の正側）へ延びる２本の実装腕１０（１０Ａ及び１０Ｂ）の先端面のみが位置決め部１１５ｄに当接している。
【０１１１】
従って、例えば、位置決め部１１５ｄがセンサ素子１の変形（振動）を規制するのは、基部９から比較的離れた位置のみであり、後述する第２実施形態に比較して、位置決め部１１５ｄがセンサ素子１の検出精度に及ぼす影響が低減される。また、例えば、後述する第２実施形態に比較して、位置決めのために精度よく形成されるべき部分が少なくなり、製造の負担が軽減される。また、例えば、上述した、２本の実装腕１０の長さを揃えれば精度良く位置決めを行うことができるという効果も顕著になる。
【０１１２】
また、本実施形態では、角速度センサ１０１は、センサ素子１を収容するパッケージ１０９を有している。パッケージ１０９は、センサ素子１を収容する凹部１１５ａを有する実装基体１１１と、凹部１１５ａを塞ぐ蓋体１１３と、を有している。センサ素子１は、実装腕１０が位置決め部１１５ｄとしての凹部の壁面に当接することにより実装面１１５ｃに沿う回転方向の位置決めがなされている。
【０１１３】
従って、実装面から突出する位置決め専用の突部を形成するような必要はなく（ただし、形成される場合も本願発明に含まれる）、全体として角速度センサ１０１を簡素な構成とすることができる。位置決めに寄与する実装腕１０が、駆動腕１１又は検出腕１３よりも長い場合等においては、凹部１１５ａの壁面を平面にすることができ、当該効果が顕著となる。
【０１１４】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係る角速度センサ２０１の内部を示す、図７（ｂ）に相当する平面図である。
【０１１５】
なお、第２実施形態において、第１実施形態の構成と同一又は類似する構成については、第１実施形態の構成に付した符号を付すことがあり、また、説明を省略する。また、第１実施形態の構成と対応（類似）する構成に対して第１実施形態の符号とは異なる符号を付した場合においても、特に断りがない事項については、第１実施形態と同様である。
【０１１６】
第１実施形態では、４本の実装腕１０のうち２本の実装腕１０の先端面のみが実装基体１１１の内壁面に当接した。これに対して、第２実施形態では、センサ素子１は、実装基体２１１（絶縁基体２１５）の凹部２１５ａに嵌合しており、センサ素子１の他の部分も実装基体２１１の内壁面に当接している。
【０１１７】
具体的には、センサ素子１は、４本全ての実装腕１０の先端、４本の全ての実装腕１０の外側の側面、及び、基部９の両端面が凹部２１１ａの壁面（枠状の位置決め部２１５ｄ）に当接している。また、実装腕１０の側面は、平面視において、その全長（換言すれば全長の半分以上）に亘って位置決め部２１５ｄに当接している。
【０１１８】
なお、全長の半分以上に亘る当接は、面接触であってもよいし、線接触（平面視において延びる線における接触）であってもよい。また、極めて微視的には、接触しない部分があってもよい。例えば、圧電体３を形成するエッチングの精度未満の隙間があってもよい。
【０１１９】
以上のとおり、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、実装基体２１１は、実装面２１５ｃ（台座部２１５ｂの上面）から突出する位置決め部２１５ｄを有し、圧電体３は、４本の実装腕１０の少なくともいずれか一つ（本実施形態では全て）が実装面２１５ｃに沿う方向において位置決め部２１５ｄに当接することにより実装面２１５ｃに沿う回転方向において位置決めされている。従って、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、検出精度の向上を図りつつ、位置決めが駆動腕１１及び検出腕１３の振動に及ぼす影響を抑制できる。
【０１２０】
また、本実施形態では、４本の実装腕１０の少なくとも一つ（本実施形態では全て）は、その全長の半分以上（本実施形態では全長）に亘って側面を位置決め部２１５ｄに当接させている。
【０１２１】
従って、例えば、実装腕１０の全長の半分以上の距離で離れた２位置を位置決め部２１５ｄに当接させることになり、回転方向の位置決め精度が向上する。また、例えば、実装腕１０及び位置決め部２１５ｄの当接面が広いことから、位置決めの際に局所的な変形が生じ、これにより位置がずれるおそれが低減される。また、例えば、外部からセンサ素子１にｘ軸方向の振動が加えられたときなどにおいて、角速度の検出を阻害する不要な振動が実装腕１０に生じることを抑えることができる。
【０１２２】
また、本実施形態では、位置決め部２１５ｄは、平面視において圧電体３が嵌合する枠状である。
【０１２３】
従って、実装面２１５ｃに沿う回転方向の位置決めだけでなく、実装面２１５ｃに沿う全ての方向の位置決めを行うことができる。その結果、例えば、パッド同士の位置合わせを正確に行うことができ、パッド等を小型化できる。また、例えば、上述した実装腕１０の不要な振動の抑制効果が向上する。また、例えば、位置決めにセンサ素子１を収容する凹部２１５ａの壁面を利用することができ、構成が簡素である。
【０１２４】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１２５】
本発明の実装腕による位置決めは、駆動腕及び検出腕を有するあらゆる圧電振動式の角速度センサ（センサ素子）に適用可能である。従って、角速度センサの基本構成（例えば、駆動腕及び検出腕の本数、位置及び形状、並びに、電極の位置及び接続関係）は、実施形態に例示したものに限定されない。例えば、角速度センサは、実施形態と同様に、ｙ軸方向の互いに逆側に延びる１以上の駆動腕及び１以上の検出腕を含む圧電体を有し、実施形態とは異なり、ｘ軸又はｚ軸の回転を検出するように電極及び回路が構成されたものであってもよい。また、例えば、角速度センサは、ｙ軸方向の同一側に延びる１以上の駆動腕及び１以上の検出腕を含む圧電体を有し、ｘ軸回り、ｙ軸回り又はｚ軸回りの回転を検出するように電極及び回路が構成されたものであってもよい。また、例えば、角速度センサは、複数の駆動腕及び複数の検出腕が放射状に延びるものであってもよい。駆動腕及び検出腕の本数も適宜に設定されてよく、例えば、それぞれ１本のみでもよい。駆動腕に実施形態の検出電極のような２側面の４領域に形成される励振電極が形成されてもよいし、検出腕に実施形態の駆動電極のような４側面に形成される検出電極が形成されてもよい。実施形態とは逆に、駆動腕に貫通溝が形成されたり、検出腕に凹溝が形成されたりしてもよい。基部は、矩形状部分と、当該矩形状部分から延びる梁部分とを有し、駆動腕及び検出腕は、矩形状部分から延び、実装腕は梁部分の先端から延びてもよい。矩形状部分のみを基部と呼称する場合もあるが、これは基部の語の定義の問題に過ぎない。
【０１２６】
また、角速度センサは、センサ素子と、センサ素子が実装される実装基体とを有していればよい。従って、例えば、角速度センサは、励振回路及び／又は検出回路（ＩＣ）を有していなくてもよい。逆に、サーミスタ等の他の電子素子を有していてもよい。また、例えば、角速度センサは、センサ素子を密閉していないもの（パッケージを有していないもの）であってもよい。また、パッケージの構成及び形状は適宜なものとされてよく、例えば、平板状の実装基体に箱が被せられてもよい。また、例えば、センサ素子とＩＣとが積層的ではなく、並列に配置されてもよい。ＩＣはボンディングワイヤーによって実装されてもよい。
【０１２７】
４本の実装腕は、所定方向（実施形態ではｙ軸方向）の一方側及び他方側に延びればよく、所定方向に平行でなくてもよい。すなわち、実装腕は、所定方向に対して斜めであってもよい。また、４本の実装腕は、駆動腕及び／又は検出腕が所定方向の同一側に複数延びている場合において、その配列方向（実施形態ではｘ軸方向）の外側に位置していなくてもよい。例えば、検出腕が中央に、駆動腕がその両側に位置する構成において、検出腕と駆動腕との間に実装腕が位置していてもよい。
【０１２８】
実施形態では、２本の実装腕の先端面のみが位置決め部に当接する態様と、４本の実装腕全ての先端面及び外側側面とが位置決め部に当接する態様とを示したが、これ以外の当接の態様も種々可能である。例えば、４本の実装腕の先端面のみが当接してもよいし、基部のｘ軸方向の一方側の端面、及び、ｘ軸方向の前記一方側にて互いに逆側に延びる２本の実装腕の外側の側面のみが当接してもよい。また、第１実施形態では、駆動腕が延びる側の２本の実装腕の先端面のみが当接したが、これとは逆に、検出腕が延びる側の２本の実装腕の先端面のみが当接してもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１…センサ素子、３…圧電体、５Ａ…第１励振電極、５Ｂ…第２励振電極、７Ａ…第１検出電極、７Ｂ…第２検出電極、９…基部、１０Ａ…第１実装腕、１０Ｂ…第２実装腕、１１Ａ…第１駆動腕、１１Ｂ…第２駆動腕、１１Ｃ…第３駆動腕、１１Ｄ…第４駆動腕、１３Ａ…第１検出腕、１３Ｂ…第２検出腕、１５Ａ…第１実装パッド、１５Ｂ…第２実装パッド、１５Ｃ…第３実装パッド、１５Ｄ…第４実装パッド、１０１…角速度センサ、１１１…実装基体、１１５ｃ…実装面、１１５ｄ…位置決め部、１２３…バンプ。
【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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