JP2014202562A - Dynamic quantity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容量に基づいて物理量を検出するセンサ部およびセンサ部と電気的に接続される回路部がケースに配置された力学量センサに関するものである。 The present invention relates to a sensor unit for detecting a physical quantity based on a capacity and a mechanical quantity sensor in which a circuit unit electrically connected to the sensor unit is arranged in a case.
従来より、この種の力学量センサとして、次のようなものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the following sensors have been proposed as this type of mechanical quantity sensor (for example, see Patent Document 1).
すなわち、この力学量センサでは、ケースの一面に凹部が形成され、当該凹部にセンサ部および回路部が積層されて配置されている。なお、センサ部は、物理量に応じた容量変化をセンサ信号として出力するものであり、例えば、加速度や角速度に応じた容量変化をセンサ信号として出力するものである。また、回路部は、センサ信号を電圧信号に変化させる等の各種回路が形成されたものである。そして、センサ部と回路部とは、ワイヤ等の導電性部材を介して電気的に接続されている。 That is, in this mechanical quantity sensor, a concave portion is formed on one surface of the case, and the sensor portion and the circuit portion are stacked in the concave portion. The sensor unit outputs a change in capacitance according to a physical quantity as a sensor signal. For example, the sensor unit outputs a change in capacitance according to acceleration or angular velocity as a sensor signal. The circuit section is formed with various circuits such as changing a sensor signal into a voltage signal. The sensor unit and the circuit unit are electrically connected via a conductive member such as a wire.
しかしながら、上記力学量センサでは、ケース内にノイズが侵入するとセンサ部と回路部とを電気的に接続する導電性部材に当該ノイズが侵入し易く、ノイズによって検出誤差が発生するという問題がある。 However, the mechanical quantity sensor has a problem that when noise enters the case, the noise easily enters a conductive member that electrically connects the sensor unit and the circuit unit, and a detection error occurs due to the noise.
本発明は上記点に鑑みて、センサ部と回路部とを電気的に接続する導電性部材にノイズが侵入することを抑制できる力学量センサを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the mechanical quantity sensor which can suppress that a noise penetrate | invades into the electroconductive member which electrically connects a sensor part and a circuit part in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、物理量に応じて変化する容量に基づいたセンサ信号を出力する容量式のセンサ部(10)と、センサ信号に対して所定の処理を行う回路部(20)と、センサ部と回路部とを電気的に接続する導電性部材(41)と、一面に凹部(31)が形成され、凹部にセンサ部および回路部が配置されるケース(30)とを備え、以下の点を特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a capacitive sensor unit (10) that outputs a sensor signal based on a capacitance that changes according to a physical quantity, and a predetermined process for the sensor signal are performed. The case where the circuit part (20) to be performed, the conductive member (41) for electrically connecting the sensor part and the circuit part, and the concave part (31) is formed on one surface, and the sensor part and the circuit part are arranged in the concave part (30) with the following features.
すなわち、ケースは、凹部の壁面に導体パターン(38)が形成され、当該ケースの外壁面に外部のグランドと電気的に接続される外部端子(35b)が形成され、当該ケースの内壁面と外壁面との間に導体パターンと外部端子とを電気的に接続する内部配線(37b)が形成されていることを特徴としている。 That is, the case has a conductor pattern (38) formed on the wall surface of the recess, and an external terminal (35b) electrically connected to an external ground on the outer wall surface of the case. An internal wiring (37b) for electrically connecting the conductor pattern and the external terminal is formed between the wall surface and the wall surface.
これによれば、ケースの外部から凹部内に侵入したノイズは、外部のグランドと接続される導体パターンに侵入し易くなり、導電性部材にノイズが侵入することを抑制できる。このため、ノイズによって検出誤差が発生することを抑制できる。 According to this, the noise that has entered the recess from the outside of the case easily enters the conductor pattern connected to the external ground, and the noise can be prevented from entering the conductive member. For this reason, it can suppress that a detection error arises by noise.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1および図2に示されるように、本実施形態の力学量センサは、センサ部10および回路部20がケース30に収容されて構成されている。なお、図2では、理解をし易くするため、後述する蓋部を省略して示してある。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the mechanical quantity sensor of the present embodiment is configured such that the
センサ部10は、例えば、シリコン基板等に櫛歯構造を有する梁構造体が形成され、印加された加速度や角速度等の物理量に応じて可動電極と固定電極との間の静電容量が変化し、当該静電容量をセンサ信号として出力する容量式の半導体チップを有するものである。そして、本実施形態のセンサ部10は、当該半導体チップがセラミック等のパッケージに収容されて構成されており、パッケージには半導体チップと電気的に接続されたパッド11が形成されている。
In the
回路部20は、センサ部10で検出された静電容量の変化を電気信号として処理したり、センサ部10に印加する電圧を調整したりする各種回路手段が形成されたものであり、例えば、シリコン基板やセラミック基板を用いて構成されている。そして、パッド21を介してセンサ部10のパッド11とワイヤ41を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、ワイヤ41が本発明の導電性部材に相当している。
The
ケース30は、一面に凹部31が形成された箱部32と、箱部32の開口部を閉塞する蓋部33とを有している。
The
箱部32は、アルミナ等のセラミック層が複数積層されて構成されており、セラミック層に凹部31が形成されることによって側部32aおよび底部32bが構成されている。そして、側部32aの内壁面に内部端子34が形成されており、当該内部端子34が回路部20のパッド21とワイヤ42を介して電気的に接続されている。これにより、回路部20と外部回路との接続が図れるようになっている。
The
また、底部32bの外壁面には第1外部端子35aが形成されている。そして、内部端子34と第1外部端子35aとは、側部32aを貫通する第1スルーホール36aに配置されている第1内部配線37aを介して電気的に接続されている。
A first
また、底部32bには、図1〜図3に示されるように、内壁面に銀ペースト等で構成される導体パターン38が形成され、外壁面に外部回路のグランドと電気的に接続される第2外部端子35bが形成されている。そして、導体パターン38と第2外部端子35bとは、底部32bを貫通する第2スルーホール36bに配置された第2内部配線37bを介して電気的に接続されている。これにより、導体パターン38と外部回路のグランドとの接続が図れるようになっている。
In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, a
なお、本実施形態では、第2外部端子35bが本発明の外部端子に相当し、第2内部配線37bが本発明の内部配線に相当している。
In the present embodiment, the second external terminal 35b corresponds to the external terminal of the present invention, and the second
そして、図1および図2に示されるように、ケース30のうち底部32b上にセンサ部10および回路部20が配置されている。本実施形態では、導体パターン38上に接着剤51を介して回路部20が搭載され、回路部20上に接着剤52を介してセンサ部10が搭載されている。つまり、回路部20およびセンサ部10は、積層された状態で底部32bに搭載されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、蓋部33は、コバルト等で構成されており、箱部32の開口部に接着剤等を介して接合されている。
The
このような力学量センサは、第1、第2外部端子35a、35bが外部回路としてのプリント基板等と電気的に接続されるように搭載されて用いられる。
Such a mechanical quantity sensor is mounted and used so that the first and second
以上説明したように、本実施形態では、底部32bの内壁面に導体パターン38が形成され、当該導体パターン38が外部回路のグランドと接続される第2外部端子35bと電気的に接続されている。このため、ケース30の外部から凹部31内に侵入したノイズは、導体パターン38に侵入し易くなり、ワイヤ41にノイズが侵入することを抑制できる。したがって、ノイズによって検出誤差が発生することを抑制できる。
As described above, in this embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して導体パターン38の形状を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the shape of the
図4に示されるように、本実施形態では、導体パターン38は、第1、第2導体パターン38a、38bおよび第1接続部39aを有している。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
具体的には、第1導体パターン38aは、底部32bの内壁面のうちワイヤ41と対向する部分に形成された平面矩形状とされている。また、第2導体パターン38bは、第1導体パターン38aを囲む平面U字状とされ、第1導体パターン38aより面積が大きくされている。そして、第1接続部39bは、第1、第2導体パターン38a、38bの間に形成されて第1、第2導体パターン38a、38bを電気的に接続しており、電流が流れたときに第1、第2導体パターン38a、38bよりも電流密度が高くなる形状とされている。つまり、第1接続部39aは、第1、第2導体パターン38a、38bより電流経路が細くされ、第1、第2導体パターン38a、39より抵抗が高くされている。
Specifically, the
また、第2内部配線37bは、第2導体パターン38bと接続されている。具体的には、第2内部配線37bは、第2導体パターン38bのうち第1接続部39aと接続される部分に接続されている。言い換えると、第2内部配線37bは、第2導体パターン38bのうち第1接続部39aと接続される部分の近傍と接続されている。
The second
これによれば、第1導体パターン38aより第2導体パターン38bの方が面積が大きいため、第1導体パターン38aよりも第2導体パターン38bにノイズが侵入し易くなる。言い換えると、ワイヤ41に近い第1導体パターン38aよりもワイヤ41から遠い第2導体パターン38bにノイズが侵入し易くなる。このため、さらに、ワイヤ41にノイズが侵入することを抑制できる。
According to this, since the area of the
また、第1接続部39aは、第1、第2導体パターン38a、38bより電流が流れたときの電流密度が高くされているため、第2導体パターン38bに侵入したノイズが第1導体パターン38aに流れることを抑制できる。
In addition, since the first connecting
さらに、第2内部配線37bは、第2導体パターン38bのうち第1接続部39aと接続される部分と接続されている。このため、第2導体パターン38bに侵入したノイズは、第1パターン38aよりも第2内部配線37bを介して第2外部端子35bに流れ易くなり、第2導体パターン38bに侵入したノイズが第1導体パターン38aに流れることを抑制できる。
Furthermore, the second
さらに、導体パターン38を第1導体パターン38aおよび第2導体パターン38bにて構成しているため、第1導体パターン38aおよび第2導体パターン38bによって寄生容量が形成される。このため、寄生容量によっても第1導体パターン38aにノイズが侵入することを抑制できる。
Furthermore, since the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態に対して導体パターン38の形状を変更したものであり、その他に関しては第2実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the shape of the
図5に示されるように、本実施形態では、導体パターンは、第1〜第3導体パターン38a〜38cおよび第1、第2接続部39a、39bを有している。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the conductor pattern includes first to
具体的には、第3導体パターン38cは、第1導体パターン38aと第2導体パターン38bとの間に配置され、第1導体パターン38aより面積が小さくされている。また、第2接続部39bは、第1、第3導体パターン38a、38cの間に形成されて第1、第3導体パターン38a、38cを電気的に接続しており、電流が流れたときに第1、第3導体パターン38a、38cよりも電流密度が高くなる形状とされている。つまり、第2接続部39bは、第1、第3導体パターン38a、38cより電流経路が細くされ、第1、第2導体パターン38a、38bより抵抗が高くされている。
Specifically, the
これによれば、第1導体パターン38aと第2導体パターン38bとの間に第1、第2導体パターン38a、38bより面積が小さくされた第3導体パターン38cが配置されている。このため、さらに、第2導体パターン38bに侵入したノイズが第1導体パターン38aに侵入することを抑制できる。
According to this, the
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.
例えば、上記各実施形態において、導体パターン38を側部32aの内壁面(凹部31の側面)のみに形成してもよい。また、導体パターン38を側部32aおよび底部32bの内壁面に形成してもよい。
For example, in each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態において、第2内部配線37bを複数備えてもよい。この場合、上記第2、第3実施形態では、1つの第2内部配線37bが第2導体パターン38bと接続されることが好ましい。
In each of the above embodiments, a plurality of second
そして、上記各実施形態において、センサ部10と回路部20とを接続する導電性部材はワイヤ41でなくてもよく、例えば、導電性部材としてはんだを用いてもよい。つまり、センサ部10は回路部20にフリップチップ実装されていてもよい。
In each of the above embodiments, the conductive member that connects the
さらに、上記各実施形態において、センサ部10および回路部20は積層されていなくてもよい。つまり、センサ部10および回路部20が共に底部32bに接着剤51、52を介して搭載されていてもよい。そして、センサ部10は、パッケージに収容されていなくてもよい。
Furthermore, in each said embodiment, the
また、上記第2実施形態において、第2内部配線37bは、第1導体パターン38aと接続されていてもよい。そして、上記第3実施形態において、第2内部配線37bは、第1導体パターン38aまたは第3導体パターン38cと接続されていてもよい。さらに、上記第2、第3実施形態において、第2内部配線37bは、第2導体パターン38bのうち第1接続部39aと接続される部分の近傍以外の部分に接続されていてもよい。このような力学量センサとしても、導体パターン38が形成されていることにより、ワイヤ41にノイズが侵入することを抑制でき、ノイズによって検出誤差が発生することを抑制できる。
In the second embodiment, the second
10 センサ部
20 回路部
30 ケース
31 凹部
35b 外部端子
37b 内部配線
38 導体パターン
41 導電性部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記センサ信号に対して所定の処理を行う回路部(20)と、
前記センサ部と前記回路部とを電気的に接続する導電性部材(41)と、
一面に凹部(31)が形成され、前記凹部に前記センサ部および前記回路部が配置されるケース(30)と、を備え、
前記ケースは、前記凹部の壁面に導体パターン(38)が形成され、当該ケースの外壁面に外部のグランドと接続される外部端子(35b)が形成され、当該ケースの内壁面と外壁面との間に前記導体パターンと前記外部端子とを電気的に接続する内部配線(37b)が形成されていることを特徴とする力学量センサ。 A capacitive sensor unit (10) that outputs a sensor signal based on a capacitance that varies according to a physical quantity;
A circuit unit (20) for performing predetermined processing on the sensor signal;
A conductive member (41) for electrically connecting the sensor unit and the circuit unit;
A recess (31) is formed on one surface, and the sensor part and the circuit part are arranged in the recess (30),
In the case, a conductor pattern (38) is formed on the wall surface of the recess, an external terminal (35b) connected to an external ground is formed on the outer wall surface of the case, and the inner wall surface and the outer wall surface of the case are formed. An internal wiring (37b) for electrically connecting the conductor pattern and the external terminal is formed between the mechanical quantity sensor.
The mechanical quantity sensor according to claim 1, wherein the sensor unit is stacked on the circuit unit.
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Cited By (1)
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- 2013-04-03 JP JP2013077936A patent/JP2014202562A/en active Pending
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