JP2001208767A - 半導体加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】周囲温度の変化による特性の変動を抑えた信頼
性の高い半導体加速度センサを提供する。 【解決手段】ボディ２０の底壁２２の底面略中央部にシ
ールドキャン３０の底板３１側に突出する固定用の突起
２３を設けるとともに、固定用の突起２３を挿通する開
口部３３をシールドキャン３０の底板３１に設け、開口
部３３から突出する固定用の突起２３の先端部を、熱で
溶融してかしめることによりボディ２０をシールドキャ
ン３０に固定する。ボディ２０とシールドキャン３０の
接触面積が低減し、ボディ２０に周囲温度の変化を伝え
難くすることができて、異種材料からなるボディ２０と
シールドキャン３０の熱膨張率の差に起因する歪の発生
を軽減することができる。その結果、特性の変動を抑え
て信頼性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車又は家電製
品等に用いられて、加速度や衝撃を電気信号に変換して
出力する半導体加速度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の半導体加速度センサ
として、図６に示す構成のものがある。この半導体加速
度センサは、加速度や衝撃を電気信号に変換して出力す
るいわゆる半導体歪ゲージ式の加速度センサチップ（以
下「センサチップ」と略す）１と、センサチップ１の出
力を増幅ならびに信号処理する処理回路部を構成する電
子部品２と、例えばセラミックスやポリアミド樹脂など
から形成され、センサチップ１と電子部品２を実装する
プリント基板３と、プリント基板３を固定する絶縁性の
樹脂からなるボディ６０と、ボディ６０を内部に取り付
けてプリント基板３とともに収納する金属性のシールド
キャン７０とを備えている。

【０００３】ボディ６０は、一面を開口して略箱状に形
成されて、底壁６２の底面略中央部に突部６３を有し、
シールドキャン７０は金属により略箱状に形成されて、
底板７１の略中央部には図７に示すようなボディ６０の
突部６３が嵌め込まれる略矩形の開口部７３が設けられ
ている。

【０００４】プリント基板３は、センサチップ１と電子
部品２が実装された面をボディ６０の底壁６２に傾けて
対向させて、ボディ６０の側壁６１周縁に固定されてい
る。また、プリント基板３の配線に接続された外部接続
用端子ピン３ａは、ボディ６０の貫通穴６４及びシール
ドキャン７０の底板７１に設けられた透孔７４に挿通さ
れてシールドキャン３０の外側に突出される。

【０００５】ここで、シールドキャン７０にボディ６０
を取り付けるときには、図７に示すように、底板７１の
内面の略全面に接着剤８０を塗布し、ボディ６０の突部
６３を底板７１の開口部７３に嵌め込んで、ボディ６０
の底壁６２の底面とシールドキャン７０の底板７１内面
とを接着剤８０で接着している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の場合には、ボディ６０の底壁６２の底面とシール
ドキャン７０の底板７１内面との取付面全体を接着剤８
０で固定しているため、周囲温度が変化したときには、
樹脂と金属といった異種材料の熱膨張係数の違いによる
熱歪が生じることによって特性が大きく変動してしまう
という問題や、接着前に調整されていた温度特性が変化
してしまうといった問題があった。

【０００７】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、周囲温度の変化による特性の変動を抑えた信
頼性の高い半導体加速度センサを提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、半導体を用いた加速度センサチ
ップと、加速度センサチップの出力信号を信号処理する
処理回路と、加速度センサチップおよび処理回路を実装
するプリント基板と、プリント基板を固定するボディ
と、ボディを内部に取り付けてプリント基板とともに収
納する金属性のシールドキャンとを備え、ボディとシー
ルドキャンの取付面を熱かしめして、ボディをシールド
キャンに固定したことを特徴とし、ボディとシールドキ
ャンとの取付面を熱かしめしたことによって、ボディと
シールドキャンの接触面積が低減し、周囲温度が変化し
てもボディに周囲温度の変化を伝え難くすることができ
て、異種材料からなるボディとシールドキャンの熱膨張
率の差に起因する歪の発生を軽減でき、その結果、特性
の変動を抑えて信頼性を高めることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、ボディのシールドキャン取付面略中央部にシールド
キャン側に突出する固定用の突起を設けるとともに、固
定用の突起を挿通する開口部をシールドキャンに設け、
開口部から突出する固定用の突起の先端部を熱かしめし
たことを特徴とし、ボディ及びシールドキャンの取付面
略中央部でかしめたことによって、ボディとシールドキ
ャンとの取り付けのバランスを良くして品質を安定させ
ることができる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、ボディのシールドキャン取付面にシールドキ
ャン側に突出する位置決め用の突起を複数個設けるとと
もに、位置決め用の突起を挿通する挿通孔をシールドキ
ャンに設けて、位置決め用の突起を挿通孔から突出させ
たことを特徴とし、被取付面に取り付けるとき複数個の
位置決め用の突起を被取付面に当接させることによっ
て、ボディに取り付けられたプリント基板上の加速度セ
ンサチップを、例えばシールドキャンとボディとの取付
精度などに影響されずに、被取付面を基準面として精度
良く位置決めすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態におけ
る基本構成は従来例と共通するために共通する部分につ
いては同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の
特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。

【００１２】本実施形態では、図１に示すように、従来
例と同様のセンサチップ１及び電子部品２を実装するプ
リント基板３と、一面を開口して略箱状に形成され、プ
リント基板３を固定する絶縁性の樹脂からなるボディ２
０と、一面を開口して略箱状に形成され、ボディ２０を
内部に取り付けてプリント基板３とともに収納する金属
性のシールドキャン３０と、一面に信号用の配線パター
ンならびに接地用の配線パターンが形成され、シールド
キャン３０の開口面に取り付けられる絶縁性の取付基板
４とを備えている。

【００１３】シールドキャン３０の開口面を形成する互
いに略対向する周縁からは略垂直に突出する接地端子３
０ａ，３０ａがそれぞれ形成され、シールドキャン３０
の底板３１には、図２に示すように、略中央部に略円形
の開口部３３が形成されている。

【００１４】取付基板４には、シールドキャン３０の接
地端子３０ａを挿通し、周辺に接地用の配線パターンが
形成された接地端子取付穴（図示せず）と、プリント基
板３の外部接続用端子ピン３ａを挿通し、周辺に信号用
の配線パターンが形成された接続用端子取付穴（図示せ
ず）が形成されている。

【００１５】一方、ボディ２０は、底壁２２の底面略中
央部に略垂直に突出する略円柱状の固定用の突起２３を
有し、プリント基板３は、従来例と同様、センサチップ
１及び電子部品２が実装された面を底壁２２に傾けて対
向させて、ボディ２０の側壁２１周縁に固定される。

【００１６】このボディ２０をシールドキャン３０内部
に取り付けるときには、まずボディ２０の底壁２２に設
けられた固定用の突起２３をシールドキャン３０の開口
部３３にシールドキャン３０内部から挿通し、ボディ２
０の底壁２２の底面とシールドキャン３０の底板３１の
内面との間に隙間を開けるようにする。そして、開口部
３３から外側に突出する固定用の突起２３の先端部を熱
で溶融してかしめることによって、ボディ２０はシール
ドキャン３０に固定される。

【００１７】そして、シールドキャン３０の開口面に取
付基板４を取り付けるときには、シールドキャン３０の
各接地端子３０ａを取付基板４に設けられた接地端子取
付穴に挿通するとともに、プリント基板３の外部接続用
端子ピン３ａを取付基板４に設けられた接続用端子取付
穴に挿通し、シールドキャン３０の開口面を塞ぐよう
に、配線パターンが形成された面を外側に向けて取付基
板４を取り付ける。そして、接地端子取付穴および接続
用端子取付穴から取付基板４の配線パターンが形成され
た面側に突出した各接地端子３０ａおよび外部接続用端
子ピン３ａの一端を、それぞれの周囲に形成された接地
用の配線パターンおよび信号用の配線パターンに半田付
けする。

【００１８】上述のようにボディ２０をシールドキャン
３０に１箇所熱かしめして固定することによって、ボデ
ィ２０とシールドキャン３０の接触面積を低減すること
ができる。これにより、周囲温度が変化してもシールド
キャン３０の内部にあるボディ２０に周囲温度の変化を
伝え難くすることができ、異種材料からなるボディ２０
とシールドキャン３０の熱膨張率の差に起因する熱歪の
発生を軽減することができる。その結果、熱歪による本
センサの特性の変動を抑えて、信頼性を高めることがで
きる。さらに、ボディ２０をシールドキャン３０に固定
する前に調整していた温度特性は、熱かしめによって固
定した後でも変化することなく品質を安定に保つことが
できる。

【００１９】また、熱かしめする部位を、ボディ２０の
底壁２２及びシールドキャン３０の底板３１のそれぞれ
の取付面略中央部としたことによって、ボディ２０とシ
ールドキャン３０の取り付けのバランスを良くして品質
を安定に保つことができる。

【００２０】ところで、本実施形態の半導体加速度セン
サを例えば自動車や家電製品などの被取付面４０に取り
付けるときには、図３に示すように、被取付面４０に凹
部４１を設け、ボディ２０の熱かしめされた固定用の突
起２３が被取付面４０に干渉しないように先端部を凹部
４１に逃がして、シールドキャン３０の底板３１の外面
を被取付面４０に当接させる。このように底板３１の外
面を被取付面４０に当接させることによって、被取付面
４０を基準面として、プリント基板３に実装されたセン
サチップ１の位置決めを行うことができる。 （実施形態２）本実施形態における基本構成は実施形態
１と共通するために共通する部分については同一の符号
を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分に
ついてのみ詳細に説明する。

【００２１】本実施形態は、図４及び図５に示すよう
に、実施形態１に対して、ボディ２０の固定用の突起２
３を中心とした四方周辺部の底壁２２からそれぞれシー
ルドキャン３０の底板３１側に突出する位置決め用の突
起２４を設けるとともに、４つの位置決め用の突起２４
をそれぞれ挿通する挿通孔３４をシールドキャン３０の
底板３１に設けて、位置決め用の突起２４を挿通孔３４
から外側に突出させた点に特徴がある。

【００２２】本実施形態の半導体加速度センサを被取付
面４０に取り付けるときには、図４に示すように、固定
用の突起２３が被取付面４０に干渉しないように先端部
を凹部４１に逃がし、位置決め用の突起２４の先端を被
取付面４０に当接させる。これにより、ボディ２０に取
り付けられたプリント基板３上のセンサチップ１を、被
取付面４０を基準面として４つの位置決め用の突起２４
により位置決めすることができ、センサチップ１を精度
良く被取付面４０に配置することができる。

【００２３】例えば、被取付面４０とシールドキャン３
０との間に他の部品を数多く配置しても、配置された各
部品の寸法精度に影響されることなくセンサチップ１を
被取付面４０に対して位置決めすることができる。さら
に、ボディ２０をシールドキャン３０に熱かしめで固定
するときに傾きが生じたり、従来例のように、接着剤で
固定するときに接着剤の厚みが不均一になってボディ２
０が傾いて取り付けられたりしたときでも、位置決め用
の突起２４を被取付面４０に当接させている限り、ボデ
ィ２０とシールドキャン３０との取付精度に影響される
ことなくセンサチップ１を被取付面４０に対して精度良
く位置決めすることができる。また、ボディ２０をシー
ルドキャン３０に取り付ける前後で、センサチップ１の
被取付面４０に対する位置は変化しないので、シールド
キャン３０に取り付ける前に位置決め用の突起２４を被
取付面４０に当接させて本センサの調整を行っていて
も、シールドキャン３０に取り付け後、精度良く測定を
行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】上記目的を達成するために、請求項１の
発明は、半導体を用いた加速度センサチップと、加速度
センサチップの出力信号を信号処理する処理回路と、加
速度センサチップおよび処理回路を実装するプリント基
板と、プリント基板を固定するボディと、ボディを内部
に取り付けてプリント基板とともに収納する金属性のシ
ールドキャンとを備え、ボディとシールドキャンの取付
面を熱かしめして、ボディをシールドキャンに固定した
ので、ボディとシールドキャンの接触面積が低減し、周
囲温度が変化してもボディに周囲温度の変化を伝え難く
することができて、異種材料からなるボディとシールド
キャンの熱膨張率の差に起因する歪の発生を軽減でき、
その結果、特性の変動を抑えて信頼性を高めることがで
きるという効果がある。

【００２５】請求項２の発明は、ボディのシールドキャ
ン取付面略中央部にシールドキャン側に突出する固定用
の突起を設けるとともに、固定用の突起を挿通する開口
部をシールドキャンに設け、開口部から突出する固定用
の突起の先端部を熱かしめしたので、ボディ及びシール
ドキャンの取付面略中央部でかしめたことによって、ボ
ディとシールドキャンとの取り付けのバランスを良くし
て品質を安定させることができるという効果がある。

【００２６】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、ボディのシールドキャン取付面にシールドキ
ャン側に突出する位置決め用の突起を複数個設けるとと
もに、位置決め用の突起を挿通する挿通孔をシールドキ
ャンに設けて、位置決め用の突起を挿通孔から突出させ
たので、被取付面に取り付けるとき複数個の位置決め用
の突起を被取付面に当接させることによって、ボディに
取り付けられたプリント基板上の加速度センサチップ
を、例えばシールドキャンとボディとの取付精度などに
影響されずに、被取付面を基準面として精度良く位置決
めすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す側面断面図である。

【図２】同上のシールドキャンの下面図である。

【図３】同上の取付例を示す側面断面図である。

【図４】実施形態２を示す側面断面図である。

【図５】同上のシールドキャンの下面図である。

【図６】従来例を示す側面断面図である。

【図７】同上のシールドキャンの上面断面図である。

【符号の説明】

１ 加速度センサチップ ２ 電子部品 ３ プリント基板 ２０ ボディ ２２ 底壁 ２３ 固定用突起 ３０ シールドキャン ３３ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野原 一也 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 石上 敦史 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 古久保 英一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体を用いた加速度センサチップと、
   加速度センサチップの出力信号を信号処理する処理回路
   と、加速度センサチップおよび処理回路を実装するプリ
   ント基板と、プリント基板を固定するボディと、ボディ
   を内部に取り付けてプリント基板とともに収納する金属
   性のシールドキャンとを備え、ボディとシールドキャン
   の取付面を熱かしめして、ボディをシールドキャンに固
   定したことを特徴とする半導体加速度センサ。
2. 【請求項２】 ボディのシールドキャン取付面略中央部
   にシールドキャン側に突出する固定用の突起を設けると
   ともに、固定用の突起を挿通する開口部をシールドキャ
   ンに設け、開口部から突出する固定用の突起の先端部を
   熱かしめしたことを特徴とする請求項１記載の半導体加
   速度センサ。
3. 【請求項３】 ボディのシールドキャン取付面にシール
   ドキャン側に突出する位置決め用の突起を複数個設ける
   とともに、位置決め用の突起を挿通する挿通孔をシール
   ドキャンに設けて、位置決め用の突起を挿通孔から突出
   させたことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体加
   速度センサ。