JP2009258012A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】実装基板に対するセンサチップの傾きを簡単に設定することができる加速度センサを得る。
【解決手段】樹脂パッケージ２０の内部には、加速度を検出するセンサチップ１２が搭載されている。外部リード２２ａ〜２２ｌは、樹脂パッケージの側面から突出して樹脂パッケージの下方向に延びている。外部リード２２ａ〜２２ｃは互いに長さが異なる。実装基板５６の実装面には接合部５８ａ〜５８ｄとスリット６０ａ〜６０ｄが形成されている。樹脂パッケージ２０の外部リード２２ｇ，２２ｌはそれぞれ接合部５８ｃ，５８ｄに接続されている。外部リード２２ｃ，２２ｄが実装基板５６の接合部５８ａ，５８ｂにそれぞれ接続され、外部リード２２ｃ，２２ｄよりも長い外部リード２２ａ，２２ｂ，２２ｅ，２２ｆはスリット６０ａ〜６０ｄをそれぞれ貫通している。
【選択図】図１０

Description

本発明は、加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージを実装基板に接続した加速度センサに関し、特に実装基板に対するセンサチップの傾きを簡単に設定することができる加速度センサに関するものである。

カーナビゲーションなどの機能補完のために加速度センサが用いられる。小型化に伴ってカーナビゲーションをコンソール内に傾斜させて取り付ける場合が増えている。しかし、加速度センサの精度を確保するためには、加速度の検出軸を地面と平行にする必要がある。そこで、従来の加速度センサでは、加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージを実装基板に接続する際に、樹脂パッケージの左右の側面から突出した外部リードの長さを変えることで、センサチップの傾きを設定していた。また、樹脂パッケージの内部においてセンサチップを傾けて搭載した加速度センサも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２３６６１６号公報

しかし、従来の加速度センサでは、外部リードの長さによって決められた１つの傾斜角度しか設定することができなかった。また、特許文献１の加速度センサでは、パッケージ内部に搭載されたセンサチップの傾斜方向や傾斜角度を外側から認識することができなかった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その第１の目的は、実装基板に対するセンサチップの傾きを簡単に設定することができる加速度センサを得るものである。

本発明の第２の目的は、パッケージ内部に搭載されたセンサチップの傾斜方向や傾斜角度を一目で認識することができる加速度センサを得るものである。

第１の発明は、加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージと、樹脂パッケージの側面から突出して樹脂パッケージの下方向に延び、互いに長さが異なる複数の外部リードと、複数の外部リードのうち任意の長さの外部リードが接続された接合部と、任意の長さの外部リードよりも長い外部リードが貫通したスリットとを有する実装基板とを備えることを特徴とする加速度センサである。

第２の発明は、加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージと、樹脂パッケージの側面から突出して樹脂パッケージの下方向に延び、先端側から樹脂パッケージ側に向かって太くなる第１の外部リードと、樹脂パッケージの側面から突出して樹脂パッケージの下方向に延びた第２の外部リードと、第１の外部リードが途中まで貫通した第１のスリットと、第２の外部リードが貫通した第２のスリットとを有する実装基板とを備えることを特徴とする加速度センサである。

第３の発明は、加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージと、樹脂パッケージの第１の側面から突出して樹脂パッケージの下方向に延び、先端側から樹脂パッケージ側に向かって太くなる第１の外部リードと、樹脂パッケージの第１の側面とは反対側にある第２の側面から突出した第２の外部リードと、第１の外部リードが途中まで貫通した第１のスリットと、第２の外部リードが接続された接合部とを有する実装基板とを備えることを特徴とする加速度センサである。

第４の発明は、加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージを備え、樹脂パッケージの上面及び下面は互いに平行な平坦面であり、センサチップは、樹脂パッケージの上面及び下面に対して傾いて搭載され、樹脂パッケージの外側に、樹脂パッケージの上面及び下面に対するセンサチップの傾斜方向と傾斜角度に対応するマーキングが施されていることを特徴とする加速度センサである。

第１〜第３の発明により、センサチップの傾きを簡単に設定することができる。
第４の発明により、パッケージ内部に搭載されたセンサチップの傾斜方向や傾斜角度を一目で認識することができる。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る加速度センサの樹脂パッケージの内部構成を示す平面図である。
ダイパッド１０上に、加速度を検出するセンサチップ１２と、センサチップ１２からの信号を処理するＩＣチップ１４とが搭載されている。ＩＣチップ１４は、信号処理ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）である。

ダイパッド１０の左右に、ダイパッド１０から間隔を開けて内部リード１６ａ〜１６ｌが配置されている。センサチップ１２とＩＣチップ１４、ＩＣチップ１４と内部リード１６ａ〜１６ｌは、それぞれワイヤ１８により接続されている。これらのダイパッド、センサチップ１２、ＩＣチップ１４、内部リード１６ａ〜１６ｌ及びワイヤ１８が樹脂により封止されて樹脂パッケージ２０が形成されている。

内部リード１６ａ〜１６ｌはそれぞれ外部リード２２ａ〜２２ｌと接続されている。内部リード１６ａ〜１６ｃは互いに接続されているため、外部リード２２ａ〜２２ｃは、樹脂パッケージ２０内において、互いに電気的に接続されている。外部リード２２ｄ〜２２ｆ，外部リード２２ｇ〜２２ｉ及び外部リード２２ｊ〜２２ｌについても同様である。

図２，図３は、実施の形態１に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。
樹脂パッケージ２０の内部には、加速度を検出するセンサチップ１２が搭載されている。外部リード２２ａ〜２２ｌは、樹脂パッケージ２０の側面から突出して樹脂パッケージ２０の下方向に延びている。そして、外部リード２２ａ〜２２ｃは互いに長さが異なる。外部リード２２ｄ〜２２ｆ，外部リード２２ｇ〜２２ｉ及び外部リード２２ｊ〜２２ｌについても同様である。

図４は、実施の形態１に係る加速度センサを示す回路図である。
センサチップ１２は第１，第２の固定電極２４，２６、可動電極２８及び自己診断電極３０を有する。第１の固定電極２４と可動電極２８は可変容量３２を構成し、第２の固定電極２６と可動電極２８も可変容量３４を構成し、自己診断電極３０と可動電極２８は容量３６を構成する。

ＩＣチップ１４は、容量−電圧変換回路３８、増幅回路４０、トリミング回路４２、フィルタ回路４４及び自己診断回路４６を有する。容量−電圧変換回路３８は、可変容量３２，３４の静電容量に応じて電圧を発生する。増幅回路４０は、容量−電圧変換回路３８の出力を増幅する。トリミング回路４２は増幅回路４０を調整する。増幅回路４０の出力はフィルタ回路４４を通って、センサ出力として外部に出力される。

自己診断回路４６は、外部から入力された自己診断入力に応じて、センサチップ１２の自己診断電極３０に電圧を印加して、容量３６に静電気力を発生させる。この静電気力により、可動電極２８は、擬似的に加速度を受けているように変位する。この変位により生ずる可変容量３２，３４の静電容量の変化量を測定することで、センサチップ１２の故障の有無を自己診断する。

図５は、実施の形態１に係るセンサチップの内部構成を示す平面図であり、図６は図５のＡ−Ａ´における断面図、図７は図５のＢ−Ｂ´における断面図、図８は図５のＣ−Ｃ´における断面図である。

センサチップ１２は、シリコンにより形成された第１，第２の固定電極２４，２６、可動電極２８及び自己診断電極３０がパイレックス（登録商標）ガラス板４８，５０に挟まれたガラス−シリコン−ガラスの縦構造となっている。

第１，第２の固定電極２４，２６は、所定の間隔をおいて対向し、それぞれパイレックス（登録商標）ガラス板４８，５０に挟まれて固定されている。

可動電極２８は、固定部２８ａと、梁部２８ｂと、質量部２８ｃとを持つ。固定部２８ａは、パイレックス（登録商標）ガラス板４８，５０に挟まれて固定されている。質量部２８ｃは、弾性体からなる梁部２８ｂを介して固定部２８ａに接続され、パイレックス（登録商標）ガラス板４８，５０から離間して中空状態になっている。この質量部２８ｃは、外部から印加された加速度に応じて第１，第２の固定電極２４，２６の間で変位する。

可動電極２８及び第１，第２の固定電極２４，２６を包囲するように枠電極５２が形成されている。この枠電極５２はセンサチップ１２の外郭をなす。質量部２８ｃの上方領域においてパイレックス（登録商標）ガラス板４８上にアルミのシールド５４が形成されている。

図９は、実施の形態１に係る実装基板を示す平面図である。実装基板５６の実装面には、電極パッドなどの接合部５８ａ〜５８ｄと、実装基板５６を上下に貫通するスリット６０ａ〜６０ｄとが形成されている。

図１０は、図９の実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。樹脂パッケージ２０の外部リード２２ｇ，２２ｌはそれぞれ接合部５８ｃ，５８ｄに接続されている。外部リード２２ｃ，２２ｄは実装基板５６の接合部５８ａ，５８ｂにそれぞれ接続され、外部リード２２ｃ，２２ｄよりも長い外部リード２２ａ，２２ｂ，２２ｅ，２２ｆはスリット６０ａ〜６０ｄをそれぞれ貫通している。

図１１は、実施の形態１に係る実装基板の他の例を示す平面図である。実装基板５６の実装面には、電極パッドなどの接合部５８ｅ〜５８ｈと、実装基板５６を上下に貫通するスリット６０ｅ，６０ｆとが形成されている。

図１２は、図１１の実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。樹脂パッケージ２０の外部リード２２ｇ，２２ｌはそれぞれ接合部５８ｇ，５８ｆに接続されている。外部リード２２ｂ，２２ｅが実装基板５６の接合部５８ｅ，５８ｆにそれぞれ接続され、外部リード２２ｂ，２２ｅよりも長い外部リード２２ａ，２２ｆはスリット６０ｅ，６０ｆをそれぞれ貫通している。この結果、図１１よりも図１０の方が、実装基板５６に対する樹脂パッケージ２０の傾き、即ちセンサチップ１２の傾きが大きくなっている。

以上説明したように、本実施の形態では、実装基板５６の接合部と接続させる外部リードを選択することにより、実装基板５６に対するセンサチップ１２の傾きを簡単に設定することができる。

実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。
樹脂パッケージ２０の内部には、加速度を検出するセンサチップ１２が搭載されている。第１の外部リード２２ｍと第２の外部リード２２ｎが、樹脂パッケージ２０の側面から突出して樹脂パッケージ２０の下方向に延びている。第１の外部リード２２ｍは階段形状であり、先端側から樹脂パッケージ側に向かって階段状に太くなっている。

図１４は、実施の形態２に係る実装基板を示す平面図である。実装基板５６の実装面には、電極パッドなどの接合部５８ｉ，５８ｊと、実装基板５６を上下に貫通するスリット６０ｇ，６０ｈとが形成されている。スリット６０ｇ，６０ｈは接合部５８ｉ，５８ｊとそれぞれ重なるように形成されている。

図１５は、実施の形態２に係る実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。第１の外部リード２２ｍが第１のスリット６０ｇを途中まで貫通し、第２の外部リード２２ｎが第２のスリット６０ｈを貫通している。この状態で、第１の外部リード２２ｍと接合部５８ｉが電気的に接続され、第２の外部リード２２ｎと接合部５８ｊが電気的に接続されている。第１のスリット６０ｇの幅が大きいほど第１の外部リード２２ｍが深くまで貫通するため、実装基板５６に対する樹脂パッケージ２０の傾き、即ちセンサチップ１２の傾きが小さくなる。

以上説明したように、本実施の形態では、第１のスリット６０ｇの幅を調整することにより、実装基板５６に対するセンサチップ１２の傾きを簡単に設定することができる。なお、第２のスリット６０ｈの幅は、第２の外部リード２２ｎの幅に対して十分に大きく設定し、センサチップ１２の傾きに影響を与えないようにする。

また、第１の外部リード２２ｍの太さを階段状に変えることで、実装基板５６の第１のスリット６０ｇの幅が多少ばらついた場合でも、センサチップ１２の傾きを一定にすることができる。

実施の形態３．
図１６は、実施の形態３に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。図１７は、実施の形態３に係る実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。

第１の外部リード２２ｐはテーパ形状であり、先端側から樹脂パッケージ２０側に向かって徐々に太くなっている。その他の構成は実施の形態２と同様である。これにより、実施の形態２よりもセンサチップ１２の傾きの微調整が可能である。

実施の形態４．
図１８〜図２０は、実施の形態４に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。

樹脂パッケージ２０の内部には、加速度を検出するセンサチップ１２が搭載されている。第１の外部リード２２ｑが樹脂パッケージ２０の第１の側面２０ａから突出して樹脂パッケージ２０の下方向に延びている。第１の外部リード２２ｑはテーパ形状であり、先端側から樹脂パッケージ２０側に向かって徐々に太くなっている。第２の外部リード２２ｒが樹脂パッケージ２０の第１の側面２０ａとは反対側にある第２の側面２０ｂから突出している。

図２１は、実施の形態４に係る実装基板を示す平面図である。実装基板５６の実装面には、電極パッドなどの接合部５８ｋ，５８ｌと、実装基板５６を上下に貫通するスリット６０ｉとが形成されている。スリット６０ｉは接合部５８ｋと重なるように形成されている。

図２２は、実施の形態４に係る実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。第１の外部リード２２ｑがスリット６０ｉを途中まで貫通し、第２の外部リード２２ｒが接合部５８ｌに接合されている。この状態で、第１の外部リード２２ｑと接合部５８ｋが電気的に接続されている。スリット６０ｉの幅が大きいほど第１の外部リード２２ｑが深くまで貫通するため、実装基板５６に対する樹脂パッケージ２０の傾き、即ちセンサチップ１２の傾きが小さくなる。

以上説明したように、本実施の形態では、スリット６０ｉの幅を調整することにより、実装基板５６に対するセンサチップ１２の傾きを簡単に設定することができる。また、実施の形態１〜３に比べてスリットに貫通させる外部リードが少なくなるため、基板実装性が向上する。

実施の形態５．
図２３は、実施の形態５に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す上面図である。図２４は、実施の形態５に係る加速度センサの樹脂パッケージの内部構成を示す平面図である。図２５は、実施の形態５に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。

ダイパッド１０上に、加速度を検出するセンサチップ１２と、センサチップ１２からの信号を処理するＩＣチップ１４とが搭載されている。ダイパッド１０の左右に、ダイパッド１０から間隔を開けて内部リード１６ｍが配置されている。内部リード１６ｍはそれぞれ対応する外部リード２２ｓと接続されている。センサチップ１２とＩＣチップ１４、ＩＣチップ１４と内部リード１６ｍは、それぞれワイヤ１８により接続されている。これらのダイパッド、センサチップ１２、ＩＣチップ１４、内部リード１６ｍ及びワイヤ１８が樹脂により封止されて樹脂パッケージ２０が形成されている。

樹脂パッケージ２０の上面及び下面は互いに平行な平坦面である。ダイパッド１０には、センサチップ１２が搭載された部分の近傍にスリット６２が形成されている。そして、このセンサチップ１２が搭載された部分１０ａは樹脂パッケージ２０の上面及び下面に対して傾いている。このため、センサチップ１２は、樹脂パッケージ２０の上面及び下面に対して傾いて搭載されている。

樹脂パッケージ２０の外側に、樹脂パッケージ２０の上面及び下面に対するセンサチップ１２の傾斜方向と傾斜角度に対応するマーキング６４が施されている。

上記の樹脂パッケージ２０は、通常の平置きタイプの樹脂パッケージと外観が同じであるため、基板実装性が良い。さらに、樹脂パッケージ２０の外側にマーキング６４を施したことで、パッケージ内部に搭載されたセンサチップの傾斜方向や傾斜角度を一目で認識することができる。

実施の形態６．
図２６は、実施の形態６に係る加速度センサのセンサチップを示す側面図である。図２７は、実施の形態６に係る加速度センサのセンサチップがダイパッド上に搭載された状態を示す側面図である。

センサチップ１２の下面に段差６６が設けられている。センサチップ１２は、段差６６によってダイパッド１０に対して傾いて搭載されている。その他の構成は実施の形態５と同様であり、実施の形態５と同様の効果を得ることができる。また、センサチップ１２以外の部材には標準品を用いることができる。

実施の形態７．
図２８は、実施の形態７に係る加速度センサのセンサチップがダイパッド上に搭載された状態を示す側面図である。

センサチップ１２とダイパッド１０の間の一部にスペーサ６８が配置されている。センサチップ１２は、スペーサ６８によってダイパッド１０に対して傾いて搭載されている。その他の構成は実施の形態５と同様であり、実施の形態５と同様の効果を得ることができる。また、スペーサ６８以外の部材には標準品を用いることができる。

実施の形態１に係る加速度センサの樹脂パッケージの内部構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態１に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態１に係る加速度センサを示す回路図である。 実施の形態１に係るセンサチップの内部構成を示す平面図である。 図５のＡ−Ａ´における断面図である。 図５のＢ−Ｂ´における断面図である。 図５のＣ−Ｃ´における断面図である。 実施の形態１に係る実装基板を示す平面図である。 図９の実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。 実施の形態１に係る実装基板の他の例を示す平面図である。 図１１の実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。 実施の形態２に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態２に係る実装基板を示す平面図である。 実施の形態２に係る実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。 実施の形態３に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態３に係る実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。 実施の形態４に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態４に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態４に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態４に係る実装基板を示す平面図である。 実施の形態４に係る実装基板に樹脂パッケージを実装した加速度センサを示す側面図である。 実施の形態５に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す上面図である。 実施の形態５に係る加速度センサの樹脂パッケージの内部構成を示す平面図である。 実施の形態５に係る加速度センサの樹脂パッケージを示す側面図である。 実施の形態６に係る加速度センサのセンサチップを示す側面図である。 実施の形態６に係る加速度センサのセンサチップがダイパッド上に搭載された状態を示す側面図である。 実施の形態７に係る加速度センサのセンサチップがダイパッド上に搭載された状態を示す側面図である。

符号の説明

１２ センサチップ
２０ 樹脂パッケージ
２０ａ 第１の側面
２０ｂ 第２の側面
２２ａ〜２２ｓ 外部リード
５８ａ〜５８ｌ 接合部
６０ａ〜６０ｉ スリット
６４ マーキング
６６ 段差
６８ スペーサ

Claims (8)

1. 加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージと、
   前記樹脂パッケージの側面から突出して前記樹脂パッケージの下方向に延び、互いに長さが異なる複数の外部リードと、
   前記複数の外部リードのうち任意の長さの外部リードが接続された接合部と、前記任意の長さの外部リードよりも長い外部リードが貫通したスリットとを有する実装基板とを備えることを特徴とする加速度センサ。
2. 前記複数の外部リードは、前記樹脂パッケージ内において、互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
3. 加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージと、
   前記樹脂パッケージの側面から突出して前記樹脂パッケージの下方向に延び、先端側から前記樹脂パッケージ側に向かって太くなる第１の外部リードと、
   前記樹脂パッケージの側面から突出して前記樹脂パッケージの下方向に延びた第２の外部リードと、
   前記第１の外部リードが途中まで貫通した第１のスリットと、前記第２の外部リードが貫通した第２のスリットとを有する実装基板とを備えることを特徴とする加速度センサ。
4. 加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージと、
   前記樹脂パッケージの第１の側面から突出して前記樹脂パッケージの下方向に延び、先端側から前記樹脂パッケージ側に向かって太くなる第１の外部リードと、
   前記樹脂パッケージの前記第１の側面とは反対側にある第２の側面から突出した第２の外部リードと、
   前記第１の外部リードが途中まで貫通したスリットと、前記第２の外部リードが接続された接合部とを有する実装基板とを備えることを特徴とする加速度センサ。
5. 加速度を検出するセンサチップが内部に搭載された樹脂パッケージを備え、
   前記樹脂パッケージの上面及び下面は互いに平行な平坦面であり、
   前記センサチップは、前記樹脂パッケージの上面及び下面に対して傾いて搭載され、
   前記樹脂パッケージの外側に、前記樹脂パッケージの上面及び下面に対する前記センサチップの傾斜方向と傾斜角度に対応するマーキングが施されていることを特徴とする加速度センサ。
6. 前記樹脂パッケージは、前記センサチップが搭載されたダイパッドを有し、
   前記ダイパッドの前記センサチップが搭載された部分は、前記樹脂パッケージの上面及び下面に対して傾いていることを特徴とする請求項５に記載の加速度センサ。
7. 前記樹脂パッケージは、前記センサチップが搭載されたダイパッドを有し、
   前記センサチップの下面に段差が設けられ、
   前記センサチップは、前記段差によって前記ダイパッドに対して傾いて搭載されていることを特徴とする請求項５に記載の加速度センサ。
8. 前記樹脂パッケージは、前記センサチップが搭載されたダイパッドを有し、
   前記センサチップと前記ダイパッドの間の一部にスペーサが配置され、
   前記センサチップは、前記スペーサによって前記ダイパッドに対して傾いて搭載されていることを特徴とする請求項５に記載の加速度センサ。

Images