JP2003028891A - 加速度センサ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサチップの実装傾きを小さくしてセンサ
の他軸感度を小さくし、且つワイヤボンド部の信頼性を
確保した加速度センサを提供する。 【解決手段】 プリント基板１０の基板面に対して平行
である感度軸Ｘの方向に印加された加速度を電気信号に
変換するセンサチップ１と、センサチップ１の電気信号
を処理するＩＣチップ３と、センサチップ１を支持固定
し、ワイヤボンド９を介してセンサチップ１及びＩＣチ
ップ３と接続する配線パターン８を有する配線基台２と
は、函体形状を有して函体の最も広い外面がプリント基
板１０の基板面と対向してプリント基板１０に実装され
たパッケージ４内に配置され、配線基台２は、センサチ
ップ１のワイヤボンド面と平行なワイヤボンド面と、Ｉ
Ｃチップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面と平行な
ワイヤボンド面とを形成している。
の他軸感度を小さくし、且つワイヤボンド部の信頼性を
確保した加速度センサを提供する。 【解決手段】 プリント基板１０の基板面に対して平行
である感度軸Ｘの方向に印加された加速度を電気信号に
変換するセンサチップ１と、センサチップ１の電気信号
を処理するＩＣチップ３と、センサチップ１を支持固定
し、ワイヤボンド９を介してセンサチップ１及びＩＣチ
ップ３と接続する配線パターン８を有する配線基台２と
は、函体形状を有して函体の最も広い外面がプリント基
板１０の基板面と対向してプリント基板１０に実装され
たパッケージ４内に配置され、配線基台２は、センサチ
ップ１のワイヤボンド面と平行なワイヤボンド面と、Ｉ
Ｃチップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面と平行な
ワイヤボンド面とを形成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機、
家電製品などに用いられる加速度センサに関するもので
ある。
家電製品などに用いられる加速度センサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１４は従来の加速度センサの、（ａ）
側面断面図、（ｂ）前面図を示し、プリント基板１１０
の基板面に対して平行である感度軸Ｘの方向に印加され
た加速度を電気信号に変換するセンサチップ１０１と、
センサチップ１０１の電気信号を処理する処理回路であ
るＩＣチップ１０３と、センサチップ１０１を支持固定
する斜めスペーサ１０２と、函体形状を有してセンサチ
ップ１０１を支持固定した斜めスペーサ１０２及びＩＣ
チップ１０３を収納し、センサチップ１０１及びＩＣチ
ップ１０３と外部との間で信号の授受を行うための端子
１０６を前面及び後面の下端に設けて、半田部１１１に
よって端子１０６をプリント基板１１０に固定して実装
されたパッケージ１０４と、パッケージ１０４の前面に
設けた開口に覆設するキャップ１０５と、センサチップ
１０１のパッド１１２−パッケージ１０４の内面に形成
したパッド１１３間、及びＩＣチップ１０３のパッド１
１４−パッケージ１０４の内面に形成したパッド１１５
間を接続するワイヤボンド１０９と、パッド１１３，１
１５、端子１０６を各々接続する配線パターン１０７と
から構成される。
側面断面図、（ｂ）前面図を示し、プリント基板１１０
の基板面に対して平行である感度軸Ｘの方向に印加され
た加速度を電気信号に変換するセンサチップ１０１と、
センサチップ１０１の電気信号を処理する処理回路であ
るＩＣチップ１０３と、センサチップ１０１を支持固定
する斜めスペーサ１０２と、函体形状を有してセンサチ
ップ１０１を支持固定した斜めスペーサ１０２及びＩＣ
チップ１０３を収納し、センサチップ１０１及びＩＣチ
ップ１０３と外部との間で信号の授受を行うための端子
１０６を前面及び後面の下端に設けて、半田部１１１に
よって端子１０６をプリント基板１１０に固定して実装
されたパッケージ１０４と、パッケージ１０４の前面に
設けた開口に覆設するキャップ１０５と、センサチップ
１０１のパッド１１２−パッケージ１０４の内面に形成
したパッド１１３間、及びＩＣチップ１０３のパッド１
１４−パッケージ１０４の内面に形成したパッド１１５
間を接続するワイヤボンド１０９と、パッド１１３，１
１５、端子１０６を各々接続する配線パターン１０７と
から構成される。
【０００３】本従来例のセンサチップ１０１は図１５
（ａ），（ｂ）に前面図、側面図を示すように、半導体
基板からなる第１の基板２０と、第１の基板２０に形成
された重り部２３と、第１の基板２０の主表面側に形成
され一端が重り部２３に一体連結された撓み部２２と、
第１の基板２０に形成され撓み部２２の他端が一体連結
され撓み部２２を介して重り部２３を揺動自在に支持す
る支持部２１と、撓み部２２に形成され撓み部２２の変
形を検出して、その変形の度合を加速度として電気信号
に変換するセンシング素子であるピエゾ抵抗部２４と、
第１の基板２０の裏面側に接合された第２の基板３０と
を有するいわゆる片持ち梁構造であり、加速度を印加さ
れると撓み部２２が撓むことによって、ピエゾ抵抗部２
４も撓んで抵抗値が変化し、その抵抗値に応じた電気信
号を加速度として出力するものである。
（ａ），（ｂ）に前面図、側面図を示すように、半導体
基板からなる第１の基板２０と、第１の基板２０に形成
された重り部２３と、第１の基板２０の主表面側に形成
され一端が重り部２３に一体連結された撓み部２２と、
第１の基板２０に形成され撓み部２２の他端が一体連結
され撓み部２２を介して重り部２３を揺動自在に支持す
る支持部２１と、撓み部２２に形成され撓み部２２の変
形を検出して、その変形の度合を加速度として電気信号
に変換するセンシング素子であるピエゾ抵抗部２４と、
第１の基板２０の裏面側に接合された第２の基板３０と
を有するいわゆる片持ち梁構造であり、加速度を印加さ
れると撓み部２２が撓むことによって、ピエゾ抵抗部２
４も撓んで抵抗値が変化し、その抵抗値に応じた電気信
号を加速度として出力するものである。
【０００４】このような片持ち梁構造のセンサチップ１
０１は、図１６に示すように、撓み部２２の撓みの支点
Ｂ−重り重心Ｃを結んだ線と、感度軸Ｘ（加速度の印加
方向）とが垂直になるように角度θ°傾斜させる（即
ち、チップの主表面と感度軸Ｘとが垂直でない）ことが
必要になり、この角度θ°がずれると加速度が０Ｇの状
態でも撓み部２２が撓むため、センサの他軸感度が増加
して出力ずれが生じる。斜めスペーサ１０２はこの傾斜
角を成すようにセンサチップ１０１を支持固定するもの
である。
０１は、図１６に示すように、撓み部２２の撓みの支点
Ｂ−重り重心Ｃを結んだ線と、感度軸Ｘ（加速度の印加
方向）とが垂直になるように角度θ°傾斜させる（即
ち、チップの主表面と感度軸Ｘとが垂直でない）ことが
必要になり、この角度θ°がずれると加速度が０Ｇの状
態でも撓み部２２が撓むため、センサの他軸感度が増加
して出力ずれが生じる。斜めスペーサ１０２はこの傾斜
角を成すようにセンサチップ１０１を支持固定するもの
である。
【０００５】なお、センサチップ１０１は重り部を撓み
部を介して複数方向から支持部により両持ちしたいわゆ
る両持ち梁構造を用いてもよく、その場合は、図１６の
角度θ＝０°（すなわち、チップの主表面と感度軸Ｘと
が垂直）となる。
部を介して複数方向から支持部により両持ちしたいわゆ
る両持ち梁構造を用いてもよく、その場合は、図１６の
角度θ＝０°（すなわち、チップの主表面と感度軸Ｘと
が垂直）となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の加速
度センサにおいては、センサチップ１０１の主表面に対
して感度軸Ｘが垂直あるいは垂直に近いため、プリント
基板１１０の基板面に対して水平方向の加速度を検知す
る場合、パッケージ１０４の面積が狭い下端面をプリン
ト基板１１０に対向するように実装する必要があるの
で、実装傾きが大きくなり、感度軸Ｘとプリント基板１
１０の基板面との平行性が保たれず、センサの他軸感度
が大きくなるという問題があった。
度センサにおいては、センサチップ１０１の主表面に対
して感度軸Ｘが垂直あるいは垂直に近いため、プリント
基板１１０の基板面に対して水平方向の加速度を検知す
る場合、パッケージ１０４の面積が狭い下端面をプリン
ト基板１１０に対向するように実装する必要があるの
で、実装傾きが大きくなり、感度軸Ｘとプリント基板１
１０の基板面との平行性が保たれず、センサの他軸感度
が大きくなるという問題があった。
【０００７】また、パッケージ１０４は、積層面がプリ
ント基板１１０の基板面に対して垂直になるようにセラ
ミック板１０４ａ〜１０４ｅを積層した多層セラミック
パッケージで形成されている。セラミック板１０４ａ〜
１０４ｅは、１枚のセラミックシートを所望の大きさに
切り分ける安価な分割法であるブレーク法を用いて分割
しているため、セラミック板１０４ａ〜１０４ｅの分割
面である端面で形成されるパッケージ１０４の端面、側
面にはバリが生じるので平面度を欠きやすく、そのため
実装傾きが大きくなり、センサの他軸感度が大きくなる
という問題があった。
ント基板１１０の基板面に対して垂直になるようにセラ
ミック板１０４ａ〜１０４ｅを積層した多層セラミック
パッケージで形成されている。セラミック板１０４ａ〜
１０４ｅは、１枚のセラミックシートを所望の大きさに
切り分ける安価な分割法であるブレーク法を用いて分割
しているため、セラミック板１０４ａ〜１０４ｅの分割
面である端面で形成されるパッケージ１０４の端面、側
面にはバリが生じるので平面度を欠きやすく、そのため
実装傾きが大きくなり、センサの他軸感度が大きくなる
という問題があった。
【０００８】さらに、多層セラミックパッケージの場
合、ワイヤボンディングできる程度の大きさの平面導体
パターンは積層面と平行な面にしか形成することができ
ない。ここで前記のように、チップの主表面（ワイヤボ
ンド面）と感度軸とが垂直でない片持ち梁構造のセンサ
チップ１０１の場合、センサチップ１０１のパッド１１
２とパッケージ１０４のパッド１１３との各ワイヤボン
ド面は互いに平行ではなく、パッド１１２（１ｓｔパッ
ド）とパッド１１３（２ｎｄパッド）との互いに平行で
はない２面間にワイヤボンディングしなければならず、
ワイヤボンド部の信頼性を確保することが困難であると
いう問題もあった。
合、ワイヤボンディングできる程度の大きさの平面導体
パターンは積層面と平行な面にしか形成することができ
ない。ここで前記のように、チップの主表面（ワイヤボ
ンド面）と感度軸とが垂直でない片持ち梁構造のセンサ
チップ１０１の場合、センサチップ１０１のパッド１１
２とパッケージ１０４のパッド１１３との各ワイヤボン
ド面は互いに平行ではなく、パッド１１２（１ｓｔパッ
ド）とパッド１１３（２ｎｄパッド）との互いに平行で
はない２面間にワイヤボンディングしなければならず、
ワイヤボンド部の信頼性を確保することが困難であると
いう問題もあった。
【０００９】本発明は、上記事由に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、センサチップの実装傾きを小さく
してセンサの他軸感度を小さくし、且つワイヤボンド部
の信頼性を確保した加速度センサを提供することにあ
る。
であり、その目的は、センサチップの実装傾きを小さく
してセンサの他軸感度を小さくし、且つワイヤボンド部
の信頼性を確保した加速度センサを提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、感度
軸の方向に印加された加速度を電気信号に変換するセン
サチップと、前記センサチップの電気信号を処理する処
理回路と、前記センサチップを支持固定し、前記センサ
チップ及び処理回路と接続する配線パターンを有する配
線基台と、函体形状を有して前記センサチップを支持固
定した配線基台及び前記処理回路を収納し、函体の最も
広い外面がプリント基板の基板面と対向して前記プリン
ト基板に実装されたパッケージとを備えて、前記感度軸
は前記プリント基板の基板面に対して平行であることを
特徴とする。
軸の方向に印加された加速度を電気信号に変換するセン
サチップと、前記センサチップの電気信号を処理する処
理回路と、前記センサチップを支持固定し、前記センサ
チップ及び処理回路と接続する配線パターンを有する配
線基台と、函体形状を有して前記センサチップを支持固
定した配線基台及び前記処理回路を収納し、函体の最も
広い外面がプリント基板の基板面と対向して前記プリン
ト基板に実装されたパッケージとを備えて、前記感度軸
は前記プリント基板の基板面に対して平行であることを
特徴とする。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記パッケージは、前記プリント基板と接続して信
号授受を行うリードを備えることを特徴とする。
て、前記パッケージは、前記プリント基板と接続して信
号授受を行うリードを備えることを特徴とする。
【００１２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記配線基台は、樹脂材料で形成されることを特徴
とする。
て、前記配線基台は、樹脂材料で形成されることを特徴
とする。
【００１３】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記配線基台は、前記センサチップの熱膨張率との
差が小さい熱膨張率を有する材料で形成されることを特
徴とする。
て、前記配線基台は、前記センサチップの熱膨張率との
差が小さい熱膨張率を有する材料で形成されることを特
徴とする。
【００１４】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記センサチップは加速度を電気信号に変換するセ
ンシング素子を具備し、前記センシング素子を実装した
主表面に対して前記感度軸が垂直方向にあることを特徴
とする。
て、前記センサチップは加速度を電気信号に変換するセ
ンシング素子を具備し、前記センシング素子を実装した
主表面に対して前記感度軸が垂直方向にあることを特徴
とする。
【００１５】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、前記配線基台の配線パターンは、前記センサチップ
及び処理回路とワイヤボンドによって接続され、前記配
線基台は、ワイヤボンドを接続するワイヤボンド面を２
面以上設けて、前記センサチップのワイヤボンド面との
間の段差が小さく且つ互いに平行であるワイヤボンド面
と、前記処理回路のワイヤボンド面との間の段差が小さ
く且つ互いに平行であるワイヤボンド面とを有すること
を特徴とする。
て、前記配線基台の配線パターンは、前記センサチップ
及び処理回路とワイヤボンドによって接続され、前記配
線基台は、ワイヤボンドを接続するワイヤボンド面を２
面以上設けて、前記センサチップのワイヤボンド面との
間の段差が小さく且つ互いに平行であるワイヤボンド面
と、前記処理回路のワイヤボンド面との間の段差が小さ
く且つ互いに平行であるワイヤボンド面とを有すること
を特徴とする。
【００１６】請求項７の発明は、請求項１の発明におい
て、前記センサチップは、半導体基板からなる第１の基
板と、第１の基板に形成された重り部と、第１の基板の
主表面側に形成され一端が重り部に一体連結された撓み
部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一体連結さ
れ撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する支持部
と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出して加速度と
して電気信号に変換するセンシング素子と、第１の基板
の裏面側に接合された第２の基板とを有する片持ち梁構
造であり、前記重り部の重心と前記撓み部が撓む支点と
を結ぶ直線は重力方向であることを特徴とする。
て、前記センサチップは、半導体基板からなる第１の基
板と、第１の基板に形成された重り部と、第１の基板の
主表面側に形成され一端が重り部に一体連結された撓み
部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一体連結さ
れ撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する支持部
と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出して加速度と
して電気信号に変換するセンシング素子と、第１の基板
の裏面側に接合された第２の基板とを有する片持ち梁構
造であり、前記重り部の重心と前記撓み部が撓む支点と
を結ぶ直線は重力方向であることを特徴とする。
【００１７】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、前記パッケージは、積層面を前記プリント基板の基
板面に対して平行に多層積層したセラミック板で形成さ
れることを特徴とする。
て、前記パッケージは、積層面を前記プリント基板の基
板面に対して平行に多層積層したセラミック板で形成さ
れることを特徴とする。
【００１８】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、前記パッケージは、１つの面に開口を設け、前記開
口に覆設する金属で形成したキャップを備えることを特
徴とする。
て、前記パッケージは、１つの面に開口を設け、前記開
口に覆設する金属で形成したキャップを備えることを特
徴とする。
【００１９】請求項１０の発明は、請求項８の発明にお
いて、前記配線基台は、前記多層積層したセラミック板
の側面で形成されるパッケージの内壁に当接することに
よって位置決めされることを特徴とする。
いて、前記配線基台は、前記多層積層したセラミック板
の側面で形成されるパッケージの内壁に当接することに
よって位置決めされることを特徴とする。
【００２０】請求項１１の発明は、請求項１０の発明に
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、一部の層のセラミック板の側面のみを前記パッ
ケージの内側に突出させ、前記配線基台は、前記突出し
たセラミック板の側面に当接することによって位置決め
されることを特徴とする。
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、一部の層のセラミック板の側面のみを前記パッ
ケージの内側に突出させ、前記配線基台は、前記突出し
たセラミック板の側面に当接することによって位置決め
されることを特徴とする。
【００２１】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、前記配線基台を載置したセラミック板との間に
少なくとも１つのセラミック板を挟んだセラミック板の
側面のみを前記パッケージの内側に突出させ、前記配線
基台は、前記突出したセラミック板の側面に当接するこ
とによって位置決めされることを特徴とする。
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、前記配線基台を載置したセラミック板との間に
少なくとも１つのセラミック板を挟んだセラミック板の
側面のみを前記パッケージの内側に突出させ、前記配線
基台は、前記突出したセラミック板の側面に当接するこ
とによって位置決めされることを特徴とする。
【００２２】請求項１３の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パッケージは第１のプリント基板に実装さ
れ、前記配線基台は前記パッケージの内面に垂直に立設
した第２のプリント基板からなり、前記第２のプリント
基板の端面には端面スルーホールを設け、前記第２のプ
リント基板の配線パターンと前記処理回路とは前記端面
スルーホールを介して接続することを特徴とする。
いて、前記パッケージは第１のプリント基板に実装さ
れ、前記配線基台は前記パッケージの内面に垂直に立設
した第２のプリント基板からなり、前記第２のプリント
基板の端面には端面スルーホールを設け、前記第２のプ
リント基板の配線パターンと前記処理回路とは前記端面
スルーホールを介して接続することを特徴とする。
【００２３】請求項１４の発明は、請求項１３の発明に
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはＡｇペーストによって接
続されることを特徴とする。
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはＡｇペーストによって接
続されることを特徴とする。
【００２４】請求項１５の発明は、請求項１３の発明に
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはワイヤボンドによって接
続されることを特徴とする。
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはワイヤボンドによって接
続されることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２６】（実施形態１）本実施形態の加速度センサ
は、図１〜３に示す前面図、側面図、端面図、及び図４
に示す図１のＡ−Ａ断面矢視図のように、プリント基板
１０の基板面に対して平行である感度軸Ｘの方向に印加
された加速度を電気信号に変換するセンサチップ１と、
センサチップ１の電気信号を処理する処理回路であるＩ
Ｃチップ３と、センサチップ１を支持固定し、センサチ
ップ１及びＩＣチップ３と接続する配線パターン（導体
パターン）８を有する樹脂材料（ＭＩＤ）で形成された
配線基台２と、函体形状を有してセンサチップ１を支持
固定した配線基台２及びＩＣチップ３を収納し、センサ
チップ１及びＩＣチップ３と外部との間で信号の授受を
行うための端子６を上端面及び下端面の後面側に設け
て、半田部１１によって端子６をプリント基板１０に固
定して実装されたパッケージ４と、パッケージ４の前面
に設けた開口に覆設するキャップ５と、センサチップ１
と配線基台２の配線パターン８及びパッケージ４に形成
したパッド２０との間、及びＩＣチップ３のパッド１９
と配線基台２の配線パターン８及びパッケージ４に形成
したパッド２０との間を接続するワイヤボンド９とから
構成される。
は、図１〜３に示す前面図、側面図、端面図、及び図４
に示す図１のＡ−Ａ断面矢視図のように、プリント基板
１０の基板面に対して平行である感度軸Ｘの方向に印加
された加速度を電気信号に変換するセンサチップ１と、
センサチップ１の電気信号を処理する処理回路であるＩ
Ｃチップ３と、センサチップ１を支持固定し、センサチ
ップ１及びＩＣチップ３と接続する配線パターン（導体
パターン）８を有する樹脂材料（ＭＩＤ）で形成された
配線基台２と、函体形状を有してセンサチップ１を支持
固定した配線基台２及びＩＣチップ３を収納し、センサ
チップ１及びＩＣチップ３と外部との間で信号の授受を
行うための端子６を上端面及び下端面の後面側に設け
て、半田部１１によって端子６をプリント基板１０に固
定して実装されたパッケージ４と、パッケージ４の前面
に設けた開口に覆設するキャップ５と、センサチップ１
と配線基台２の配線パターン８及びパッケージ４に形成
したパッド２０との間、及びＩＣチップ３のパッド１９
と配線基台２の配線パターン８及びパッケージ４に形成
したパッド２０との間を接続するワイヤボンド９とから
構成される。
【００２７】パッケージ４は、キャップ５に対向する内
面に垂直な内壁からなる位置決め面Ｓを有する段差を設
け、配線基台２は位置決め面Ｓに側面を当接して位置決
めしている。ＩＣチップ３は、段差の上段部に配置され
ている。センサチップ１は従来例と同様に図１５，１６
に示すチップの主表面（ワイヤボンド面）と感度軸Ｘと
が垂直でない片持ち梁構造であり、撓み部２２が撓む支
点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ直線が基板面に対し
て平行（梁がプリント基板１０の基板面に対して平行）
となるように配線基台２で支持固定されている。
面に垂直な内壁からなる位置決め面Ｓを有する段差を設
け、配線基台２は位置決め面Ｓに側面を当接して位置決
めしている。ＩＣチップ３は、段差の上段部に配置され
ている。センサチップ１は従来例と同様に図１５，１６
に示すチップの主表面（ワイヤボンド面）と感度軸Ｘと
が垂直でない片持ち梁構造であり、撓み部２２が撓む支
点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ直線が基板面に対し
て平行（梁がプリント基板１０の基板面に対して平行）
となるように配線基台２で支持固定されている。
【００２８】ここで、図６に示すように、配線基台２
は、パッド１２を形成したセンサチップ１のワイヤボン
ド面と平行且つ同一面上のワイヤボンド面１３と、パッ
ド１９を形成したＩＣチップ３のワイヤボンド面及びパ
ッド２０を形成したパッケージ４のワイヤボンド面と平
行且つ同一面上のワイヤボンド面１４とを備え、ワイヤ
ボンド面１３−ワイヤボンド面１４間には配線パターン
８が形成されており、ワイヤボンド面１３上の配線パタ
ーン８の各端部はセンサチップ１のパッド１２とワイヤ
ボンド９によって接続され、ワイヤボンド面１４上の配
線パターン８の各端部はＩＣチップ３のパッド１９及び
パッケージ４のパッド２０とワイヤボンド９によって接
続される。したがって、センサチップ１のワイヤボンド
面とＩＣチップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面と
が互いに平行でない場合にでも、配線基台２の２面のワ
イヤボンド面１３，１４を介して、ワイヤボンドを行う
際の１ｓｔパッドと２ｎｄパッドとを平行且つ互いの段
差を小さくすることによって、安定したワイヤボンドを
行うことができる。
は、パッド１２を形成したセンサチップ１のワイヤボン
ド面と平行且つ同一面上のワイヤボンド面１３と、パッ
ド１９を形成したＩＣチップ３のワイヤボンド面及びパ
ッド２０を形成したパッケージ４のワイヤボンド面と平
行且つ同一面上のワイヤボンド面１４とを備え、ワイヤ
ボンド面１３−ワイヤボンド面１４間には配線パターン
８が形成されており、ワイヤボンド面１３上の配線パタ
ーン８の各端部はセンサチップ１のパッド１２とワイヤ
ボンド９によって接続され、ワイヤボンド面１４上の配
線パターン８の各端部はＩＣチップ３のパッド１９及び
パッケージ４のパッド２０とワイヤボンド９によって接
続される。したがって、センサチップ１のワイヤボンド
面とＩＣチップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面と
が互いに平行でない場合にでも、配線基台２の２面のワ
イヤボンド面１３，１４を介して、ワイヤボンドを行う
際の１ｓｔパッドと２ｎｄパッドとを平行且つ互いの段
差を小さくすることによって、安定したワイヤボンドを
行うことができる。
【００２９】したがって、センサチップ１のワイヤボン
ド面とＩＣチップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面
とは平行ではないが、配線基台２は、センサチップ１の
ワイヤボンド面と平行なワイヤボンド面１３と、ＩＣチ
ップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面と平行なワイ
ヤボンド面１４とを形成しているので、ワイヤボンド９
は互いに平行なワイヤボンド面間を接続することがで
き、ワイヤボンド部の信頼性を確保することができる。
なお、センサチップ１は従来例と同様に図１５，１６に
示すチップのワイヤボンド面と感度軸とが垂直でない片
持ち梁構造を有して、支持部２１−撓み部２２−重り部
２３からなる片持ち梁がパッケージ４の後面に略平行と
なるように配置されている。
ド面とＩＣチップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面
とは平行ではないが、配線基台２は、センサチップ１の
ワイヤボンド面と平行なワイヤボンド面１３と、ＩＣチ
ップ３及びパッケージ４のワイヤボンド面と平行なワイ
ヤボンド面１４とを形成しているので、ワイヤボンド９
は互いに平行なワイヤボンド面間を接続することがで
き、ワイヤボンド部の信頼性を確保することができる。
なお、センサチップ１は従来例と同様に図１５，１６に
示すチップのワイヤボンド面と感度軸とが垂直でない片
持ち梁構造を有して、支持部２１−撓み部２２−重り部
２３からなる片持ち梁がパッケージ４の後面に略平行と
なるように配置されている。
【００３０】また、図１４（ａ），（ｂ）に示す従来例
でプリント基板１０の基板面に対して感度軸Ｘを平行に
するためには、センサチップ１のワイヤボンド面に対し
て感度軸Ｘは垂直に近いので、パッケージ１０４の面積
の狭い下端面をプリント基板１０の基板面に対向するよ
うに実装していた。しかし、本実施形態では、センサチ
ップ１はそのワイヤボンド面がＩＣチップ３及びパッケ
ージ４の各ワイヤボンド面に対して平行にならなくても
よいため、センサチップ１のワイヤボンド面がパッケー
ジ４の後面に対して平行にならなくともよく（ＩＣチッ
プ３及びパッケージ４の各ワイヤボンド面はパッケージ
４の後面に対して平行に形成されている）、したがって
図１のように、センサチップ１のワイヤボンド面がパッ
ケージ４の後面に対して垂直になるように配置して、パ
ッケージ４の面積の広い後面をプリント基板１０の基板
面に対向するように実装することができて、センサチッ
プ１の実装傾きを小さくしてセンサの他軸感度を小さく
することができる。
でプリント基板１０の基板面に対して感度軸Ｘを平行に
するためには、センサチップ１のワイヤボンド面に対し
て感度軸Ｘは垂直に近いので、パッケージ１０４の面積
の狭い下端面をプリント基板１０の基板面に対向するよ
うに実装していた。しかし、本実施形態では、センサチ
ップ１はそのワイヤボンド面がＩＣチップ３及びパッケ
ージ４の各ワイヤボンド面に対して平行にならなくても
よいため、センサチップ１のワイヤボンド面がパッケー
ジ４の後面に対して平行にならなくともよく（ＩＣチッ
プ３及びパッケージ４の各ワイヤボンド面はパッケージ
４の後面に対して平行に形成されている）、したがって
図１のように、センサチップ１のワイヤボンド面がパッ
ケージ４の後面に対して垂直になるように配置して、パ
ッケージ４の面積の広い後面をプリント基板１０の基板
面に対向するように実装することができて、センサチッ
プ１の実装傾きを小さくしてセンサの他軸感度を小さく
することができる。
【００３１】さらに、パッケージ４は樹脂材料（ＭＩ
Ｄ）で形成されており、成形時の金型の精度によって高
精度の成形が可能であり、センサチップ１０４の実装傾
きをさらに小さくしてセンサの他軸感度を小さくするこ
とができる。
Ｄ）で形成されており、成形時の金型の精度によって高
精度の成形が可能であり、センサチップ１０４の実装傾
きをさらに小さくしてセンサの他軸感度を小さくするこ
とができる。
【００３２】また、図５に示すように、パッケージ４の
上端面、下端面からプリント基板１０の基板面に向かっ
て各々湾曲しながら上、下方向に延びるリード７を端子
６の代わりに設ければ、湾曲した曲げ部による応力緩和
機構が動作して、半田部１１の信頼性を確保することが
できる。
上端面、下端面からプリント基板１０の基板面に向かっ
て各々湾曲しながら上、下方向に延びるリード７を端子
６の代わりに設ければ、湾曲した曲げ部による応力緩和
機構が動作して、半田部１１の信頼性を確保することが
できる。
【００３３】なお、配線基台２はセラミックまたはガラ
スで形成してもよく、この場合は熱膨張係数がセンサチ
ップ１、ＩＣチップ３の材料であるシリコンに近く熱応
力を低減することができて、信頼性を確保することがで
きる。
スで形成してもよく、この場合は熱膨張係数がセンサチ
ップ１、ＩＣチップ３の材料であるシリコンに近く熱応
力を低減することができて、信頼性を確保することがで
きる。
【００３４】（実施形態２）本実施形態の加速度センサ
の部分斜視図を図７に、端面断面図を図８に示す。セン
サチップ１は従来例と同様に図１５，１６に示すチップ
の主表面（ワイヤボンド面）と感度軸とが垂直でない片
持ち梁構造であるが、梁がぶらさがるように、すなわち
撓み部２２が撓む支点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ
直線が重力方向となるように配線基台２で支持固定され
ている点、及びパッケージ４がセラミック板４ａ〜４ｆ
を積層した多層セラミックパッケージからなる点が実施
形態１と異なり、他の構成は実施形態１と同様であり、
同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
の部分斜視図を図７に、端面断面図を図８に示す。セン
サチップ１は従来例と同様に図１５，１６に示すチップ
の主表面（ワイヤボンド面）と感度軸とが垂直でない片
持ち梁構造であるが、梁がぶらさがるように、すなわち
撓み部２２が撓む支点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ
直線が重力方向となるように配線基台２で支持固定され
ている点、及びパッケージ４がセラミック板４ａ〜４ｆ
を積層した多層セラミックパッケージからなる点が実施
形態１と異なり、他の構成は実施形態１と同様であり、
同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３５】センサチップ１は、図１６に示す撓み部２
２が撓む支点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ直線が重
力方向となるように配線基台２に支持固定されており、
したがって、支点Ｂと重心Ｃとを結ぶ直線に対して支点
Ｂの応力分布が対称となり、センサの他軸感度が低減し
て信頼性を向上させることができる。
２が撓む支点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ直線が重
力方向となるように配線基台２に支持固定されており、
したがって、支点Ｂと重心Ｃとを結ぶ直線に対して支点
Ｂの応力分布が対称となり、センサの他軸感度が低減し
て信頼性を向上させることができる。
【００３６】そして、パッケージ４は、セラミック板４
ａ〜４ｆの積層面をプリント基板１０の基板面と平行に
した多層セラミックパッケージからなり、セラミック板
４ｆの積層面からなる面積の広い後面をプリント基板１
０の基板面に対向するように実装することができる。す
なわち、セラミック板の積層面の表裏の平行度と平面度
とは精度がよいので、センサチップ１の実装傾きを小さ
くしてセンサの他軸感度を小さくすることができる。ま
た、キャップ５に対向する内面に垂直な位置決め面Ｓを
有する段差を設け、配線基台２は位置決め面Ｓに側面を
当接して位置決めし、ＩＣチップ３は、段差の上段部に
配置されている。
ａ〜４ｆの積層面をプリント基板１０の基板面と平行に
した多層セラミックパッケージからなり、セラミック板
４ｆの積層面からなる面積の広い後面をプリント基板１
０の基板面に対向するように実装することができる。す
なわち、セラミック板の積層面の表裏の平行度と平面度
とは精度がよいので、センサチップ１の実装傾きを小さ
くしてセンサの他軸感度を小さくすることができる。ま
た、キャップ５に対向する内面に垂直な位置決め面Ｓを
有する段差を設け、配線基台２は位置決め面Ｓに側面を
当接して位置決めし、ＩＣチップ３は、段差の上段部に
配置されている。
【００３７】キャップ５はセラミックから形成され、セ
ラミックからなるパッケージ４との熱膨張係数が等しく
なるので、パッケージ４とキャップ５との封止部の信頼
性を確保することができる。なお、キャップ５はコバー
ルや４２アロイ等の金属から形成してもよく、この場合
はセラミックからなるパッケージ４との熱膨張係数の差
が小さいので、パッケージ４とキャップ５との封止部の
信頼性を確保することができ、且つ耐ノイズシールド性
能を向上させることができる。
ラミックからなるパッケージ４との熱膨張係数が等しく
なるので、パッケージ４とキャップ５との封止部の信頼
性を確保することができる。なお、キャップ５はコバー
ルや４２アロイ等の金属から形成してもよく、この場合
はセラミックからなるパッケージ４との熱膨張係数の差
が小さいので、パッケージ４とキャップ５との封止部の
信頼性を確保することができ、且つ耐ノイズシールド性
能を向上させることができる。
【００３８】（実施形態３）本実施形態では、配線基台
２の位置決め方法が異なる３種類の加速度センサについ
て図９〜１１を用いて各々説明する。図９〜１１に示す
各端面断面図においては、センサチップ１は従来例と同
様に図１５，１６に示すチップの主表面（ワイヤボンド
面）と感度軸とが垂直でない片持ち梁構造であるが、撓
み部２２が撓む支点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ直
線が基板面に対して平行（梁がプリント基板１０の基板
面に対して平行）となるように配線基台２で支持固定さ
れている点が実施形態２と異なり、他の構成は実施形態
２と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説
明は省略する。
２の位置決め方法が異なる３種類の加速度センサについ
て図９〜１１を用いて各々説明する。図９〜１１に示す
各端面断面図においては、センサチップ１は従来例と同
様に図１５，１６に示すチップの主表面（ワイヤボンド
面）と感度軸とが垂直でない片持ち梁構造であるが、撓
み部２２が撓む支点Ｂと重り部２３の重心Ｃとを結ぶ直
線が基板面に対して平行（梁がプリント基板１０の基板
面に対して平行）となるように配線基台２で支持固定さ
れている点が実施形態２と異なり、他の構成は実施形態
２と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説
明は省略する。
【００３９】図９においては、パッケージ４は、セラミ
ック板４ａ〜４ｆの積層面をプリント基板１０の基板面
に対して平行にした多層セラミックパッケージからな
り、配線基台２は一方の側面にセンサチップ１を支持固
定して、セラミック板４ｆ上に配置される。セラミック
板４ｃ〜４ｄは一方の側面を同一平面上に揃えて位置決
め面Ｓを形成し、配線基台２は他方の側面を位置決め面
Ｓに当接することによって位置決めしている。このセラ
ミック板４ａ〜４ｆは金型を利用して形成しているた
め、その側面は寸法精度が高く、センサの他軸感度を低
減させることができる。
ック板４ａ〜４ｆの積層面をプリント基板１０の基板面
に対して平行にした多層セラミックパッケージからな
り、配線基台２は一方の側面にセンサチップ１を支持固
定して、セラミック板４ｆ上に配置される。セラミック
板４ｃ〜４ｄは一方の側面を同一平面上に揃えて位置決
め面Ｓを形成し、配線基台２は他方の側面を位置決め面
Ｓに当接することによって位置決めしている。このセラ
ミック板４ａ〜４ｆは金型を利用して形成しているた
め、その側面は寸法精度が高く、センサの他軸感度を低
減させることができる。
【００４０】図１０は、配線基台２が配置されているセ
ラミック板４ｆの直上のセラミック板４ｅの一方の側面
を、セラミック板４ｃ，４ｄよりもパッケージ４の内側
に突出させたもので、セラミック板４ｅの一方の側面の
みで位置決め面Ｓを形成して、配線基台２は他方の側面
を位置決め面Ｓに当接することによって位置決めしてい
る。このように、位置決め面Ｓを形成するためのセラミ
ック板の数を減らすことによって、積層ずれによる位置
決めずれを低減することができる。
ラミック板４ｆの直上のセラミック板４ｅの一方の側面
を、セラミック板４ｃ，４ｄよりもパッケージ４の内側
に突出させたもので、セラミック板４ｅの一方の側面の
みで位置決め面Ｓを形成して、配線基台２は他方の側面
を位置決め面Ｓに当接することによって位置決めしてい
る。このように、位置決め面Ｓを形成するためのセラミ
ック板の数を減らすことによって、積層ずれによる位置
決めずれを低減することができる。
【００４１】図１１は、配線基台２が配置されているセ
ラミック板４ｆとの間にセラミック板４ｄ，４ｅを挟ん
だセラミック板４ｃの一方の側面を、セラミック板４
ｅ，４ｄよりもパッケージ４の内側に突出させたもの
で、セラミック板４ｆの一方の側面のみで位置決め面Ｓ
を形成して、配線基台２は他方の側面を位置決め面Ｓに
当接することによって位置決めしている。ここで配線基
台２はセラミック板４ｆ上に接着剤１５によって固定さ
れており、配線基台２とセラミック板４ｅ，４ｄとの間
に生じた空間にはみでた接着剤１５を逃がすことがで
き、したがって接着剤１５の這い上がりによる応力発生
から生じる特性劣化を低減することができる。
ラミック板４ｆとの間にセラミック板４ｄ，４ｅを挟ん
だセラミック板４ｃの一方の側面を、セラミック板４
ｅ，４ｄよりもパッケージ４の内側に突出させたもの
で、セラミック板４ｆの一方の側面のみで位置決め面Ｓ
を形成して、配線基台２は他方の側面を位置決め面Ｓに
当接することによって位置決めしている。ここで配線基
台２はセラミック板４ｆ上に接着剤１５によって固定さ
れており、配線基台２とセラミック板４ｅ，４ｄとの間
に生じた空間にはみでた接着剤１５を逃がすことがで
き、したがって接着剤１５の這い上がりによる応力発生
から生じる特性劣化を低減することができる。
【００４２】（実施形態４）本実施形態の加速度センサ
は前面図を図１２，１３に示すように、プリント基板２
ａを配線基台として用いた点が実施形態１と異なり、他
の構成は実施形態１と同様であり、同様の構成には同一
の符号を付して説明は省略する。
は前面図を図１２，１３に示すように、プリント基板２
ａを配線基台として用いた点が実施形態１と異なり、他
の構成は実施形態１と同様であり、同様の構成には同一
の符号を付して説明は省略する。
【００４３】図１２においては、センサチップ１を支持
固定するプリント基板２ａは、セラミックで形成された
パッケージ４の内部後面上に立設され、一方の基板面に
センサチップ１を実装しており、基板端面には端面スル
ーホール１６が形成されて、センサチップ１はワイヤボ
ンド９と端面スルーホール１６を介し、Ａｇペースト１
７によってパッケージ４の内部に形成した導体パターン
１８と接続する。そして、その導体パターン１８の端部
はワイヤボンド９によってＩＣチップ３と接続される。
固定するプリント基板２ａは、セラミックで形成された
パッケージ４の内部後面上に立設され、一方の基板面に
センサチップ１を実装しており、基板端面には端面スル
ーホール１６が形成されて、センサチップ１はワイヤボ
ンド９と端面スルーホール１６を介し、Ａｇペースト１
７によってパッケージ４の内部に形成した導体パターン
１８と接続する。そして、その導体パターン１８の端部
はワイヤボンド９によってＩＣチップ３と接続される。
【００４４】または、図１３に示すように、センサチッ
プ１は端面スルーホール１６を介し、ワイヤボンド９ａ
によってパッケージ４の内部に形成した導体パターン１
８と接続してもよい。
プ１は端面スルーホール１６を介し、ワイヤボンド９ａ
によってパッケージ４の内部に形成した導体パターン１
８と接続してもよい。
【００４５】端面スルーホール１６は１方向からのメタ
ライズ（めっき）を行うことで製造できるので、製造コ
ストを安価にすることができる。
ライズ（めっき）を行うことで製造できるので、製造コ
ストを安価にすることができる。
【００４６】なお実施形態１〜４において、センサチッ
プ１は片持ち梁構造としているが、両持ち梁構造のもの
を用いてもよく、その場合、感度軸Ｘはセンサチップ１
の主表面に対して垂直方向となり、図１６における角度
θは０°となる。他は実施形態１〜４と同様の各効果を
得ることができる。
プ１は片持ち梁構造としているが、両持ち梁構造のもの
を用いてもよく、その場合、感度軸Ｘはセンサチップ１
の主表面に対して垂直方向となり、図１６における角度
θは０°となる。他は実施形態１〜４と同様の各効果を
得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】請求項１の発明は、感度軸の方向に印加
された加速度を電気信号に変換するセンサチップと、前
記センサチップの電気信号を処理する処理回路と、前記
センサチップを支持固定し、前記センサチップ及び処理
回路と接続する配線パターンを有する配線基台と、函体
形状を有して前記センサチップを支持固定した配線基台
及び前記処理回路を収納し、函体の最も広い外面がプリ
ント基板の基板面と対向して前記プリント基板に実装さ
れたパッケージとを備えて、前記感度軸は前記プリント
基板の基板面に対して平行であるので、パッケージの最
も広い外面がプリント基板の基板面と対向してプリント
基板に実装されることによってセンサチップの実装傾き
を小さくして、センサの他軸感度を小さくすることがで
きて、且つセンサチップ及び処理回路と接続する配線パ
ターンを有する配線基台の形状をワイヤボンドが容易と
なる形状に自在に形成することによってワイヤボンド部
の信頼性を確保することできるという効果がある。
された加速度を電気信号に変換するセンサチップと、前
記センサチップの電気信号を処理する処理回路と、前記
センサチップを支持固定し、前記センサチップ及び処理
回路と接続する配線パターンを有する配線基台と、函体
形状を有して前記センサチップを支持固定した配線基台
及び前記処理回路を収納し、函体の最も広い外面がプリ
ント基板の基板面と対向して前記プリント基板に実装さ
れたパッケージとを備えて、前記感度軸は前記プリント
基板の基板面に対して平行であるので、パッケージの最
も広い外面がプリント基板の基板面と対向してプリント
基板に実装されることによってセンサチップの実装傾き
を小さくして、センサの他軸感度を小さくすることがで
きて、且つセンサチップ及び処理回路と接続する配線パ
ターンを有する配線基台の形状をワイヤボンドが容易と
なる形状に自在に形成することによってワイヤボンド部
の信頼性を確保することできるという効果がある。
【００４８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記パッケージは、前記プリント基板と接続して信
号授受を行うリードを備えるので、リードの曲げ部によ
る応力緩和機構が働き、半田部の信頼性を確保すること
ができるという効果がある。
て、前記パッケージは、前記プリント基板と接続して信
号授受を行うリードを備えるので、リードの曲げ部によ
る応力緩和機構が働き、半田部の信頼性を確保すること
ができるという効果がある。
【００４９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記配線基台は、樹脂材料で形成されるので、配線
基台を成形する時の金型の精度によって高精度の成形が
可能であり、センサチップの実装傾きをさらに小さくし
てセンサの他軸感度を小さくすることができるという効
果がある。
て、前記配線基台は、樹脂材料で形成されるので、配線
基台を成形する時の金型の精度によって高精度の成形が
可能であり、センサチップの実装傾きをさらに小さくし
てセンサの他軸感度を小さくすることができるという効
果がある。
【００５０】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記配線基台は、前記センサチップの熱膨張率との
差が小さい熱膨張率を有する材料で形成されるので、熱
応力が小さくなり、信頼性を確保することができるとい
う効果がある。
て、前記配線基台は、前記センサチップの熱膨張率との
差が小さい熱膨張率を有する材料で形成されるので、熱
応力が小さくなり、信頼性を確保することができるとい
う効果がある。
【００５１】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記センサチップは加速度を電気信号に変換するセ
ンシング素子を具備し、前記センシング素子を実装した
主表面に対して前記感度軸が垂直方向にあるので、両持
ち梁構成のセンサチップを用いることができるという効
果がある。
て、前記センサチップは加速度を電気信号に変換するセ
ンシング素子を具備し、前記センシング素子を実装した
主表面に対して前記感度軸が垂直方向にあるので、両持
ち梁構成のセンサチップを用いることができるという効
果がある。
【００５２】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、前記配線基台の配線パターンは、前記センサチップ
及び処理回路とワイヤボンドによって接続され、前記配
線基台は、ワイヤボンドを接続するワイヤボンド面を２
面以上設けて、前記センサチップのワイヤボンド面との
間の段差が小さく且つ互いに平行であるワイヤボンド面
と、前記処理回路のワイヤボンド面との間の段差が小さ
く且つ互いに平行であるワイヤボンド面とを有するの
で、配線基台を介することによって全てのワイヤボンド
箇所で平行で段差の小さいワイヤボンドを行うことがで
き、ワイヤボンドの１ｓｔパッドと２ｎｄパッドとを平
行、且つ互いの段差を小さくできるため安定したワイヤ
ボンドを行うことができるという効果がある。
て、前記配線基台の配線パターンは、前記センサチップ
及び処理回路とワイヤボンドによって接続され、前記配
線基台は、ワイヤボンドを接続するワイヤボンド面を２
面以上設けて、前記センサチップのワイヤボンド面との
間の段差が小さく且つ互いに平行であるワイヤボンド面
と、前記処理回路のワイヤボンド面との間の段差が小さ
く且つ互いに平行であるワイヤボンド面とを有するの
で、配線基台を介することによって全てのワイヤボンド
箇所で平行で段差の小さいワイヤボンドを行うことがで
き、ワイヤボンドの１ｓｔパッドと２ｎｄパッドとを平
行、且つ互いの段差を小さくできるため安定したワイヤ
ボンドを行うことができるという効果がある。
【００５３】請求項７の発明は、請求項１の発明におい
て、前記センサチップは、半導体基板からなる第１の基
板と、第１の基板に形成された重り部と、第１の基板の
主表面側に形成され一端が重り部に一体連結された撓み
部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一体連結さ
れ撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する支持部
と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出して加速度と
して電気信号に変換するセンシング素子と、第１の基板
の裏面側に接合された第２の基板とを有する片持ち梁構
造であり、前記重り部の重心と前記撓み部が撓む支点と
を結ぶ直線は重力方向であるので、片持ち梁方式のセン
サチップを用いた際に、重り部の重心と撓み部の支点と
を結ぶ直線に対して撓み部，支持部の応力分布が左右対
称となり、センサの他軸感度が低減し、信頼性を向上さ
せることができるという効果がある。
て、前記センサチップは、半導体基板からなる第１の基
板と、第１の基板に形成された重り部と、第１の基板の
主表面側に形成され一端が重り部に一体連結された撓み
部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一体連結さ
れ撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する支持部
と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出して加速度と
して電気信号に変換するセンシング素子と、第１の基板
の裏面側に接合された第２の基板とを有する片持ち梁構
造であり、前記重り部の重心と前記撓み部が撓む支点と
を結ぶ直線は重力方向であるので、片持ち梁方式のセン
サチップを用いた際に、重り部の重心と撓み部の支点と
を結ぶ直線に対して撓み部，支持部の応力分布が左右対
称となり、センサの他軸感度が低減し、信頼性を向上さ
せることができるという効果がある。
【００５４】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、前記パッケージは、積層面を前記プリント基板の基
板面に対して平行に多層積層したセラミック板で形成さ
れるので、プリント基板の基板面と対向するパッケージ
の面はセラミック板の積層面であり、セラミック板の積
層面の表裏の平行度と平面度とは精度がよく、センサチ
ップの実装傾きを小さくしてセンサの他軸感度を小さく
することができるという効果がある。
て、前記パッケージは、積層面を前記プリント基板の基
板面に対して平行に多層積層したセラミック板で形成さ
れるので、プリント基板の基板面と対向するパッケージ
の面はセラミック板の積層面であり、セラミック板の積
層面の表裏の平行度と平面度とは精度がよく、センサチ
ップの実装傾きを小さくしてセンサの他軸感度を小さく
することができるという効果がある。
【００５５】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、前記パッケージは、１つの面に開口を設け、前記開
口に覆設する金属で形成したキャップを備えるので、セ
ラミックからなるパッケージとの熱膨張係数の差が小さ
いので、パッケージとキャップとの封止部の信頼性を確
保することができ、且つ耐ノイズシールド性能を向上さ
せることができるという効果がある。
て、前記パッケージは、１つの面に開口を設け、前記開
口に覆設する金属で形成したキャップを備えるので、セ
ラミックからなるパッケージとの熱膨張係数の差が小さ
いので、パッケージとキャップとの封止部の信頼性を確
保することができ、且つ耐ノイズシールド性能を向上さ
せることができるという効果がある。
【００５６】請求項１０の発明は、請求項８の発明にお
いて、前記配線基台は、前記多層積層したセラミック板
の側面で形成されるパッケージの内壁に当接することに
よって位置決めされるので、セラミック板の寸法精度の
よい面に配線基台を当設させてセンサの他軸感度を小さ
くすることができるという効果がある。
いて、前記配線基台は、前記多層積層したセラミック板
の側面で形成されるパッケージの内壁に当接することに
よって位置決めされるので、セラミック板の寸法精度の
よい面に配線基台を当設させてセンサの他軸感度を小さ
くすることができるという効果がある。
【００５７】請求項１１の発明は、請求項１０の発明に
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、一部の層のセラミック板の側面のみを前記パッ
ケージの内側に突出させ、前記配線基台は、前記突出し
たセラミック板の側面に当接することによって位置決め
されるので、セラミック板の積層ずれによる位置決めず
れが低減できて、センサの他軸感度を小さくすることが
できるという効果がある。
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、一部の層のセラミック板の側面のみを前記パッ
ケージの内側に突出させ、前記配線基台は、前記突出し
たセラミック板の側面に当接することによって位置決め
されるので、セラミック板の積層ずれによる位置決めず
れが低減できて、センサの他軸感度を小さくすることが
できるという効果がある。
【００５８】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、前記配線基台を載置したセラミック板との間に
少なくとも１つのセラミック板を挟んだセラミック板の
側面のみを前記パッケージの内側に突出させ、前記配線
基台は、前記突出したセラミック板の側面に当接するこ
とによって位置決めされるので、セラミック板の積層ず
れによる位置決めずれが低減できて、センサの他軸感度
を小さくすることができ、且つ配線基台をセラミック板
上に接着剤によって固定した際に、配線基台とセラミッ
ク板との間に生じた空間にはみでた接着剤を逃がすこと
ができて、接着剤の這い上がりによる応力発生から生じ
る特性劣化を低減することができるという効果がある。
おいて、前記パッケージの内壁を形成したセラミック板
のうち、前記配線基台を載置したセラミック板との間に
少なくとも１つのセラミック板を挟んだセラミック板の
側面のみを前記パッケージの内側に突出させ、前記配線
基台は、前記突出したセラミック板の側面に当接するこ
とによって位置決めされるので、セラミック板の積層ず
れによる位置決めずれが低減できて、センサの他軸感度
を小さくすることができ、且つ配線基台をセラミック板
上に接着剤によって固定した際に、配線基台とセラミッ
ク板との間に生じた空間にはみでた接着剤を逃がすこと
ができて、接着剤の這い上がりによる応力発生から生じ
る特性劣化を低減することができるという効果がある。
【００５９】請求項１３の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パッケージは第１のプリント基板に実装さ
れ、前記配線基台は前記パッケージの内面に垂直に立設
した第２のプリント基板からなり、前記第２のプリント
基板の端面には端面スルーホールを設け、前記第２のプ
リント基板の配線パターンと前記処理回路とは前記端面
スルーホールを介して接続するので、端面スルーホール
は１方向からのメタライズ（めっき）を行うことで製造
でき、製造コストを安価にすることができるという効果
がある。
いて、前記パッケージは第１のプリント基板に実装さ
れ、前記配線基台は前記パッケージの内面に垂直に立設
した第２のプリント基板からなり、前記第２のプリント
基板の端面には端面スルーホールを設け、前記第２のプ
リント基板の配線パターンと前記処理回路とは前記端面
スルーホールを介して接続するので、端面スルーホール
は１方向からのメタライズ（めっき）を行うことで製造
でき、製造コストを安価にすることができるという効果
がある。
【００６０】請求項１４の発明は、請求項１３の発明に
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはＡｇペーストによって接
続されるので、容易に請求項１３の発明を実現すること
ができるという効果がある。
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはＡｇペーストによって接
続されるので、容易に請求項１３の発明を実現すること
ができるという効果がある。
【００６１】請求項１５の発明は、請求項１３の発明に
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはワイヤボンドによって接
続されるので、容易に請求項１３の発明を実現すること
ができるという効果がある。
おいて、前記第２のプリント基板の端面に設けた端面ス
ルーホールと前記処理回路とはワイヤボンドによって接
続されるので、容易に請求項１３の発明を実現すること
ができるという効果がある。
【図１】本発明の実施形態１を示す前面図である。
【図２】本発明の実施形態１を示す第１の側面図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施形態１を示す端面図である。
【図４】本発明の実施形態１を示す断面矢視図である。
【図５】本発明の実施形態１を示す第２の側面図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施形態１を示す配線基台及びセンサ
チップの外観図である。
チップの外観図である。
【図７】本発明の実施形態２を示す部分斜視図である。
【図８】本発明の実施形態２を示す端面断面図である。
【図９】本発明の実施形態３を示す第１の端面断面図で
ある。
ある。
【図１０】本発明の実施形態３を示す第２の端面断面図
である。
である。
【図１１】本発明の実施形態３を示す第３の端面断面図
である。
である。
【図１２】本発明の実施形態４を示す第１の前面図であ
る。
る。
【図１３】本発明の実施形態４を示す第２の前面図であ
る。
る。
【図１４】（ａ）従来例を示す側面断面図である。
（ｂ）従来例を示す前面図である。
【図１５】（ａ）従来例の片持ち梁構造のセンサチップ
を示す前面図である。 （ｂ）従来例の片持ち梁構造のセンサチップを示す側面
断面図である。
を示す前面図である。 （ｂ）従来例の片持ち梁構造のセンサチップを示す側面
断面図である。
【図１６】片持ち梁構造のセンサチップの主表面と感度
軸との関係を示す側面断面図である。
軸との関係を示す側面断面図である。
１ センサチップ
２ 配線基台
３ ＩＣチップ
４ パッケージ
８ 導体パターン
９ ワイヤボンド
１０ プリント基板
Ｘ 感度軸
─────────────────────────────────────────────────────
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
Claims (15)
- 【請求項１】 感度軸の方向に印加された加速度を電気
信号に変換するセンサチップと、前記センサチップの電
気信号を処理する処理回路と、前記センサチップを支持
固定し、前記センサチップ及び処理回路と接続する配線
パターンを有する配線基台と、函体形状を有して前記セ
ンサチップを支持固定した配線基台及び前記処理回路を
収納し、函体の最も広い外面がプリント基板の基板面と
対向して前記プリント基板に実装されたパッケージとを
備えて、前記感度軸は前記プリント基板の基板面に対し
て平行であることを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項２】 前記パッケージは、前記プリント基板と
接続して信号授受を行うリードを備えることを特徴とす
る請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項３】 前記配線基台は、樹脂材料で形成される
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項４】 前記配線基台は、前記センサチップの熱
膨張率との差が小さい熱膨張率を有する材料で形成され
ることを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項５】 前記センサチップは加速度を電気信号に
変換するセンシング素子を具備し、前記センシング素子
を実装した主表面に対して前記感度軸が垂直方向にある
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項６】 前記配線基台の配線パターンは、前記セ
ンサチップ及び処理回路とワイヤボンドによって接続さ
れ、前記配線基台は、ワイヤボンドを接続するワイヤボ
ンド面を２面以上設けて、前記センサチップのワイヤボ
ンド面との間の段差が小さく且つ互いに平行であるワイ
ヤボンド面と、前記処理回路のワイヤボンド面との間の
段差が小さく且つ互いに平行であるワイヤボンド面とを
有することを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項７】 前記センサチップは、半導体基板からな
る第１の基板と、第１の基板に形成された重り部と、第
１の基板の主表面側に形成され一端が重り部に一体連結
された撓み部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が
一体連結され撓み部を介して重り部を揺動自在に支持す
る支持部と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出して
加速度として電気信号に変換するセンシング素子と、第
１の基板の裏面側に接合された第２の基板とを有する片
持ち梁構造であり、前記重り部の重心と前記撓み部が撓
む支点とを結ぶ直線は重力方向であることを特徴とする
請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項８】 前記パッケージは、積層面を前記プリン
ト基板の基板面に対して平行に多層積層したセラミック
板で形成されることを特徴とする請求項１記載の加速度
センサ。 - 【請求項９】 前記パッケージは、１つの面に開口を設
け、前記開口に覆設する金属で形成したキャップを備え
ることを特徴とする請求項８記載の加速度センサ。 - 【請求項１０】 前記配線基台は、前記多層積層したセ
ラミック板の側面で形成されるパッケージの内壁に当接
することによって位置決めされることを特徴とする請求
項８記載の加速度センサ。 - 【請求項１１】 前記パッケージの内壁を形成したセラ
ミック板のうち、一部の層のセラミック板の側面のみを
前記パッケージの内側に突出させ、前記配線基台は、前
記突出したセラミック板の側面に当接することによって
位置決めされることを特徴とする請求項１０記載の加速
度センサ。 - 【請求項１２】 前記パッケージの内壁を形成したセラ
ミック板のうち、前記配線基台を載置したセラミック板
との間に少なくとも１つのセラミック板を挟んだセラミ
ック板の側面のみを前記パッケージの内側に突出させ、
前記配線基台は、前記突出したセラミック板の側面に当
接することによって位置決めされることを特徴とする請
求項１１記載の加速度センサ。 - 【請求項１３】 前記パッケージは第１のプリント基板
に実装され、前記配線基台は前記パッケージの内面に垂
直に立設した第２のプリント基板からなり、前記第２の
プリント基板の端面には端面スルーホールを設け、前記
第２のプリント基板の配線パターンと前記処理回路とは
前記端面スルーホールを介して接続することを特徴とす
る請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項１４】 前記第２のプリント基板の端面に設け
た端面スルーホールと前記処理回路とはＡｇペーストに
よって接続されることを特徴とする請求項１３記載の加
速度センサ。 - 【請求項１５】 前記第２のプリント基板の端面に設け
た端面スルーホールと前記処理回路とはワイヤボンドに
よって接続されることを特徴とする請求項１３記載の加
速度センサ。
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|---|---|---|---|
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| JP4595862B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2010-12-08 | パナソニック電工株式会社 | 静電容量式センサ |
| DE102006015676A1 (de) * | 2006-04-04 | 2007-06-14 | Siemens Ag | Elektronisches Bauteil und elektronisches Steuergerät, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen |
| DE102007005630B4 (de) * | 2007-02-05 | 2019-08-08 | Infineon Technologies Ag | Sensorchip-Modul und Verfahren zur Herstellung eines Sensorchip-Moduls |
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| DE102010042987A1 (de) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Schaltung und elektrische Schaltung |
| JP5912510B2 (ja) * | 2011-01-17 | 2016-04-27 | 日本電波工業株式会社 | 外力検出方法及び外力検出装置 |
| TWI484149B (zh) | 2011-01-17 | 2015-05-11 | Nihon Dempa Kogyo Co | 外力檢測裝置及外力檢測感測器 |
| JP2013007653A (ja) | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 外力検出装置及び外力検出センサー |
| WO2013026923A1 (de) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Sensor mit einem einzigen elektrischen trägermittel |
| JP2014052263A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 外力検出装置及び外力検出センサー |
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| US5554806A (en) | 1994-06-15 | 1996-09-10 | Nippondenso Co., Ltd. | Physical-quantity detecting device |
| US6060780A (en) * | 1996-02-23 | 2000-05-09 | Denson Corporation | Surface mount type unit and transducer assembly using same |
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