在现有的角速度传感器中，如在例如特开平10-332378号公报中公开 的那样，用端子直接支撑了振子。以下，一边参照附图，一边说明现有的 角速度传感器。图21是现有的角速度传感器的立体图，图22是该角速度 传感器的电路图。
在图21、图22中，通过经电极层3将第2压电体基板4贴合到第1 压电体基板2上构成了长方体形状的振子1。此外，在振子1的上表面上 具备起到驱动和检测这两者的作用的2个分开电极5，在下表面上具备共 同电极6。4个大致为Z型的端子7在其一端的宽度宽的部分8处在振子1 中的振动的节的位置上被焊接并保持在振子1的分开电极5上。此外，另 一端朝向外方突出。这样的角速度传感器具有图22中示出的电路结构。即， 经电阻10分别将作为驱动源的振荡电路9的一个输出端连接到分开电极5 上。然后，将振荡电路9的另一个输出端连接到共同电极6上。此外，经 电阻11分别将分开电极5连接到差动放大电路12的非倒相输入端(+) 和倒相输入端(-)上。再者，在差动放大电路12的输出端与差动放大电 路12的倒相输入端(-)之间连接了电阻13。
其次，对于如以上那样构成的现有的角速度传感器说明其工作。
振荡电路9输出正弦波信号等的驱动信号，经电阻10施加在振子1 中的分开电极5上。于是，第1压电体基板2和第2压电体基板4在与各 自的主面正交的方向上进行弯曲振动。然后，如果振子1以中心轴为中心 旋转，则发生与该旋转角速度对应的哥氏(Coriolis)力。此时发生的哥氏 力与第1压电体基板2、第2压电体基板4的主面平行，而且在与振子1 的中心轴正交的方向上起作用。该哥氏力改变振子1的弯曲振动的方向， 分开电极5发生与角速度对应的信号。然后，差动放大电路12经电阻11 检测出在分开电极5上发生的信号，从而检测出对角速度传感器施加的角 速度。在这样的结构中，通过在振子1中的振动的节的位置上将端子7焊 接到振子1中的分开电极5上进行了保持。因此，如果为了振子1的小型 化而减小振动的节的面积，则也必须减小对应的端子7或宽度宽的部分8 的宽度。其结果，保持振子1的强度下降。因此，如果对角速度传感器施 加强的振动，则振子1与端子7的连接变得不稳定，角速度传感器的输出 特性下降。

本发明的角速度传感器，具备：振子；壳体，容纳上述振子；壳体电 极，被设置在上述壳体的外底面上，与上述振子导电性地连接；端子，其 一端通过上述壳体电极被导电性地连接到上述振子上；容纳部，容纳上述 壳体，同时埋置上述端子的一部分，并使上述端子的另外一端在外表面露 出；放置部，该放置部放置上述壳体并位于上述容纳部的大致中央处，与 上述容纳部中的角速度的检测轴大致平行地设置，并埋置了上述端子的连 接到上述振子上的一端；以及从上述放置部露出的、与上述壳体电极导电 性地连接的上述端子的前端部，上述容纳部通过上述端子来支撑上述壳体。

图1是本发明的实施方案1中的角速度传感器的分解立体图。
图2是本发明的实施方案1中的角速度传感器的侧剖面图。
图3是从底面一侧看本发明的实施方案1中的角速度传感器的立体图。
图4是本发明的实施方案1中的角速度传感器中的振子的立体图。
图5是本发明的实施方案1中的角速度传感器的振子中的第1臂部的 剖面图。
图6是本发明的实施方案1中的角速度传感器中的壳体的立体图。
图7是从底面一侧看本发明的实施方案1的角速度传感器中的壳体的 立体图。
图8是本发明的实施方案1中的角速度传感器中的容纳部的立体图。
图9是从下侧看本发明的实施方案1中的角速度传感器中的容纳部的 立体图。
图10A～图10F是本发明的实施方案1中的角速度传感器的振子的组 装工序图。
图11A、图11B是示出利用加热成形形成本发明的实施方案1的角速 度传感器中的容纳部的状态的组装工序图。
图12是示出在本发明的实施方案1中的角速度传感器中的容纳部的外 底面上折弯端子的前端部的状态的立体图。
图13、图14是示出本发明的实施方案1中的角速度传感器中的振子 的工作状态的侧面图。
图15是示出在本发明的实施方案1的角速度传感器中的壳体与振子的 振动的传递特性的特性图。
图16是本发明的实施方案2中的角速度传感器的分解立体图。
图17是本发明的实施方案2中的角速度传感器中的容纳部的立体图。
图18是从底面一侧看本发明的实施方案2的角速度传感器中的容纳部 的立体图。
图19是本发明的实施方案2的角速度传感器中的壳体的立体图。
图20是本发明的实施方案2的角速度传感器中的容纳部的侧剖面图。
图21是现有的角速度传感器的立体图。
图22是现有的角速度传感器的电路图。

(实施方案1)
图1是本发明的实施方案1中的角速度传感器的分解立体图，图2是 该角速度传感器的侧剖面图，图3是从底面一侧看该角速度传感器的立体 图。图4是该角速度传感器中的振子的立体图，图5是该振子中的第1臂 部的剖面图。图6是该角速度传感器中的壳体的立体图，图7是从底面一 侧看该壳体的立体图。图8是该角速度传感器中的容纳部的立体图，图9 是从下侧看该容纳部的立体图。
在图1～图9中，音叉形状的振子21如图4中所示，由下述部分构成： 第1臂部21A；第2臂部21B；连接第1臂部21A与第2臂部21B的一端 的连接部21C；以及与连接部21C分离地设置的粘接部21D。此外，如图 5中所示，在振子21中，在由硅(Si)构成的基体材料22的上表面的整个 面上设置了由铂(Pt)和钛(Ti)合金薄膜构成的共同GND电极23。进 而，在共同GND电极23的上表面上设置了由钛酸锆酸铅(PZT)薄膜构 成的压电层24。然后，如图4中所示，在上表面的大致中央的内侧，振子 21在压电层24的上表面上具备一对第1驱动电极25。此外，振子21在大 致中央的外侧的压电层24的上表面上具备一对第2驱动电极26。此外， 振子21在上表面的前端一侧的压电层24的上表面上具备一对检测电极 27，同时在与第1驱动电极25相比处于根部一侧的压电层24的上表面上 具备监测电极28。此外，在振子21的粘接部21D中，在压电层24的表面 上具备GND电极29。
由陶瓷构成的壳体30从内底面到外底面具备由陶瓷和布线用导体的 层结构构成的多层电路基板31。在多层电路基板31的上表面上，如图6 中所示，设置了第1布线用电极32和第2布线用电极33。此外，在多层 电路基板31的上表面上，利用第1布线用电极32和由金(Au)或铝构成 的引线34导电性地连接了IC35。电容器36与第2布线用电极33导电性 地连接。IC35构成处理从振子21的检测电极27输出的输出信号的电路。 此外，IC被容纳在壳体30的内侧。此外，如图7中所示，构成壳体30的 底部的多层电路基板31的外底面具备由银构成的6个壳体电极37。此外， 如图6中所示，壳体30在多层电路基板31的上表面的整个外周上具备由 陶瓷构成的侧壁38，在侧壁38的上表面上具备由科瓦铁镍钴合金构成的 金属框39。
再者，如图6中所示，在壳体30的内底面上具备台阶部40，台阶部 40与图4中示出的振子21的粘接部21D粘接。在台阶部40的粘接粘接部 21D的两侧，设置了第3布线用电极41。第3布线用电极41经引线34与 振子21的第1驱动电极25、第2驱动电极26、检测电极27、监测电极28 和GND电极29导电性地连接。在这样的结构中，振子21具有对振动没 有影响的粘接部21D，将粘接部21D粘接在壳体30的台阶部40上。因此， 即使振子21实现了小型化，粘接部21D也不象现有的角速度传感器那样 被小型化。于是，振子21被牢固地粘接在壳体30上。
在用氮充满了壳体30的内侧的情况下，金属制的盖42密封壳体30 的开口部。将用树脂构成的容纳部43构成为以与作为角速度的被测定物的 对象侧基板(未图示)垂直的方向定为角速度的检测轴。容纳部43容纳壳 体30。此外，容纳部43如图2所示，埋置了电源端子44、输出端子45、 GND端子46、第1调整端子47、第2调整端子48和调整用GND端子49 的一端。在此，电源端子44与振子21的第1驱动电极25和第2驱动电极 26导电性地连接。输出端子45与检测电极27导电性地连接。第1调整端 子47、第2调整端子48和调整用GND端子49在组装时用作校准。
如图1、图8中所示，位于容纳部43的大致中央并与容纳部43中的 角速度的检测轴大致平行地设置的放置部50放置壳体30。在放置部50中 埋置了电源端子44、输出端子45、GND端子46、第1调整端子47、第2 调整端子48和调整用GND端子49的另一端。这些端子的前端部44A从 放置部50露出。在图8中代表性地示出了端子47或端子48的前端部44A。 此外，如图2中所示，在与放置部50中的角速度的检测轴平行的方向上设 置GND端子46和第2调整端子48。位于放置部50的两侧并在与角速度 的检测轴垂直的方向上设置电源端子44、输出端子45、第1调整端子47 和调整用GND端子49。
通过如上这样来构成，在与角速度的检测轴平行的方向上设置的GND 端子46和第2调整端子48固定所检测的角速度的中心轴。此外，在与角 速度的检测轴垂直的方向上设置的电源端子44、输出端子45、第1调整端 子47和调整用GND端子49防止壳体因微小振动而在角速度的方向上移 动。由此，在没有对角速度传感器施加角速度的状态下，由于壳体30不在 角速度的方向上发生位移，故提高了角速度传感器的输出特性。
此外，位于容纳部43的大致中央并与容纳部43中的角速度的检测轴 大致平行地设置放置部50。因此，以不倾斜于容纳部43中的检测轴的方 式设置壳体30和在壳体30中被容纳的振子21。由此，由于对振子21施 加的角速度的矢量变大，故在输出特性中不发生损耗。
此外，壳体30被放置在容纳部43中的放置部50中。而且，壳体30 中的壳体电极37与放置部50中的端子44、45、46、47、48、49的前端部 44A导电性地连接。由于前端部44A也与壳体30以机械方式连接，故由 端子44、45、46、47、48、49从周围支撑壳体30。即，振子21被容纳在 壳体30内，同时由这些端子44、45、46、47、48、49从周围支撑壳体30。 因此，振子21被实现了小型化，同时即使从外部对端子44、45、46、47、 48、49施加强的振动，也由壳体30可靠地保持振子21。由此，确保了保 持振子21的强度，角速度传感器的输出特性不下降。即使保持壳体的端子 只有1个，也具有兼顾角速度传感器的小型化和振子保持的效果。但是， 如上所述，希望配置多个端子，而且从周围并从与角速度的检测轴相同的 方向和与其垂直的方向这两个方向来支撑壳体。
此外，在容纳部43的外底面上，如图3中所示，设置了6个电极用凹 部51。而且，在电极用凹部51中使埋置于容纳部43中的端子44、45、46、 47、48、49的前端部露出。由此，设置了电源电极52、GND电极53、输 出电极54、第1调整电极55、第2调整电极56和调整GND电极57。因 此，没有必要与这些端子44、45、46、47、48、49分开地设置电极52、 53、54、55、56、57。此外，也没有必要用焊接等的方法导电性地连接这 些端子44、45、46、47、48、49与电极52、53、54、55、56、57。由此， 可谋求削减部件数目，同时可容易地形成电极52、53、54、55、56、57。 此外，如图7中所示，在壳体30的底面上设置了壳体电极37。而且，从 放置部50使电源端子44、输出端子45、GND端子46、第1调整端子47、 第2调整端子48和调整用GND端子49中的一端的前端部44A露出。再 者，通过在放置部50中放置壳体30，构成为彼此导电性地连接壳体电极 37与这些端子44、45、46、47、48、49中的一端的前端部44A。在放置 部50上放置了壳体30后，对这些端子44、45、46、47、48、49中的一端 的前端部44A与壳体电极37进行焊接。通过这样做，将电源端子44连接 到振子21的第1驱动电极25和第2驱动电极26上，同时可将输出端子 45导电性地连接到检测电极27上。由此，可提供组装性提高了的角速度 传感器。
而且，如图2中所示，在端子44、45、46、47、48、49中，在大致中 央处分别设置了Z形状的弯曲部44B。构成为利用弯曲部44B使壳体30 相对于容纳部43发生位移。因此，在振动从外部传递给端子44、45、46、 47、48、49并将要传递给振子21的情况下，壳体30相对于容纳部43发 生位移。由此，由于振动能量被消耗，故传递给振子21的振动被衰减。其 结果，由于减少了因振动而从振子21的检测电极27发生错误的输出信号 的情况，故角速度传感器的输出特性变得稳定。
再者，在容纳部43的外底面上，如图9中所示，设置了3个凹部58。 金属制的盖59，如图1中所示，在开口部一侧具备3个止动爪60，用图3 中示出的容纳部43中的凹部58对止动爪60进行挤缝固定。而且，如图3 中所示，在容纳部43的外底面上设置GND电位连接部61。利用该结构， 仅通过将角速度传感器中的容纳部43的外底面安装在对象侧电路基板(未 图示)上，可将GND电位连接部61导电性地连接到对象侧电路基板(未 图示)中的GND上。其结果，可使金属制的盖59的电位定为GND电位。 因此，盖59成为电磁波的屏蔽器，由此，由于可隔断从外部朝向振子21 的检测电极27或IC35的电磁波，故角速度传感器的输出信号变得稳定。
对于如以上那样构成的本发明的实施方案1中的角速度传感器，说明 其组装方法。
首先，按图10A～图10F来说明振子21的形成方法。
利用蒸镀在预先准备的由Si构成的基体材料22的上表面上形成由Pt和Ti的合金薄膜构成的共同GND电极23。其后，利用蒸镀在共同GND 电极23的上表面上形成由PZT薄膜构成的压电层24。
其次，利用蒸镀在压电层24的上表面上形成由Ti和Au的合金薄膜 构成的形成中途电极25A，其后，如图10E中所示，除去共同GND电极 23、压电层24和形成中途的电极25A的不需要的部位以便成为规定的形 状。以这种方式在压电层24的上表面上形成第1驱动电极25、第2驱动 电极26、检测电极27、监测电极28和GND电极29。
其次，通过对共同GND电极23施加电压，同时使第1驱动电极25、 第2驱动电极26、检测电极27、监测电极28和GND电极29接地，对压 电层24进行极化。
其次，通过除去基体材料22中的不需要的部位，如图10F中所示， 形成各个振子21。
另一方面，预先准备由陶瓷构成的绝缘体(未图示)和布线用导体(未 图示)构成的多层电路基板31和台阶部40。然后，在其上表面上形成由 Au构成的第1布线用电极32、第2布线用电极33和第3布线用电极41。 其后，在多层电路基板31的下表面上形成由Ag构成的壳体电极37。其次， 在多层电路基板31的上表面的整个外周上形成由陶瓷构成的侧壁38，其 后，在该侧壁38的上表面上粘接由科瓦铁镍钴合金构成的金属框39。以 这种方式形成壳体30。
其次，将IC35安装在壳体30中的多层电路基板31的大致中央的上 表面上。其后，经引线34并利用引线结合导电性地连接IC35电极(未图 示)与多层电路基板31的第1布线用电极32。
其次，将电容器36焊接到壳体30的第2布线用电极33上。
其次，将振子21的粘接部21D的下表面粘接在壳体30的台阶部40 的上表面上。其后，经由铝构成的引线34并利用引线结合导电性地连接在 振子21的上表面上形成的第1驱动电极25、第2驱动电极26、检测电极 27、监测电极28和GND电极29与壳体30的第3布线用电极41。
其次，在氮的气氛中利用缝焊接将金属制的盖42粘接在壳体30的开 口部上。
其次，在成形金属模(未图示)中设置通过预先折弯而设置了弯曲部 44B的电源端子44、输出端子45、GND端子46、第1调整端子47、第2 调整端子48和调整用GND端子49。然后，使已熔融的树脂流入成形金属 模(未图示)中，形成放置部50。此时，如图11A中所示，将电源端子 44、输出端子45、GND端子46、第1调整端子47、第2调整端子48和 调整用GND端子49的一端埋置于放置部50中。此外，将这些端子的一 端的前端部44A埋置成从放置部50露出。此外，同时经在成形金属模(未 图示)中的通过门(未图示)中设置的连接部62形成容纳部43。此时， 将端子44、45、46、47、48、49的另一端埋置于容纳部43内。此外，形 成为从容纳部43的外底面露出这些端子中的另一端的前端部44C，再者， 在容纳部43的外底面上形成电极用凹部51和凹部58。
其次，如图11B中所示，除去连接容纳部43与放置部50的连接部62， 分离容纳部43与放置部50的由树脂引起的连接。
即，用同一材料的树脂构成容纳部43和放置部50，用1次成形同时 形成放置部50和容纳部43。通过这样做，削减了角速度传感器的组装工 序数。
其次，在放置部50上放置了壳体30后，从放置部50的底面一侧进行 焊接。由此，导电性地连接电源端子44、输出端子45、GND端子46、第 1调整端子47、第2调整端子48和调整用GND端子49的前端部44A与 壳体30的壳体电极37。
其次，如图12中所示，在容纳部43的外底面上设置的电极用凹部51 的位置上折弯端子44、45、46、47、48、49的另一端的前端部44C。以这 种方式在容纳部43的外底面上形成电源电极52、GND电极53、输出电极 54、第1调整电极55、第2调整电极56和调整GND电极57。
最后，将金属制的盖59盖在容纳部43上后，将在盖59的开口部一侧 设置的3个止动爪60定位在容纳部43的外底面上设置的3个凹部58上并 进行挤缝固定。这样，在容纳部43的外底面上形成GND电位连接部61。
以下说明如以上那样构成的本发明的实施方案1中的角速度传感器的 工作。
首先，对在振子21中的第1臂部21A和第2臂部21B上分别设置的 第1驱动电极25施加正电压，同时对第2驱动电极26施加负电压。于是， 位于第1驱动电极25的下侧的压电层24伸展，同时位于第2驱动电极26 的下侧的压电层24收缩。因此，如图13中所示，第1臂部21A和第2臂 部21B朝向外侧打开。
相反，对第1驱动电极25施加负电压，同时对第2驱动电极26施加 正电压。于是，位于第1驱动电极25的下侧的压电层24收缩，同时位于 第2驱动电极26的下侧的压电层24伸展。因此，如图14中所示，第1 臂部21A和第2臂部21B朝向内侧闭合。即，如果对第1驱动电极25和 第2驱动电极26施加交流电压，则第1臂部21A和第2臂部21B以面内 方向的固有振动频率进行速度V的弯曲运动。而且，关于振子21的弯曲 运动，通过调整对第1驱动电极25和第2驱动电极26施加的电压，使得 从监测电极28发生的输出信号为恒定、控制了弯曲振动的振幅。
如果在臂部21A和臂部21B以固有振动频率进行了弯曲运动的状态下 振子21在长度方向的中心轴(检测轴)周围以角速度ω旋转，则在臂部21A 和臂部21B中发生哥氏力。其大小为F＝2mVω。在此，m是各臂部的质 量。将由因该哥氏力在位于检测电极27的下侧的压电层24上发生的电荷 构成的输出信号输入到IC35中。此时，信号经检测电极27、引线34、第 3布线用电极41、多层电路基板31、第1布线用电极32和引线34输入到 IC35中。在IC35进行了波形处理后，经第2布线用电极33、电容器36、 壳体电极37、输出端子45中的前端部44A、输出端子45，输出电极54输 入到对象侧的计算机(未图示)中。因此来检测角速度。
在此，在不必要的振动从外部传递给角速度传感器的情况下，振动的 物体的固有振动频率f如式(1)那样来表示。这样的振动经电源端子44、 输出端子45、GND端子46、第1调整端子47、第2调整端子48和调整 用GND端子49来传递。
$f=\frac{1}{2\times \pi }\sqrt{\frac{K}{M}}$
在此，K是备端子的弹簧常数的矢量和，M是各端子的质量和由端子 支撑的物体的质量的总和。
如果由电源端子44、输出端子45、GND端子46、第1调整端子47、 第2调整端子48和调整用GND端子49来只支撑振子21，则在将这些端 子结合到振子21上的状态下的固有振动频率为4KHz。另一方面，在本发 明的实施方案1中的角速度传感器中，这些端子44、45、46、47、48、49 从周围支撑容纳振子21的壳体30。这样的结构中的固有振动频率约为 1.5KHz。而且，如图15中所示，在振子21的固有振动频率为17KHz附 近的振动传递率在这些端子44、45、46、47、48、49从周围支撑容纳振子 21的壳体30的情况下约为0.01。该值与由端子44、45、46、47、48、49 只支撑了振子21的情况的振动传递率0.06相比约为1/6。其结果，由于来 自外部的不必要的振动难以传递给振子21，故角速度传感器的输出特性不 会下降。
此外，在实施方案1中，用树脂构成了埋置端子44、45、46、47、48、 49的另一端的容纳部43。因此，在振动从外部传递给端子44、45、46、 47、48、49并将要传递给振子21的情况下，利用用树脂构成的容纳部43 将振动能量变化为热能量。由此，经过端子44、45、46、47、48、49传递 的振动就被衰减。因此，进一步减少了由振动引起的振子21异常地振动而 从振子21的检测电极27发生错误的输出信号的情况，故角速度传感器的 输出特性变得稳定。
(实施方案2)
图16是本发明的实施方案2中的角速度传感器的分解立体图。图17、 图18分别是该角速度传感器中的容纳部的立体图、从底面一侧看容纳部的 立体图。图19是同一角速度传感器中壳体的立体图。再有，对于与实施方 案1同样的结构的部分附以同一标号，省略其说明。
实施方案2与实施方案1不同之处是，如图19中所示，在壳体71的 外底面上设置了4个电容器电极72。而且，如图16中所示，将电容器73 安装在电容器电极72上，同时在放置部74中设置孔75，定位于该孔75 而插入电容器73。由于定位于该孔75而设置电容器73，故能以小型化的 方式形成不对来自角速度传感器的输出信号施加来自外部的噪声信号的电 路结构。
此外，在实施方案2中，如图20中所示，容纳部76用作为具有层叠 结构部77的材料的液晶聚合物来构成。因此，在层叠结构部77的各自的 界面上吸收振动，同时由于层叠结构部77具有高弹性，故提高了容纳部 76的耐振性和强度。
此外，由于使用了液晶聚合物作为具有构成容纳部76的层叠结构的材 料，故利用射出成形来构成层叠结构部77，容易地构成提高了耐振性和强 度的容纳部76。
此外，在实施方案2中，如图18中所示，在设置了容纳部76中的电 源电极78、GND电极79和输出电极80的部分的两侧设置了比这些电极 78、79、80突出的突出部81。该突出部的底面与角速度的检测轴垂直。通 过这样来构成，在将角速度传感器放置在对象侧基板(未图示)上时，容 纳部76中的突出部81与对象侧基板(未图示)相接。由此，能与对象侧 基板(未图示)垂直地放置角速度传感器。因而，容纳部76中的角速度的 检测轴与对象侧基板(未图示)的面垂直。其结果，由于对振子21施加的 角速度的矢量变大，故在角速度传感器的输出特性中不发生损耗。
按照本发明，在壳体内容纳振子，同时构成为利用其另一端被埋置于 容纳部中的端子从周围支撑该壳体。因此，使振子实现小型化，同时即使 从外部对端子施加强的振动，也可利用壳体可靠地保持振子。由此，由于 保持振子的强度不下降，故可提供小型化的且输出特性不下降的角速度传 感器。