DE102009020838A1

DE102009020838A1 - Sensor für physikalische Größe und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102009020838A1
Application number: DE102009020838A
Authority: DE
Inventors: Tameharu Kariya-shi Ohta; Tetsuo Kariya-shi Fujii; Masanobu Kariya-shi Azukawa; Takeshi Kariya-shi Ito; Itaru Kariya-shi Ishii
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2029-05-13
Also published as: US8359923B2; US20110094303A1; DE102009020838B4; US9366534B2; US7891244B2; US20140053648A1; US20130098155A1; JP4851555B2; US8601871B2; US20090282915A1; JP2010181392A

Abstract

Ein Sensor für eine physikalische Größe beinhaltet einen Sensorabschnitt (311), ein Gehäuse (312) und einen Schwingungsisolator (315). Das Gehäuse beinhaltet einen Abstützabschnitt (332) mit einer Abstützoberfläche (333), die so angeordnet ist, dass sie einer Endoberfläche (326) des Sensorabschnitts (311) gegenüberliegt. Der Schwingungsisolator (315) ist zwischen der Endoberfläche (326) des Sensorabschnitts (311) und der Abstützoberfläche (333) des Gehäuses (312) angeordnet, um den Sensorabschnitt (311) mit dem Gehäuse zu verbinden. Der Schwingungsisolator vermindert eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt (311) und dem Gehäuse (312).

Description

Die Erfindung betrifft Sensoren für physikalische Größen, und bezieht sich insbesondere auf einen Sensor für eine physikalische Größe mit einem Sensorabschnitt, der in einem Gehäuse gehalten wird, und betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe.
Ein Sensor für eine physikalische Größe beinhaltet allgemein einen Sensorabschnitt, der mit einem Substrat wie beispielsweise einem Halbleitersubstrat oder einem Keramiksubstrat erzeugt ist. Der Sensorabschnitt erfasst eine physikalische Größe wie beispielsweise eine Beschleunigung auf der Grundlage einer Änderung in einer elektrischen Kapazität, einer Spannung, oder dergleichen. Falls eine Schwingung des Gehäuses auf den Sensorabschnitt übertragen wird, nimmt ein in einem Ausgangssignal des Sensorabschnitts enthaltenes Rauschen zu. Daher besteht eine Notwendigkeit zum Platzieren einer Schwingungsisolationsstruktur zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse, um eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse zu verringern.
Die Druckschrift JP-A-2007-212174 offenbart einen Sensor mit einer Harzfeder, die als eine Schwingungsisolationsstruktur dient. Die Harzfeder befindet sich zwischen einem Gehäuse und einem Sensorabschnitt und stützt den Sensorabschnitt gegenüber dem Gehäuse ab, um eine relative Schwingung zwischen dem Gehäuse und dem Sensorabschnitt zu verringern. Da der Sensorabschnitt klein ist, muss die Harzfeder eine kleine Federkonstante haben. Es ist jedoch schwierig, eine Harzfeder mit einer kleinen Federkonstante zu erzeugen, die genau auf einen gewünschten Wert eingestellt ist. Ferner ist es schwierig, eine strukturelle Festigkeit der Harzfeder zu gewährleisten.
In Anbetracht des Vorstehenden liegt der Erfindung als eine Aufgabe zu Grunde, einen Sensor für eine physikalische Größe mit einer Schwingungsisolationsstruktur mit einer hohen Festigkeit und einer Federkonstanten, die leicht auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann, bereitzustellen. Darüber hinaus soll die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe bereitstellen.
In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Sensor für eine physikalische Größe einen Sensorabschnitt mit einer Endoberfläche, einem Gehäuse mit einem Abstützabschnitt mit einer Abstützoberfläche, die so angeordnet ist, dass sie der Endoberfläche des Sensorabschnitts gegenüber liegt, und einem Schwingungsisolator, der zwischen der Endoberfläche und der Abstützoberfläche angeordnet ist, um den Sensorabschnitt mit dem Gehäuse zu verbinden. Der Schwingungsisolator verringert eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse.
In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe ein Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen bzw. mit der Inserttechnik gespritzten Leiterrahmen, ein Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses, ein Einsetzen eines Montagegestells oder Halterahmens in eine Öffnung des Abstützabschnitts des Gehäuses so, dass eine Endoberfläche des Halterahmens zu der Abstützoberfläche hin über die Öffnung frei liegt, ein Anbringen einer ersten Seite eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten Schwingungsisolator, während eine Bewegung des Sensorabschnitts in Richtung hin zu der Abstützoberfläche durch die Endoberfläche des Halterahmens begrenzt wird, und ein Verbinden eines Bonddrahts zwischen einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite des Sensorabschnitts und dem Leiterrahmen, während die Bewegung des Sensorabschnitts durch die Endoberfläche des Halterahmens begrenzt wird.
In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe ein Vorbereiten eines Gehäuses, das einen Gehäusekörper mit einem einsatzgegossenen bzw. mit der Inserttechnik gespritzten Leiterrahmen und einem vorübergehend abstützenden Element, das lösbar an dem Gehäusekörper befestigt ist, beinhaltet, ein Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäusekörpers, ein Anbringen einer ersten Seite eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten Schwingungsisolator, während eine Bewegung des Sensorabschnitts hin zu der Abstützoberfläche durch eine Endoberfläche des vorübergehend abstützenden Elements begrenzt wird, und ein Verbinden eines Bonddrahts zwischen einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite des Sensorabschnitts und dem Leiterrahmen, während die Bewegung des Sensorabschnitts durch die Endoberfläche des vorübergehend abstützenden Elements begrenzt wird, und ein Entfernen des vorübergehend abstützenden Elements von dem Gehäusekörper.
In Übereinstimmung mit einem vierten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Sensor für eine physikalische Größe einen Sensorabschnitt, ein Gehäuse, und einen Schwingungsisolator. Das Gehäuse weist eine innere Wand auf, die einen inneren Raum zum Halten des Sensorabschnitts definiert. Die innere Wand ist von dem Sensorabschnitt beabstandet, um einen Freiraum dazwischen auszubilden. Der Schwingungsisolator ist in dem Freiraum angeordnet, um den Sensorabschnitt mit dem Gehäuse zu verbinden. Der Schwingungsisolator verringert eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse.
In Übereinstimmung mit einem fünften Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe ein Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen bzw. mit der Inserttechnik gespritzten Leiterrahmen. Das Gehäuse weist eine Öffnung auf, die sich von einer oberen Seite des Gehäuses zu einer unteren Seite des Gehäuses erstreckt. Das Verfahren beinhaltet ferner ein Anbringen eines vorübergehend abstützenden Bands an die obere Seite des Gehäuses, um eine obere Seite der Öffnung abzudecken, ein Umdrehen des Gehäuses, an welchem das vorübergehend abstützende Band angebracht ist, ein Platzieren eines Sensorabschnitts in dem umgedrehten Gehäuse derart, dass der Sensorabschnitt durch das vorübergehend abstützende Band abgestützt wird, und derart, dass eine äußere Oberfläche des Sensorabschnitts von einer inneren Oberfläche des Gehäuses beabstandet ist, um einen Freiraum dazwischen auszubilden, ein Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem abgestützten Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen, ein Platzieren eines Schwingungsisolators in dem Freiraum zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse, ein Umdrehen des Gehäuses, in welchem der Schwingungsisolator platziert ist; und ein Entfernen des vorübergehend abstützenden Bands von dem Gehäuse.
In Übereinstimmung mit einem sechsten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Sensor für eine physikalische Größe einen Sensorabschnitt mit einer Endoberfläche, ein Gehäuse einschließlich einem Abstützabschnitt mit einer Abstützoberfläche, die so angeordnet ist, dass sie der Endoberfläche des Sensorabschnitts gegenüber liegt, und eine Schwingungsisolationsstruktur, die zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse angeordnet ist, um eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse zu verringern. Die Schwingungsisolationsstruktur beinhaltet einen ersten und einen zweiten Schwingungsisolator mit unterschiedlichen Schwingungsdämpfungseigenschaften.
In Übereinstimmung mit einem siebten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe ein Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen bzw. mittels der Inserttechnik gespritzten Leiterrahmen, ein Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten ersten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses, ein Anbringen eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten ersten Schwingungsisolator, ein Einspritzen eines flüssigen oder halbfesten zweiten Schwingungsisolators zwischen den Sensorabschnitt und das Gehäuse, und ein Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen.
In Übereinstimmung mit einem achten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe ein Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen bzw. mittels der Inserttechnik gespritzten Leiterrahmen, ein Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten ersten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses, ein Anbringen eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten ersten Schwingungsisolator, ein Einpressen eines festen zweiten Schwingungsisolators mit einer vorbestimmten Form zwischen den Sensorabschnitt und das Gehäuse, und ein Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen, nachdem der feste zweite Schwingungsisolator eingepresst ist.
In Übereinstimmung mit einem neunten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe ein Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen bzw. mittels der Inserttechnik gespritzten Leiterrahmen, ein Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses, ein Anbringen eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten Schwingungsisolator, ein Einpressen einer Metallfeder mit einer vorbestimmten Form zwischen den Sensorabschnitt und das Gehäuse, und ein Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen, nachdem die Metallfeder eingepresst ist.
Somit wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Sensor für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch einen Sensorabschnitt mit einer Endoberfläche; ein Gehäuse einschließlich einem Abstützabschnitt mit einer Abstützoberfläche, die so angeordnet ist, dass sie der Endoberfläche des Sensorabschnitts gegenüber liegt; und einen Schwingungsisolator, der zwischen der Endoberfläche und der Abstützoberfläche angeordnet ist, um den Sensorabschnitt mit dem Gehäuse zu verbinden, wobei der Schwingungsisolator dazu ausgelegt ist, eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse zu verringern.
Bevorzugt weist hierbei das Gehäuse eine Öffnung auf, die sich durch den Abstützabschnitt hindurch von der Abstützoberfläche zu einer der Abstützoberfläche gegenüber liegenden Oberfläche erstreckt.
Bevorzugt beinhaltet ein solcher Sensor für eine physikalische Größe ein vorübergehend abstützendes Element, das lösbar an dem Gehäuse befestigt ist, um die Öffnung des Gehäuses abzudecken, wobei das vorübergehend abstützende Element eine Oberfläche aufweist, die mit der Endoberfläche des Sensorabschnitts in Kontakt ist; und ein Führungselement, das an einem Wandabschnitt des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Wandabschnitt einer äußeren Wand des Sensorabschnitts gegenüber liegt, wobei das Führungselement in Kontakt mit der äußeren Wand des Sensorabschnitts ist, um eine Position des Sensorabschnitts in Bezug auf das Gehäuse zu definieren.
Bevorzugt wird auch, dass der Schwingungsisolator ein Abstandseinstellelement und ein Klebeelement beinhaltet, das Abstandseinstellelement einen Abstand zwischen der Endoberfläche des Sensorabschnitts und der Abstützoberfläche des Abstützabschnitts des Gehäuses definiert, und das Klebeelement die Peripherie des Abstandseinstellelements abdeckt, um den Sensorabschnitt und das Gehäuse zusammenzubonden.
Bevorzugt wird darüber hinaus, dass das Gehäuse einen zurückstehenden Abschnitt (auf der Abstützoberfläche aufweist, und der zurückstehende Abschnitt eine Position des Schwingungsisolators definiert.
Es kann auch sein, dass das Gehäuse ferner einen Gehäusekörper und ein elastisches Abstützelement beinhaltet, der Gehäusekörper den Sensorabschnitt umgibt und von dem Abstützabschnitt getrennt ist, und das elastische Abstützelement den Abstützabschnitt elastisch gegen den Gehäusekörper so abstützt, dass der Abstützabschnitt relativ zu dem Gehäusekörper versetzt ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses mit einem darin eingegossenen Leiterrahmen; Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses; Einsetzen eines Halterahmens in eine Öffnung des Abstützabschnitts des Gehäuses so, dass eine Endoberfläche des Halterahmens über die Öffnung zu der Abstützoberfläche hin frei liegt; Anbringen einer ersten Seite eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten Schwingungsisolator, während eine Bewegung des Sensorabschnitts hin zu der Abstützoberfläche durch die Endoberfläche des Halterahmens begrenzt wird; und Verbinden eines Bonddrahts zwischen einer zweiten Seite des Sensorabschnitts, die der ersten Seite gegenüber liegt, und dem Leiterrahmen, während die Bewegung des Sensorabschnitts durch die Endoberfläche des Halterahmens begrenzt wird.
Alternativ wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses, das einen Gehäusekörper mit einem darin eingegossenen Leiterrahmen und einem vorübergehend abstützenden Element, das lösbar an dem Gehäusekörper befestigt ist, beinhaltet; Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäusekörpers; Anbringen einer ersten Seite eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten Schwingungsisolator, während eine Bewegung des Sensorabschnitts hin zu der Abstützoberfläche durch eine Endoberfläche des vorübergehend abstützenden Elements begrenzt wird; und Verbinden eines Bonddrahts zwischen einer zweiten Seite des Sensorabschnitts, die der ersten Seite gegenüber liegt, und dem Leiterrahmen, während die Bewegung des Sensorabschnitts durch die Endoberfläche des vorübergehend abstützenden Elements begrenzt wird; und Entfernen des vorübergehend abstützenden Elements von dem Gehäusekörper.
Weiter alternativ wird die Aufgabe gelöst durch einen Sensor für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch: einen Sensorabschnitt; ein Gehäuse mit einer inneren Wand, die einen inneren Raum zum Halten des Sensorabschnitts definiert, wobei die innere Wand von dem Sensorabschnitt beabstandet ist, um einen Freiraum dazwischen auszubilden; und einen Schwingungsisolator, der in dem Freiraum angeordnet ist, um den Sensorabschnitt mit dem Gehäuse zu verbinden, wobei der Schwingungsisolator dazu ausgelegt ist, eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse zu verringern.
Bevorzugt wird bei diesem Sensor, dass der Freiraum den Sensorabschnitt umgibt; und der Schwingungsisolator den Freiraum vollständig ausfüllt, oder dass der Freiraum den Sensorabschnitt umgibt; und der Schwingungsisolator den Freiraum teilweise ausfüllt.
Vorteilhaft ist hierbei, wenn der Sensorabschnitt eine rechteckige Form mit Ecken hat; und der Schwingungsisolator zumindest an einer der Ecken des Sensorabschnitts angeordnet ist.
Vorteilhaft ist ferner, wenn der Schwingungsisolator zumindest eine Blase aufweist.
Bevorzugt wird, dass der Schwingungsisolator zumindest ein durchgehendes Loch aufweist, das sich in seiner Dickenrichtung erstreckt.
Bevorzugt wird weiter, dass der Sensorabschnitt einen kapazitiven Sensorchip mit einer beweglichen Elektrode und einer festen Elektrode beinhaltet; die bewegliche Elektrode dazu angeordnet ist, in einer Richtung des Freiraums zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse verschoben zu werden; und die feste Elektrode so angeordnet ist, dass die der beweglichen Elektrode gegenüber liegt.
Außerdem bevorzugt wird, dass der Sensorabschnitt ferner ein Packagegehäuse mit einem Eingang, einen Deckel zum Abdecken des Eingangs des Packagegehäuses, und einen Leiterrahmen zum elektrischen Verbinden des Inneren und des Äußeren des Packagegehäuses beinhaltet, der Sensorchip in dem Packagegehäuse gehalten wird und auf einer inneren unteren Oberfläche des Packagegehäuses angeordnet ist; und der Schwingungsisolator in Kontakt mit einer äußeren seitlichen Oberfläche des Packagegehäuses und nicht in Kontakt mit einer äußeren unteren Oberfläche des Packagegehäuses ist.
Darüber hinaus wird bevorzugt, dass der Sensorabschnitt ferner ein Packagegehäuse zum Halten des Sensorchips beinhaltet; der Schwingungsisolator zwischen einer äußeren seitlichen Oberfläche des Packagegehäuses und des Gehäuses angeordnet ist; und eine äußere untere Oberfläche des Packagegehäuses von dem Gehäuse beabstandet ist.
Eine bevorzugten Ausgestaltung ist derart, dass der Sensorabschnitt ferner einen Signalverarbeitungschip zum Verarbeiten eines Ausgangssignals des Sensorchips beinhaltet, wobei der Signalverarbeitungschip eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, die einander gegenüber liegen; die erste Oberfläche des Signalverarbeitungschips an einer inneren unteren Oberfläche des Packagegehäuses über ein erstes Klebemittel befestigt ist; und der Sensorchip an der zweiten Oberfläche des Signalverarbeitungschips über ein zweites Klebemittel befestigt ist.
Vorteilhaft ist der Schwingungsisolator aus einem Elastomer hergestellt.
Außerdem wird die Aufgabe alternativ gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen, wobei das Gehäuse eine Öffnung aufweist, die sich von einer oberen Seite des Gehäuses zu einer unteren Seite des Gehäuses erstreckt; Anbringen eines vorübergehend abstützenden Bands an die obere Seite des Gehäuses, um eine obere Seite der Öffnung abzudecken; Umdrehen des Gehäuses, an welchem das vorübergehend abstützende Band angebracht ist; Platzieren eines Sensorabschnitts in dem umgedrehten Gehäuse derart, dass der Sensorabschnitt durch das vorübergehend abstützende Band abgestützt wird, und derart, dass eine äußere Oberfläche des Sensorabschnitts von einer inneren Oberfläche des Gehäuses beabstandet ist, um einen Freiraum dazwischen auszubilden; Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem abgestützten Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen; Platzieren eines Schwingungsisolators in dem Freiraum zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse; Umdrehen des Gehäuses, in welchem der Schwingungsisolator platziert ist; und Entfernen des vorübergehend abstützenden Bands von dem Gehäuse.
Eine weitere alternative Lösung der Aufgabe besteht in einem Sensor für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch: einen Sensorabschnitt mit einer Endoberfläche; einem Gehäuse einschließlich einem Abstützabschnitt mit einer Abstützoberfläche, die so angeordnet ist, dass sie der Endoberfläche des Sensorabschnitts gegenüber liegt; und eine Schwingungsisolationsstruktur, die zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse angeordnet ist, um eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse zu verringern, wobei die Schwingungsisolationsstruktur einen ersten und einen zweiten Schwingungsisolator mit unterschiedlichen Schwingungsdämpfungseigenschaften beinhaltet.
Bevorzugt wird hierbei, dass der erste Schwingungsisolator zwischen der Endoberfläche des Sensorabschnitts und der Abstützoberfläche des Gehäuses angeordnet ist, um den Sensorabschnitt mit dem Gehäuse zu verbinden, wobei der erste Schwingungsisolator dazu ausgelegt ist, eine erste Schwingung einer ersten Frequenz zu verringern; und der zweite Schwingungsisolator zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse angeordnet ist, um eine zweite Schwingung einer zweiten Frequenz, die niedriger ist als die erste Frequenz, zu verringern.
Vorteilhaft ist dann, dass ein Elastizitätsmodul des zweiten Schwingungsisolators kleiner ist als ein Elastizitätsmodul des ersten Schwingungsisolators.
In vorteilhafter Weise ist der zweite Schwingungsisolator aus einem Gummi hergestellt, oder ist der zweite Schwingungsisolator aus einem Öl enthaltenden Gel hergestellt.
Der der zweite Schwingungsisolator kann einen Raum in sich aufweisen.
Der zweite Schwingungsisolator kann eine Metallfeder sein.
Eine nochmals weitere bevorzugte Ausgestaltung des Sensors ist gekennzeichnet durch: einen Bonddraht zum elektrischen Verbinden des Sensorabschnitts und des Gehäuses, wobei der zweite Schwingungsisolator so angeordnet ist, dass er eine Änderung in einem Abstand zwischen einem ersten Übergang zwischen dem Bonddraht und dem Sensorabschnitt und einem zweiten Übergang zwischen dem Bonddraht und dem Gehäuse begrenzt.
Vorteilhaft ist hierbei, dass der zweite Schwingungsisolator zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse entlang einer Seite des Sensorabschnitts, an der sich der erste Übergang befindet, angeordnet ist.
Bei diesem Sensor wird auch bevorzugt, dass der Bonddraht eine Vielzahl von Bonddrähten umfasst, die parallel in einer Richtung senkrecht zu einer Längenrichtung jedes Bonddrahts angeordnet sind, um einen elektrischen Anschlussbereich auszubilden; und sich der zweite Schwingungsisolator nach außerhalb des elektrischen Anschlussbereichs erstreckt.
Gemäß einer Ausgestaltung stellt ferner der zweite Schwingungsisolator einen Freiraum zwischen dem Sensorabschnitt und dem Gehäuse bereit.
Eine weitere alternative Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen; Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten ersten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses; Anbringen eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten ersten Schwingungsisolator; Einspritzen eines flüssigen oder halbfesten zweiten Schwingungsisolators zwischen den Sensorabschnitt und das Gehäuse; und Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen.
Eine nochmals weitere alternative Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen; Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten ersten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses; Anbringen eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten ersten Schwingungsisolator; Einpressen eines festen zweiten Schwingungsisolators mit einer vorbestimmten Form zwischen den Sensorabschnitt und das Gehäuse; und Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen, nachdem der feste zweite Schwingungsisolator eingepresst ist.
Eine nochmals weitere alternative Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen; Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators auf eine Abstützoberfläche eines Abstützabschnitts des Gehäuses; Anbringen eines Sensorabschnitts auf der Abstützoberfläche durch den aufgebrachten Schwingungsisolator; Einpressen einer Metallfeder mit einer vorbestimmten Form zwischen den Sensorabschnitt und das Gehäuse; und Verbinden eines Bonddrahts zwischen dem Sensorabschnitt und dem Leiterrahmen, nachdem die Metallfeder eingepresst ist.
Die vorstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser entnehmbar. Es zeigen:
1A ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und 1B ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linie IB-IB in 1A darstellt;
2 ein Diagramm, das einen Querschnitt einer inneren Einheit des Sensors für eine physikalische Größe des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
3 ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensorchip des Sensors für eine physikalische Größe des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
4A–4F Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
5A–5E Diagramme, die das Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
6 ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
7A ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt, und 7B ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einer weiteren Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt;
8A ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, der unter Verwendung einer Haltevorrichtung zur Montage hergestellt wurde, 8B ein Diagramm, das einen Querschnitt des Sensors für eine physikalische Größe von 8A darstellt, von welchem die Haltevorrichtung zur Montage entfernt ist, und 8C ein Diagramm, das aus einer Richtung betrachtet wird, die durch einen Pfeil VIIIC in 8B angegeben wird.
9 ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
10A ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und 10B ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linie XB-XB in 10A darstellt;
11 ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
12 ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
13 ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors in Übereinstimmung mit einem 18 Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
14A ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und 14B ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linie XIVB-XIVB in 14A darstellt;
15 ein Diagramm, das eine Aufsicht auf ein Gehäuse des Sensors für eine physikalische Größe des neunten Ausführungsbeispiels darstellt;
16A–16F Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe des neunten Ausführungsbeispiels darstellen;
17 ein Diagramm entsprechend zu 16C, in welchem eine Haltevorrichtung zur Montage an das Gehäuse angebracht ist;
18 ein Diagramm entsprechend zu 16D, in welchem die Haltevorrichtung zur Montage an das Gehäuse angebracht ist;
19A ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und 19B ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linie XIXB-XIXB in 19A darstellt;
20A–20D Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe des zehnten Ausführungsbeispiels darstellen;
21 ein Diagramm, das einen Hauptabschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem elften Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
22 ein Diagramm, das eine Aufsicht auf ein Gehäuse eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
23 ein Diagramm, das eine Aufsicht auf ein Gehäuse eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
24 ein Diagramm, das eine Aufsicht auf ein Gehäuse eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
25A ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und 25B ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linie XXVB-XXVB in 25A darstellt;
26A–26D Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe des fünfzehnten Ausführungsbeispiels darstellen;
27 ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem sechzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
28 ein Diagramm, das eine Aufsicht auf einen Sensor für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem siebzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
29 ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
30A–30D Diagramme, die einen zweiten Schwingungsisolator des Sensors für eine physikalische Größe des achtzehnten Ausführungsbeispiels darstellen;
31A–31D Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe des achtzehnten Ausführungsbeispiels darstellen;
32 ein Diagramm, das einen Querschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem neunzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
33 ein Diagramm, das einen Hauptabschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
34 ein Diagramm, das einen Hauptabschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einer Modifikation des zwanzigsten Ausführungsbeispiels darstellt; und
35 ein Diagramm, das einen Hauptabschnitt eines Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einer anderen Modifikation des zwanzigsten Ausführungsbeispiels darstellt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein Sensor für eine physikalische Größe 10 in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1A und 1B beschrieben. Der Sensor für eine physikalische Größe 10 beinhaltet eine innere Einheit 11 als einen Sensorabschnitt, ein Gehäuse 12, einen Leiterrahmen 13, eine Abdeckung 14, einen Vibrations- bzw. Schwingungsisolator 15, einen Bonddraht 16, und eine Abdeckung 17. Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die innere Einheit 11 einen Sensorchip 21, einen Signalverarbeitungschip 22, ein Gehäuse bzw. ein Halbleitergehäuse oder Package 23, und einen Deckel 24.
3 ist ein Diagramm, das eine schematische Aufsicht bzw. ebene Ansicht des Sensorchips 21 darstellt. Zum Beispiel hat der Sensorchip 21 eine Fläche von 20 Quadratmillimetern (20 mm²). Der Sensorchip 21 beinhaltet ein Paar von Sensorelementen 20. Die Sensorelemente 20 werden von einem peripheren Abschnitt 221 derart abgestützt, dass die Sensorelemente 20 in Bezug auf eine longitudinale Mittenlinie E symmetrisch sind. Der periphere Abschnitt 221 hat eine rechteckige Rahmenform und wird auf einem Erd- bzw. Massepotenzial gehalten. Jedes Sensorelement 20 hat dieselbe Struktur und beinhaltet einen Ansteuerabschnitt 211 und einen Erfassungsabschnitt 212.
Der Ansteuerabschnitt 211 ist symmetrisch in Bezug auf eine laterale Mittenlinie F. Der Ansteuerabschnitt 211 beinhaltet einen Gewichtsabschnitt 211a, eine bewegliche Ansteuerelektrode 211b, und eine feste Ansteuerelektrode 211c. Der Gewichtsabschnitt 211a ist so abgestützt, dass der Gewichtsabschnitt 211a relativ zu dem peripheren Abschnitt 221 versetzt werden kann. Die bewegliche Ansteuerelektrode 200b hat mehrere kammförmige Elektroden, und ist einstückig mit dem Gewichtsabschnitt 211a verbunden. Die feste Ansteuerelektrode 211c hat mehrere kammförmige Elektroden. Die feste Ansteuerelektrode 211c befindet sich parallel zu der beweglichen Ansteuerelektrode 211b mit einem Trennabstand, um die bewegliche Ansteuerelektrode mit einer vorbestimmten Frequenz anzusteuern.
Der Erfassungsabschnitt 212 ist symmetrisch in Bezug auf die laterale Mittenlinie F. Der Erfassungsabschnitt 212 beinhaltet eine bewegliche Erfassungselektrode 212a und eine feste Erfassungselektrode 212b. Die bewegliche Erfassungselektrode 212a kann relativ zu dem peripheren Abschnitt 221 versetzt werden. Die feste Erfassungselektrode 212b hat mehrere kammförmige Elektroden und befindet sich parallel zu der beweglichen Erfassungselektrode 212a mit einem Trennabstand. Die feste Erfassungselektrode 212b erfasst eine Corioliskraft entsprechend zu einer Winkelgeschwindigkeit, die auf den Sensorchip 21 einwirkt.
Die bewegliche Ansteuerelektrode 211b kann in einer Richtung einer x-Achse in 3 versetzt werden, und die bewegliche Erfassungselektrode 212a kann in einer Richtung einer y-Achse in 3 versetzt werden. Die y-Achse ist senkrecht zu jeder der x-Achse und einer z-Achse. Im Einzelnen ist ein Erfassungsbalken 212c einstückig mit dem peripheren Abschnitt 221 verbunden, ist die bewegliche Erfassungselektrode 212a einstückig mit dem Erfassungsbalken 212c verbunden, ist ein Ansteuerbalken 211d einstückig mit der beweglichen Erfassungselektrode 212a verbunden, und ist der Gewichtsabschnitt 211a einstückig mit dem Ansteuerbalken 211d verbunden.
Der periphere Abschnitt 221 weist eine kreuzförmige Verstärkung 22a auf, die sich zwischen den Sensorelementen 20 befindet. Ein Kreuzungspunkt der Verstärkung 22a fällt mit der Mitte bzw. dem Zentrum des Sensorchips 21 zusammen. Die Verstärkung 22a hat einen x-Achsen-Abschnitt 22a1, der sich in der x-Achsen-Richtung erstreckt. Der x-Achsen-Abschnitt 22a1 befindet sich in der Mitte der festen Erfassungselektrode 212b. Eine Bondfläche 2a ist auf dem peripheren Abschnitt 221 und jeder Elektrode ausgebildet.
Ein Betriebsablauf zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit des Sensorchips 21 wird nachstehend beschrieben. Zunächst wird ein periodisches Spannungssignal zwischen der festen Ansteuerelektrode 211c und der beweglichen Ansteuerelektrode 211b angelegt, um zu bewirken, dass der Gewichtsabschnitt 211a in der x-Achsen-Richtung schwingt. Falls eine Winkelgeschwindigkeit um die z-Achsen-Richtung während einer Zeitspanne, in der der Gewichtsabschnitt 211a in der x-Achsen-Richtung schwingt, an den Sensorchip 21 angelegt wird, wirkt die Corioliskraft auf den Gewichtsabschnitt 211a, so dass der Gewichtsabschnitt 211a in der y-Achsen-Richtung versetzt werden kann. Infolge dessen wird der Erfassungsbalken 212c in der y-Achsen-Richtung verformt, und werden der Gewichtsabschnitt 211a, die bewegliche Ansteuerelektrode 211b und die bewegliche Erfassungselektrode 212a in der y-Achsen-Richtung versetzt.
Die Verschiebung des Gewichtsabschnitts 211a in der y-Achsen-Richtung wird über den Ansteuerbalken 211b auf die bewegliche Erfassungselektrode 212a übertragen. Da zu dieser Zeit eine vorbestimmte Spannung zwischen der beweglichen Erfassungselektrode 212a und der festen Erfassungselektrode 212b angelegt ist, ändert sich eine Kapazität zwischen der beweglichen Erfassungselektrode 212a und der festen Erfassungselektrode 212b mit der Verschiebung der beweglichen Erfassungselektrode 212a. Eine Änderung der Kapazität wird durch einen Kapazitäts-Spannungs-Umsetzer, der in dem Signalverarbeitungschip 22 enthalten ist, gemessen, und die auf den Sensorchip 21 wirkende Winkelgeschwindigkeit wird auf der Grundlage der gemessenen Kapazitätsänderung erfasst.
Jede der beweglichen Erfassungselektrode 212a und der festen Erfassungselektrode 212b ist parallel zu zumindest einer Seite des Sensorchips 21 in einer planaren Richtung des Sensorchips 21 platziert. Das heißt, die Änderungen in der Kapazität zwischen der beweglichen Erfassungselektrode 212a und der festen Erfassungselektrode 212b wird durch die Verschiebung der beweglichen Erfassungselektrode 212a in einer Richtung der Seite des Sensorchips 21 verursacht.
Um die Wirkung externen Schwingungsrauschens zu verringern, wird es bevorzugt, zu bewirken, dass die Gewichtsabschnitte 211a der Sensorelemente 20 in entgegen gesetzten Richtungen in der x-Achsen-Richtung schwingen. Zum Beispiel ist ein Sensorelement 20 dazu ausgelegt, in einer Plus-Richtung der x-Achse versetzt beziehungsweise verschoben zu werden, und ist das andere Sensorelement 20 dazu ausgelegt, in einer Minus-Richtung der x-Achse versetzt beziehungsweise verschoben zu werden. Bei einem solchen Ansatz wird dann, wenn die Winkelgeschwindigkeit auf den Sensorchip 21 wirkt, ein Sensorelement 20 in einer Plus-Richtung der y-Achse versetzt beziehungsweise verschoben, und wird das andere Sensorelement 20 in einer Minus-Richtung der y-Achse versetzt beziehungsweise verschoben.
Das in 3 gezeigte Sensorelement 20 hat eine so genannte ”Extern-Erfassen und Intern-Ansteuern”-Struktur, in welcher der Erfassungsabschnitt 212 mit dem peripheren Abschnitt 221 verbunden ist und durch diesen abgestützt wird, und der Ansteuerabschnitt 211 über den Erfassungsabschnitt 212 durch den peripheren Abschnitt 221 abgestützt wird. Alternativ kann das Sensorelement 201 eine so genannte ”Extern-Ansteuern und Intern-Erfassen”-Struktur haben, in welcher der Ansteuerabschnitt 211 mit dem peripheren Abschnitt 221 verbunden ist und durch diesen abgestützt wird, und der Erfassungsabschnitt 212 über den Ansteuerabschnitt 211 durch den peripheren Abschnitt 221 abgestützt wird.
Der Signalverarbeitungschip 22 führt eine Signalverarbeitung auf der durch den Sensorchip 21 erfassten Kapazitäts- oder Spannungsänderung durch und stellt eine an den Sensorchip 21 angelegte Spannung ein. Der Sensorchip 21 und der Signalverarbeitungschip 22 sind auf einem gemeinsamen Substrat wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat oder einem Keramiksubstrat ausgebildet. Alternativ können der Sensorchip 21 und der Signalverarbeitungschip 22 auf jeweils unterschiedlichen Substraten ausgebildet sein. Der in 3 gezeigte Sensorchip 21 ist dazu ausgelegt, eine Winkelgeschwindigkeit zu erfassen. Alternativ kann der Sensorchip 21 dazu ausgelegt sein, eine andere physikalische Größe als eine Winkelgeschwindigkeit zu erfassen. Zum Beispiel kann der Sensorchip 21 dazu ausgelegt sein, eine Beschleunigung in der x-Achsen-Richtung oder in der y-Achsen-Richtung zu erfassen. Der Aufbau des Signalverarbeitungschips 22 kann in Übereinstimmung mit einer durch den Sensorchip 21 erfassten physikalischen Größe variieren.
Der Sensorchip 21 und der Signalverarbeitungschip 22 sind über den Bonddraht 25 elektrisch miteinander verbunden. Das Gehäuse 23 weist einen inneren Raum und einem zu dem inneren Raum führenden Eingang auf. Der Sensorchip 21 und der Signalverarbeitungschip 22 sind in dem inneren Raum des Gehäuses 23 gehalten. Das Gehäuse 23 ist aus Keramik, Harz oder dergleichen hergestellt. Der Deckel 24 wird an dem Gehäuse 23 befestigt, um den Eingang abzudecken, so dass der innere Raum versiegelt werden kann. Der Signalverarbeitungschip 22 ist über einen (nicht gezeigten) Klebstoff oder dergleichen an dem Gehäuse 23 fixiert. Um eine den Signalverarbeitungschip 22 beaufschlagende thermische Belastung zu verringern, wird es bevorzugt, dass der Klebstoff weich ist und einen kleinen Elastizitätsmodul hat. Der Sensorchip 21 ist über eine Klebefolie 26 an dem Signalverarbeitungschip 22 fixiert. Die Klebefolie 26 kann von derselben Art wie der Klebstoff sein, durch welchen der Signalverarbeitungschip 22 an dem Gehäuse 23 fixiert wird. Alternativ kann die Klebefolie 26 von einer anderen Art als der Klebstoff sein. Auf diese Art und Weise wird der Signalverarbeitungschip 22 auf dem Gehäuse 23 montiert, und wird der Sensorchip 21 über den Signalverarbeitungschip 22 auf dem Gehäuse 23 montiert.
Wie in 1B gezeigt ist, ist die innere Einheit 11 in dem Gehäuse 12 gehalten. Das Gehäuse 12 ist aus Harz hergestellt. Das Gehäuse 12 hat eine Form eines rechteckigen Rohres mit einer Öffnung 31, die sich von einer oberen Seite zu einer unteren Seite des Gehäuses 12 erstreckt. Die Öffnung 31 ist größer als die innere Einheit 11, so dass die innere Einheit 11 in der Öffnung 31 gehalten werden kann. Der Leiterrahmen 13 wird in das Gehäuse 12 eingegossen. Die innere Einheit 11 und der Leiterrahmen 13 sind über den Bonddraht 16 elektrisch miteinander verbunden. Die Abdeckung 14 deckt eine Sensorseite des inneren Gehäuses 11 ab. Die Abdeckung 17 deckt eine Gehäuseseite der inneren Einheit 11 ab. Die Sensorseite der inneren Einheit 11 ist eine Seite, an der sich der Sensorchip 21 befindet, und die Gehäuseseite der inneren Einheit 11 ist eine Seite, an der sich das Gehäuse 23 befindet. Das heißt, die Sensorseite der inneren Einheit 11 ist eine obere Seite bzw. Oberseite in 2, und die Gehäuseseite der inneren Einheit 11 ist eine untere Seite bzw. Unterseite in 2. Da die Öffnung 31 des Gehäuses 12 größer ist als die innere Einheit 11, gibt es einen Abstand bzw. Freiraum zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12. Der Schwingungsisolator 15 befindet sich zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12, um den Freiraum auszufüllen. Zum Beispiel kann der Schwingungsisolator 15 aus einem weichen Elastomer oder Elastoplast wie beispielsweise Silikongummi, bei Raumtemperatur vulkanisierender Silikongummi (RTV-Silikongummi) oder dergleichen hergestellt sein.
Ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe 10 des ersten Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 4A–4F und 5A–5E beschrieben. Zunächst wird, wie in 4A gezeigt ist, der Leiterrahmen 13 mit dem Gehäuse 12 spritzgegossen, so dass das Gehäuse 12 und der Leiterrahmen 13 einstückig miteinander verbunden werden können. Dann wird, wie in 4B gezeigt ist, ein vorübergehend abstützendes bzw. tragendes Band 32 an der Oberseite des Gehäuses 12 befestigt. Dann wird, wie in 4C gezeigt ist, das Gehäuse 12 umgedreht bzw. auf den Kopf gestellt, so das sich das vorübergehend abstützende Band 32 an der Unterseite des Gehäuses 12 befinden kann. Dann wird, wie in 4D gezeigt ist, die innere Einheit 11 durch Befestigen der Sensorseite (das heißt, des Deckels 24) der inneren Einheit 11 an dem vorübergehend abstützenden Band 32 in dem Gehäuse 12 platziert. Folglich wird die innere Einheit 11 durch das vorübergehend abstützende Band 32 abgestützt bzw. getragen.
Dann werden, wie in 4E gezeigt ist, die innere Einheit 11 und der Leiterrahmen 13 über den Bonddraht 16 elektrisch miteinander verbunden. Dann wird, wie in 4F gezeigt ist, ein Elastomer in den Freiraum zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 21 eingespritzt, um den Schwingungsisolator 15 auszubilden. Die innere Einheit 11 und der Leiterrahmen 13 sind über den Bonddraht 16 an einem Paar von gegenüber liegenden Seiten der inneren Einheit 11, welche eine rechteckige Form hat, miteinander verbunden. Das heißt, dass sich der Bonddraht 16 nicht an dem anderen Paar von gegenüber liegenden Seiten der inneren Einheit 11 befindet. Daher wird das Elastomer von dem anderen Paar von gegenüber liegenden Seiten der inneren Einheit 11 aus eingespritzt. Bei einem solchen Ansatz kann das Elastomer leicht in den Freiraum eingespritzt werden, ohne den Bonddraht 16 zu stören. Ferner ist es weniger wahrscheinlich, dass der Bonddraht 16 aufgrund eines Herstellungsschrittes zum Einspritzen des Elastomers beschädigt wird.
Nachdem das eingespritzte Elastomer aushärtet (das heißt, hart wird), um den Schwingungsisolator 15 zu bilden, wird die Abdeckung 17 an dem Gehäuse 12 befestigt. Im Einzelnen wird, wie in 5A gezeigt ist, die Abdeckung 17 an das Gehäuse 12 angebracht, um die Gehäuseseite der inneren Einheit 11 abzudecken. Zum Beispiel wird die Abdeckung 17 an das Gehäuse 12 pressgepasst bzw. mittels Druck befestigt. Dann wird, wie in 5B gezeigt ist, das Gehäuse 12 umgedreht, so dass sich das vorübergehend abstützende Band 32 auf der oberen Seite des Gehäuses 12 befinden kann. Dann wird, wie in 5C gezeigt ist, das vorübergehend abstützende Band 32 entfernt. Da der Schwingungsisolator 15 die innere Einheit 11 gegen das Gehäuse 12 abstützt, fällt die innere Einheit 11 nach dem Entfernen des vorübergehend abstützenden Bands 32 nicht von dem Gehäuse 12 ab.
Nachdem das vorübergehend abstützende Band 32 entfernt ist, wird die Abdeckung 14 an dem Gehäuse 12 befestigt. Im Einzelnen wird, wie in 5D gezeigt ist, die Abdeckung 14 so befestigt, dass sie die Sensorseite der inneren Einheit 11 abdeckt. Zum Beispiel wird die Abdeckung 14 an das Gehäuse 12 pressgepasst. Schließlich wird, wie in 5D gezeigt ist, der Leiterrahmen 13 in einer vorbestimmten Forum ausgebildet, und wird ein unnötiger Abschnitt des Leiterrahmens 13 entfernt. Auf diese Weise wird der Sensor für eine physikalische Größe 10 vervollständigt. Bei dem vervollständigten Sensor für eine physikalische Größe 10 wird bevorzugt, dass die Abdeckung 14 von dem Deckel 21 der inneren Einheit 11 beabstandet ist.
In dem ersten Ausführungsbeispiel befindet sich der Schwingungsisolator 15 zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12. Eine Resonanzfrequenz der inneren Einheit 11 ist ein wichtiger Faktor zum Bestimmen von Schwingungsisolationseigenschaften in dem Sensor für eine physikalische Größe 10. Die Resonanzfrequenz der inneren Einheit 11 wird durch die Masse der inneren Einheit 11 und eine Federkonstante des Schwingungsisolators 15 definiert. Die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 hängt von dem Freiraum zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 ab, oder hängt von der Dicke des Schwingungsisolators 15 ab. Eine Schwingungsdämpfung des Schwingungsisolators 15 wird durch Ändern der Federkonstanten des Schwingungsisolators 15 auf einen gewünschten Wert eingestellt. Zum Beispiel muss dann, wenn der Sensor für eine physikalische Größe 10 ein Gyroskop ist mit einem Oszillator, der mit einer vorbestimmten Ansteuerfrequenz schwingt, eine Schwingung der Ansteuerfrequenz gedämpft werden, um eine relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 zu verringern (das heißt, zu dämpfen). Zum Beispiel beträgt die Ansteuerfrequenz etwa zehn Kilohertz (10 kHz). Um eine Schwingung von etwa 10 kHz zu verringern, muss der Schwingungsisolator 15 eine Resonanzfrequenz von etwa einem Kilohertz (1 kHz) haben. In diesem Fall wird bevorzugt, dass der Schwingungsisolator 15 eine kleine Resonanzverstärkung hat. Da der Schwingungsisolator 15 aus einem Elastomer mit Viskosität und Elastizität hergestellt ist, kann der Schwingungsisolator 15 einen hohen Verlustkoeffizienten haben. Daher kann der Schwingungsisolator 15 eine kleine Resonanzverstärkung haben.
Wie vorstehend beschrieben wurde, befindet sich in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Schwingungsisolator 15 zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12, um die innere Einheit 11 gegen das Gehäuse 12 abzustützen. Bei einem solchen Ansatz kann eine von dem Gehäuse 12 auf die innere Einheit 11 übertragene Schwingung verringert werden. Ferner absorbiert, da der Schwingungsisolator 15 weich ist, der Schwingungsisolator 15 eine relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12, während er die innere Einheit 11 mit dem Gehäuse 12 verbindet.
Der Schwingungsisolator 15 befindet sich zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung, so dass x-Achsen- und y-Achsen-Komponenten der von dem Gehäuse 12 auf die innere Einheit 11 übertragenen Schwingung wirkungsvoll verringert werden können. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass das Sensorelement 20, das dazu ausgelegt ist, sich in der x-Achsen-Richtung und der x-Achsen-Richtung zu bewegen, durch die Schwingung beeinflusst bzw. beeinträchtigt wird.
Die Festigkeit und die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 können durch Ändern der Dicke und der Breite des Schwingungsisolators 15 leicht eingestellt werden. Daher kann die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, der es dem Schwingungsisolator 15 erlaubt, die relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 ohne eine Reduzierung der Festigkeit zu verringern.
Die Abdeckungen 14, 17 sind von der inneren Einheit 11 beabstandet. Das heißt, dass die Abdeckungen 14, 17 nicht direkt in Kontakt mit der inneren Einheit 11 stehen. Daher werden Schwingungen der Abdeckungen 14, 17 nicht direkt auf die innere Einheit 11 übertragen. Da die Schwingungen der Abdeckungen 14, 17 über den Schwingungsisolator 15 auf die innere Einheit 11 übertragen werden, kann die innere Einheit 11 wirkungsvoll vor den Schwingungen geschützt werden.
Wie in 1 gezeigt ist, sind alle Seiten der inneren Einheit 11 in der x-Achsen- und der y-Achsen-Richtung von dem Schwingungsisolator 15 umgeben. Das heißt, dass die innere Einheit 11 in der x-Achsen- und der y-Achsen-Richtung ganz von dem Schwingungsisolator 15 umgeben ist. Bei einem solchen Ansatz wird auch dann, wenn eine thermische Belastung von dem Schwingungsisolator 15 auf die innere Einheit 11 erfolgt, die thermische Belastung gleichmäßig allen Seiten der inneren Einheit 11 auferlegt. Daher kann die innere Einheit 11 ihre Haltung in Bezug auf die z-Achsen-Richtung beibehalten. Wenn zum Beispiel der Sensor für eine physikalische Größe 10 dazu ausgelegt ist, ein Winkelgeschwindigkeitssensor oder ein Beschleunigungssensor zu sein, ist die z-Achse eine Erfassungsachse. Falls die innere Einheit 11 in Bezug auf die Erfassungsachse geneigt ist, kann der Sensor für eine physikalische Größe 10 eine Winkelgeschwindigkeit oder Beschleunigung nicht genau erfassen. In Anbetracht des Vorstehenden wird bevorzugt, dass alle Seiten der inneren Einheit 11 in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung von dem Schwingungsisolator 15 umgeben sind, wenn der Sensor für eine physikalische Größe 10 dazu ausgelegt ist, ein Winkelgeschwindigkeitssensor oder ein Beschleunigungssensor zu sein. Alternativ können nicht alle Seiten der inneren Einheit 11 in der x-Achsen- und der y-Achsen-Richtung von dem Schwingungsisolator 15 umgeben sein. Das heißt, dass die innere Einheit 11 in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung teilweise von dem Schwingungsisolator 15 umgeben sein kann.
Ferner erreicht, wie in 1B gezeigt ist, der Schwingungsisolator 15 die untere Seite des Gehäuses 23, an der die innere Einheit 11 und der Leiterrahmen 13 über den Bonddraht 16 elektrisch miteinander verbunden sind, nicht. Das heißt, dass die Gehäuseseite der inneren Einheit 11 nicht mit dem Schwingungsisolator 15 bedeckt ist. Da die Gehäuseseite der inneren Einheit 11 nicht mit dem Schwingungsisolator 15 bedeckt ist, können die folgenden Vorteile erzielt werden.
Eine Deformation bzw. Verformung des Sensorchips 21 verursacht eine Änderung in dem Abstand zwischen der beweglichen Ansteuerelektrode 211b und der festen Ansteuerelektrode 211c und eine Änderung in dem Abstand zwischen der beweglichen Erfassungselektrode 212a und der festen Erfassungselektrode 212b. Diese Abstandsänderungen bewirken eine Verringerung der Erfassungsgenauigkeit des Sensors für eine physikalische Größe 10. In der in 1B gezeigten Struktur wird eine thermische Belastung von dem Schwingungsisolator 15 einem oberen Abschnitt einer äußeren Wand des Gehäuses 23 auferlegt bzw. zugeführt. Demgemäß wird der obere Abschnitt der äußeren Wand des Gehäuses 23 deformiert. Die Deformation des oberen Abschnitts der äußeren Wand des Gehäuses 23 wird auf einen Boden beziehungsweise eine Unterseite des Gehäuses 23 übertragen. Demgemäß wird der Boden des Gehäuses 23 deformiert. Die Deformation des Bodens des Gehäuses 23 wird auf den Signalverarbeitungschip 22 übertragen. Demgemäß wird der Signalverarbeitungschip 22 deformiert. Die Deformation des Signalverarbeitungschips 22 wird auf die Klebefolie 26 übertragen. Demgemäß wird die Klebefolie 26 deformiert. Die Deformation der Klebefolie 26 wird auf den Sensorchip 21 übertragen. Auf diese Art und Weise wird in Übereinstimmung mit der in 1B gezeigten Struktur die thermische Belastung des Schwingungsisolators 15 indirekt auf den Sensorchip 21 übertragen. Daher reduziert die in 1B gezeigte Struktur die von dem Schwingungsisolator 15 auf den Sensorchip 21 angewandte thermische Belastung, so dass die Deformation des Sensorchips 21 verringert werden kann. Demgegenüber wird dann, wenn die Gehäuseseite der inneren Einheit 11 mit dem Schwingungsisolator 15 bedeckt ist, die thermische Belastung des Schwingungsisolators 15 direkt auf den Sensorchip 21 übertragen. Infolge dessen wird der Sensorchip 21 stark deformiert.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 10 in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Ein Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist wie folgt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel hat, wie in 6 gezeigt ist, eine Öffnung 31 des Gehäuses 12 eine polygonale Form, die es erlaubt, dass ein Freiraum (das heißt, ein Abstand) zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 an einer Ecke 111 der inneren Einheit 11 kleiner ist als an einer Seite der inneren Einheit 11. Alternativ kann die Öffnung 31 des Gehäuses 12 eine andere Form (beispielsweise rundförmig oder elliptisch) haben, die es dem Freiraum zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 erlaubt, an der Ecke der inneren Einheit 11 kleiner als an der Seite der inneren Einheit 11 zu sein.
Ein Schwingungsisolator 15 wird durch Einspritzen eines Elastomers in den Freiraum zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 ausgebildet. Daher ändert sich die Breite des Schwingungsisolators 15 entlang der Peripherie der inneren Einheit 11. Wenn die Breite des Schwingungsisolators 15 größer wird, wird der Schwingungsisolator 15 härter. In anderen Worten ausgedrückt, wird der Schwingungsisolator 15 härter, wenn der Freiraum zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 größer wird. Daher hat der Schwingungsisolator 15 an einem Eckabschnitt entsprechend zu der Ecke 111 der inneren Einheit 11 eine größere Härte als an einem Seitenabschnitt entsprechend zu der Seite der inneren Einheit 11.
Während der Verwendung des Sensors für eine physikalische Größe 10 kann die an dem Gehäuse 12 abgestützte innere Einheit 11 eine Schwingungskraft empfangen, die bewirkt, dass die innere Einheit 11 in der x-Achsen-Richtung und in der y-Achsen-Richtung von 6 schwingt. Ferner kann die innere Einheit 11 eine Drehkraft empfangen, die bewirkt, dass sich die innere Einheit 11 um eine Mittenachse der inneren Einheit 11 in der z-Achsen-Richtung von 6 dreht. Das heißt, dass die innere Einheit 11 eine Drehkraft empfangen kann, die bewirkt, dass sich die innere Einheit 11 in Bezug auf das Gehäuse 12 dreht. Die Drehkraft wird durch einen Unterschied in der Härte zwischen dem Eckabschnitt und dem Seitenabschnitt des Schwingungsisolators 15 absorbiert. Im Einzelnen wird, da der Eckabschnitt des Schwingungsisolators 15 eine größere Härte hat, die innere Einheit 11 an der Ecke 111 über den Eckabschnitt des Schwingungsisolators 15 sicher an dem Gehäuse 12 abgestützt bzw. an das Gehäuse 12 angelenkt. Demgemäß kann die Drehbewegung der inneren Einheit 11 in Bezug auf das Gehäuse 12 verringert werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ändert sich in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel die Breite des Schwingungsisolators 15 entlang der Peripherie der inneren Einheit 11. Im Einzelnen ist die Breite des Eckabschnitts des Schwingungsisolators 15 kleiner als die Breite des Seitenabschnitts des Schwingungsisolators 15. Bei einem solchen Ansatz wird die innere Einheit 11 an dem Eckabschnitt 111 über den Eckabschnitt des Schwingungsisolators 15 sicher an dem Gehäuse 12 abgestützt, so dass die Drehbewegung der inneren Einheit 11 in Bezug auf das Gehäuse 12 verringert werden kann.
Ferner ist, wie in 6 gezeigt ist, die Ecke 111 der inneren Einheit 11 zurückstehend. Bei einem solchen Ansatz wird die innere Einheit 11 an der Ecke 111 über den Eckabschnitt des Schwingungsisolators 15 sicherer an dem Gehäuse 12 abgestützt. Alternativ kann die Ecke 111 der inneren Einheit 11 abgerundet oder angespitzt bzw. geschliffen sein.
Nachstehend werden Modifikationen des zweiten Ausführungsbeispiels in Bezug auf die 7A und 7B beschrieben. In einer in 7A gezeigten Modifikation hat der Schwingungsisolator 15 sowohl Eckabschnitte als auch Seitenabschnitte. Die Eckabschnitte des Schwingungsisolators 15 befinden sich zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 an Ecken 111 der inneren Einheit 11. Die Seitenabschnitte des Schwingungsisolators 15 befinden sich zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 an Seiten der inneren Einheit 11. Die Eck- und Seitenabschnitte des Schwingungsisolators 15 sind zueinander beabstandet entlang der Peripherie der inneren Einheit 11 angeordnet. In einer anderen Modifikation hat der Schwingungsisolator 15 nur Eckabschnitte, die sich zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 an Ecken 111 der inneren Einheit 11 befinden. Wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann die Drehbewegung der inneren Einheit 11 in Bezug auf das Gehäuse 12 durch die Eckabschnitte des Schwingungsisolators 15 verringert werden. Daher kann die Drehbewegung der inneren Einheit 11 in Bezug auf das Gehäuse 12 auch dann verringert werden, wenn der Schwingungsisolator 15 nur Eckabschnitte aufweist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist in Übereinstimmung mit den Modifikationen des zweiten Ausführungsbeispiels die innere Einheit 11 teilweise von dem Schwingungsisolator 15 derart umgeben, dass sich der Schwingungsisolator 15 zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 an zumindest den Ecken 111 der inneren Einheit 11 befindet. Bei einem solchen Ansatz kann die Drehbewegung der inneren Einheit 11 in Bezug auf das Gehäuse 12 verringert werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 8A bis 8C beschrieben.
In dem dritten Ausführungsbeispiel wird, wie in 8A gezeigt ist, ein vorübergehend abstützender Halterahmen zur Montage 34 anstelle des vorübergehend abstützenden Bands 32 verwendet, wenn der Sensor für eine physikalische Größe 10 hergestellt wird. Der vorübergehend abstützende Halterahmen zur Montage 34 beinhaltet einen Folienabschnitt 35 und mehrere Projektionsabschnitte bzw. Vorsprungsabschnitte 36, die auf dem Folienabschnitt 35 stehen. Die Projektionsabschnitte 36 sind so angeordnet, dass sie dem Freiraum zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12 folgen. Im Einzelnen befinden sich, wie in 8A entsprechend zu 4F gezeigt ist, wenn der vorübergehend abstützende Halterahmen zur Montage 34 an dem Gehäuse 12 befestigt ist, die Projektionsabschnitte 36 im wesentlichen in dem Zentrum des Freiraums zwischen der inneren Einheit 11 und dem Gehäuse 12, und umgeben die Peripherie der inneren Einheit 11. Nachdem der vorübergehend abstützende Halterahmen zur Montage 34 an dem Gehäuse 12 befestigt ist, wird ein Elastomer für den Schwingungsisolator 15 in den Freiraum eingespritzt, in dem sich die Projektionsabschnitte 36 befinden. Infolge dessen wird der Freiraum mit dem Elastomer gefüllt, und werden die Projektionsabschnitte 36 in das Elastomer eingekapselt. Dann wird, wenn das eingespritzte Elastomer aushärtet, um den Schwingungsisolator 15 auszubilden, der vorübergehend abstützende Halterahmen zur Montage 34 von dem Schwingungsisolator 15 entfernt. Es wird bevorzugt, dass eine Oberfläche jedes Projektionsabschnitts 36 mit einem Fluorharz oder dergleichen beschichtet wird. Bei einem solchen Ansatz kann der vorübergehend abstützende Halterahmen zur Montage 34 leicht von dem Schwingungsisolator 15 entfernt werden. Wie in 8B gezeigt ist, weist der Schwingungsisolator 15, der unter Verwendung des vorübergehend abstützenden Halterahmens zur Montage 34 ausgebildet wird, mehrere durchgehende Löcher 37 auf, die durch ihn hindurch verlaufen. Wie in 8C gezeigt ist, sind die durchgehenden Löcher 37 des Schwingungsisolators 15 so angeordnet, dass sie die Peripherie der inneren Einheit 11 umgeben.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist in Übereinstimmung mit dem dritten Ausführungsbeispiel der Schwingungsisolator 15 die durchgehenden Löcher 37 auf. Die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 hängt von der Anzahl und der Anordnung der durchgehenden Löcher 37 ab. Daher kann die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 durch Ändern der Anzahl und der Anordnung der Projektionsabschnitte 36 des vorübergehend abstützenden Halterahmens zur Montage 34 eingestellt werden. Auf diese Art und Weise kann die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 leicht auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
In 8C befindet sich das durchgehende Loch 37 in dem Eckabschnitt des Schwingungsisolators 15. Alternativ kann kein durchgehendes Loch 37 in dem Eckabschnitt des Schwingungsisolators 15 angeordnet sein. Bei einem solchen Ansatz hat der Schwingungsisolator 15 an dem Eckabschnitt eine größere Härte als an dem Seitenabschnitt. Folglich kann wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Drehbewegung der inneren Einheit 11 in Bezug auf das Gehäuse 12 verringert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 10 in Übereinstimmung mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. In dem vierten Ausführungsbeispiel weist, wie in 9 gezeigt ist, der Schwingungsisolator 15 Blasen 38 auf. Das heißt, dass der Schwingungsisolator 15 aus einem porösen Schaummaterial wie beispielsweise Schwamm hergestellt ist. Die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 hängt von einem Prozentsatz der in dem Schwingungsisolator 15 enthaltenen Blasen 38 ab. Daher kann die Federkonstante des Schwingungsisolators 15 durch Ändern des Prozentsatzes der in dem Schwingungsisolator 15 enthaltenen Blasen leicht auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 40 in Übereinstimmung mit einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 10A und 10B beschrieben. Ein Unterschied zwischen dem fünften Ausführungsbeispiel und den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist wie folgt. In den vorangehenden Ausführungsbeispielen wird die innere Einheit 11 mit dem in dem Gehäuse 23 gehaltenen Sensorchip 21 als ein Sensorabschnitt verwendet, und der Sensorabschnitt wird in dem Gehäuse 12 gehalten. Demgegenüber wird in dem fünften Ausführungsbeispiel ein Waferniveaugehäuse (wafer level package) verwendet.
Zum Beispiel kann der Sensor für eine physikalische Größe 40 durch mikroelektromechanische Systeme (microelectromechanical systems; MEMS) hergestellt werden. Der Sensor für eine physikalische Größe 40 beinhaltet einen rechteckigen rohrförmigen Rahmenabschnitt 41 (als ein Gehäuse) und einen Sensorabschnitt 42. Der Rahmenabschnitt 41 hat eine Öffnung 43 im Inneren und ist aus Silizium hergestellt. Der Sensorabschnitt 42 wird in der Öffnung 43 des Rahmenabschnitts 41 gehalten. Der Sensorabschnitt 42 weist ein aus Silizium hergestelltes Substrat 44 und ein Sensorelement 45 auf. Das Substrat 44 hat eine erste und eine zweite Seite (eine obere und eine untere Seite von 10B), die einander gegenüber liegen. Das Sensorelement 45 ist auf der ersten Seite des Substrats 44 ausgebildet. Es gibt einen Abstand bzw. einen Freiraum zwischen dem Rahmenabschnitt 41 und dem Sensorabschnitt 42. Ein Schwingungsisolator 46 befindet sich in dem Freiraum. Der Schwingungsisolator 46 ist als ein Stück ausgebildet und hat eine kontinuierliche Ringform bzw. die Form eines fortlaufenden Rings. Der Schwingungsisolator 46 füllt den Freiraum und umgibt den Sensorabschnitt 42.
Der Rahmenabschnitt 41 weist eine Elektrode 47 auf, die durch den Rahmenabschnitt 41 in einer Dickenrichtung des Rahmenabschnitts 41 hindurch tritt bzw. in der Dickenrichtung in den Rahmenabschnitt 41 eindringt. Folglich hat die Elektrode ein erstes Ende, das zu einer ersten Seite (der oberen Seite in 10B) des Rahmenabschnitts 41 hin offen liegt, und ein zweites Ende, das zu einer zweiten Seite (der unteren Seite in 10B), die der ersten Seite gegenüber liegt, des Rahmenabschnitts 41 hin offen liegt. Das zweite Ende der Elektrode 47 ist elektrisch mit einer Erhebung bzw. einem Bump 48 verbunden. Die Erhebung 48 befindet sich auf der zweiten Seite des Rahmenabschnitts 41. Das heißt, dass die Erhebung 48 und das Sensorelement 45 sich auf gegenüber liegenden Seiten befinden. Das erste Ende der Elektrode 47 ist über einen Bonddraht 49 elektrisch mit dem Sensorabschnitt 42 verbunden. Der Bonddraht 49 überspannt den Schwingungsisolator 46. Die erste Seite des Sensorabschnitts 42 ist mit einer Abdeckung 51 zum Abdecken des Sensorelements 45 abgedeckt. Die zweite Seite des Sensorabschnitts 42 ist mit einer Abdeckung 52 abgedeckt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, befindet sich in Übereinstimmung mit dem fünften Ausführungsbeispiel der Schwingungsisolator 46 zwischen dem Rahmenabschnitt 41 und dem Sensorabschnitt 42. Somit verringert der Schwingungsisolator 46 eine auf den Sensorabschnitt 42 von dem Rahmenabschnitt 41 übertragene Schwingung. Auf diese Art und Weise kann dann, wenn der Sensor für eine physikalische Größe 40 durch ein mikroelektromechanisches System hergestellt ist, eine relative Schwingung zwischen dem Rahmenabschnitt 41 und dem Sensorabschnitt 42 verringert werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 60 in Übereinstimmung mit einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
Wie in 11 gezeigt ist, beinhaltet der Sensor für eine physikalische Größe 60 einen Sensorabschnitt 61 und ein organisches Substrat 62 (als ein Gehäuse). Der Sensorabschnitt 61 wird in einer Öffnung 63 des organischen Substrats 62 gehalten. Der Sensorabschnitt 61 beinhaltet einen Sensorchip 65 mit einem Sensorelement 64. Das Sensorelement 64 des Sensorchips 65 ist mit einer Abdeckung 66 abgedeckt. Das organische Substrat 62 ist aus einem elektrisch isolierenden organischen Material wie beispielsweise Epoxydharz hergestellt. Ein Schwingungsisolator 67 befindet sich zwischen dem Sensorabschnitt 61 und dem organischen Substrat 62. Folglich verringert der Schwingungsisolator 67 eine auf den Sensorabschnitt 61 von dem organischen Substrat 62 übertragene Schwingung, so dass eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt 61 und dem organischen Substrat 62 verringert werden kann.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 60 in Übereinstimmung mit einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. Das siebte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels.
Wie in 12 gezeigt ist, ist in dem siebten Ausführungsbeispiel der Sensorchip 65 auf das organische Substrat 62 montiert. Im Einzelnen beinhaltet das organische Substrat 62 einen Rahmenabschnitt 621 und einen Anbringungs- oder Montageabschnitt 622, auf welchem der Sensorchip 65 angebracht oder montiert ist. Der Sensorchip 65 und der Montageabschnitt 622 bilden den Sensorabschnitt 61. Der Schwingungsisolator 67 befindet sich zwischen dem Rahmenabschnitt 621 und dem Montageabschnitt 622. Folglich verringert der Schwingungsisolator 671 eine auf den Montageabschnitt 622, auf welchem der Sensorchip 65 angebracht ist, von dem Rahmenabschnitt 621 übertragene Schwingung. Demgemäß kann eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt 61 und dem Rahmenabschnitt 621 des organischen Substrats 62 verringert werden.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 10 in Übereinstimmung mit einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. Das achte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
In dem achten Ausführungsbeispiel beinhaltet, wie in 13 gezeigt ist, das Gehäuse 12 einen Rahmenabschnitt 121 und einen Anbringungs- oder Montageabschnitt 122, auf welchem der Sensorchip 21 angebracht oder montiert ist. Der Sensorchip 21 und der Montageabschnitt 122 bilden die innere Einheit 11 als einen Sensorabschnitt. Der Schwingungsisolator 15 befindet sich zwischen dem Rahmenabschnitt 121 und dem Montageabschnitt 122 des Gehäuses 12. Folglich verringert der Schwingungsisolator 151 eine auf den Montageabschnitt 122, auf welchem der Sensorchip 21 angebracht ist, von dem Rahmenabschnitt 121 übertragene Schwingung. Demgemäß kann eine relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 11 und dem Rahmenabschnitt 121 des Gehäuses 12 verringert werden.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 310 in Übereinstimmung mit einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 14A, 14B und 15 beschrieben. Der Sensor für eine physikalische Größe 310 beinhaltet eine innere Einheit 311 (als einen Sensorabschnitt), ein Gehäuse 312, einen Leiterrahmen 313, eine Abdeckung 314, einen Schwingungsisolator 315, einen Bonddraht 316, und eine Abdeckung 317. Die innere Einheit 311 beinhaltet einen Sensorchip 321, einem Signalverarbeitungschip 322, ein Gehäuse 323, und eine Zuführung bzw. ein Lead 324. Der Sensorchip 221 hat im Wesentlichen dieselbe Struktur wie der Sensorchip 21, der in 3 gezeigt ist.
Die innere Einheit 311 wird in dem Gehäuse 312 gehalten. Das Gehäuse 312 ist aus Harz hergestellt. Das Gehäuse 312 hat eine rechteckige Röhrenform bzw. die Form einer rechteckigen Röhre. Der Leiterrahmen 313 ist mit dem Gehäuse 312 spritzgegossen. Die innere Einheit 311 hat eine erste und eine zweite Endoberfläche 325, 326, die einander in ihrer Dickenrichtung gegenüber liegen. Das heißt, dass die innere Einheit 311 die gegenüber liegenden Endoberflächen 325, 326 in der z-Achsen-Richtung in 14B aufweist. Das Gehäuse 323 befindet sich auf der ersten Endoberfläche 325, und die Zuführung 324 befindet sich auf der zweiten Endoberfläche 326. Die Abdeckung 314 deckt die erste Endoberfläche 325 der inneren Einheit 311 ab. Die Abdeckung 317 deckt die zweite Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 ab.
Die innere Einheit 311 weist eine Anschlussfläche 327 auf der ersten Endoberfläche 325 auf. Die Anschlussfläche 327 ist elektrisch mit dem Sensorchip 321 und dem Signalverarbeitungschip 322 verbunden. Das Gehäuse 312 weist eine Anschlussfläche 328 auf, die elektrisch mit dem Leiterrahmen 313 verbunden ist. Die Anschlussfläche 327 der inneren Einheit 311 ist über den Bonddraht 316 elektrisch mit der Anschlussfläche 328 des Gehäuses 312 verbunden. Somit ist die innere Einheit 311 über den Bonddraht 316 elektrisch mit dem Leiterrahmen 313 verbunden.
Das Gehäuse 312 beinhaltet einen Gehäusekörper 331 und einen Abstützabschnitt 332. Der Gehäusekörper 331 hat eine rechteckige Röhrenform bzw. die Form einer rechteckigen Röhre, und umgibt die Peripherie der inneren Einheit 311. Der Abstützabschnitt 322 erstreckt sich von einer inneren Wand des Gehäusekörpers 331, um eine Abstützoberfläche 333 bereitzustellen, die der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 gegenüber liegt. In dem neunten Ausführungsbeispiel erstreckt sich, wie in 15 gezeigt ist, der Abstützabschnitt 322 von jeder Ecke des Gehäusekörper 331 aus nach innen, um eine im Wesentlichen kreuzförmige Öffnung 334 zwischen dem Gehäuseabschnitt 331 und dem Abstützabschnitt 332 zu bilden. Die kreuzförmige Öffnung 334 erstreckt sich in der z-Achsen-Richtung so, dass sie durch den Abstützabschnitt 332 hindurch tritt bzw. in diesen eindringt.
Wie in 14B gezeigt ist, befindet sich der Schwingungsisolator 315 zwischen der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 und der Abstützoberfläche 333 des Gehäuses 312. Die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 sind über den Schwingungsisolator 315 miteinander verbunden bzw. zusammengefügt (beispielsweise gebondet). Folglich wird die innere Einheit 311 über den Schwingungsisolator 315 gegen den Abstützabschnitt 332 des Gehäuses 312 abgestützt bzw. an diesen angelenkt. Zum Beispiel kann der Schwingungsisolator 315 aus einem weichen Elastomer wie beispielsweise Siliziumgummi, bei Raumtemperatur vulkanisierendem Siliziumgummi (room temperature vulcanization silicon rubber; RTV silicon rubber) oder dergleichen hergestellt sein.
Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe 310 unter Bezugnahme auf die 16A bis 16F beschrieben. Zunächst wird, wie in 16A gezeigt ist, der Leiterrahmen 313 mit dem Gehäuse 312 spritzgegossen, so dass das Gehäuse 312 und der Leiterrahmen 313 miteinander verbunden oder zusammengefügt werden können. Dann wird, wie in 16B gezeigt ist, ein Elastomer für den Schwingungsisolator 315 auf die Abstützoberfläche 333 des Abstützabschnitts 332 aufgebracht. Das Elastomer liegt in der Form einer Flüssigkeit oder eines halbfesten Materials vor, wenn es auf die Abstützoberfläche 333 aufgebracht wird. Dann wird, wie in 16B gezeigt ist, die innere Einheit 311 durch das aufgetragene Elastomer an dem Gehäuse 312 befestigt, bevor das aufgebrachte Elastomer aushärtet (das heißt, hart wird). Wenn das Elastomer aushärtet, um den Schwingungsisolator 315 zu bilden, werden die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 durch den Schwingungsisolator 315 zusammengefügt bzw. miteinander verbunden.
Nachdem das Elastomer aushärtet, um den Schwingungsisolator 315 zu bilden, werden die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 über den Bonddraht 316 elektrisch miteinander verbunden, wie in 16D gezeigt ist. In dem neunten Ausführungsbeispiel befindet sich der Schwingungsisolator 315 auf der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311, und befindet sich der Bonddraht 316 auf der ersten Endoberfläche 325 der inneren Einheit 311. Das heißt, dass der Schwingungsisolator 315 und der Bonddraht 316 sich auf unterschiedlichen Seiten der inneren Einheit 311 befinden. Daher können ein Herstellungsschritt zum Aufbringen des Elastomers und ein Herstellungsschritt zum Anschließen des Bonddrahts 316 durchgeführt werden, ohne dass sie einander stören.
Dann werden, wie in 16E gezeigt ist, die Abdeckung 314 und die Abdeckung 317 an dem Gehäuse 312 befestigt. Schließlich wird, wie in 16E gezeigt ist, der Leiterrahmen 313 in einer vorbestimmten Form ausgebildet. Ferner werden unnötige Abschnitte, die benachbarte bzw. angrenzende Leiterrahmen 313 (vgl. 15) verbinden, entfernt, so dass die Leiterrahmen 313 voneinander getrennt werden können (vgl. 14A). Auf diese Art und Weise wird der Sensor für eine physikalische Größe 310 vervollständigt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist das Gehäuse 312 die Öffnung 334 auf, die den Abstützabschnitt 332 durchdringt bzw. in diesen eindringt. Wie in 17 gezeigt ist, kann eine Haltevorrichtung zur Montage 340 dazu verwendet werden, den Sensor für eine physikalische Größe 310 durch Einsetzen der Haltevorrichtung zur Montage 340 in die Öffnung 334 herzustellen. Die Haltevorrichtung zur Montage 340 beinhaltet einen Halteabschnitt 341, einen Kontaktabschnitt 342, und einen Säulenabschnitt 343. Der Halteabschnitt 341 hält das Gehäuse 312. Der Säulenabschnitt 343 erstreckt sich ausgehend von dem Halteabschnitt 341 nach oben, so dass er durch die Öffnung 334 des Gehäuses 312 verläuft. Der Kontaktabschnitt 342 befindet sich so auf einer Spitze des Säulenabschnitts 343, dass er in Kontakt mit der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 steht. Wenn das Gehäuse 312 in dem Halteabschnitt 341 gehalten wird, wird eine positionelle Beziehung zwischen dem Gehäuse 312 und dem Kontaktabschnitt 342 der vorübergehend abstützenden Haltevorrichtung zur Montage 340 konstant gehalten. Das heißt, dass ein Abstand zwischen der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 und der Abstützoberfläche 333 des Gehäuses 312 konstant gehalten wird.
Der Abstand zwischen der zweiten Endoberfläche 326 und der Abstützoberfläche 333 entspricht der Dicke des Schwingungsisolators 315. Die Schwingungsdämpfungseigenschaft des Schwingungsisolators 315 hängt von der Federkonstanten des Schwingungsisolators 315 ab. Das heißt, dass die Schwingungsdämpfungseigenschaft des Schwingungsisolators 315 von der Dicke des Schwingungsisolators 315 abhängt. Daher wird bevorzugt, dass die Dicke des Schwingungsisolators 315 konstant gehalten wird, um Herstellungsschwankungen zu verringern. In dem neunten Ausführungsbeispiel kann der Säulenabschnitt 343 der Haltevorrichtung zur Montage 340 in die Öffnung 334 des Gehäuses 312 eingesetzt oder eingeführt werden, wie in 17 gezeigt ist, wenn die innere Einheit 311 in einem in 16C gezeigten Herstellungsschritt an dem Gehäuse 312 befestigt wird. Bei einem solchen Ansatz wird der Abstand zwischen der zweiten Endoberfläche 326 und der Abschnittsoberfläche 333 konstant gehalten, so dass demgemäß die Dicke des Schwingungsisolators 315 konstant gehalten wird. Folglich kann die Schwingungsdämpfungseigenschaft des Schwingungsisolators 315 genau auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
Die Haltevorrichtung zur Montage 340 kann einen Magneten wie einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten aufweisen, und ein Deckel 324 der inneren Einheit 311 kann aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Eisen oder einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung hergestellt sein. Bei einem solchen Ansatz wird die innere Einheit 311 lösbar durch Magnetkraft an der Haltevorrichtung zur Montage 340 befestigt. Folglich kann die innere Einheit 311 sicher durch die Haltevorrichtung zur Montage 340 abgestützt werden, bis das Elastomer aushärtet, um den Schwingungsisolator 315 auszubilden.
Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Vorteil kann die Verwendung der Haltevorrichtung zur Montage 340 den folgenden Vorteil bereitstellen. Der Säulenabschnitt 343 der Haltevorrichtung zur Montage 340 kann in die Öffnung 334 des Gehäuses 312 wie in 18 gezeigt eingesetzt werden, wenn die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 über den Bonddraht 316 in einem in 16D gezeigten Herstellungsschritt elektrisch miteinander verbunden werden. Bei einem solchen Ansatz kann auch dann, wenn der Schwingungsisolator 315 weich ist, die innere Einheit 311 in Bezug auf das Gehäuse 312 genau positioniert werden. Daher können die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 über den Bonddraht 16 akkurat zusammengeschaltet bzw. miteinander verbunden werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden in Übereinstimmung mit dem neunten Ausführungsbeispiel die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 durch den Schwingungsisolator 315, der aus einem weichen Elastomer hergestellt ist, zusammengefügt. Der Schwingungsisolator 315 befindet sich zwischen der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 und der Abschnittsoberfläche 333 des Gehäuses 312. Das heißt, dass die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Da der Schwingungsisolator 315 weich ist, absorbiert der Schwingungsisolator 315 eine relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 311 und dem Gehäuse 312, während er die innere Einheit 311 gegen das Gehäuse 312 abstützt. Die Festigkeit und die Federkonstante des Schwingungsisolators 315 können durch Ändern der Dicke des Schwingungsisolators 315 und des Prozentsatzes von in dem Schwingungsisolator 315 enthaltenen Blasen leicht eingestellt werden. Daher kann eine Federkonstante des Schwingungsisolators 315 leicht auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, der es dem Schwingungsisolator 315 erlaubt, die relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 311 und dem Gehäuse 312 ohne eine Reduktion der Festigkeit zu verringern.
Das Gehäuse 312 weist die Öffnung 334 auf, die durch den Abstützabschnitt 332 hindurch tritt bzw. ihn durchdringt, und die Haltevorrichtung 340 kann dazu verwendet werden, den Sensor für eine physikalische Größe 310 durch Einsetzen der Haltevorrichtung zur Montage 340 in die Öffnung 334 herzustellen. Die Federkonstante des Schwingungsisolators 315 hängt von der Dicke des Schwingungsisolators 315 ab. Der Abstand zwischen der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 und der Abschnittsoberfläche 333 des Gehäuses 312 kann durch Abstützen der inneren Einheit 311 mit der Haltevorrichtung zur Montage 340 genau eingestellt werden. Demgemäß wird die Dicke des Schwingungsisolators 315 genau eingestellt, so dass der Schwingungsisolator 314 eine gewünschte Federkonstante haben kann. Ferner kann die innere Einheit 311 in Bezug auf das Gehäuse 312 durch Abstützen der inneren Einheit 311 mit der Haltevorrichtung zur Montage 340 genau positioniert werden. Daher können die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 über den Bonddraht 16 akkurat miteinander verbunden werden.
(Zehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 310 in Übereinstimmung mit einem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 19A und 19B beschrieben. Ein Unterschied zwischen dem neunten und dem zehnten Ausführungsbeispiel ist wie folgt.
In dem zehnten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 312 ein vorübergehend abstützendes Element 351 auf. Das vorübergehend abstützende Element 351 ist über einen Trennabschnitt 352 mit dem Gehäuse 312 zusammengefügt bzw. verbunden. Das heißt, dass das Gehäuse 312, das vorübergehend abstützende Element 351, und der Trennabschnitt 352 als ein Stück ausgebildet sind. Das vorübergehend abstützende Element 351 kann von dem Gehäuse 312 durch Schneiden des Trennabschnitts 352 entfernt werden. Folglich ist das vorübergehend abstützende Element 351 lösbar an dem Gehäuse 312 befestigt.
Der Sensor für eine physikalische Größe 310 weist ein Führungselement 353 auf. Das Führungselement 353 befindet sich so auf einer inneren Wand des Gehäuses 312, dass es einer äußeren Wand der inneren Einheit 311 gegenüber liegt. Wenn die innere Einheit 311 in dem Gehäuse 312 gehalten wird, gerät das Führungselement 353 in Kontakt mit der Außenwand der inneren Einheit 311, so dass die innere Einheit 311 in Bezug auf das Gehäuse 312 genau positioniert werden kann. Auf diese Art und Weise definiert das Führungselement 353 eine horizontale Position der inneren Einheit 311 in Bezug auf das Gehäuse 312.
Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe 310 des zehnten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 20A bis 20D beschrieben. Zunächst wird, wie in 20A gezeigt ist, der Leiterrahmen 313 mit dem Gehäuse so spritzgegossen, dass der Leiterrahmen 313 und das Gehäuse 312 zusammengefügt werden können. In diesem Zustand verbleibt das vorübergehend abstützende Element 351 über den Trennabschnitt 352 mit dem Gehäuse 312 verbunden. Dann wird, wie in 20B gezeigt ist, ein Elastomer für den Schwingungsisolator 315 auf die Abstützoberfläche 333 des Abstützabschnitts 332 aufgebracht. Dann wird, wie in 20C gezeigt ist, die innere Einheit 311 durch das Elastomer an dem Gehäuse 312 befestigt, bevor das Elastomer aushärtet (das heißt, hart wird). In dieser Zeit ist, da die innere Einheit 311 durch das vorübergehend abstützende Element 351 abgestützt wird, die zweite Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 nicht in direktem Kontakt mit der Abstützoberfläche 333. Wie die Haltevorrichtung zur Montage 340 des neunten Ausführungsbeispiels definiert das vorübergehend abstützende Element 351 den Abstand zwischen der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 und der Abstützoberfläche 333 des Gehäuses 312. Das heißt, dass das vorübergehend abstützende Element 351 die Dicke des Schwingungsisolators 315 definiert. Die horizontale Position der inneren Einheit 311 wird durch das Führungselement 353 bestimmt, welches in Kontakt mit der äußeren Wand der inneren Einheit 311 ist.
Nachdem das Elastomer aushärtet, um den Schwingungsisolator 315 auszubilden, wird das vorübergehend abstützende Element 351 wie in 20D gezeigt von dem Gehäuse 312 entfernt. Zum Beispiel kann das vorübergehend abstützende Element 351 durch Schmelzen des Trennabschnitts mit einem Laserstrahl von dem Gehäuse 312 entfernt werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist in Übereinstimmung mit dem zehnten Ausführungsbeispiel das Gehäuse 312 das vorübergehend abstützende Element 351 auf, das so angeordnet ist, dass es die Öffnung 334 abdeckt und von dem Gehäuse 312 entfernbar ist. Ferner befindet sich das Führungselement 353 so auf der inneren Wand des Gehäuses 312, dass es der äußeren Wand der inneren Einheit 311 gegenüber liegt. Die innere Einheit 311 ist derart an dem Gehäuse 312 befestigt, dass die innere Einheit 311 durch das vorübergehend abstützende Element 351 abgestützt wird, und derart, dass das Führungselement 353 in Kontakt mit der äußeren Wand der inneren Einheit 311 ist. Bei einem solchen Ansatz kann die innere Einheit 311 in Bezug auf das Gehäuse 312 genau positioniert werden. Demgemäß kann der Schwingungsisolator 315 eine gewünschte Dicke und eine gewünschte Federkonstante haben. Die innere Einheit 311 wird über den Schwingungsisolator 315 gegen das Gehäuse 312 abgestützt, nachdem das vorübergehend abstützende Element 351 von dem Gehäuse 312 entfernt ist. Auf diese Art und Weise kann die Federkonstante des Schwingungsisolators 315 leicht und genau auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
(Elftes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 21 beschrieben.
In dem elften Ausführungsbeispiel beinhaltet, wie in 21 gezeigt ist, der Schwingungsisolator 315 ein Abstandseinstellelement 361 und ein Klebeelement 362. Das Abstandseinstellelement 361 liegt in der Form eines Festkörpers vor. Das Klebeelement 362 liegt in der Form einer Flüssigkeit oder eines halbfesten Körpers vor und wird nach dem Aushärten fest. Das Abstandseinstellelement 361 und das Klebeelement 362 können aus demselben Material hergestellt sein. Zum Beispiel können das Abstandseinstellelement 361 und das Klebeelement 362 aus einem weichen Material wie beispielsweise einem Elastomer hergestellt sein. Alternativ können das Abstandseinstellelement 361 und das Klebeelement 362 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein.
In dem elften Ausführungsbeispiel wird das Abstandseinstellelement 361 zwischen die zweite Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 und die Abstützoberfläche 333 des Gehäuses 312 gelegt, wenn die innere Einheit 311 an dem Gehäuse 312 befestigt wird. Da das Abstandseinstellelement 361 in der Form eines Festkörpers vorliegt, wird der Abstand zwischen der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 und der Abstützoberfläche 333 des Gehäuses 312 durch das Abstandseinstellelement 361 bestimmt. Das heißt, dass das Abstandseinstellelement 361 den Abstand zwischen der inneren Einheit 311 und dem Gehäuse 312 definiert. Das Klebeelement 362 wird so um das Abstandseinstellelement 361 herum aufgebracht, dass das Abstandseinstellelement 361 mit dem Klebeelement 362 abgedeckt werden kann. Die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 werden zusammengefügt (das heißt, gebondet), wenn das Klebeelement 362 aushärtet.
Wie vorstehend beschrieben wurde, beinhaltet in Übereinstimmung mit dem elften Ausführungsbeispiel der Schwingungsisolator 315 das Abstandseinstellelement 361 und das Klebeelement 362. Die innere Einheit 311 wird über das Abstandseinstellelement 361 weich gegen das Gehäuse 312 abgestützt und über das Klebeelement 362 mit dem Gehäuse 312 verbunden. Das Klebeelement 362 wird in dem Zustand auf das Abstandseinstellelement 361 aufgebracht, in dem die innere Einheit 311 über das Abstandseinstellelement 361 gegen das Gehäuse 312 abgestützt wird. Bei einem solchen Ansatz werden die innere Einheit 311 und das Gehäuse 312 zusammengefügt, während der Abstand zwischen der inneren Einheit 311 und dem Gehäuse 312 auf einem vorbestimmten Abstand gehalten wird, der durch das Abstandseinstellelement 361 definiert wird. Eine Federkonstante des Schwingungsisolators 315 hängt von der Größe des Abstandseinstellelements 361 ab. Daher kann die Federkonstante des Schwingungsisolators 315 durch Ändern der Größe des Abstandseinstellelements 361 leicht und genau auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 22 beschrieben.
In dem zwölften Ausführungsbeispiel ist, wie in 22 gezeigt ist, die Abstützoberfläche 333 des Abstützabschnitts 332 geringfügig zurückstehend bzw. ausgenommen, um einen zurückstehenden bzw. ausgenommenen Abschnitt 371 mit einer vorbestimmten Tiefe auszubilden. In 22 ist der zurückstehende Abschnitt 371 kreisförmig. Alternativ kann der zurückstehende Abschnitt 371 eine andere Form als ein Kreis haben. Das Elastomer für den Schwingungsisolator 315 wird auf den zurückstehenden Abschnitt 371 aufgebracht. Da der zurückstehende Abschnitt 371 eine vorbestimmte Tiefe hat, kann das auf den zurückstehenden Abschnitt 371 aufgebrachte Elastomer trotz der Tatsache, dass das Elastomer in der Form einer Flüssigkeit oder eines halbfesten Körpers vorliegt, innerhalb des zurückstehenden Abschnitts 371 verbleiben. Folglich kann der Schwingungsisolator 315 in einer korrekten Position auf der Abstützoberfläche 333 erzeugt werden. Das heißt, das der zurückstehende Abschnitt 371 eine Position des Schwingungsisolators 315 definiert. Ferner kann dann, wenn der Schwingungsisolator 315 das Abstandseinstellelement 361 des elften Ausführungsbeispiels beinhaltet, der Schwingungsisolator 315 durch Platzieren des Abstandseinstellelements 361 in dem zurückstehenden Abschnitt 371 in einer korrekten Position erzeugt werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist in Übereinstimmung mit dem elften Ausführungsbeispiel der Abstützabschnitt 332 den zurückstehenden Abschnitt 371 auf der Abstützoberfläche 333 auf. Der Schwingungsisolator 315 kann durch Verwenden des zurückstehenden Abschnitts 371 leicht in einer korrekten Position erzeugt werden.
(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 23 beschrieben. Ein Unterschied zwischen dem dreizehnten Ausführungsbeispiel und den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist wie folgt. In den vorangehenden Ausführungsbeispielen hat die Öffnung 334 des Gehäuses 312 eine Kreuzform. Demgegenüber hat in dem dreizehnten Ausführungsbeispiel die Öffnung 334 des Gehäuses 312 eine Kreisform, und ist der Abstützabschnitt 332 zwischen der kreisförmigen Öffnung 334 und dem Gehäusekörper 331 ausgebildet. Wie das zwölfte Ausführungsbeispiel kann die Abstützoberfläche 333 des Abstützabschnitts 332 ausgenommen sein, um den zurückstehenden Abschnitt 371 auszubilden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, hat in Übereinstimmung mit dem dreizehnten Ausführungsbeispiel die Öffnung 334 des Gehäuses 312 eine kreisförmige Form. Das heißt, dass die Öffnung 334 des Gehäuses 312 nicht auf eine bestimmte Form wie beispielsweise eine Kreuzform beschränkt ist.
(Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 24 beschrieben.
In dem vierzehnten Ausführungsbeispiel weist, wie in 24 gezeigt ist, das Gehäuse 312 ein elastisches Abstützelement 381 auf, das sich zwischen dem Gehäusekörper 331 und dem Abstützabschnitt 332 befindet. Das heißt, dass der Gehäusekörper 331 und der Abstützabschnitt 332 als separate Teile bereitgestellt und dann über das elastische Abstützelement 381 zusammengefügt bzw. miteinander verbunden werden. Zum Beispiel ist das elastische Abstützelement 381 aus einem elastischen Element wie beispielsweise einer Schraubenfeder (das heißt, einer Spiralfeder) hergestellt.
Da das Abstützelement 332 über das elastische Abstützelement 381 gegen den Gehäusekörper 331 abgestützt wird, kann der Abstützabschnitt 332 relativ zu dem Gehäusekörper 331 versetzt bzw. verschoben werden. Ferner kann der Abstützabschnitt 332 relativ zu der inneren Einheit 311 aufgrund des Schwingungsisolator 315, der sich zwischen der Abstützoberfläche 333 des Abstützabschnitts 332 und der zweiten Endoberfläche 326 der inneren Einheit 311 befindet, versetzt werden. Auf diese Art und Weise wird die innere Einheit 311 durch nicht nur den Schwingungsisolator 315, sondern auch das elastische Stützelement 381 elastisch gegen das Gehäuse 312 abgestützt. Demgemäß wird eine auf die innere Einheit 311 von dem Gehäuse 312 übertragene Schwingung durch nicht nur den Schwingungsisolator 315, sondern auch durch das elastische Abstützelement 381 absorbiert. Daher kann eine relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 311 und dem Gehäuse 312 wirkungsvoll verringert werden.
(Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 410 in Übereinstimmung mit einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 25A und 25B beschrieben.
Der Sensor für eine physikalische Größe 410 beinhaltet eine innere Einheit 411 (als einen Sensorabschnitt), ein Gehäuse 412, einen Leiterrahmen 413, einen ersten Schwingungsisolator 415, einen Bonddraht 416, und einen zweiten Schwingungsisolator 418. Die innere Einheit 411 hat im wesentlichen dieselbe Struktur wie die inneren Einheiten der vorangehenden Ausführungsbeispiele. Obwohl dies in den 25A und 25B nicht gezeigt ist, beinhaltet der Sensor für eine physikalische Größe 410 ferner eine Abdeckung zum Schützen der inneren Einheit 411. Der erste und der zweite Schwingungsisolator 415, 418 bilden eine Schwingungsisolationsstruktur.
Die innere Einheit 411 wird in dem Gehäuse 412 gehalten. Das Gehäuse 412 ist aus Harz hergestellt. Das Gehäuse 412 hat eine rechteckige Röhrenform. Der Leiterrahmen 413 ist mit dem Gehäuse 412 spritzgegossen. Die innere Einheit 411 weist eine erste und eine zweite Endoberfläche 425, 426 auf, die einander in ihrer Dickenrichtung gegenüber liegen. Das heißt, dass die innere Einheit 411 die gegenüber liegenden Endseiten 425, 426 in der z-Achsen-Richtung in 25B aufweist.
Wie in 25A gezeigt ist, weist die innere Einheit 411 eine Anschlussfläche 427 auf der ersten Endoberfläche 425 auf. Die Anschlussfläche 427 ist elektrisch mit einem (nicht gezeigten) Sensorchip und einem (nicht gezeigten) Signalverarbeitungschip verbunden. Das Gehäuse 412 weist eine Anschlussfläche 428 auf, die elektrisch mit dem Leiterrahmen 413 verbunden ist. Die Anschlussfläche 427 der inneren Einheit 411 ist über den Bonddraht 416 elektrisch mit der Anschlussfläche 428 des Gehäuses 412 verbunden, so dass die innere Einheit 411 elektrisch mit dem Leiterrahmen 413 verbunden sein kann.
Das Gehäuse 412 beinhaltet einen Gehäusekörper 431 und einen Abstützabschnitt 432. Der Gehäusekörper 431 hat eine rechteckige Röhrenform und umgibt die Peripherie der inneren Einheit 411. Der Abstützabschnitt 432 erstreckt sich von einer inneren Wand des Gehäusekörpers 431, um eine Abstützoberfläche 433 bereitzustellen, die der zweiten Endoberfläche 426 der inneren Einheit 411 gegenüber liegt. Der Abstützabschnitt 432 hat in seiner Mitte eine Öffnung 434. Die Öffnung 434 tritt in einer Dickenrichtung des Abstützabschnitts 432 durch den Abstützabschnitt 332 hindurch. Alternativ können der Abstützabschnitt 432 und die Öffnung 434 dieselbe Forum wie der Abstützabschnitt 332 und die Öffnung 334 des neunten Ausführungsbeispiels haben.
Wie in 25B gezeigt ist, befindet sich der erste Schwingungsisolator 415 zwischen der zweiten Endoberfläche 426 der inneren Einheit 411 und der Abstützoberfläche 433 des Gehäuses 412. Die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 sind über den Schwingungsisolator 415 miteinander verbunden bzw. zusammengefügt (beispielsweise gebondet). Folglich wird die innere Einheit 411 über den ersten Schwingungsisolator 415 gegen den Abstützabschnitt 432 des Gehäuses 412 abgestützt. Zum Beispiel kann der erste Schwingungsisolator 415 aus einem weichen Elastomer wie beispielsweise Silikongummi, bei Raumtemperatur vulkanisierendem (RTV-)Silikongummi oder dergleichen hergestellt sein.
Wie in 25B gezeigt ist, befindet sich der zweite Schwingungsisolator 418 zwischen einer äußeren Seitenwand 429 der inneren Einheit 411 und einer inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412. Im Einzelnen ist der zweite Schwingungsisolator 418 in Kontakt mit der äußeren Seitenwand 429 und der inneren Seitenwand 435. Der erste und der zweite Schwingungsisolator 415, 418 sind aus unterschiedlichen Materialien hergestellt, so dass ein effektiver Elastizitätsmodul des zweiten Schwingungsisolators 418 kleiner sein kann als ein effektiver Elastizitätsmodul des ersten Schwingungsisolators 415. Das heißt, dass der zweite Schwingungsisolator 418 aus einem Material hergestellt ist, das weicher ist als ein Material, aus welchem der erste Schwingungsisolator 415 hergestellt ist. Zum Beispiel kann der zweite Schwingungsisolator 418 aus einem weichen Gummi oder einem Öl (Fett) enthaltenden Gel hergestellt sein. Ein solches Material für den zweiten Schwingungsisolator 418 liegt vor dem Aushärten in der Form einer Flüssigkeit oder eines halbfesten Körpers vor. Nachdem das Material aushärtet, um den zweiten Schwingungsisolator 418 auszubilden, wird die innere Einheit 411 über den zweiten Schwingungsisolator 418 weich gegen das Gehäuse 412 abgestützt.
Eine relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 enthält eine hochfrequente Schwingung mit einer relativ kleinen Amplitude und eine niederfrequente Schwingung mit einer relativ großen Amplitude. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist der Elastizitätsmodul des zweiten Schwingungsisolators 418 kleiner als der Elastizitätsmodul des ersten Schwingungsisolators 415. Daher haben der erste und der zweite Schwingungsisolator 415, 418 unterschiedliche Schwingungsdämpfungseigenschaften. Im Einzelnen kann der erste Schwingungsisolator 415 die hochfrequente Schwingung verringern, und kann der zweite Schwingungsisolator 418 die niederfrequente Schwingung verringern. Daher kann auch dann, wenn die relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 hauptsächlich die niedrige Frequenz der Schwingung enthält, die niederfrequente Schwingung durch den zweiten Schwingungsisolator 418 verringert werden.
Ferner befindet sich der zweite Schwingungsisolator 418 zwischen der äußeren Seitenwand 429 der inneren Einheit 411 und der inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412, und ist der Bonddraht 416, der zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 verbunden ist, so angeordnet, dass er den zweiten Schwingungsisolator 418 überspannt. Bei einem solchen Ansatz begrenzt der zweite Schwingungsisolator 418 eine Änderung des Abstands zwischen einem ersten Übergang zwischen der inneren Einheit 411 und den Bonddraht 416 und einem zweiten Übergang zwischen dem Gehäuse 412 und dem Bonddraht 16, so dass Zug- und Druckkräfte, die den Bonddraht 416 beaufschlagen, verringert werden können.
Wie in 25A gezeigt ist, sind mehrere Bonddrähte 416 parallel in einer Richtung (das heißt, der y-Achsen-Richtung in 25A) senkrecht zu einer Längenrichtung jedes Bonddrahts 416 angeordnet, um einen elektrischen Anschlussbereich 440 auszubilden. Im Einzelnen ist der elektrische Anschlussbereich 440 zwischen äußersten Bonddrähten 416 in der Richtung ausgebildet. Der zweite Schwingungsisolator 418 erstreckt sich nach außerhalb des elektrischen Anschlussbereichs 440 in der Richtung. Bei einem solchen Ansatz verringert der zweite Schwingungsisolator 418 die Drehbewegung der inneren Einheit 411 in Bezug auf das Gehäuse 412 um die z-Achsen-Richtung in 25A. Demgemäß werden Zug- und Druckkräfte, die auf die Bonddrähte 416 einwirken, verringert, so dass sichergestellt werden kann, dass die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 über die Bonddrähte 416 miteinander verbunden bleiben. In 25A sind mehrere zweite Schwingungsisolatoren 418 in dem elektrischen Anschlussbereich 440 zueinander beabstandet. Alternativ können mehrere zweite Schwingungsisolatoren 418 ohne Zwischenraum in dem elektrischen Anschlussbereich 440 angeordnet sein. Alternativ kann ein zweiter Schwingungsisolator 418 in dem elektrischen Anschlussbereich 440 platziert sein.
Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe 410 des fünfzehnten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 26A bis 26D beschrieben. Zunächst wird, wie in 26A gezeigt ist, der Leiterrahmen 413 mit dem Gehäuse 412 spritzgegossen, so dass das Gehäuse 412 und der Leiterrahmen 413 verbunden bzw. zusammengefügt werden können. Ferner wird ein Elastomer für den ersten Schwingungsisolator 415 auf die Abstützoberfläche 433 des Abstützabschnitts 432 aufgebracht. Dann wird, wie in 26B gezeigt ist, die innere Einheit 411 über das Elastomer an dem Gehäuse 412 befestigt, bevor das Elastomer aushärtet. Wenn das Elastomer aushärtet, um den ersten Schwingungsisolator 415 auszubilden, wird die innere Einheit 411 über den ersten Schwingungsisolator 415 gegen das Gehäuse 412 abgestützt.
Nachdem das Elastomer aushärtet, um den ersten Schwingungsisolator 415 auszubilden, wird unter Verwendung einer Spendereinrichtung 450 ein Material (beispielsweise ein Gummi oder ein Gel) für den zweiten Schwingungsisolator 418 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 eingespritzt, wie in 26C gezeigt ist. Das Material für den zweiten Schwingungsisolator 418 liegt in der Form einer Flüssigkeit oder eines halbfesten Körpers vor. Wenn das zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 eingespritzte Material aushärtet, um den zweiten Schwingungsisolator 418 auszubilden, wird der zweite Schwingungsisolator 418 in Kontakt mit der äußeren Seitenwand 419 der inneren Einheit 411 und der inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412 gehalten.
Dann werden, wie in 26D gezeigt ist, die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 über den Bonddraht 416 elektrisch miteinander verbunden. Dann wird eine (nicht gezeigte) Abdeckung an dem Gehäuse 412 befestigt, und wird der Leiterrahmen 413 in einer vorbestimmten Form erzeugt. Auf diese Art und Weise wird der Sensor für eine physikalische Größe 410 vervollständigt. Es wird angemerkt, dass das Gehäuse 412 die Öffnung 434 aufweist. Daher kann wie in dem neunten Ausführungsbeispiel eine (nicht gezeigte) Halteeinrichtung zur Montage zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe 410 durch Einsetzen der Haltevorrichtung zur Montage in die Öffnung 434 verwendet werden.
In dem vorstehenden Beispiel wird der Bonddraht 416 verbunden, nachdem das Material für den zweiten Schwingungsisolator 418 eingespritzt ist und aushärtet. Alternativ kann der Bonddraht 416 verbunden werden, bevor das Material für den zweiten Schwingungsisolator 418 eingespritzt wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind in Übereinstimmung mit dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der erste und der zweite Schwingungsisolator 415, 418 zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 angeordnet. Der erste Schwingungsisolator 415 befindet sich zwischen der zweiten Endoberfläche 426 der inneren Einheit 411 und der Abstützoberfläche 433 des Gehäuses 412. Die innere Einheit 411 ist nicht in direktem Kontakt mit dem Gehäuse 412. Der erste Schwingungsisolator 415 absorbiert die relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412, während er die innere Einheit 411 mit dem Gehäuse 412 verbindet. Der zweite Schwingungsisolator 418 hat einen Elastizitätsmodul kleiner als der des ersten Schwingungsisolators 415. Folglich kann der zweite Schwingungsisolator 418 eine Schwingung mit einer Frequenz verringern, die niedriger ist als eine Frequenz einer Schwingung, die der erste Schwingungsisolator 415 verringert. Die relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 enthält eine hochfrequente Schwingung und eine niederfrequente Schwingung. Der erste Schwingungsisolator 415 kann die hochfrequente Schwingung verringern, und der zweite Schwingungsisolator 418 kann die niederfrequente Schwingung verringern. Daher kann die relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 über einen breiten Frequenzbereich verringert werden.
Ferner ist in Übereinstimmung mit dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der zweite Schwingungsisolator 418 so angeordnet, dass eine Änderung in dem Abstand zwischen dem ersten Übergang zwischen der inneren Einheit 416 und dem Bonddraht 416 und dem zweiten Übergang zwischen dem Gehäuse 412 und dem Bonddraht 416 begrenzt wird. Bei einem solchen Ansatz werden die Zug- und Druckkräfte, die auf den Bonddraht 416 einwirken, verringert, so dass die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse verbessert werden kann.
Ein flüssiges oder halbfestes Material wie beispielsweise ein Gummi oder ein Öl enthaltendes Gel wird zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 eingespritzt. Das eingespritzte Material härtet aus, um den zweiten Schwingungsisolator 418 auszubilden. Folglich kann der zweite Schwingungsisolator 418 leicht zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 erzeugt werden. Das Material für den zweiten Schwingungsisolator 418 hat einen kleineren Elastizitätsmodul als das Elastomer für den ersten Schwingungsisolator 415, so dass der zweite Schwingungsisolator 418 weicher als der erste Schwingungsisolator 415 sein kann. Folglich haben der erste und der zweite Schwingungsisolator 415, 418 unterschiedliche Schwingungsdämpfungseigenschaften, so dass die relative Schwingung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 über einen breiten Frequenzbereich verringert werden kann.
In Übereinstimmung mit dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel wird, nachdem die innere Einheit 411 an dem Gehäuse 412 befestigt ist, auf welches das Elastomer für den ersten Schwingungsisolator 415 aufgebracht ist, das Material für den zweiten Schwingungsisolator 418 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 eingespritzt. Das heißt, dass der Sensor für eine physikalische Größe 410 durch das Aufbringen des ersten Schwingungsisolators 415 auf das Gehäuse 412, die Befestigung der inneren Einheit 411 an dem Gehäuse 412, und das Einspritzen des zweiten Schwingungsisolators 418 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 hergestellt wird. Auf diese Art und Weise kann der Sensor für eine physikalische Größe 410 durch einfache Herstellungsschritte hergestellt werden. Der Bonddraht 416 wird nach oder vor der Einspritzung des zweiten Schwingungsisolators 418 zwischen der inneren Einheit 411 und dem Leiterrahmen 413 verbunden. Wenn der Bonddraht 416 nach der Einspritzung des zweiten Schwingungsisolators 418 verbunden wird, können ein Herstellungsschritt zum Einspritzen des zweiten Schwingungsisolators 418 und ein Herstellungsschritt zum Verbinden des Bonddrahts 416 durchgeführt werden, ohne dass sie einander stören. Demgegenüber können dann, wenn der Bonddraht 416 vor der Einspritzung des zweiten Schwingungsisolators 418 verbunden wird, der erste und der zweite Übergang zwischen dem Bonddraht 416 und jeder der inneren Einheit 411 und des Leiterrahmens 413 mit dem zweiten Schwingungsisolator 418 abgedeckt werden. Folglich können der erste und der zweite Übergang durch den zweiten Schwingungsisolator 418 verstärkt werden, und darüber hinaus vor einer Beschädigung wie beispielsweise Korrosion geschützt werden.
(Sechzehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 410 in Übereinstimmung mit einem sechzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 27 beschrieben. Das sechzehnte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des fünfzehnten Ausführungsbeispiels. Ein Unterschied zwischen dem fünfzehnten und dem sechzehnten Ausführungsbeispiel ist wie folgt.
In dem sechzehnten Ausführungsbeispiel ist der zweite Schwingungsisolator 418 den ersten Schwingungsisolator 415 umgebend angeordnet. Ein flüssiges oder halbfestes Material (beispielsweise ein Gummi oder ein Gel) für den zweiten Schwingungsisolator 418 wird zwischen die äußere Seitenwand 429 in der inneren Einheit 411 und die innere Seitenwand 435 des Gehäuses 412 eingespritzt. Falls die Viskosität des Materials klein ist, entweicht das Material zwischen der äußeren Seitenwand 429 und der inneren Seitenwand 435 aufgrund seines Gewichts bzw. gleitet dort ab. Infolge dessen bewegt sich das Material um den ersten Schwingungsisolator 415 herum und härtet dort aus, um den zweiten Schwingungsisolator 418 auszubilden. Auf diese Art und Weise ist der zweite Schwingungsisolator 418 um den ersten Schwingungsisolator 415 herum angeordnet. Auch wenn der zweite Schwingungsisolator 418 den ersten Schwingungsisolator 415 umgebend angeordnet ist, kann der zweite Schwingungsisolator 418 die Schwingung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 verringern, und kann darüber hinaus eine Änderung des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Übergang begrenzen, um die den Bonddraht 416 beaufschlagenden Zug- und Druckkräfte zu verringern.
In 27 ist der zweite Schwingungsisolator 418 nicht zwischen den ersten Schwingungsisolatoren 415 angeordnet, von denen sich jeder an einer Ecke der inneren Einheit 411 befindet. Alternativ kann der zweite Schwingungsisolator 418 zwischen den ersten Schwingungsisolatoren 415 angeordnet sein. Das heißt, dass keine Notwendigkeit besteht, den Fluss des flüssigen oder halbfesten Materials zum Erzeugen des zweiten Schwingungsisolators 418 zu steuern.
(Siebzehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 410 in Übereinstimmung mit einem siebzehnten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 28 beschrieben. In den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist der Bonddraht auf einem Paar von gegenüber liegenden Seiten der rechteckigen inneren Einheit bereitgestellt. In dem siebzehnten Ausführungsbeispiel ist der Bonddraht 416 auf einer Seite 463 in der rechteckigen inneren Einheit 411 zusätzlich zu einem Paar von gegenüber liegenden Seiten 461, 462 der rechteckigen inneren Einheit 411 bereitgestellt. Die Seite 463 befindet sich zwischen den Seiten 461, 462, um die Seiten 461, 462 zu verbinden. Eine Anschlussfläche 464 ist auf der Seite 463 der inneren Einheit 411 ausgebildet, und eine Anschlussfläche 465 ist auf dem Gehäuse 412 so erzeugt, dass sie gegenüber liegend zu der Anschlussfläche 464 angeordnet ist. Die Anschlussfläche 464, 465 sind über den Bonddraht 416 elektrisch miteinander verbunden. Mehrere Bonddrähte 416 sind parallel auf der Seite 461 angeordnet, um einen elektrischen Anschlussbereich 467 auszubilden, und mehrere Bonddrähte 416 sind parallel auf der Seite 463 angeordnet, um einen elektrischen Anschlussbereich 468 auszubilden. Da drei elektrische Anschlussbereiche 466 bis 468 ausgebildet sind, sind drei zweite Schwingungsisolatoren 418 bereitgestellt. Die zweiten Schwingungsisolatoren 418 erstrecken sich nach außerhalb jeweils der elektrischen Anschlussbereiche 466, 467, und 468.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist in Übereinstimmung mit dem siebzehnten Ausführungsbeispiel der zweite Schwingungsisolator 418 auf jeder Seite der inneren Einheit 411, an der der elektrische Anschlussbereich ausgebildet ist, bereitgestellt. Bei einem solchen Ansatz wird eine Änderung des Abstands zwischen dem ersten Übergang zwischen der inneren Einheit 411 und dem Bonddraht 416 und dem zweiten Übergang zwischen dem Gehäuse 412 und dem Bonddraht 416 verringert, so das die Zug- und Druckkräfte, die auf den Bonddraht 416 einwirken, verringert werden können. Demgemäß kann die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 verbessert werden.
(Achtzehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 410 in Übereinstimmung mit einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 29 beschrieben. Das achtzehnte Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel. Ein Unterschied zwischen dem fünfzehnten und dem achtzehnten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass ein zweiter Schwingungsisolator 470 des achtzehnten Ausführungsbeispiels so vorgeformt ist, dass er eine vorbestimmte Form aufweist. Der zweite Schwingungsisolator 470 hat einen Elastizitätsmodul, der kleiner ist als der des ersten Schwingungsisolators 415, und weist eine Dicke auf, die dem Abstand zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 entspricht. Im Einzelnen hat der zweite Schwingungsisolator 470 eine Dicke, die geringfügig größer ist als der Abstand zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412.
Wie in dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel kann der zweite Schwingungsisolator 470 aus einem Gummi mit einem kleinen Elastizitätsmodul oder einem Öl enthaltenden Gel hergestellt sein. Der zweite Schwingungsisolator 470 ist nicht auf eine bestimmte Form beschränkt. Zum Beispiel kann der zweite Schwingungsisolator 470 eine zylindrische Form wie in 30A gezeigt, eine rechteckförmige zylindrische Form wie in 30B gezeigt, eine hohlzylindrische Form mit einer zylindrischen Öffnung 471 wie in 30C gezeigt, oder eine hohlrechteckzylindrische Form mit einer rechteckzylindrischen Öffnung 471 wie in 30D gezeigt haben. Der zweite Schwingungsisolator 470 kann aus einem porösen Schaummaterial hergestellt sein, so dass der zweite Schwingungsisolator 470 eine Vielzahl von Blasen (das heißt, Löcher) haben kann.
Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors für eine physikalische Größe 410 des achtzehnten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 31A bis 31B beschrieben. Zunächst wird, wie in 31A gezeigt ist, der Leiterrahmen 413 mit dem Gehäuse 412 so spritzgegossen, dass das Gehäuse und der Leiterrahmen 413 zusammengefügt werden können. Ferner wird ein Elastomer für den ersten Schwingungsisolator 415 auf die Abstützoberfläche 433 des Abstützabschnitts 432 aufgebracht. Dann wird, wie in 31B gezeigt ist, die innere Einheit 411 über das Elastomer an dem Gehäuse 412 befestigt, bevor das Elastomer aushärtet. Wenn das Elastomer aushärtet, um den ersten Schwingungsisolator 415 auszubilden, wird die innere Einheit 411 durch den ersten Schwingungsisolator 415 gegen das Gehäuse 412 abgestützt.
Nachdem das Elastomer aushärtet, um den ersten Schwingungsisolator 415 auszubilden, wird der zweite Schwingungsisolator 418, der so vorgeformt ist, dass er eine vorbestimmte Form hat, zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 platziert, wie in 31C gezeigt ist. Im Einzelnen hat der vorgeformte zweite Schwingungsisolator 418 eine Dicke, die geringfügig größer ist als der Abstand zwischen der äußeren Seitenwand 429 der inneren Einheit 411 und der inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412, und wird zwischen die äußere Seitenwand 429 und die innere Seitenwand 435 eingepresst. Folglich kann der zweite Schwingungsisolator 418 zwischen der äußeren Seitenwand 429 und der inneren Seitenwand 435 verbleiben.
Dann werden, wie in 31D gezeigt ist, die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 über den Bonddraht 416 elektrisch miteinander verbunden. Dann wird eine (nicht gezeigte) Abdeckung an dem Gehäuse 412 befestigt, und wird der Leiterrahmen 413 in einer vorbestimmten Form ausgebildet. Auf diese Art und Weise wird der Sensor für eine physikalische Größe 410 vervollständigt. Es wird angemerkt, dass das Gehäuse 412 die Öffnung 434 aufweist. Daher kann wie in dem neunten Ausführungsbeispiel eine (nicht gezeigte) Haltevorrichtung zur Montage dazu verwendet werden, den Sensor für eine physikalische Größe 410 durch Einsetzen der Haltevorrichtung zur Montage in die Öffnung 434 herzustellen. Es wird bevorzugt, dass ein Herstellungsschritt zum Verbinden des Bonddrahts 416 zwischen der inneren Einheit 411 und dem Leiterrahmen 413 vor einem Herstellungsschritt zum Platzieren des zweiten Schwingungsisolators 470 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 durchgeführt wird. Bei einem solchen Ansatz kann der Herstellungsschritt zum Platzieren des zweiten Schwingungsisolators 470 leicht durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in Übereinstimmung mit dem achtzehnten Ausführungsbeispiel, nachdem die innere Einheit 411 an dem Gehäuse 412 befestigt ist, auf welches das Elastomer für den ersten Schwingungsisolator 415 aufgetragen ist, der vorgeformte zweite Schwingungsisolator 470 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 gepresst. Das heißt, dass der Sensor für eine physikalische Größe 410 durch das Aufbringen des ersten Schwingungsisolator 415 auf das Gehäuse 412, das Befestigen der inneren Einheit 411 an dem Gehäuse 412, und das Pressen des zweiten Schwingungsisolators 418 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 hergestellt wird. Auf diese Art und Weise kann der Sensor für eine physikalische Größe 410 durch einfache Herstellungsschritte hergestellt werden. Ferner kann, da der zweite Schwingungsisolator 470 fest bzw. massiv und vorgeformt ist, jeder zweite Schwingungsisolator 470 eine gleichförmige Dämpfungseigenschaft haben.
Der zweite Schwingungsisolator 470 kann eine hohle Form mit der Öffnung 471 wie in den 30C und 30D gezeigt haben. Bei einem solchen Ansatz wird der zweite Schwingungsisolator 470 weicher und verringert somit die niederfrequente Schwingung wirkungsvoller. Die Anzahl, die Form und die Anordnung der Öffnung(en) 471 kann in Übereinstimmung mit der Frequenz der zu verringernden Schwingung eingestellt werden. Folglich kann der zweite Schwingungsisolator 419 die Schwingung über einen breiten Frequenzbereich verringern.
(Neunzehntes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 410 in Übereinstimmung mit einem neunzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 32 beschrieben. Ein Unterschied zwischen dem achtzehnten und dem neunzehnten Ausführungsbeispiel ist wie folgt.
In dem neunzehnten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Sensor für eine physikalische Größe 410 eine Metallfeder 480 mit einer vorbestimmten Form anstelle des vorgeformten zweiten Schwingungsisolators 470 des achtzehnten Ausführungsbeispiels.
Wie der zweite Schwingungsisolator 470 wird die Metallfeder 480 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 platziert, nachdem die innere Einheit 411 über den ersten Schwingungsisolator 415 an dem Gehäuse 412 befestigt ist. Im Einzelnen hat die Metallfeder 480 eine Gesamtlänge, die geringfügig größer ist als der Abstand zwischen der äußeren Seitenwand 429 der inneren Einheit 411 und der inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412, und wird zwischen die äußere Seitenwand 429 und die innere Seitenwand 435 gepresst. Folglich kann die Metallfeder 480 zwischen der äußeren Seitenwand 429 und der inneren Seitenwand 435 verbleiben.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in Übereinstimmung mit dem neunzehnten Ausführungsbeispiel, nachdem die innere Einheit 411 an dem Gehäuse 412 befestigt ist, auf welches das Elastomer für den ersten Schwingungsisolator 415 aufgebracht ist, die Metallfeder 480 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 eingepresst. Das heißt, dass der Sensor für eine physikalische Größe 410 durch das Aufbringen des ersten Schwingungsisolators 415 auf das Gehäuse 412, das Befestigen der inneren Einheit 411 an dem Gehäuse 412, und das Einpressen der Metallfeder 480 zwischen die innere Einheit 411 und das Gehäuse 412 hergestellt wird. Auf diese Art und Weise kann der Sensor für eine physikalische Größe 410 durch einfache Herstellungsschritte hergestellt werden. Es wird bevorzugt, dass ein Herstellungsschritt zum Verbinden des Bonddrahts 416 zwischen der inneren Einheit 411 und dem Leiterrahmen 413 vor einem Herstellungsschritt zum Platzieren der Metallfeder 480 zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 durchgeführt wird. In einem solchen Ansatz kann der Herstellungsschritt zum Platzieren der Metallfeder 480 einfach durchgeführt werden. Ferner kann, da die Metallfeder fest bzw. massiv und vorgeformt ist, um eine vorbestimmte Form zu haben, jede Metallfeder 480 eine gleichförmige Dämpfungseigenschaft in Übereinstimmung mit der Frequenz der zu verringernden Schwingung haben.
Nachstehend wird ein Sensor für eine physikalische Größe 410 in Übereinstimmung mit einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 32 beschrieben.
In dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel beinhaltet, wie in 33 gezeigt ist, der Sensor für eine physikalische Größe 410 ein Paar von zweiten Schwingungsisolatoren 490. Die zweiten Schwingungsisolatoren 490 sind zwischen der inneren Einheit 411 angeordnet und stellen einen Freiraum 491 dazwischen bereit. Das heißt, dass die Gesamtdicke der zweiten Schwingungsisolatoren 490 geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412. Ein zweiter Schwingungsisolator 490 ist mit der inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412 verbunden, und der andere zweite Schwingungsisolator 490 ist mit der äußeren Seitenwand 429 der inneren Einheit 411 verbunden.
Um die elektrische Verbindung zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 (das heißt, dem Leiterrahmen 413) zu gewährleisten, besteht eine Notwendigkeit zum Verringern einer niederfrequenten Schwingung mit einer relativ großen Amplitude. Der Freiraum 491 verhindert, dass eine Wackelschwingung (das heißt, eine hochfrequente Schwingung) mit einer relativ kleinen Amplitude zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 übertragen wird. Wenn eine niederfrequente Schwingung mit einer großen Amplitude auftritt, geraten die einander gegenüber liegenden zweiten Schwingungsisolatoren 490 in Kontakt miteinander, wodurch die zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 übertragene niederfrequente Schwingung verringert wird. Auf diese Art und Weise kann der Freiraum 491 die Schwingung über einen breiten Frequenzbereich verringern.
Nachstehend werden Modifikationen des zwanzigsten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 34 und 35 beschrieben. In einer in 34 gezeigten Modifikation ist ein Schwingungsisolator 490 mit der inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412 an einem Ende verbunden bzw. zusammengefügt, und an dem anderen Ende von der äußeren Seitenwand 429 der inneren Einheit 411 beabstandet. Der zweite Schwingungsisolator 490 hat die Dicke, die geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412, so dass der Freiraum 491 zwischen der inneren Einheit 411 und dem zweiten Schwingungsisolator 490 ausgebildet werden kann. In einer anderen, in 35 gezeigten Modifikation ist ein zweiter Schwingungsisolator 490 mit der äußeren Seitenwand 429 der inneren Einheit 411 an einem Ende zusammengefügt bzw. verbunden, und an dem anderen Ende von der inneren Seitenwand 435 des Gehäuses 412 beabstandet. Der zweite Schwingungsisolator 490 hat die Dicke, die geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412, so dass der Freiraum 491 zwischen der inneren Einheit 411 und dem zweiten Schwingungsisolator 490 ausgebildet werden kann. Auf diese Art und Weise kann der zweite Schwingungsisolator 490 zwischen der inneren Einheit 411 und dem Gehäuse 412 so angeordnet werden, dass er sowohl ein festes Ende als auch ein freies Ende hat.
Derartige Änderungen und Modifikationen werden als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert liegend verstanden.
Somit wurde ein Sensor für eine physikalische Größe beschrieben, beinhaltend einen Sensorabschnitt 311, ein Gehäuse 312, und einen Schwingungsisolator 315. Das Gehäuse beinhaltet einen Abstützabschnitt 332 mit einer Abstützoberfläche 333, die so angeordnet ist, dass sie einer Endoberfläche 326 des Sensorabschnitts 311 gegenüber liegt. Der Schwingungsisolator 315 ist zwischen der Endoberfläche 326 des Sensorabschnitts 311 und der Abstützoberfläche 333 des Gehäuses 312 angeordnet, um den Sensorabschnitt 311 mit dem Gehäuse zu verbinden. Der Schwingungsisolator vermindert eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt 311 und dem Gehäuse 312.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-212174 A [0003]

Claims

Sensor für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch: einen Sensorabschnitt (311) mit einer Endoberfläche (326); ein Gehäuse (312) einschließlich einem Abstützabschnitt (332) mit einer Abstützoberfläche (333), die so angeordnet ist, dass sie der Endoberfläche (326) des Sensorabschnitts (311) gegenüber liegt; und einen Schwingungsisolator (315), der zwischen der Endoberfläche (326) und der Abstützoberfläche (333) angeordnet ist, um den Sensorabschnitt (311) mit dem Gehäuse zu verbinden, wobei der Schwingungsisolator dazu ausgelegt ist, eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt (311) und dem Gehäuse (312) zu verringern.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (312) eine Öffnung (334) aufweist, die sich durch den Abstützabschnitt (332) hindurch von der Abstützoberfläche (333) zu einer der Abstützoberfläche (333) gegenüber liegenden Oberfläche erstreckt.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch: ein vorübergehend abstützendes Element (352), das lösbar an dem Gehäuse (312) befestigt ist, um die Öffnung (334) des Gehäuses (312) abzudecken, wobei das vorübergehend abstützende Element (352) eine Oberfläche aufweist, die mit der Endoberfläche (326) des Sensorabschnitts (311) in Kontakt ist; und ein Führungselement (353), das an einem Wandabschnitt des Gehäuses (312) angeordnet ist, wobei der Wandabschnitt einer äußeren Wand des Sensorabschnitts (311) gegenüber liegt, wobei das Führungselement (353) in Kontakt mit der äußeren Wand des Sensorabschnitts (311) ist, um eine Position des Sensorabschnitts (311) in Bezug auf das Gehäuse (312) zu definieren.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsisolator (315) ein Abstandseinstellelement (361) und ein Klebeelement (362) beinhaltet, das Abstandseinstellelement (361) einen Abstand zwischen der Endoberfläche (326) des Sensorabschnitts (311) und der Abstützoberfläche (333) des Abstützabschnitts (332) des Gehäuses (312) definiert, und das Klebeelement (362) die Peripherie des Abstandseinstellelements (361) abdeckt, um den Sensorabschnitt (311) und das Gehäuse (312) zusammenzubonden.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (312) einen zurückstehenden Abschnitt (371) auf der Abstützoberfläche (333) aufweist, und der zurückstehende Abschnitt (371) eine Position des Schwingungsisolators (315) definiert.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (312) ferner einen Gehäusekörper (331) und ein elastisches Abstützelement (381) beinhaltet, der Gehäusekörper (331) den Sensorabschnitt (311) umgibt und von dem Abstützabschnitt (332) getrennt ist; und das elastische Abstützelement (381) den Abstützabschnitt (332) elastisch gegen den Gehäusekörper (331) so abstützt, dass der Abstützabschnitt (332) relativ zu dem Gehäusekörper versetzt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses (312) mit einem darin eingegossenen Leiterrahmen (313); Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators (315) auf eine Abstützoberfläche (333) eines Abstützabschnitts (332) des Gehäuses (312); Einsetzen eines Halterahmens (340) in eine Öffnung (334) des Abstützabschnitts (332) des Gehäuses (312) so, dass eine Endoberfläche des Halterahmens (340) über die Öffnung (334) zu der Abstützoberfläche (333) hin frei liegt; Anbringen einer ersten Seite (326) eines Sensorabschnitts (311) auf der Abstützoberfläche (333) durch den aufgebrachten Schwingungsisolator (315), während eine Bewegung des Sensorabschnitts (311) hin zu der Abstützoberfläche (333) durch die Endoberfläche des Halterahmens (340) begrenzt wird; und Verbinden eines Bonddrahts (316) zwischen einer zweiten Seite (325) des Sensorabschnitts (311), die der ersten Seite (326) gegenüber liegt, und dem Leiterrahmen (313), während die Bewegung des Sensorabschnitts (311) durch die Endoberfläche des Halterahmens (340) begrenzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses (312), das einen Gehäusekörper (331) mit einem darin eingegossenen Leiterrahmen (313) und einem vorübergehend abstützenden Element (352), das lösbar an dem Gehäusekörper (331) befestigt ist, beinhaltet; Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators (315) auf eine Abstützoberfläche (333) eines Abstützabschnitts (332) des Gehäusekörpers (331); Anbringen einer ersten Seite (326) eines Sensorabschnitts (311) auf der Abstützoberfläche (333) durch den aufgebrachten Schwingungsisolator (315), während eine Bewegung des Sensorabschnitts (311) hin zu der Abstützoberfläche (333) durch eine Endoberfläche des vorübergehend abstützenden Elements (352) begrenzt wird; und Verbinden eines Bonddrahts (316) zwischen einer zweiten Seite (325) des Sensorabschnitts (311), die der ersten Seite (326) gegenüber liegt, und dem Leiterrahmen (313), während die Bewegung des Sensorabschnitts (311) durch die Endoberfläche des vorübergehend abstützenden Elements (352) begrenzt wird; und Entfernen des vorübergehend abstützenden Elements (352) von dem Gehäusekörper (331).
Sensor für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch: einen Sensorabschnitt (11); ein Gehäuse (12) mit einer inneren Wand, die einen inneren Raum (31) zum Halten des Sensorabschnitts (11) definiert, wobei die innere Wand von dem Sensorabschnitt (11) beabstandet ist, um einen Freiraum dazwischen auszubilden; und einen Schwingungsisolator (15), der in dem Freiraum angeordnet ist, um den Sensorabschnitt (11) mit dem Gehäuse (12) zu verbinden, wobei der Schwingungsisolator (15) dazu ausgelegt ist, eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt (11) und dem Gehäuse (12) zu verringern.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum den Sensorabschnitt (11) umgibt; und der Schwingungsisolator (15) den Freiraum vollständig ausfüllt.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum den Sensorabschnitt (11) umgibt; und der Schwingungsisolator (15) den Freiraum teilweise ausfüllt.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorabschnitt (11) eine rechteckige Form mit Ecken (111) hat; und der Schwingungsisolator (15) zumindest an einer der Ecken (111) des Sensorabschnitts (11) angeordnet ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsisolator (15) zumindest eine Blase (38) aufweist.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsisolator (15) zumindest ein durchgehendes Loch (37) aufweist, das sich in seiner Dickenrichtung erstreckt.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorabschnitt (11) einen kapazitiven Sensorchip (21) mit einer beweglichen Elektrode (211b, 212a) und einer festen Elektrode (211c, 212b) beinhaltet; die bewegliche Elektrode (211b, 212a) dazu angeordnet ist, in einer Richtung des Freiraums zwischen dem Sensorabschnitt (11) und dem Gehäuse (12) verschoben zu werden; und die feste Elektrode (211c, 212b) so angeordnet ist, dass die der beweglichen Elektrode (211b, 212a) gegenüber liegt.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorabschnitt (11) ferner ein Packagegehäuse (23) mit einem Eingang, einen Deckel (24) zum Abdecken des Eingangs des Packagegehäuses (23), und einen Leiterrahmen (13) zum elektrischen Verbinden des Inneren und des Äußeren des Packagegehäuses (23) beinhaltet, der Sensorchip (21) in dem Packagegehäuse (23) gehalten wird und auf einer inneren unteren Oberfläche des Packagegehäuses (23) angeordnet ist; und der Schwingungsisolator (15) in Kontakt mit einer äußeren seitlichen Oberfläche des Packagegehäuses (23) und nicht in Kontakt mit einer äußeren unteren Oberfläche des Packagegehäuses (23) ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorabschnitt (11) ferner ein Packagegehäuse (23) zum Halten des Sensorchips (21) beinhaltet; der Schwingungsisolator (15) zwischen einer äußeren seitlichen Oberfläche des Packagegehäuses (23) und des Gehäuses (12) angeordnet ist; und eine äußere untere Oberfläche des Packagegehäuses (23) von dem Gehäuse (12) beabstandet ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorabschnitt (11) ferner einen Signalverarbeitungschip (22) zum Verarbeiten eines Ausgangssignals des Sensorchips (21) beinhaltet, wobei der Signalverarbeitungschip (22) eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, die einander gegenüber liegen; die erste Oberfläche des Signalverarbeitungschips (22) an einer inneren unteren Oberfläche des Packagegehäuses (23) über ein erstes Klebemittel befestigt ist; und der Sensorchip (21) an der zweiten Oberfläche des Signalverarbeitungschips (22) übe ein zweites Klebemittel (26) befestigt ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsisolator (15) aus einem Elastomer hergestellt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses (12) mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen (13), wobei das Gehäuse (12) eine Öffnung (31) aufweist, die sich von einer oberen Seite des Gehäuses (12) zu einer unteren Seite des Gehäuses (12) erstreckt; Anbringen eines vorübergehend abstützenden Bands (32) an die obere Seite des Gehäuses (12), um eine obere Seite der Öffnung (31) abzudecken; Umdrehen des Gehäuses (12), an welchem das vorübergehend abstützende Band (32) angebracht ist; Platzieren eines Sensorabschnitts (11) in dem umgedrehten Gehäuse (12) derart, dass der Sensorabschnitt (11) durch das vorübergehend abstützende Band (32) abgestützt wird, und derart, dass eine äußere Oberfläche des Sensorabschnitts (11) von einer inneren Oberfläche des Gehäuses (12) beabstandet ist, um einen Freiraum dazwischen auszubilden; Verbinden eines Bonddrahts (16) zwischen dem abgestützten Sensorabschnitt (11) und dem Leiterrahmen (13); Platzieren eines Schwingungsisolators (15) in dem Freiraum zwischen dem Sensorabschnitt (11) und dem Gehäuse (12); Umdrehen des Gehäuses (12), in welchem der Schwingungsisolator (15) platziert ist; und Entfernen des vorübergehend abstützenden Bands (32) von dem Gehäuse (12).
Sensor für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch: einen Sensorabschnitt (411) mit einer Endoberfläche (426); einem Gehäuse (412) einschließlich einem Abstützabschnitt (432) mit einer Abstützoberfläche (433), die so angeordnet ist, dass sie der Endoberfläche (426) des Sensorabschnitts (411) gegenüber liegt; und eine Schwingungsisolationsstruktur, die zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Gehäuse (412) angeordnet ist, um eine relative Schwingung zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Gehäuse (412) zu verringern, wobei die Schwingungsisolationsstruktur einen ersten und einen zweiten Schwingungsisolator (415, 418, 470, 480) mit unterschiedlichen Schwingungsdämpfungseigenschaften beinhaltet.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwingungsisolator (415) zwischen der Endoberfläche des Sensorabschnitts (411) und der Abstützoberfläche (433) des Gehäuses (412) angeordnet ist, um den Sensorabschnitt (411) mit dem Gehäuse (412) zu verbinden, wobei der erste Schwingungsisolator (415) dazu ausgelegt ist, eine erste Schwingung einer ersten Frequenz zu verringern; und der zweite Schwingungsisolator (418, 470, 480) zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Gehäuse (412) angeordnet ist, um eine zweite Schwingung einer zweiten Frequenz, die niedriger ist als die erste Frequenz, zu verringern.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elastizitätsmodul des zweiten Schwingungsisolators (418, 470, 480) kleiner ist als ein Elastizitätsmodul des ersten Schwingungsisolators (415).
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungsisolator (418, 470) aus einem Gummi hergestellt ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungsisolator (418, 470) aus einem Öl enthaltenden Gel hergestellt ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungsisolator (418, 470) einen Raum (471) in sich aufweist.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungsisolator (480) eine Metallfeder ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach einem der Ansprüche 22 bis 27, gekennzeichnet durch: einen Bonddraht (416) zum elektrischen Verbinden des Sensorabschnitts (411) und des Gehäuses (412), wobei der zweite Schwingungsisolator (418, 470, 480) so angeordnet ist, dass er eine Änderung in einem Abstand zwischen einem ersten Übergang zwischen dem Bonddraht (416) und dem Sensorabschnitt (411) und einem zweiten Übergang zwischen dem Bonddraht (416) und dem Gehäuse (412) begrenzt.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungsisolator (418, 470, 480) zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Gehäuse (412) entlang einer Seite des Sensorabschnitts (411), an der sich der erste Übergang befindet, angeordnet ist.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Bonddraht (416) eine Vielzahl von Bonddrähten umfasst, die parallel in einer Richtung senkrecht zu einer Längenrichtung jedes Bonddrahts (416) angeordnet sind, um einen elektrischen Anschlussbereich (440, 466–468) auszubilden; und sich der zweite Schwingungsisolator (418, 470, 480) nach außerhalb des elektrischen Anschlussbereichs (440, 466–468) erstreckt.
Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungsisolator (418, 470, 480) einen Freiraum zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Gehäuse (412) bereitstellt.
Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses (412) mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen (413); Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten ersten Schwingungsisolators (415) auf eine Abstützoberfläche (433) eines Abstützabschnitts (432) des Gehäuses (412); Anbringen eines Sensorabschnitts (411) auf der Abstützoberfläche (433) durch den aufgebrachten ersten Schwingungsisolator (415); Einspritzen eines flüssigen oder halbfesten zweiten Schwingungsisolators (418) zwischen den Sensorabschnitt (411) und das Gehäuse (412); und Verbinden eines Bonddrahts (416) zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Leiterrahmen (413).
Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses (412) mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen (413); Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten ersten Schwingungsisolators (415) auf eine Abstützoberfläche (433) eines Abstützabschnitts (432) des Gehäuses (412); Anbringen eines Sensorabschnitts (411) auf der Abstützoberfläche (433) durch den aufgebrachten ersten Schwingungsisolator (415); Einpressen eines festen zweiten Schwingungsisolators (418, 470, 480) mit einer vorbestimmten Form zwischen den Sensorabschnitt (411) und das Gehäuse (412); und Verbinden eines Bonddrahts (416) zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Leiterrahmen (413), nachdem der feste zweite Schwingungsisolator (418, 470, 480) eingepresst ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sensors für eine physikalische Größe, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorbereiten eines Gehäuses (412) mit einem einsatzgegossenen Leiterrahmen (413); Aufbringen eines flüssigen oder halbfesten Schwingungsisolators (415) auf eine Abstützoberfläche (433) eines Abstützabschnitts (432) des Gehäuses (412); Anbringen eines Sensorabschnitts (411) auf der Abstützoberfläche (433) durch den aufgebrachten Schwingungsisolator (415); Einpressen einer Metallfeder (480) mit einer vorbestimmten Form zwischen den Sensorabschnitt (411) und das Gehäuse (412); und Verbinden eines Bonddrahts (416) zwischen dem Sensorabschnitt (411) und dem Leiterrahmen (413), nachdem die Metallfeder (480) eingepresst ist.