JP2006229121A - 圧電デバイス及び圧電装置並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数方向に関してセンシングする際にも容易に対応でき、また装置の大型化を抑制する。
【解決手段】 圧電素子を収容するパッケージ3を有する圧電デバイスDV1〜DV3と、圧電デバイスDV1〜DV3が実装される基板Pとを備える。基板Pは、コネクタ接続により圧電素子と接続されるコネクタ部40、50を有する。
【選択図】 図3
【解決手段】 圧電素子を収容するパッケージ3を有する圧電デバイスDV1〜DV3と、圧電デバイスDV1〜DV3が実装される基板Pとを備える。基板Pは、コネクタ接続により圧電素子と接続されるコネクタ部40、50を有する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、圧電デバイス及び圧電装置並びに電子機器に関するものである。
従来より、圧電デバイスは、加速度検出器や角速度検出器、あるいはデジタルビデオや移動体通信機器等の様々な電子機器に、例えば手ぶれ補正用の情報検出に用いられている。この種の圧電デバイスとしては、圧電素子をパッケージで収容した構成を備え、また圧電装置として上記圧電デバイスがプリント配線基板等に実装された構成を有するものが多く用いられている。
そして、特許文献1及び特許文献2には、パッケージに収容された圧電素子に関する技術の一例が開示されている。
特開2004−96403号公報
特開平9−27725号公報
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
複数方向の角速度(例えば、地面に対して垂直で前進・後進方向の角速度(ピッチング)や地面に対して垂直で左右方向の角速度(ローリング))をセンシング(検出)するためには、機器のメインボードに平面実装された圧電素子(パッケージ)に加えて、メインボードと直交する方向に沿って圧電素子(パッケージ)を配置する必要が生じる。
複数方向の角速度(例えば、地面に対して垂直で前進・後進方向の角速度(ピッチング)や地面に対して垂直で左右方向の角速度(ローリング))をセンシング(検出)するためには、機器のメインボードに平面実装された圧電素子(パッケージ)に加えて、メインボードと直交する方向に沿って圧電素子(パッケージ)を配置する必要が生じる。
例えばデジタルビデオカメラにおいては、手ぶれ補正に必要な情報として、ピッチング方向及びヨーイング方向の角速度のセンシングが求められるが、メインボードが光軸に沿って設置されることが多いため、メインボードに平面実装された圧電素子は、第1軸としてピッチング方向の角速度のセンシングを実現できるが、第2軸としてヨーイング方向の角速度をセンシングを行うためには、メインボードに直交する姿勢で圧電素子を実装する必要がある。
また、デジタルスチルカメラやカメラ機能付き携帯電話においては、メインボードが光軸と直交して設置されることが多いため、ピッチング方向及びヨーイング方向の角速度をセンシングするためには、各センシング方向に対応した2つの圧電素子をメインボードに直交する姿勢で実装する必要がある。
つまり、画像や映像入力装置等の光軸を有する機器に対して、複数の圧電素子を用いて複数の軸(方向)をセンシングする場合、メインボードに対して圧電素子を直交配置(縦型実装)するための回路基板の追加や、平面実装タイプのパッケージ形態を縦型実装タイプに改造しなければならない等の問題が生じる。
また、従来では、多軸センシング可能な構成を採ることにより、実装が複雑化しパッケージ自体のサイズも大きくなる虞がある。
また、従来では、多軸センシング可能な構成を採ることにより、実装が複雑化しパッケージ自体のサイズも大きくなる虞がある。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、複数方向に関してセンシングする際にも容易に対応でき、また装置の大型化を抑制できる圧電デバイス及び圧電装置並びにこの圧電装置を有する電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の圧電装置は、圧電素子を収容するパッケージを有する圧電デバイスと、前記圧電デバイスが実装される基板とを備えた圧電装置であって、前記基板は、コネクタ接続により前記圧電素子と接続されるコネクタ部を有することを特徴とするものである。
本発明の圧電装置は、圧電素子を収容するパッケージを有する圧電デバイスと、前記圧電デバイスが実装される基板とを備えた圧電装置であって、前記基板は、コネクタ接続により前記圧電素子と接続されるコネクタ部を有することを特徴とするものである。
従って、本発明の圧電装置では、基板と圧電素子とがコネクタにより簡便に接続されるため、接続用の基板を別途設ける場合と比較して装置の大型化を抑制することができる。また、本発明では、センシング方向に応じて設けられた圧電デバイスを基板のコネクタ部へ挿すことにより、圧電素子により所望方向のセンシングを容易に実施することができる。
前記パッケージが所定面に沿って配置されたときに圧電素子が所定方向の検出軸を有する場合、前記所定面は、前記パッケージが実装される前記基板の実装面と交差する構成を採ることが好ましい。
これにより、パッケージを基板と交差する方向、例えば基板と直交する方向に配置することが可能になる。
前記パッケージが所定面に沿って配置されたときに圧電素子が所定方向の検出軸を有する場合、前記所定面は、前記パッケージが実装される前記基板の実装面と交差する構成を採ることが好ましい。
これにより、パッケージを基板と交差する方向、例えば基板と直交する方向に配置することが可能になる。
圧電デバイスを基板のコネクタ部に接続する方式としては、前記パッケージが前記コネクタ部とコネクタ接続されるコネクタ端子を有し、このコネクタ端子を介して圧電素子とコネクタ部とを接続する構成や、前記パッケージが前記コネクタ部とコネクタ接続される第2基板に搭載され、当該第2基板を介して圧電素子とコネクタ部とを接続する構成を好適に採用できる。
前記パッケージが前記コネクタ部とコネクタ接続されるコネクタ端子を有する場合においては、前記コネクタ端子は、前記パッケージが配置される複数の方向毎に設けられていることが好ましい。
この構成では、センシング方向に応じてパッケージをコネクタ部にコネクタ接続することにより、所望方向のセンシング、例えば角速度を検出することができる。
この構成では、センシング方向に応じてパッケージをコネクタ部にコネクタ接続することにより、所望方向のセンシング、例えば角速度を検出することができる。
また、本発明では、前記パッケージが前記コネクタ端子により前記基板にフリップチップ実装可能な構成とすることができる。
これにより、本発明では、コネクタ端子をコネクタ部に接続するばかりでなく、パッケージを基板に平面実装することも可能になり、平面実装時のセンシング方向も追加して検出することができる。
これにより、本発明では、コネクタ端子をコネクタ部に接続するばかりでなく、パッケージを基板に平面実装することも可能になり、平面実装時のセンシング方向も追加して検出することができる。
また、前記パッケージが前記コネクタ部とコネクタ接続される第2基板に搭載され、当該第2基板を介して圧電素子とコネクタ部とを接続する構成の場合、第2基板をコネクタ部及びパッケージの接続端子に対応させることにより、既存のパッケージに対しても、コネクタ接続させることが容易になる。
また、前記第2基板としては、リジッドな基板であってもよいし、可撓性基板であってもよい。第2基板が可撓性基板である場合には、第2基板を折り曲げることにより、パッケージの方向、すなわちセンシング方向を任意の方向に設定することが可能になる。
前記コネクタ部としては、前記パッケージの配置方向を異ならせて複数設けられる構成を好適に採用できる。
従って、本発明では、所望のセンシング方向に対応したコネクタ部に圧電デバイスを実装することにより、パッケージ(圧電素子)を所望のセンシング方向で設置することができる。
従って、本発明では、所望のセンシング方向に対応したコネクタ部に圧電デバイスを実装することにより、パッケージ(圧電素子)を所望のセンシング方向で設置することができる。
そして、本発明の電子機器は、上記の圧電装置を備えることを特徴としている。
従って、本発明では、小型化及び所望方向のセンシングを容易に実施できる圧電装置を備えることにより、小型化及び手ぶれ補正等に要する情報を容易に検出でき高品質の電子機器を提供することができる。
従って、本発明では、小型化及び所望方向のセンシングを容易に実施できる圧電装置を備えることにより、小型化及び手ぶれ補正等に要する情報を容易に検出でき高品質の電子機器を提供することができる。
一方、本発明の圧電デバイスは、パッケージ内に圧電素子が収容されてなる圧電デバイスであって、前記パッケージには、前記圧電素子と接続されたコネクタ端子が設けられていることを特徴としている。
従って、本発明では、パッケージのコネクタ端子をコネクタ部に挿すことにより、パッケージ(すなわち圧電素子)を容易に実装することが可能になる。そして、コネクト部を圧電素子のセンシング方向に応じて設けることで、所望方向のセンシングを容易に実施することができる。
従って、本発明では、パッケージのコネクタ端子をコネクタ部に挿すことにより、パッケージ(すなわち圧電素子)を容易に実装することが可能になる。そして、コネクト部を圧電素子のセンシング方向に応じて設けることで、所望方向のセンシングを容易に実施することができる。
前記コネクタ端子としては、前記パッケージが配置される複数の方向毎に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、センシング方向に応じてパッケージをコネクタ部にコネクタ接続することにより、所望方向のセンシング、例えば角速度を検出することができる。
本発明によれば、センシング方向に応じてパッケージをコネクタ部にコネクタ接続することにより、所望方向のセンシング、例えば角速度を検出することができる。
また、前記コネクタ端子としては、前記パッケージのフリップチップ実装時の接続端子である構成も好適である。
本発明によれば、コネクタ端子をコネクタ部に接続するばかりでなく、パッケージを基板に平面実装することも可能になり、平面実装時のセンシング方向も追加して検出することができる。
なお、パッケージとしては、セラミック、ガラス、金属または樹脂で形成されることが好ましい。
本発明によれば、コネクタ端子をコネクタ部に接続するばかりでなく、パッケージを基板に平面実装することも可能になり、平面実装時のセンシング方向も追加して検出することができる。
なお、パッケージとしては、セラミック、ガラス、金属または樹脂で形成されることが好ましい。
以下、本発明の圧電デバイス及び圧電装置並びに電子機器の実施の形態を、図1ないし図9を参照して説明する。
本実施形態においては、圧電デバイスは圧電素子及びその圧電素子を収容したパッケージを含むものとし、圧電装置は圧電デバイス及びその圧電デバイスを実装した回路基板等を含むものとする。
本実施形態においては、圧電デバイスは圧電素子及びその圧電素子を収容したパッケージを含むものとし、圧電装置は圧電デバイス及びその圧電デバイスを実装した回路基板等を含むものとする。
[圧電デバイス]
図1は、圧電素子2が組み込まれた圧電パッケージ3からなる圧電デバイスDVの断面図であり、図2は、図1における下面図(底面図)である。
図1に示すように、圧電デバイスDVは、圧電素子2と、この圧電素子2を収容するパッケージ3とを備えている。本実施形態においては、圧電素子2として例えば音叉型の圧電振動片が用いられている。
図1は、圧電素子2が組み込まれた圧電パッケージ3からなる圧電デバイスDVの断面図であり、図2は、図1における下面図(底面図)である。
図1に示すように、圧電デバイスDVは、圧電素子2と、この圧電素子2を収容するパッケージ3とを備えている。本実施形態においては、圧電素子2として例えば音叉型の圧電振動片が用いられている。
パッケージ3は、上端部が開口する箱状の本体部3Aと、本体部3Aの上端開口を閉塞するキャップ部3Bとを備えており、その内側に、圧電素子2を収容するための内部空間4が形成されている。パッケージ3を形成する材料としては、例えばセラミック、ガラス、金属、合成樹脂等、及びこれらの複合材が挙げられる。
圧電素子2はパッケージ3の内部空間4に収容されている。圧電素子2は、励振用振動片、検出用振動片、励振用振動片を励振するための励振電極、検出用振動片から発生した電界を検出するための検出電極(いずれも図示せず)等を有しており、例えば水晶等の圧電材料で形成されている。そして、圧電素子2は、TABテープ5を介してパッケージ3に実装されている。TABテープ5もパッケージ3の内部空間4に収容されている。TABテープ5は、ポリイミド樹脂等からなる絶縁テープ6と、その絶縁テープ6の下面6Aに設けられた導電性を有する配線パターン8とを備えている。絶縁テープ6の中央部には開口部7が形成されている。したがって、絶縁テープ6は全体として環状に形成されており、その下面6Aも環状に形成されている。
また、配線パターン8は絶縁テープ6の周縁部から中央部に向かって延びるように形成されており、その中央部側の端部は開口部7に配置されている。その配線パターン8の中央部側(開口部7側)の端部は、絶縁テープ6の下面6A側から上面側に向かって立ち上がるように形成されており、圧電素子2と電気的に接続される実装端子9を形成している。また、圧電素子2は配線パターン8の実装端子9に電気的に接続している。配線パターン8は、開口部7を挟んで、絶縁テープ6の+x側及び−x側のそれぞれに互いに間隔をあけて複数ずつ(例えば3つずつ、計6つ)設けられている。そして、各配線パターン8は開口部7の内側に向かって延びるように形成されており、開口部7の内側に配線パターン8に応じた複数の実装端子9が配置されている。
また、パッケージ3の内側において、TABテープ5の下面6A側には制御IC11が実装されている。この制御IC11は、ワイヤボンディングによって本体部3Aに接続されている。本体部3Aには、その内部における両側部に段部34が形成されており、この段部34には、接続端子35が形成されている。そして、圧電素子2は、配線パターン8の端部が段部34上に配設され、この段部34の接続端子35に接続されることにより、本体部3A内に配設されている。
そして、圧電素子2は、励振電極に駆動電圧が印加されると励振用振動片が音叉振動し、その振動(音叉振動)は検出用振動片に伝達され、励振用振動片の振動に伴って、検出用振動片も音叉振動する。この検出用振動片の振動もしくは変位により、検出用振動片内部に電界が生じるため、この電解を検出電極で検出し、その検出信号をTABテープ5の配線パターン8、接続端子35、及び電極10を介して圧電デバイスDVの外部に出力し、処理装置(不図示)により角速度、本実施形態では、z軸周り方向(θz)の角速度を求めることができる。
上記の本体部3Aは、圧電素子2を収納した状態にて、その上部の開口部分にキャップ部3Bが取り付けられ、このキャップ部3Bによって内部が密閉されている。
また、本体部3Aは、その裏面(−z側の面)に、パッケージ3を組み込む各種装置と電気的な接続を行うための接続端子としての電極Cを複数備えている。これら電極Cの表面は、銅、金属、及びろう材等の材料で形成されている。
また、本体部3Aは、その裏面(−z側の面)に、パッケージ3を組み込む各種装置と電気的な接続を行うための接続端子としての電極Cを複数備えている。これら電極Cの表面は、銅、金属、及びろう材等の材料で形成されている。
図2に示すように、平面視矩形のパッケージ3の裏面(下面)には、一方(+y側)の長辺の端縁に沿って間隔をあけて幅広の電極C1〜C4が−x側から順次形成されている。また、パッケージ3の裏面には、他方(−y側)の長辺の端縁に沿って間隔をあけて幅広の電極C5〜C8が+x側から順次形成されるとともに、幅狭の電極C11〜C14が電極C5〜C8と交互に配列されるように−x側から順次形成されている。電極C11は、配線H1によって電極C1と接続されている。また、電極C12〜C14は、コンタクトホールCH2〜CH4及び図示しない配線によって電極C2〜C4に(電極C12は電極C2に、電極C13は電極C3に、電極C14は電極C4に)それぞれ接続されている。
さらに、パッケージ3の裏面には、一方(+x側)の短辺の端縁に沿って間隔をあけて幅狭の電極C21〜C23、C26〜C28が電極C4、C5の間に形成されている。電極C21〜C23は、配線H11〜H13によって電極C1〜C3に接続されている。同様に、電極C26〜C28は、配線H16〜H18によって電極C6〜C8に接続されている。これら電極C1〜C8、C11〜C14、C21〜C23、C26〜C28を図1では、代表的に電極Cと図示している。
これらの電極Cの中、電極C1〜C8は、回路基板等のメイン基板に平面実装される際の接続端子として用いられる。また、電極C5〜C8及び電極C11〜C14は、パッケージ3を−y側の長辺において後述するコネクタ接続する際のコネクタ端子として用いられる。さらに、電極C4、C5及び電極C21〜C23、C26〜C28は、パッケージ3を+x側の短辺において後述するコネクタ接続する際のコネクタ端子として用いられる。
そして、圧電素子2をパッケージ本体部3A内に収納してパッケージ3とするには、まず、本体部3A内に、制御IC11をダイボンディングにより実装し、次いで、本体部3A内に、圧電素子2を収納してTABテープ5の配線パターン8と段部34の接続端子35とを接続する。その後、本体部3Aの開口部分にキャップ3Bを取り付け、内部と連通する図示しない孔から、本体部3A内を真空引きあるいは窒素等の不活性ガスに置換することにより、圧電デバイスDVが完成する。
[圧電装置]
(第1実施形態)
続いて、上記圧電デバイスDVを実装した圧電装置について説明する。
図3は、圧電装置の一部を抽出した斜視図である。
この圧電装置は、圧電デバイスDV1〜DV3(各圧電デバイスDV1〜DV3は上記圧電デバイスDVと同一のもの)と、これら圧電デバイスDV1〜DV3を実装する回路基板(プリント配線基板)等のメインボード(基板)Pとから構成される。
(第1実施形態)
続いて、上記圧電デバイスDVを実装した圧電装置について説明する。
図3は、圧電装置の一部を抽出した斜視図である。
この圧電装置は、圧電デバイスDV1〜DV3(各圧電デバイスDV1〜DV3は上記圧電デバイスDVと同一のもの)と、これら圧電デバイスDV1〜DV3を実装する回路基板(プリント配線基板)等のメインボード(基板)Pとから構成される。
なお、圧電デバイスDVの説明では座標系としてx、y、zを使用したが、圧電装置の説明においては、基板Pの実装面Paと平行な方向をX方向及びY方向とし、実装面Paと直交する方向をZ方向とする座標系を用いる。
図3に示すように、本実施形態の圧電装置では、メインボードP上に3つの圧電デバイスDV1〜DV3が実装される。圧電デバイスDV1は、実装面(所定面)Pa上に形成されたランド(図示せず)に電極C1〜C8(図2参照)が導電性接着剤やハンダによりフリップチップ実装されてXY平面と平行に平面実装されている。また圧電デバイスDV2、DV3は、メインボードPに実装されたコネクタ部40、50にそれぞれ挿されて実装されている。
なお、実際にはメインボードPには、圧電デバイスDV1、コネクタ部40、50に接続される配線が形成されているが、図3では理解を容易にするために、これら配線の図示を省略している。
なお、実際にはメインボードPには、圧電デバイスDV1、コネクタ部40、50に接続される配線が形成されているが、図3では理解を容易にするために、これら配線の図示を省略している。
コネクタ部40は、圧電デバイスDV2(圧電デバイスDV)の短辺側の電極C4、C5及び電極C21〜C23、C26〜C28とX軸方向に沿ってコネクタ接続され、パッケージ3(圧電デバイスDV2)をXZ平面と平行に保持する。
同様に、コネクタ部50は、圧電デバイスDV3(圧電デバイスDV)の長辺側の電極C5〜C8及び電極C11〜C14とY軸方向に沿ってコネクタ接続され、パッケージ3(圧電デバイスDV3)をYZ平面と平行に保持する。
同様に、コネクタ部50は、圧電デバイスDV3(圧電デバイスDV)の長辺側の電極C5〜C8及び電極C11〜C14とY軸方向に沿ってコネクタ接続され、パッケージ3(圧電デバイスDV3)をYZ平面と平行に保持する。
上記の構成の圧電装置では、圧電デバイスDV1によりZ軸周り方向を検出軸とする角速度をセンシングし、圧電デバイスDV2によりY軸周り方向を検出軸とする角速度をセンシングし、圧電デバイスDV3によりX軸周り方向を検出軸とする角速度をセンシングすることが可能である。また、上記の圧電装置では、圧電デバイスDV1〜DV3の中、所望のセンシング方向を有する圧電デバイスを選択してメインボードPに実装することにより、容易に2軸のセンシングに対応することができる。
このように、本実施の形態では、メインボードPに圧電デバイスDV2、DV3とコネクタ接続されるコネクタ部40、50を設けているので、コネクタ部40、50に圧電デバイスDV2、DV3を挿すという簡単な操作でメインボードPに圧電デバイスDV2、DV3を簡便に実装して、互いに直交する方向を検出軸とする複数方向のセンシングを容易に実現することができる。また、本実施形態では、圧電デバイスDV2、DV3がコネクタ接続される構成なので、リペアが容易に実施できるとともに、圧電素子2への配線経路を短くでき、繋ぎ基板を用いる場合も含めて、配線経路が長い場合に生じるノイズの悪影響を回避できるという効果も奏する。
また、本実施形態では、圧電デバイスDVのコネクタ接続を採用することにより、高熱を要する実装が不要になり、メインボードPに熱履歴がかからず歩留まりを向上できるという効果も奏する。さらに、本実施形態では、メインボードPに対して圧電デバイスDV2、DV3を直交して配置するために必要な基板を別途設ける必要がなくなり、装置の大型化を抑制することが可能である。
また、本実施形態では、パッケージ3が配置される複数の方向毎に、すなわち圧電デバイスDVによりセンシングしたい方向毎にコネクタ部40、50を設けているので、所望のセンシング方向に応じてコネクタ部を選択して圧電デバイスDVを実装することにより、圧電装置が設けられる機器の仕様に応じてセンシング方向を容易に設定することができる。特に、本実施形態では、パッケージ3の配置方向(圧電デバイスDVによるセンシング方向)毎に電極C5〜C8、C11〜C14及び電極C4、C5及び電極C21〜C23、C26〜C28を設けているので、センシング方向に応じて容易に圧電デバイスDVをコネクタ接続することが可能である。また、これらコネクタ接続される電極C4〜C8はフリップチップ実装時の接続端子を兼ねているので、別途接続端子を設ける場合と比べてデバイスの小型化及び低価格化にも寄与できる。
(第2実施形態)
続いて、圧電装置の第2実施形態について図4を参照して説明する。
上記第1実施形態では、コネクタ部40、50に圧電デバイスDV2、DV3を直接挿す構成としたが、本実施形態では、リジッド基板を介してメインボードPに実装する。ここでは、図3に示したコネクタ部40、50の中、コネクタ部40について説明する。
続いて、圧電装置の第2実施形態について図4を参照して説明する。
上記第1実施形態では、コネクタ部40、50に圧電デバイスDV2、DV3を直接挿す構成としたが、本実施形態では、リジッド基板を介してメインボードPに実装する。ここでは、図3に示したコネクタ部40、50の中、コネクタ部40について説明する。
図4に示すように、圧電デバイスDV2は、リジッド基板(第2基板)20に(電極C1〜C8において;図2参照)フリップチップ実装(平面実装)されている。リジッド基板20の端縁(図4中、下側の端縁)には、図示しないコネクタ端子が形成されており、リジッド基板20をこの端縁においてコネクタ部40に挿入することにより、圧電デバイスDV2はコネクタ部40(メインボードP)に実装される。
本実施の形態では、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、コネクタ接続用の電極が形成されていない既存の圧電デバイスもメインボードPに直交して立設することが可能になり、汎用性を拡げることができる。また、この場合、圧電デバイスの仕様に制限されることなくコネクタ部を選択して実装できるので、例えば市販のコネクタ部を用いることが可能となり、装置製造に要するコストを抑制できる。
(第3実施形態)
続いて、圧電装置の第3実施形態について図5を参照して説明する。
上記第2実施形態では、リジッド基板20を介して圧電デバイスをメインボードPに実装する構成としたが、本実施形態ではフレキシブル基板を用いて圧電デバイスを実装する。
続いて、圧電装置の第3実施形態について図5を参照して説明する。
上記第2実施形態では、リジッド基板20を介して圧電デバイスをメインボードPに実装する構成としたが、本実施形態ではフレキシブル基板を用いて圧電デバイスを実装する。
圧電デバイスDV2は、例えばポリイミド等の可撓性を有するフレキシブル基板(第2基板、可撓性基板)21の一端側にフリップチップ実装(平面実装)されている。フレキシブル基板21の他端側には、図示しないコネクタ端子が形成されており、フレキシブル基板21をこの端縁においてコネクタ部41に挿入することにより、圧電デバイスDV2はコネクタ部41(メインボードP)に実装される。
そして、他端側においてコネクタ部41にコネクタ接続されたフレキシブル基板21は、メインボードPの表面に沿って延出し、折り曲げられることにより、圧電デバイスDV2はメインボードPと直交する方向に配置される(図3に示すY軸周り方向のセンシング軸を有する配置)。この場合、圧電デバイスは、筐体に設けられた支持部30によって挟持して支持される。
そして、他端側においてコネクタ部41にコネクタ接続されたフレキシブル基板21は、メインボードPの表面に沿って延出し、折り曲げられることにより、圧電デバイスDV2はメインボードPと直交する方向に配置される(図3に示すY軸周り方向のセンシング軸を有する配置)。この場合、圧電デバイスは、筐体に設けられた支持部30によって挟持して支持される。
本実施形態では、上記第2実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、フレキシブル基板21を曲げることにより、図5中、二点鎖線で示すようにメインボードPに平面実装する姿勢(図3中のZ軸周り方向のセンシングが可能な姿勢)や、図3に示す圧電デバイスDV3の姿勢等、任意の角度(任意のセンシング方向)に容易に設定することが可能であり、光軸や完成体の傾き状態に応じた軸変換(センシング軸の変換)を容易に実施できる。また、本字実施の形態では、例えば圧電デバイスDV2を一定の姿勢に保持する、例えばフローティング機構を用いることにより、メインボードP(を含む完成体)の姿勢が変動した場合でも、常に一定の検出軸でセンシングを行うことが可能になり、逆にこの圧電デバイスの検出結果に基づいて、完成体の検出面角度(姿勢)を微調整することも可能である。
(第4実施形態)
続いて、圧電装置の第4実施形態について図6を参照して説明する。
上記第3実施形態では、単にフレキシブル基板21を折り曲げて圧電デバイスを所定方向に位置決めする構成としたが、本実施形態では、フレキシブル基板21にスリット部を形成し、このスリット部でフレキシブル基板21を折り曲げる構成とする。
続いて、圧電装置の第4実施形態について図6を参照して説明する。
上記第3実施形態では、単にフレキシブル基板21を折り曲げて圧電デバイスを所定方向に位置決めする構成としたが、本実施形態では、フレキシブル基板21にスリット部を形成し、このスリット部でフレキシブル基板21を折り曲げる構成とする。
図6(a)に示すように、圧電デバイスDV2が平面実装されたフレキシブル基板21には、圧電デバイスDV2の外形輪郭に沿って、より詳細には圧電デバイスDV2よりも基端側(図6(a)中、下側)及び両側で長さ方向の略中央部まで延びる平面視コ字状のスリット部22が形成されている。
上記構成の圧電装置においては、コネクタ部41からメインボードPの表面に沿って延出されたフレキシブル基板21を、図6(b)に示すように、スリット部22における圧電デバイスDV2の両側端部(図6(a)中、二点鎖線で示す線)において折り曲げることにより、フレキシブル基板21の中、圧電デバイスDV2を支持する領域とコネクタ部41から延びる領域とがスリット部22により部分的に分離され、圧電デバイスDV2は、長さ方向(図6中、上下方向)の略中央部分の高さがメインボードPとほぼ同じ高さになる。
従って、本実施の形態では、上記第2実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、圧電デバイスDV2の長さ(厚さ)がメインボードPを挟んだ両側に割り振られることになり、圧電デバイスDV2を含めた圧電装置としての厚さを小さくすることができる。
(電子機器)
上記の圧電デバイスDVは、ジャイロセンサとして、例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、GPS、PDAあるいは携帯電話等に組み込むことができる。
図7は、上記圧電装置を含む検出器(ジャイロセンサ)を備えた電子機器の一例を示す図であって、デジタルスチルカメラの概略構成を示す斜視図である。図7に示すようにこのデジタルスチルカメラ(電子機器)300は、圧電装置をその筐体内部に配設したものである。
上記の圧電デバイスDVは、ジャイロセンサとして、例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、GPS、PDAあるいは携帯電話等に組み込むことができる。
図7は、上記圧電装置を含む検出器(ジャイロセンサ)を備えた電子機器の一例を示す図であって、デジタルスチルカメラの概略構成を示す斜視図である。図7に示すようにこのデジタルスチルカメラ(電子機器)300は、圧電装置をその筐体内部に配設したものである。
図8に示すように、デジタルスチルカメラ300においては、光軸AXがZ軸方向に設定され、メインボードPはXY平面と平行に延びる筐体301内にXY平面と平行に配設される。そして、メインボードP上には、コネクタ部40に圧電デバイスDV2がXZ平面と平行にコネクタ接続により実装され、コネクタ部50に圧電デバイスDV3がYZ平面と平行にコネクタ接続により実装されている。
上記構成のデジタルスチルカメラ300においては、圧電デバイスDV2により、(通常は)地面と平行、且つ光軸AXと直交する軸周りの方向(ピッチング方向)の角速度を検出することができ、圧電デバイスDV3により、地面及び光軸AXと直交する軸周りの方向(ヨーイング方向)の角速度を検出することができる。
なお、メインボードPに圧電デバイスDV1(図3参照)を平面実装することにより、光軸AXと平行な軸周りの方向(ローリング方向)も併せた3軸の角速度を検出することも可能になる。
なお、メインボードPに圧電デバイスDV1(図3参照)を平面実装することにより、光軸AXと平行な軸周りの方向(ローリング方向)も併せた3軸の角速度を検出することも可能になる。
図9は、電子機器の別の実施形態として、筐体を片手で把持するハンディタイプのデジタルビデオカメラの概略構成を示す図である。
図9に示すように、デジタルビデオカメラ400においては、光軸AXがY軸方向に設定され、メインボードPはXY平面と平行に延びる筐体401内にXY平面と平行に配設される。そして、メインボードP上には、圧電デバイスDV1がフリップチップ実装により平面実装され、コネクタ部50に圧電デバイスDV3がYZ平面と平行にコネクタ接続により実装されている。
図9に示すように、デジタルビデオカメラ400においては、光軸AXがY軸方向に設定され、メインボードPはXY平面と平行に延びる筐体401内にXY平面と平行に配設される。そして、メインボードP上には、圧電デバイスDV1がフリップチップ実装により平面実装され、コネクタ部50に圧電デバイスDV3がYZ平面と平行にコネクタ接続により実装されている。
上記構成のデジタルビデオカメラ400においては、圧電デバイスDV1により、地面と平行、且つ光軸AXと直交する軸周りの方向(ピッチング方向)の角速度を検出することができ、圧電デバイスDV3により、地面及び光軸AXと直交する軸周りの方向(ヨーイング方向)の角速度を検出することができる。
なお、デジタルビデオカメラ400においても、メインボードPに圧電デバイスDV2(図3参照)をコネクタ実装することにより、光軸AXと平行な軸周りの方向(ローリング方向)も併せた3軸の角速度を検出することも可能になる。
なお、デジタルビデオカメラ400においても、メインボードPに圧電デバイスDV2(図3参照)をコネクタ実装することにより、光軸AXと平行な軸周りの方向(ローリング方向)も併せた3軸の角速度を検出することも可能になる。
上記のデジタルスチルカメラ300及びデジタルビデオカメラ400においては、上記の圧電装置を備えることにより、小型化及び手ぶれ補正等に要する情報を容易に検出でき高品質のデジタルスチルカメラ300及びデジタルビデオカメラ400を提供することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態では、圧電デバイスDV2、DV3の保持方向が直交するようにコネクタ部40、50を配置したが、これに限定されるものではなく、例えば圧電デバイスDV2、DV3の保持方向が平行になるようにコネクタ部40、50を配置することにより、センシング方向が同一でも、パッケージ3の挿入方向(縦挿し、横挿し)を選択することで、パッケージ高さを選択することも可能である。
また、上記実施形態では、圧電デバイスによるセンシング方向を互いに直交する方向として説明したが、これに限定されるものではなく、互いに交差していれば、直交する方向でなくてもよい。
DV、DV1〜DV3…圧電デバイス、 C1〜C4…電極(接続端子)、 C5〜C8…電極(接続端子、コネクタ端子)、 C11〜C14、C21〜C23、C26〜C28…電極(コネクタ端子)、 P…メインボード(基板)、 Pa…実装面(所定面)、 2…圧電素子、 3…パッケージ、 20…リジッド基板(第2基板)、 21…フレキシブル基板(第2基板、可撓性基板)、 40、41、50…コネクタ部、 300…デジタルスチルカメラ(電子機器)、 400…デジタルビデオカメラ(電子機器)
Claims (13)
- 圧電素子を収容するパッケージを有する圧電デバイスと、前記圧電デバイスが実装される基板とを備えた圧電装置であって、
前記基板は、コネクタ接続により前記圧電素子と接続されるコネクタ部を有することを特徴とする圧電装置。 - 請求項1記載の圧電装置において、
前記圧電素子は、前記パッケージが所定面に沿って配置されたときに所定方向の検出軸を有し、
前記所定面は、前記パッケージが実装される前記基板の実装面と交差することを特徴とする圧電装置。 - 請求項1または2記載の圧電装置において、
前記パッケージは、前記コネクタ部とコネクタ接続されるコネクタ端子を有することを特徴とする圧電装置。 - 請求項3記載の圧電装置において、
前記コネクタ端子は、前記パッケージが配置される複数の方向毎に設けられていることを特徴とする圧電装置。 - 請求項3または4記載の圧電装置において、
前記パッケージは、前記コネクタ端子により前記基板にフリップチップ実装可能であることを特徴とする圧電装置。 - 請求項1または2記載の圧電装置において、
前記パッケージは、前記コネクタ部とコネクタ接続される第2基板に搭載されることを特徴とする圧電装置。 - 請求項6記載の圧電装置において、
前記第2基板は、可撓性基板であることを特徴とする圧電装置。 - 請求項1から7のいずれかに記載の圧電装置において、
前記コネクタ部は、前記パッケージの配置方向を異ならせて複数設けられることを特徴とする圧電装置。 - 請求項1から8のいずれかに記載の圧電装置を備えることを特徴とする電子機器。
- パッケージ内に圧電素子が収容されてなる圧電デバイスであって、
前記パッケージには、前記圧電素子と接続されたコネクタ端子が設けられていることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項10記載の圧電デバイスにおいて、
前記コネクタ端子は、前記パッケージが配置される複数の方向毎に設けられていることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項10または11記載の圧電デバイスにおいて、
前記コネクタ端子は、前記パッケージのフリップチップ実装時の接続端子であることを特徴とする圧電デバイス。 - 請求項10から12のいずれかに記載の圧電デバイスにおいて、
前記パッケージは、セラミック、ガラス、金属または樹脂で形成されることを特徴とする圧電デバイス。
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---|---|---|---|
JP2005043852A JP2006229121A (ja) | 2005-02-21 | 2005-02-21 | 圧電デバイス及び圧電装置並びに電子機器 |
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-
2005
- 2005-02-21 JP JP2005043852A patent/JP2006229121A/ja not_active Withdrawn
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