JP2004163367A - 振動ジャイロパッケージの実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】振動型ジャイロスコープ用の振動子を収容するパッケージの回路基板への実装構造であって、回路基板に垂直な方向のパッケージの高さ寸法を低減できるような実装構造を提供する。
【解決手段】振動型ジャイロスコープ用の振動子を収容するパッケージ３の回路基板２への実装構造１を提供する。実装構造１は、一対の主面２ｃ、２ｄを有する回路基板２およびパッケージ３を備えている。回路基板２の主面２ｃに略垂直な面２ｂ、２ｅに対してパッケージ３が固定されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動ジャイロパッケージの実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特許文献１には、手振れ補正機能を備えた撮像装置が記載されている。即ち、撮像装置のＣＣＤ素子等の撮像系部品および電子部品を筐体内に収容し、光学系部品（例えばレンズ系）を収容した鏡筒を筐体の上面から突出させる。そして、筐体の上面に、角速度センサ部品のパッケージを２つ設置し、固定している。そして、一方の角速度センサ部品によってヨーイングを検出し、他方の角速度センサ部品によってピッチングを検出し、各検出値に基づいてレンズの姿勢を制御し、撮影像の手振れ補正を試みている。
【特許文献１】
特開２００２−２６２１５５号公報
【０００３】一方、最近は携帯電話に撮像装置を搭載し、画像を撮影する方式が注目を集めている。２００３年には１／４インチ型の撮像素子で総画素数１３０万のＣＣＤ素子が開発され、搭載されようとしている。これによって、デジタルカメラに代わる新規市場が開拓されようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特許文献１に記載の実装構造では、回路基板に平行な方向の二軸の回転角速度（ヨーイングおよびピッチング）を計測することができる。しかし、回路基板の実装面に垂直な方向の回転角速度を計測することはできない。このような計測を可能とするためには、振動子の入ったパッケージを回路基板の実装面に直立させなければならない。しかし、この場合には、回路基板からのパッケージの高さが大きく、このため振動型ジャイロスコープ全体の高さ寸法が大きくなり、携帯電話などの小型機器への搭載は困難である。
【０００５】本発明の課題は、振動型ジャイロスコープ用の振動子を収容するパッケージの回路基板への実装構造であって、回路基板に垂直な方向のパッケージの高さ寸法を低減できるような実装構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、振動型ジャイロスコープ用の振動子を収容するパッケージの回路基板への実装構造であって、一対の主面を有する回路基板およびパッケージを備えており、回路基板の主面に略垂直な面に対してパッケージが固定されていることを特徴とする。
【０００７】本発明によれば、回路基板の主面に略垂直な面に対してパッケージを固定している。これによって、回路基板の各主面からのパッケージの突出高さを低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
【０００９】好適な実施形態においては、回路基板の主面に開口する孔が回路基板に設けられており、パッケージの一部が孔内に挿入されている。これによって、回路基板の主面からのパッケージの高さを低減できると共に、パッケージが回路基板の側面から突出しないので、この点でも実装構造の小型化が可能である。この実施形態において特に好ましくは、回路基板の孔が貫通孔であり、パッケージが回路基板を貫通するように固定されている。
【００１０】図１（ａ）は、この実施形態に係る実装構造１を概略的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は実装構造１の正面図でをある。本例においては、回路基板２に貫通孔２ａが形成されている。２ｃ、２ｄは回路基板２の主面であり、２ｂは側面である。２ｃ、２ｄには各種の配線が施されている。本例では、貫通孔２ａ内にパッケージ３が挿入されており、内壁面２ｅ上にパッケージ３の主面３ａが固定されている。パッケージ３上の配線が、回路基板の実装面２ｃ上の配線と周知方法によって接続されている。
【００１１】本例では、パッケージ３内に収容されている振動子の検出軸ｄＹはＹ軸方向であり、Ｙ軸は、パッケージ３の主面３ａに対して略垂直である。パッケージ３の高さをＨとする。パッケージ３の主面２ｃからの高さｈ１、パッケージ３の主面２ｄからの高さｈ２、および回路基板２の厚さｔの和（ｈ１＋ｈ２＋ｔ）はＨとなる。この結果、回路基板２からのパッケージ３の突出高さｈ１、ｈ２を著しく低減できる。
【００１２】本発明においては、回路基板の主面とは、他の面よりも広い面を言う。回路基板の主面に略垂直な面は、幾何学的に厳密に垂直でなくともよく、製造誤差を許容する。また、パッケージは前記面へと直接固定できるが、コネクタおよび／または固定用基板を介して固定することもできる。
【００１３】好適な実施形態においては、パッケージが回路基板の側面に対して固定されている。この際、好ましくは、回路基板上に設けられた第一のコネクタと、パッケージに対して固定された第二のコネクタとを接続する。
【００１４】図２〜図４はこの実施形態に係る実装構造１Ａを示すものである。まず、回路基板２の主面２ｃの端部に第一のコネクタ４を設置する（矢印Ａ）。第一のコネクタ４には開口４ａが設けられており、開口４ａ内に配線が施されている。一方、パッケージ３の主面３ａには第二のコネクタ６を取り付ける。
【００１５】次いで、図３、図４に示すように、第二のコネクタ６を第一のコネクタ４にはめ合わせ、両者を接合する。これによって、パッケージ３が回路基板２の側面２ｂに対して固定され、実装構造１Ａが作製される。
【００１６】また、図５に示すように、第二のコネクタ６を固定するための固定用基板７を設けることができる。この基板７Ａの一方の面にはパッケージ３が固定されており、他方の面には第二のコネクタ６が固定されている。このコネクタ６を第一のコネクタ４の孔４ａにはめ合わせ、接続する。
【００１７】好適な実施形態においては、固定用基板７Ａ上に、図６（ｂ）に示すように、パッケージおよび配線以外の電子部品８、９を搭載することができる。電子部品８、９は、パッケージ３と同じ側に搭載されている。そして、この状態で、図７に示すようにコネクタ６をコネクタ４の孔４ａにはめ合わせ、基板７Ａおよびパッケージ３を側面２ｂ上に固定する。図８は、図７の実装構造１Ｂの正面図である。
【００１８】好適な実施形態においては、第一のコネクタと第二のコネクタとの接続がピン接合である。図９、図１０は、この実施形態に係る実装構造１Ｃを示すものである。図９（ａ）に示すように、固定用基板７Ａに複数のピン１０が設けられている。ピン１０の周囲には所定の配線が施されている。図９（ｂ）に示すように、回路基板２側の第一のコネクタ４Ａには、ピン１０と嵌合する複数の孔１１が形成されており、各孔１１の内部には配線が施されている。ここで、第一のコネクタ４Ａを矢印Ａのように９０°回転させた状態で、回路基板２の主面２ｃの端部に設置する。そして、固定用基板７Ａを側面２ｂに当接させ、ピン１０を孔１１内に挿入し、コネクタ同士を接続する。
【００１９】本発明においては、パッケージ３または固定用基板７、７Ａを回路基板２に対して固定する。この固定方法は限定されず、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、機械的固定など種々の方法であってよい。
【００２０】固定用基板７、７Ａに搭載される電子部品の種類は特に限定されないが、抵抗抗器、コンデンサ、半導体集積回路チップを例示できる。チップの種類は特に限定されないが、角速度センサの出力信号を処理する半導体集積回路であることが好ましく、たとえばフィルタを構成するオペアンプやアナログ出力をデジタル化するアナログ／デジタル変換器や、デジタル化した信号を外部にシリアル通信で出力するシリアル通信ドライバが好ましい。角速度センサ外部から振動子に直接接続できる端子がある場合は、振動子の駆動信号および検出信号を制御する半導体集積回路チップであることが好ましく、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け集積回路）が好ましい。
【００２１】振動子のパッケージへの封止方法は限定されず、例えば以下の方法がある。
（１）封止手段が半導体チップ用パッケージである。このようなパッケージとしては、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ） パッケージ、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏ −ｌｅａｄ）パッケージを例示できる。
（２）封止手段が樹脂モールド材である。樹脂モールド材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂を例示できる。
（３）封止手段が、セラミックパッケージである。カバーは、シーム溶接されているか、あるいは半田溶接または金ロウ溶接されていることが好ましい。
（４）封止手段が金属パッケージである。材料としては、コバールが例示できる。
（５）封止手段が金属折り曲げ筐体である。気密封止にはなっていないが、電磁気シールドとしての効果はある。材料としては亜鉛メッキ鋼板、ステンレスを例示できる。
【００２２】振動子を構成する材料としては、圧電単結晶の他に、ＰＺＴ等の圧電セラミックスを例示でき、また恒弾性金属を例示できる。好ましくは、振動片が圧電性単結晶からなる。圧電性単結晶としては、水晶、ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体（Ｌｉ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ_３）単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単結晶を例示できる。
【００２３】好適な実施形態においては、図１〜図１０に示すように、パッケージにおける振動子の検出軸ｄＹが、パッケージ３の主面３ａに対して略垂直であり、回路基板２の主面２ｃに対して略平行である。しかし、パッケージにおける振動子の検出軸ｄＺが、パッケージ３の主面３ａに対して略平行であってもよい。この場合には、振動子の検出軸ｄＺが、回路基板２の主面２ｃに対して略垂直となる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、振動型ジャイロスコープ用の振動子を収容するパッケージの回路基板への実装構造であって、回路基板に垂直な方向のパッケージの高さ寸法を低減できるような実装構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る実装構造１を概略的に示す斜視図であり、（ｂ）は、実装構造１の正面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る実装構造１Ａを構成する回路基板２、パッケージ３、コネクタ４、６を示す斜視図である。
【図３】実装構造１Ａを概略的に示す斜視図である。
【図４】実装構造１Ａを概略的に示す正面図である。
【図５】パッケージ３および第二のコネクタ６が固定された固定用基板７を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、パッケージ３および第二のコネクタ６が固定された固定用基板７Ａを示す斜視図であり、（ｂ）は固定用基板７Ａのパッケージ３側の表面を示す斜視図である。
【図７】実装構造１Ｂを概略的に示す斜視図である。
【図８】実装構造１Ｂを概略的に示す正面図である。
【図９】パッケージ３および第二のコネクタ１０が固定された固定用基板７Ａを示す斜視図であり、（ｂ）は実装構造１Ｃを概略的に示す斜視図である。
【図１０】実装構造１Ｃを概略的に示す正面図である。
【符号の説明】１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 実装構造 ２ 回路基板
２ａ 回路基板２の貫通孔 ２ｂ 側面（主面２ｃに略垂直な面）
２ｃ、２ｄ 主面 ２ｅ 貫通孔２ａの内壁面（主面２ｃに略垂直な面） ３ パッケージ ３ａ パッケージ３の主面 ４ 第一のコネクタ ６、１０ 第二のコネクタ ７、７Ａ 固定用基板
８、９ 電子部品

Claims (6)

1. 振動型ジャイロスコープ用の振動子を収容するパッケージの回路基板への実装構造であって、
   一対の主面を有する前記回路基板および前記パッケージを備えており、前記回路基板の前記主面に略垂直な面に対して前記パッケージが固定されていることを特徴とする、振動ジャイロパッケージの実装構造。
2. 前記主面に開口する孔が前記回路基板に設けられており、前記パッケージの一部が前記孔内に挿入されていることを特徴とする、請求項１記載の実装構造。
3. 前記孔が貫通孔であり、前記パッケージが前記回路基板を貫通するように固定されていることを特徴とする、請求項２記載の実装構造。
4. 前記パッケージが前記回路基板の側面に対して固定されていることを特徴とする、請求項１記載の実装構造。
5. 前記回路基板に設けられた第一のコネクタ、および前記パッケージに対して固定された第二のコネクタを備えており、前記第一のコネクタと前記第二のコネクタとが接続されていることを特徴とする、請求項４記載の実装構造。
6. 前記主面に垂直な方向に向かって前記回路基板の前記各主面から前記パッケージが突出していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の実装構造。

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