(57)【要約】【課題】製造工程の流動において、枠体から離脱しない振動片およびその振動片を備えるジャイロセンサーを提供する。【解決手段】本発明の振動片１００は、振動片１００の折り取り部３０において、振動片１００の折り取り部３０側の端部１１ｂと、支持フレーム２２の端部と、の間には、折り取り部３０の両端に連続的に形成される弧状３２を含み、弧状３２の直径は、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４より、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６が小さく形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚のウェーハから支持フレームと、前記支持フレームに連結される複数の振動片と、がドライエッチングで形成される振動片であって、
前記振動片の折り取り部において、
前記振動片の前記折り取り部側の端部と、前記支持フレームの端部と、の間には、前記折り取り部の両端に連続的に形成される弧状を含み、
前記弧状の直径は、前記ドライエッチングを開始する面より、前記ドライエッチングを終了する面が小さく形成されていることを特徴とする振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の振動片において、
前記弧状の直径は、１０μｍ以上４０μｍ以下であり、
両端の前記弧状の間隔は、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることを特徴とする振動片。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の振動片において、
前記折り取り部は、複数あることを特徴とする振動片。
【請求項４】
請求項３に記載の振動片において、
前記折り取り部が２個以上の場合、少なくとも１つの前記折り取り部の両端の前記弧状の間隔は、他の折り取り部の両端の前記弧状の間隔より広く形成されていることを特徴とする振動片。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の振動片と、
前記振動片を駆動する回路および信号を検出する回路を含む電子部品と、
前記振動片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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動片およびこの振動片を備えたジャイロセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピューター、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、又はページングシステム等の移動体通信機器等において、振動子や発振器等の電子デバイスが広く使用されている。
従来から、振動子や発振器が備える振動片として、基部と、基部から互いに平行となるように並んで延出する一対の振動腕とを有し、各振動腕には、外周を構成する４つの面のそれぞれに電極が形成された振動片が用いられていた。
このような振動片は、低コスト化を図るために、フォトリソグラフィ技術を用い１枚のウェーハの枠体に複数の振動片を連結して形成し、電極形成後、個片化する方法で製造されている。しかし、個片化した際に連結部の残部や振動片へのクラックが発生するという問題があった。そのため、特許文献１には、水晶片（振動片）の支持部（連結部）の連結形状を直径５０μｍ以下の弧状とすることで、上記問題を解決する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−９８５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の振動片では、振動片の小型化に伴い、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、連結部が割れて振動片が枠体から離脱（折り取れる）してしまうという虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る振動片は、１枚のウェーハから支持フレームと、前記支持フレームから連結される複数の振動片と、がドライエッチングで形成される振動片であって、前記振動片の折り取り部において、前記振動片の前記折り取り部側の端部と、前記支持フレームの端部と、の間には、前記折り取り部の両端に連続的に形成される弧状を含み、前記弧状の直径は、前記ドライエッチングを開始する面より、前記ドライエッチングを終了する面が小さく形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、折り取り部の両端に形成される弧状の直径が、ドライエッチングを開始する面より、ドライエッチングを終了する面が小さく形成されている。そのため、ドライエッチングを開始する面の弧状の直径が大きいので折り難く、逆に、ドライエッチングを終了する面の弧状の直径が小さいので折り易くすることができる。従って、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部が割れて振動片が枠体から離脱（折り取れる）してしまうことを低減することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載の振動片において、前記弧状の直径は、１０μｍ以上４０μｍ以下であり、両端の前記弧状の間隔は、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、弧状の直径を１０μｍ以上４０μｍ以下とすることで、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部が割れ難く、且つ、折り取り部の一部が振動片に残り難くすることができる。また、折り取り部両端の弧状の間隔を５０μｍ以上１５０μｍ以下とすることで、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部が割れ難く、且つ、折り取り部の一部が振動片に残り難くすることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載の振動片において、前記折り取り部は、複数あることが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、折り取り部を複数形成することで、幅方向に広い振動片を製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部が割れ難くなり、支持フレームから離脱することを低減することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載の振動片において、前記折り取り部が２個以上の場合、少なくとも１つの前記折り取り部の両端の前記弧状の間隔は、他の折り取り部の両端の前記弧状の間隔より広く形成されていることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、少なくとも１つの折り取り部の両端の弧状の間隔を、他のものより広くすることで、パッケージなどに実装するために振動片の表面にバンプを形成する際、折り取り部が並ぶ方向に振動する超音波に対し、折り取り部の両端の弧状の間隔を広げることで、強度を増すことができる。そのため、バンプ形成時の超音波振動による衝撃に対して折り取り部で割れ難くなり、振動片の表面にバンプを容易に形成することができる。
【００１４】
［適用例５］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振動片と、前記振動片を駆動する回路および信号を検出する回路を含む電子部品と、前記振動片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。
【００１５】
本適用例によれば、量産性に優れ、低コストの振動片を備えたジャイロセンサーを構成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動片が形成されているウェーハの概略平面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る振動片の構造を示す概略平面図。
【図３】図２中のＡ−Ａ線における概略断面図。
【図４】図２中のＢ部における折り取り部の弧状を説明する概略斜視図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る振動片の構造を示す概略平面図。
【図６】図５中のＣ−Ｃ線における概略断面図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る振動片の一例としてのジャイロ素子の構造を示す概略平面図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る振動片の一例としてのジャイロ素子の構造を示す概略平面図。
【図９】本発明の実施形態に係る振動片の一例としての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Ｄ−Ｄ線における概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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９において、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説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
［振動片］
先ず、本発明の第１実施形態に係る振動片として音叉型構造の振動片１００を例に挙げて、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動片が形成されているウェーハの概略平面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る振動片の構造を示す概略平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線における概略断面図である。図４は、図２中のＢ部における折り取り部の弧状を説明する概略斜視図である。
【００１９】
第１実施形態に係る振動片１００は、図１に示すように、ウェーハとしての水晶基板２１の支持フレーム２２に折り取り部３０を介して連結されている。振動片１００は、水晶基板２１に連結された状態で、ドライエッチングにより外形が形成される。その後、水晶基板２１に連結された状態で、フォトリソグラフィ技術により電極が形成され、折り取り部３０で分割し個片化された後に、パッケージなどに搭載されて振動子が完成する。振動片１００は、水晶基板２１をドライエッチングして形成され、例えば、水晶基板２１として、特に、Ｚカット水晶基板が用いられる。これにより、振動片１００は、優れた振動特性を発揮することができる。Ｚカット水晶基板とは、水晶のＺ軸（光軸）を厚さ方向とする水晶基板である。Ｚ軸は、Ｚカット水晶基板の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点からは、厚さ方向に対して若干（例えば、１５°未満程度）傾けることになる。
【００２０】
（振動片の構造）
次に、振動片１００の詳細な構造について、図２を参照して説明する。
振動片１００は、図２に示すように、基部１０と、基部１０の端部１１ａから並んで延出する一対の振動腕１２と、を備えており、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４側からドライエッチングすることにより形成される。
基部１０は、ＸＹ面に広がりを有し、Ｚ軸方向に厚さを有する略板状をなしている。振動腕１２は、振動腕１２が延出する方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向）に並んで設けられており、それぞれ、基部１０の−Ｙ軸方向の端部１１ａから−Ｙ軸方向に延出している。基部１０の＋Ｙ軸方向の端部１１ｂと、支持フレーム２２の基部１０側の端部と、の間には、折り取り部３０が設けられている。振動片１００を個片化する際は、この折り取り部３０で分割する。
【００２１】
折り取り部３０は、振動腕１２が並んで設けられている方向（Ｘ軸方向）の両端に弧状３２が設けられている。折り取り部３０の断面形状は、図３に示すように、弧状３２の側壁３８が傾斜しており、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４における両端の弧状３２の間隔（Ｘ軸方向の長さ）Ｗ１に比べ、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６における両端の弧状３２の間隔（Ｘ軸方向の長さ）Ｗ２が大きくなるように形成されている。
【００２２】
これは、振動片１００の小型化に伴い、微細加工プロセスにおいて、寸法の微細化と共にレジストが薄膜化され、更に、加工パターンのアスペクト比（パターン寸法と深さの比）が増大するとエッチング速度が低下するマイクロローディング効果と呼ばれる現象が起こるためである。
【００２３】
そのため、図４に示すように、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４側からのエッチング開始当初は、弧状３２の直径が外形パターンマスク寸法と略一致している。しかし、エッチングが進行すると、つまり、Ｚ軸方向にエッチングが進むとマイクロローディング効果によりエッチング速度が低下するため、理想的な側壁４０に対して、側壁３８が傾斜を持ち、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６における両端の弧状３２の間隔（Ｘ軸方向の長さ）が大きくなる。よって、弧状３２の直径は、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４より、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６で小さくなるように形成される。
【００２４】
従って、弧状３２の直径は、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４より、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６が小さく形成されている。そのため、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４の弧状３２の直径が大きいので折り難く、逆に、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６の弧状３２の直径が小さいので折り易くすることができる。従って、振動片１００の製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部３０が割れて振動片１００が支持フレーム２２から離脱することを低減することができる。
【００２５】
なお、弧状３２の直径を１０μｍ未満とすると、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部３０が割れて振動片１００が支持フレーム２２から離脱し易くなる。逆に、弧状３２の直径を４０μｍより大きくすると、個片化する際に、折り取り部３０の支持フレーム２２側で折れ易くなり、折り取り部３０の一部が振動片１００に残り、パッケージに収まらなくなる虞がある。そのため、弧状３２の直径を１０μｍ以上４０μｍ以下とすることで、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部３０が割れ難く、且つ、折り取り部３０の一部が振動片１００に残り難くすることができる。
【００２６】
また、折り取り部３０の両端の弧状３２の間隔Ｗ１を５０μｍ未満とすると、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、応力が折り取り部３０に集中するため割れ易くなり、離脱し易い。逆に、折り取り部３０の両端の弧状３２の間隔Ｗ１を１５０μｍより大きくすると、個片化する際に、折り取り部３０が途中から支持フレーム２２側に向かって割れ、折り取り部３０の一部が振動片１００に残り、パッケージに収まらなくなる虞がある。そのため、折り取り部３０の両端の弧状３２の間隔Ｗ１を５０μｍ以上１５０μｍ以下とすることで、製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部３０が割れ難く、且つ、折り取り部３０の一部が振動片１００に残り難くすることができる。
【００２７】
なお、振動片１００は、振動腕１２の表面に形成されている駆動用電極（図示せず）に駆動電圧が印加されることで、振動片１００の振動腕１２内で電界が適切に発生し、一対の振動腕１２が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向（ＸＹ面方向）に所定の周波数で屈曲振動する。
【００２８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る振動片１００ａについて、図５および図６を参照して説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る振動片の構造を示す概略平面図である。
以下、第２実施形態に係る振動片１００ａについて、前述した第１実施形態の振動片１００との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。
【００２９】
第２実施形態に係る振動片１００ａは、図５に示すように、折り取り部３０の両端の弧状３２の間に溝部５０が設けられている。溝部５０は、振動腕１２が並ぶ方向（Ｘ軸方向）を長辺とし、図６（ａ）に示すように、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４からドライエッチングを終了する面である他方の主面３６に向かって、ドライエッチングやウェットエッチングによって形成されている。
このような構成とすることで、第１実施形態における効果に加え、折り取り部３０を溝部５０に沿って分割することができるため、折り取り部３０の一部が振動片１００に残り難くすることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、一方の主面３４側にのみ溝部５０を形成しているが、これに限定されず、図６（ｂ）に示すように、一方の主面３４側に溝部５０ａを、他方の主面３６側に溝部５０ｂを形成しても構わない。両主面側に溝部５０ａ，５０ｂを形成することで、より折り取り部３０の一部が振動片１００に残り難くすることができる。
【００３１】
＜第３実施形態＞
［ジャイロ素子］
次に、本発明の第３実施形態に係る振動片の一例として、Ｈ型と呼ばれる構造のジャイロ素子２００を挙げ、図７を参照して説明する。
図７は、本発明の第３実施形態に係る振動片としてのジャイロ素子の構造を示す概略平面図である。
以下、第３実施形態に係るジャイロ素子２００について、前述した第１実施形態の振動片１００との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。
【００３２】
第３実施形態に係るジャイロ素子２００は、図７に示すように、ジャイロ素子２００を図示しないパッケージなどに搭載する際に、固定部となる固定枠部２４と、支持フレーム２２の端部との間に、複数（図７では３個）の折り取り部３０ａが設けられている。
複数の折り取り部３０ａは、ジャイロ素子２００の幅方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで配置され、折り取り部３０ａの両端に弧状３２が設けられている。弧状３２の直径は、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４より、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６で小さくなるように形成されている。また、折り取り部３０ａの両端の弧状３２の間隔Ｗ３は、全て同じ寸法で形成されている。
【００３３】
このような構成とすることで、第１実施形態における効果に加え、幅方向（Ｘ軸方向）に広いジャイロ素子２００などの製造工程の流動において、外部からの衝撃により、折り取り部３０ａが割れ難くなり、支持フレーム２２から離脱することをより低減することができる。
【００３４】
（ジャイロ素子の構造）
次に、ジャイロ素子２００の構造について、詳細に説明する。
ジャイロ素子２００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２０と、基部２０のＹ軸方向の端部１０ａ，１０ｂのうち一方の端部１０ａ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２０の他方の端部１０ｂ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、を有している。
【００３５】
また、基部２０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２０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２００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。
【００３６】
駆動用振動腕１２ａ，１２ｂは、基部２０の一方の端部１０ａから＋Ｙ軸方向に沿って延出し、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの腕幅（Ｘ軸方向の長さ）は、基部２０と接合する一方の端部１０ａ部分における腕幅（Ｘ軸方向の長さ）と、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂの＋Ｙ軸方向の先端部分における腕幅（Ｘ軸方向の長さ）と、が略同一となるように形成されている。
【００３７】
検出用振動腕１４ａ，１４ｂは、駆動用振動腕１２ａ，１２ｂが延出する基部２０側とは反対側の他方の端部１０ｂから−Ｙ軸方向に沿って延出し、検出用振動腕１４ａ，１４ｂの腕幅（Ｘ軸方向の長さ）は、−Ｙ軸方向の先端に向かって略一定である。つまり、検出用振動腕１４ａ，１４ｂの基部２０と接合する他方の端部１０ｂ部分における腕幅（Ｘ軸方向の長さ）と検出用振動腕１４ａ，１４ｂの先端部分における腕幅（Ｘ軸方向の長さ）とが略同一となるように形成されている。
【００３８】
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２００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。
【００３９】
本実施形態のジャイロ素子２００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２００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２００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。
【００４０】
基部２０の中央は、ジャイロ素子２００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２００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２００の外形はバランスのよいものとなり、ジャイロ素子２００の特性が安定して、検出感度が向上するので好ましい。
【００４１】
（ジャイロ素子の動作原理）
次に、ジャイロ素子２００の動作原理について説明する。
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、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。
【００４２】
この状態でジャイロ素子２００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、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。
【００４３】
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２０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。
【００４４】
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２００に加えられた角速度が求められる。
【００４５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る振動片としてのジャイロ素子２００ａについて、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第４実施形態に係る振動片の一例としてのジャイロ素子の構造を示す概略平面図である。
以下、第４実施形態に係るジャイロ素子２００ａについて、前述した第３実施形態のジャイロ素子２００との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。
【００４６】
第４実施形態に係るジャイロ素子２００ａは、図８に示すように、ジャイロ素子２００ａを図示しないパッケージなどに搭載する際に、固定部となる固定枠部２４と、支持フレーム２２の端部との間に、複数（図８では３個）の折り取り部３０ｂ，３０ｃが設けられている。
折り取り部３０ｃは、両端の弧状３２の間隔Ｗ５が、他の折り取り部３０ｂの両端の弧状３２の間隔Ｗ４に比べて広く形成されている。また、複数の折り取り部３０ｂ，３０ｃは、ジャイロ素子２００ａの幅方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで配置され、折り取り部３０ｂ、３０ｃの各々の両端に弧状３２が設けられている。弧状３２の直径は、ドライエッチングを開始する面である一方の主面３４より、ドライエッチングを終了する面である他方の主面３６で小さくなるように形成されている。
【００４７】
このような構成とすることで、第３実施形態における効果に加え、パッケージなどに実装するためにジャイロ素子２００ａの表面にバンプを形成する際、折り取り部３０ｂ，３０ｃが並ぶ方向に振動する超音波に対し、折り取り部３０ｃの両端の弧状３２の間隔Ｗ５を広げることで、強度を増すことができる。そのため、バンプ形成時の超音波振動による衝撃に対して折り取り部３０ｂ，３０ｃで割れ難くなり、ジャイロ素子２００ａの表面にバンプを容易に形成することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態に係る振動片１００，１００ａや本発明の実施形態に係る振動片の一例としてのジャイロ素子２００，２００ａは、圧電材料である水晶を基材として説明したが、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。
【００４９】
［ジャイロセンサー］
次に、前述の第３実施形態に係る振動片の一例としてのジャイロ素子２００を備えるジャイロセンサー３００について説明する。
図９は、本発明の実施形態に係る振動片の一例としての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９（ａ）は概略平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）中のＤ−Ｄ線における概略断面図である。なお、図９（ａ）において、ジャイロセンサー３００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。また、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。更に、ジャイロ素子２００には、検出用電極、駆動用電極、電極パッド、および内部配線などが設けられているが、説明の便宜上、図９においては省略している。
【００５０】
ジャイロセンサー３００は、図８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２００と、ジャイロ素子２００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９（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２００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。
【００５１】
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。
【００５２】
電子部品２５０は、ジャイロ素子２００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２００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２００の一対の駆動用振動腕１２ａ，１２ｂ（図７参照）にそれぞれ形成された駆動用電極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２００の一対の検出用振動腕１４ａ，１４ｂ（図７参照）にそれぞれ形成された検出用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３００に加わった回転角速度を検出する。
【００５３】
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２００が第１支持部２２ａと第２支持部２２ｂ（図７参照）とを位置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３００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。
【００５４】
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２００上に形成されている電極パッド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２００上の検出信号を出力する電極パッド１８ａ，１８ｂ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２００上の電極パッド１９ａ，１９ｂと電気的に接続されている。
【００５５】
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。
【００５６】
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３００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２００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。
【００５７】
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】
【００５８】
１０…基部、１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ…端部、１２…振動腕、１２ａ，１２ｂ…駆動用振動腕、１４ａ，１４ｂ…検出用振動腕、１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ…電極パッド、２０…基部、２０ａ…第１連結部、２０ｂ…第２連結部、２１…ウェーハとしての水晶基板、２２…支持フレーム、２２ａ…第１支持部、２２ｂ…第２支持部、２４…固定枠部、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…折り取り部、３２…弧状、３２ａ，３２ｂ…錘部、３４…一方の主面、３４ａ，３４ｂ…錘部、３６…他方の主面、３８…側壁、４０…理想的な側壁、５０，５０ａ，５０ｂ…溝部、１００，１００ａ…振動片、２００，２００ａ…振動片としてのジャイロ素子、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、３００…ジャイロセンサー。
【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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