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公開番号2025153041
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055302
出願日2024-03-29
発明の名称振動デバイス
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01C 19/5607 20120101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】応力による悪影響を抑制できる振動デバイス等の提供。
【解決手段】振動デバイス1は、振動素子10と、振動素子10を支持する支持基板30と、支持基板30が取り付けられるベース2を含む。支持基板30は、枠部40と、枠部40の内側に設けられ、振動素子10が搭載される素子搭載部70と、枠部40の内側において素子搭載部70を支持する複数の梁部71～74を含む。そして枠部40は、肉薄部、幅狭部又はバネ部である応力緩和部61、62を含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
振動素子と、
前記振動素子を支持する支持基板と、
前記支持基板が取り付けられるベースと、
を含み、
前記支持基板は、
枠部と、
前記枠部の内側に設けられ、前記振動素子が搭載される素子搭載部と、
前記枠部の内側において前記素子搭載部を支持する複数の梁部と、
を含み、
前記枠部は、肉薄部、幅狭部又はバネ部である応力緩和部を含むことを特徴とする振動デバイス。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載された振動デバイスにおいて、
前記枠部は、
前記ベースに取り付けられる第１支持部と、
前記ベースに取り付けられ、前記第１支持部に対向する第２支持部と、
前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、
を含み、
前記応力緩和部は、前記連結部に設けられることを特徴とする振動デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載された振動デバイスにおいて、
前記振動素子を駆動する駆動回路を有する回路装置を含み、
前記振動素子は、バランス調整部を有し、
平面視において、前記バランス調整部と前記連結部と前記回路装置は重なっていることを特徴とする振動デバイス。
【請求項４】
請求項２に記載された振動デバイスにおいて、
互いに直交する方向を第１方向及び第２方向とした場合に、
前記支持基板は、前記第１方向を長辺とし、前記第２方向を短辺とする基板であり、
前記連結部は、前記第１方向に沿って延びる部材であることを特徴とする振動デバイス。
【請求項５】
請求項２に記載された振動デバイスにおいて、
前記連結部として、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する第１連結部及び第２連結部が設けられ、
前記応力緩和部として、前記第１連結部に配置される第１応力緩和部と、前記第２連結部に配置される第２応力緩和部とが設けられることを特徴とする振動デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載された振動デバイスにおいて、
前記振動素子は、ダブルＴ型ジャイロセンサー素子であり、
前記応力緩和部は、前記ダブルＴ型ジャイロセンサー素子の検出腕の錘部の下方に設けられる特徴とする振動デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載された振動デバイスにおいて、
互いに直交する方向を第１方向及び第２方向とした場合に、
前記枠部は、
前記第１方向に沿った第１内周辺及び第２内周辺と、前記第２方向に沿った第３内周辺及び第４内周辺を有し、
前記複数の梁部として、前記枠部の前記第３内周辺から延出する第１梁部と、前記枠部の前記第４内周辺から延出する第２梁部とが設けられることを特徴とする振動デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載された振動デバイスにおいて、
前記応力緩和部として、前記第１内周辺から前記第２方向に沿って配置される第１応力緩和部と、前記第２内周辺から前記第２方向に沿って配置される第２応力緩和部とが設けられることを特徴とする振動デバイス。
【請求項９】
請求項１に記載された振動デバイスにおいて、
前記支持基板の前記素子搭載部と前記振動素子の基部とを接合する素子用接合部材と、
前記支持基板と前記ベースとを接合する基板用接合部材と、
を含むことを特徴とする振動デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載された振動デバイスにおいて、
前記基板用接合部材として、第１基板用接合部材と、前記第１基板用接合部材と前記素子搭載部を挟んで配置される第２基板用接合部材とが設けられ、
前記応力緩和部は、
前記第１基板用接合部材と前記第２基板用接合部材との間に設けられることを特徴とする振動デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動デバイス等に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、振動素子と、振動素子に対向して配置されて振動素子を支持する支持基板とを有する振動デバイスが開示されている。特許文献１の支持基板は、第１支持部と、第１支持部から延出する複数の梁部と、第２支持部と、第２支持部から延出する複数の梁部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－２１６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の支持基板では、第１支持部と第２支持部の機械的接続が、中央の基部を介して複数の梁部により行われている。このような構造では、例えば梁部の根本部分などに応力が集中したり、梁部での剛性を確保できず、梁部が可撓変形しやすく、実装時のハンドリングが難しくなるなどの問題があることが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、振動素子と、前記振動素子を支持する支持基板と、前記支持基板が取り付けられるベースと、を含み、前記支持基板は、枠部と、前記枠部の内側に設けられ、前記振動素子が搭載される素子搭載部と、前記枠部の内側において前記素子搭載部を支持する複数の梁部と、を含み、前記枠部は、肉薄部、幅狭部又はバネ部である応力緩和部を含む振動デバイスに関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本実施形態の振動デバイスの構成例を示す断面図。
振動素子の動作説明図。
上面側から見た支持基板の平面図。
下面側から見た支持基板の平面図。
応力緩和部としてスリットを設けた支持基板の平面図及び断面図。
比較例の支持基板の平面図及び断面図。
応力緩和部として上面にのみスリットを設けた支持基板の平面図及び断面図。
応力緩和部として複数のスリットを設けた支持基板の平面図及び断面図。
応力緩和部として幅狭部を設けた支持基板の平面図及び断面図。
応力緩和部としてバネ部を設けた支持基板の平面図及び断面図。
応力緩和部として複数のバネ部を設けた支持基板の平面図及び断面図。
支持基板と振動素子と回路装置の配置関係の説明図。
基板用接合部材と応力緩和部の配置関係の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
【０００８】
１．振動デバイス
図１は本実施形態の振動デバイス１の構成例を示す断面図である。図１に示すように本実施形態の振動デバイス１は、振動素子１０と、振動素子１０を支持する支持基板３０と、と、支持基板３０が取り付けられるベース２を含む。また振動デバイス１は、リッド３とベース２とにより構成されるパッケージ４や、回路装置２０を更に含むことができる。なお振動デバイス１は図１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば回路装置２０やリッド３などを設けない変形実施も可能である。また本実施形態では図１に示すように互いに直交する方向を方向ＤＲ１及び方向ＤＲ２とし、方向ＤＲ１及び方向ＤＲ２に直交する方向を方向ＤＲ３としている。方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３は、各々、第１方向、第２方向、第３方向である。またＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３の各方向の矢印先端側をプラス側ともいい、反対側をマイナス側とも言う。図１は振動デバイス１を方向ＤＲ２での側面視で見た側面図である。
【０００９】
振動素子１０は例えば物理量検出素子である。物理量検出素子は、例えば物理量トランスデューサーと言うこともでき、物理量を検出するための素子である。物理量検出素子は、振動片を有し、この振動片の振動を利用して物理量が検出される。例えば物理量検出素子がジャイロセンサー素子である場合には、物理量として角速度が検出される。ジャイロセンサー素子としては、例えば水晶などの圧電材料の薄板から形成される圧電型振動片を有するセンサー素子などがある。具体的にはジャイロセンサー素子は、Ｚカットなどの水晶基板により形成されたダブルＴ字型、音叉型又はＨ型等の振動片を有するセンサー素子である。或いはジャイロセンサー素子としてＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型のセンサー素子を用いてもよい。また物理量検出素子により検出される物理量は、角速度以外の例えば角加速度、角度、加速度、速度、移動距離又は圧力等の物理量であってもよい。また振動素子１０は発振器の振動素子であってもよい。この場合は振動デバイス１である発振器は、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）、恒温槽付き水晶発振器（ＯＣＸＯ）、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）、温度補償機能を有しない水晶発振器（ＳＰＸＯ）、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）発振器、電圧制御型ＳＡＷ発振器、或いはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）発振器等であってもよい。
【００１０】
パッケージ４はベース２とリッド３を有する。具体的にはパッケージ４は、上方に開口する凹部９を有するベース２と、ベース２との間に収容空間Ｓを形成するようにベース２の上面に接合されたリッド３を含む。ベース２とリッド３は例えば接合部材５Ａ、５Ｂにより接合されている。例えばベース２は、アルミナ等のセラミックにより構成することができ、リッド３は、コバール等の金属材料により構成できる。但しベース２、リッド３の構成材料はこれらに限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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