DE102006022064A1 - Sensorvorrichtung für eine physikalische Grösse - Google Patents

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Abstract

Eine Platine (300) ist an einer Packung (100) mittels eines Klebemittels (400) angeordnet, welches als elastisches Bauteil dient. Ein Sensorelement (200) ist in fester Beziehung zur Platine auf dieser aufgestapelt. Das Sensorelement, die Platine und die Packung sind mittels Bondierungsdrähten (500) verdrahtet. Ein Magnetbauteil (700) aus einem ferromagnetischen Material befindet sich zwischen dem Klebemittel und der Platine.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung oder einen Sensor für eine physikalische Größe mit einem Sensorelement zur Erfassung oder Sensierung der physikalischen Größe; das Sensorelement ist an oder in einer Packung gehalten und dort mittels eines elastischen Bauteils gehalten, welches Elastizität hat.
  • Eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe des genannten Typs enthält typischer Weise ein Sensorelement zur Sensierung oder Erfassung einer physikalischen Größe, beispielsweise einer Winkelgeschwindigkeit oder Beschleunigung, wobei das Sensorelement an oder in einer Pakkung angeordnet ist. Diese Art von Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe wird dann als Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung oder Beschleunigungssensorvorrichtung verwendet.
  • Bei einer derartigen Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe tritt in der Sensorcharakteristik ein Problem auf, wenn ein Stoß von der Außenseite her erfolgt, beispielsweise wenn eine externe Beschleunigung aufgebracht wird.
  • Beispielsweise erfasst eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung eine Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Corioliskraft, welche in einer Sensierungsrichtung erzeugt wird. Jedoch kann eine in Sensierungsrichtung wirkende Beschleunigung auf das Sensorelement von der Außenseite her über die Packung übertragen werden, selbst wenn tatsächlich keine Winkelgeschwindigkeit aufgebracht wird. Somit wird ein Ausgang erzeugt, als ob eine Winkelgeschwindigkeit aufgetreten wäre.
  • Bei einer Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe wurde bereits ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem ein Sensorelement an oder in einer Pakkung mittels eines elastischen Bauteiles gehalten ist, welche Eigenelastizität hat, also beispielsweise ein Klebemittel oder Gummi. Das elastische Bauteil wirkt als ein Antivibrationsbauteil, um unnötige Vibrationen aufgrund einer externen Beschleunigung aufzunehmen (vergleiche in diesem Zusammenhang die nachfolgend noch genannten Patentdokumente 1 bis 7).
  • Bei diesem Aufbau wird die externe Beschleunigung durch die elastische Funktion des elastischen Bauteils in einem Pfad gedämpft, über welchen die externe Beschleunigung auf das Sensorelement über die Packung übertragen wird. Die gedämpfte oder abgeschwächte Beschleunigung wird so auf das Sensorelement übertragen. Damit kann diese Anordnung eine unnötige Vibration auf oder an dem Sensorelement verringern.
  • Bei dieser Anordnung einer Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe kann es jedoch schwierig sein, die Anheftung eines Bauteils (z. B. des Sensorelements) an dem elastischen Bauteil korrekt durchzuführen oder es kann schwierig sein, dieses Bauteil an dem elastischen Bauteil richtig anzubringen. Es kann sich somit das Problem ergeben, das ein richtiger Zusammenbau nicht oder nur sehr schwer erhaltbar ist.
  • 8 ist eine Darstellung in Form eines schematischen Querschnitts durch eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe bekannter Bauweise, bei der ein Klebefilm geringer Elastizität als elastisches Bauteil verwendet wird.
  • In 8 ist eine Schaltkreiskarte oder Platine 1300 an einer Packung 1100 angeordnet und hiermit befestigt. Ein Sensorelement 1200 ist über einen Klebfilm 1400, der als elastisches Bauteil dient, auf der Platine 1300 angeordnet. Das Sensorelement 1200 und die Platine 1300 sind für eine elektrische Verbindung mittels Bondierdrähten 1500 verbunden.
  • Bei der Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß diesem bekannten Aufbau wird zur Ausbildung einer weichen Klebstruktur, welche als Antivibrationsstruktur dient, der Klebfilm 1400 niedriger Elastizität als Klebeabschnitt verwendet. In dieser Anordnung wird der Klebfilm 1400 niedriger Elastizität dazu verwendet, das hierauf liegende Sensorelement 1200 für Antivibrationszwecke zu befestigen. Im Ergebnis hat der obere Abschnitt des Klebfilms 1400 geringe Steifigkeit.
  • Eine Drahtbondierung kann an dem angeordneten Bauteil, d. h. dem Sensorelement 1200 auf dem Klebfilm 1400 durchgeführt werden oder ein weiteres Bauteil kann zusätzlich zu dem Sensorelement 1200 angeordnet werden. In diesem Fall wird die Halterung des Sensorelements 1200 instabil, so dass der Zusammenbau beispielsweise die Drahtbondierung oder die Anordnung schwierig wird.
  • Um die Anordnung so zu gestalten, dass sie während des Zusammenbaus stabil ist, sollte der Klebfilm 1400, der als das elastische Bauteil dient, möglichst hart sein. Dies schafft wiederum das Problem, das die elastische Funktion des Klebfilms 1400 nicht erhalten wird, der Abschwächungs- oder Dämpfungsgrad verringert wird und die externe Beschleunigung wieder mit größerer Wahrscheinlichkeit auf das Sensorelement 1200 übertragen wird.
  • Auflistung der weiter oben genannten Patentdokumente 1 bis 7:
    • – Patentdokument 1: JP-H11-218424 A
    • – Patentdokument 2: JP-H11-264731 A
    • – Patentdokument 3: JP-2002-195834 A
    • – Patentdokument 4: JP-2002-250627 A;
    • – Patentdokument 5: JP-2003-21515 A;
    • – Patentdokument 6: JP-2003-28647 A; und
    • – Patendokument 7: JP-2003-21647 A.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe zu schaffen, bei der das voranstehende Problem beseitigt ist.
  • Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe umfasst ein Sensorelement zur Sensierung einer physikalischen Größe. Das Sensorelement ist auf einer Packung angeordnet und dort mittels eines elastischen Bauteils gehalten, welches Elastizität hat. Diese Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe ist in der Lage, den Kompromiss zwischen der elastischen Funktion und einem problemlosen Zusammenbau ausreichend einzugehen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe wie folgt geschaffen: ein Sensorelement ist enthalten, welches eine physikalische Größe sensiert oder erfasst. Eine Packung, an welcher das Sensorelement anzubringen ist, wird vorgesehen. Ein elastisches Bauteil mit Elastizität ist enthalten, um zwischen dem Sensorelement und der Packung angeordnet zu werden, um das Sensorelement an der Packung festzulegen. Das elastische Bauteil enthält (i) einen ersten Raum mit dem Sensorelement und (ii) einen zweiten Raum gegenüber dem ersten Raum. In dem ersten Raum ist ein magnetisches Bauteil aus einem ferromagnetischen Material enthalten.
    •
  • Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung als eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Draufsicht auf ein Sensorelement in der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung von 1;
  • 3A bis 3F Darstellungen von Prozessschritten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung von 1;
  • 4A bis 4C Darstellung von Prozessschritten zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens nach den Schritten der 3A bis 3F;
  • 5 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung als eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung als eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung als eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 8 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach dem Stand der Technik, wo ein Klebfilm mit geringer Elastizität als elastisches Bauteil verwendet wird.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
  • 1 ist eine Ansicht in Form einer schematischen Querschnittsdarstellung durch eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 als eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß 1 weist die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 im Wesentlichen auf: eine Packung 100; eine Schaltkreiskarte oder Platine 300, welche auf der Packung 100 mittels eines Klebemittels 400 gehalten ist, welches als elastisches Bauteil dient; ein auf die Platine 300 aufgesetztes Sensorelement 200, welches hieran mittels eines Klebfilms 600 angeheftet ist und zur Sensierung oder Erfassung einer Winkelgeschwindigkeit dient; und Bondierungsdrähte 500 zur Verbindung der voranstehenden Bauteile untereinander. Die Packung 100 enthält das Sensorelement 200 und die Platine 300 und dient als Basisabschnitt zur Definition eines Hauptkörpers der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 und erlaubt weiterhin, dass die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 eine geeignete Position an einem Messobjekt kontaktieren kann.
  • Im Beispiel von 1 ist die Packung 100 ein Mehrschichtsubstrat mit einer Mehrzahl von gestapelten Keramikschichten 110 aus beispielsweise Aluminiumoxid oder dergleichen. Drähte (nicht gezeigt) sind auf einer Oberfläche einer jeden der Schichten 110 und in Durchgangsöffnungen in den jeweiligen Schichten 110 ausgebildet. Die Winkelgeschwindigkeitssensorvor richtung S1 kann mit der Außenseite über diese Drähte elektrisch in Verbindung stehen.
  • Die Packung 100 hat auch einen vertieften Abschnitt 120 zur Aufnahme der Platine 300. Die in dem vertieften Abschnitt 120 aufgenommene Platine 300 ist am Bodenabschnitt der Packung 100 angeordnet und dort mittels des Klebemittels 400 befestigt, welches als elastisches Bauteil dient.
  • Das Klebemittel 400 ist ein elastisches Bauteil mit einer Eigenelastizität und besteht beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff, wie Silikongel. Das Klebemittel 400 wirkt als Antivibrationsbauteil zur Abschwächung oder Dämpfung einer externen Beschleunigung, welche von der Packung 100 auf das Sensorelement 200 aufgebracht wird, welches als das Sensierungselement für eine Winkelgeschwindigkeit dient.
  • Ein Deckel 140 aus Metall, Kunststoff, Keramik oder dergleichen verschließt die Öffnung der Packung 100. Der Deckel 140 versiegelt das Innere der Packung 100. Wenn der Deckel 140 aus Metall gefertigt ist, kann er an der Packung 100 durch einen Schweißvorgang, beispielsweise Nahtschweißen oder durch Hartlöten befestigt werden.
  • Das Sensorelement 200 ist auf einer oberen Oberfläche der Platine 300 unter Zwischenschaltung des Klebfilms 600 aufgesetzt. Der Klebfilm oder das Klebteil 600 ist härter als das Klebemittel 400, welches als elastisches Bauteil dient und hat eine bestimmte Steifigkeit. Als Klebemittel 600 kann ein Klebfilm aus beispielsweise Kunststoff auf Silikonbasis oder dergleichen verwendet werden.
  • Das Sensorelement 200 ist ein Winkelgeschwindigkeitssensierungselement zur Erfassung einer Winkelgeschwindigkeit. Das Sensorelement 200 kann in Form eines Halbleiterchips ausgebildet werden, der eine Ausle gerstruktur mit einer allgemein bekannten Kammzahnanordnung relativ zu einem Siliziumsubstrat oder dergleichen hat. Das Sensorelement 200 erfasst eine Änderung einer elektrostatischen Kapazität (elektrisches Signal) zwischen einer beweglichen Elektrode und einer festen Elektrode, wobei die elektrostatische Kapazität von der angelegten Winkelgeschwindigkeit abhängt.
  • Insbesondere unter Bezugnahme auf 2 erfolgt nun eine genauere Beschreibung des Sensorelements 200. 2 ist eine schematische Draufsicht auf das Sensorelement 200 in der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 von 1.
  • Das Sensorelement 200 hat ein Substrat 10, beispielsweise ein Halbleitersubstrat und wird durch einen allgemein bekannten Mikrobearbeitungsprozess am Substrat 10 gebildet. Das Substrat 10 kann beispielsweise ein rechteckförmiges SOI-Substrat (silicon-on-insulator) sein. Das SOI-Substrat wird gebildet durch Laminieren einer zweiten Siliziumschicht (zweite Halbleiterschicht) auf eine erste Siliziumschicht (erste Halbleiterschicht) mittels eines Oxidfilms (Isolationsschicht).
  • Auslegerstrukturen 20 bis 60 werden jeweils durch Gräben gebildet, wie in 2 gezeigt. Die Auslegerstrukturen 20 bis 60 werden gebildet durch Grabenätzen, Freiätzen etc. an einer Oberflächenschicht des Substrats 10, beispielsweise der zweiten Siliziumschicht des SOI-Substrats. Die Auslegerstrukturen 20 bis 60 umfassen einen Vibrator 20, Auslegerabschnitte 23 und 40 und Elektroden 50 und 60, welche noch beschrieben werden.
  • Der Vibrator 20 ist in einem mittigen Abschnitt des Substrates 10 ausgebildet und in der Lage, innerhalb einer Ebene horizontal zum Substrat 10, d. h. in der Zeichenebene von 2 zu vibrieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält der Vibrator 20 einen ersten Vibrationsabschnitt 21 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Formgebung, welcher in dem mittigen Abschnitt angeordnet ist, einen zweiten Vibrationsabschnitt 22, der als rechteckförmiger Rahmen um den Außenumfang des ersten Vibrationsabschnittes 21 herum ausgebildet ist und einen Treiberauslegerabschnitt 23, der die ersten und zweiten Vibrationsabschnitte 21 und 22 miteinander verbindet.
  • Der Vibrator 20 ist mit einem Ankerabschnitt 30 verbunden, der an einem Umfangabschnitt des Substrates 10 ausgebildet ist; die Verankerung erfolgt über einen Sensierungsauslegerabschnitt 40. Der Ankerabschnitt 30 ist von dem Abschnitt des Substrates 10 gelagert bzw. hieran befestigt, der unterhalb der Oberflächenschicht liegt, die von der Auslegerstruktur 20 gebildet wird, d.h. dem Lagersubstratabschnitt des Substrats 10. Der Vibrator 20 ist somit gegenüber dem Lagersubstratabschnitt "schwimmend".
  • Wie in 2 gezeigt, ist der Treiberauslegerabschnitt 23 so gestaltet, dass er sich beispielsweise in y-Richtung erstreckt, so dass er im Wesentlichen nur in x-Richtung elastisch verformbar ist. Andererseits ist der Sensierungsauslegerabschnitt 40 so gestaltet, dass er sich beispielsweise in x-Richtung erstreckt, so dass er im Wesentlichen nur in y-Richtung elastisch verformbar ist.
  • Vom Vibrator 20 ist es dem ersten Vibrationsabschnitt 21 ermöglicht, in x-Richtung (Antriebsvibrationsrichtung) in einer Ebene horizontal zum Substrat 10 durch den Antriebsauslegerabschnitt 23 zu vibrieren. Andererseits kann der gesamte Vibrator 20 in y-Richtung (Sensierungsvibrationsrichtung) in einer Ebene horizontal zum Substrat 10 durch den Sensierungsauslegerabschnitt 40 vibrieren.
  • Zwischen den ersten und zweiten Vibrationsabschnitten 21 und 22 sind Treiberelektroden 50 angeordnet, um die Antriebsvibration des ersten Vibrationsabschnittes 21 in x-Richtung zu verursachen. Die Treiberelektroden 50 sind an dem oben genannten Lagersubstratabschnitt befestigt, also ähnlich zu dem Ankerabschnitt 30. Die Treiberelektroden 50 sind so angeordnet, dass sie einem Kammzahnabschnitt (Kammzahnabschnitt für den Antrieb) 21a gegenüberliegen, der vom ersten Vibrationsabschnitt 21 vorsteht, so dass ihre Kammzähne und diejenigen des Kammzahnabschnittes 21a ineinander greifen.
  • Weiterhin sind Sensierungselektroden oder Erfassungselektroden 60 am Außenumfang des zweiten Vibrationsabschnittes 22 angeordnet. Die Sensierungselektroden 60 erfassen eine Winkelgeschwindigkeit um eine z-Achse senkrecht zu dem Substrat 10 auf der Grundlage der Vibration des Vibrators 20 und sind an dem Lagersubstratabschnitt befestigt, also ähnlich zu dem Ankerabschnitt 30. Die Sensierungselektroden 60 sind so angeordnet, dass sie einem Kammzahnabschnitt (Kammzahnabschnitt für die Sensierung 22a gegenüberliegen, der vom zweiten Vibrationsabschnitt 22 vorsteht, so dass ihre Kammzähne und diejenigen des Kammzahnabschnittes 22a ineinander greifen.
  • Zusätzlich sind bei diesem Sensorelement 200 Kontaktkissen aus Aluminium oder dergleichen an geeigneten Abschnitten des Substrates 10 angeordnet, um Spannungen an den Vibrator 20, die Treiberelektroden 50, die Sensierungselektroden 60 etc. anzulegen und/oder um Signale abzugreifen.
  • Diese Kontaktkissen sind beispielsweise am Umfangsabschnitt des Substrates 10 vorgesehen. Mit diesem Kontaktkissen stehen die oben genannten Bondierungsdrähte 500 aus Au (Gold), Aluminium oder dergleichen in Verbindung, wie in 1 gezeigt. Das Sensorelement 200 des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels hat diesen bisher geschilderten Aufbau.
  • Die Platine 300, welche hier verwendet wird, ist ein IC-Chip oder dergleichen, wo beispielsweise ein MOS-Transistor, ein bipolarer Transistor unter Verwendung eines allgemein bekannten Halbleiterprozesses auf einem Siliziumsubstrat oder dergleichen ausgebildet sind. Die Platine 300 oder die Schaltkreiskarte 300 kann auch ein Signalverarbeitungschip sein, der die Funktionen des Schickens einer Spannung an das Sensorelement 200, des Verarbeitens eines elektrischen Signals vom Sensorelement 200, die Ausgabe des verarbeiteten elektrischen Signals nach außen etc. hat.
  • Wie in 1 gezeigt, sind das Sensorelement 200 und die Schaltkreiskarte oder Platine 300 elektrisch über die oben genannten Bondierungsdrähte 500 aus Gold, Aluminium oder dergleichen verbunden, wobei die Schaltkreiskarte 300 und die Packung 100 weiterhin elektrisch über die Bondierungsdrähte 500 miteinander verbunden sind.
  • Somit sind die einzelnen Bestandteile des Sensorelements 200, die Platine 300 und die Packung 100 elektrisch miteinander über die Bondierungsdrähte 500 verbunden. Es sei festzuhalten, dass das Sensorelement 200 und die Platine 300 nicht direkt über die Bondierungsdrähte 500 verbunden sein müssen, wie in 1 gezeigt.
  • Beispielsweise kann das Sensorelement 200 mit der Packung 100 über die Bondierungsdrähte 500 verbunden sein, während die Packung 100 mit der Platine 300 über die Bondierungsdrähte 500 verbunden ist. Auf diese Weise können das Sensorelement 200 und die Platine 300 ähnlich miteinander über die Bondierungsdrähte 500 verbunden sein, wobei jedoch die Packung 100 zwischengeschaltet ist.
  • Auf diese Weise wird ein elektrisches Signal (Kapazitätsänderung) vom Sensorelement 200 der Platine 300 zugeschickt, durch einen C/V-Wandler schaltkreis oder dergleichen auf der Platine 300 in ein Spannungssignal umgewandelt und als Winkelgeschwindigkeitssignal ausgegeben.
  • Die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird somit gebildet, in dem die Platine 300 und das Sensorelement 200 auf der Packung 100 über das Klebemittel 400 als elastisches Bauteil aufeinander gestapelt werden.
  • Als ein wesentlicher Bestandteil dieses Ausführungsbeispiels ist weiterhin ein Magnetbauteil 700 aus einem ferromagnetischen Material an einer bestimmten Position angeordnet. Um diese bestimmte Position näher zu definieren, erfolgen die nachstehenden Erläuterungen. Wie oben erwähnt, ist das Klebemittel 400 zwischen dem Sensorelement 200 und dem Bodenteil der Packung 100 angeordnet. Das Klebemittel 400 hat (i) eine erste Seite, welche zu einem ersten Raum weist, in welchem das Sensorelement 200 enthalten ist und (ii) eine zweite Seite, welche zu einem zweiten Raum weist, der dem ersten Raum gegenüberliegt (im Beispiel von 1 enthält der zweite Raum den Bodenabschnitt der Packung 100). Mit anderen Worten, das elastische Bauteil weist (i) zu dem ersten Raum (auch sensorelementseitiger Raum genannt), der das Sensorelement enthält und (ii) zu dem zweiten Raum (auch packungsseitiger Raum genannt), der das Sensorelement 200 nicht enthält (im Beispiel von 1 enthält der zweite Raum den Bodenabschnitt der Packung 100). Der gegebene Abschnitt ist so definiert, dass er sich in diesem ersten Raum oder sensorelementseitigen Raum bezüglich des Klebemittels 400 befindet. Das magnetische Bauteil 700 ist somit an dem gegebenen Abschnitt angeordnet, der sich in dem sensorelementseitigen Raum befindet, wobei das Klebemittel 400 zur ersten Seite weist. Beispielsweise liegt bei diesem Ausführungsbeispiel das Magnetbauteil 700 zwischen dem Klebemittel 400 und dem Sensorelement 200 oder ist zwischen diesen angeordnet.
  • Beispielsweise ist in dem Ausführungsbeispiel die Platine 300 an der Packung 100 über das Klebemittel 400 als das elastische Bauteil angeordnet und das Sensorelement 200 ist in fester Beziehung hierzu auf der Platine 300 aufgestapelt, wobei das magnetische Bauteil 700 zwischen dem Klebemittel 400 und der Schaltkreiskarte 300 liegt.
  • Das magnetische Bauteil 700 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Platte gestaltet und an der Platine 300 mittels eines harten Klebemittels (nicht gezeigt) angeheftet, beispielsweise durch einen Kleber auf Silikonbasis oder dergleichen. Das magnetische Bauteil 700 ist aus einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Material mit Ferromagnetismus, beispielsweise Eisen, Nickel, Kobalt oder geeigneten Legierungen hiervon.
  • Beispielsweise kann eine 42-Legierung, KovarTM oder dergleichen mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten nahe demjenigen des Si-Chips, der die Platine 300 bildet, als Magnetbauteil 700 verwendet werden. Es kann jedoch jedes Material mit Ferromagnetismus bei Arbeitstemperatur verwendet werden, vorausgesetzt, es wird die Bedingung erfüllt, dass eine Befestigung unter Verwendung einer Magnetkraft ermöglicht ist und dass es keine Einschränkungen hinsichtlich anderer Charakteristiken gibt.
  • Bei der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist es auch möglich, ein Material vorab zu magnetisieren, beispielsweise Ferrit, welches ein ferromagnetisches Material ist, und den sich ergebenden Magneten als Magnetbauteil 700 zu verwenden.
  • Ein Verfahren zur Herstellung der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 mit dem Aufbau gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3A bis 3F und 4A bis 4C beschrieben. Diese Figuren zeigen einzelne Schritte des Prozessablaufs bei dem Herstellungsverfahren für diese Ausführungsform und sind jeweils schematische Querschnittsdarstellungen, wobei die jeweiligen Herstellungsprozessschritte veranschaulicht sind; die Blickrichtung ist wie in 1.
  • Zunächst wird gemäß 3A das Magnetbauteil 700 an der Oberfläche der Platine 300 zur Anordnung an der Packung 100 angeheftet.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren verwendet, bei dem das Magnetbauteil 700 vorab auf die Größe der Platine 300, d.h. beispielsweise auf die Größe des Chips angepasst wird und dann das Magnetbauteil 700 an der Platine 300 angeheftet wird. Es ist jedoch auch möglich, das Magnetbauteil 700 in Wafer-Größe auf einen Wafer der Schaltkreiskarten oder Platinen 300 zu heften, bevor dieser Wafer in die einzelnen Chips unterteilt wird, so dass die Platinen 300 als Chips mit den Magnetbauteilen 700 hierauf durch einen gleichzeitigen Schnittvorgang gewonnen werden.
  • Nachfolgend wird gemäß 3B das Klebebauteil 600 zur Befestigung des Sensorelements 200 auf der Platine 300 angebracht. Dann wird gemäß 3C das Sensorelement 200 gegenüber der Platine 300 ausgerichtet. Gemäß 3D wird dann das Sensorelement 200 auf der Platine 300 unter Zwischenschaltung des Klebebauteils 600 angeordnet und hieran befestigt (angeklebt).
  • Das Sensorelement 200 kann auch als Chip zusammen mit dem Klebebauteil 600 ausgebildet werden, indem das Klebebauteil 600 in Form eines Klebfilms an einen Wafer der Sensorelemente 200 angeheftet wird, bevor dieser in die einzelnen Chips unterteilt wird, wonach dann ein gleichzeitiger Trennschnittvorgang erfolgt. Das sich ergebende Sensorelement 200 kann auch auf die Platine 300 gesetzt und hieran angeheftet werden.
  • Die bisherigen Prozessschritte führen zur Vervollständigung eines Sensormoduls, bei dem das Sensorelement 200 in fester Beziehung auf die Pla tine 300 mit dem Magnetbauteil 700 gestapelt ist. Nachfolgend wird das Sensormodul an (oder in) der Packung 100 angeordnet.
  • Zunächst wird gemäß 3E das Klebemittel 400 als elastisches Bauteil gemäß obiger Beschreibung auf den Bodenabschnitt des vertieften Abschnittes 120 der Packung 100 aufgebracht. Dann wird gemäß 3F das Sensormodul auf dem Klebemittel 400 angeordnet, wobei das Magnetbauteil 700 in Richtung des Bodenabschnittes der Packung 100 weist.
  • Durch Aushärten des Klebemittels 400 wird das Magnetbauteil 700 des Sensormoduls an der Packung 100 abgeheftet. In dem bislang erreichten Zustand wird das Sensormodul, d.h. die Platine 300 und das Sensorelement 200 durch das weiche Klebemittel 400 als elastisches Bauteil gehalten und eine Drahtbondierung ist in diesem Zustand schwierig durchzuführen.
  • Wenn daher die Drahtbondierung erfolgen soll, wird ein Magnet 800 unterhalb der Packung 100 angeordnet, wie in 4A gezeigt. Der Magnet 800 kann in einer Bondiervorrichtung enthalten sein oder in einer Einspannvorrichtung 810 für die Packung 100 und der Magnet 800 wirkt als eine Art magnetische Einspannvorrichtung.
  • Durch den Magnet 800 wird nämlich eine Magnetkraft erzeugt, welche das Magnetbauteil 700 über das Klebemittel 400 gegen die Packung 100 drückt. Im Ergebnis wird eine Bewegung des Magnetbauteils 700 weitestgehend unterdrückt und somit wird eine Bewegung des Sensormoduls während des Bondiervorgangs unterdrückt. Kurz gesagt, der Magnet 800 dient als Befestigungsvorrichtung für das Magnetbauteil oder magnetisch anziehbare Bauteil 700, um dieses Bauteil 700 unter Verwendung einer Magnetkraft festzulegen.
  • Gemäß den 4A bis 4B erfolgt eine Drahtbondierung in einem Zustand, in welchem das oben beschriebene Sensormodul fest an der Pakkung 100 unter Verwendung der Magnetkraft des Magneten 800 unterhalb der Packung 100 und des Magnetbauteils 700 festgelegt ist. Im Ergebnis kann die Packung 100 und die Platine 300 mit den Bondierungsdrähten 500 verdrahtet werden, und das Sensorelement 200 und die Platine 300 können ebenfalls mit den Bondierungsdrähten 500 verdrahtet werden.
  • Nachdem die Drahtbondierung abgeschlossen ist, wird die Packung 100 von dem Magneten 800 entfernt (oder der Magnet 800 wird von der Packung 100 entfernt), wie in 4C gezeigt, so dass keine Magnetkraft mehr wirkt. Durch Schweißen oder Hartlöten des Deckels 140 an die Pakkung 100 wird das Innere der Packung 100 versiegelt, so dass die Herstellung der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 abgeschlossen ist.
  • Es ist auch möglich, einen Magneten wie Ferrit zu bilden, um das Magnetbauteil 700 zu bilden und ein ferromagnetisches Material wie Eisen zu verwenden, um die Magnetbauteilbefestigungsvorrichtung unterhalb der Packung 100 anstelle des Magneten 800 zu bilden. Diese Anordnung erlaubt auch, dass die gleichen Effekte erhalten werden. Um eine ausreichende Haltefestigkeit zu erreichen, kann auch das Magnetbauteil 700 und die Magnetbauteilbefestigungsvorrichtung jeweils aus einem Magneten bestehen.
  • Das voranstehende Beispiel gemäß den 3A bis 4C ordnet das beschriebene Sensormodul an der Packung 100 unter Zwischenschaltung des Klebemittels 400 an, härtet das Klebemittel 400 aus und führt dann die Drahtbondierung durch. Die Aushärtung des Klebemittels 400 kann jedoch auch nach der Drahtbondierung durchgeführt werden.
  • In diesem Fall erfolgt die Drahtbondierung, wobei das Sensormodul nur vorübergehend unter Verwendung des ungehärteten Klebemittels 400 ange heftet ist, welches noch fließfähig ist. Während der Drahtbondierung kann jedoch eine stabile Festlegung erreicht werden, indem die Magnetkraft des Magnetbauteils 700 verwendet wird, und zwar ungeachtet der Materialeigenschaften des Klebemittels, so dass eine ausreichende Sicherheit bei der Drahtbondierung erreicht werden kann.
  • In diesem Fall wird das Klebemittel 400 nach der Drahtbondierung ausgehärtet. Wenn hierbei das Magnetbauteil 700 und die Magnetbauteilbefestigungsvorrichtung aus Magneten mit der gleichen Polarität gemacht werden, wirkt eine Abstoßkraft zwischen dem Magnetbauteil 700 und der Pakkung 100. Dies erlaubt, dass ein Ausdünnen des Klebemittels 400 unter dem Gewicht des Sensormoduls vermieden wird und erlaubt, dass das Klebemittel 400 eine ausreichende Dicke beibehält.
  • In dem voranstehenden Beispiel gemäß den 3A bis 4C sind das Magnetbauteil 700, die Platine 300 und das Sensorelement 200 zusammengefasst, um das Sensormodul zu bilden; besagtes Sensormodul wird dann über das Klebemittel 400 an bzw. in der Packung 100 angeordnet. Die Reihenfolge, in der die jeweiligen Bauteile an bzw. in der Packung 100 angeordnet werden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
  • Beispielsweise ist es auch möglich, das Magnetbauteil 700 über das Klebemittel 400 am bzw. in der Packung 100 anzuordnen, danach die Platine 300 und das Sensorelement 200 klebend hierauf anzuordnen, wobei das Magnetbauteil 700 unter Verwendung einer Magnetkraft festgehalten wird und dann danach die Drahtbondierung durchzuführen.
  • Alternativ ist es auch möglich, die Platine 300 mit dem Magnetbauteil 700 an bzw. in der Packung 100 über das Klebemittel 400 anzuordnen, dann das Sensorelement 200 hierauf in einem Zustand anzukleben, in welchem das Magnetbauteil 700 und die Platine 300 unter Verwendung einer Magnetkraft festgehalten werden und dann die Drahtbondierung durchzuführen.
  • Es sei festzuhalten, dass die fertiggestellte Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 in einem normalen Gebrauchszustand ist, wo kein Magnetkraft hierauf wirkt, so dass die Bewegung des Sensorelementes 200 nicht unterdrückt wird. Folglich wird eine Antivibrations-Wirkung des Klebemittels 400 ausreichend bewirkt.
  • Bezugnehmend auf 2, so sei nachfolgend der Sensierungs- oder Erfassungsvorgang der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 erläutert.
  • Ein Treibersignal (Sinusspannung oder dergleichen) wird von der Platine 300 an die Treiberelektroden 50 des Sensorelementes 200 über die Bondierungsdrähte 500 angelegt, um eine elektrostatische Kraft zwischen dem Kammzahnabschnitt 21a des ersten obengenannten Vibrationsabschnittes 21 und den Treiberelektroden 50 zu erzeugen. Im Ergebnis bewirkt die elastische Kraft des Antriebsauslegerabschnittes 23 eine Antriebsvibration des ersten Vibrationsabschnittes 21 in x-Richtung.
  • Wenn eine Winkelgeschwindigkeit Ω um die z-Achse herum als Folge der Antriebsvibration des ersten Vibrationsabschnittes 21 angelegt wird, wirkt eine Corioliskraft in y-Richtung auf den ersten Vibrationsabschnitt 21, so dass die elastische Kraft des Sensierungsauslegerabschnittes 40 eine Sensierungsvibration des gesamten Vibrators 20 in y-Richtung veranlasst.
  • Im Ergebnis bewirkt die Sensierungsvibration eine Kapazitätsänderung zwischen den jeweiligen Kammzähnen der Sensierungselektroden 60 und dem Kammzahnabschnitt 22a für die Sensierung. Durch Erfassung der Ka pazitätsänderung kann die Größe der Winkelgeschwindigkeit Ω bestimmt werden.
  • Wenn beispielsweise der Vibrator 20 gleichförmig seitlich in y-Richtung verschoben wird, treten Kapazitätsänderungen in entgegengesetzten Richtungen in den linken und rechten Sensierungselektroden 60 von 2 auf. Die Kapazitätsänderungen in den linken und rechten Sensierungselektroden 60 werden einzeln in Spannungen gewandelt und die beiden Spannungswerte werden differenzialverstärkt und ausgegeben, so dass die Winkelgeschwindigkeit Ω bestimmt werden kann.
  • Bei der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 als Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe ist das Sensorelement 200 zur Erfassung einer Winkelgeschwindigkeit als physikalischer Größe auf bzw. in der Packung 100 angeordnet und dort mittels des Klebemittels 40 als elastisches Bauteil mit Eigenelastizität gehalten. Die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 zeichnet sich dadurch aus, dass das magnetische Bauteil 700 aus einem ferromagnetischen Material in dem sensorelementseitigen Raum bezüglich des Klebemittels 400 angeordnet ist, wie in 1 gezeigt.
  • Diese Anordnung erlaubt, dass eine Magnetkraft von außen her durch die Packung 100 derart wirkt, dass das Magnetbauteil oder magnetische Bauteil 700 gegen die Packung 100 gedrückt wird bzw. in Richtung der Pakkung 100 gezogen wird, wie oben beschrieben. Durch diese Magnetkraft wird das Sensorelement 200 auf dem elastischen Bauteil 400 fester gegen die Packung 100 gezogen, als dies der Fall wäre, wenn es lediglich durch das Klebemittel 400 allein als elastisches Bauteil 400 gehalten werden würde.
  • Die voranstehend erläuterte Magnetkraft wirkt während des Zusammenbaus etc., um die einzelnen Bauteile einschließlich des Sensorelementes 200 auf der Packung 100 über das Klebemittel 400 festzuhalten. Es wird möglich, die einzelnen Bauteile auf dem Klebemittel 400 richtig anzuordnen und/oder die Drahtbondierung an den einzelnen Bauteilen auf dem Klebemittel 400 durchzuführen. Ein rascher und zuverlässiger Zusammenbau wird somit möglich.
  • Beispielsweise ist die Anordnung effektiv, wenn eine Drahtbondierung zwischen den Komponenten (einschließlich des Sensorelements 200) durchgeführt wird, welche auf dem Klebemittel 400 als elastischem Bauteil angeordnet sind. Dies deshalb, als die Magnetkraft die Anordnung der zu bondierenden Bauteile stabilisiert.
  • Die Bauteile, welche auf dem Klebemittel 400 als das elastische Mittel 400 als das elastische Bauteil angeordnet sind, sind nicht auf das Sensorelement 200 und die Platine 300 beschränkt. Beispielsweise kann ein Bauteil (nicht gezeigt), welches nach Bedarf auf dem Sensorelement 200 angeordnet wird, noch als eines der Bauteile mit aufgenommen werden. Wenn ein solches Bauteil auf dem Klebemittel 400 angeordnet wird, ist eine Befestigung unter Verwendung der Magnetkraft, wie oben beschrieben, sehr hilfreich.
  • Wenn die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 im Gebrauch ist, kann das Klebemittel 400 eine elastische Funktion ausüben, wie dies üblicherweise der Fall ist, in dem die auf die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 einwirkende Magnetkraft entfernt wird. Dies erlaubt, dass eine Antivibrationsfunktion etc. durchgeführt werden kann und unnötige Vibrationen aufgrund einer externen Beschleunigung werden absorbiert.
  • Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt somit, dass die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 den Kompromiss zwischen einer elastischen Funktion und einem guten Zusammenbau in passender Weise eingehen kann.
  • Die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels zeichnet sich somit unter anderem dadurch aus, dass das Magnetbauteil 700 zwischen dem Klebemittel 400 und dem Sensorelement 200 angeordnet ist. Diese Anordnung kann das Magnetbauteil 700 in dem sensorelementseitigen Raum bezüglich des Klebemittels 400 passen vorsehen.
  • Die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels zeichnet sich weiterhin auch dadurch aus, dass die Platine 300 auf der Packung 100 über das Klebemittel 400 als elastisches Bauteil angeordnet ist und dass das Sensorelement 200 in fester Beziehung auf der Platine 300 aufgestapelt ist, während das Magnetbauteil 700 zwischen dem Klebemittel 400 und der Platine 300 angeordnet ist.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
  • 5 ist eine Ansicht in Form einer schematischen Querschnittsdarstellung durch eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S2 als Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S2 gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist ebenfalls eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung, bei der das Sensorelement 200 auf bzw. in der Packung 100 angeordnet ist und dort über das Klebemittel 400 als das elastische Bauteil gehalten ist. Weiterhin zeichnet sich diese Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S2 dadurch aus, dass das Magnetbauteil 700 in dem sensorelementseitigen Raum bezüglich des Klebemittels 400 auf gleiche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß obiger Beschreibung angeordnet ist. Auch diese Anordnung kann somit den Kompromiss zwischen einer elastischen Funktion und einem problemlosen Zusammenbau eingehen.
  • In dem ersten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Platine 300 und das Sensorelement 200 aufeinander auf der Packung 100 gestapelt und das Magnetbauteil 700 ist zwischen der Platine 300 und dem Klebemittel 400 angeordnet.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist die gleiche wie die obige erste Ausführungsform hinsichtlich der Anordnung bei der das Sensorelement 200 auf der Platine 300 gestapelt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch die Platine 300 alleine auf der Packung 100 unter Verwendung eines hochsteifen Klebemittels (nicht gezeigt) gehalten und das Klebemittel 400 als das elastische Bauteil ist zwischen der Platine 300 und dem Sensorelement 200 vorgesehen. Diese Anordnung verhindert Vibrationen des Sensorelements 200 in der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S2 bei diesem Ausführungsbeispiel.
  • Gemäß 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Magnetbauteil 700 zwischen das Klebemittel 400 und das Sensorelement 200 bei einer Anordnung gesetzt, bei der das Sensorelement 200 auf der Platine 300 unter Zwischenschaltung des Klebemittels 400 gestapelt ist. Das Magnetbauteil 700 ist an dem Sensorelement 200 mittels des gleichen Klebemittels fest angeheftet, wie es bei dem obigen Ausführungsbeispiel verwendet wird, oder durch ein Äquivalent.
  • Beispielsweise kann ein Verfahren zur Herstellung der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S2 gemäß dieses Ausführungsbeispiels wie folgt durchgeführt werden: zuerst werden die Platine 300, das Klebemittel 400, das Magnetbauteil 700 und das Sensorelement 200 in Schichten aufeinander gestapelt und durch Aushärten des Klebemittels 400 zusammen gefügt. Dieser zusammengefügte Körper wird dann auf der Packung 100 angeordnet und klebend befestigt.
  • Es ist auch möglich, beispielsweise die Platine 300 zuerst in einer festen Beziehung zu der Packung 100 anzuordnen, das Klebemittel 400 und das Sensorelement 200 mit dem Magnetbauteil 700 hierauf aufeinander zu stapeln und dann diese Anordnung durch Aushärten des Klebemittels 400 zusammenzufassen.
  • In einem bisher erreichten Zustand wird das Sensorelement 200 durch das weiche Klebemittel 400 als das elastische Bauteil auf der Platine 300 gehalten. Wenn somit eine Drahtbondierung durchgeführt wird, erfolgt dies in einem Zustand, in welchem das Sensorelement 200 fest an der Packung 100 angeordnet ist, indem die Magnetkraft sowohl der Magnetbauteilbefestigungsvorrichtung als auch des Magnetbauteils 700 gemäß obiger Beschreibung verwendet wird. Die Bondierungsdrähte 500 werden somit auf gleiche Weise wie in dem obigen Ausführungsbeispiel ausgebildet.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Aushärtung des Klebemittels 400 nach der Drahtbondierung durchgeführt werden. Vor der Drahtbondierung sind die Platine 300 und das Sensorelement 200 in einem Zustand zusammengefasst, in welchem sie vorübergehend miteinander unter Verwendung des Klebemittels 400 verbunden sind, welches noch Fließfähigkeit hat. Während der Drahtbondierung kann jedoch eine ausreichenden Bondierungsleistung erhalten werden, indem die Magnetkraft des Magnetbauteils 700 verwendet wird.
  • Nachfolgend erfolgt das Entfernen der Magnetkraft, die Anbringung des Deckels 140 an der Packung etc. auf gleiche Weise wie in dem obigen ersten Ausführungsbeispiel, so dass die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S2 gemäß dieses Ausführungsbeispiels fertiggestellt ist.
  • Es versteht sich, dass auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Magnetbauteil 700 auf verschiedene Weise abgewandelt werden kann, wie in dem ersten obigen Ausführungsbeispiel bereits beschrieben.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3
  • 6 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung den Aufbau einer Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S3 als Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S3 gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist ebenfalls die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung, bei der das Sensorelement 200 auf der Packung 100 angeordnet und dort über das Klebemittel 400 als elastisches Bauteil gehalten ist. Weiterhin zeichnet sich diese Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S3 unter anderem dadurch aus, dass das Magnetbauteil 700 bezüglich des Klebemittels 400 ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in dem sensorelementseitigen Raum angeordnet ist. Diese Anordnung kann den Kompromiss zwischen einer elastischen Funktion und einem problemlosen Zusammenbau problemlos erfüllen.
  • Wie in 6 gezeigt enthält das Magnetbauteil 700 bei diesem Ausführungsbeispiel (i) ein erstes Magnetbauteil 710, welches in einem ersten Raum angeordnet ist und (ii) ein zweites Magnetbauteil 720, welches in einem zweiten Raum angeordnet ist. Die ersten und zweiten Räume werden bezüglich des Klebemittels 400 als elastische Bauteil ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel definiert. Das Klebemittel 400 weist in den ersten Raum (sensorelementseitiger Raum), der das Sensorelement 200 enthält, während das Klebemittel 400 in den zweiten Raum weist, der das Sensor element 200 nicht enthält (beispielsweise enthält in 6 der zweite Raum (packungsseitiger Raum) den Boden der Packung 100). Mit anderen Worten, das erste Magnetbauteil 710 liegt näher an dem Sensorelement 200 als das Klebemittel 400 und das zweite Magnetbauteil 720 liegt näher am Boden der Packung 100 als das Klebemittel 400. Die ersten und zweiten Magnetbauteile 710 und 720 liegen einander unter Zwischenschaltung des Klebemittels 400 gegenüber; mit anderen Worten, das Klebemittel 400 ist zwischen den ersten und zweiten Magnetbauteilen 710 und 720 angeordnet oder zwischen diesen eingeschlossen.
  • Beispielsweise ist die Platine 300 auf oder in der Packung 100 angeordnet und das Sensorelement 200 ist an einer oberen Oberfläche hiervon unter Verwendung eines harten Klebemittels, eines Klebefilms oder dergleichen (jeweils nicht gezeigt) befestigt. Weiterhin liegt das Magnetbauteil 700 mit den ersten und zweiten Magnetbauteilen 710 und 720 zwischen der Platine 300 und der Packung 100.
  • In 6 ist das erste Magnetbauteil 710 fest an der Platine 300 befestigt, während das untere zweite Magnetbauteil 720 fest an der Packung 100 angeordnet ist. Die Befestigung erfolgt jeweils durch ein hartes Klebemittel oder dergleichen (jeweils nicht gezeigt).
  • Das Klebemittel 400 als elastisches Bauteil ist zwischen den ersten und zweiten Magnetbauteilen 710 und 720 angeordnet, um eine Haftung zwischen den beiden Magnetbauteilen 710 und 720 zu bewirken. Somit hat die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S3 gemäß dieses Ausführungsbeispiels einen Aufbau, der erhalten wird, indem der obigen Struktur gemäß 1 ein weiteres Magnetbauteil in dem zweiten Raum hinzugefügt wird, welches bezüglich des Klebemittels 400 zur Packung 100 weist. Auch in diesem Fall wird durch das Klebemittel 400 eine Elastizität ausgeübt und Vibrationen werden eingeschränkt oder unterbunden.
  • Durch Anordnen der beiden Magnetbauteile 710 und 720 in gegenüberliegender Beziehung mit dem Klebemittel 400 dazwischen, wie bei diesem Ausführungsbeispiel, kann zwischen den beiden Magnetbauteilen 710 und 720 ein Magnetkreis gebildet werden.
  • Das Sensorelement 200 und die Platine 300 können durch eine elektromagnetische Kraft beeinflusst werden, welche von einem Restmagnetismus nach der Bearbeitung herrührt. Diese Anordnung macht es jedoch möglich, den Austritt eines Magnetfeldes in Richtung der Platine 300 und des Sensorelementes 200 durch die Ausbildung des oben erwähnten Magnetkreises zu unterdrücken. Somit erlaubt dieses Beispiel die Miniaturisierung magnetischer Einflüsse durch das Magnetbauteil 700.
  • Zusätzlich ist bei der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S3 gemäß dieses Ausführungsbeispiels ein vorspringender Abschnitt 730 durch einen Prägevorgang oder dergleichen an einem Abschnitt des zweiten Magnetbauteils 720 in den einander zuweisenden Abschnitten der ersten und zweiten Magnetbauteile 710 und 720 ausgebildet, wie in 6 zu sehen ist.
  • Der vorspringende Abschnitt 730 erlaubt, dass das Klebemittel 400 als das elastische Bauteil eine Dicke zwischen den beiden Magnetbauteilen 710 und 720 beibehält. Wenn die beiden Magnetbauteile 710 und 720 veranlasst werden, unter der Magnetkraft sich innerhalb einer bestimmten Distanz aufeinander zu zu bewegen, wirkt der vorspringende Abschnitt 730 als eine Art Anschlag, der verhindert, dass das Klebemittel 400 unter der Magnetkraft gequetscht oder verdrängt wird. Dies erlaubt, dass das Klebemittel 400 eine ausreichende Dicke beibehält.
  • Obgleich der vorspringende Abschnitt 730 nur an dem zweiten Magnetbauteil 720 im Beispiel von 6 ausgebildet ist, kann der vorspringende Abschnitt auch alleine an dem ersten Magnetbauteil 710 oder sowohl an dem ersten als auch dem zweiten Magnetbauteil 710 und 720 ausgebildet sein.
  • Mit anderen Worten, der vorstehende Abschnitt kann passend an wenigstens einem der aufeinander zuweisenden Abschnitte von erstem und zweitem Magnetbauteil 710 und/oder 720 ausgebildet sein, solange er als Stopper oder Anschlag wirkt, um zu verhindern, dass das Klebemittel 400 unter der Magnetkraft nachteilig beeinflusst wird und ermöglicht, dass das Klebemittel 400 eine passende Dicke beibehält. Es kann auch eine Mehrzahl von vorspringenden Abschnitten vorgesehen sein.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 4
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S4 gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten, in dem die Vorrichtung mit den ersten und zweiten Magnetbauteilen 710 und 720 gemäß dem obigen dritten Ausführungsbeispiel teilweise modifiziert wird.
  • Die Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ermöglicht auch den Kompromiss zwischen der elastischen Funktion einerseits und der einfachen Zusammenbaubarkeit andererseits durch Bereitstellung des Magnetbauteils 700 in dem sensorelementseitigen Raum, das bezüglich des Klebemittels 400 zu dem Sensorelement 200 weist. Weiterhin enthält ähnlich wie beim dritten Ausführungsbeispiel das Magnetbauteil 700 zwei einander gegenüberliegende erste und zweite Magnetbauteile 710 und 720. Das erste Magnetbauteil 710 befindet sich bezüglich des Klebemittels 400 in dem ersten Raum, während sich das zweite Magnetbauteil 720 in dem zweiten Raum befindet. Der erste Raum enthält das Sensorelement 200, während der zweite Raum den Boden der Packung 100 enthält, wie in 7 gezeigt.
  • Somit kann auch bei der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung S4 gemäß dieses Ausführungsbeispiels ein Magnetkreis zwischen den beiden Magnetbauteilen 710 und 720 gebildet werden und der magnetische Einfluss des Magnetbauteils 710 lässt sich minimieren.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Endabschnitt des ersten Magnetbauteils 710 mit einem Vorsprungsabschnitt oder vorstehenden Abschnitt 740 versehen, der von einem Endbereich des Magnetbauteils 710 übersteht, um in Richtung der Packung 100 vorzustehen, wie in 7 gezeigt.
  • Dieser vorstehende Abschnitt 740 ist als gebogener Abschnitt gebildet, in dem der Endbereich des ersten Magnetbauteiles entsprechend abgebogen wird. Um zu ermöglichen, dass das Klebemittel 400 seine Dicke zwischen den beiden Magnetbauteilen 710 und 720 beibehält, wird die Vorstehlänge des vorspringenden Abschnittes 740 so eingestellt, dass sie größer als eine Dicke des Klebemittels 400 ist.
  • Wenn bei dieser Anordnung das erste Magnetbauteil 710 veranlasst wird, sich durch die Magnetkraft über eine bestimmte Strecke hinweg der Packung 100 anzunähern, gelangt der vorstehende Abschnitt 740 in Anlage mit der Packung 100 und wirkt als Stopper oder Anschlag. Folglich kann dieses Ausführungsbeispiel ebenfalls verhindern, dass das Klebemittel 400 unter Einfluss der Magnetkraft gequetscht oder zusammengepresst wird und ermöglicht, dass das Klebemittel 400 eine ausreichende Dicke beibehält. Weiterhin kann der vorstehende Abschnitt 740 an einem Abschnitt des zweiten Magnetteils 720 anstelle eines Abschnittes des ersten Magnetteils 710 ausgebildet werden. Beispielsweise kann der vorstehende Abschnitt 740 an einem beliebigen Abschnitt des ersten Magnetbauteiles 710 angeordnet oder ausgebildet werden, solange der vorstehende Abschnitt 740 in Kontakt mit der Packung 100 gelangt, ohne hiervon durch das zweite Magnetbauteil 720 gestört zu werden, beispielsweise mittels einer Durchgangsöffnung, welche in dem zweiten Magnetbauteil 720 ausgebildet ist.
  • WEITERE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Obgleich in jeder der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtungen die Magnetbauteile 710 und 720 zwischen der Platine 300 und der Packung 100 angeordnet sind, welche das Magnetbauteil 700 bestehend aus den ersten und zweiten Magnetbauteilen 710 und 720 gemäß obiger Beschreibung verwendet, können die Magnetbauteile 710 und 720 genauso gut zwischen der Platine 300 und dem Sensorelement 200 angeordnet sein.
  • Bei jeder der Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtungen, welche das Magnetbauteil 700 bestehend aus den ersten und zweiten Magnetbauteilen 710 und 720 verwendet, kann wenigstens einer der aufeinanderzuweisenden Abschnitte der ersten und zweiten Magnetbauteile 710 und 720 den voranstehend genannten vorstehenden Abschnitt 740 haben. Zusätzlich kann der vorstehende Abschnitt 740 auch am Endabschnitt des ersten Magnetbauteils 710 angeordnet sein. Mit anderen Worten, es ist auch möglich, zu verhindern, dass das Klebemittel 400 unter Einfluss der Magnetkraft zu stark zusammengedrückt wird und zu ermöglichen, dass das Klebemittel 400 eine ausreichende Dicke beibehält, in dem ein wirksamer Gebrauch jeder der Funktionen der obigen vorstehenden Abschnitte gemacht wird.
  • Wenn der Vibrator 20 des Sensorelementes 200 in jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele elektromagnetisch angetrieben wird, kann das Magnetbauteil 700 als eine Quelle zur Erzeugung eines Magnetfelds hiervon verwendet werden. Da in diesem Fall das Magnetfeld mit Sicherheit erzeugt werden soll, kann der Aufbau kompakter gemacht werden, in dem das Magnetbauteil 700 als ein Magnet angeordnet wird.
  • Die Packung ist nicht auf die oben beschriebene Keramikpackung beschränkt. Die Ausgestaltung der Packung ist nicht auf die in der Zeichnung gezeigten voranstehenden Beispiele beschränkt.
  • Obgleich als Beispiel für eine Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß der vorliegenden Erfindung hier eine Winkelgeschwindigkeitssensorvorrichtung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Winkelgeschwindigkeitssensor beschränkt sondern auch bei anderen Sensoren, beispielsweise einem Beschleunigungssensor, einem Drucksensor, einem Temperatursensor, einem Feuchtigkeitssensor, einem optischen Sensor, einem Bildsensor oder dergleichen anwendbar.
  • Mit anderen Worten, in jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann das Sensorelement 200 auch ein Beschleunigungserfassungselement, ein Druckerfassungselement, ein Temperaturerfassungselement, ein Feuchtigkeitserfassungselement, ein optisches Erfassungselement oder ein Bilderfassungselement etc. sein.
  • Als Schaltkreiskarte oder Platine kommt jeder Schaltkreis in Frage, beispielsweise ein Schaltkreis unter Verwendung eines MOS-Transistors, eines bipolaren Transistor etc. oder ein Speicherschaltkreis oder dergleichen. Bei der Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe gemäß der vorliegenden Erfindung muss die Platine nicht vorhanden sein und das Sensorelement kann direkt an der Packung über ein Klebemittel als elastisches Bauteil angebracht werden.
  • In diesem Fall kann das Magnetbauteil geeignet zwischen dem Klebemittel und dem Sensorelement vorgesehen werden. Das elastische Bauteil ist nicht auf ein Klebemittel auf Kunststoffbasis gemäß obiger Beschreibung begrenzt. Das elastische Bauteil kann auch aus beispielsweise Gummi, einem Klebfilm geringer Elastizität etc. bestehen.
  • Es versteht sich für den Fachmann auf dem Gebiet, das eine Vielzahl von Änderungen gemacht werden kann, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie es durch die beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist,

Claims (9)

  1. Ein Sensorelement (200) zur Erfassung einer physikalischen Größe, aufweisend: eine Packung (100) an welcher das Sensorelement angeordnet ist; ein elastisches Bauteil (400) mit Elastiziät, welches zwischen dem Sensorelement und der Packung angeordnet ist, um das Sensorelement an der Packung zu halten, wobei das elastische Bauteil zu (i) einem ersten Raum, der das Sensorelement enthält und zu (ii) einem zweiten Raum gegenüber dem ersten Raum weist; und ein Magnetbauteil (700) aus einem ferromagnetischen Material, welches in dem ersten Raum enthalten ist.
  2. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach Anspruch 1, wobei das Magnetbauteil zwischen dem elastischen Bauteil und dem Sensorelement angeordnet ist.
  3. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach Anspruch 2, weiterhin mit einer Platine (300), die an der Packung über das elastische Bauteil angeordnet ist, wobei das Sensorelement in fester Beziehung zu der Platine auf dieser gestapelt ist und das Magnetbauteil zwischen dem elastischen Bauteil und der Platine angeordnet ist.
  4. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach Anspruch 2, weiterhin mit einer Platine (300), die an der Packung befestigt ist, wobei das Sensorelement auf die Schaltkreiskarte über das elastische Bauteil gestapelt ist und das Magnetbauteil zwischen dem elastischen Bauteil und dem Sensorelement angeordnet ist.
  5. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin mit einem zweiten Magnetbauteil (720) aus ferromagnetischem Material, welches in dem zweiten Raum bezüglich des elastischen Bauteils enthalten ist, wobei das Magnetbauteil welches bezüglich des elastischen Bauteils in dem ersten Raum enthalten ist, als erstes Magnetbauteil (710) bezeichenbar ist, wobei weiterhin das erste Magnetbauteil und das zweite Magnetbauteil einander gegenüber liegen und das elastische Bauteil zwischen dem ersten Magnetbauteil und dem zweiten Magnetbauteil angeordnet ist.
  6. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach Anspruch 5, weiterhin mit einem vorstehenden Abschnitt (730), der an wenigstens einem der einander gegenüberliegenden Abschnitte des ersten Magnetbauteils oder des zweiten Magnetbauteils angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass das elastische Bauteil zwischen dem ersten Magnetbauteil und dem zweiten Magnetbauteil eine bestimmte Dicke beibehält.
  7. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach Anspruch 5 oder 6, weiterhin mit einem vorstehenden Abschnitt (740) an einem Endabschnitt des ersten Magnetbauteils gegenüber der Packung, um zu erlauben, dass das elastische Bauteil zwischen dem ersten Magnetbauteil und dem zweiten Magnetbauteil eine bestimmte Dicke beibehält.
  8. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, weiterhin mit einem vorstehenden Abschnitt (740) an dem ersten Magnetbauteil gegenüber der Packung ohne störende Wechselwirkung durch das zweite Magnetbauteil, um dem elastischen Bauteil zwischen dem ersten Magnetbauteil und dem zweiten Magnetbauteil zu ermöglichen, eine bestimmte Dicke beizubehalten.
  9. Die Sensorvorrichtung für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das elastische Bauteil ein Klebemittel aus einem Kunststoff enthält.
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