(57)【要約】【課題】優れた検出感度を有するジャイロ素子、そのジャイロ素子の製造方法、そのジャイロ素子を備えるジャイロセンサー、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】本発明のジャイロ素子１００は、基部１０と、基部１０から延出され、駆動振動する駆動用振動腕１２ａ，１２ｂと、基部１０から延出され、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂに加えられたコリオリ力に応じて電荷を出力する検出用電極４２ａ〜４５ｂを有する検出用振動腕１４ａ，１４ｂと、基部１０から延出され、調整用電極６２ａ〜６５ｂを有する調整用振動腕１６ａ，１６ｂと、を備え、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂにコリオリ力が加わっていないときに検出用電極４２ａ〜４５ｂから発生する電荷の極性により、調整用電極６２ａ〜６５ｂから検出用電極４２ａ〜４５ｂへの配線４６ａ，４６ｂ，６６ａ，６６ｂの接続を変えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から延出され、駆動振動する駆動用振動腕と、
前記基部から延出され、前記駆動用振動腕に加えられたコリオリ力に応じて電荷を出力する検出用電極を有する検出用振動腕と、
前記基部から延出され、調整用電極を有する調整用振動腕と、を備え、
前記駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに前記検出用電極から発生する電荷の極性により、前記調整用電極から前記検出用電極への配線の接続を変えていることを特徴とするジャイロ素子。
【請求項２】
ジャイロ素子の製造方法であって、
前記ジャイロ素子は、
基部と、
前記基部から延出され、駆動振動する駆動用振動腕と、
前記基部から延出され、前記駆動用振動腕に加えられたコリオリ力に応じて電荷を出力する検出用電極を有する検出用振動腕と、
前記基部から延出され、調整用電極を有する調整用振動腕と、を備えており、
前記駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに前記検出用電極から発生する電荷の極性により、前記調整用電極から前記検出用電極への配線の接続を変えることは、前記配線の一部又は全部を除去することであることを特徴とするジャイロ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の除去は、レーザーで行うことを特徴とするジャイロ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の除去は、フォトリソグラフィーで行うことを特徴とするジャイロ素子の製造方法。
【請求項５】
ジャイロ素子の製造方法であって、
前記ジャイロ素子は、
基部と、
前記基部から延出され、駆動振動する駆動用振動腕と、
前記基部から延出され、前記駆動用振動腕に加えられたコリオリ力に応じて電荷を出力する検出用電極を有する検出用振動腕と、
前記基部から延出され、調整用電極を有する調整用振動腕と、を備えており、
前記駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに前記検出用電極から発生する電荷の極性により、前記調整用電極から前記検出用電極への配線の接続を変えることは、前記配線を形成することであることを特徴とするジャイロ素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の形成は、導電性部材を蒸着もしくはスパッタすることであることを特徴とするジャイロ素子の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の形成は、導電性部材を塗布し加熱することであることを特徴とするジャイロ素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載のジャイロ素子と、
前記ジャイロ素子を駆動する回路および前記電荷を検出する回路を含む電子部品と、
前記ジャイロ素子と前記電子部品とを収容するパッケージと、を備えていることを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項９】
請求項１に記載のジャイロ素子を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１に記載のジャイロ素子を備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャイロ素子、このジャイロ素子の製造方法、このジャイロ素子を備えたジャイロセンサー、電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ジャイロセンサーは、船舶、航空機、ロケット等の姿勢を自律制御する技術に使用されているが、最近では、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、ビデオカメラおよび携帯電話の振動制御補正（いわゆる手振れ補正）等に用いられている。ジャイロセンサーは、高弾性材料としての水晶などの圧電性単結晶物からなるジャイロ素子により、物体の揺れや回転などの振動によってジャイロ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ものである。
【０００３】
ジャイロセンサーに用いられるジャイロ素子としては、水晶などの圧電体材料により形成されたジャイロ素子が広く用いられている。一般的に用いられているＨ型構造と呼ばれるジャイロ素子は、基部と、基部の一方の端部から並行して延出する一対の駆動用振動腕と、基部の他方の端部から駆動用振動腕の延出する方向と反対方向に並行して延出する一対の検出用振動腕と、を有している。ジャイロ素子に駆動信号を印加することにより駆動用振動腕を主面に沿った方向に振動（面内振動）させているときに、駆動用振動腕の延出する方向の軸まわりに回転させると、コリオリの力により駆動用振動腕が主面と直交する方向に振動（面外振動）する。この面外振動が基部を伝わり検出用振動腕を面外振動させることで、検出用振動腕に設けられた検出用電極に電荷が発生する。発生した電荷はジャイロ素子の回転速度に比例することから角速度として検出することができる。
【０００４】
上記のようなジャイロ素子の基部や振動腕は、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。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。このとき、振動腕の断面形状が、もともと設計されていた矩形状から大きくずれると、振動腕の振動方向が設計値からずれて、所謂漏れ出力という望まない振動漏れが発生し、ジャイロ素子の検出感度を劣化させる要因になる。このような漏れ出力を抑制する方法として、基部から駆動用振動腕の延出する方向に沿って並行して延出する一対の調整用振動腕を設けたジャイロ素子が、例えば、特許文献１に紹介されている。
【０００５】
特許文献１に記載のジャイロ素子は、調整用振動腕に設けられ、検出用電極と電気的に接続されている調整用振動腕の振動に伴って電荷を出力する一対の第１電極（調整用電極）と、第１電極とは逆極性となる電荷を出力する一対の第２電極（調整用電極）と、を備えており、検出用電極に発生する電荷量に、第１電極に発生する電荷と第２電極に発生する電荷との差分を加算することで、漏れ出力を抑制している。また、第１電極又は第２電極の一部又は全部を除去することにより、第１電極又は第２電極に発生する電荷量を小さくし、センサー出力（漏れ出力）を調整することができる。具体的には、ジャイロ素子にコリオリの力が加えられていない状態でのセンサー出力（漏れ出力）が所望の基準値（例えばゼロ）となるように、センサー出力（漏れ出力）を調整（補正）することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−７２６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のジャイロ素子は、一対の第１電極および一対の第２電極がともに１つの調整用振動腕の表裏の主面および両側面に設けられており、調整用振動腕の表裏の主面に設けられている第１電極と第２電極とは腕幅の略中央で調整用振動腕の延出方向に沿って分割されている。また、センサー出力（漏れ出力）の調整には、調整用振動腕の表裏の主面に設けられている第１電極又は第２電極の一部又は全部を除去している。そのため、ジャイロ素子の小型化を図ると、調整用振動腕の腕幅が狭くなってしまい第１電極および第２電極の面積が小さくなるので、センサー出力（漏れ出力）の調整量（調整幅）が小さくなってしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例に係るジャイロ素子は、基部と、前記基部から延出され、駆動振動する駆動用振動腕と、前記基部から延出され、前記駆動用振動腕に加えられたコリオリ力に応じて電荷を出力する検出用電極を有する検出用振動腕と、前記基部から延出され、調整用電極を有する調整用振動腕と、を備え、前記駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに前記検出用電極から発生する電荷の極性により、前記調整用電極から前記検出用電極への配線の接続を変えていることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに検出用電極から発生する電荷（漏れ出力）の極性を測定し、その極性と逆の極性の電荷を発生する調整用電極と検出用電極とを接続することで、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極の電荷（漏れ出力）を逆極性の調整用電極の電荷で相殺することができるので、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極の電荷（漏れ出力）を低減することができ、高精度の検出特性を有するジャイロ素子を得ることができる。
【００１１】
［適用例２］本適用例に係るジャイロ素子の製造方法は、ジャイロ素子の製造方法であって、前記ジャイロ素子は、基部と、前記基部から延出され、駆動振動する駆動用振動腕と、前記基部から延出され、前記駆動用振動腕に加えられたコリオリ力に応じて電荷を出力する検出用電極を有する検出用振動腕と、前記基部から延出され、調整用電極を有する調整用振動腕と、を備えており、前記駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに前記検出用電極から発生する電荷の極性により、前記調整用電極から前記検出用電極への配線の接続を変えることは、前記配線の一部又は全部を除去することであることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、検出用電極と、互いに極性が異なる複数の調整用電極と、を接続している電極パターンを形成し、その後、駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに検出用電極から発生する電荷（漏れ出力）の極性を測定し、その極性と同じ極性の電荷を発生する調整用電極と検出用電極とを接続している配線を除去する。このことにより、検出用電極が逆の極性を有する調整用電極のみと接続されるため、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極の電荷（漏れ出力）を逆の極性を有する調整用電極の電荷で相殺することができる。そのため、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極の電荷（漏れ出力）を低減することができ、高精度の検出特性を有するジャイロ素子を製造することができる。
【００１３】
［適用例３］上記適用例に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の除去は、レーザーで行うことが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、検出用電極と、駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに発生する検出用電極の電荷（漏れ出力）と同じ極性の電荷を発生する調整用電極と、を接続している配線の除去をレーザーで行うことにより、簡単で短時間に配線を除去することができるため、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子を製造することができる。
【００１５】
［適用例４］上記適用例に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の除去は、フォトリソグラフィーで行うことが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、検出用電極と、駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに発生する検出用電極の電荷（漏れ出力）と同じ極性の電荷を発生する調整用電極と、を接続している配線の除去をフォトリソグラフィーで行うことにより、大型基板に多数個のジャイロ素子を形成する場合、多数個を一括処理することで、配線を除去することができるため、大量生産に適し、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子を製造することができる。
【００１７】
［適用例５］本記適用例に係るジャイロ素子の製造方法は、ジャイロ素子の製造方法であって、前記ジャイロ素子は、基部と、前記基部から延出され、駆動振動する駆動用振動腕と、前記基部から延出され、前記駆動用振動腕に加えられたコリオリ力に応じて電荷を出力する検出用電極を有する検出用振動腕と、前記基部から延出され、調整用電極を有する調整用振動腕と、を備えており、前記駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに前記検出用電極から発生する電荷の極性により、前記調整用電極から前記検出用電極への配線の接続を変えることは、前記配線を形成することであることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、検出用電極と、互いに極性が異なる複数の調整用電極と、が接続されていない電極パターンを形成し、その後、駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに検出用電極から発生する電荷（漏れ出力）の極性を測定し、その極性と逆の極性の電荷を発生する調整用電極と検出用電極とを接続する配線を形成する。このことにより、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極の電荷（漏れ出力）を逆の極性を有する調整用電極の電荷で相殺することができる。そのため、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極の電荷（漏れ出力）を低減することができ、高精度の検出特性を有するジャイロ素子を製造することができる。
【００１９】
［適用例６］上記適用例に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の形成は、導電性部材を蒸着もしくはスパッタすることであることが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、検出用電極と、駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに発生する検出用電極の電荷（漏れ出力）と逆の極性の電荷を発生する調整用電極と、を接続する配線の形成を蒸着又はスパッタで導電性部材を付着する方法で行うことにより、大型基板に多数個のジャイロ素子を形成する場合、多数個を一括処理することで、配線を形成することができるため、大量生産に適し、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子を製造することができる。
【００２１】
［適用例７］上記適用例に記載のジャイロ素子の製造方法において、前記配線の形成は、導電性部材を塗布し加熱することであることが好ましい。
【００２２】
本適用例によれば、検出用電極と、駆動用振動腕にコリオリ力が加わっていないときに発生する検出用電極（漏れ出力）の電荷と逆の極性の電荷を発生する調整用電極と、を接続する配線の形成を導電性部材を塗布し加熱する方法で行うことにより、大型基板に多数個のジャイロ素子を形成する場合、各ジャイロ素子の検出用電極から発生する電荷（漏れ出力）の極性がばらついても、個々に対応できるため、歩留まりの向上が図れ、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子を製造することができる。
【００２３】
［適用例８］本適用例に係るジャイロセンサーは、上記適用例に記載のジャイロ素子と、前記ジャイロ素子を駆動する回路および前記電荷を検出する回路を含む電子部品と、前記ジャイロ素子と前記電子部品とを収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする。
【００２４】
本適用例によれば、高精度の検出特性を有するジャイロ素子を備えたジャイロセンサーを構成できるという効果がある。
【００２５】
［適用例９］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載のジャイロ素子を備えていることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、高精度の検出特性を有するジャイロ素子を備えた電子機器を構成できるという効果がある。
【００２７】
［適用例１０］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載のジャイロ素子を備えていることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、高精度の検出特性を有するジャイロ素子を備えた移動体を構成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るジャイロ素子の構造を示す概略平面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るジャイロ素子の動作原理を説明する概略平面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係るジャイロ素子の製造方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２実施形態に係るジャイロ素子の製造方法を説明するジャイロ素子の概略平面図。
【図５】図４に示すジャイロ素子の検出用電極の漏れ出力を示す図。
【図６】図４に示すジャイロ素子の検出用電極の極性に伴う調整用電極との接続方法を説明するジャイロ素子の概略平面図。
【図７】図６に示すジャイロ素子の調整用電極の出力と調整後の検出用電極の出力を示す図。
【図８】図６に示すジャイロ素子の調整用電極の出力量調整方法を説明するジャイロ素子の概略平面図。
【図９】図８に示すジャイロ素子の出力量調整後の調整用電極の出力と調整後の検出用電極の出力を示す図。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るジャイロ素子の製造方法を説明するジャイロ素子の概略平面図。
【図１１】図１０に示すジャイロ素子の検出用電極の極性に伴う調整用電極との接続方法を説明するジャイロ素子の概略平面図。
【図１２】図１１に示すジャイロ素子の出力量調整後の調整用電極の出力と調整後の検出用電極の出力を示す図。
【図１３】本発明の実施形態に係るジャイロ素子を備えるジャイロセンサーの構造を示す概略図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線の概略断面図。
【図１４】本発明の実施形態に係るジャイロ素子を備える電子機器を示すモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１５】本発明の実施形態に係るジャイロ素子を備える電子機器を示す携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。
【図１６】本発明の実施形態に係るジャイロ素子を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図。
【図１７】本発明の実施形態に係るジャイロ素子を備える移動体としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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１２において、図３、図５、図７、および図９を除いては、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」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」と言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。更に、説明の便宜上、Ｚ軸方向から見たときの平面視において、Ｚ軸方向の面を主面として、また、Ｘ軸方向から見たときの平面視において、Ｘ軸方向の面を側面として説明する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
［ジャイロ素子］
本発明の第１実施形態に係るジャイロ素子の一例として、Ｈ型と呼ばれる構造のジャイロ素子を挙げ、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るジャイロ素子の構造を示す概略平面図である。なお、駆動用電極は、説明の便宜上、省略して図示してある。
【００３２】
（ジャイロ素子の構造）
ジャイロ素子１００は、図１に示すように、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１０と、基部１０のＹ軸方向の端部１０ａ，１０ｂのうち一方の端部１０ｂから、並行するようにＹ軸に沿って延出された一対の駆動用振動腕１２ａ，１２ｂと、基部１０の他方の端部１０ａからＹ軸に沿って並行するように延出された一対の検出用振動腕１４ａ，１４ｂと、基部１０の他方の端部１０ａからＹ軸に沿って並行するように延出された一対の調整用振動腕１６ａ，１６ｂと、を有している。
【００３３】
また、基部１０から延出する第１連結部２０ａ、および第１連結部２０ａに連結する第１支持部２２ａと、基部１０から第１連結部２０ａと反対方向に延出する第２連結部２０ｂ、および第２連結部２０ｂに連結する第２支持部２２ｂと、が設けられている。更に、第１支持部２２ａおよび第２支持部２２ｂは、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの側で一体的に繋って、固定枠部２４を構成している。そして、ジャイロ素子１００は、固定枠部２４の所定の位置で、図示しないパッケージ等の基板に固定される。
【００３４】
なお、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの先端部には錘部３２ａ，３２ｂが設けられており、検出用振動腕１４ａ，１４ｂの先端部には錘部３４ａ，３４ｂが設けられている。錘部３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂを設けることによって、共振周波数を同一で駆動用振動腕１２ａ，１２ｂおよび検出用振動腕１４ａ，１４ｂの延出する方向の長さ（Ｙ軸方向の長さ）を短くすることができるため、ジャイロ素子１００の小型化を図ることができる。また、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂおよび検出用振動腕１４ａ，１４ｂの共振周波数を低めることができる。更に、錘部３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂは、必要に応じて複数の幅（Ｘ軸方向の長さ）を有していても良く、省略しても良い。なお、錘部３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂに金属膜等で形成された質量部（図示せず）を設け、この質量部の一部をレーザー光等で除去することにより駆動用振動腕１２ａ，１２ｂおよび検出用振動腕１４ａ，１４ｂの共振周波数を調整することができる。
【００３５】
本実施形態のジャイロ素子１００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。ジャイロ素子１００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。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。本実施形態においてジャイロ素子１００は、水晶を用いたが他の圧電材料、例えば、タンタル酸リチウムやチタン酸ジルコン酸鉛等を基材として用いても良い。なお、所定の厚み（Ｚ軸方向の長さ）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。
【００３６】
更に、ジャイロ素子１００には、図１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用振動腕１４ａ，１４ｂと並行させて且つ検出用振動腕１４ａ，１４ｂを内側に挟むように、基部１０の他方の端部１０ａから延出された一対の調整用振動腕１６ａ，１６ｂが設けられている。即ち、調整用振動腕１６ａ，１６ｂは、Ｙ軸に沿って＋Ｙ軸方向に延出され、検出用振動腕１４ａ，１４ｂと所定の間隔を空けて内側に挟むように位置し、且つ並行するように設けられている。
【００３７】
なお、調整用振動腕１６ａ，１６ｂ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１６ａ，１６ｂが設けられていることにより、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って、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの断面形状が矩形状とならずに、平行四辺形や菱形となることによる駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの振動方向の設計値からのずれ、所謂振動漏れによる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）、所謂振動漏れで発生する検出用振動腕１４ａ，１４ｂの電荷を調整用振動腕１６ａ，１６ｂに発生する電荷で相殺することができる。
【００３８】
また、調整用振動腕１６ａ，１６ｂは、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂおよび検出用振動腕１４ａ，１４ｂよりも全長が短く形成されている。これにより、漏れ出力を調整するための調整用振動腕１６ａ，１６ｂの振動が、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂと検出用振動腕１４ａ，１４ｂによるジャイロ素子１００の主要な振動を阻害することがないので、ジャイロ素子１００の振動特性が安定するとともに、ジャイロ素子１００の小型化にも有利となる。
【００３９】
更に、調整用振動腕１６ａ，１６ｂの基部１０と接続する一端と反対側の他端側の先端部には、調整用振動腕１６ａ，１６ｂ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３６ａ，３６ｂが設けられている。このように、調整用振動腕１６ａ，１６ｂの先端部に錘部３６ａ，３６ｂを設けることにより、調整用振動腕１６ａ，１６ｂ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１００の高感度化に寄与する効果を更に向上させることができる。
【００４０】
基部１０の中央は、ジャイロ素子１００の重心とすることができる。そして、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交し、重心を通るものとする。ジャイロ素子１００の外形は、重心を通るＹ軸方向の仮想の中心線に対して線対称とすることができる。これにより、ジャイロ素子１００の外形はバランスのよいものとなり、ジャイロ素子１００の特性が安定して、検出感度が向上するので好ましい。このようなジャイロ素子１００の外形形状は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング（ウェットエッチング又はドライエッチング）により形成することができる。なお、ジャイロ素子１００は、１枚の水晶ウェハーから複数個取りすることが可能である。
【００４１】
（ジャイロ素子の動作原理）
次に、ジャイロ素子１００の動作原理について、図２を参照して説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係るジャイロ素子の動作原理を説明する概略図であり、図２（ａ）は駆動状態を示す概略平面図であり、図２（ｂ）はＹ軸回りに回転する角速度ωが印加された検出状態を示す概略平面図である。説明の便宜上、基部１０周辺のみを図示している。なお、図２（ｂ）において、○で囲んだ黒点の記号は、＋Ｚ軸方向への変位を示し、○で囲んだ×の記号は、−Ｚ軸方向への変位を示している。
【００４２】
駆動モードにおいて、駆動用電極に所定の交流電圧を印加すると、図２（ａ）に示すように、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂは、ＸＹ面内方向で逆向きに即ち互いに接近離反する向きに屈曲振動（面内モード振動）する。また、調整用振動腕１６ａ，１６ｂは、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの屈曲振動（面内モード振動）に基部１０を介して共振し、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂと同様に、ＸＹ面内方向で逆向きに即ち互いに接近離反する向きに屈曲振動（面内モード振動）する。
【００４３】
この状態でジャイロ素子１００が各振動腕の延出方向であるＹ軸回りに回転する角速度ωを印加すると、その角速度ωに応じて発生するコリオリ力の作用により、図２（ｂ）に示すように、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂは主面に垂直な面外方向即ちＺ軸方向に互いに逆向きに屈曲振動（面外モード振動）する。このＺ軸方向の振動に共振して、検出用振動腕１４ａ，１４ｂが検出モードで、同じくＺ軸方向に互いに逆向きに屈曲振動（面外モード振動）する。このとき、検出用振動腕１４ａ，１４ｂの振動方向は、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの振動方向とは逆相になる。
【００４４】
つまり、駆動用振動腕１２ａが＋Ｚ軸方向に振動すると、駆動用振動腕１２ｂは−Ｚ軸方向に振動する面外モード振動の屈曲振動となる。この駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの面外モードの屈曲振動が基部１０を介して検出用振動腕１４ａ，１４ｂに伝わることで、検出用振動腕１４ａ，１４ｂを共振させ、検出用振動腕１４ａが−Ｚ軸方向に振動すると、検出用振動腕１４ｂは＋Ｚ軸方向に振動する面外モードの屈曲振動となる。
【００４５】
この検出モードにおいて、検出用振動腕１４ａ，１４ｂの検出用電極間に発生する電荷量を取り出すことによって、ジャイロ素子１００に加えられた角速度ωが求められる。
【００４６】
（ジャイロ素子の電極構成）
次に、ジャイロ素子１００の電極構成について、再び図１を参照して説明する。なお、以下では、検出用電極４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂは検出用電極４２ａ〜４５ｂと、調整用電極６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂは調整用電極６２ａ〜６５ｂと記載して説明する。
駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの表裏の主面（ＸＹ平面）および両側面（ＸＺ平面）には、駆動モードにおいて駆動用振動腕１２ａ，１２ｂを主面に沿う面内方向に、例えば主面に平行なＸＹ面内で屈曲振動（面内モード振動）させるための駆動用電極（図示せず）が形成されている。
【００４７】
検出用振動腕１４ａの表裏の主面（ＸＹ平面）には、検出モードにおいて検出用振動腕１４ａが主面と交差する、例えば主面に垂直なＺ軸方向に屈曲振動（面外モード振動）する際に発生する電荷量を検出するための検出用電極４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａが形成されている。検出用電極４２ａと検出用電極４４ａとは同じ極性であり、錘部３４ａや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。また、検出用電極４３ａと検出用電極４５ａとは検出用電極４２ａ，４４ａと逆の極性であり、錘部３４ａや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。
【００４８】
検出用振動腕１４ｂの表裏の主面（ＸＹ平面）には、検出モードにおいて検出用振動腕１４ｂが主面と交差する、例えば主面に垂直なＺ軸方向に屈曲振動（面外モード振動）する際に発生する電荷を検出するための検出用電極４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂが形成されている。検出用電極４２ｂと検出用電極４４ｂとは同じ極性であり、錘部３４ｂや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。また、検出用電極４３ｂと検出用電極４５ｂとは検出用電極４２ｂ，４４ｂと逆の極性であり、錘部３４ｂや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。
【００４９】
また、検出用振動腕１４ａに形成されている検出用電極４２ａ，４４ａと検出用振動腕１４ｂに形成されている検出用電極４２ｂ，４４ｂとは同じ極性であり、基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。また、検出用振動腕１４ａに形成されている検出用電極４３ａ，４５ａと検出用振動腕１４ｂに形成されている検出用電極４３ｂ，４５ｂとは同じ極性であり、基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。従って、検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂと検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂとは逆の極性である。
【００５０】
調整用振動腕１６ａの表裏の主面（ＸＹ平面）および両側面（ＸＺ平面）には、駆動モードにおいて駆動用振動腕１２ａ，１２ｂと共振して、主面に沿う面内方向に、例えば主面に平行なＸＹ面内で屈曲振動（面内モード振動）する際に発生する電荷を検出するための調整用電極６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａが形成されている。調整用電極６２ａと調整用電極６４ａとは同じ極性であり、錘部３６ａや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。また、調整用電極６３ａと調整用電極６５ａとは調整用電極６２ａ，６４ａと逆の極性であり、錘部３６ａや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。
【００５１】
調整用振動腕１６ｂの表裏の主面（ＸＹ平面）および両側面（ＸＺ平面）には、駆動モードにおいて駆動用振動腕１２ａ，１２ｂと共振して、主面に沿う面内方向に、例えば主面に平行なＸＹ面内で屈曲振動（面内モード振動）する際に発生する電荷を検出するための調整用電極６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ，６５ｂが形成されている。調整用電極６２ｂと調整用電極６４ｂとは同じ極性であり、錘部３６ｂや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。また、調整用電極６３ｂと調整用電極６５ｂとは調整用電極６２ｂ，６４ｂと逆の極性であり、錘部３６ｂや基部１０に形成された配線（図示せず）により電気的に接続されている。
【００５２】
また、調整用振動腕１６ａに形成されている調整用電極６２ａ，６４ａと調整用振動腕１６ｂに形成されている調整用電極６３ｂ，６５ｂとは同じ極性であり、調整用振動腕１６ａに形成されている調整用電極６３ａ，６５ａと調整用振動腕１６ｂに形成されている調整用電極６２ｂ，６４ｂとは同じ極性である。従って、調整用電極６２ａ，６３ｂ，６４ａ，６５ｂと調整用電極６２ｂ，６３ａ，６４ｂ，６５ａとは逆の極性である。
【００５３】
検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂは配線４７ａを介して、固定枠部２４に設けられた電極パッド４８ａと電気的に接続されており、検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂと逆の極性を有する調整用電極６３ａ，６５ａ（事前にシミュレーションや実験結果により極性を確認済み）は配線４６ａおよび配線４７ａを介して検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂと電気的に接続されている。
【００５４】
従って、検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂと逆の極性を有する調整用電極６３ａ，６５ａとが電気的に接続されているために、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂにコリオリ力が加わっていないときに検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂから発生する振動漏れによる電荷を相殺することができ、振動漏れによる電荷を低減することができる。
【００５５】
検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂと逆の極性を有する検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂは配線４７ｂを介して、固定枠部２４に設けられた電極パッド４８ｂと電気的に接続されている。検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂと逆の極性を有する調整用電極６３ｂ，６５ｂ（事前にシミュレーションや実験結果により極性を確認済み）は配線４６ｂおよび配線４７ｂを介して検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂと電気的に接続されている。
【００５６】
従って、検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂと逆の極性を有する調整用電極６３ｂ，６５ｂとが電気的に接続されているために、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂにコリオリ力が加わっていないときに検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂから発生する振動漏れによる電荷を相殺することができ、振動漏れによる電荷を低減することができる。
【００５７】
検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂと同じ極性を有する調整用電極６２ａ，６４ａ（事前にシミュレーションや実験結果により極性を確認済み）は配線６６ａと配線６７ａとを介して、固定枠部２４に設けられた電極パッド６８ａと電気的に接続されている。
また、検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂと同じ極性を有する調整用電極６２ｂ，６４ｂ（事前にシミュレーションや実験結果により確認済み）は配線６６ｂと配線６７ｂとを介して、固定枠部２４に設けられた電極パッド６８ｂと電気的に接続されている。
【００５８】
電極パッド４８ａ，４８ｂは、検出用電極４２ａ〜４５ｂで発生した電荷を検出する回路を含むＩＣ部品等の端子に接続される。
【００５９】
電極パッド６８ａ，６８ｂは、調整用電極６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂを短絡するために、上述したＩＣチップ（図示せず）に設けられたグランド用電極パッドに接続されている。
【００６０】
上述した構成とすることで、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂにコリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極４２ａ〜４５ｂの電荷（漏れ出力）を逆の極性を有する調整用電極６２ａ〜６５ｂの電荷で相殺することができるので、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極４２ａ〜４５ｂの電荷を低減することができ、高精度の検出特性を有するジャイロ素子１００を得ることができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態に係るジャイロ素子１００の一例として、圧電材料である水晶を基材とするジャイロ素子１００を挙げ、説明したが、シリコン基板やガラス基板上に機械的に可動な構造体を半導体微細加工技術で形成したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子であっても構わない。ＭＥＭＳ素子の場合は、半導体回路を組み込んで製造することが容易であり、微細化、高機能化に対し有利である。
【００６２】
［ジャイロ素子の製造方法］
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るジャイロ素子の製造方法について、基材（主要部分を構成する材料）として圧電体材料である水晶を用いた例を、図３から図９を参照して説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係るジャイロ素子の製造方法を示すフローチャートである。図４は、本発明の第２実施形態に係るジャイロ素子の製造方法を説明するジャイロ素子の概略平面図である。図５は、図４に示すジャイロ素子の検出用電極の漏れ出力を示す図である。図６は、図４に示すジャイロ素子の検出用電極の極性に伴う調整用電極との接続方法を説明するジャイロ素子の概略平面図である。図７は、図６に示すジャイロ素子の調整用電極の出力と調整後の検出用電極の出力を示す図である。図８は、図６に示すジャイロ素子の調整用電極の出力量調整方法を説明するジャイロ素子の概略平面図である。図９は、図８に示すジャイロ素子の出力量調整後の調整用電極の出力と調整後の検出用電極の出力を示す図である。
【００６３】
なお、図４、図６、および図８では、説明の便宜上、駆動用電極の図示を省略してある。また、図６および図８では、説明の便宜上、ジャイロ素子１００ｂ，１００ｃのＸ軸方向の中心でＹ軸方向に沿った中心線に対して、−Ｘ軸側の部分について図示してある。
第２実施形態に係るジャイロ素子１００ｃの製造方法は、図３に示すように、Ｓｔｅｐ１の準備工程からＳｔｅｐ７の調整用出力量調整工程までの７工程で構成されている。
【００６４】
〔準備工程（Ｓｔｅｐ１）〕
先ず、準備工程（Ｓｔｅｐ１）では、素子が多数個取りできる大型の基板を準備する。
【００６５】
〔外形マスクパターニング工程（Ｓｔｅｐ２）〕
次に、外形マスクパターニング工程（Ｓｔｅｐ２）では、蒸着やスパッタリング等によって、次工程の外形エッチング工程（Ｓｔｅｐ３）において基板を保護するための、金（Ａｕ）等の金属膜を基板の表裏主面の全面に成膜する。なお、基板との密着性を向上させるために、基板と金属膜との間に下地膜としてクロム（Ｃｒ）等を成膜しても良い。その後、金属膜上にレジスト膜を塗布し、図４に示すように、ジャイロ素子１００ａの外形パターンとなる基部１０、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂ、検出用振動腕１４ａ，１４ｂ、調整用振動腕１６ａ，１６ｂ、および固定枠部２４等が一体化した形状を露光し現像することでレジスト膜をパターニングする。その後、レジスト膜から露出した金属膜を金属膜用エッチャントによりエッチングし、金属膜による外形パターンをパターニングする。
【００６６】
〔外形エッチング工程（Ｓｔｅｐ３）〕
外形エッチング工程（Ｓｔｅｐ３）では、基板である水晶を溶解するフッ化アンモニウム溶液等のエッチャントを用いて、金属膜による保護用の外形パターンから露出した部分の基板をエッチングする。この工程により、基板に複数の図４に示す外形形状を有する素子が形成される。
【００６７】
〔電極パターニング工程（Ｓｔｅｐ４）〕
電極パターニング工程（Ｓｔｅｐ４）では、保護膜として用いた金属膜による外形パターンを除去し、その後、蒸着やスパッタリング等によって、駆動用、検出用、および調整用の電極とするための、金（Ａｕ）等の金属膜を基板の表裏主面の全面とエッチングにより形成された側面の全面とに成膜する。なお、基板との密着性を向上させるために、基板と金属膜との間に下地膜としてクロム（Ｃｒ）等を成膜しても良い。その後、金属膜上にレジスト膜を塗布し、電極パターン形状に露光し現像することでレジスト膜をパターニングする。その後、レジスト膜から露出した金属膜を金属膜用エッチャントによりエッチングし、金属膜による電極パターンをパターニングする。その後、レジスト膜を除去することで、図４に示すジャイロ素子１００ａの電極パターン形成が完了する。なお、この時点では、調整用振動腕１６ａの調整用電極６３ａ，６４ａは配線４６ａにより配線４７ａに接続されており、調整用電極６２ａ，６３ａは配線６６ａにより配線６７ａに接続されている。また、調整用振動腕１６ｂの調整用電極６３ｂ，６４ｂは配線４６ｂにより配線４７ｂに接続されており、調整用電極６２ｂ，６３ｂは配線６６ｂにより配線６７ｂに接続されている。
【００６８】
〔漏れ出力測定工程（Ｓｔｅｐ５）〕
漏れ出力測定工程（Ｓｔｅｐ５）では、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの駆動用電極（図示せず）に所定の交流電圧を印加し駆動振動した状態で、調整用振動腕１６ａの調整用電極６３ａ，６４ａは配線４６ａにより配線４７ａに接続されており、調整用電極６２ａ，６３ａは配線６６ａにより配線６７ａに接続されている。
【００６９】
断面形状の変形に伴う振動もれにより検出用振動腕１４ａ，１４ｂが振動することで生じる検出用電極４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂの電荷（漏れ出力）の極性を電極パッド４８ａにネットワークアナライザー装置等の測定装置のプローバー（図示せず）を接触させて測定する。次に、同様に、検出用電極４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂの電荷（漏れ出力）の極性を電極パッド４８ｂにネットワークアナライザー装置等の測定装置のプローバー（図示せず）を接触させて測定する。
【００７０】
次に、上記測定結果の一例を図５に示す。図５の横軸は経過時間であり、縦軸は検出用電極からの漏れ出力Ｓの極性とその大きさを表している。図５において、漏れ出力Ｓの極性は経過時間に伴い＋（プラス）側から−（マイナス）側に変化している。これは、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの共振周波数の振幅の周期と一致しており、漏れ出力Ｓが最大又は最小となるのは、検出用振動腕１４ａ，１４ｂの振動におけるＺ軸方向への変位が＋Ｚ軸側で最大又は−Ｚ軸側で最大となるときである。なお、図５は、極性の異なる２つの電極パッド４８ａ，４８ｂからの漏れ出力Ｓにおいて一方の漏れ出力Ｓを示したもので、他方の漏れ出力Ｓは逆の特性を示す。つまり、漏れ出力Ｓの極性が経過時間と共に−（マイナス）側から＋（プラス）側に変化する。
【００７１】
なお、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの振動に伴い共振して振動する調整用振動腕１６ａ，１６ｂは、極性の異なる調整用電極６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂと調整用電極６３ａ，６３ｂ，６５ａ，６５ｂとが、配線４６ａ，４６ｂ，６６ａ，６６ｂと配線４７ａ，４７ｂ，６７ａ，６７ｂとによって短絡しているため、電荷を相殺し上記漏れ出力の測定には影響を及ぼさない。
【００７２】
〔接続変更工程（Ｓｔｅｐ６）〕
接続変更工程（Ｓｔｅｐ６）では、漏れ出力測定工程（Ｓｔｅｐ５）における電極パッド４８ａ，４８ｂでの漏れ出力Ｓの測定の結果に基づいて、漏れ出力Ｓの極性に伴い、極性が同じである調整用電極に接続されている配線の一部又は全部を除去する。ここで、極性の異なる調整用電極６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂと調整用電極６３ａ，６３ｂ，６５ａ，６５ｂとは、事前にシミュレーションや実験結果によって、＋（プラス）側か−（マイナス）側かどちらの極性を有しているか確認してある。
【００７３】
本実施形態におけるジャイロ素子１００ａでは、漏れ出力Ｓと同じ極性を有するのは調整用電極６３ａであり、漏れ出力Ｓと異なる極性を有するのは調整用電極６４ａである。そのため、図６に示すように、除去領域Ｃ１において、電極パッド４８ａにおける漏れ出力Ｓの極性と逆の極性を有する調整用電極６３ａとを接続する配線４６ａをそのままとし、電極パッド４８ａにおける漏れ出力Ｓの極性と同じ極性を有する調整用電極６４ａとを接続する配線４６ａの一部又は全部を除去する。また、漏れ出力Ｓの極性と同じ極性を有する調整用電極６４ａとグランドとなる電極パッド６８ａとを接続する配線６６ａをそのままとし、漏れ出力Ｓの極性と逆の極性を有する調整用電極６３ａと電極パッド６８ａとを接続する配線６６ａの一部又は全部を除去することで、ジャイロ素子１００ｂを形成している。
【００７４】
なお、配線４６ａ，６６ａを除去する方法としては、レーザーを用いて切断する方法が好ましい。配線４６ａ，６６ａの除去をレーザーで行うことにより、簡単で短時間に配線４６ａ，６６ａを除去することができるため、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子１００ｂを製造することができる。
【００７５】
また、配線４６ａ，６６ａを除去する方法としては、フォトリソグラフィーにより除去する方法も好ましい。配線４６ａ，６６ａの除去をフォトリソグラフィーで行うことにより、大型基板に多数個のジャイロ素子１００ｂを形成する場合、多数個を一括処理することで、配線４６ａ，６６ａを除去することができるため、大量生産に適し、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子１００ｂを製造することができる。
【００７６】
次に、接続変更工程（Ｓｔｅｐ６）を施した後の検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）を説明する。図７は、ジャイロ素子１００ｂの調整用電極６３ａの出力特性Ｔ１と調整後（接続変更後）の検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）Ｓ＋Ｔ１を示す図であり、横軸は経過時間、縦軸は出力の大きさを示している。図７に示すように、極性の異なる検出用電極４２ａの漏れ出力Ｓと調整用電極６３ａの出力特性Ｔ１とが接続されているため、調整後（接続変更後）の検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）Ｓ＋Ｔ１は、検出用電極４２ａの漏れ出力Ｓと調整用電極６３ａの出力特性Ｔ１とが加算された出力特性（漏れ出力）Ｓ＋Ｔ１となり、漏れ出力Ｓの低減が図れている。
【００７７】
しかし、加算された出力特性（漏れ出力）Ｓ＋Ｔ１が所望の基準値（例えばゼロ）となれば、工程を終了するが、所望の基準値（例えばゼロ）となっていない場合には、以下の調整用出力量調整工程（Ｓｔｅｐ７）を行う。
【００７８】
〔調整用出力量調整工程（Ｓｔｅｐ７）〕
調整用出力量調整工程（Ｓｔｅｐ７）では、接続変更工程（Ｓｔｅｐ６）を施した後の検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）Ｓ＋Ｔ１が所望の基準値（例えばゼロ）となるように、調整用電極６３ａの一部を除去することで電荷量を調整する。電極に発生する電荷量は電極の面積に応じて決まるため、調整用電極６３ａの一部を除去することで、電荷量を小さくできる。そのため、図８に示すように、電極パッド４８ａにネットワークアナライザー装置等の測定装置のプローバー（図示せず）を接触させて、検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）を測定しながら、検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）が所望の基準値（例えばゼロ）となるまで、調整領域Ｃ２における調整用電極６３ａの一部をレーザー等で除去する。
【００７９】
図９は、ジャイロ素子１００ｃの調整用電極６３ａの出力量調整後の出力特性Ｔ２と出力量調整後の検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）Ｓ＋Ｔ２を示す図であり、横軸は経過時間、縦軸は出力の大きさを示している。図９に示すように、検出用電極４２ａの漏れ出力Ｓを相殺するように調整用電極６３ａの出力特性Ｔ２の出力量（電荷量）を調整することで、検出用電極４２ａの漏れ出力Ｓと出力量調整後の調整用電極６３ａの出力特性Ｔ２とが加算された出力特性（漏れ出力）Ｓ＋Ｔ２は、所望の基準値（例えばゼロ）とすることができる。
【００８０】
なお、上述した第２実施形態に係るジャイロ素子１００ｃの製造方法では、検出用振動腕１４ａと調整用振動腕１６ａとに形成された検出用電極４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａと調整用電極６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａとの接続方法を主に説明したが、検出用振動腕１４ｂと調整用振動腕１６ｂとに形成された検出用電極４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂと調整用電極６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ，６５ｂとの接続方法についても同様の工程で行う。
【００８１】
以上で、ジャイロ素子１００ｃの製造を完了する。その後、基板から個片化したジャイロ素子１００ｃを、ジャイロ素子１００ｃを駆動し検出を行うＩＣ部品が搭載されたパッケージに実装し、気密封止することで、後述するジャイロセンサーが完成する。
【００８２】
以上、本発明の第２実施形態に係るジャイロ素子１００ｃの製造方法では、検出用電極４２ａ〜４５ｂと、互いに極性が異なる複数の調整用電極６２ａ〜６５ｂと、を接続している電極パターンを形成する。その後、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂにコリオリ力が加わっていないときに検出用電極４２ａ〜４５ｂに発生する電荷（漏れ出力）の極性を測定し、その極性と同じ極性の電荷を発生する調整用電極６２ａ〜６５ｂと検出用電極４２ａ〜４５ｂとを接続している配線４６ａ，４６ｂ，６６ａ，６６ｂを除去する。このことにより、検出用電極４２ａ〜４５ｂが逆の極性を有する調整用電極６２ａ〜６５ｂのみと接続されるため、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極４２ａ〜４５ｂの電荷（漏れ出力）を逆の極性を有する調整用電極６２ａ〜６５ｂの電荷で相殺することができる。そのため、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極４２ａ〜４５ｂの電荷（漏れ出力）を低減することができ、高精度の検出特性を有するジャイロ素子１００ｃを製造することができる。
【００８３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るジャイロ素子の製造方法について、図１０から図１２を参照して説明する。
図１０は、本発明の第３実施形態に係るジャイロ素子の製造方法を説明するジャイロ素子の概略平面図である。図１１は、図１０に示すジャイロ素子の検出用電極の極性に伴う調整用電極との接続方法を説明するジャイロ素子の概略平面図である。図１２は、図１１に示すジャイロ素子の調整用電極の出力量調整方法を説明するジャイロ素子の概略平面図である。
【００８４】
なお、図１０、図１１、および図１２では、説明の便宜上、駆動用電極の図示を省略してある。また、図１１および図１２では、説明の便宜上、ジャイロ素子１１０ａのＸ軸方向の中心でＹ軸方向に沿った中心線に対して、−Ｘ軸側の部分について図示してある。
【００８５】
以下、第３実施形態に係るジャイロ素子１１０ｃの製造方法は、第２実施形態で説明したジャイロ素子１００ｃの製造方法とは、電極パターニング工程（Ｓｔｅｐ４）における基板に形成される電極パターンと、接続変更工程（Ｓｔｅｐ６）における接続変更方法が異なる。
その他の構成等は、第２実施形態で上述したジャイロ素子１００ｃの製造方法と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して第３実施形態に係るジャイロ素子１１０ｃの製造方法について説明する。
【００８６】
第３実施形態に係るジャイロ素子１１０ｃの製造方法は、電極パターニング工程（Ｓｔｅｐ４）において、図１０に示すように、調整用振動腕１６ａの調整用電極６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａが検出用電極４２ａと電極パッド４８ａとを接続する配線４７ａに接続されておらず、調整用振動腕１６ｂの調整用電極６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ，６５ｂが電極パッド６８ｂと接続する配線６７ｂに接続されていない電極パターンを形成する。
【００８７】
また、接続変更工程（Ｓｔｅｐ６）において、図１１に示すように、前工程である漏れ出力測定工程（Ｓｔｅｐ５）での電極パッド４８ａ，４８ｂの漏れ出力Ｓの測定の結果に基づいて、漏れ出力Ｓの極性に伴い、形成領域Ｃ３内に、検出用電極４２ａの極性と逆の極性を有する調整用電極６３ａと、検出用電極４２ａが接続されている配線４７ａと、の電気的な接続を図るために導電性部材による配線１４６ａを形成する。また、形成領域Ｃ３内に、検出用電極４２ａの極性と同じ極性を有する調整用電極６２ａと、短絡用となる電極パッド６８ａが接続されている配線６７ａと、の電気的な接続を図るために導電性部材による配線１６６ａを形成する。
【００８８】
なお、配線１４６ａ，１６６ａを形成する方法としては、蒸着又はスパッタを用いて導電性部材を付着する方法が好ましい。配線１４６ａ，１６６ａの形成を蒸着又はスパッタで行うことにより、大型基板に多数個のジャイロ素子１１０ｂを形成する場合、多数個を一括処理することで、配線１４６ａ，１６６ａを形成することができるため、大量生産に適し、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子１１０ｂを製造することができる。
【００８９】
また、配線１４６ａ，１６６ａを形成する方法としては、導電性部材を塗布し加熱する方法も好ましい。配線１４６ａ，１６６ａの形成を導電性部材を塗布し加熱する方法で行うことにより、大型基板に多数個のジャイロ素子１１０ｂを形成する場合、各ジャイロ素子１１０ｂの検出用電極４２ａから発生する電荷（漏れ出力）の極性がばらついても、個々に対応できるため、歩留まりの向上が図れ、低コストで高精度の検出特性を有するジャイロ素子１１０ｂを製造することができる。
【００９０】
なお、出力特性（漏れ出力）が所望の基準値（例えばゼロ）とならない場合には、調整用出力量調整工程（Ｓｔｅｐ７）において、図１２に示すように、電極パッド４８ａにネットワークアナライザー装置等の測定装置のプローバー（図示せず）を接触させて、検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）を測定しながら、検出用電極４２ａの出力特性（漏れ出力）が所望の基準値（例えばゼロ）となるまで、調整領域Ｃ４における調整用電極６３ａの一部をレーザー等で除去する。
以上で、検出用電極の出力特性（漏れ出力）が所望の基準値（例えばゼロ）となるジャイロ素子１１０ｃを得ることができる。
【００９１】
なお、上述した第３実施形態に係るジャイロ素子１１０ｃの製造方法では、検出用振動腕１４ａと調整用振動腕１６ａとに形成された検出用電極４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａと調整用電極６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａとの接続方法を主に説明したが、検出用振動腕１４ｂと調整用振動腕１６ｂとに形成された検出用電極４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂと調整用電極６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ，６５ｂとの接続方法についても同様の工程で行う。
【００９２】
以上、本発明の第３実施形態に係るジャイロ素子１１０ｃの製造方法では、検出用電極４２ａ〜４５ｂと、互いに極性が異なる複数の調整用電極６２ａ〜６５ｂと、が接続されていない電極パターンを形成する。その後、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂにコリオリ力が加わっていないときに検出用電極４２ａ〜４５ｂから発生する電荷（漏れ出力）の極性を測定し、その極性と逆の極性の電荷を発生する調整用電極６２ａ〜６５ｂと検出用電極４２ａ〜４５ｂとを接続する配線１４６ａ，１６６ａを形成する。このことにより、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極４２ａ〜４５ｂの電荷（漏れ出力）を逆の極性を有する調整用電極６２ａ〜６５ｂの電荷で相殺することができる。そのため、コリオリ力が加わっていないときに生じる検出用電極４２ａ〜４５ｂの電荷（漏れ出力）を低減することができ、高精度の検出特性を有するジャイロ素子１１０ｃを製造することができる。
【００９３】
［ジャイロセンサー］
次に、前述の第１実施形態に係るジャイロ素子１００を備えるジャイロセンサー２００について説明する。
図１３は、本発明の実施形態に係るジャイロ素子を備えるジャイロセンサーの構造を示す概略図であり、図１３（ａ）は概略平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中のＡ−Ａ線の概略断面図である。なお、図１３（ａ）において、ジャイロセンサー２００の内部の構成を説明する便宜上、リッド２４０を取り外した状態を図示している。また、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。更に、説明の便宜上、Ｚ軸方向から見たときの平面視において、＋Ｚ軸方向の面を上面、−Ｚ軸方向の面を下面として説明する。
【００９４】
ジャイロセンサー２００は、図１３に示すように、パッケージ２１０のキャビティー２１８に、ジャイロ素子１００と、ジャイロ素子１００を駆動する回路および電荷を検出する回路を含む電子部品２５０と、を収容し、パッケージ２１０の開口部をリッド２４０により密閉し、内部を気密に保持されている。パッケージ２１０は、図１３（ｂ）に示すように、平板状の第１基板２１２と、第１基板２１２上に、枠状の第２基板２１４、第３基板２１６、を順に積層、固着して形成され、電子部品２５０とジャイロ素子１００とが収容されるキャビティー２１８が形成される。基板２１２，２１４，２１６は、例えばセラミックスなどにより形成される。
【００９５】
第１基板２１２のキャビティー２１８側には、電子部品２５０が載置され固定されるダイパッド（図示せず）が設けられている。電子部品２５０はダイパッド上に、例えば、ろう材（ダイアタッチ材）などの接合部材２６０によって接着され、固定されている。
【００９６】
電子部品２５０は、ジャイロ素子１００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１００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、電子部品２５０が有する駆動回路は、ジャイロ素子１００の一対の駆動用振動腕１２ａ，１２ｂ（図１参照）にそれぞれ形成された駆動用電極（図示せず）に駆動信号を供給する。また、電子部品２５０が有する検出回路は、ジャイロ素子１００の一対の検出用振動腕１４ａ，１４ｂ（図１参照）にそれぞれ形成された検出用電極４２ａ〜４５ｂ（図１参照）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２００に加わった回転角速度を検出する。
【００９７】
第２基板２１４は、電子部品２５０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２１６は、第２基板２１４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２１４上に積層され、固着されている。そして、第２基板２１４に第３基板２１６が積層されて第３基板２１６の開口の内側に現れる第２基板２１４上には、ジャイロ素子１００が第１支持部２２ａと第２支持部２２ｂ（図１参照）とを位置を合わせして載置され、接合部材２７０によって接着され、固定されている。そのため、各振動腕はパッケージ２１０やリッド２４０と接触することなく、振動することができるので、高いＱ値を有し安定な振動特性となるため、高い検出感度のジャイロセンサー２００を得ることができる。また、第３基板２１６の開口の内側に現れる第２基板２１４上には、複数の内部端子２２２が形成されている。
【００９８】
第１基板２１２上に固定されている電子部品２５０のキャビティー２１８側には、前述した駆動回路や検出回路が設けられており、各回路と接続し第２基板２１４上に形成されている内部端子２２２やジャイロ素子１００上に形成されている電極パッド４８ａ，４８ｂ，６８ａ，６８ｂと接続するための接続端子２５２，２５２ａ，２５２ｂが複数形成されている。接続端子２５２は、ボンディングワイヤー２８０を介して第２基板２１４上の内部端子２２２と電気的に接続されている。接続端子２５２ａは、検出用の端子であり、ボンディングワイヤー２８０を介してジャイロ素子１００上の検出信号を出力する電極パッド４８ａ，４８ｂと電気的に接続されている。接続端子２５２ｂは、グランド用の端子であり、ボンディングワイヤー２８０を介してジャイロ素子１００上の電極パッド６８ａ，６８ｂと電気的に接続されている。
【００９９】
第２基板２１４上に形成されている内部端子２２２のいずれかは、パッケージ２１０の内部配線（図示せず）により、第１基板２１２の外部底面に設けられた複数の外部接続端子２２０に電気的に接続されている。
【０１００】
更に、第３基板２１６の開口の上面にリッド２４０が配置され、パッケージ２１０の開口を封止し、パッケージ２１０の内部が気密封止され、ジャイロセンサー２００が得られる。リッド２４０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、金属によりリッド２４０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等の接合部材２３０を介してシーム溶接することによりパッケージ２１０と接合される。パッケージ２１０およびリッド２４０によって形成されるキャビティー２１８（内部空間）は、ジャイロ素子１００が動作するための空間となるため、略真空又は減圧雰囲気に気密封止することが好ましい。
【０１０１】
［電子機器］
次に、図１４〜図１６を参照して、前述の第１実施形態に係るジャイロ素子１００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、ジャイロ素子１００を用いた例について説明する。図１４〜図１６は、本実施形態に係るジャイロ素子１００を備える電子機器の一例を示す斜視図である。
【０１０２】
図１４は、本実施形態に係る電子機器として、モバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００を模式的に示す斜視図である。図１４に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１０００を有する表示ユニット１１０６と、により構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、ジャイロ素子１００が内蔵されている。
【０１０３】
図１５は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１２００を模式的に示す斜視図である。図１５に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、ジャイロ素子１００が内蔵されている。
【０１０４】
図１６は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。なお、図１６には、外部機器との接続についても簡易的に示している。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１０００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１０５】
撮影者が表示部１０００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１３３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１３４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１３３０や、パーソナルコンピューター１３４０に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ１３００には、ジャイロ素子１００が内蔵されている。
【０１０６】
なお、上記ジャイロ素子１００を備えた電子機器は、図１４に示すパーソナルコンピューター１１００（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１５に示す携帯電話機１２００、図１６に示すデジタルカメラ１３００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、ヘッドマウントディスプレイ、ビデオテープレコーダー、各種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、ロケット、船舶の計器類）、ロボットや人体などの姿勢制御、フライトシミュレーター等を挙げることができる。
【０１０７】
［移動体］
次いで、前述の第１実施形態に係るジャイロ素子１００を備える移動体について、図１７を参照して説明する。
図１７は、本実施形態に係る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１４００には、本実施形態に係るジャイロ素子１００を備えるジャイロセンサー２００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１４００の車体１４０１には、ジャイロセンサー２００を内蔵してタイヤ１４０３などを制御する電子制御ユニット１４０２が搭載されている。また、ジャイロセンサー２００は、他にもナビゲーション装置、姿勢制御装置等の姿勢検出センサーとして用いられている。更に、上記自動車１４００に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人工衛星等を含む移動体の姿勢検出センサー等として好適に用いることができる。
【０１０８】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…基部、１０ａ，１０ｂ…端部、１２ａ，１２ｂ…駆動用振動腕、１４ａ，１４ｂ…検出用振動腕、１６ａ，１６ｂ…調整用振動腕、２０ａ…第１連結部、２０ｂ…第２連結部、２２ａ…第１支持部、２２ｂ…第２支持部、２４…固定枠部、３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ…錘部、４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ…検出用電極、４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ…配線、４８ａ，４８ｂ…電極パッド、６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ…調整用電極、６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂ…配線、６８ａ，６８ｂ…電極パッド、１００…ジャイロ素子、１４６ａ，１６６ａ…配線、２００…ジャイロセンサー、２１０…パッケージ、２１２…第１基板、２１４…第２基板、２１６…第３基板、２１８…キャビティー、２２０…外部接続端子、２２２…内部端子、２３０…接合部材、２４０…リッド、２５０…電子部品、２５２，２５２ａ，２５２ｂ…接続端子、２６０，２７０…接合部材、２８０…ボンディングワイヤー、１０００…表示部、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…デジタルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１３３０…テレビモニター、１３４０…パーソナルコンピューター、１４００…自動車、１４０１…車体、１４０２…電子制御ユニット、１４０３…タイヤ。
【図１】
2016130646.tif 000003
【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】
2016130646.tif 000009
【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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