JP2010181392A - 力学量センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度が高く高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰が図られるとともに、ばね定数の設定が容易な力学量センサおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】内部ユニット１１とケーシング１２との間は、防振部材１５で接着および支持されている。防振部材１５は、柔軟であるため、内部ユニット１１とケーシング１２との間を接着しつつ、内部ユニット１１とケーシング１２との間の相対的な振動を吸収する。防振部材１５の厚さや幅を変更することにより、防振部材１５は強度およびばね定数を容易に変更可能である。これにより、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく内部ユニット１１とケーシング１２との間の相対的な振動の減衰が図られるとともに、防振部材１５のばね定数の設定が容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は、力学量センサおよびその製造方法に関し、特にセンサ部をケーシングに収容した力学量センサおよびその製造方法に関する。

力学量センサは、例えば半導体やセラミックスなどの基板とともに形成されたセンサ部を備えている。このセンサ部は、例えば樹脂製のケーシングに収容されている。力学量センサのセンサ部は、例えば電気的な容量や電圧などの変化から加速度や旋回力などの力学量を検出する。そのため、ケーシングの振動がセンサ部に伝わると、センサ部からの出力に含まれるノイズが増大する。そこで、ケーシングとセンサ部との間にケーシングとセンサ部との間の相対的な振動を減衰するための防振構造が必要となる。

特許文献１の場合、防振構造として、ケーシングとセンサ部との間に樹脂ばねを設けている。特許文献１では、この樹脂ばねでセンサ部を支持することにより、センサ部とケーシングとの相対的な振動の減衰を図っている。しかしながら、特許文献１の場合、小型化されたセンサ部についても十分な防振性能を確保するためには、樹脂ばねのばね定数を小さく設定する必要がある。そのため、樹脂ばねに高い加工精度が要求されるとともに、樹脂ばねの強度の確保が困難であるという問題がある。

特開２００７−２１２１７４号公報

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、強度が高く高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰が図られるとともに、ばね定数の設定が容易な力学量センサおよびその製造方法を提供することにある。

請求項１記載の発明では、センサ部とケーシングとの間を防振部材で接続している。防振部材は、センサ部の端面とケーシングの支持面との間に設けられている。これにより、センサ部とケーシングとは、直接接していない。防振部材は、例えば柔軟な樹脂（エラストマー）を用いるため、センサ部とケーシングとの間を接続しつつ、センサ部とケーシングとの間の相対的な振動を吸収する。また、例えば厚さや発泡量など防振部材の特性を変更することにより、防振部材は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰が図られるとともに、ばね定数を容易に設定することができる。

請求項２記載の発明では、ケーシングは支持部を貫く開口部を有する。センサ部とケーシングとを接続する防振部材は、上述のようにその厚さや発泡量によってばね定数が設定される。そのため、センサ部とケーシングとを接続するとき、例えば開口部を貫く治具などによってセンサ部を支持することにより、センサ部とケーシングとの間の距離は精密に制御される。その結果、防振部材の特性も精密に設定される。したがって、防振部材自体の高い加工精度を必要とすることなく、センサ部を支持する防振部材のばね定数を精密かつ容易に設定することができる。

請求項３記載の発明では、開口部を塞ぐ仮支持部を備えている。仮支持部は、ケーシングから分離可能である。また、ケーシングの壁部に、センサ部の周壁と対向するガイド部を備えている。ガイド部は、センサ部と接することにより、センサ部とケーシングとの位置を規定する。これにより、ガイド部を利用してケーシングに取り付けられるセンサ部は、仮支持部によって支持される。仮支持部は、センサ部の端面とケーシングの支持面との間の距離、すなわち防振部材の高さなどの形状を規定する。その結果、仮支持部を利用してセンサ部を取り付けた後、ケーシングから分離可能な仮支持部を除去することにより、センサ部は防振部材によって支持される。したがって、防振部材自体の高い加工精度を必要とすることなく、センサ部を支持する防振部材のばね定数を精密かつ容易に設定することができる。

請求項４記載の発明では、防振部材は距離設定部材と接着剤とを有する。距離設定部材は、例えば予め硬化した樹脂で形成されており、センサ部とケーシングとの間を柔軟に支持する。一方、接着剤は、センサ部とケーシングとを接着する。センサ部を距離設定部材でケーシングに支持した状態で接着剤を塗布することにより、センサ部とケーシングとの間の距離は規定されつつ、センサ部とケーシングとは接着される。したがって、接着材に高い加工精度を必要とすることなく、センサ部を支持する防振部材のばね定数を精密かつ容易に設定することができる。

請求項５記載の発明では、ケーシングは防振部材の位置を規定する凹部を有する。そのため、凹部に防振部材を設けることにより、センサ部を支持する防振部材の位置が正確に規定される。したがって、高い加工精度を必要とすることなく、センサ部を支持する防振部材の位置を精密かつ容易に設定することができる。

請求項６記載の発明では、ケーシングはケーシング本体および支持部を有している。そして、このケーシング本体と支持部との間は、弾性支持部材によって弾性支持されている。これにより、ケーシングのケーシング本体と防振部材を挟んで支持部に取り付けられるセンサ部とは、弾性支持部材によっても弾性支持される。その結果、センサ部とケーシングとの相対的な振動は、防振部材だけでなく弾性支持部材によっても吸収される。したがって、センサ部とケーシングとの相対的な振動をより確実かつ高精度に減衰することができる。

請求項７記載の発明では、センサ部は、防振部材との接着時およびボンディングワイヤの接続時に、ケーシングの開口部に挿入された治具によって支持される。そのため、センサ部と支持面との間の距離で設定される防振部材の厚さは、治具に支持されたセンサ部の位置によって決定される。したがって、高い加工精度を必要とすることなく、センサ部を支持する防振部材の位置を精密かつ容易に設定することができる。

請求項８記載の発明では、センサ部は、防振部材との接着時およびボンディングワイヤの接続時に、ケーシング本体から分離可能な仮支持部によって支持される。そのため、センサ部と支持面との間の距離で設定される防振部材の厚さは、仮支持部に支持されたセンサ部の位置によって決定される。したがって、高い加工精度を必要とすることなく、センサ部を支持する防振部材の位置を精密かつ容易に設定することができる。

請求項９または１９記載の発明では、センサ部とケーシングとの間を防振部材で接続している。防振部材は、センサ部とケーシングとの間に形成される隙間の少なくとも一部に設けられる。これにより、センサ部とケーシングとは、直接接していない。防振部材は、例えば柔軟な樹脂（エラストマー）を用いるため、センサ部とケーシングとの間を接続しつつ、センサ部とケーシングとの間の相対的な振動を吸収する。また、例えば厚さや発泡量など防振部材の物性を変更することにより、防振部材は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰が図られるとともに、ばね定数を容易に設定することができる。

請求項１０記載の発明では、防振部材はセンサ部とケーシングとの間の全周にわたり設けられている。これにより、センサ部は、防振部材によって全周がケーシングに支持される。したがって、センサ部を確実に支持することができる。
請求項１１記載の発明では、防振部材はセンサ部とケーシングとの間で周方向の一部に設けられている。これにより、センサ部とケーシングとの間では、周方向へばね定数が変化する。したがって、防振部材の周方向の長さを調整することにより、ばね定数を任意に設定することができ、防振特性の調整が可能である。

請求項１２記載の発明では、防振部材は矩形状のセンサ部の角部に対応して設けられている。防振部材をセンサ部とケーシングとの間に設けることにより、防振部材とセンサ部との結合は防振部材が無い部分よりも固くなる。センサ部の角部に対応して防振部材を設けることにより、ケーシングに対するセンサ部の旋回方向の剛性が向上する。したがって、センサ部の旋回を低減することができる。

請求項１３記載の発明では、防振部材は気泡を有している。例えば防振部材は、発泡性のエラストマーで形成されている。そのため、防振部材は、気泡の割合によって剛性が変化する。したがって、気泡の割合を調整することにより、防振部材のばね定数を任意に設定することができる。

請求項１４記載の発明では、防振部材は孔部を有している。そのため、防振部材は、孔部の径や配置を変更することによって剛性が変化する。したがって、孔部の配置などを調整することにより、防振部材のばね定数を任意に設定することができ、防振特性の調整が可能である。

請求項１５記載の発明では、センサ部は、センサ部とケーシングとの間に形成される隙間方向に可動な可動電極と、可動電極に対向する固定電極と、からなる静電容量型センサチップを有する。この場合、防振部材が可動電極の可動方向に設けられるため、可動電極に対するケーシングからの振動を効果的に防振することができる。

請求項１６記載の発明では、センサ部は、一端が開口した箱形状のパッケージをさらに有し、このパッケージの底面に静電容量型センサチップが収納されている。そして、このパッケージの側面のうち底面側でない部分が防振部材に接触している。これにより、ケーシングからの振動や熱応力がパッケージの底面に直接印加されないため、直接印加される構造に比べて、センサ部への影響を抑制することができる。

請求項１７記載の発明では、センサ部は、静電容量型センサチップを収納するパッケージを有している。防振部材は、パッケージの側面とケーシングとの間に配置されるとともに、少なくともパッケージの底面とケーシングとが離間している。このようにパッケージの底面にケーシングが直接接触しない構造とすることで、ケーシングからの振動がパッケージの直接印加されにくくなる。

請求項１８記載の発明では、センサ部は、静電容量型センサチップの出力信号を処理する信号処理チップをさらに有している。パッケージの底面には信号処理チップの一面が接着部材により固定され、静電容量型センサチップは信号処理チップのパッケージと反対側の面に接着部材により固定されている。

請求項２０記載の発明では、ケーシングへ仮支持テープを貼り付けることにより、ケーシングの上下の反転が容易になる。そのため、ケーシングとセンサ部との間に隙間を形成し、この隙間に防振部材を充填する場合でも、隙間の大きさを規定しつつケーシングとセンサ部との間に防振部材が充填される。したがって、、高い加工精度を必要とすることなく、センサ部を支持する防振部材の形状を精密かつ容易に設定することができる。

請求項２１記載の発明では、センサ部とケーシングとの間に防振構造部が設けられている。センサ部とケーシングとの間に防振構造部を設けることにより、センサ部とケーシングとは直接接していない。また、防振構造部は、互いに防振特性が異なっている。センサ部とケーシングとの間に伝わる振動には、揺れ幅および振動数の異なる幅広い振動が含まれる。そのため、センサ部とケーシングとの間に防振特性の異なる、すなわち減衰する振動周波数が異なる防振構造部を設けることにより、センサ部とケーシングとの間の相対的な振動は幅広い振動数域で減衰される。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰を図ることができる。

請求項２２記載の発明では、防振構造部は第一防振部材および第二防振部材を有している。第一防振部材は、センサ部の端面とケーシングの支持面との間に設けられている。これにより、センサ部とケーシングとは直接接していない。第一防振部材は、センサ部とケーシングとの間を接続しつつ、センサ部とケーシングとの間の相対的な振動を吸収する。また、例えば厚さや発泡量など第一防振部材の特性を変更することにより、防振部材は強度およびばね定数を容易に変更可能である。一方、第二防振部材は、第一防振部材が減衰する振動よりも低周波の振動を減衰する。センサ部とケーシングとの間で生じる相対的な振動には、比較的揺れ幅が小さな高周波の振動および比較的揺れ幅が大きな低周波の振動が含まれる。そのため、第二防振部材によって第一防振部材よりも低周波の振動を減衰することにより、センサ部とケーシングとの間の相対的な振動は幅広い周波数域で減衰される。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰を図ることができる。

請求項２３記載の発明では、第二防振部材は第一防振部材よりも弾性率が小さい。そのため、第二防振部材は、第一防振部よりも低周波の振動を減衰させる。したがって、簡単な構造で幅広い周波数域の振動を減衰することができる。
請求項２４記載の発明では、第二防振部材はゴムで形成されている。そのため、例えばセンサ部とケーシングとの間に、液状または半固形状のゴムを注入し、このゴムを硬化させることにより、第二防振部材が形成される。したがって、第一防振部材と防振特性の異なる第二防振部材を容易に形成することができるとともに、幅広い周波数域の振動を減衰することができる。

請求項２５記載の発明では、第二防振部材は油脂を含有するゲルで形成されている。このような油脂を含有するゲルは、柔軟であり、周波数の低い振動を効果的に減衰させる。また、例えばセンサ部とケーシングとの間に、液状または半固形状のゲルを注することにより、第二防振部材が形成される。したがって、第一防振部材と防振特性の異なる第二防振部材を容易に形成することができるとともに、幅広い周波数域の振動を減衰することができる。

請求項２６記載の発明では、第二防振部材は内部に空隙を有している。ここで、空隙とは、例えば発泡状などの多孔による空隙、および第二防振部材を貫く穴状の空隙を含む。第二防振部材に空隙を形成することにより、第二防振部材は空隙が無い場合よりも柔軟になる。そのため、空隙を有する第二防振部材は、低周波の振動をより効果的に減衰する。また、空隙の形状、数あるいは分布などを変更することにより、減衰する振動の周波数を容易に調整可能である。したがって、幅広い周波数域の振動を減衰することができる。
請求項２７記載の発明では、第二防振部材は金属製のばねである。第二防振部材を金属製のばねにすることにより、第二防振部材によって減衰する振動の周波数を厳密に調整することができる。

請求項２８記載の発明では、第二防振部材はボンディングワイヤのセンサ部側とケーシング側との距離の変化を制限する位置に設けられている。すなわち、第二防振部材は、センサ部とケーシングとの間の距離の変化を制限し、ボンディングワイヤに加わる引っ張り力または圧縮力を低減する。したがって、センサ部とケーシングとの間の相対的な振動を減衰するだけでなく、ボンディングワイヤの破断などを防止して、ボンディングワイヤによる電気的な接続を保護することができる。

請求項２９記載の発明では、第二防振部材は、ボンディングワイヤのセンサ部側の端部が整列しているセンサ部の辺に沿って設けられている。すなわち、センサ部の複数の辺からボンディングワイヤが延びている場合でも、ボンディングワイヤが延びるセンサ部の各辺とケーシングとの間には第二防振部材が設けられている。これにより、ボンディングワイヤがセンサ部のいずれの位置に設けられているかに関わらず、第二防振部材はセンサ部とケーシングとの間の振動を減衰しつつ、ボンディングワイヤに加わる力を低減する。したがって、ボンディングワイヤの電気的な接続を保護することができる。

請求項３０記載の発明では、複数の並列するボンディングワイヤは電気接続領域を形成している。そして、第二防振部材は、この電気接続領域の両端部、すなわちボンディングワイヤに垂直な方向の両端部よりも外側まで形成されている。これにより、センサ部は、平面視において中心を回転の軸とする回転が抑えられる。そのため、センサ部とケーシングとの相対的な回転にともなうボンディングワイヤの引っ張りまたは圧縮が低減される。したがって、ボンディングワイヤの電気的な接続を保護することができる。

請求項３１記載の発明では、第二防振部材はセンサ部とケーシングとの間に隙間を形成している。すなわち、第二防振部材は、センサ部またはケーシングの少なくとも一方と接していなくてもよく、センサ部およびケーシングの双方に接しつつ途中に隙間を形成してもよい。センサ部とケーシングとの間では、振幅の大きな振動を減衰する必要がある。このように振幅の大きな振動すなわち振動数の低い振動を減衰する場合、柔軟な材料で支持するだけでなく、センサ部とケーシングとの間の過大な相対移動を制限する構成としてもよい。そこで、請求項３１記載の発明では、第二防振部材はセンサ部とケーシングとの間に隙間を形成することにより、隙間に相当する振幅の微細な振動は許容しつつ、隙間を超える大きな振動を制限する。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰を図ることができる。

請求項３２記載の発明では、ケーシングに塗布した第一防振部材にセンサ部を搭載した後、センサ部とケーシングとの間に第二防振部材を注入している。これにより、第一防振部材の塗布、センサ部の搭載、および第二防振部材の注入という簡単な工程で力学量センサを製造することができる。ここで、ボンディングワイヤによるセンサ部とリードフレームとの接続は、第二防振部材の注入の前または後のいずれでもよい。ボンディングワイヤを接続する前に第二防振部材を注入する場合、第二防振部材の注入がボンディングワイヤによって妨げられない。一方、ボンディングワイヤを接続した後に第二防振部材の注入する場合、既に接続されたボンディングワイヤの根元部分が第二防振部材によって覆われ、強度の向上および腐食の低減が図られる。

請求項３３記載の発明では、ケーシングに塗布した第一防振部材にセンサ部を搭載した後、センサ部とケーシングとの間に予め形成された第二防振部材を圧入している。これにより、第一防振部材の塗布、センサ部の搭載、および第二防振部材の圧入という簡単な工程で力学量センサを製造することができる。ここで、ボンディングワイヤによるセンサ部とリードフレームとの接続は、第二防振部材の圧入を容易にするために第二防振部材の圧入の後に行う必要がある。また、第二防振部材は予め形成されているため、第二防振部材の性能を容易に均一化することができる。

請求項３４記載の発明では、ケーシングに塗布した第一防振部材にセンサ部を搭載した後、センサ部とケーシングとの間に金属製のばねからなる第二防振部材を圧入している。これにより、第一防振部材の塗布、センサ部の搭載、およびばねの圧入という簡単な工程で力学量センサを製造することができる。ここで、ボンディングワイヤによるセンサ部とリードフレームとの接続は、ばねの圧入を容易にするためにばねの圧入の後に行う必要がある。また、ばねは予め形成されているため、ばねの性能を容易に均一化することができる。

本発明の第１実施形態による力学量センサを示す概略図であって、（Ａ）は一部を切断した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図 本発明の第１実施形態による力学量センサの内部ユニットの断面を示す概略図 本発明の第１実施形態による力学量センサのセンサチップを模式的に示す平面図 本発明の第１実施形態による力学量センサの製造手順を示す概略図 本発明の第１実施形態による力学量センサの製造手順を示す概略図 本発明の第２実施形態による力学量センサの概略を示す平面図 本発明の第２実施形態の変形例による力学量センサを示す平面図 本発明の第３実施形態による力学量センサを示す概略図であって、（Ａ）は製造時に支持治具を取り付けた断面図、（Ｂ）は支持治具を取り外した断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の矢印Ｂ方向からの矢視図 本発明の第４実施形態による力学量センサの断面を示す概略図 本発明の第５実施形態による力学量センサを示す概略図であって、（Ａ）は一部を切断した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図 本発明の第６実施形態による力学量センサの概略を示す断面図 本発明の第７実施形態による力学量センサの概略を示す断面図 本発明の第８実施形態による力学量センサの概略を示す断面図 本発明の第９実施形態による力学量センサを示す概略図であって、（Ａ）は一部を切断した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図 本発明の第９実施形態による力学量センサのケーシング概略を示す平面図 本発明の第９実施形態による力学量センサの製造手順を示す概略図 図１６（Ｃ）においてケーシングに治具を取り付けた状態を示す断面図 図１６（Ｄ）においてケーシングに治具を取り付けた状態を示す断面図 本発明の第１０実施形態による力学量センサのケーシングを示す概略図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図 本発明の第１０実施形態による力学量センサの製造手順を示す概略図 本発明の第１１実施形態による力学量センサの要部を示す模式図 本発明の第１２実施形態による力学量センサのケーシングの概略を示す平面図 本発明の第１３実施形態による力学量センサのケーシングの概略を示す平面図 本発明の第１４実施形態による力学量センサのケーシングの概略を示す平面図 本発明の第１５実施形態による力学量センサを示す概略図であって、（Ａ）は一部を切断した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図 本発明の第１５実施形態による力学量センサの製造手順を示す概略図 本発明の第１６実施形態による力学量センサの概略を示す断面図 本発明の第１７実施形態による力学量センサの概略を示す平面図 本発明の第１８実施形態による力学量センサの概略を示す断面図 本発明の第１８実施形態による力学量センサの第二防振部材を示す概略図 本発明の第１８実施形態による力学量センサの製造手順を示す概略図 本発明の第１９実施形態による力学量センサの概略を示す断面図 本発明の第２０実施形態による力学量センサの概略を示す断面図 第２０実施形態による力学量センサの変形例の概略を示す断面図 第２０実施形態による力学量センサの変形例の概略を示す断面図

以下、本発明による力学量センサの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による力学量センサを図１に示す。力学量センサ１０は、図１に示すようにセンサ部としての内部ユニット１１、ケーシング１２、リードフレーム１３、カバー１４、防振部材１５、ボンディングワイヤ１６およびカバー１７を備えている。内部ユニット１１は、図２に示すようにセンサチップ２１、信号処理チップ２２、パッケージ２３およびリッド２４を有している。

図３は、センサチップ２１を模式的に示す平面図である。センサチップ２１は、面積が例えば２０ｍｍ^２であり、縦中心線Ｅを中心として対称形状となるように同一構成の一対のセンサエレメント２０を、グランド電位に固定された矩形枠状の周辺部２２１で支持するように構成されている。以下、一方のセンサエレメント２０について説明する。センサエレメント２０は、駆動部２１１と検出部２１２とから構成されている。駆動部２１１は、周辺部２２１に対して可動に支持された錘２１１ａと、この錘２１１ａと一体に接続された複数の櫛歯状の駆動用可動電極２１１ｂと、この駆動用可動電極２１１ｂと所定間隔を介して平行に対向して所定周波数で駆動するための複数の櫛歯状の駆動用固定電極２１１ｃとを、横中心線Ｆを中心にして対称形状となるように構成されている。

検出部２１２は、周辺部２２１に可動に支持された検出用可動電極２１２ａと、この検出用固定電極２１２ｂに所定間隔を介して平行に対向してセンサチップ２１に印加された角速度をコリオリ力として検出する櫛歯状の検出用固定電極２１２ｂとを、横中心線Ｆを中心にして対称形状となるように構成されている。

ここで、駆動用可動電極２１１ｂは、図３に示すｘ軸方向に可動に構成され、検出用可動電極２１２ａは、図３に示すｙ軸方向（ｙ軸はｘ軸およびｚ軸に対して直角方向）に可動に構成されている。具体的には、周辺部２２１には検出梁２１２ｃが一体に接続されており、この検出梁２１２ｃに検出用可動電極２１２ａが一体に接続され、さらに検出用可動電極２１２ａに駆動梁２１１ｄが一体に接続され、この駆動梁２１１ｄに錘２１１ａが一体に接続された形状をなしている。

各センサエレメント２０間となる部位には、周辺部２２１の一部である十字形状の補剛部２２ａが設けられている。なお、この補剛部２２ａの十字形上の交差中心と、センサチップ２１の中心点とが一致している。また、補剛部２２ａのうちｘ軸方向（錘２１１ａの延設方向）を指向するｘ軸部材２２ａ１は、検出用固定電極２１２ｂの中心間に設けられている。なお、周辺部２２１及び各電極にはボンディングパッド２ａが設けられている。

以下、センサチップ２１の角速度検出動作について説明する。
まず、駆動用固定電極２１１ｃと駆動用可動電極２１１ｂとの間に周期的に変化する電圧信号を印加することで、錘２１１ａをｘ軸方向に振動させる。このとき、センサチップ２１にｚ軸方向を回転軸とする角速度が印加されると、ｘ軸方向に振動している錘２１１ａにコリオリ力が作用し、錘２１１ａがｙ軸方向にも変位しようとする。これにより、検出梁２１２ｃがｙ軸方向に撓み、錘２１１ａ及び駆動用可動電極２１１ｂ並びに検出用可動電極２１２ａが、ｙ軸方向に変位する。

錘２１１ａのｙ軸方向への変位は駆動梁２１１ｄを通じて、検出用可動電極２１２ａに伝達される。このとき、検出用可動電極２１２ａと検出用固定電極２１２ｂとの間には所定電圧が印加されているため、検出用可動電極２１２ａの変位に伴い検出用可動電極２１２ａと検出用固定電極２１２ｂとの間の静電容量が変化する。したがって、この静電容量差を、後述の信号処理チップ２２に設けられたＣＶ変換回路によって検出することにより、センサチップ２１に印加された角速度を検出することができる。

ところで、各検出用固定電極２１２ｂおよび各検出用可動電極２１２ａは、センサチップ２１の平面方向における各辺のうち少なくとも一辺に対して平行に延設されている。すなわち、検出用固定電極２１２ｂと検出用可動電極２１２ａとの間における静電容量変化は、センサチップ２１の平面方向における各辺のうち少なくとも一辺の方向と同一の方向に対する検出用可動電極２１２ａの可動により発生するものである。

なお、外部からの振動ノイズなどの影響を受けにくくするために、２つのセンサエレメント２０の錘２１１ａをｘ軸方向において逆方向に振動させるとよい。すなわち、一方のセンサエレメント２０がｘ軸のプラス方向に変位した場合、他方のセンサエレメント２０をｘ軸のマイナス方向に変位させる。このとき、角速度が作用すると、一方の錘はｙ軸のプラス方向に変位し、他方の錘はｙ軸のマイナス方向に変位することになる。

また、図３に示したセンサエレメント２０は、検出部２１２が周辺部２２１に接続支持され、駆動部２１１は検出部２１１を介して周辺部２２１に支持される、いわゆる外部検出−内部駆動と呼ばれる構造となっているが、これを駆動部２１１が周辺部２２１に接続支持され、検出部２１２は駆動部２１１を介して周辺部２２１に支持される外部駆動−内部検出と呼ばれる構造としてもよい。

信号処理チップ２２は、前述のセンサチップ２１で検出した静電容量や電圧の変化を電気信号として処理したり、センサチップ２１に印加する電圧を調整したりする。センサチップ２１および信号処理チップ２２は、例えばシリコン基板やセラミックス基板に形成されている。なお、図３ではセンサチップ２１の検出対象として角速度を例に説明を行ったが本実施例の検出対象は角速度に限定されるものではなく、例えばｘ軸又は及びｙ軸方向の加速度であってもよい。また、信号処理チップ２２の機能などは、適用する力学量センサ１０に応じて任意に変更してもよい。

センサチップ２１と信号処理チップ２２との間は、ボンディングワイヤ２５で電気的に接続されている。なお、センサチップ２１および信号処理チップ２２は、同一のシリコン基板上に一体に形成してもよい。パッケージ２３は、セラミックスや樹脂で形成されている。パッケージ２３は、リッド２４との間に形成した空間にセンサチップ２１および信号処理チップ２２を収容している。信号処理チップ２２とパッケージ２３との間は、図示しない接着剤によって接着される。信号処理チップ２２とパッケージ２３とを接着する接着剤は、信号処理チップ２２に加わる熱応力を緩和するために弾性率の低い柔軟な接着剤を適用することが望ましい。また、センサチップ２１と信号処理チップ２２との間は、接着シート２６で接着されている。信号処理チップ２２とパッケージ２３とを接着する接着剤、および接着シート２６は、同一種類の接着剤でもよく、異なる種類の接着剤でもよい。これにより、パッケージ２３の上に信号処理チップ２２およびセンサチップ２１が順に搭載される。図２において上面は、センサチップ２１が位置するセンサ面である。

内部ユニット１１は、図１に示すようにケーシング１２に収容されている。ケーシング１２は、樹脂で形成されている。ケーシング１２は、内側に内部ユニット１１よりも大きな開口３１を有する角筒状に形成されている。リードフレーム１３は、ケーシング１２にインサート成形されている。内部ユニット１１とリードフレーム１３との間は、ボンディングワイヤ１６によって電気的に接続されている。カバー１４は、内部ユニット１１のセンサチップ２１側すなわちセンサ面側を覆っている。カバー１７は、内部ユニット１１のパッケージ２３側すなわちセンサ面と反対側を覆っている。ケーシング１２の開口３１は、内部ユニット１１よりも大きいため、内部ユニット１１とケーシング１２との間には隙間が形成される。防振部材１５は、この内部ユニット１１とケーシング１２との間に設けられている。防振部材１５は、例えばシリコーンゴムあるいはシリコーンＲＴＶゴムなどの柔軟なエラストマーで形成されている。

次に、第１実施形態による力学量センサ１０の製造工程の一例について説明する。
図４（Ａ）に示すように、インサート成形により、ケーシング１２およびリードフレーム１３は一体に設けられる。図４（Ｂ）に示すように、リードフレーム１３と一体に形成されたケーシング１２の一方の端部に仮支持テープ３２が貼り付けられる。仮支持テープ３２が貼り付けられたケーシング１２は、図４（Ｃ）に示すように上下が反転される。これにより、図４（Ｂ）の上端に貼り付けられた仮支持テープ３２は、図４（Ｃ）に示すケーシング１２の下端に位置する。図４（Ｄ）に示すように、反転されたケーシング１２の内側に内部ユニット１１が取り付けられる。内部ユニット１１は、センサ面側（リッド２４）が仮支持テープ３２に貼り付けられる。これにより、内部ユニット１１は、仮支持テープ３２に支持される。

内部ユニット１１がケーシング１２に貼り付けられた仮支持テープ３２に支持されると、図４（Ｅ）に示すように内部ユニット１１とリードフレーム１３との間はボンディングワイヤ１６で接続される。ボンディングワイヤ１６の接続が完了すると、図４（Ｆ）に示すようにケーシング１２と内部ユニット１１との間に防振部材１５を構成するエラストマーが注入される。リードフレーム１３と内部ユニット１１とは、矩形状の内部ユニット１１のうち一対の辺側においてボンディングワイヤ１６で接続されている。そのため、残る辺側には、ボンディングワイヤ１６が設けられていない。そこで、防振部材１５を形成するエラストマーは、ボンディングワイヤ１６が設けられていない辺側から注入される。これにより、ボンディングワイヤ１６によって防振部材１５の設置が妨げられたり、防振部材の設置時にボンディングワイヤ１６が損傷することがない。

注入した防振部材が硬化すると、図５（Ｇ）に示すようにケーシング１２にカバー１７が取り付けられる。カバー１７は、図５（Ｇ）の上端すなわち内部ユニット１１のセンサ面とは反対側に取り付けられる。カバー１７は、例えば圧入することによりケーシング１２に固定される。カバー１７が固定されると、図５（Ｈ）に示すようにケーシング１２は再び上下が反転される。これにより、図５（Ｃ）で下端側に位置した仮支持テープ３２は、上端側に位置する。ケーシング１２が反転されると、図５（Ｉ）に示すように仮支持テープ３２が除去される。このとき、内部ユニット１１は、硬化した防振部材１５によってケーシング１２に支持されている。したがって、仮支持テープ３２を除去しても、内部ユニット１１はケーシング１２から脱落しない。

仮支持テープ３２が除去されると、図５（Ｊ）に示すようにカバー１４が取り付けられる。カバー１４は、図５（Ｊ）の上端すなわち内部ユニット１１のセンサ面側に取り付けられる。カバー１４は、例えば圧入することによりケーシング１２に固定される。最後に、図５（Ｋ）に示すように、リードフレーム１３が所定の形状に成形されるとともに、余分なリードフレーム１３が切除され、力学量センサ１０が完成する。このとき、カバー１４と内部ユニット１１のリッド２４との間に空間が存在する、すなわちカバー１４とリッド２４とが離間していることが望ましい。

第１実施形態では、内部ユニット１１とケーシング１２との間には防振部材１５が設けられる。力学量センサ１０における防振特性を決定する際に重要な要素となる内部ユニット１１の共振周波数は、内部ユニット１１の質量および防振部材１５のばね定数によって規定される。防振部材１５のばね定数は、内部ユニット１１とケーシング１２との間の距離、あるいは防振部材１５の厚さによって変化する。そのため、内部ユニット１１を支持する防振部材１５の減衰特性は、防振部材１５のばね定数を変更することにより任意に設定可能となる。また、例えばジャイロセンサのように振動子を有する力学量センサ１０の場合、内部ユニット１１とケーシング１２との間の相対的な振動を減衰させるとき、振動子を振動させる駆動周波数での減衰を確保する必要がある。この振動子を振動させる駆動周波数は、１０ｋＨｚ程度である。この駆動周波数を減衰させるために防振部材１５に要求される共振周波数は１ｋＨｚ程度である。このとき、防振部材１５が有する共振倍率によっては、信号処理チップ２２における内部処理レンジを超えるおそれがあり、防振部材１５の共振倍率を低減させることが望ましい。第１実施形態の場合、ばね構造を粘性および弾性を有する防振部材１５で形成することにより、樹脂の支持部材や金属のばね部材に比較して内部損失を増大可能である。その結果、防振部材１５の共振倍率の低減が図られる。

以上のように、第１実施形態では、内部ユニット１１とケーシング１２との間を防振部材１５で支持することにより、ケーシング１２から内部ユニット１１への振動の伝達が低減される。また、防振部材１５は、柔軟であるため、内部ユニット１１とケーシング１２との間を接着しつつ、内部ユニット１１とケーシング１２との間の相対的な振動を吸収する。また、本第１実施形態のように、内部ユニット１１のｘ軸側端面またはｙ軸方向側の少なくともいずれか一方の端面とケーシング１２との間に、防振部材１５が配置されている場合、防振部材１５はケーシング１２からセンサエレメント２０に伝えられる振動のうちｘ軸またはｙ軸方向の少なくともいずれか一方の成分を特に吸収する。そのため、内部ユニット１１内のセンサエレメント２０の可動方向がｘ軸またはｙ軸の少なくともいずれか一方の方向である構造において有効である。

さらに、上述のように防振部材１５の厚さや幅を変更することにより、防振部材１５は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく内部ユニット１１とケーシング１２との間の相対的な振動の減衰が図られるとともに、防振部材１５のばね定数を容易に設定することができる。

この他にも、カバー１４と内部ユニット１１のリッド２４とが直接接触していない（離間している）ため、カバー１４、１７からの振動が直接内部ユニット１１に伝達されない（防振部材１５を介して伝達される）。したがって、カバー１４、１７と内部ユニット１１とが直接接触している場合に比べて、効果的に内部ユニット１１を防振することができる。

なお、図１に示すように、防振部材１５は、内部ユニット１１のｘ軸およびｙ軸方向の端面を必ずしも囲んでいなくてもよい。このように内部ユニット１１の側面全周を防振部材１５で囲んだ場合、以下の効果を得ることができる。防振部材１５からの熱応力が内部ユニット１１に伝達される場合、この熱応力が内部ユニット１１の側面全周から印加される。そのため、例えばいずれか一つの側面のみから応力が印加される場合に比べて、内部ユニット１１がｚ軸方向に傾くなどの現象が発生しにくい。角速度または加速度を検出するセンサにおいて、内部ユニット１１が傾くことにより検出軸が所定方向とは異なった方向となると、検出精度の大幅な悪化に繋がる。そのため、この効果は角速度または加速度を検出するセンサにおいて特に有効である。

また図１（Ｂ）に示すように、防振部材１５のリードフレーム１３の端面が、パッケージ２３のリードフレーム１３側端面まで達していない、換言すればパッケージ２３の底面（信号処理チップ２２が載置された側の外面）が防振部材１５に覆われていない場合、以下の効果を得ることができる。

センサチップ２１の変形は、駆動用可動電極２１１ｂと駆動用固定電極２１１ｃとの間の距離、検出用固定電極２１２ｂと検出用可動電極２１２ａとの間の距離が変化する要因となり、これらの距離の変化はセンサの検出出力の精度に影響を及ぼす。ここで図１（Ｂ）の構造の場合、防振部材１５からの熱応力は、防振部材１５と接触しているパッケージ２３の開口部付近の外壁面に印加され、パッケージ２３の外壁面の変形がパッケージ２３の底部に伝達される。さらにパッケージ２３の底部の変形は信号処理チップ２２に伝達され、信号処理チップ２２の変形が接着シート２６に伝達される。その結果、接着シート２６の変形は、センサチップ２１に伝達される。一方、パッケージ２３の底面が防振部材１５に覆われている構造は、防振部材１５からの熱応力が直接パッケージ２３の底面を変形させるため、図１（Ｂ）の構造に比べてセンサチップ２１が大きく変形する。このため、図１（Ｂ）の構造は、防振部材１５から伝達される熱応力によるセンサチップ２１の変形を小さくすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による力学量センサを図６に示す。
第２実施形態では、図６に示すようにケーシング１２の開口３１の形状が第２実施形態と異なる。第２実施形態では、矩形状の内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分では、内部ユニット１１とケーシング１２との間の距離が小さく、内部ユニット１１の各辺部に対応する部分では内部ユニット１１とケーシング１２との間の距離が大きく設定されている。防振部材１５を構成するエラストマーは、幅すなわち内部ユニット１１からケーシング１２までの距離が小さくなるほど固くなる。そのため、防振部材１５は、内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分では相対的に固く、各辺部に対応する部分では相対的に柔らかくなる。

ケーシング１２に支持されている内部ユニット１１は、図６の上下方向および左右方向の振動だけでなく、内部ユニット１１の中心を軸とした旋回方向への移動も生じる。すなわち、内部ユニット１１は、ケーシング１２に対して相対的な旋回を生じる。第２実施形態のように、防振部材１５で内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分を固く各辺部に対応する部分で柔らかく支持することにより、内部ユニット１１に生じる旋回は防振部材１５の固さの差によって吸収される。すなわち、内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分を防振部材１５で固く支持することにより、内部ユニット１１とケーシング１２との間の相対的な旋回は低減される。

第２実施形態では、内部ユニット１１の周方向において防振部材１５の幅を変更し、内部ユニット１１の角部１１１を各辺部よりも固く支持している。したがって、内部ユニット１１の旋回を低減することができる。

（変形例）
第２実施形態の変形例について説明する。
上述のように内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分における防振部材１５を相対的に固くすることにより、内部ユニット１１の旋回が低減される。そこで、図７（Ａ）に示すように防振部材１５は、内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分を支持する形状であればよい。また、図７（Ｂ）に示すように防振部材１５は、内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分にのみ設けてもよい。このように、防振部材１５は、内部ユニット１１の角部１１１に対応して内部ユニットの周方向へ不連続に設けられる。また、内部ユニット１１の周方向へ不連続な防振部材１５であっても、ケーシング１２から内部ユニット１１への振動の伝達は防振部材１５によって減衰される。そして、防振部材１５を内部ユニット１１の角部１１１に対応して配置することにより、内部ユニット１１とケーシング１２との相対的な振動だけでなく、旋回も低減することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による力学量センサを図８に示す。
第３実施形態では、図８（Ａ）に示すように力学量センサ１０の防振部材１５を注入するとき、仮支持テープ３２に代えて仮支持治具３４を適用している。仮支持治具３４は、シート状のシート部３５からケーシング１２の内側に立ち上がっている突起部３６が設けられている。突起部３６は、ケーシング１２と内部ユニット１１との間に形成される矩形状の隙間のほぼ中間部分に対応して周方向へ複数設けられている。突起部３６は、例えば含フッ素樹脂などによって表面がコーティングされている。そのため、仮支持治具３４は、注入後に硬化した防振部材１５から容易に取り外される。仮支持治具３４を適用して注入した防振部材１５が硬化すると、図８（Ｂ）に示すように防振部材１５には厚さ方向へ貫く孔部３７が形成される。また、仮支持治具３４を適用することにより、防振部材１５には図８（Ｃ）に示すように内部ユニット１１の周方向へ複数の孔部３７が形成される。

このように、第３実施形態では、防振部材１５に任意の孔部３７が形成される。そのため、孔部３７の数や配置すなわち仮支持治具３４に設ける突起部３６の数や配置を変更することにより、防振部材１５のばね定数が変更される。したがって、防振部材１５のばね定数を容易に設定することができる。
また、第３実施形態の場合、内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分に孔部３７を形成しないことにより、防振部材１５は内部ユニット１１の角部１１１に対応する部分が相対的に固くなる。したがって、突起部３６による孔部３７の配置を変更することにより、第２実施形態と同様に内部ユニット１１の旋回を低減することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による力学量センサを図９に示す。
第４実施形態では、図９に示すように力学量センサ１０の防振部材１５は、気泡３８を含んでいる。すなわち、防振部材１５は、例えばスポンジのような発泡性の多孔材料で形成されている。防振部材１５は、含まれる気泡３８の割合すなわち空隙率によってばね定数が変化する。したがって、防振部材１５に含まれる気泡３８の割合を調整することにより、防振部材１５のばね定数を容易に設定することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による力学量センサを図１０に示す。
上述の複数の実施形態では、パッケージ２３に収容されたセンサチップ２１を有する内部ユニット１１をセンサ部として適用するとともに、この内部ユニット１１をケーシング１２に収容する例について説明した。これに対し、第５実施形態では、センサ部およびパッケージがウェハ状態でパッケージされたウェハーレベルパッケージに本発明を適用する例について説明する。

力学量センサ４０は、ケーシングを構成する外郭部４１と、外郭部４１の内側に設けられているセンサ部４２とを有している。外郭部４１は、矩形の筒状に形成されており、内側にセンサ部４２を収容する開口４３を有している。センサ部４２は、外郭部４１と同じくシリコンで形成されている基板４４を有している。この基板４４の一方の端面側にセンサエレメント４５が形成されている。第５実施形態の場合、力学量センサ４０は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって構成されている。外郭部４１とセンサ部４２との間に形成される隙間には、防振部材４６が注入されている。防振部材４６は、センサ部４２の周方向へ連続して設けらている。

外郭部４１は、板厚方向へ貫く貫通電極４７を有している。貫通電極４７は、板厚方向においてセンサエレメント４５と反対側の端部がバンプ４８に接続している。貫通電極４７は、バンプ４８と反対側の端部が防振部材４６を挟んでセンサ部４２とボンディングワイヤ４９で電気的に接続されている。センサ部４２のセンサエレメント４５側は、カバー５１によって覆われている。また、センサ部４２のセンサエレメント４５と反対側は、カバー５２によって覆われている。

第５実施形態では、力学量センサ４０をＭＥＭＳによって構成する場合でも、外郭部４１とセンサ部４２との間は防振部材４６によって接続されている。これにより、外郭部４１からセンサ部４２への振動の伝達は防振部材４６によって減衰される。したがって、外郭部４１とセンサ部４２との相対的な振動を低減することができる。

（第６、第７実施形態）
本発明の第６、第７実施形態による力学量センサをそれぞれ図１１、図１２に示す。
第６実施形態では、図１１に示すように力学量センサ６０は、センサ部６１および有機基板６２を備えている。センサ部６１は、有機基板６２が形成する開口６３の内側に設けられている。センサ部６１は、センサ素子６４が形成されているセンサチップ６５を有している。センサチップ６５に形成されているセンサ素子６４は、カバー６６で覆われている。有機基板６２は、例えばエポキシ樹脂などの絶縁性の有機材料で形成されている。防振部材６７は、このセンサ部６１と有機基板６２との間に設けられている。この場合でも、センサ部６１と有機基板６２との間は、防振部材６７によって振動の伝達が減衰される。したがって、センサ部６１と有機基板６２との相対的な振動を低減することができる。

第７実施形態では、第６実施形態の変形であり、図１２に示すように有機基板６２にセンサチップ６５を搭載している。有機基板６２は、外郭部６２１およびセンサチップを搭載する搭載部６２２を有している。これにより、センサチップ６５および搭載部６２２は、センサ部６１を構成している。防振部材６７は、この有機基板６２の外郭部６２１と搭載部６２２との間に設けられている。これにより、外郭部６２１とセンサチップ６５が搭載された搭載部６２２との間は、防振部材６７によって振動の伝達が減衰される。したがって、有機基板６２の外郭部６２１とセンサ部６１との相対的な振動を低減することができる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による力学量センサを図１３に示す。
第８実施形態では、第１実施形態の変形であり、図１３に示すようにケーシング１２は外郭部１２１およびセンサチップ２１を搭載する搭載部１２２を有している。これにより、センサチップ２１および搭載部１２２は、センサ部としての内部ユニット１１を構成している。防振部材１５は、このケーシング１２の外郭部１２１と搭載部１２２との間に設けられている。これにより、外郭部１２１とセンサチップ２１が搭載された搭載部１２２との間は、防振部材１５によって振動の伝達が減衰される。したがって、ケーシング１２の外郭部１２１と内部ユニット１１との相対的な振動を低減することができる。

（第９実施形態）
本発明の第９実施形態による力学量センサを図１４に示す。
力学量センサ３１０は、センサ部としての内部ユニット３１１、ケーシング３１２、リードフレーム３１３、カバー３１４、防振部材３１５、ボンディングワイヤ３１６およびカバー３１７を備えている。内部ユニット３１１は、センサチップ３２１、信号処理チップ３２２、パッケージ３２３およびリッド３２４を有している。センサチップ３２１の構成は、図３に示すセンサチップ２１と概ね同一の構成である。

内部ユニット３１１は、ケーシング３１２に収容されている。ケーシング３１２は、樹脂で形成されている。ケーシング３１２は、角筒状に形成されている。リードフレーム３１３は、ケーシング３１２にインサート成形されている。内部ユニット３１１は、厚さ方向、すなわち図１４のｚ方向における両端部にそれぞれ端面３２５および端面３２６を有している。端面３２５はパッケージ３２３に位置し、端面３２６はリッド３２４に位置している。カバー３１４は、内部ユニット３１１の端面３２５側を覆っている。カバー３１７は、内部ユニット３１１の端面３２６側を覆っている。

内部ユニット３１１は、端面３２５にパッド３２７を有している。パッド３２７は、センサチップ３２１および信号処理チップ３２２と電気的に接続している。また、ケーシング３１２は、リードフレーム３１３と電気的に接続しているパッド３２８を有している。ボンディングワイヤ３１６は、内部ユニット３１１のパッド３２７とリードフレーム３１３のパッド３２８との間を接続している。これにより、内部ユニット３１１とリードフレーム３１３とは、ボンディングワイヤ３１６によって電気的に接続されている。

ケーシング３１２は、ケーシング本体３３１および支持部３３２を有している。ケーシング本体３３１は、内部ユニット３１１の外周側を囲む角筒状に形成されている。支持部３３２は、ケーシング本体３３１から内側へ突出し、内部ユニット３１１の端面３２６と対向する側に支持面３３３を形成している。第９実施形態の場合、図１５に示すように支持部３３２は、矩形状のケーシング本体３３１の各角部から内側へ突出している。これらケーシング本体３３１と支持部３３２との間には、略十字形状の開口部３３４が形成されている。開口部３３４は、支持面３３３側から支持面３３３と反対側へ支持部３３２をｚ方向へ貫いている。

防振部材３１５は、図１４に示すように内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間に設けられている。防振部材３１５は、ケーシング３１２と内部ユニット３１１とを接続、すなわち接着している。これにより、内部ユニット３１１は、ケーシング３１２の支持部３３２に防振部材３１５によって保持されている。防振部材３１５は、上述の複数の実施形態と同様に、例えばシリコーンゴムあるいはシリコーンＲＴＶゴムなどの柔軟なエラストマーで形成されている。

次に、第９実施形態による力学量センサ３１０の製造工程の一例について説明する。
図１６（Ａ）に示すように、インサート成形により、ケーシング３１２およびリードフレーム３１３は一体に設けられる。図１６（Ｂ）に示すように、リードフレーム３１３と一体に形成されたケーシング３１２は、支持部３３２の支持面３３３に防振部材３１５を構成するエラストマーが塗布される。図１６（Ｃ）に示すように、内部ユニット３１１は、防振部材３１５となるエラストマーが塗布されたケーシング３１２に取り付けられる。防振部材３１５となるエラストマーは、液状または半固形の硬化前の状態で支持面３３３に塗布される。内部ユニット３１１は、防振部材３１５となるエラストマーが硬化する前に支持面３３３に取り付けられる。防振部材３１５となるエラストマーが硬化することにより、内部ユニット３１１は防振部材３１５によってケーシング３１２に接続される。

防振部材３１５となるエラストマーが硬化すると、図１６（Ｄ）に示すように内部ユニット３１１とケーシング３１２との間はボンディングワイヤ３１６によって電気的に接続される。第９実施形態の場合、内部ユニット３１１は、防振部材３１５が設けられる端面３２６とボンディングワイヤ３１６が設けられる端面３２５とが異なっている。そのため、防振部材３１５となるエラストマーを塗布する工程、およびボンディングワイヤ３１６を接続する工程は、いずれも他方の工程によって作業が妨げられることがない。

ボンディングワイヤ３１６の接続が完了すると、図１６（Ｅ）に示すようにケーシング３１２へカバー３１４およびカバー３１７が取り付けられる。カバー３１４およびカバー３１７が取り付けられると、図１６（Ｆ）に示すようにリードフレーム３１３は所定の形状に成形され、力学量センサ３１０の製造が完了する。また、このとき、図１５に示すように互いに接続されているリードフレーム３１３は、図１４に示すように分離される。

ケーシング３１２は、上述のように支持部３３２を貫く開口部３３４を有している。そのため、開口部３３４には、図１７に示すように治具３４０を挿入可能である。治具３４０は、収容部３４１および接触部３４２を有している。収容部３４１は、ケーシング３１２を収容する。接触部３４２は、内部ユニット３１１の開口部３３４を貫く柱部３４３の端部に設けられている。接触部３４２は、内部ユニット３１１の端面３２６に接触可能である。収容部３４１にケーシング３１２を収容することにより、ケーシング３１２と治具３４０の接触部３４２との間の位置関係は一定に設定される。すなわち、接触部３４２に接する内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間の距離は、治具３４０によって一定に設定される。

端面３２６と支持面３３３との間の距離は、防振部材３１５の厚さに相当する。防振部材３１５の減衰特性は、防振部材３１５のばね定数すなわち防振部材３１５の厚さによって変化する。そのため、防振部材３１５の厚さは、一定に設定することが望ましい。第９実施形態の場合、図１６（Ｃ）に示すようにケーシング３１２に内部ユニット３１１を取り付けるとき、図１７に示すようにケーシング３１２の開口部３３４に治具３４０の柱部３４３を挿入することにより、端面３２６と支持面３３３との間の距離、すなわち防振部材３１５の厚さは一定に設定される。その結果、防振部材３１５の減衰特性は、正確に設定される。治具３４０は、内部に図示しない永久磁石あるいは電磁石を有している。内部ユニット３１１のリッド３２４を例えば鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄などの磁性体で形成することにより、内部ユニット３１１は治具３４０に内蔵されている磁石によって着脱可能に固定される。その結果、内部ユニット３１１は、防振部材３１５が硬化するまで、治具３４０によって支持される。

また、図１６（Ｄ）に示すようにボンディングワイヤ３１６を取り付けるとき、図１８に示すようにケーシング３１２の開口部３３４に治具３４０の柱部３４３を挿入することにより、内部ユニット３１１は治具３４０によって支持される。そのため、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間を柔軟な防振部材３１５で接続する場合でも、治具３４０で支持された内部ユニット３１１は治具３４０によって上下の位置の変化が低減される。これにより、内部ユニット３１１のパッド３２７へのボンディングワイヤ３１６の確実な接続が図られる。

第９実施形態では、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間を柔軟なエラストマーなどからなる防振部材３１５で接続している。防振部材３１５は、内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間に設けられている。これにより、内部ユニット３１１とケーシング３１２とは、直接接していない。防振部材３１５は、例えばエラストマーなどの柔軟な樹脂を用いるため、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間を接続しつつ、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の相対的な振動を吸収する。また、例えば厚さや発泡量など防振部材３１５の物性を変更することにより、防振部材３１５は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰が図られるとともに、ばね定数を容易に設定することができる。

また、第９実施形態では、ケーシング３１２は支持部３３２を貫く開口部３３４を有する。内部ユニット３１１とケーシング３１２とを接続する防振部材３１５は、その厚さや発泡量によってばね定数が設定される。そのため、内部ユニット３１１とケーシング３１２とを接続するとき、開口部３３４を貫く治具３４０によって内部ユニット３１１を支持することにより、内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間の距離は精密に制御される。その結果、防振部材３１５の特性も精密に設定される。また、ボンディングワイヤ３１６を取り付けるときも、治具３４０で内部ユニット３１１を支持することにより、内部ユニット３１１の移動が低減される。したがって、高い加工精度を必要とすることなく、内部ユニット３１１を支持する防振部材３１５のばね定数を精密かつ容易に設定することができる。また、ボンディングワイヤ３１６を取り付けるときも、治具３４０で内部ユニット３１１を支持することにより、内部ユニット３１１の移動が低減される。したがって、柔軟な防振部材３１５で支持された内部ユニット３１１とボンディングワイヤ３１６とを確実に接続することができる。

（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態による力学量センサのケーシングを図１９に示す。
第１０実施形態では、力学量センサ３１０は、ケーシング３１２の開口部３３４を塞ぐ仮支持部３５１を備えている。仮支持部３５１は、分離部３５２を挟んでケーシング３１２と一体に形成されている。この分離部３５２を切断することにより、仮支持部３５１はケーシング３１２から分離可能である。また、力学量センサ３１０は、ケーシング３１２において内部ユニット３１１を囲む壁部の一部にガイド部３５３を備えている。ガイド部３５３は、内部ユニット３１１の周壁と対向する位置に設けられ、内部ユニット３１１の周壁と接することにより内部ユニット３１１の位置を規定する。すなわち、ケーシング３１２の内側に取り付けられる内部ユニット３１１は、周壁がガイド部３５３に接しつつケーシング３１２に挿入される。これにより、内部ユニット３１１は、ガイド部３５３によって水平方向の位置が規定される。

次に、第１０実施形態による力学量センサ３１０の製造工程の一例について説明する。
図２０（Ａ）に示すように、ケーシング３１２およびリードフレーム３１３はインサート成形により一体に形成されている。このとき、開口部３３４を塞ぐ仮支持部３５１は、ケーシング３１２と一体に形成されている。すなわち、仮支持部３５１は、分離部３５２とともにケーシング３１２に接続している。図２０（Ｂ）に示すように、リードフレーム３１３と一体に形成されたケーシング３１２は、支持部３３２の支持面３３３に防振部材３１５を構成するエラストマーが塗布される。そして、図２０（Ｃ）に示すように塗布された防振部材３１５となるエラストマーが硬化する前に内部ユニット３１１が取り付けられる。このとき、ケーシング３１２は仮支持部３５１と一体に形成されているため、内部ユニット３１１は仮支持部３５１によって支持される。この仮支持部３５１は、第９実施形態における治具３４０と同様に内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間の距離を設定する。これにより、仮支持部３５１に支持される内部ユニット３１１は、端面３２６がケーシング３１２の支持面３３３に接することがなく、エラストマーからなる防振部材３１５の厚さも設定される。また、内部ユニット３１１の水平方向の位置は、周壁と接するガイド部３５３によって規定される。

防振部材３１５が硬化すると、図２０（Ｄ）に示すように仮支持部３５１が除去される。仮支持部３５１は、例えばレーザ光の照射によって分離部３５２を溶断することにより、ケーシング３１２から分離される。
第１０実施形態では、開口部３３４を塞ぎ、ケーシング３１２から分離可能な仮支持部３５１を備えている。また、ケーシング３１２の壁部のうち、内部ユニット３１１の周壁と対向する部分にガイド部３５３を備えている。ガイド部３５３は、内部ユニット３１１と接することにより、ケーシング３１２に対する内部ユニット３１１の位置を規定する。これにより、ガイド部３５３を利用してケーシング３１２に取り付けられる内部ユニット３１１は、仮支持部３５１によって支持される。仮支持部３５１は、内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間の距離、すなわち防振部材３１５の高さなどの形状を規定する。その結果、仮支持部３５１を利用して内部ユニット３１１を取り付けた後、ケーシング３１２から分離可能な仮支持部３５１を除去することにより、内部ユニット３１１は防振部材３１５によって支持される。したがって、高い加工精度を必要とすることなく、内部ユニット３１１を支持する防振部材３１５のばね定数を精密かつ容易に設定することができる。

（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態による力学量センサの要部を図２１に示す。
第１１実施形態では、図２１に示すように防振部材３１５は、距離設定部材３６１および接着剤３６２を有している。距離設定部材３６１は、例えばエラストマーなどの柔軟な材料により固形状に形成されている。一方、接着剤３６２は、距離設定部材３６１と同一または異なる材料によって形成され、液状または半固形状で塗布された後、硬化することによって固形状となる。

第１１実施形態の場合、内部ユニット３１１をケーシング３１２に取り付けるとき、内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間には固形状の距離設定部材３６１が挟み込まれる。距離設定部材３６１は固形状であるため、内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間の距離は介在する距離設定部材３６１によって規定される。一方、この距離設定部材３６１の周囲には、液状または半固形状の接着剤３６２が塗布される。この接着剤３６２が硬化することにより、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間は接着される。

第１１実施形態では、予め硬化したエラストマーからなる距離設定部材３６１は、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間を柔軟に支持する。一方、接着剤３６２は、内部ユニット３１１とケーシング３１２とを接着する。内部ユニット３１１を距離設定部材３６１でケーシング３１２に支持した状態で接着剤３６２を塗布することにより、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の距離は規定されつつ、内部ユニット３１１とケーシング３１２とは接着される。したがって、高い加工精度を必要とすることなく、内部ユニット３１１を支持する防振部材３１５のばね定数を精密かつ容易に設定することができる。

（第１２、第１３実施形態）
本発明の第１２実施形態および第１３実施形態による力学量センサをそれぞれ図２２または図２３に示す。

第１２実施形態の場合、図２２に示すようにケーシング３１２は支持部３３２に凹部３７１を有している。凹部３７１は、支持面３３３から板厚方向へわずかに窪んでいる。これにより、支持部３３２に塗布される防振部材３１５は、凹部３７１によって位置が決められるとともに、凹部３７１の外側への移動または流出が低減される。すなわち、支持部３３２に防振部材３１５となる液状または半固形状のエラストマーを塗布する場合、凹部３７１によって流出が低減される。また、第１１実施形態のように距離設定部材３６１を用いる場合も、凹部３７１によって距離設定部材３６１の移動および接着剤３６２の流出が低減される。これらの結果、内部ユニット３１１を支持する防振部材３１５の位置は、正確に規定される。したがって、高い加工精度を必要とすることなく、内部ユニット３１１を支持する防振部材３１５の位置を精密かつ容易に設定することができる。

第１３実施形態の場合、図２３に示すようにケーシング３１２は、円形状の開口部３３４を有している。すなわち、開口部３３４は、上述の複数の実施形態で説明した略十字形状に限らず、図２３に示すように円形状であってもよい。この場合、支持部３３２は、円形状の開口部３３４とケーシング本体３３１との間に形成される。また、この支持部３３２に凹部３７１を設けてもよい。

（第１４実施形態）
本発明の第１４実施形態による力学量センサのケーシングを図２４に示す。
第１４実施形態では、図２４に示すようにケーシング３１２は、ケーシング本体３３１と支持部３３２との間に弾性支持部材３８１を有している。すなわち、支持部３３２は、ケーシング本体３３１と別体に形成され、ケーシング本体３３１との間が弾性支持部材３８１によって接続されている。弾性支持部材３８１は、例えばコイルスプリングなどの弾性体で形成されている。

第１４実施形態の場合、支持部３３２は、弾性支持部材３８１によって支持されているため、ケーシング本体３３１との間で相対的な移動が許容される。一方、支持部３３２と内部ユニット３１１との間は、支持部３３２の支持面３３３と内部ユニット３１１の端面３２６との間に設けられた防振部材３１５によって相対的な移動が許容される。このように、内部ユニット３１１は、支持部３３２との間、およびケーシング本体３３１との間がそれぞれ防振部材３１５または弾性支持部材３８１によって弾性的に支持されている。その結果、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の振動は、防振部材３１５だけでなく、弾性支持部材３８１によっても吸収される。したがって、内部ユニット３１１とケーシング３１２との相対的な振動をより確実かつ高精度に減衰することができる。

（第１５実施形態）
本発明の第１５実施形態による力学量センサを図２５に示す。
力学量センサ４１０は、センサ部としての内部ユニット４１１、ケーシング４１２、リードフレーム４１３、第一防振部材４１５、ボンディングワイヤ４１６および第二防振部材４１８を備えている。内部ユニット４１１の構成は、上述の複数の実施形態と実質的に同一であるので説明を省略する。また、図２５には示していないが、力学量センサ４１０は内部ユニット４１１を保護するカバーなどを備えている。第一防振部材４１５および第二防振部材４１８は、特許請求の範囲の防振構造部に相当する。

内部ユニット４１１は、ケーシング４１２に収容されている。ケーシング４１２は、樹脂で角筒状に形成されている。リードフレーム４１３は、ケーシング４１２にインサート成形されている。内部ユニット４１１は、厚さ方向すなわち図２５（Ｂ）のｚ方向における両端部にそれぞれ端面４２５および端面４２６を有している。
内部ユニット４１１は、図２５（Ａ）に示すように端面４２５にパッド４２７を有している。パッド４２７は、図示しないセンサチップおよび信号処理チップと電気的に接続している。また、ケーシング４１２は、リードフレーム４１３と電気的に接続しているパッド４２８を有している。ボンディングワイヤ４１６は、内部ユニット４１１のパッド４２７とリードフレーム４１３のパッド４２８との間を接続している。これにより、内部ユニット４１１とリードフレーム４１３とは、ボンディングワイヤ４１６によって電気的に接続されている。

ケーシング４１２は、ケーシング本体４３１および支持部４３２を有している。ケーシング本体４３１は、内部ユニット４１１の外周側を囲む角筒状に形成されている。支持部４３２は、ケーシング本体４３１から内側へ突出し、内部ユニット４１１の端面４２６と対向する側に支持面４３３を形成している。支持部４３２は、中心部に板厚方向に貫く開口部４３４を形成している。なお、支持部４３２および開口部４３４の形状は、上述の第９実施形態と同様であってもよい。

第一防振部材４１５は、図２５（Ｂ）に示すように内部ユニット４１１の端面４２６とケーシング４１２の支持面４３３との間に設けられている。第一防振部材４１５は、ケーシング４１２と内部ユニット４１１とを接続、すなわち接着している。これにより、内部ユニット４１１は、ケーシング４１２の支持部４３２に第一防振部材４１５によって保持されている。第一防振部材４１５は、上述の複数の実施形態と同様に、例えばシリコーンゴムあるいはシリコーンＲＴＶゴムなどの柔軟なエラストマーで形成されている。

第二防振部材４１８は、第１５実施形態の場合、内部ユニット４１１の側壁４２９とケーシング４１２の内壁４３５との間に設けられている。また、第１５実施形態の場合、第二防振部材４１８は、内部ユニット４１１の側壁４２９およびケーシング４１２の内壁４３５に接している。第二防振部材４１８は、第一防振部材４１５と異なる材料で形成され、第一防振部材４１５よりも実効弾性率が低い、すなわち第一防振部材４１５よりも柔らかい材料で形成されている。第二防振部材４１８は、例えば第一防振部材４１５を形成するエラストマーよりもさらに柔らかいゴム、油脂を含有するゲルなどで形成されている。これら第二防振部材４１８を形成するゴムやゲルは、硬化前において液状または半固形状であるため、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間への注入が容易である。一方、第二防振部材４１８を形成するゴムやゲルは、硬化後において内部ユニット４１１とケーシングと４１２との間を緩やかに支持する。

力学量センサ４１０の内部ユニット４１１とケーシング４１２との間で生じる相対的な振動は、比較的揺れ幅が小さな高周波の振動と、比較的揺れ幅が大きな低周波の振動を含んでいる。第二防振部材４１８を上述のように第一防振部材４１５よりも弾性率が小さな柔らかい材料で形成することにより、第一防振部材４１５と第二防振部材４１８には互いに防振特性が異なる。すなわち、比較的硬い第一防振部材４１５は比較的高周波の振動を減衰するのに対し、比較的柔らかい第二防振部材４１８は比較的低周波の振動を減衰する。つまり、第一防振部材４１５によっては減衰が不十分であった比較的低周波の振動は、第二防振部材４１８によって減衰が促進される。
第二防振部材４１８は、ボンディングワイヤ４１６の内部ユニット４１１側とケーシング４１２側との距離の変化を制限する位置に設けられている。すなわち、第二防振部材４１８は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離の変化を制限し、ボンディングワイヤ４１６に加わる引っ張り力または圧縮力を低減する。

図２５（Ａ）に示すように並列に設けられている複数のボンディングワイヤ４１６は、電気接続領域４４０を形成している。電気接続領域４４０は、内部ユニット４１１とリードフレーム４１３とを接続するボンディングワイヤ４１６に垂直な方向において、両端に位置するボンディングワイヤ４１６の間に形成される。すなわち、図２５（Ａ）に示す力学量センサ４１０の場合、電気接続領域４４０はｙ軸方向における両端のボンディングワイヤ４１６の間に形成される。第二防振部材４１８は、この電気接続領域４４０よりもさらに外側、すなわち電気接続領域４４０の両端に位置するボンディングワイヤ４１６よりも外側まで形成されている。これにより、内部ユニット４１１は、図２５（Ａ）に示す平面視において中心を回転の軸とする回転が抑えられる。そのため、内部ユニット４１１とケーシング４１２との相対的な回転にともなうボンディングワイヤ４１６の引っ張りまたは圧縮が低減される。したがって、ボンディングワイヤ４１６の電気的な接続を保護することができる。この場合、第二防振部材４１８は、図２５（Ａ）に示すように電気接続領域４４０の両端の間で不連続であってもよく、連続であってもよい。

次に、第１５実施形態による力学量センサ４１０の製造工程の一例について説明する。
図２６（Ａ）に示すように、インサート成形により、ケーシング４１２およびリードフレーム４１３は一体に設けられる。リードフレーム４１３と一体に形成されたケーシング４１２は、支持部４３２の支持面４３３に第一防振部材４１５を構成するエラストマーが塗布される。図２６（Ｂ）に示すように、内部ユニット４１１は、第一防振部材４１５となるエラストマーが塗布されたケーシング４１２に取り付けられる。第一防振部材４１５となるエラストマーは、液状または半固形の硬化前の状態で支持面４３３に塗布される。内部ユニット４１１は、第一防振部材４１５となるエラストマーが硬化する前に支持面４３３に取り付けられる。第一防振部材４１５となるエラストマーが硬化することにより、内部ユニット４１１は第一防振部材４１５によってケーシング４１２に接続される。

第一防振部材４１５となるエラストマーが硬化すると、図２６（Ｃ）に示すようにディスペンサ４５０は第二防振部材４１８となるゴムあるいはゲルを注入する。ディスペンサ４５０は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に第二防振部材４１８となる液状または半固形状のゴムあるいはゲルを注入する。第二防振部材４１８は、内部ユニット４１１の側壁４１９およびケーシング４１２の内壁４３５に接した状態で硬化する。

第二防振部材４１８となるゴムやゲルが硬化すると、図２６（Ｄ）に示すように内部ユニット４１１とケーシング４１２との間はボンディングワイヤ４１６によって電気的に接続される。ボンディングワイヤ４１６の接続が完了すると、図示しないカバーなどがケーシング４１２に取り付けられた後、リードフレーム４１３は所定の形状に成形され、力学量センサ４１０の製造が完了する。なお、ケーシング４１２は、第９実施形態と同様に支持部４３２を貫く開口部４３４を有している。そのため、開口部４３４に図示しない治具を挿入し、ケーシング４１２に対する内部ユニット４１１の位置を決定しつつ、内部ユニット４１１の取り付けおよびボンディングワイヤ４１６の接続を行ってもよい。

なお、上述の例では、図２６（Ｃ）に示すように第二防振部材４１８となるゴムやゲルを注入して硬化させた後、図２６（Ｄ）に示すようにボンディングワイヤ４１６を接続している。しかし、先立ってボンディングワイヤ４１６を接続し、その後に第二防振部材４１８となるゴムやゲルを注入してもよい。このように、第二防振部材４１８の注入とボンディングワイヤ４１６の接続とは、その順序を任意に変更可能である。

第１５実施形態では、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に防振構造部としての第一防振部材４１５および第二防振部材４１８が設けられている。第一防振部材４１５は、内部ユニット４１１の端面４２６とケーシング４１２の支持面４３３との間に設けられている。これにより、内部ユニット４１１とケーシング４１２とは直接接していない。第一防振部材４１５は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間を接続しつつ、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の相対的な振動を吸収する。また、第二防振部材４１８は、第一防振部材４１５よりも弾性率が小さく、第一防振部材４１５が減衰する振動よりも低周波の振動を減衰する。内部ユニット４１１とケーシング４１２との間で生じる相対的な振動には、比較的揺れ幅が小さな高周波の振動および比較的揺れ幅が大きな低周波の振動が含まれる。そのため、第二防振部材４１８によって第一防振部材４１５よりも低周波の振動を減衰することにより、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の相対的な振動は幅広い周波数域で減衰される。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく幅広い周波数の振動の減衰を図ることができる。

また、第１５実施形態では、第二防振部材４１８はボンディングワイヤ４１６の内部ユニット４１１側とケーシング４１２側との距離の変化を制限する位置に設けられている。内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に第二防振部材４１８を設けることにより、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離の変化を生じる比較的揺れ幅が大きな低周波の振動が減衰される。低周波の振動によって内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離が変化すると、ボンディングワイヤ４１６に引っ張り方向または圧縮方向の力が加わり、ボンディングワイヤ４１６の破断を招く原因となる。そこで、第二防振部材４１８は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離の変化を制限し、ボンディングワイヤ４１６に加わる引っ張り力または圧縮力を低減する。第二防振部材４１８が内部ユニット４１１とケーシング４１２との間で振動を減衰することにより、内部ユニット４１１とケーシング４１２との距離の変化、およびこれにともなってボンディングワイヤ４１６に加わる力を低減する。したがって、ボンディングワイヤ４１６の破断を抑制し、電気的な接続を保護することができる。

さらに、第１５実施形態では、第二防振部材４１８はゴムあるいは油脂を含有するゲルで形成されている。そのため、例えば内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に、液状または半固形状のゴムやゲルを注入し、このゴムやゲルを硬化させることにより、第二防振部材４１８が形成される。また、これらのゴムやゲルは、第一防振部材４１５を形成するエラストマーよりも弾性率が低い、すなわち柔らかい。したがって、第一防振部材４１５と防振特性の異なる第二防振部材４１８を容易に形成することができるとともに、幅広い周波数域の振動を減衰することができる。

第１５実施形態では、ケーシング４１２に塗布した第一防振部材４１５に内部ユニット４１１を搭載した後、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に第二防振部材４１８を注入している。これにより、第一防振部材４１５の塗布、内部ユニット４１１の搭載、および第二防振部材４１８の注入という簡単な工程で力学量センサ４１０を製造することができる。ここで、ボンディングワイヤ４１６による内部ユニット４１１とリードフレーム４１３との接続は、第二防振部材４１８の注入の前または後のいずれでもよい。ボンディングワイヤ４１６を接続する前に第二防振部材４１８を注入する場合、第二防振部材４１８の注入がボンディングワイヤ４１６によって妨げられない。一方、ボンディングワイヤ４１６を接続した後に第二防振部材４１８の注入する場合、既に接続されたボンディングワイヤ４１６の根元部分が第二防振部材４１８によって覆われ、強度の向上および腐食の低減を図ることができる。

（第１６実施形態）
本発明の第１６実施形態による力学量センサを図２７に示す。
第１６実施形態は、第１５実施形態の変形である。第１６実施形態の場合、第二防振部材４１８は、第一防振部材４１５の周囲に設けられている。第二防振部材４１８を形成するゴムやゲルなどは、液状または半固形状で内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に注入される。そのため、ゴムやゲルの粘度が小さい場合、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に注入されたゴムやゲルは、自重によりケーシング４１２の支持部４３２側へ既に硬化している第一防振部材４１５の周囲に流れ落ちる。これにより、第二防振部材４１８は、第一防振部材４１５の周囲に設けられる。第二防振部材４１８は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の振動を減衰し、内部ユニット４１１とケーシング４１２との距離の変化を制限する位置にあればよい。そのため、第一防振部材４１５の周囲であっても、低周波の振動を減衰し、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離の変化を制限することができる。

また、図２７に示す例の場合、矩形状の内部ユニット４１１の四つの角に対応して設けられている第一防振部材４１５の内側間にも、第二防振部材４１８を設けてもよい。第二防振部材４１８を形成するゴムやゲルは、上述のように液状あるいは半固形状の場合、容易に流動する。この第二防振部材４１８を形成するゴムやゲルの流動は制限する必要がないので、各第一防振部材４１５の間に第二防振部材４１８が設けられてもよい。

（第１７実施形態）
本発明の第１７実施形態による力学量センサを図２８に示す。
第１７実施形態の場合、図２８に示すようにボンディングワイヤ４１６は、矩形状の内部ユニット４１１の対向する一対の辺部４６１、４６２だけでなく、この辺部４６１と辺部４６２との間に位置する辺部４６３にも設けられている。そして、ボンディングワイヤ４１６は、この辺部４６３に設けられているパッド４６４とこの辺部４６３と対向するパッド４６５との間を接続している。これにより、辺部４６１で並列する複数のボンディングワイヤ４１６は電気接続領域４６６を形成し、辺部４６２で並列する複数のボンディングワイヤ４１６は電気接続領域４６７を形成し、辺部４６３で並列する複数のボンディングワイヤ４１６は電気接続領域４６８を形成している。そのため、第二防振部材４１８は、これら電気接続領域４６６、４６７、４６８に対応して三箇所に設けられている。すなわち、内部ユニット４１１の複数の辺部のうちのいずれかの辺部に電気接続領域４６６、４６７、４６８が設けられているとき、この電気接続領域４６６、４６７、４６８に対応して第二防振部材４１８が設けられる。

上述のように、電気接続領域４６６、４６７、４６８を形成する複数のボンディングワイヤ４１６は、引っ張り力や圧縮力が加わると破断を招くおそれがある。そこで、電気接続領域４６６、４６７、４６８に対応する第二防振部材４１８を設けることにより、内部ユニット４１１の複数の辺部４６１、４６２、４６３に電気接続領域４６６、４６７、４６８をそれぞれ設ける場合でも、各電気接続領域４６６、４６７、４６８を形成するボンディングワイヤ４１６の電気的な接続を保護することができる。この場合でも、第二防振部材は、各電気接続領域４６６、４６７、４６８の両端に位置するボンディングワイヤ４１６よりも外側まで形成されている。

第１７実施形態では、第二防振部材４１８は、ボンディングワイヤ４１６の内部ユニット４１１側の端部が整列している内部ユニット４１１の辺部４６１、４６２、４６３に沿って設けられている。すなわち、内部ユニット４１１の複数の辺部４６１、４６２、４６３からボンディングワイヤ４１６が延びている場合でも、ボンディングワイヤ４１６が延びる内部ユニット４１１の各辺部４６１、４６２、４６３とケーシング４１２との間には第二防振部材４１８が設けられている。言い換えると、ボンディングワイヤ４１６の支持部４３２側には必ず第二防振部材４１８が位置している。これにより、ボンディングワイヤ４１６が内部ユニット４１１のいずれの位置に設けられているかに関わらず、第二防振部材４１８は内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の振動を減衰しつつ、ボンディングワイヤ４１６に加わる力を低減する。したがって、ボンディングワイヤ４１６の電気的な接続を保護することができる。

（第１８実施形態）
本発明の第１８実施形態による力学量センサを図２９に示す。
第１８実施形態の場合、力学量センサ４１０は予め成形された第二防振部材４７０を備えている。その他の構成は、第１５実施形態と実質的に同一である。すなわち、第１８実施形態は、第１５実施形態における第二防振部材４１８に代えて予め成形された第二防振部材４７０を適用する例である。第１８実施形態では、第二防振部材４７０は、第一防振部材４１５よりも弾性率が低い、すなわち柔らかい材料で形成されるとともに、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離に応じて予め形成されている。第二防振部材４７０は、第１５実施形態と同様に例えば第一防振部材４１５より弾性率の低いゴムや油脂を含有するゲルで形成されている。第二防振部材４７０は、図３０（Ａ）に示すように円柱状や図３０（Ｂ）に示すように角柱状に形成されている。また、第二防振部材４７０は、図３０（Ｃ）および図３０（Ｄ）に示すように内部を軸方向へ貫く穴状の空隙４７１を有する円筒状あるいは角筒状に形成してもよい。さらに、第二防振部材４７０は、空隙４７１に代えて発泡材料などによって多孔状の空隙を形成してもよい。

次に、第１８実施形態による力学量センサ４１０の製造工程の一例について説明する。
図３１（Ａ）に示すように、インサート成形により、ケーシング４１２およびリードフレーム４１３は一体に設けられる。リードフレーム４１３と一体に形成されたケーシング４１２は、支持部４３２の支持面４３３に第一防振部材４１５を構成するエラストマーが塗布される。図３１（Ｂ）に示すように、内部ユニット４１１は、第一防振部材４１５となるエラストマーが塗布されたケーシング４１２に取り付けられる。第一防振部材４１５となるエラストマーは、液状または半固形の硬化前の状態で支持面４３３に塗布される。内部ユニット４１１は、第一防振部材３１５となるエラストマーが硬化する前に支持面４３３に取り付けられる。第一防振部材４１５となるエラストマーが硬化することにより、内部ユニット４１１は第一防振部材４１５によってケーシング４１２に接続される。

第一防振部材４１５となるエラストマーが硬化すると、図３１（Ｃ）に示すように予め成形された第二防振部材４７０が内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に設けられる。第二防振部材４７０は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離よりもやや大きく形成されている。そのため、第二防振部材４７０は、内部ユニット４１１の側壁４２９とケーシング４１２の内壁４３５との間に圧入される。

第二防振部材４７０が圧入されると、図３１（Ｄ）に示すように内部ユニット４１１とケーシング４１２との間はボンディングワイヤ４１６によって電気的に接続される。ボンディングワイヤ４１６の接続が完了すると、図示しないカバーなどがケーシング４１２に取り付けられた後、リードフレーム４１３は所定の形状に成形され、力学量センサ４１０の製造が完了する。なお、ケーシング４１２は、第９実施形態と同様に支持部４３２を貫く開口部４３４を有している。そのため、開口部４３４に図示しない治具を挿入し、ケーシング４１２に対する内部ユニット４１１の位置を決定しつつ、内部ユニット４１１の取り付けおよびボンディングワイヤ４１６の接続を行ってもよい。なお、ボンディングワイヤ４１６による内部ユニット４１１とリードフレーム４１３との接続は、第二防振部材４７０の圧入を容易にするために第二防振部材４７０の圧入の後に行うことが望ましい。

第１５実施形態では、ケーシング４１２に塗布した第一防振部材４１５に内部ユニット４１１を搭載した後、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に予め形成された第二防振部材４７０を圧入している。これにより、第一防振部材４１５の塗布、内部ユニット４１１の搭載、および第二防振部材４７０の圧入という簡単な工程で力学量センサ４１０を製造することができる。また、第二防振部材４７０は予め成形されているため、第二防振部材４７０の性能を容易に均一化することができる。

また、第１５実施形態では、第二防振部材４７０の内部に空隙４７１を有している。第二防振部材４７０に空隙４７１を形成することにより、第二防振部材４７０は空隙４７１が無い場合よりも柔らかくなる。そのため、空隙４７１を有する第二防振部材４７０は、低周波の振動をより効果的に減衰する。また、空隙４７１の形状、数あるいは分布などを変更することにより、減衰する振動の周波数を容易に調整可能である。したがって、幅広い周波数域の振動を減衰することができる。

（第１９実施形態）
本発明の第１９実施形態による力学量センサを図３２に示す。
第１９実施形態の場合、力学量センサ４１０は予め成形された金属製のばね４８０を備えている。この金属製のばね４８０は、第二防振部材に相当する。すなわち、第１９実施形態は、第１８実施形態における予め成形された第二防振部材４７０に代えて金属製のばね４８０を適用する例である。

第１９実施形態の場合、第１８実施形態と同様に、ケーシング４１２に塗布された第一防振部材４１５に内部ユニット４１１を搭載し、第一防振部材４１５が硬化した後に、ばね４８０が内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に設けられる。ばね４８０は、全長が内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離よりもやや大きいため、内部ユニット４１１の側壁４２９とケーシング４１２の内壁４３５との間に圧入される。

第１９実施形態では、ケーシング４１２に塗布した第一防振部材４１５に内部ユニット４１１を搭載した後、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に金属製のばね４８０からなる第二防振部材を圧入している。これにより、第一防振部材４１５の塗布、内部ユニット４１１の搭載、およびばね４８０の圧入という簡単な工程で力学量センサ４１０を製造することができる。ボンディングワイヤ４１６による内部ユニット４１１とリードフレーム４１３との接続は、ばね４８０の圧入を容易にするためにばね４８０の圧入の後に行うことが望ましい。また、ばね４８０は予め形成されているため、ばね４８０の性能は容易に均一化される。したがって、ばね４８０によって減衰する振動の周波数を厳密に調整することができる。

（第２０実施形態）
本発明の第２０実施形態による力学量センサを図３３に示す。
第２０実施形態の場合、図３３に示すように力学量センサ４１０は第二防振部材４９０を備えている。第二防振部材４９０は、第１５実施形態で説明したように半固形状または液状で注入した後に硬化させて形成してもよく、第１８実施形態に示すように予め成形してもよい。第２０実施形態の場合、第二防振部材４９０は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に隙間４９１を形成している。すなわち、第二防振部材４９０は、図３３に示すように内部ユニット４１１からケーシング４１２までの間に隙間４９１を有している。

ボンディングワイヤ４１６の電気的な接続を保護するためには、上述のように内部ユニット４１１とケーシング４１２との間において振幅の大きな振動を減衰する必要がある。このように振幅の大きな振動すなわち振動数の低い振動を減衰する場合、柔軟な材料で支持するだけでなく、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の過大な相対移動を制限する構成としてもよい。第二防振部材４９０において、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に微細な隙間４９１を形成することにより、隙間４９１に相当する振幅の微小な振動は許容される。これに対し、隙間４９１を超える大きな振動は、隙間４９１を挟んで対向する第二防振部材４９０が接することにより制限される。したがって、幅広い振動の減衰を図ることができる。

また、第二防振部材４９０は、内部ユニット４１１からケーシング４１２との間に隙間４９１を形成すればよい。そのため、図３４に示すように、第二防振部材４９０は、ケーシング４１２の内壁４３５と接着しつつ内部ユニット４１１の側壁４２９と接しない構成でもよい。これにより、内部ユニット４１１と第二防振部材４９０との間に微小な隙間４９１が形成される。また、図３５に示すように、第二防振部材４９０は、内部ユニット４１１の側壁４２９と接着しつつケーシング４１２の内壁４３５と接しない構成でもよい。これにより、ケーシング４１２と第二防振部材４９０との間に微小な隙間４９１が形成される。すなわち、第二防振部材４９０は、一方の端部を固定端とし、他方の端部を自由端としてもよい。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

図面中、１０、４０、６０は力学量センサ、１１は内部ユニット（センサ部）、１２はケーシング、１５、４６、６７は防振部材、３７は孔部、３８は気泡、４１は外郭部（ケーシング）、４２はセンサ部、６１はセンサ部、６２は有機基板（ケーシング）、３１０は力学量センサ、３１１は内部ユニット（センサ部）、３１２はケーシング、３１５は防振部材、３２６は端面、３３１はケーシング本体、３３２は支持部、３３３は支持面、３３４は開口部、３５１は仮支持部、３５３はガイド部、３６１は距離設定部材、３６２は接着剤、３７１は凹部、３８１は弾性支持部材、４１０は力学量センサ、４１１は内部ユニット（センサ部）、４１２はケーシング、４１５は第一防振部材（防振構造部）、４１６はボンディングワイヤ、４１８、４７０、４９０は第二防振部材（防振構造部）、４２６は端面、４３２は支持部、４３３は支持面、４４０、４６６、４６７、４６８は電気接続領域、４６１、４６２、４６３は辺部、４７１は空隙、４８０はばね（第二防振部材）、４９１は隙間を示す。

Claims (34)

1. センサ部と、
   前記センサ部の一方の端面と対向する側に前記センサ部を支持する支持部を有し、前記支持部の前記端面側に支持面を形成するケーシングと、
   前記端面と前記支持面との間に挟み込まれ、前記センサ部と前記ケーシングとを接続するとともに、前記センサ部と前記ケーシングとの間の相対的な振動を減衰する防振部材と、
   を備えることを特徴とする力学量センサ。
2. 前記ケーシングは、前記支持部を前記支持面から前記支持面と反対側の端面まで貫く開口部を有することを特徴とする請求項１記載の力学量センサ。
3. 前記ケーシングから分離可能に前記開口部を塞いで設けられ、前記端面側が前記端面に接触可能な仮支持部と、
   前記ケーシングにおいて前記センサ部の周壁と対向する壁部に設けられ、前記周壁と接することにより前記センサ部の位置を規定するガイド部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の力学量センサ。
4. 前記防振部材は、前記端面と前記支持面との間の距離を規定する距離設定部材と、前記距離設定部材の周囲を覆い前記センサ部と前記ケーシングとを接着する接着剤と、を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の力学量センサ。
5. 前記ケーシングは、前記支持部に前記防振部材を設ける位置を規定する凹部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の力学量センサ。
6. 前記ケーシングは、前記センサ部の周囲を囲むケーシング本体と、前記ケーシング本体と分離され前記凹部を形成する前記支持部と、前記ケーシング本体と前記支持部とを相対移動可能に弾性支持する弾性支持部材と、を有することを特徴とする請求項５記載の力学量センサ。
7. リードフレームがインサート成形されているケーシングの一方の端面である支持面に液状または半固形状の防振部材を塗布する工程と、
   前記支持面を形成する前記ケーシングの支持部の開口部に、前記支持部を貫く治具を挿入する工程と、
   塗布された前記防振部材を挟んで前記支持面の反対側に、前記治具の端面で前記支持面側への移動を制限しつつセンサ部を搭載する工程と、
   前記治具の端面で前記センサ部の移動を制限しつつ、前記支持面と反対側の端面と前記リードフレームとの間をボンディングワイヤで接続する工程と、
   を含むことを特徴とする力学量センサの製造方法。
8. リードフレームがインサート成形されているケーシング本体、および前記ケーシング本体から分離可能な仮支持部を有するケーシングにおいて、前記ケーシング本体の一方の端面である支持面に液状または半固形状の防振部材を塗布する工程と、
   塗布された前記防振部材を挟んで前記支持面の反対側に、前記仮支持部の端面で前記支持面側への移動を制限しつつセンサ部を搭載する工程と、
   前記治具の端面で前記センサ部の移動を制限しつつ、前記支持面と反対側の端面と前記リードフレームとの間をボンディングワイヤで接続する工程と、
   前記ケーシング本体から前記仮支持部を分離する工程と、
   を含むことを特徴とする力学量センサの製造方法。
9. センサ部と、
   前記センサ部の外周側において前記センサ部との間に隙間を形成して設けられ、内側に前記センサ部を収容するケーシングと、
   前記センサ部と前記ケーシングとの間に形成される隙間の少なくとも一部に設けられ、前記センサ部と前記ケーシングとを接続するとともに、前記センサ部と前記ケーシングとの間の相対的な振動を減衰する防振部材と、
   を備えることを特徴とする力学量センサ。
10. 前記防振部材は、前記センサ部と前記ケーシングとの間に前記センサ部の周方向へ形成される隙間の全周に設けられていることを特徴とする請求項９記載の力学量センサ。
11. 前記防振部材は、前記センサ部と前記ケーシングとの間に前記センサ部の周方向へ形成される隙間の一部に設けられていることを特徴とする請求項９記載の力学量センサ。
12. 前記防振部材は、矩形状の前記センサ部の角部に対応して設けられていることを特徴とする請求項１１記載の力学量センサ。
13. 前記防振部材は、気泡を有していることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項記載の力学量センサ。
14. 前記防振部材は、厚さ方向へ貫く孔部を有していることを特徴とする請求項９から１３のいずれか一項記載の力学量センサ。
15. 前記センサ部は、前記センサ部と前記ケーシングとの間に形成される隙間方向に移動可能な可動電極と、前記可動電極に対向する固定電極とからなる静電容量型センサチップを有することを特徴とする請求項９から１４のいずれか一項記載の力学量センサ。
16. 前記センサ部は、前記静電容量型センサチップに加えて、箱の一端面に開口部を有するとともに前記箱内の底面に該静電容量型センサチップを収納するパッケージと、前記パッケージの開口部を覆う蓋部と、前記パッケージの内部と外部とを電気的に接続するリードフレームとを有し、
    前記防振部材は、前記パッケージの側面の少なくとも一部に接触して、かつ前記側面のうち前記底面には接触していないことを特徴とする請求項１５記載の力学量センサ。
17. 前記センサ部は、前記静電容量型センサチップに加えて、前記静電容量型センサチップを収納するパッケージを有し、
    前記防振部材は、前記パッケージの側面と前記ケーシングとの間に配置されるとともに、
    少なくとも前記パッケージの底面と前記ケーシングとは離間していることを特徴とする請求項１５記載の力学量センサ。
18. 前記センサ部は、前記静電容量型センサチップの出力信号を処理する信号処理チップをさらに有し、
    前記パッケージの底面には前記信号処理チップのいずれか一つの面が接着部材により固定され、前記静電容量型センサチップは前記信号処理チップの前記接着部材に接する面との反対の面に接着部材により固定されていることを特徴とする請求項１７記載の力学量センサ。
19. 前記防振部材は、エラストマーであることを特徴とする請求項１から６または９から１８のいずれか一項記載の力学量センサ。
20. リードフレームがインサート成形され、内側が開口したケーシングの上端にを仮支持テープを貼り付ける工程と、
    前記仮支持テープが貼り付けられた前記ケーシングの上下を反転する工程と、
    上下が反転された前記ケーシングの内側に外周側において前記ケーシングとの間に隙間を形成しつつセンサ部を収容し、前記センサ部を前記仮支持テープで支持する工程と、
    前記仮支持テープに支持された前記センサ部と前記リードフレームとをボンディングワイヤで接続する工程と、
    前記ケーシングと前記センサ部との間に形成された隙間に、防振部材を充填する工程と、
    前記防振部材が充填された前記ケーシングの上下を再び反転する工程と、
    前記仮支持テープを除去する工程と、
    を含むことを特徴とする力学量センサの製造方法。
21. センサ部と、
    前記センサ部の一方の端面と対向する側に前記センサ部を支持する支持部を有し、前記支持部の前記端面側に支持面を形成するケーシングと、
    前記センサ部と前記ケーシングとの間に設けられ、前記センサ部と前記ケーシングとの間の相対的な振動を減衰し、互いに防振特性の異なる少なくとも二つの防振構造部と、
    を備えることを特徴とする力学量センサ。
22. 前記防振構造部は、
    前記端面と前記支持面との間に挟み込まれ、前記センサ部と前記ケーシングとを接続するとともに、前記センサ部と前記ケーシングとの間の相対的な振動を減衰する第一防振部材と、
    前記センサ部と前記ケーシングとの間に設けられ、前記第一防振部材が減衰する振動よりも低周波の振動を減衰する第二防振部材と、
    を有することを特徴とする請求項２１記載の力学量センサ。
23. 前記第二防振部材は、前記第一防振部材よりも弾性率が小さいことを特徴とする請求項２２記載の力学量センサ。
24. 前記第二防振部材は、ゴムで形成されていることを特徴とする請求項２３記載の力学量センサ。
25. 前記第二防振部材は、油脂を含有するゲルで形成されていることを特徴とする請求項２３記載の力学量センサ。
26. 前記第二防振部材は、内部に空隙を有することを特徴とする請求項２３から２５のいずれか一項記載の力学量センサ。
27. 前記第二防振部材は、金属製のばねであることを特徴とする請求項２３記載の力学量センサ。
28. 前記センサ部と前記ケーシングとを電気的に接続するボンディングワイヤをさらに備え、
    前記第二防振部材は、前記ボンディングワイヤの前記センサ部側と前記ケーシング側との距離の変化を制限する位置に設けられていることを特徴とする請求項２２から２７のいずれか一項記載の力学量センサ。
29. 前記第二防振部材は、前記ボンディングワイヤの前記センサ部側が整列している辺に沿って前記センサ部と前記ケーシングとの間に設けられていることを特徴とする請求項２８記載の力学量センサ。
30. 複数の並列する前記ボンディングワイヤは電気接続領域を形成し、
    前記第二防振部材は、前記電気接続領域の前記ボンディングワイヤに垂直な方向の両端部よりもさらに外側まで形成されていることを特徴とする請求項２８記載の力学量センサ。
31. 前記第二防振部材は、前記センサ部と前記ケーシングとの間に隙間を形成していることを特徴とする請求項２２記載の力学量センサ。
32. リードフレームがインサート成形されているケーシングの一方の端面である支持面に液状または半固形状の第一防振部材を塗布する工程と、
    塗布された前記第一防振部材を挟んで前記支持面の反対側に、前記センサ部を搭載する工程と、
    前記センサ部の外周側において前記ケーシングとの間に、液状または半固形状の第二防振部材を注入する工程と、
    前記センサ部と前記リードフレームとの間をボンディングワイヤで接続する工程と、
    を含むことを特徴とする力学量センサの製造方法。
33. リードフレームがインサート成形されているケーシングの一方の端面である支持面に液状または半固形状の第一防振部材を塗布する工程と、
    塗布された前記第一防振部材を挟んで前記支持面の反対側に、前記センサ部を搭載する工程と、
    前記センサ部の外周側において前記ケーシングとの間に、予め形成された固形状の第二防振部材を圧入する工程と、
    前記第二防振部材が圧入された後、前記センサ部と前記リードフレームとの間をボンディングワイヤで接続する工程と、
    を含むことを特徴とする力学量センサの製造方法。
34. リードフレームがインサート成形されているケーシングの一方の端面である支持面に液状または半固形状の第一防振部材を塗布する工程と、
    塗布された前記第一防振部材を挟んで前記支持面の反対側に、前記センサ部を搭載する工程と、
    前記センサ部の外周側において前記ケーシングとの間に、予め形成された金属製のばねを第二防振部材として圧入する工程と、
    前記ばねが圧入された後、前記センサ部と前記リードフレームとの間をボンディングワイヤで接続する工程と、
    を含むことを特徴とする力学量センサの製造方法。

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