DE102007044204A1

DE102007044204A1 - Sensor einer dynamischen Grösse

Info

Publication number: DE102007044204A1
Application number: DE102007044204A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kariya Katsumata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: DE102007044204B4; US7762134B2; CN101149389A; US20080066546A1; CN100567992C; JP2008076153A; JP5070778B2

Abstract

Ein Sensor (S1) einer dynamischen Größe weist eine Basis (200), einen Sensorchip (100), der aus einer rechtwinkligen Platte mit einem Eckabschnitt (101) hergestellt ist, und ein Lotkügelchen (400) auf. Der Sensorchip (100) weist eine Erfassungseinrichtung (3, 4) und eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) auf. Die Erfassungseinrichtung (3, 4) weist einen beweglichen Teil (3a, 4a) auf, der verschoben werden kann, wenn daran eine dynamische Größe angelegt wird, und sie erfasst die dynamische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung gemäß einer Verschiebung des beweglichen Teils (3a, 4a). Das Lotkügelchen (400) verbindet die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) des Sensorchips (100) und die Basis (200). Der Eckabschnitt (101) des Sensorchips (100) ist von der Basis (200) derart gelöst, dass die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) des Sensorchips (100) an einer Stelle an einem vorbestimmten Abstand von dem Eckabschnitt (101) des Sensorchips (100) angeordnet ist.

Description

Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf einen Sensor einer dynamischen Größe.
Die JP-A-2006-98168 oder die JP-A-2000-9471 offenbart einen Sensor einer dynamischen Größe, der einen Sensorchip aufweist, um eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Beschleunigung zu erfassen. Der Sensorchip ist aus einem Halbleiterchip hergestellt, der eine Erfassungseinrichtung aufweist, und die Erfassungseinrichtung hat einen beweglichen Teil und einen feststehenden Teil. Der bewegliche Teil wird verschoben, wenn eine dynamische Größe, beispielsweise eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Beschleunigung, daran angelegt wird. Der feststehende Teil liegt dem beweglichen Teil gegenüber, und die dynamische Größe kann dadurch berechnet werden, dass eine Kapazität zwischen dem beweglichen Teil und dem feststehenden Teil verändert wird. Typischerweise ist der Sensorchip an einem Schaltungschip, d. h. an einem Substrat, angebracht, und zwischen dem Schaltungschip und dem Sensorchip ist eine weiche Adhesionsschicht angeordnet, so dass eine Wärmebeanspruchung (eine Verzerrung) verringert werden kann.
Im Gegensatz dazu ist in der JP-A-2001-217280 ein Halbleiterchip, wie z. B. ein IC-Chip, an einem Schaltungschip dadurch angebracht, dass ein Befestigen mit Vorderseite nach unten verwendet wird, und der Halbleiterchip und der Schaltungschip sind durch ein Lotkügelchen bzw. einen Bump, das bzw. der beispielsweise aus Gold hergestellt ist, verbunden.
Unter Bezugnahme auf die oben erwähnten Dokumente ist hier der Sensorchip zum Erfassen der dynamischen Größe durch das Lotkügelchen an dem Substrat angebracht. Zu diesem Zeitpunkt sind ein Kontaktierungsfleck des Sensorchips und das Substrat durch das Lotkügelchen miteinander verbunden.
Der Sensorchip hat die Form einer rechtwinkligen Platte bzw. Platine, und die Erfassungseinrichtung des Sensorchips ist an einer ungefähr mittigen Position des Sensorchips angeordnet. An Ecken des Sensorchips sind jeweils mehrere Kontaktie rungsflecken des Sensorchips angeordnet. Das heißt die mehreren Kontaktierungsflecken sind außerhalb der Erfassungseinrichtung angeordnet. Wenn der Sensorchip durch das Lotkügelchen mit dem Substrat verbunden ist, sind daher die Ecken des Sensorchips durch das Lotkügelchen an dem Substrat befestigt.
Wenn das Substrat und der Sensorchip durch das Lotkügelchen verbunden sind, kann eine Belastung, die durch eine Wärmebeanspruchung oder durch das Sensorzusammenbauen erzeugt wird, hier direkt zu dem Sensorchip übertragen werden, weil das Lotkügelchen aus einem festen Material, wie z. B. Gold, hergestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt kann der Sensorchip verformt werden, wie es in den 7A, 7B und 7C dargestellt ist.
Darüber hinaus weist der Sensor einer dynamischen Größe typischerweise in dem einzelnen Sensorchip eine Vielzahl an Erfassungseinrichtungen auf. Wenn die Kapazität der Erfassungseinrichtung durch eine äußere Störung verändert wird, muss die Kapazitätsänderung, die durch die äußere Störung verursacht wird, dadurch beseitigt werden, das unter den vielen Erfassungseinrichtungen eine unterschiedliche Ausgabe der Kapazitäten berechnet wird, um eine Sollkapazitätsänderung bereit zu stellen.
Wie in den 7A und 7B dargestellt ist, kann hier die Kapazitätsänderung, die durch die äußere Störung erzeugt wird, unter Verwendung der unterschiedlichen Ausgabe beseitigt werden, wenn ein Sensorchip 100 in einer vorbestimmten Richtung, wie z. B. einer X-Achse oder einer Y-Achse, verformt wird. Wie in 7C dargestellt ist, kann dann, wenn der Sensorchip 100 verdreht verformt wird, die Kapazitätsänderung, die durch die äußere Störung verursacht wird, jedoch nicht beseitigt werden, so dass eine Sensoreigenschaft, wie z. B. die Temperatureigenschaft, des Sensors einer dynamischen Größe beeinflusst wird.
Es Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, einen Sensor einer dynamischen Größe bereit zu stellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmal der Ansprüche 1, 12 und 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Beispiel der gegenwärtigen Erfindung weist ein Sensor einer dynamischen Größe eine Basis, einen Sensorchip, der aus einer rechtwinkligen Platte hergestellt ist, die einen Eckabschnitt aufweist, und ein Lotkügelchen bzw. einen Bump auf. Der Sensorchip weist eine Erfassungseinrichtung und eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken auf. Die Erfassungseinrichtung hat einen beweglichen Teil, der verschoben werden kann, wenn an ihn eine dynamische Größe angelegt wird, und sie erfasst die dynamische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung gemäß einer Verschiebung des beweglichen Teils. Das Lotkügelchen verbindet die Vielzahl von Kontaktierungsflecken des Sensorchips und die Basis elektrisch und mechanisch. Der Eckabschnitt des Sensorchips wird von der Basis gelöst, so dass die Vielzahl von Kontaktierungsflecken des Sensorchips an einer Stelle in einem vorbestimmten Abstand von dem Eckabschnitt des Sensorchips angeordnet ist.
Demgemäß kann eine verdrehte Verformung des Sensorchips reduziert werden.
Gemäß einem zweiten Beispiel der gegenwärtigen Erfindung weist ein Sensor einer dynamischen Größe eine Basis, einen Sensorchip, der aus einer rechtwinkligen Platte hergestellt ist, die einen Eckabschnitt aufweist, und ein Lotkügelchen bzw. einen Bump auf. Der Sensorchip weist eine erste Erfassungseinrichtung und eine zweite Erfassungseinrichtung, die in Bezug auf eine erste Linie zum Teilen des Sensorchips in zwei gleiche Teile symmetrisch zueinander angeordnet sind, und eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken auf. Das Lotkügelchen verbindet die Basis und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken des Sensorchips elektrisch und mechanisch. Jede der ersten und zweiten Erfassungseinrichtungen hat einen beweglichen Teil, der angetrieben wird, um eine Antriebsschwingung in einer ersten Richtung ungefähr senkrecht zu der ersten Linie durchzuführen, und der erfasst wird, um eine Erfassungsschwankung auf Grund einer Corioliskraft durchzuführen, die in einer zweiten Richtung ungefähr parallel zu der ersten Linie erzeugt wird, wenn an den beweglichen Teil eine Winkelgeschwindigkeit angelegt wird, so dass die Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung zwischen dem beweglichen Teil und einem feststehenden Teil, das zu dem beweglichen Teil gegenüber liegt, berechnet wird. Die Vielzahl von Kontaktierungsflecken ist an der ersten Linie oder an einer zweiten Linie zum Teilen des Sensorchips in zwei gleiche Teile in der ersten Richtung angeordnet. Die Vielzahl von Kontaktierungsflecken, die an der zweiten Linie angeordnet ist, ist an dem feststehenden Teil angeordnet, um die Antriebsschwingung oder die Erfassungsschwingung zu erfassen. Der Eckabschnitt des Sensorchips ist von der Basis gelöst.
Somit kann eine verdrehte Verformung des Sensorchips verringert werden.
Gemäß einem dritten Beispiel der gegenwärtigen Erfindung weist ein Sensor einer dynamischen Größe eine Basis, einen Sensorchip, der aus einer rechtwinkligen Platte hergestellt ist, die einen Eckabschnitt aufweist, und ein Lotkügelchen bzw. einen Bump auf. Der Sensorchip weist eine Erfassungseinrichtung und eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken auf. Die Erfassungseinrichtung wird angetrieben, um eine Antriebsschwingung in einer ersten Richtung durchzuführen, und der erfasst wird, um eine Erfassungsschwingung auf Grund einer Corioliskraft durchzuführen, die in einer zweiten Richtung ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung erzeugt wird, wenn an die Erfassungseinrichtung eine Winkelgeschwindigkeit angelegt wird, so dass die Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung der Erfassungseinrichtung berechnet wird. Das Lotkügelchen verbindet die Basis und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken des Sensorchips elektrisch und mechanisch. Die Vielzahl von Kontaktierungsflecken des Sensorchips ist in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung derart angeordnet, dass sie sich an einer Stelle an einem bestimmten Abstand von dem Eckabschnitt des Sensorchips befindet.
Somit kann eine verdrehte Verformung des Sensorchips verringert werden.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde.
Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht, die einen Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung darstellt;
2 eine schematische Draufsicht, die einen Sensorchip des Winkelgeschwindigkeitssensors darstellt;
3 eine schematische vergrößerte Ansicht, die einen Kammzähnenteil des Sensorchips darstellt;
4 eine schematische Draufsicht, die einen Eckabschnitt des Sensorchips darstellt, in dem kein Kontaktierungsfleck angeordnet wird;
5 eine schematische Seitenansicht, die einen Erfassungseinrichtungsbereich des Sensorchips gemäß einer anderen Ausführungsform darstellt;
6 eine schematische Draufsicht, die eine andere Kontaktierungsfleckenanordnung des Sensorchips gemäß einer anderen Ausführungsform darstellt; und
7A, 7B und 7C Diagramme, die ein Verformungsbeispiel des Sensorchips darstellen.
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Winkelgeschwindigkeitssensor S1 (ein Sensor einer dynamischen Größe) einen Sensorchip 100, einen Schaltungschip 200 (eine Basis) und ein Gehäuse 300 auf. In dem Gehäuse 300 sind der Sensorchip 100 und der Schaltungschip 200 untergebracht. Der Schaltungschip 200 ist an dem Gehäuse 300 durch einen Klebstoff 500 befestigt. Der Sensorchip 100 ist auf dem Schaltungschip 200 durch ein Lotkügelchen bzw. einen Bump 400 angeordnet.
2 ist eine schematische Draufsicht, die eine Oberfläche eines Trägersubstrats 2 zeigt, welches den Sensorchip bildet. In 2 sind eine Richtung von links nach rechts als erste Richtung X und eine Richtung von oben nach unten als eine zweite Richtung Y festgelegt. Eine Richtung ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung X und zu der zweiten Richtung Y ist als Drehachse Z festgelegt, die eine Winkelgeschwindigkeit Ω aufweist.
Eine gestrichelte Linie L1 von 2 stellt eine imaginäre Linie dar, die in der ersten Richtung X eine Mittellinie des Sensorchips 100 ist, und eine gestrichelte Linie L2 von 2 stellt eine imaginäre Linie dar, die eine Mittellinie des Sensorchips 100 in der zweiten Richtung Y ist. Ein Schnittpunkt der Linien L1, L2 ist ein ungefähr mittiger Punkt des Sensorchips 100. In 2 sind ein Träger 34, 35 und ein Kammzähnenteil K, das im Folgenden beschrieben wird, als fette (dicke) Linie gezeigt.
Der Sensorchip 100 weist als das Trägersubstrat 2 ein Halbleitersubstrat auf. Der Sensorchip 100 wird als ein Mikrogyrosensor dadurch hergestellt, dass in Bezug auf das Halbleitersubstrat eine Mikrobearbeitungstechnologie durchgeführt wird. Der Mikrogyrosensor ist ein kapazitiver Sensor und wird elektrostatisch angetrieben.
Wie in 2 dargestellt ist, weist der Sensorchip 100 zwei Erfassungseinrichtungen 3, 4 an dem Trägersubstrat 2 auf, das aus einem Halbleiter hergestellt ist. Die Erfassungseinrichtung 3 ist in Bezug auf die Linie L1 auf einer linken Seite angeordnet, und die Erfassungseinrichtung 4 ist in Bezug auf die Linie L1 auf einer rechten Seite angeordnet. Die Erfassungseinrichtungen 3, 4 sind in Bezug auf die Linie L1 zueinander ungefähr achsensymmetrisch.
Anschließend wird ein Aufbau der Erfassungseinrichtung 3 beschrieben. Die Erfassungseinrichtung 4 weist einen Aufbau auf, der ungefähr dem der Erfassungseinrichtung 3 entspricht, so dass eine Beschreibung der Erfassungseinrichtung 4 weggelassen wird. Die Erfassungseinrichtung 3, 4 hat in Bezug auf eine Linie, welche durch einen ungefähr mittigen Punkt zwischen Kontaktierungsflecken 50 hindurch geht und zu der Linie L2 parallel ist, eine ungefähr symmetrische Gestalt.
Die Erfassungseinrichtung 3 weist eine feststehende Elektrode 30 und eine bewegliche Elektrode 31, die zum Durchführen einer Antriebsschwingung verwendet werden, eine feststehende Elektrode 32 und eine bewegliche Elektrode 33, die zum Durchführen einer Erfassungsschwingung verwendet werden, einen Erfassungsträger 34, einen Antriebsträger 35, eine feststehende Elektrode 36 und eine bewegliche Elektrode 37, die zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit verwendet werden, und einen Rahmen bzw. Frame 38 auf. Der Rahmen 38 ist außerhalb der Elektroden 30, 31, 32, 33, 36, 37 und der Träger 34, 35 angeordnet.
Die feststehenden Elektroden 30, 32, 36 und der Rahmen 38 sind an dem Trägersubstrat 2 als ein feststehender Teil 3b angebracht. Die beweglichen Elektroden 31, 33, 37 und die Träger 34, 35 sind in einer Richtung parallel zu einer Fläche des Trägersubstrats 2 als ein beweglicher Teil 3a verschiebbar. Das heißt der bewegliche Teil 3a ist in der ersten Richtung X und in der zweiten Richtung Y verschiebbar.
Das Trägersubstrat 2 ist aus einer Silizium-auf-Isolator-(SOI-)Platte hergestellt, in der ein Oxidfilm zwischen zwei Siliziumhalbleiterschichten angeordnet ist. Die Elektroden 30, 31, 32, 33, 36, 37, die Träger 34, 35 und der Rahmen 38 sind in einer der Siliziumhalbleiterschichten beispielsweise durch Ätzen ausgeformt.
Der bewegliche Teil 3a ist in Bezug auf das Trägersubstrat 2 beweglich (getrennt) angeordnet, weil der Oxidfilm unter dem beweglichen Teil 3a durch Ätzen als Opferschicht entfernt ist. Der feststehende Teil 3b ist an dem Oxidfilm des Trägersubstrats 2 befestigt. Wie in 2 gezeigt ist, ist ferner der feststehende Teil 3b von dem beweglichen Teil 3a wie ein Flächenanordnungsmuster umgeben.
Die feststehende Elektrode 30 ist an einer ungefähr mittigen Position der Erfassungseinrichtung 3 angeordnet und weist sechs Stege auf, die sich in der zweiten Richtung Y auf jeder Seite der Linie L2 erstrecken.
Ferner ist der Kontaktierungsfleck 50, der dafür verwendet wird, um zum Schwingen angetrieben zu werden, beispielsweise aus Aluminium hergestellt, und an der feststehenden Elektrode 30 angeordnet. Durch den Kontaktierungsfleck 50 wird an die feststehende Elektrode 30 eine Antriebsspannung angelegt.
Die bewegliche Elektrode 31 ist derart angeordnet, dass sie zu dem Balken der feststehenden Elektrode 30 gegenüber liegt. Hier ist der Kammzähnenteil K an einem gegenüberliegenden Teil der Elektroden 30, 31 angeordnet. Der Kammzähnenteil K erstreckt sich von den gegenüberliegenden Flächen der Elektroden 30, 31 zueinander.
Wie in 3 dargestellt ist, liegen der Kammzähnenteil K der feststehenden Elektrode 30 und der Kammzähnenteil K der beweglichen Elektrode 31 einander ge genüber. Obwohl der gegenüberliegende Kammzähnenteil K in 2 einzeln dargestellt ist, ist in Wirklichkeit eine Vielzahl an gegenüberliegenden Kammzähnenteilen K zwischen den Elektroden 30, 31 angeordnet. Seitenflächen der Kammzähneteile K sind derart angeordnet, dass sie miteinander in Eingriff stehen. Die gegenüberliegenden Kammzähneteile K bilden einen Kondensator mit einer Kapazität dazwischen.
Obwohl der gegenüberliegende Kammzähneteile K in 2 zwischen den Elektroden 32, 33 oder zwischen den Elektroden 36, 37 einzeln dargestellt ist, ist ähnlich zu 3 in der Realität eine Vielzahl von gegenüberliegenden Kammzähnenteilen K zwischen den Elektroden 32, 33 oder zwischen den Elektroden 36, 37 angeordnet, und die gegenüberliegenden Kammzähneteile K bilden einen Kondensator mit einer Kapazität dazwischen.
Darüber hinaus ist die bewegliche Elektrode 31 in die bewegliche Elektrode 33 integriert, und die integrierten Elektroden 31, 33 sind, wie der bewegliche Teil 3a, durch den Antriebsträger 35 in die bewegliche Elektrode 37 integriert. Die integrierten Elektroden 31, 33, 37 sind durch den Erfassungsträger 34 mit dem Rahmen 38 verbunden.
Wie in 2 gezeigt ist, ist hier ein Kontaktierungsfleck 51 des beweglichen Teils 3a beispielsweise aus Aluminium hergestellt und an dem Rahmen 38 an einer ungefähr mittigen Position des Sensorchips 100 angeordnet. Der bewegliche Teil 3a ist mit dem Kontaktierungsfleck 51 elektrisch verbunden, und durch den Kontaktierungsfleck 51 wird an dem beweglichen Teil 3a eine vorbestimmte Spannung angelegt.
Zwei der feststehenden Elektroden 32 sind außerhalb der Elektroden 30, 31 angeordnet. An der feststehenden Elektrode 32 ist ein Kontaktierungsfleck 52 angeordnet, der verwendet wird, um zu erfassen, dass der bewegliche Teil 3a schwingt, so dass durch den Kontaktierungsfleck 52 ein elektrisches Potential der feststehenden Elektrode 32 erfasst wird.
Die bewegliche Elektrode 33 ist an beiden Seiten (links und rechts) der beweglichen Elektrode 31 angeordnet. Jede der beweglichen Elektroden 33 liegt zu der fest stehenden Elektrode 32 gegenüber. Der gegenüberliegende Teil der Elektroden 32, 33 weist ähnlich wie in 3 die Kammzähneteile K auf.
Die beweglichen Elektroden 33, 31 sind miteinander kombiniert. Die bewegliche Elektrode 37 ist außerhalb der beweglichen Elektroden 31, 33 angeordnet und durch den Antriebsträger 35 mit den beweglichen Elektroden 31, 33 verbunden. Aufgrund des Antriebsträgers 35 sind hier die beweglichen Elektroden 31, 33 in der ersten Richtung X verschiebbar.
Die bewegliche Elektrode 37 hat eine Rahmengestalt. Die beweglichen Elektroden 31, 33 und die Träger 34, 35 sind von der beweglichen Elektrode 37 umgeben. Der Rahmen 38 ist außerhalb der beweglichen Elektrode 37 angeordnet, und die bewegliche Elektrode 37 ist durch den Erfassungsträger 34 mit dem Rahmen 38 verbunden. Der Erfassungsträger 34 ist in Bezug auf das Trägersubstrat 2 ein Kragbalkenträger, weil der Erfassungsträger 34 von dem Trägersubstrat 2 durch die feststehende Elektrode 36 gehalten wird. Dadurch wird jede Elektrode oder jeder Träger des beweglichen Teils 3a von dem Trägersubstrat 2 durch den Erfassungsträger 34 gehalten. Aufgrund des Erfassungsträgers 34 ist der gesamte bewegliche Teil 3a in der zweiten Richtung Y verschiebbar.
Darüber hinaus liegt die feststehende Elektrode 36 der beweglichen Elektrode 37 gegenüber, und der gegenüberliegende Teil der Elektroden 36, 37 weist die Kammzähneteile K ähnlich der 3 auf. Die feststehende Elektrode 36 ist ein Teil des Rahmens 38 und in Bezug auf die Erfassungseinrichtung 3 auf einer linken und auf einer rechten Seite angeordnet.
Ein Kontaktierungsfleck 53, der zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit verwendet wird, ist beispielsweise aus Aluminium hergestellt und an dem Rahmen 38 angeordnet. Die feststehende Elektrode 36 ist mit dem Kontaktierungsfleck 53 elektrisch verbunden, so dass durch den Kontaktierungsfleck 53 ein elektrisches Potential der feststehenden Elektrode 36 gemessen wird.
Die Erfassungseinrichtung 4 weist einen im Wesentlichen gleichen Aufbau wie die Erfassungseinrichtung 3 auf. Die Elektroden 30, 31, 32, 33, 36, 37 der Erfas sungseinrichtung 3 entsprechen den Elektroden 40, 41, 42, 43, 46 bzw. 47 der Erfassungseinrichtung 4. Die Träger 34, 35 der Erfassungseinrichtung 3 entsprechen den Trägern 44 bzw. 45 der Erfassungseinrichtung 4. Der Rahmen 38 der Erfassungseinrichtung 3 entspricht einem Rahmen 48 der Erfassungseinrichtung 4.
Die feststehenden Elektroden 40, 42, 46 und der Rahmen 48 bilden einen feststehenden Teil 4b, der an dem Trägersubstrat 2 befestigt ist. Die beweglichen Elektroden 41, 43, 47 und die Träger 44, 45 bilden einen beweglichen Teil 4a, der in der ersten Richtung X und in der zweiten Richtung Y verschiebbar ist.
Die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53 sind an der Erfassungseinrichtung 4 ähnlich wie an der Erfassungseinrichtung 3 angeordnet. In 2 sind zwei der Kontaktierungsflecken 51 gezeigt. Einer der Kontaktierungsflecken 51 wird für die Erfassungseinrichtung 3 verwendet und der andere der Kontaktierungsflecken 51 wird für die Erfassungseinrichtung 4 verwendet.
An dem Sensorchip 100 ist zusätzlich zu den Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53 hier ein Blindkontaktierungsfleck 54 angeordnet. Der Blindkontaktierungsfleck 54 ist beispielsweise aus Aluminium hergestellt und hat keinerlei elektrische Verwendung. Der Blindkontaktierungsfleck 54 ist zusammen mit dem Kontaktierungsfleck 51 auf der Linie L1 des Sensorchips 100 angeordnet.
Die Erfassungseinrichtungen 3, 4 und die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 sind an der gleichen Fläche des Sensorchips 100 angeordnet. Wie in 2 dargestellt ist, sind die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 in einer charakteristischen Anordnung vorgesehen, d. h. in einer Querform, die als ihren Schnittpunkt einen ungefähr mittigen Punkt des Sensorchips 100 hat. Hier weist der Sensorchip 100 eine rechtwinklige Form auf, die mit vier Seiten hergestellt ist, und die querförmige Anordnung erstreckt sich von dem Schnittpunkt zu jedem ungefähr mittigen Punkt der vier Seiten.
Ferner weist der Sensorchip 100 die zwei Erfassungseinrichtungen 3, 4 auf, die zueinander in Bezug auf die Linie L1 symmetrisch sind. Die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 sind entlang der Linie L1 oder entlang der Linie L2 angeordnet, die in etwa senkrecht zueinander stehen. Insbesondere sind der Kontaktierungsfleck 51 und ein Teil der Kontaktierungsflecken 53 an einer ungefähr mittigen Position des Sensorchips 100 angeordnet.
Ferner sind der Kontaktierungsfleck 50 und der Kontaktierungsfleck 52 in einem Erfassungseinrichtungsbereich des Sensorchips 100 angeordnet, in welchem die Erfassungseinrichtung 3, 4 angeordnet ist. Darüber hinaus sind der Kontaktierungsfleck 50 und der Kontaktierungsfleck 52 in einem Bereich eines feststehenden Teils des Sensorchips 100 angeordnet, in welchem der feststehende Teil 3b, 4b angeordnet ist.
Außerdem sind die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 entlang der Linie L1 oder entlang der Linie L2 angeordnet, die den Sensorchip 100 imaginär in zwei gleiche Teile teilt. Daher sind die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 entlang der ersten Richtung X oder entlang der zweiten Richtung Y angeordnet. Im herkömmlichen Stand der Technik ist der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 angrenzend an eine Ecke 101 des Sensorchips 100, der die rechtwinklige Gestalt aufweist, angeordnet (siehe 4). In dieser Ausführungsform ist der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 jedoch nicht angrenzend an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angeordnet. Das heißt der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 befindet sich an einer Stelle in einem vorbestimmten Abstand von der Ecke 101. Der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 ist nicht in einem gestrichelten Bereich von 4 angeordnet, der an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angrenzt.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der gestrichelte Bereich ein Rechteck, dessen lange Seite eine Länge von 0,25A und dessen kurze Seite eine Länge von 0,25B hat, wenn eine lange Seite des Sensorchips 100 so definiert ist, dass sie ein Länge A hat, und wenn eine kurze Seite des Sensorchips 100 so definiert ist, dass sie eine Länge B hat. Eine der Ecken des gestrichelten Bereichs entspricht der Ecke 101 des Sensorchips 100.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Kontaktierungsfleck 53 mit dem Lotkügelchen 400 verbunden, das beispielsweise aus Gold hergestellt ist. In dieser Ausführungsform ist der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 mit dem Lotkügelchen 400 ver bunden, und die Erfassungseinrichtung 3, 4 ist in dem Sensorchip 100 so angeordnet, dass sie zu dem Schaltungschip 200 gegenüber liegt.
Das Lotkügelchen 400 ist mit einem Kontaktierungsfleck 210 des Schaltungschips 200 verbunden. Das Lotkügelchen 400 kann aus einem herkömmlich bekannten Material hergestellt sein und durch ein bekanntes Verfahren erzeugt werden. Der Sensorchip 100 und der Schaltungschip 200 können miteinander durch das Lotkügelchen 400 durch jedes bekannte Verfahren verbunden sein. Somit sind der Sensorchip 100 und der Schaltungschip 200 durch das Lotkügelchen 400 miteinander elektrisch und mechanisch verbunden.
Weil die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 die Anordnungsform haben, die in 2 gezeigt ist, ist kein Kontaktierungsfleck angrenzend an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angeordnet (siehe 4). Daher ist die Ecke 101 des Sensorchips 100 nicht an dem Schaltungschip 200 befestigt. Das heißt die Ecke 101 des Sensorchips 100 ist von dem Schaltungschip 200 und dem Lotkügelchen 400 gelöst.
Weil die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 in der Querform angeordnet sind und weil das Lotkügelchen 400 mit dem Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 verbunden ist, weist eine Anordnung des Lotkügelchens 400 ungefähr die gleiche Querform auf, die den ungefähr mittigen Punkt des Sensorchips 100 beinhaltet. Der Sensorchip 100 und der Schaltungschip 200 können durch das Lotkügelchen 400 miteinander verbunden sein.
Hier kann der Schaltungschip 200 beispielsweise aus einem Siliziumsubstrat hergestellt sein, das einen MOS-Transistor oder einen Bipolartransistor hat, der unter Verwendung eines bekannte Halbleiterprozesses ausgeformt ist. In diesem Fall kann der Schaltungschip 200 dem Sensorchip 100 Elektrizität liefern. Ferner kann der Schaltungschip 200 ein elektrisches Signal verarbeiten, das von dem Sensorchip 100 ausgegeben wurde, und er kann das verarbeitete Signal nach außen hin abgeben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Schaltungschip 200 durch den Klebstoff 500 an dem Gehäuse 300 befestigt. Hier kann der Klebstoff 500 beispielsweise aus einem Siliziumharz, aus einem Epoxidharz oder aus einem Polyimidharz hergestellt sein.
In diesem Fall weist das Gehäuse 300 darin oder daran eine Verkabelung 310 auf. Der Schaltungschip 200 und die Verkabelung 310 des Gehäuses 300 sind miteinander durch eine Verbindungsverdrahtung 600 elektrisch verbunden, die beispielsweise aus Gold oder Aluminium hergestellt ist. Ein von dem Schaltungschip 200 ausgegebenes Signal wird durch die Verbindungsverdrahtung 600 zu dem Gehäuse 300 übertragen, und das übertragene Signal wird von der Verkabelung 310 des Gehäuses 300 nach außen hin gesendet.
Das Gehäuse 300 kann aus einem Schichtsubstrat hergestellt sein, in welchem mehrere Keramik-(Aluminiumoxid-)Schichten überlagert sind. In diesem Fall ist die Verkabelung 310 zwischen den Schichten des Schichtsubstrats angeordnet, und die Verkabelungen 310 sind aufgrund einer Durchgangsöffnung, die zwischen den Schichten des Schichtsubstrats vorgesehen ist, untereinander leitfähig.
Wie in 1 gezeigt ist weist das Gehäuse 300 eine Öffnung auf, und an der Öffnung des Gehäuses 300 ist ein Deckel 320 angebracht. Der Deckel 320 kann aus einem beliebigen Material hergestellt sein, beispielsweise aus Metall, Harz oder Keramik. Der Deckel 320 kann mit dem Gehäuse 300 beispielsweise durch einen Klebstoff oder durch Hartlöten verbunden sein. Aufgrund des Deckels 320 ist ein Innenraum des Gehäuses 300 luftdicht abgedichtet.
Anschließend wird ein Verfahren zum Aktivieren des Winkelgeschwindigkeitssensors S1 beschrieben. Der Schaltungschip 200 legt an den Sensorchip 100 durch die Kontaktierungsflecken 50, 51 eine vorgegebene Antriebsspannung an, um den beweglichen Teil 3a, 4a anzutreiben.
Wenn die Antriebsspannung an die Kontaktierungsflecken 50, 51 angelegt wird, wird zwischen der feststehenden Elektrode 30, 40 und der beweglichen Elektrode 31, 41 ein Kondensator ausgeformt, und der Kondensator erzeugt gemäß einer periodischen Schwankung einer alternierenden Komponente der Antriebsspannung eine elektrostatische Anziehungskraft. Dadurch schwingen aufgrund des Antriebsträgers 35, 45 die bewegliche Elektrode 31, 41 und die bewegliche Elektrode 33, 43 einstückig und periodisch in der ersten Richtung X.
Wenn die alternierende Komponente der Antriebsspannung zwischen den Erfassungseinrichtungen 3, 4 zueinander gegensinnig gemacht wird, schwingen die bewegliche Elektrode 31, 33 der Erfassungseinrichtung 3 und die bewegliche Elektrode 41, 43 der Erfassungseinrichtung 4 in einer Richtung entgegengesetzt zueinander.
Zu diesem Zeitpunkt wird gemäß der periodischen Schwingung ein Überlappungsbetrag der Kammzähneteile K zwischen der feststehenden Elektrode 32, 42 und der beweglichen Elektrode 33, 43 verändert. Dadurch wird eine Kapazität des Kondensators, der zwischen der feststehenden Elektrode 32, 42 und der beweglichen Elektrode 33, 43 ausgeformt ist, verändert.
Die Änderung der Kapazität wird durch das elektrische Potential des Kontaktflecks 52, der mit der feststehenden Elektrode 32, 42 verbunden ist, erfasst. Dadurch kann ein Betrag der periodischen Schwingung angezeigt werden. Um den Betrag der periodischen Schwingung als vorgegebenen Wert festzulegen wird daher in Bezug auf die Antriebsspannung gemäß dem Betrag der periodischen Schwingung eine Rückkopplungsregelung durchgeführt.
In diesem Zustand wird eine Corioliskraft erzeugt, wenn um die Drehachse Z von 2 eine Winkelgeschwindigkeit Ω eingegeben wird. Aufgrund einer Verformung des Erfassungsträgers 34, 44 schwingt die bewegliche Elektrode 37, 47 des beweglichen Teils 3a, 4a in der zweiten Richtung Y, um die Winkelgeschwindigkeit Ω zu erfassen.
Dadurch wird ein Spalt (ein Kondensator) der Kammzähneteile K zwischen der beweglichen Elektrode 37, 47 des beweglichen Teils 3a, 4a und der feststehenden Elektrode 36, 46 des feststehenden Teils 3b, 4b so verändert, dass eine Kapazität des Spalts (des Kondensators) verändert wird.
Weil das elektrische Potential der feststehenden Elektrode 36, 46 gemäß der Kapazitätsänderung verändert wird, kann die Winkelgeschwindigkeit Ω erfasst wer den, wenn das elektrische Potential der feststehenden Elektrode 36, 46 durch den Schaltungschip 200 erfasst wird. Eine Ausgabedifferenz des elektrischen Potentials der feststehenden Elektroden 36, 46 wird hier zwischen den Erfassungseinrichtungen 3, 4 berechnet.
Gemäß dieser Ausführungsform weist der Sensorchip 100 die Erfassungseinrichtungen 3, 4 und die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 auf der gleichen Seite auf. Die Erfassungseinrichtung 3, 4 weist den beweglichen Teil 3a, 4a auf, der verschoben wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit daran angelegt wird. Die Winkelgeschwindigkeit wird auf der Grundlage der Kapazitätsänderung zwischen dem beweglichen Teil 3a, 4a und dem feststehenden Teil 3b, 4b, der dem beweglichen Teil 3a, 4a gegenüber liegt, erfasst.
Ferner sind die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52 ,53, 54 des Sensorchips 100 und des Schaltungschips 200 durch das Lotkügelchen 400 miteinander elektrisch und mechanisch verbunden. Weil die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 nicht angrenzend an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angeordnet sind, ist die Ecke 101 des Sensorchips 100 von dem Schaltungschip 200 gelöst.
Die verdrehte Verformung des Sensorchips 100, die in 7C dargestellt ist, wird erzeugt, wenn die Ecke 101 des Sensorchips 100 an dem Schaltungschip 200 befestigt ist. In dieser Ausführungsform kann jedoch die verdrehte Verformung des Sensorchips 100 eingeschränkt werden, weil die Ecke 101 des Sensorchips 100 nicht an dem Schaltungschip 200 befestigt ist, d. h. die Ecke 101 des Sensorchips 100 ist von dem Schaltungschip 200 gelöst.
Insbesondere wird die verdrehte Verformung des Sensorchips 100 dann verursacht, wenn eine verdrehte Verformung des Schaltungschips 200 durch das Lotkügelchen 400 zu dem Sensorchip 100 übertragen wird. Das heißt der Sensorchip 100 weist einen Stützpunkt auf, an dem der Sensorchip 100 an dem Schaltungschip 200 durch das Lotkügelchen 400 befestigt ist, und der Sensorchip 100 wird an dem Stützpunkt verdreht verformt.
Wenn in Bezug auf den Mittelpunkt des Sensorchips 100, d. h. in Bezug auf den Schnittpunkt der Linien L1, L2, zwei Lotkügelchen 400 symmetrisch angeordnet sind, ist ein Betrag der verdrehten Verformung des Sensorchips 100 zu einem Abstand zwischen den zwei Lotkügelchen 400 proportional. Die verdrehte Verformung des Sensorchips 100 wird in einer Richtung ungefähr senkrecht zu einer Linie, welche die zwei Lotkügelchen 400 verbindet, erzeugt.
Auf der Grundlage dieser Verhältnisse kann dann, wenn die Ecke 101 des Sensorchips 100 von dem Schaltungschip 200 gelöst ist, eingeschränkt werden, dass die in 7C gezeigte verdrehte Verformung erzeugt wird. Ferner kann der Betrag der verdrehten Verformung verringert werden, wenn im Vergleich zu einem Fall, in dem das äußerste Lotkügelchen 400 des Sensorchips 100 angrenzend an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angeordnet ist, das äußerste Lotkügelchen des Sensorchips 100 angrenzend an den Mittelpunkt des Sensorchips 100 angeordnet ist.
Darüber hinaus sind in dieser Ausführungsform ein Teil der Kontaktierungsflecken 53, die zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit verwendet werden, und der Kontaktierungsfleck 51, der für den beweglichen Teil 3a verwendet wird, an der ungefähr mittigen Position des Sensorchips 100 angeordnet. Dadurch ist die ungefähr mittige Position des Sensorchips 100 mit dem Schaltungschip 200 durch das Lotkügelchen 400 verbunden. Somit kann die Festigkeit zum Tragen bzw. Halten des Sensorchips 100 erhöht werden.
Ferner sind der Kontaktierungsfleck 50, der dafür verwendet wird, den beweglichen Teil 3a zum Schwingen anzutreiben, und der Kontaktierungsfleck 52, der dafür verwendet wird, um das Schwingen des beweglichen Teils 3a zu erfassen, in dem Erfassungseinrichtungsbereich des Sensorchips 100 angeordnet, in dem die Erfassungseinrichtung 3, 4 angeordnet ist. Insbesondere sind die Kontaktierungsflecken 50, 52 in dem Bereich eines feststehenden Teils des Sensorchips 100 angeordnet, in welchem der feststehende Teil 3b, 4b angeordnet ist.
Der bewegliche Teil 3a, 4a ist ungefähr rahmenförmig, und der feststehende Teil 3b, 4b ist an einem Innenumfang der Rahmenform angeordnet. In diesem Fall muss herkömmlicherweise ein Teil der Rahmenform derart aufgeschnitten sein, dass eine Verkabelung des feststehenden Teils 3b, 4b angeordnet wird, oder es ist ein Mehrschichtverkabelungsaufbau notwendig, in dem eine Verdrahtungsschicht ferner an einem unteren Teil des Trägersubstrats 2 angeordnet ist. Somit ist der Verdrahtungsaufbau komplex geworden.
In dieser Ausführungsform sind jedoch die Kontaktierungsflecken 50, 52 an dem feststehenden Teil 3b, 4b angeordnet, der sich an dem Innenumfang des beweglichen Teils 3a, 4a befindet. Dadurch ist das Schneiden der Rahmenform oder der Mehrschichtverkabelungsaufbau nicht notwendig. Ferner kann der Kontaktierungsfleck 50, 52 mit dem Schaltungschip 200 an dem kürzesten Abstand verbunden sein. Somit kann der Verkabelungsaufbau einfach sein.
Darüber hinaus sind die Kontaktierungsflecken 50, 52, die in dem Bereich eines feststehenden Teils des Sensorchips 100 angeordnet sind, auf der Linie L2, das heißt in der ersten Richtung X, angeordnet. Das heißt die Kontaktierungsflecken 50, 52 sind in einer Schwingungsrichtung angeordnet, in welcher die bewegliche Elektrode 31, 33 zum Schwingen angetrieben wird.
Wenn sich der Kontaktierungsfleck 50, 52, der in dem Bereich eines feststehenden Teils des Sensorchips 100 angeordnet ist, außerhalb der Anordnung befindet, wird die verdrehte Verformung des Sensorchips 100 leicht erzeugt. In dieser Ausführungsform sind jedoch die Kontaktierungsflecken 50, 52 in der Schwingungsrichtung angeordnet, so dass die verdrehte Verformung des Sensorchips 100 eingeschränkt werden kann.
Ferner sind der Kontaktierungsfleck 51, der für den beweglichen Teil 3a verwendet wird, und der Blindkontaktierungsfleck 54 auf der Linie L1, das heißt in der zweiten Richtung Y, angeordnet. Das heißt die Kontaktierungsflecken 51, 54 sind in einer Richtung angeordnet, in der die bewegliche Elektrode 37 schwingt.
Ferner sind die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 in der Querform angeordnet, die in 2 gezeigt ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das Lotkügelchen 400 die Festigkeit zum Tragen des Sensorchips 100 aufweist. Ebenfalls kann eine Neigung des Sensorchips 100 in Bezug auf den Schaltungschip 200 eingeschränkt werden, so dass der Sensorchip 100 in einem horizontalen Zustand gehalten werden kann.
Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform der Blindkontaktierungsfleck 54 zusätzlich zu den Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, welche die elektrische Nutzung haben, verwendet. Wenn die in 2 gezeigte Querform nur durch die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53 hergestellt wird, kann die Anzahl von Kontaktierungsflecken unzureichend sein, um die Querform herzustellen. In dieser Ausführungsform wird jedoch der Blindkontaktierungsfleck 54 verwendet, um die Anzahl der Kontaktierungsflecken sicherzustellen, die zur Herstellung der Querform notwendig ist. Somit kann die Festigkeit zum Halten des Sensorchips 100 verbessert werden, und die Neigung des Sensorchips 100 kann eingeschränkt werden.
Der Blindkontaktierungsfleck 54 ist nicht zu dem Sensorchip 100 oder dem Schaltungschip 200 leitend. Der Blindkontaktierungsfleck 54 kann jedoch mit dem Sensorchip 100 oder mit dem Schaltungschip 200 mechanisch verbunden sein, oder er kann so verwendet werden, dass er ein festes elektrisches Potential, wie zum Beispiel ein GND, aufweist.
(Andere Ausführungsformen)
Der Erfassungseinrichtungsbereich oder der Bereich des feststehenden Teils des Sensorchips 100 stellt einen gestrichelten Bereich dar, der in 5 gezeigt ist. Der gestrichelte Bereich wird durch eine erste Fläche des Sensorchips 100, an welcher die Erfassungseinrichtung 3, 4 angeordnet ist, und durch eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegenden Fläche des Sensorchips 100 hergestellt. Das heißt der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 kann an der zweiten Fläche des Sensorchips 100 angeordnet sein, wenn die Erfassungseinrichtung 3, 4 an der ersten Fläche des Sensorchips 100 angeordnet ist, wie es in 5 gezeigt ist. Obwohl in 5 nur der Kontaktierungsfleck 50 gezeigt ist, kann der Kontaktierungsfleck 51, 52, 53, 54 an der zweiten Fläche des Sensorchips 100 angeordnet sein.
Ferner sind in diesem Fall der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 und die Erfassungseinrichtung 3, 4 durch eine (nicht dargestellte) Elektrode des Durch gangstyps verbunden, die in dem Sensorchip 100 angeordnet ist, weil der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 und die Erfassungseinrichtung 3, 4 an unterschiedlichen Flächen des Sensorchips 100 angeordnet sind.
Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Sensorchip 100 mit dem Schaltungschip 200 derart verbunden, dass die erste Fläche des Sensorchips 100, welche die Erfassungseinrichtung 3, 4 aufweist, dem Schaltungschip 200 gegenüberliegt. Das heißt der Sensorchip 100 ist mit dem Schaltungschip 200 in dem Vorderseite-Nach-Unten-Zustand verbunden. Wenn jedoch der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 und die Erfassungseinrichtung 3, 4 an unterschiedlichen Flächen des Sensorchips 100 angeordnet sind, ist der Sensorchip 100 mit dem Schaltungschip 200 derart verbunden, dass die zweite Fläche des Sensorchips 100, welche den Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 aufweist, dem Schaltungschip 200 gegenüberliegt.
Weil ferner eingeschränkt wird, dass der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 angrenzend an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angeordnet ist, sind die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 in der obigen Ausführungsform in der Querform angeordnet. Die Anordnung der Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 kann jedoch jede Anordnung sein, ohne dass der Schutzumfang der gegenwärtigen Offenbarung verlassen wird. Beispielsweise können alle Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 an einem ungefähr mittigen Teil des Sensorchips 100 angeordnet sein. In diesem Fall kann im Vergleich zu einem Fall, wo die Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 in der Querform angeordnet sind, der Sensorchip 100 in Bezug auf den Schaltungschip 200 leicht geneigt sein.
Ferner darf der Kontaktierungsfleck 51, 53 nicht an der ungefähr mittigen Position des Sensorchips 100 angeordnet sein. Nur einer der Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 darf an der ungefähr mittigen Position des Sensorchips 100 angeordnet sein. Wie in 6 gezeigt ist, darf ferner nicht ein beliebiger Kontaktierungsfleck an der ungefähr mittigen Position des Sensorchips 100 angeordnet sein, wenn der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53, 54 nicht angrenzend an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angeordnet ist.
Wie in 6 gezeigt ist, weist der Sensorchip 100 eine rechteckige Platinenform bzw. Plattenform auf, die mit vier Seiten hergestellt ist, und der Kontaktierungsfleck 50, 51, 52, 53 ist angrenzend an jede Mittelposition der Seiten des Sensorchips 100 angeordnet. Es ist kein Kontaktierungsfleck angrenzend an die Ecke 101 des Sensorchips 100 angeordnet. Dadurch kann ähnlich wie bei der obigen Ausführungsform die verdrehte Verformung des Sensorchips 100 eingeschränkt werden.
Ferner sind die Kontaktierungsflecken 50, 52 in dem Bereich eines feststehenden Teils oder in dem Erfassungseinrichtungsbereich des Sensorchips 100 angeordnet. Es darf jedoch nur einer der Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 in dem Bereich eines feststehenden Teils oder in dem Erfassungseinrichtungsbereich des Sensorchips 100 basierend auf der Herstellung der Erfassungseinrichtung 3, 4 angeordnet sein.
Außerdem ist ein Aufbau des beweglichen Teils 3a, 4a oder feststehenden Teils 3b, 4b der Erfassungseinrichtung 3, 4 nicht auf die obige Ausführungsform begrenzt. Der Aufbau des beweglichen Teils 3, 4a oder des feststehenden Teils 3b, 4b der Erfassungseinrichtung 3, 4 kann jeder Aufbau sein, ohne dass der Schutzumfang der gegenwärtigen Offenbarung verlassen wird.
Beispielsweise während die Anordnung der Erfassungseinrichtung 3, 4 so gehalten wird, dass sie der von 2 ähnlich ist, darf eine Ausgestaltung der Elektrode oder des Trägers der Erfassungseinrichtung 3, 4 geändert werden. Dadurch kann die erste Richtung X in 2 so festgelegt sein, dass sie die Erfassungsrichtung zum Erfassen einer Schwingung ist, und die zweite Richtung Y in 2 kann so festgelegt sein, dass sie die Antriebsrichtung ist, in der der bewegliche Teil 3a zum Schwingen angetrieben wird.
In diesem Fall sind im Unterschied zu der obigen Ausführungsform die Kontaktierungsflecken 50, 52 in der Erfassungsrichtung angeordnet. Es kann jedoch in diesem Fall ungefähr der gleiche Vorteil bereitgestellt werden, so dass die verdrehte Verformung des Sensorchips 100 eingeschränkt werden kann.
Außerdem weist der Sensorchip 100 in der obigen Ausführungsform sowohl die Erfassungseinrichtung 3 als auch die Erfassungseinrichtung 4 auf. Als Alternative kann der Sensorchip nur eine der Erfassungseinrichtungen 3, 4 aufweisen. Ferner kann der Sensorchip 100 drei oder mehr Erfassungseinrichtungen aufweisen.
Die Erfassungseinrichtung 3, 4 weist den beweglichen Teil 3a, 4a auf, der verschoben werden kann, wenn an den beweglichen Teil 3a, 4a eine dynamische Größe angelegt wird. Die dynamische Größe wird auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung gemäß der Verschiebung des beweglichen Teils 3a, 4a erfasst. Die Erfassungseinrichtung 3, 4 kann in einem Beschleunigungssensor verwendet werden, der anders ist als der Winkelgeschwindigkeitssensor S1.
in diesem Fall wird der bewegliche Teil 3a, 4a verschoben, wenn an ihm eine Beschleunigung angelegt wird, und es wird die Kapazitätsänderung zwischen dem beweglichen Teil 3a, 4a und dem feststehenden Teil 3b, 4b erfasst. Wenn die Erfassungseinrichtung 3, 4 in dem Beschleunigungssensor verwendet wird, können die Kontaktierungsflecken in einer Richtung zum Erfassen der Beschleunigung angeordnet sein, die einer Richtung entspricht, in welche der bewegliche Teil 3a, 4a aufgrund der Beschleunigung verschoben wird.
Als Schaltungschip 200, das heißt als Basis, die durch das Lotkügelchen 400 mit dem Sensorchip 100 verbunden wird, kann beispielsweise eine Leiterplatte, eine Keramikverdrahtungsplatte, ein Zuleitungsrahmen oder eine Stromschiene verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßer Sensor S1 einer dynamischen Größe weist eine Basis 200, einen Sensorchip 100, der aus einer rechtwinkligen Platte mit einem Eckabschnitt 101 hergestellt ist, und ein Lotkügelchen 400 auf. Der Sensorchip 100 weist eine Erfassungseinrichtung 3, 4 und eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 auf. Die Erfassungseinrichtung 3, 4 weist einen beweglichen Teil 3a, 4a auf, der verschoben werden kann, wenn daran eine dynamische Größe angelegt wird, und sie erfasst die dynamische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung gemäß einer Verschiebung des beweglichen Teils 3a, 4a. Das Lotkügelchen 400 verbindet die Vielzahl von Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 des Sensor chips 100 und die Basis 200. Der Eckabschnitt 101 des Sensorchips 100 ist von der Basis 200 derart gelöst, dass die Vielzahl von Kontaktierungsflecken 50, 51, 52, 53, 54 des Sensorchips 100 an einer Stelle an einem vorbestimmten Abstand von dem Eckabschnitt 101 des Sensorchips 100 angeordnet ist.

Claims

Sensor (S1) einer dynamischen Größe mit: einer Basis (200); einem Sensorchip (100), der aus einer rechteckigen Platte mit einem Eckabschnitt (101) hergestellt ist, wobei der Sensorchip (100) Folgendes aufweist: eine Erfassungseinrichtung (3, 4) mit einem beweglichen Teil (3a, 4a), der verschoben werden kann, wenn daran eine dynamische Größe angelegt wird, worin die Erfassungseinrichtung (3, 4) die dynamische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung gemäß einer Verschiebung des beweglichen Teils (3a, 4a) erfasst, und eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54); und ein Lotkügelchen (400), um die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) des Sensorchips (100) und die Basis (200) elektrisch und mechanisch zu verbinden, worin der Eckabschnitt (101) des Sensorchips (100) von der Basis (200) gelöst ist, so dass die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) des Sensorchips (100) an einer Stelle an einem vorbestimmten Abstand von dem Eckabschnitt (101) des Sensorchips (100) angeordnet ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach Anspruch 1, worin wenigstens einer von der Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) an einer ungefähr mittigen Position des Sensorchips (100) angeordnet ist, so dass die ungefähr mittige Position des Sensorchips (100) durch das Lotkügelchen (400) mit der Basis (200) verbunden ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach Anspruch 1 oder 2, worin der Sensorchip (100) einen Erfassungseinrichtungsbereich aufweist, in welchem die Erfassungseinrichtung (3, 4) angeordnet ist, und wenigstens einer von der Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) in dem Erfassungseinrichtungsbereich des Sensorchips (100) angeordnet ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach Anspruch 3, worin die Erfassungseinrichtung (3, 4) ferner einen feststehenden Teil (3b, 4b) aufweist, der zu dem beweglichen Teil (3a, 4a) gegenüber liegt, die Erfassungseinrichtung (3, 4) die dynamische Größe auf der Grundlage der Kapazitätsänderung zwischen dem beweglichen Teil (3a, 4a) und dem feststehenden Teil (3b, 4b) erfasst, und der Kontaktierungsfleck (50, 51, 52, 53, 54), der in dem Erfassungseinrichtungsbereich des Sensorchips (100) angeordnet ist, in einem Bereich eines feststehenden Teils des Sensorchips (100) angeordnet ist, in welchem der feststehende Teil (3b, 4b) angeordnet ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach Anspruch 4, worin der bewegliche Teil (3a, 4a) angetrieben wird, so dass er in einer ersten Richtung (X) schwingt, erfasst wird, dass der bewegliche Teil (3a, 4a) aufgrund einer Corioliskraft schwingt, die in einer zweiten Richtung (Y) ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung (X) erzeugt wird, wenn an den beweglichen Teil (3a, 4a) eine Winkelgeschwindigkeit angelegt wird, der Kontaktierungsfleck, der in dem Bereich eines feststehenden Teils des Sensorchips angeordnet ist, einer aus der Vielzahl von Kontaktierungsflecken ist, und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung angeordnet ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) in einer Querform angeordnet ist, die als Schnittpunkt der Querform einen ungefähr mittigen Punkt des Sensorchips (100) hat.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach Anspruch 6, worin die Querform sich von dem Schnittpunkt zu jedem ungefähr mittigen Punkt von Seiten des Sensorchips (100) erstreckt.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Erfassungseinrichtung (3, 4) mit einer ersten Erfassungseinrichtung (3) und einer zweiten Erfassungseinrichtung (4) hergestellt ist, die zueinander in Bezug auf eine Linie (L1) zum Teilen des Sensorchips (100) in zwei gleiche Teile symmetrisch sind, und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (51, 54) auf der Linie (L1) angeordnet ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach Anspruch 8, worin der bewegliche Teil (3a, 4a) angetrieben wird, so dass er in einer ersten Richtung (X) schwingt, erfasst wird, dass der bewegliche Teil (3a, 4a) aufgrund einer Corioliskraft schwingt, die in einer zweiten Richtung (Y) ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung (X) erzeugt wird, wenn an den beweglichen Teil (3a, 4a) eine Winkelgeschwindigkeit angelegt wird, die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (51, 54), die auf der Linie (L1) angeordnet ist, in der zweiten Richtung (Y) angeordnet ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin ein Teil von der Vielzahl von Kontaktierungsflecken ein Blinkontaktierungsfleck (54) ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin die Erfassungseinrichtung (3, 4) und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) an der gleichen Fläche des Sensorchips (100) angeordnet sind, und der Sensorchip (100) durch das Lotkügelchen (400) mit der Basis (200) verbunden ist, so dass die Erfassungseinrichtung (3, 4) und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) der Basis (200) gegenüber liegen.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe mit: einer Basis (200); einem Sensorchip (100), der aus einer rechteckigen Platte mit einem Eckabschnitt (101) hergestellt ist, wobei der Sensorchip (100) Folgendes aufweist: eine erste Erfassungseinrichtung (3) und eine zweite Erfassungseinrichtung (4), die in Bezug zu einer ersten Linie (L1) zum Teilen des Sensorchips (100) in zwei gleiche Teile zueinander symmetrisch sind, und eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54); und ein Lotkügelchen (400), um die Basis (200) und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) des Sensorchips (100) elektrisch und mechanisch zu verbinden, worin jede der ersten und zweiten Erfassungseinrichtung (3, 4) einen beweglichen Teil (3a, 4a) aufweist, der angetrieben wird, um eine Antriebsschwingung in einer ersten Richtung (X) ungefähr senkrecht zu der ersten Linie (L1) durchzuführen, und der erfasst wird, dass er eine Erfassungsschwingung aufgrund einer Corioliskraft durchführt, die in einer zweiten Richtung (Y) ungefähr parallel zu der ersten Linie (L1) erzeugt wird, wenn an den beweglichen Teil (3a, 4a) eine Winkelgeschwindigkeit angelegt wird, so dass die Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung zwischen dem beweglichen Teil (3a, 4a) und einem feststehendem Teil (3b, 4b), der dem beweglichen Teil (3a, 4a) gegenüber liegt, berechnet wird, die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) auf der ersten Linie (L1) oder auf einer zweiten Linie (L2) zum Teilen des Sensorchips (100) in zwei gleiche Teile in der ersten Richtung (X) angeordnet ist, die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 52), die auf der zweiten Linie (L2) angeordnet ist, an dem feststehenden Teil (3b, 4b) angeordnet ist, um die Antriebsschwingung oder die Erfassungsschwingung zu erfassen, und der Eckabschnitt (101) des Sensorchips (100) von der Basis (200) gelöst ist.
Sensor (S1) einer dynamischen Größe mit: einer Basis (200); einen Sensorchip (100), der aus einer rechteckigen Platte mit einem Eckabschnitt (101) hergestellt ist, wobei der Sensorchip (100) Folgendes aufweist: eine Erfassungseinrichtung (3, 4), die angetrieben wird, so dass sie in einer ersten Richtung (X) eine Antriebsschwingung durchführt, und die erfasst wird, dass sie eine Erfassungsschwingung aufgrund einer Corioliskraft durchführt, die in einer zweiten Richtung (Y) ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung (X) erzeugt wird, wenn an die Erfassungseinrichtung (3, 4) eine Winkelgeschwindigkeit angelegt wird, so dass die Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung der Erfassungseinrichtung (3, 4) berechnet wird, eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54); und ein Lotkügelchen (400), um die Basis (200) und die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) des Sensorchips (100) elektrisch und mechanisch zu verbinden, worin die Vielzahl von Kontaktierungsflecken (50, 51, 52, 53, 54) des Sensorchips (100) in der ersten Richtung (X) oder in der zweiten Richtung (Y) derart angeordnet ist, dass sie sich an einer Stelle an einem vorbestimmten Abstand von dem Eckabschnitt (101) des Sensorchips (100) befindet.