JP2016130643A - 物理量センサー、物理量センサーの製造方法、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物理量センサー1は、加速度センサー部品2と、角速度センサー部品3と、加速度センサー部品2に接続されている第1リード4と、角速度センサー部品3に接続されている第2リード5と、を有している。また、角速度センサー部品3は、平面視で、少なくとも一部が加速度センサー部品2と重なって配置されており、第1リード4の基端部41と、第2リード5の基端部51とが、同一面内に位置している。
【選択図】図1
Description
本適用例の物理量センサーは、検出軸を有する第1センサー部品と、
検出軸を有する第2センサー部品と、
前記第1センサー部品に接続されている第1リードと、
前記第2センサー部品に接続されている第2リードと、を有し、
前記第2センサー部品は、平面視で、少なくとも一部が前記第1センサー部品と重なって配置されており、
前記第1リードの前記第1センサー部品との接続部側の端部と、前記第2リードの前記第2センサー部品との接続部側の端部とが、同一面内に位置していることを特徴とする。
これにより、第1センサー部品と第2センサー部品の姿勢ずれ、すなわち、第1センサー部品の検出軸と第2センサー部品の検出軸のずれが低減された物理量センサーが得られる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1センサー部品および前記第2センサー部品を覆う樹脂部を有していることが好ましい。
これにより、第1センサー部品および第2センサー部品を保護することができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1センサー部品に接続されており、平面視で、前記第1リードと異なる方向に延在している第3リードと、
前記第2センサー部品に接続されており、平面視で、前記第2リードと異なる方向に延在している第4リードと、を有していることが好ましい。
これにより、例えば、第1リードおよび第2リードを固定した状態で第1センサー部品および第2センサー部品をモールドする際、第1センサー部品と第2センサー部品の姿勢制御をより精度よく行うことができる。そのため、第1、第2センサー部品の姿勢ずれがより効果的に低減される。
本適用例の物理量センサーでは、平面視で、前記第1リードと前記第2リードとが交互に配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、第1リードおよび第2リードを固定した状態で第1センサー部品および第2センサー部品をモールドする際、第1センサー部品と第2センサー部品の姿勢制御をより精度よく行うことができる。そのため、第1、第2センサー部品の姿勢ずれがより効果的に低減される。
また、例えば、第1リードと第2リードとを電気的に接続する必要がある場合には、当該接続を簡単に行うことができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1リードは、第1固定部材を介して前記第1センサー部品に機械的に接続されていることが好ましい。
これにより、第1リードをより強固に第1センサー部品に接続することができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1固定部材は、導電性を有し、
前記第1リードは、前記第1固定部材を介して前記第1センサー部品に電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、装置構成の簡略化を図ることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1リードは、導電性の第1ワイヤーを介して前記第1センサー部品に電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、第1リードと第1センサー部品を電気的に接続することができる。また、例えば、第1リードの配置や、第1センサー部品の端子の配置の自由度が増す。
本適用例の物理量センサーでは、前記第2リードは、第2固定部材を介して前記第2センサー部品に機械的に接続されていることが好ましい。
これにより、第2リードをより強固に第2センサー部品に接続することができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第2固定部材は、導電性を有し、
前記第2リードは、前記第2固定部材を介して前記第2センサー部品に電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、装置構成の簡略化を図ることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第2リードは、導電性の第2ワイヤーを介して前記第2センサー部品に電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、第2リードと第2センサー部品を電気的に接続することができる。また、例えば、第2リードの配置や、第2センサー部品の端子の配置の自由度が増す。
本適用例の物理量センサーでは、少なくとも1つの前記第1リードと、少なくとも1つの前記第2リードとが電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、第1、第2センサー部品を、例えばモールド樹脂内で接続することができるため、外部端子の数が低減され、装置の小型化を図ることができる。
本適用例の物理量センサーでは、前記第1リードの前記接続部側の端部および前記第2リードの前記接続部側の端部は、それぞれ、前記第1センサー部品と前記第2センサー部品の間に位置していることが好ましい。
これにより、装置の低背化を図ることができる。
本適用例の物理量センサーの製造方法は、一方の主面に第1リードが接続されている第1センサー部品と、一方の主面に第2リードが接続されている第2センサー部品とを、前記一方の主面同士が対向するように重ねて配置する工程と、
前記第1リードおよび前記第2リードが同一面内に位置するように、前記第1リードおよび前記第2リードを固定した状態で、前記第1センサー部品および前記第2センサー部品を樹脂で封止する工程と、を含んでいることを特徴とする。
これにより、第1センサー部品と第2センサー部品の姿勢ずれ、すなわち、第1センサー部品の検出軸と第2センサー部品の検出軸のずれが低減された物理量センサーが得られる。
本適用例の物理量センサーの製造方法では、前記樹脂で封止する工程の後に、
前記第1リードおよび第2リードを屈曲変形させる工程を含んでいることが好ましい。
これにより、第1リードおよび第2リードで外部端子を形成することができる。
本適用例の電子機器は、上記適用例の物理量センサーを有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本適用例の移動体は、上記適用例の物理量センサーを有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る物理量センサーを示す断面図である。図2は、図1に示す物理量センサーが有する加速度センサー部品の側面図である。図3は、図2に示す加速度センサー部品が有する加速度センサー素子の平面図である。図4は、図3中のA−A線断面図である。図5は、図1に示す物理量センサーが有する角速度センサー部品の断面図である。図6は、図5に示す角速度センサー部品が有する加速度センサー素子の平面図である。図7は、図6に示す角速度センサー素子の駆動を説明する平面図である。図8は、(a)が角速度センサー部品の平面図(上面図)、(b)が角速度センサー部品の平面図(下面図)である。図9は、第1リードおよび第2リードの位置関係を示す側面図である。図10は、(a)が図1に示す物理量センサーの上面図、(b)が同図(a)中のB−B線断面図である。図11ないし図14は、それぞれ、図1に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。また、互いに直交する3つの軸をX軸、Y軸およびZ軸とし、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」とも言う。
加速度センサー部品2は、所定の軸方向の加速度を検出することができる。このような加速度センサー部品2の構成としては、加速度を検出することができれば、如何なる構成のものであってもよいが、例えば、次のような構成とすることができる。
角速度センサー部品3は、所定の軸まわりの角速度を検出することができる。このような角速度センサー部品3の構成としては、角速度を検出することができれば、如何なる構成のものであってもよいが、例えば、次のような構成とすることができる。
図1および図8(a)に示すように、第1リード4は、8本設けられており、これら8本の第1リード4は、それぞれ、その基端部に置いて加速度センサー部品2の裏面2a(ICチップ20の底面)に導電性の固定部材6を介して機械的に接続(すなわち接合/固定)されている。また、各第1リード4は、固定部材6を介して対応する外部端子202と電気的に接続されている。このように、固定部材6を用いて、加速度センサー部品2と第1リード4とを機械的および電気的に接続することで、物理量センサー1の構成が簡単なものとなる。なお、固定部材6としては、導電性および接着性を有していれば、特に限定されず、例えば、半田、金ろう、銀ろう等の金属ろう材、樹脂系の導電性接着剤等を用いることができる。
物理量センサー1の製造方法は、第1リード4が接続されている加速度センサー部品2と、第2リード5が接続されている角速度センサー部品3とを用意し、これらを高さ方向に重ね合わせて配置する第1工程と、第1リード4および第2リード5が同一面内に位置するように、第1リード4および第2リード5を固定した状態で、加速度センサー部品2および角速度センサー部品3をモールドする第2工程と、第1リード4および第2リード5を屈曲変形させる第3工程と、を含んでいる。
まず、複数の第1リード4が接続された加速度センサー部品2と、複数の第2リード5が接続された角速度センサー部品3と、を用意する。
次に、図13(b)に示すように、モールド用の上金型91と下金型92とで、第1リード4および第2リード5を挟み込む。これにより、第1リード4および第2リード5が同一面内に位置した状態で固定されると共に、上金型91および下金型92で形成されている内部空間S内で加速度センサー部品2および角速度センサー部品3の相対的位置が固定される。また、固定された状態では、加速度センサー部品2と角速度センサー部品3がほぼ平行に配置され、加速度センサー部品2の検出軸と角速度センサー部品3の検出軸が所望の角度を有した状態となる。
次に、金型から取り出し、第1、第2リード層40、50の外枠49、59を切断等によって除去した後、プレス機等を用いて、図14(b)に示すように、第1リード4および第2リード5を折り曲げ、これにより、第1リード4および第2リード5の先端部に実装端子4a、5aを形成する。この際、必要に応じて、第1リード4および第2リード5の先端部分をカットして、第1リード4および第2リード5の長さを整えてもよい。前述したように、既に、加速度センサー部品2と角速度センサー部品3の相対的位置が樹脂Rによって固定されているため、第1リード4および第2リード5を屈曲変形させる際に生じる応力等によって、加速度センサー部品2と角速度センサー部品3の相対的位置が変化することは実質的にない。
次に、本発明の物理量センサーの第2実施形態について説明する。
次に、本発明の物理量センサーの第3実施形態について説明する。
物理量センサー1の製造方法は、第1リード4および第1ダミーリード71が接続されている加速度センサー部品2と第2リード5および第2ダミーリード72が接続されている角速度センサー部品3とを用意し、これらを高さ方向に重ね合わせて配置する第1工程と、第1、第2リード4、5および第1、第2ダミーリード71、72が同一面内に位置するように、これらを固定した状態で、加速度センサー部品2および角速度センサー部品3をモールドする第2工程と、第1、第2ダミーリード71、72を切断すると共に、第1、第2リード4、5を屈曲変形させる第3工程と、を含んでいる。
まず、第1リード4および第1ダミーリード71が接続された加速度センサー部品2と、第2リード5および第2ダミーリード72が接続された角速度センサー部品3と、を用意する。
次に、図20(b)に示すように、モールド用の上金型91と下金型92とで、第1リード4、第1ダミーリード71、第2リード5、第2ダミーリード72を挟み込む。これにより、第1リード4、第1ダミーリード71、第2リード5、第2ダミーリード72が同一面内に位置した状態で固定されると共に、上金型91および下金型92で形成されている内部空間S内で加速度センサー部品2および角速度センサー部品3の相対的位置が固定される。ここで、この状態では、加速度センサー部品2は、第1リード4によってX軸方向から両持ち支持されていると共に、第1ダミーリード71によってY軸方向から両持ち支持されているため、内部空間S内での姿勢がより安定し、所望の姿勢からのずれがより低減される。同様に、角速度センサー部品3は、第2リード5によってX軸方向から両持ち支持されていると共に、第2ダミーリード72によってY軸方向から両持ち支持されているため、内部空間S内での姿勢がより安定し、所望の姿勢からのずれがより低減される。したがって、加速度センサー部品2と角速度センサー部品3の姿勢ずれをより低減することができる。
次に、金型から取り出し、外枠49、59および第1、第2ダミーリード71、72(樹脂Rから突出している部分)を切断等によって除去した後、プレス機等を用いて、図21(b)に示すように、第1リード4および第2リード5を折り曲げ、これにより、第1リード4および第2リード5の先端部に実装端子4a、5aを形成する。以上により、物理量センサー1が得られる。
次に、本発明の物理量センサーの第4実施形態について説明する。
図22は、本発明の第4実施形態に係る物理量センサーの平面図である。
次に、本発明の電子機器を説明する。
このような電子機器は、物理量センサー1を備えるので、優れた信頼性を有する。
次に、本発明の移動体を説明する。
自動車1500には物理量センサー1が内蔵されており、例えば、物理量センサー1によって車体1501の姿勢を検出することができる。物理量センサー1の検出信号は、車体姿勢制御装置1502に供給され、車体姿勢制御装置1502は、その信号に基づいて車体1501の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪1503のブレーキを制御したりすることができる。
2……加速度センサー部品
2a……裏面
2b……表面
20……ICチップ
201……接続端子
202……外部端子
203……ダミー端子
21……加速度センサー素子
22……ベース基板
221……凹部
222、223、224……凹部
23……蓋体
231……凹部
24……素子片
241、242……支持部
243……可動部
243a……基部
243b……可動電極指
244、245……連結部
248……第1固定電極指
249……第2固定電極指
251、252、253……配線
251a、252a、253a……端子
29……樹脂
3……角速度センサー部品
3a……裏面
3b……表面
30……パッケージ
31……ベース基板
32……角速度センサー素子
33……振動片
331……基部
332a……第1検出腕
332b……第2検出腕
333a……第1連結腕
333b……第2連結腕
334a……第1駆動腕
334b……第2駆動腕
334c……第3駆動腕
334d……第4駆動腕
335a、335b……支持部
336a、336b、336c、336d……梁部
34……導電性接着剤
35……ベース基板
351……凹部
351a……第1凹部
351b……第2凹部
36……リッド
37……外部端子
38……ダミー端子
39……ICチップ
4……第1リード
4’……第1リード
4”……第1リード
4a……実装端子
40……第1リード層
401……中心
41……基端部
42……傾斜部
43……先端部
49……外枠
5……第2リード
5’……第2リード
5”……第2リード
5a……実装端子
50……第2リード層
501……中心
51……基端部
52……傾斜部
53……先端部
59……外枠
6……固定部材
71……第1ダミーリード
72……第2ダミーリード
91……上金型
92……下金型
1100……パーソナルコンピューター
1102……キーボード
1104……本体部
1106……表示ユニット
1108……表示部
1200……携帯電話機
1202……操作ボタン
1204……受話口
1206……送話口
1208……表示部
1300……ディジタルスチルカメラ
1302……ケース
1304……受光ユニット
1306……シャッタボタン
1308……メモリ
1310……表示部
1312……ビデオ信号出力端子
1314……入出力端子
1430……テレビモニタ
1440……パーソナルコンピューター
1500……自動車
1501……車体
1502……車体姿勢制御装置
1503……車輪
B1、B2、B3……導電性バンプ
BW1、BW2、BW3……ボンディングワイヤー
S、S1、S2……内部空間
Claims (16)
- 検出軸を有する第1センサー部品と、
検出軸を有する第2センサー部品と、
前記第1センサー部品に接続されている第1リードと、
前記第2センサー部品に接続されている第2リードと、を有し、
前記第2センサー部品は、平面視で、少なくとも一部が前記第1センサー部品と重なって配置されており、
前記第1リードの前記第1センサー部品との接続部側の端部と、前記第2リードの前記第2センサー部品との接続部側の端部とが、同一面内に位置していることを特徴とする物理量センサー。 - 前記第1センサー部品および前記第2センサー部品を覆う樹脂部を有している請求項1に記載の物理量センサー。
- 前記第1センサー部品に接続されており、平面視で、前記第1リードと異なる方向に延在している第3リードと、
前記第2センサー部品に接続されており、平面視で、前記第2リードと異なる方向に延在している第4リードと、を有している請求項1または2に記載の物理量センサー。 - 平面視で、前記第1リードと前記第2リードとが交互に配置されている請求項3に記載の物理量センサー。
- 前記第1リードは、第1固定部材を介して前記第1センサー部品に機械的に接続されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の物理量センサー。
- 前記第1固定部材は、導電性を有し、
前記第1リードは、前記第1固定部材を介して前記第1センサー部品に電気的に接続されている請求項5に記載の物理量センサー。 - 前記第1リードは、導電性の第1ワイヤーを介して前記第1センサー部品に電気的に接続されている請求項5に記載の物理量センサー。
- 前記第2リードは、第2固定部材を介して前記第2センサー部品に機械的に接続されている請求項1ないし7のいずれか1項に記載の物理量センサー。
- 前記第2固定部材は、導電性を有し、
前記第2リードは、前記第2固定部材を介して前記第2センサー部品に電気的に接続されている請求項8に記載の物理量センサー。 - 前記第2リードは、導電性の第2ワイヤーを介して前記第2センサー部品に電気的に接続されている請求項9に記載の物理量センサー。
- 少なくとも1つの前記第1リードと、少なくとも1つの前記第2リードとが電気的に接続されている請求項1ないし10のいずれか1項に記載の物理量センサー。
- 前記第1リードの前記接続部側の端部および前記第2リードの前記接続部側の端部は、それぞれ、前記第1センサー部品と前記第2センサー部品の間に位置している請求項1ないし11のいずれか1項に記載の物理量センサー。
- 一方の主面に第1リードが接続されている第1センサー部品と、一方の主面に第2リードが接続されている第2センサー部品とを、前記一方の主面同士が対向するように重ねて配置する工程と、
前記第1リードおよび前記第2リードが同一面内に位置するように、前記第1リードおよび前記第2リードを固定した状態で、前記第1センサー部品および前記第2センサー部品を樹脂で封止する工程と、を含んでいることを特徴とする物理量センサーの製造方法。 - 前記樹脂で封止する工程の後に、
前記第1リードおよび第2リードを屈曲変形させる工程を含んでいる請求項13に記載の物理量センサーの製造方法。 - 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の物理量センサーを有していることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の物理量センサーを有していることを特徴とする移動体。
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