JP2007033079A - マルチチップセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 ＥＣＵ基板に直接取り付けられるＥＣＵ基板取付面を有するパッケージの中に、エレメントチップと信号処理ＩＣチップとが少なくとも収容され、エレメントチップの平面がＥＣＵ基板取付面に対して垂直になるマルチチップセンサにおいて、マルチチップセンサのＥＣＵ基板取付面からの高さ（Ｈ）を小さくすること。
【解決手段】 このマルチチップセンサは、センサの検出エレメントを備えたエレメントチップ３０と、検出エレメントの出力信号を処理する信号処理ＩＣを備えた信号処理ＩＣチップ４０と、少なくともエレメントチップ３０と信号処理ＩＣチップ４０とを収容するとともにＥＣＵ基板取付面を有するパッケージ５０とを備える。エレメントチップ３０の平面とＥＣＵ基板取付面とが垂直とされる一方、エレメントチップ３０よりも大きい信号処理ＩＣチップ４０の平面とＥＣＵ基板取付面とが平行とされる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、パッケージの中に、センサの検出エレメントを備えたエレメントチップと、検出エレメントの出力信号を処理する信号処理ＩＣを備えた信号処理ＩＣチップとが少なくとも収容されたマルチチップセンサに関する。

従来より、旋回時における車両の走行安定性を維持する車両安定化制御を実行する車両の運動制御装置が広く知られている。この運動制御装置は、一般に、車輪に付与される制動力を制御するために必要な複数の電磁弁、液圧ポンプ等の複数の液圧機器を搭載した液圧ユニット（ハイドロリックユニット）と、複数の液圧機器を制御するためのＥＣＵとが一体化されてなる統合ユニットと、統合ユニットとハーネス、コネクタ等を用いて接続された統合ユニットとは別体のヨーレイトセンサ等の各種センサとから構成されていた。この場合、統合ユニットは、所謂ＣＡＮ通信によりヨーレイトセンサ等からの信号を受け取ることで車両安定化制御を実行するようになっていた。

ところで、近年、ヨーレイトセンサを統合ユニットのＥＣＵ内に収容する（即ち、ＥＣＵ基板に直接取り付ける）技術が開発されてきている（例えば、下記特許文献１を参照）。これによれば、上記ハーネス、コネクタを省略できることに加え、上記ＣＡＮ通信のために必要であったヨーレイトセンサ内部のＣＰＵ、ＣＡＮドライバ等をも省略することができるから、装置全体の製造コストを低減することができる。
特表２００４−５０６５７２号公報

ＥＣＵ基板に直接取り付けられるヨーレイトセンサとしては、一般に、下記特許文献２に記載のようなマルチチップセンサが使用される。図４は、ＥＣＵ基板に直接取り付けられるヨーレイト検出用のマルチチップセンサの典型的な例を示した図（平面図、正面図、右側面図）である。
特開２００１−９１６１３号公報

図４に示すように、このヨーレイト検出用マルチチップセンサ１は、リードフレーム２と、車両のヨーレイトの検出エレメントを備えたエレメントチップ３と、検出エレメントの出力信号を処理する信号処理ＩＣ（カスタムＩＣ、ＡＳＩＣ）を備えた信号処理ＩＣチップ４と、リードフレーム２、エレメントチップ３、及び信号処理ＩＣチップ４を収容するパッケージ５と、パッケージ５から突出した複数本のターミナル６とを備えている。

エレメントチップ３と信号処理ＩＣチップ４とは、それぞれの平面とパッケージ５のＥＣＵ基板への取り付け用の平面Ｓ（以下、「ＥＣＵ基板取付面」と称呼する。）とが互いに平行になるように（即ち、Ｘ−Ｙ平面に平行に）パッケージ５内に収容されている。

エレメントチップ３に備えられたヨーレイトの検出エレメントとしては、近時、種々の技術分野で開発が活発化してきているＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）を利用した一般的なジャイロセンサの検出エレメントが使用される。このジャイロセンサの検出エレメントは、その平面に垂直な軸周りの回転レートを検出する構成となっている。

従って、図４に示したエレメントチップ３は、Ｚ軸周りの回転レートを検出する構成となっている。即ち、車両のヨーレイトを検出するため、図４に示したヨーレイト検出用マルチチップセンサ１は、エレメントチップ３の平面（従って、ＥＣＵ基板取付面Ｓ（Ｘ−Ｙ平面））が水平になるようにＥＣＵ基板に直接取り付けられる必要がある。このためには、上記統合ユニット内のＥＣＵ基板の平面は水平である必要がある。

しかしながら、上述した統合ユニットでは、液圧ユニット内の複数の液圧機器のレイアウト上の要請等から、一般に、ＥＣＵ基板は、液圧ユニット本体の所定の鉛直面に取り付けられる場合が多い。換言すれば、パッケージ５のＥＣＵ基板取付面Ｓに対して要求される向きが、ＥＣＵ基板の平面の向きに対して垂直になるという問題が発生する。

係る問題を解消するため、ターミナル６のパッケージ５からの突出位置、方向等を若干変更し、パッケージ５のＥＣＵ基板取付面を面Ｓ（Ｘ−Ｙ平面）から面Ｓ’（Ｙ−Ｚ平面、図４を参照）に変更することが考えられる。換言すれば、エレメントチップ３の平面と信号処理ＩＣチップ４の平面とを共にＥＣＵ基板取付面Ｓ’と垂直にすることが考えられる。これにより、図５に示したように、鉛直のＥＣＵ基板Ｂにパッケージ５のＥＣＵ基板取付面Ｓ’を直接取り付けることで、エレメントチップ３の平面を水平とすることができる。

しかしながら、この場合、信号処理ＩＣチップ４も水平となるから、ヨーレイト検出用マルチチップセンサ１のＥＣＵ基板Ｂからの高さ（図５における水平方向の長さＷ）が大きくなる。これは、信号処理ＩＣチップ４の大きさ（平面の辺の長さ）がエレメントチップ３に比して一般に大きいことに基づく。

以上のことから、エレメントチップの平面がＥＣＵ基板の平面（即ち、パッケージのＥＣＵ基板取付面）に対して垂直になる場合において、マルチチップセンサのＥＣＵ基板取付面からの高さを小さくすることが望まれているところである。

本発明は係る問題に対処するためになされたものであって、その目的は、ＥＣＵ基板に直接取り付けられるＥＣＵ基板取付面を有するパッケージの中に、エレメントチップと信号処理ＩＣチップとが少なくとも収容され、エレメントチップの平面がＥＣＵ基板取付面に対して垂直になるマルチチップセンサにおいて、マルチチップセンサのＥＣＵ基板取付面からの高さを小さくすることができるものを提供することにある。

本発明に係るマルチチップセンサは、ＥＣＵ基板取付面を有するパッケージの中に、センサの検出エレメントを備えたエレメントチップと、前記検出エレメントの出力信号を処理する信号処理ＩＣを備えた信号処理ＩＣチップとが少なくとも収容されている。

本発明に係るマルチチップセンサの特徴は、前記エレメントチップが同エレメントチップの平面とＥＣＵ基板取付面とが垂直になるように収容され、前記信号処置ＩＣチップが同信号処理ＩＣチップの平面とＥＣＵ基板取付面とが平行になるように収容されたことにある。

これによれば、エレメントチップの平面がＥＣＵ基板取付面と垂直になる一方で、エレメントチップよりも一般に大きい信号処理ＩＣチップの平面がＥＣＵ基板取付面と平行になる。従って、信号処理ＩＣチップの平面がＥＣＵ基板取付面と垂直になる図５に示した場合に比してマルチチップセンサのＥＣＵ基板取付面からの高さを小さくすることができる。

本発明に係るマルチチップセンサは、前記ＥＣＵ基板の平面（即ち、ＥＣＵ基板取付面）が鉛直面となる場合、前記エレメントチップは、車両のヨーレイトの検出エレメントを備えることが好適である。これによれば、上述したように、ＭＥＭＳを利用した一般的なジャイロセンサの検出エレメントをそのまま車両のヨーレイトの検出エレメントとして使用することができる。

或いは、本発明に係るマルチチップセンサは、前記ＥＣＵ基板の平面（即ち、ＥＣＵ基板取付面）が水平面となる場合、前記エレメントチップは、車両のロールレイトの検出エレメントを備えることが好適である。この場合も、後述するように、上述したＭＥＭＳを利用した一般的なジャイロセンサの検出エレメントをそのまま車両のロールレイトの検出エレメントとして使用することができる。

以下、本発明によるマルチチップセンサの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係るマルチチップセンサ１０の概略を示した平面図、正面図、及び右側面図である。

図１に示すように、このヨーレイト検出用マルチチップセンサ１０は、直方体状のリードフレーム２０と、ＭＥＭＳを利用したジャイロセンサの検出エレメントを備えた直方体状のエレメントチップ３０と、検出エレメントの出力信号を処理する信号処理ＩＣ（カスタムＩＣ、ＡＳＩＣ）を備えた直方体状の信号処理ＩＣチップ４０と、リードフレーム２０、エレメントチップ３０、及び信号処理ＩＣチップ４０を収容する直方体状のパッケージ５０と、パッケージ５０から突出した複数本（この例では、各列７本、２列で、計１４本）のターミナル６０とを備えている。

エレメントチップ３０、及び信号処理ＩＣチップ４０はそれぞれ、リードフレーム２０と、一体的に固定され、且つ（図示しないワイヤにより）電気的に接続されている。リードフレーム２０とターミナル６０とも（図示しないワイヤにより）電気的に接続されている。これにより、信号処理ＩＣによりエレメントチップ３０内の検出エレメントの出力信号に対して所定の処理が施された信号がターミナル６０を介してＥＣＵ基板側に送出されるようになっている。

リードフレーム２０は、リードフレーム２０の平面（Ｘ−Ｙ平面）とＥＣＵ基板取付面Ｓ（Ｘ−Ｙ平面）とが平行になるようにパッケージ５０内に収容されている。エレメントチップ３０は、エレメントチップ３０の平面（Ｘ−Ｚ平面）とＥＣＵ基板取付面Ｓ（Ｘ−Ｙ平面）とが垂直になるようにパッケージ５０内に収容されている。信号処理ＩＣチップ４０は、信号処理ＩＣチップ４０の平面（Ｘ−Ｙ平面）とＥＣＵ基板取付面Ｓ（Ｘ−Ｙ平面）とが平行になるようにパッケージ５０内に収容されている。

エレメントチップ３０に備えられたジャイロセンサの検出エレメントは、図４に示した場合と同様、その平面（Ｘ−Ｚ平面）に垂直な軸（Ｙ軸）周りの回転レートを検出する構成となっている。

図２は、図１に示したマルチチップセンサ１０（のＥＣＵ基板取付面Ｓ）を車両に搭載される上述した車両安定化制御用の統合ユニット内のＥＣＵの基板Ｂ１の平面（鉛直面）に直接取り付けた場合の概略斜視図である。

この場合、エレメントチップ３０の平面は水平面（Ｘ−Ｚ平面）となる。従って、エレメントチップ３０に備えられたジャイロセンサの検出エレメントは、鉛直線（Ｙ軸）周りの回転レート、即ち、車両のヨーレイトを検出する「車両のヨーレイトの検出エレメント」を構成することになる。換言すれば、この場合、マルチチップセンサ１０は、車両のヨーレイト検出用マルチチップセンサとなる。

ここで、図２から容易に理解できるように、信号処理ＩＣチップ４０よりも小さいエレメントチップ３０の平面が水平となる一方、信号処理ＩＣチップ４０の平面が鉛直となる。従って、図５に示した場合（長さＷ）に比してマルチチップセンサのＥＣＵ基板取付面Ｓからの高さ（水平方向の長さＨ）を小さくすることができる。

ところで、エレメントチップの平面がＥＣＵ基板の平面の向き（即ち、パッケージのＥＣＵ基板取付面の向き）に対して垂直になる場合の他の例として、カーテンエアバック制御用のＥＣＵの基板に取り付けられる車両のロールレイト検出用マルチチップセンサがある。

即ち、カーテンエアバック制御用のＥＣＵは通常、車両のシートの下の空間に配置され、このＥＣＵの基板は水平となる場合が多い。他方、車両のロールレイトは、車体前後方向の水平軸周りの回転レートであるから、この場合、エレメントチップの平面は、車体前後方向の水平軸に垂直（即ち、鉛直）とされる必要がある。従って、エレメントチップの平面がＥＣＵ基板の平面の向き（即ち、パッケージのＥＣＵ基板取付面の向き）に対して垂直になる。

図３は、図１に示したマルチチップセンサ１０（のＥＣＵ基板取付面Ｓ）を車両に搭載される上述したカーテンエアバック制御用のＥＣＵの基板Ｂ２の平面（水平面）に直接取り付けた場合の概略斜視図である。

この場合、エレメントチップ３０の平面は、車体前後方向の水平軸（Ｙ軸）に垂直な鉛直面（Ｘ−Ｚ面）となる。従って、エレメントチップ３０に備えられたジャイロセンサの検出エレメントは、車体前後方向の水平軸（Ｙ軸）周りの回転レート、即ち、車両のロールレイトを検出する「車両のロールレイトの検出エレメント」を構成することになる。

この場合、信号処理ＩＣチップ４０よりも小さいエレメントチップ３０の平面が鉛直となる一方、信号処理ＩＣチップ４０の平面が水平となる。従って、図２の場合と同様、図５に示した場合（長さＷ）に比してマルチチップセンサ１０のＥＣＵ基板取付面Ｓからの高さ（鉛直方向の長さＨ）を小さくすることができる。

本発明の実施形態に係るマルチチップセンサの概略を示した平面図、正面図、及び右側面図である。 図１に示したマルチチップセンサを鉛直のＥＣＵの基板の平面（鉛直面）に直接取り付けた場合の概略斜視図である。 図１に示したマルチチップセンサを水平のＥＣＵの基板の平面（水平面）に直接取り付けた場合の概略斜視図である。 従来のマルチチップセンサの概略を示した平面図、正面図、及び右側面図である。 図４に示したマルチチップセンサを鉛直のＥＣＵの基板の平面（鉛直面）に直接取り付けた場合の概略斜視図である。

符号の説明

１０…マルチチップセンサ、３０…エレメントチップ、４０…信号処理ＩＣチップ、５０…パッケージ、Ｂ１，Ｂ２…ＥＣＵの基板

Claims (3)

1. センサの検出エレメントを備えたエレメントチップと、
   前記検出エレメントの出力信号を処理する信号処理ＩＣを備えた信号処理ＩＣチップと、
   少なくとも前記エレメントチップと前記信号処理ＩＣチップとを収容するとともに、ＥＣＵ基板への取り付け用の平面を有するパッケージと、
   を備えたマルチチップセンサにおいて、
   前記エレメントチップの平面と前記ＥＣＵ基板への取り付け用の平面とが垂直になっていて、且つ、前記信号処理ＩＣチップの平面と前記ＥＣＵ基板への取り付け用の平面とが平行になっていることを特徴とするマルチチップセンサ。
2. 請求項１に記載のマルチチップセンサにおいて、
   前記ＥＣＵ基板の平面が鉛直面となる場合に適用され、
   前記エレメントチップは、車両のヨーレイトの検出エレメントを備えたことを特徴とするマルチチップセンサ。
3. 請求項１に記載のマルチチップセンサにおいて、
   前記ＥＣＵ基板の平面が水平面となる場合に適用され、
   前記エレメントチップは、車両のロールレイトの検出エレメントを備えたことを特徴とするマルチチップセンサ。
   

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