JP2009231489A - 加速度センサの実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】型式の異なる加速度センサをプリント基板に対して実装面積を小さくして実装可能として、加速度センサユニットとしての小型化と製造コストの低減を図ることができる加速度センサの実装構造を提供する。
【解決手段】１方向加速度センサ１の左右方向の加速度出力端子３と、２方向加速度センサ２の左右方向の加速度出力端子４とは、Ａで示すように、プリント基板上の位置が共通している。それに合わせて、プリント基板上の加速度センサ１，２のためのランド配列１１，２１も、Ａで示すように該当するランドが共通している。型式の異なる加速度センサ１，２がプリント基板上において略同様のスペースに配置することが可能となり、省スペース化を図ることができる。また、加速度出力端子３，４が接続される出力配線の共通化によって、電波障害に差がでないようにすることもできる。
【選択図】図１

Description

この発明は、型式の異なる加速度センサを共通仕様のプリント基板への実装を可能にする加速度センサの実装構造に関する。

従来、車両に作用する加速度を検出し、検出信号に応じて車両の運転制御やエンジンの制御を行うことが行われている。車両の前後及び左右の２方向の加速度を検出する場合に、１方向の加速度を検出する１方向加速度センサを二つ用意し、それぞれの検出方向に姿勢を変えて配置することで、２方向の加速度を検出可能としたものがある。

検出すべき車両の２つの加速度方向として、前後方向と左右方向とが挙げられる。図５は、検出方向の異なる１方向加速度センサを２つ配置する場合のセンサ配置の一例を説明する図である。即ち、図５（ａ）に示す例においては、垂直置き（立設）されているプリント基板３０に、前後方向の加速度を検出する加速度センサ３１と、左右方向の加速度を検出する加速度センサ３２が実装されている。加速度センサ３１は、主たるチップ面に垂直な方向の加速度を検出可能なＩＣチップとして構成されている。また、加速度センサ３２は、主たるチップ面に平行な方向（矢印で示す）の加速度を検出可能なＩＣチップとして構成されている。加速度センサ３１はプリント基板３０に対して前後方向の加速度を検出可能であり、加速度センサ３２はプリント基板３０に対して左右方向の加速度を検出可能である。

図５（ｂ）は、車両の検出方向が同じである１方向加速度センサを２つ配置する場合のセンサ配置の例を説明する図である。即ち、図５（ｂ）に示す例においては、水平置きされているプリント基板３０に対して、加速度の検出方向を前後方向に合わせて配置された加速度センサ３３と、加速度の検出方向を左右方向に合わせて配置された加速度センサ３４が実装されている。加速度センサ３３，３４は、いずれも、主たるチップ面に平行な方向（矢印で示す）の加速度を検出可能なＩＣチップとして構成されている。図示のように配置された加速度センサ３３は、例えば車両の前後方向の加速度を検出可能であり、また加速度センサ３４は、当該車両の左右方向の加速度を検出可能である。

図５に示す配置構造では、１方向のみ検出の場合には、２つある加速度センサのうち一方を取り外すことで対応できるが、２方向の加速度を検出する場合にはどちらの加速度センサ３３，３４に対しても実装スペースを用意しておくことが必要である。

車両の前後及び左右のように２方向を同時に検出する場合、図６に示すように、一つのパッケージになっており２方向の加速度を検出可能な加速度センサを用いることができる。図６（ａ）は、立置き（垂直置き）されているプリント基板４０を用いる場合の加速度センサの配置の一例を説明する図である。この加速度センサ４１は、主たるチップ面に垂直な方向の加速度と面内（矢印で示す）方向の加速度とを検出可能である。また、図６（ｂ）は水平置きのプリント基板４０を用いる場合のセンサ配置の一例を説明する図である。この加速度センサ４２は、主たるチップ面の面内方向（矢印で示す直交する２方向）の加速度を検出可能である。

２方向加速度センサを用いる場合には、プリント基板４０の必要面積は小さくなるが、一方向のみの加速度センサを使用する場合、２方向加速度センサと比較して取り付け方向と検出方向が異なるため、新たな実装スペースを設ける必要がある（図７）。即ち、立設されたプリント基板に対して、図７（ａ）に示す２方向検出仕様では上側のランド配列４５に対して加速度センサ４１を実装し、図７（ｂ）に示す１方向検出仕様では下側のランド配列３５に対して加速度センサ３３（３４）を実装することになる。プリント基板の余白部分にはコンデンサやヨー角度の検出センサ等を置くことができる。この場合、各加速度センサ４１、３３（３４）のセンサ出力が送られる配線が異なるために、電波障害の影響が異なることが考えられる。

加速度を検出するような半導体センサ及び半導体センサ用パッケージの一例として、半導体センサの実装面積を減少し、配線に由来する機械的ノイズを防ぎ、実装コストを低減させることが提案されている（特許文献１参照）。この半導体センサにおいては、半導体センサチップを装着するための主面が当該パッケージを実装するプリント基板の面に対して実質的に垂直に構成されており、主面に端子が設けられ、主面に垂直な底面に設けられたピンがプリント基板に形成された実装用の孔に挿入されており、端子とピンとを電気的に接続させている。
特開平１１−２１１７５０号公報

そこで、１方向加速度センサや２方向加速度センサのように、型式の異なる加速度センサをプリント基板に対して実装面積を小さくして実装可能にする点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、上記課題を解決することであり、型式の異なる加速度センサをプリント基板に対して実装面積を小さくして実装可能とし、加速度センサユニットとしての小型化と製造コストの低減を図るとともに、出力配線の共通化によって電波障害に差がでないようにすることができる加速度センサの実装構造を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による加速度センサの実装構造は、型式の異なる複数の加速度センサが当該加速度センサの型式に合わせて用意されるプリント基板に設けられたランドに接続される加速度センサの実装構造において、前記加速度センサの出力端子が接続される前記ランドの位置を前記加速度センサの型式に関わらず共通としたことから成っている。

この加速度センサの実装構造によれば、各加速度センサにおいて出力端子の位置が共通に配置されているので、型式の異なる加速度センサがプリント基板上において略同様のスペースに配置することが可能となり、省スペース化を図ることができる。

この加速度センサの実装構造において、前記加速度センサの型式は、検出する加速度の方向が１方向である１方向加速度センサと、検出する加速度の方向が直交する２方向である２方向加速度センサであるとすることができる。また、前記プリント基板は多層基板から構成し、前記加速度センサが実装される基板であって前記ランドの配列及び配線パターンが前記加速度センサの型式に応じて定められる表層基板を除いて、同一の基板構成を備えている構成とすることができる。この実装構造によれば、プリント基板の多層基板の表面のみを加速度センサの型式に合わせて変更することで、一つのプリント基板配線で対応可能となる。

この発明による加速度センサの実装構造は、上記のように構成されているので、次のような特有な効果を奏することができる。即ち、プリント基板の多層基板の表面のみを加速度センサの型式に合わせて変更することで、一つのプリント基板配線で対応可能となる。また、二つの加速度センサを同じプリント基板に配置する場合よりも実装スペースを少なくすることができる。更に、どの加速度センサであっても、出力端子が接続されるランドが同じであり、その後の配線も同じ仕様のものが利用可能であるので、出力配線の共通化で電波障害を受ける影響が同じになる。加速度センサの仕様によって電波障害の程度が変化することに注意を払う必要を無くすことができる。

以下、添付した図面に基づいて、この発明による加速度センサの実装構造の実施例を説明する。図１はこの発明による加速度センサの実装構造の一例を説明する説明図であり、図２はこの発明による加速度センサの実装構造に用いられる１方向加速度センサのプリント基板の一例を示す平面図、図３はこの発明による加速度センサの実装構造に用いられる２方向加速度センサのプリント基板の一例を示す平面図、図４は加速度センサの実装構造の概要を示す図である。

図１に示す加速度センサの実装構造の実施例において、図１（ａ）は１方向加速度センサと２方向加速度センサを仮想上、重ねて示す説明図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す１方向加速度センサと２方向加速度センサに対応したプリント基板における電極位置の仮想上の重なり状況を説明する説明図である。

図１（ａ）には、１方向加速度センサ１と２方向加速度センサ２が同仕様のプリント基板上にそれぞれ横置きに実装された場合において、１方向加速度センサ１と２方向加速度センサ２のみをそれぞれ取り出して、プリント基板に対する相対位置を同じに維持した状態で置いたときの両者の配置関係が示されている。図１（ｂ）には、このときの１方向加速度センサ１と２方向加速度センサ２の各ピンが接続されるプリント基板のランド配列の位置が仮想上、重ねて示されている。

図１（ａ）及び図１（ｂ）から解るように、１方向加速度センサ１の左右方向の加速度出力端子３（左上を１ｐｉｎとしたときの７ｐｉｎ）と、２方向加速度センサ２の左右方向の加速度出力端子４（左下が１ｐｉｎとしたときの５ｐｉｎ）とは、丸で囲ったＡで示すように、重なるように配置される。即ち、両加速度センサ１，２の加速度出力端子３，４のそれぞれのプリント基板における位置は、共通している。それに合わせて、プリント基板上の１方向加速度センサ１のためのランド配列１１と、２方向加速度センサ２のためのランド配列２１においても、加速度出力端子３，４が接続される該当するランドの位置は丸で囲ったＡで示すように共通している。

図２は１方向加速度センサが実装されるプリント基板１０を示す平面図である。また、図３は２方向加速度センサが実装されるプリント基板２０を示す平面図である。図１の場合に対応して、プリント基板１０，２０には両者のランド（加速度センサをハンダ接合するための電極）を配置することになる。プリント基板１０，２０には、それぞれ加速度センサ１，２のリードがはんだ接合されるランド配列１１，２１が設けられている。プリント基板１０，２０を製造するときは、それぞれ対応したランド配列１１，２１が形成されるようなフィルムを用いて製作される。

図２に示すように、ランド１２には１方向加速度センサ１の左右方向の加速度出力端子３がはんだ接合される。図３に示すように、ランド２２には２方向加速度センサ２の左右方向の加速度出力端子４がはんだ接合される。プリント基板１０，２０において、ランド１２，２２を含む適宜個数のランドは適宜の配線パターン１３，１４，１５；２３，２４，２５によって下層の基板に接続される。図４（ａ）及び（ｂ）に加速度センサの実装構造の概要を示すように、プリント基板１０（図４（ａ）），プリント基板２０（図４（ｂ））にそれぞれ１方向加速度センサ１と２方向加速度センサ２とが実装されている状態が示されている。

上記したように、加速度出力端子３と加速度出力端子４の位置は、同じ仕様のプリント基板１０，２０においてそれぞれプリント基板１０，２０において同じ位置を占める。図２及び図３から解るように、プリント基板１０とプリント基板２０は、加速度センサにはんだ付けされるランド配列１１，２１以外の構造は共通である。このように、多層基板から成るプリント基板１０，２０の表面層（加速度センサ１，２の実装面）のみを変更することで、一つのプリント基板配線で対応可能である。この配線パターン１３〜１５；２３〜２５よりも先の配線及び部品配置は、プリント基板１０，２０について共通にすることができるので、電波障害の影響が加速度センサの型式に依ることなく同じになり、影響の度合いに応じた変更に注意する必要がなくなる。

この発明による加速度センサの実装構造の一例を説明する説明図である。 この発明による加速度センサの実装構造に用いられる１方向加速度センサのプリント基板の一例を示す平面図である。 この発明による加速度センサの実装構造に用いられる２方向加速度センサのプリント基板の一例を示す平面図である。 この発明による加速度センサの実装構造の概要を示す図であって、プリント基板に１方向加速度センサと２方向加速度センサとを実装した状態を示す図である。 検出方向の異なる１方向加速度センサを２つ配置する場合の従来のセンサ配置の一例を説明する図である。 一つのパッケージになっており２方向の加速度を検出可能な加速度センサを用いて２方向を同時に検出する場合の従来のセンサ配置の一例を説明する図である。 従来のセンサ配置を説明する図である。

符号の説明

１ １方向加速度センサ ２ ２方向加速度センサ
３ 加速度出力端子 ４ 加速度出力端子
１０ プリント基板 １１ ランド配列
１３，１４，１５ 配線パターン
２０ プリント基板 ２１ ランド配列
２３，２４，２５ 配線パターン

Claims (3)

1. 型式の異なる複数の加速度センサが当該加速度センサの型式に合わせて用意されるプリント基板に設けられたランドに接続される加速度センサの実装構造において、
   前記加速度センサの出力端子が接続される前記ランドの位置を前記加速度センサの型式に関わらず共通としたことから成る加速度センサの実装構造。
2. 前記加速度センサの型式は、検出する加速度の方向が１方向である１方向加速度センサと、検出する加速度の方向が直交する２方向である２方向加速度センサであることからなる請求項１に記載の加速度センサの実装構造。
3. 前記プリント基板は多層基板から成り、前記加速度センサが実装される基板であって前記ランドの配列及び配線パターンが前記加速度センサの型式に応じて定められる表層基板を除いて、同一の基板構成を備えていることから成る請求項１又は２に記載の加速度センサの実装構造。

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