JP2024095265A - 角速度センサー - Google Patents

Abstract

【課題】角速度検出素子の角速度検出感度の低下を抑制しつつ、角速度検出素子を安定して支持することのできる角速度センサーを提供する。
【解決手段】角速度センサーは、パッケージと、前記パッケージ内に配置され、開口を有する基板および前記基板に支持され前記基板の平面視で前記開口内に延在するリードを備える支持基板と、前記パッケージ内に配置され、前記リードに接続されている角速度検出素子と、を有し、前記リードは、前記平面視で、前記角速度検出素子との接続部と前記開口の周縁との間に、側面から切り欠かれた切り欠き部により形成され前記接続部側および前記周縁側に対して幅が狭い幅狭部を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、角速度センサーに関する。

特許文献１に記載された角速度センサーは、パッケージと、パッケージ内に配置されたジャイロ振動片および支持基板と、を有する。また、ジャイロ振動片は、支持基板を介してパッケージに支持されている。また、支持基板は、先端部がジャイロ振動片に接続された６本のリードと、各リードの基端部を支持する基材と、を有する。また、６本のリードは、平面視で、ジャイロ振動片の基部から放射状に、そして、ジャイロ振動片の重心に対して点対称に延びている。これにより、各リードの長さが揃い、ジャイロ振動片がバランスよく支持される。

特開２００７－０２４７４１号公報

しかしながら、このような特許文献１の角度センサーでは、全てのリードが同等の強度でジャイロ振動片を支持するため、ジャイロ振動片が硬く保持されてしまい、角速度の検出感度が低下するおそれがある。

本発明の角速度センサーは、パッケージと、
前記パッケージ内に配置され、開口を有する基板および前記基板に支持され前記基板の平面視で前記開口内に延在するリードを備える支持基板と、
前記パッケージ内に配置され、前記リードに接続されている角速度検出素子と、を有し、
前記リードは、前記平面視で、前記角速度検出素子との接続部と前記開口の周縁との間に、前記リードの延在方向両側よりも幅が狭い幅狭部を有する。

第１実施形態に係る角速度センサーの断面図である。 角速度検出素子を示す上面図である。 角速度検出素子の駆動振動モードを示す概略図である。 角速度検出素子の検出振動モードを示す概略図である。 支持基板の上面図である。 支持基板の上面図である。 第２実施形態に係る支持基板の上面図である。 第３実施形態に係る支持基板の上面図である。 第４実施形態に係る支持基板の上面図である。 第５実施形態に係る支持基板の上面図である。 第６実施形態に係る角速度センサーの断面図である。 第７実施形態に係る支持基板の上面図である。 第８実施形態に係る支持基板の上面図である。

以下、本発明の角速度センサーを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図には、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸として図示している。そして、Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、Ｚ軸が鉛直方向に沿っており、矢印側を「上」、反対側を「下」とも言う。また、以下では、基板４９の平面視つまりＺ軸方向からの平面視を単に「平面視」とも言う。

図１は、第１実施形態に係る角速度センサーの断面図である。図２は、角速度検出素子を示す上面図である。図３は、角速度検出素子の駆動振動モードを示す概略図である。図４は、角速度検出素子の検出振動モードを示す概略図である。図５および図６は、それぞれ、支持基板の上面図である。

図１に示す角速度センサー１は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出するセンサーであって、角速度ωｚが印加される角速度検出素子３と、支持基板４と、回路素子５と、これらを収容するパッケージ２と、を有する。

［パッケージ］
図１に示すように、パッケージ２は、上面に開口する凹部２１１を有するキャビティ状のベース２１と、ベース２１の上面に接合され、凹部２１１の開口を塞ぐ板状のリッド２２と、を有する。パッケージ２は、内部空間Ｓを有し、この内部空間Ｓに角速度検出素子３、支持基板４および回路素子５がＺ軸方向に重なるようにして収容されている。内部空間Ｓは、気密封止され、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。これにより、粘性抵抗が減り、角速度検出素子３を効率的に駆動することができる。

ベース２１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、リッド２２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース２１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース２１の構成材料がセラミックスの場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。また、ベース２１とリッド２２の接合方法は、特に限定されず、例えば、メタライズ層を介して接合してもよいし、接着材を介して接合してもよい。

また、凹部２１１は、ベース２１の上面に開口する第１凹部２１１ａと、第１凹部２１１ａの底面に開口し第１凹部２１１ａよりも開口面積が小さい第２凹部２１１ｂと、第２凹部２１１ｂの底面に開口し第２凹部２１１ｂよりも開口面積が小さい第３凹部２１１ｃと、を有する。そして、第３凹部２１１ｃの底面に回路素子５が固定され、第１凹部２１１ａの底面に支持基板４が固定され、支持基板４に角速度検出素子３が固定されている。

また、第１凹部２１１ａの底面には複数の内部端子２３１が配置され、第２凹部２１１ｂの底面には複数の内部端子２３２が配置され、ベース２１の底面には複数の外部端子２３３が配置されている。また、複数の内部端子２３２には、ベース２１内に形成された図示しない内部配線を介して内部端子２３１と電気的に接続されているものと、前記内部配線を介して外部端子２３３と電気的に接続されているものと、がある。また、各内部端子２３１は、導電性の接合部材Ｂ１を介して支持基板４と電気的に接続されており、各内部端子２３２は、ボンディングワイヤーＢＷを介して回路素子５と電気的に接続されている。内部端子２３１、２３２および外部端子２３３の数や配置は、特に限定されず、例えば、角速度検出素子３や回路素子５の端子数に応じて適宜設定すればよい。

［角速度検出素子］
角速度検出素子３は、水晶振動素子である。図２に示すように、角速度検出素子３は、中央部に位置する基部３０と、基部３０からＹ軸方向両側に延出する一対の検出振動腕３１、３２と、基部３０からＸ軸方向両側へ延出する一対の支持腕３３、３４と、一方の支持腕３３の先端部からＹ軸方向両側に延出する一対の駆動振動腕３５、３６と、他方の支持腕３４の先端部からＹ軸方向両側に延出する一対の駆動振動腕３７、３８と、を有する。このような角速度検出素子３は、基部３０において支持基板４に支持されている。

また、角速度検出素子３は、検出振動腕３１の両主面に配置された第１検出信号電極Ｅ１と、検出振動腕３１の両側面に配置された第１検出接地電極Ｅ２と、検出振動腕３２の両主面に配置された第２検出信号電極Ｅ３と、検出振動腕３２の両側面に配置された第２検出接地電極Ｅ４と、駆動振動腕３５、３６の両主面および駆動振動腕３７、３８の両側面に配置された駆動信号電極Ｅ５と、駆動振動腕３５、３６の両側面および駆動振動腕３７、３８の両主面に配置された駆動接地電極Ｅ６と、を有する。

また、基部３０の下面には６つの端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が配置されている。端子Ｔ１は、第１検出信号電極Ｅ１に電気的に接続され、端子Ｔ２は、第１検出接地電極Ｅ２に電気的に接続され、端子Ｔ３は、第２検出信号電極Ｅ３に電気的に接続され、端子Ｔ４は、第２検出接地電極Ｅ４に電気的に接続され、端子Ｔ５は、駆動信号電極Ｅ５に電気的に接続され、端子Ｔ６は、駆動接地電極Ｅ６に電気的に接続されている。

以上のような角速度検出素子３は、次のようにして角速度ωｚを検出する。駆動信号電極Ｅ５と駆動接地電極Ｅ６との間に駆動信号を印加すると、図３に示すように、駆動振動腕３５、３６と駆動振動腕３７、３８とがＸ－Ｙ平面に沿って逆相で屈曲振動する（以下、この状態を「駆動振動モード」とも言う）。この状態では、駆動振動腕３５、３６、３７、３８の振動がキャンセルされ、検出振動腕３１、３２は、実質的に振動しない。駆動振動モードで駆動している状態で角速度検出素子３に角速度ωｚが加わると、図４に示すように、駆動振動腕３５、３６、３７、３８にコリオリの力が働いてＹ軸方向の屈曲振動が励振され、この屈曲振動に呼応するように検出振動腕３１、３２がＸ軸方向に屈曲振動する（以下、この状態を「検出振動モード」とも言う）。

このような検出振動モードによって検出振動腕３１に発生した電荷を第１検出信号電極Ｅ１から第１出力信号として取り出し、検出振動腕３２に発生した電荷を第２検出信号電極Ｅ３から第２出力信号として取り出し、これら第１、第２出力信号に基づいて角速度ωｚが求められる。

［支持基板４］
図１に示すように、支持基板４は、接合部材Ｂ１によって第１凹部２１１ａの底面に固定されている。また、支持基板４は、角速度検出素子３の下側に位置し、角速度検出素子３を下側から持ち上げるように支持している。支持基板４は、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）実装用の基板であり、図５に示すように、開口４９１を有する板枠状の基板４９と、基板４９に支持された第１リード４１、第２リード４２、第３リード４３、第４リード４４、第５リード４５および第６リード４６と、を有する。なお、以下では、第１、第２、第３、第４、第５、第６リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を単にリード４１、４２、４３、４４、４５、４６とも言う。基板４９は、例えば、ポリイミド等の可撓性を有する樹脂で構成され、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、例えば、銅箔で構成されている。

また、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ、図示しない接着剤によって基板４９の下面に接合されている。そして、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ、接合部材Ｂ１を介して対応する内部端子２３１と電気的に接続されている。このように、基板４９の下面でリード４１、４２、４３、４４、４５、４６を支持することにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を内部端子２３１と対向させることができるため、これらの電気的接続を接合部材Ｂ１によって容易に行うことができる。

また、Ｚ軸方向からの平面視で、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の先端部は、それぞれ、開口４９１内に延在している。なお、以下では、単に、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６と言う場合には、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の開口４９１内に延在している部分を指す。

また、図１では、リード４２、４５しか図示されていないが、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ、途中で屈曲して傾斜し、その先端部が開口４９１を潜って基板４９の上方に位置している。そして、図６に示すように、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の先端部に、電極バンプＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３、ＢＰ４、ＢＰ５、ＢＰ６を介して角速度検出素子３の基部３０が固定されている。図示しないが、電極バンプＢＰ１は、端子Ｔ１とリード４１とを電気的に接続し、電極バンプＢＰ２は、端子Ｔ２とリード４２とを電気的に接続し、電極バンプＢＰ３は、端子Ｔ３とリード４３とを電気的に接続し、電極バンプＢＰ４は、端子Ｔ４とリード４４とを電気的に接続し、電極バンプＢＰ５は、端子Ｔ５とリード４５とを電気的に接続し、電極バンプＢＰ６は、端子Ｔ６とリード４６とを電気的に接続する。図６に示すように、これら電極バンプＢＰ１～ＢＰ６は、Ｚ軸方向からの平面視で、角速度検出素子３の重心Ｇを中心とする仮想円ＣＬに沿って配置されている。

開口４９１は、全ての角が１３５°の八角形である。そして、開口４９１は、第２軸Ｊ２のＸ軸方向マイナス側に位置し第２軸Ｊ２に沿う辺ｒ２と、第２軸Ｊ２のＸ軸方向プラス側に位置し第２軸Ｊ２に沿う辺ｒ５と、第１軸Ｊ１のＹ軸方向プラス側に位置し第１軸Ｊ１に沿う辺ｒ７と、第１軸Ｊ１のＹ軸方向マイナス側に位置し第１軸Ｊ１に沿う辺ｒ８と、辺ｒ２と辺ｒ７との間に位置する辺ｒ１と、辺ｒ２と辺ｒ８との間に位置する辺ｒ３と、辺ｒ５と辺ｒ７との間に位置する辺ｒ４と、辺ｒ５と辺ｒ８との間に位置する辺ｒ６と、を有する。

そして、リード４１が辺ｒ１から垂直に延出し、リード４２が辺ｒ２から垂直に延出し、リード４３が辺ｒ３から垂直に延出し、リード４４が辺ｒ４から垂直に延出し、リード４５が辺ｒ５から垂直に延出し、リード４６が辺ｒ６から垂直に延出している。このように、開口４９１を八角形とすることにより、リード４１、４３、４４、４６の長さを抑えることができ、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の長さを揃え易くなる。また、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を対応する辺から垂直に延出することにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６が基板４９にバランスよく支持され、角速度検出素子３の姿勢がより安定する。

また、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、Ｚ軸方向からの平面視で、重心Ｇに対して放射状に配置されている。具体的には、リード４１は、重心Ｇと電極バンプＢＰ１の中心とを通る仮想直線に沿って延在し、リード４２は、重心Ｇと電極バンプＢＰ２の中心とを通る仮想直線に沿って延在し、リード４３は、重心Ｇと電極バンプＢＰ３の中心とを通る仮想直線に沿って延在し、リード４４は、重心Ｇと電極バンプＢＰ４の中心とを通る仮想直線に沿って延在し、リード４５は、重心Ｇと電極バンプＢＰ５の中心とを通る仮想直線に沿って延在し、リード４６は、重心Ｇと電極バンプＢＰ６の中心とを通る仮想直線に沿って延在している。そのため、リード４１、４６が重心Ｇに対して点対称に配置され、リード４２、４５が重心Ｇに対して点対称に配置され、リード４３、４４が重心Ｇに対して点対称に配置されている。

このような構成では、Ｚ軸方向からの平面視で、重心Ｇを通りＸ軸方向に延在する軸を第１軸Ｊ１とし、重心Ｇを通りＹ軸方向に延在する軸を第２軸Ｊ２としたとき、リード４１、４２、４３が第２軸Ｊ２に対してＸ軸方向マイナス側から基部３０に向かって延在し、リード４４、４５、４６が第２軸Ｊ２に対してＸ軸方向プラス側から基部３０に向かって延在する。そのため、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６によって角速度検出素子３をＸ軸方向両側から両持ち支持することができ、角速度検出素子３の姿勢が安定する。

さらに、Ｚ軸方向からの平面視で、リード４２、４５は、第１軸Ｊ１上に延在している。そして、リード４１、４３は、リード４２を間に挟んで第１軸Ｊ１に対して線対称に配置されている。同様に、リード４４、４６は、リード４５を間に挟んで第１軸Ｊ１に対して線対称に配置されている。そのため、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６によって角速度検出素子３をＹ軸方向両側から両持ち支持することができ、角速度検出素子３の姿勢がさらに安定する。

また、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ、同じ幅および同じ長さにて形成されている。これにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の共振周波数を互いに揃えることができる。角速度検出素子３の駆動周波数のｎ倍波（ｎは、１以上の整数）とリード４１、４２、４３、４４、４５、４６のいずれかの共振周波数とが一致すると、そのリードが駆動振動モード時に共振し、当該共振によって角速度ωｚが加わっていないにも関わらず検出振動モードが励振される。その結果、ゼロ点出力が変動し、角速度ωｚの検出精度が低下する。リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の共振周波数がばらばらだと、設計上、これらの全ての共振周波数を角速度検出素子３の駆動周波数のｎ倍波から十分にずらすことが困難である。これに対して、本実施形態のようにリード４１、４２、４３、４４、４５、４６の共振周波数を互いに揃えることで、これら全ての共振周波数を角速度検出素子３の駆動周波数のｎ倍波から十分にずらし易くなる。

以上、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の配置および形状について説明したが、このような構成では、全てのリード４１、４２、４３、４４、４５、４６が同等の強度で角速度検出素子３を支持するため、角速度検出素子３が硬く保持され易い。そのため、前述した検出振動モードにおいて角速度検出素子３がＺ軸まわりに回転に難くなり、角速度ωｚの検出感度が低下するおそれがある。

そこで、角速度センサー１では、各リード４１、４２、４３、４４、４５、４６に変形容易な易変形部としての幅狭部４７を形成している。これにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６が弾性変形し易くなり、検出振動モード時において角速度検出素子３がＺ軸まわりに回転し易くなる。そのため、角速度センサー１によれば、角速度検出素子３をバランスよく支持しつつ、優れた角速度ωｚの検出感度を発揮することができる。なお、幅狭部４７の構成は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６で互いに同様であるため、以下では、リード４１に形成された幅狭部４７について代表して説明し、その他のリード４２、４３、４４、４５、４６に形成された幅狭部４７については、その説明を省略する。

図６に示すように、リード４１には、側面から切り欠かれた切り欠き部４８が形成されており、この切り欠き部４８によってその先端側および基端側よりも幅が狭い幅狭部４７が形成されている。具体的には、切り欠き部４８は、リード４１一方の側面から切り欠かれた第１切り欠き部４８１と、他方の側面から切り欠かれた第２切り欠き部４８２と、を有する。また、第１、第２切り欠き部４８１、４８２は、対向して配置されており、これらの間が幅狭部４７となっている。また、第１、第２切り欠き部４８１、４８２は、共に矩形であり、互いに同じ形状および大きさである。このように、リード４１の両側面を同じように切り欠くことにより、リード４１の中心軸に沿って幅狭部４７を形成することができる。そのため、リード４１は、両側面側に均等に弾性変形することができ、検出振動モード時の角速度検出素子３のＺ軸まわりの回転をバランスよく許容することができる。

特に、本実施形態では、幅狭部４７は、先端部つまり角速度検出素子３との接続部より開口４９１の周縁に近い位置に設けられている。つまり、幅狭部４７は、開口４９１の周縁側に偏って設けられている。これにより、リード４１の根元部分が柔らかくなり、リード４１がより弾性変形し易くなる。そのため、検出振動モード時の角速度検出素子３のＺ軸まわりの回転をより効果的に許容することができる。

［回路素子５］
回路素子５は、第３凹部２１１ｃの底面に、金属ペースト、接着材等の固定部材を介して固定されている。また、回路素子５は、支持基板４を介して角速度検出素子３と電気的に接続されている。このような回路素子５は、駆動信号を印加して角速度検出素子３を駆動させる駆動回路５１と、角速度検出素子３からの第１、第２検出信号に基づいて角速度ωｚの検出処理を行う検出回路５２と、を有する。

以上、角速度センサー１について説明した。このような角速度センサー１は、前述したように、パッケージ２と、パッケージ２内に配置され、開口４９１を有する基板４９および基板４９に支持され基板４９の平面視で開口４９１内に延在するリード４１、４２、４３、４４、４５、４６を備える支持基板４と、パッケージ２内に配置され、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６に接続されている角速度検出素子３と、を有する。そして、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、平面視で、角速度検出素子３との接続部と開口４９１の周縁との間に、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の延在方向両側よりも幅が狭い幅狭部４７を有する。このように、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６が幅狭部４７を有することにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６が弾性変形し易くなる。そのため、検出振動モードにおいて角速度検出素子３がＺ軸まわりに回転し易くなり、優れた角速度の検出感度を発揮することができる。

また、前述したように、幅狭部４７は、角速度検出素子３との接続部より開口４９１の周縁に近い位置に設けられている。これにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の根元部分が柔らかくなるため、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６がより弾性変形し易くなる。

また、前述したように、リードは、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を含み、角速度検出素子３は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６に接続される基部３０を有し、平面視で、角速度検出素子３の重心Ｇを通り互いに直交する軸を第１軸Ｊ１および第２軸Ｊ２としたとき、リード４１、４２、４３は、第２軸Ｊ２に対して一方側（Ｘ軸方向マイナス側）から基部３０に向かって延在し、リード４４、４５、４６は、第２軸Ｊ２に対して他方側（Ｘ軸方向プラス側）から基部３０に向かって延在している。これにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６によって角速度検出素子３を第１軸Ｊ１に沿う方向つまりＸ軸方向両側から両持ち支持することができ、角速度検出素子３の姿勢が安定する。

また、前述したように、平面視で、リード４２、４５は、第１軸Ｊ１に沿って延在し、リード４１、４３は、リード４２を間に挟んで第１軸Ｊ１に対して線対称に配置され、リード４４、４６は、リード４５を間に挟んで第１軸Ｊ１に対して線対称に配置されている。これにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６によって角速度検出素子３を第２軸Ｊ２に沿う方向つまりＹ軸方向両側から両持ち支持することができ、角速度検出素子３の姿勢が安定する。

また、前述したように、平面視で、開口４９１は、八角形であり、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ、開口４９１の異なる辺から垂直に延出している。これにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６が基板４９にバランスよく支持される。そのため、角速度検出素子３の姿勢がより安定する。

＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係る支持基板の上面図である。

本実施形態の角速度センサー１は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図７に示すように、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、前述した第１実施形態と同様に、基板４９の下面に支持されている。また、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、幅狭部４７で折り曲げられ、その先端部が開口４９１を潜って基板４９の上方に位置している。前述したように、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を互いに同じ形状とすることにより、これらの共振周波数を揃えているが、折り曲げ位置のずれ、折り曲げ角度のずれ等に起因してリード４１、４２、４３、４４、４５、４６の共振周波数がずれるおそれがある。これに対して、本実施形態のように、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を幅狭部４７で折り曲げることにより、折り曲げ位置および折り曲げ角度を揃え易くなり、共振周波数のずれを抑制することができる。

以上のように、本実施形態の角速度センサー１では、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、基板４９の下面つまり角速度検出素子３と反対側の主面に支持され、幅狭部４７において屈曲することにより、先端部つまり角速度検出素子３との接続部が基板４９よりも角速度検出素子３側に位置している。このように、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を幅狭部４７で折り曲げることにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の折り曲げ位置および折り曲げ角度を揃え易くなり、共振周波数のずれを抑制することができる。

このような第２実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係る支持基板の上面図である。

本実施形態の角速度センサー１は、各リード４１、４２、４３、４４、４５、４６に幅狭部４７が複数形成されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。なお、幅狭部４７の構成は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６で互いに同様であるため、以下では、リード４１に形成された幅狭部４７について代表して説明し、その他のリード４２、４３、４４、４５、４６に形成された幅狭部４７については、その説明を省略する。

図８に示すように、リード４１には、その延在方向に沿って２つの幅狭部４７が形成されている。具体的には、リード４１には、一方の側面から切り欠かれた第１切り欠き部４８１により形成された第１幅狭部４７Ａと、他方の側面から切り欠かれた第２切り欠き部４８２により形成された第２幅狭部４７Ｂと、が形成されている。また、第２幅狭部４７Ｂが第１幅狭部４７Ａよりもリード４１の先端側に位置している。このように、幅狭部４７を複数形成することにより、リード４１がより弾性変形し易くなる。そのため、検出振動モードにおいて角速度検出素子３がＺ軸まわりにより回転し易くなる。なお、幅狭部４７の数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

特に、本実施形態では、第１、第２幅狭部４７Ａ、４７Ｂを近接させることで、リード４１の一部を蛇行したバネのような形状にしているため、リード４１がさらに変形し易くなり、上記効果がより顕著となる。

以上のように、本実施形態の角速度センサー１では、幅狭部４７は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の延在方向に沿って複数配置されている。これにより、幅狭部４７が広く形成され、その分、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６が弾性変形し易くなる。そのため、検出振動モードにおいて角速度検出素子３がＺ軸まわりにより回転し易くなる。

また、以上のように、複数の幅狭部４７は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の一方の側面から切り欠かれた第１切り欠き部４８１により形成されている第１幅狭部４７Ａと、他方の側面から切り欠かれた第２切り欠き部４８２により形成されている第２幅狭部４７Ｂと、を含む。そのため、これら第１、第２幅狭部４７Ａ、４７Ｂを近接して配置することにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の一部が蛇行したバネのような形状となり、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６がさらに弾性変形し易くなる。

このような第３実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第４実施形態＞
図９は、第４実施形態に係る支持基板の上面図である。

本実施形態の角速度センサー１は、各リード４１、４２、４３、４４、４５、４６に幅狭部４７が複数形成されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。なお、幅狭部４７の構成は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６で互いに同様であるため、以下では、リード４１に形成された幅狭部４７について代表して説明し、その他のリード４２、４３、４４、４５、４６に形成された幅狭部４７については、その説明を省略する。

図９に示すように、第１、第２切り欠き部４８１、４８２は、それぞれ、Ｚ軸方向からの平面視で、半円状の曲線で構成されている。このように、第１、第２切り欠き部４８１、４８２を曲線で構成することにより、幅狭部４７の両端部における急峻な幅の減少が抑えられ、当該部分への応力集中を低減することができる。そのため、支持基板４の機械的強度が向上する。

以上のように、本実施形態の角速度センサー１では、第１、第２切り欠き部４８１、４８２は、それぞれ、支持基板４の平面視で、曲線により構成されている。これにより、幅狭部４７の両端部における急峻な幅の減少が抑えられ、幅狭部４７への応力集中を低減することができる。そのため、支持基板４の機械的強度が向上する。

このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第５実施形態＞
図１０は、第５実施形態に係る支持基板の上面図である。

本実施形態の角速度センサー１は、各リード４１、４２、４３、４４、４５、４６に幅狭部４７が複数形成されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。なお、幅狭部４７の構成は、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６で互いに同様であるため、以下では、リード４１に形成された幅狭部４７について代表して説明し、その他のリード４２、４３、４４、４５、４６に形成された幅狭部４７については、その説明を省略する。

図１０に示すように、第１切り欠き部４８１は、リード４１の側面に切り欠かれた第１凹部４８１ａと、第１凹部４８１ａの底面に切り欠かれた第２凹部４８１ｂと、を有する。また、第２凹部４８１ｂは、第１凹部４８１ａよりも長さ（リード４１の延在方向の長さ）が短い。そして、第１、第２凹部４８１ａ、４８１ｂは、リード４１の先端側に揃って配置されている。

同様に、第２切り欠き部４８２は、リード４１の側面に切り欠かれた第１凹部４８２ａと、第１凹部４８２ａの底面に切り欠かれた第２凹部４８２ｂと、を有する。また、第２凹部４８２ｂは、第１凹部４８２ａよりも長さが短い。そして、第１、第２凹部４８２ａ、４８２ｂは、リード４１の先端側に揃って配置されている。

このように、第１、第２切り欠き部４８１、４８２を階段形状とすることにより、幅狭部４７の基端側における急峻な幅の減少が抑えられ、幅狭部４７への応力集中を低減することができる。そのため、支持基板４の機械的強度が向上する。

このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

なお、本実施形態では、第１切り欠き部４８１において、第１、第２凹部４８１ａ、４８１ｂがリード４１の先端側に揃って配置されているが、第１、第２凹部４８１ａ、４８１ｂの配置は、特に限定されない。例えば、第１、第２凹部４８１ａ、４８１ｂがリード４１の基端側に揃って配置されていてもよいし、第１、第２凹部４８１ａ、４８１ｂが中央に揃って配置されていてもよい。また、第１切り欠き部４８１が有する凹部の数は、特に限定されない。第２切り欠き部４８２についても同様である。

＜第６実施形態＞
図１１は、第６実施形態に係る角速度センサーの断面図である。

本実施形態の角速度センサー１は、支持基板４の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図１１では、リード４２、４５しか図示されていないが、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、基板４９の上面つまり角速度検出素子３側の主面に支持されている。これにより、前述した第１実施形態のように、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を途中で傾斜させて開口４９１を潜らせなくても、角速度検出素子３を支持基板４の上側にかつ支持基板４との間に隙間を空けて配置することができる。

前述した第１実施形態のようにリード４１、４２、４３、４４、４５、４６を折り曲げると、折り曲げ位置のずれ、折り曲げ角度のずれ等によってリード４１、４２、４３、４４、４５、４６の共振周波数が互いにずれてしまうおそれがある。これに対して、本実施形態によれば、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を折り曲げる必要がないため、このような問題が生じず、より確実にリード４１、４２、４３、４４、４５、４６の共振周波数を互いに揃えることができる。

なお、本実施形態では、ボンディングワイヤーＢＷによって、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６と内部端子２３１とが電気的に接続されている。

以上のように、本実施形態では、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６は、基板４９の上面つまり角速度検出素子３側の主面に支持されている。これにより、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６を折り曲げる必要がなくなり、より確実に、リード４１、４２、４３、４４、４５、４６の共振周波数を互いに揃えることができる。

このような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第７実施形態＞
図１２は、第７実施形態に係る支持基板の上面図である。

本実施形態の角速度センサー１は、開口４９１の形状が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図１２に示すように、本実施形態の開口４９１は、オーバル形状である。具体的には、開口４９１は、第１軸Ｊ１のＸ軸方向マイナス側に位置する半円状の辺ｒ９と、第１軸Ｊ１のＸ軸方向プラス側に位置する半円状の辺ｒ１０と、辺ｒ９と辺ｒ１０とを接続し、第２軸Ｊ２に沿う一対の辺ｒ１１、ｒ１２と、を有する。このような構成の基板４９では、辺ｒ９からリード４１、４２、４３が延出し、辺ｒ１０からリード４４、４５、４６が延出している。

このような第１２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第８実施形態＞
図１３は、第８実施形態に係る支持基板の上面図である。

本実施形態の角速度センサー１は、開口４９１の形状が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図１３に示すように、本実施形態の開口４９１は、十二角形であり、１２本の辺ｒ１３～ｒ２４を有する。そして、辺ｒ１３からリード４２が延出し、辺ｒ１６からリード４１が延出し、辺ｒ１７からリード４３が延出し、辺ｒ１８からリード４５が延出し、辺ｒ２１からリード４４が延出し、辺ｒ２２からリード４６が延出している。

このような第８実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明の角速度センサーを図示の実施形態に基づいて説明したが本発明はこれに限定されるものではない。各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や他の任意の工程が付加されていてもよい。

１…角速度センサー、２…パッケージ、３…角速度検出素子、４…支持基板、５…回路素子、２１…ベース、２２…リッド、３０…基部、３１…検出振動腕、３２…検出振動腕、３３…支持腕、３４…支持腕、３５…駆動振動腕、３６…駆動振動腕、３７…駆動振動腕、３８…駆動振動腕、４１…リード、４２…リード、４３…リード、４４…リード、４５…リード、４６…リード、４７…幅狭部、４７Ａ…第１幅狭部、４７Ｂ…第２幅狭部、４８…切り欠き部、４９…基板、５１…駆動回路、５２…検出回路、２１１…凹部、２１１ａ…第１凹部、２１１ｂ…第２凹部、２１１ｃ…第３凹部、２３１…内部端子、２３２…内部端子、２３３…外部端子、４８１…第１切り欠き部、４８１ａ…第１凹部、４８１ｂ…第２凹部、４８２…第２切り欠き部、４８２ａ…第１凹部、４８２ｂ…第２凹部、４９１…開口、Ｂ１…接合部材、ＢＰ１…電極バンプ、ＢＰ２…電極バンプ、ＢＰ３…電極バンプ、ＢＰ４…電極バンプ、ＢＰ５…電極バンプ、ＢＰ６…電極バンプ、ＢＷ…ボンディングワイヤー、ＣＬ…仮想円、Ｅ１…第１検出信号電極、Ｅ２…第１検出接地電極、Ｅ３…第２検出信号電極、Ｅ４…第２検出接地電極、Ｅ５…駆動信号電極、Ｅ６…駆動接地電極、Ｇ…重心、Ｊ１…第１軸、Ｊ２…第２軸、Ｓ…内部空間、Ｔ１…端子、Ｔ２…端子、Ｔ３…端子、Ｔ４…端子、Ｔ５…端子、Ｔ６…端子、ｒ１…辺、ｒ２…辺、ｒ３…辺、ｒ４…辺、ｒ５…辺、ｒ６…辺、ｒ７…辺、ｒ８…辺、ｒ９…辺、ｒ１０…辺、ｒ１１…辺、ｒ１２…辺、ｒ１３…辺、ｒ１４…辺、ｒ１５…辺、ｒ１６…辺、ｒ１７…辺、ｒ１８…辺、ｒ１９…辺、ｒ２０…辺、ｒ２１…辺、ｒ２２…辺、ｒ２３…辺、ｒ２４…辺、ωｚ…角速度

Claims (10)

1. パッケージと、
   前記パッケージ内に配置され、開口を有する基板および前記基板に支持され前記基板の平面視で前記開口内に延在するリードを備える支持基板と、
   前記パッケージ内に配置され、前記リードに接続されている角速度検出素子と、を有し、
   前記リードは、前記平面視で、前記角速度検出素子との接続部と前記開口の周縁との間に、前記リードの延在方向両側よりも幅が狭い幅狭部を有することを特徴とする角速度センサー。
2. 前記幅狭部は、前記接続部より前記周縁に近い位置に設けられている請求項１に記載の角速度センサー。
3. 前記リードは、第１リード、第２リード、第３リード、第４リード、第５リードおよび第６リードを含み、
   前記角速度検出素子は、前記第１リード、前記第２リード、前記第３リード、前記第４リード、前記第５リードおよび前記第６リードに接続される基部を有し、
   前記平面視で、前記角速度検出素子の重心を通り互いに直交する軸を第１軸および第２軸としたとき、
   前記第１リード、前記第２リードおよび前記第３リードは、前記第２軸に対して一方側から前記基部に向かって延在し、前記第４リード、前記第５リードおよび前記第６リードは、前記第２軸に対して他方側から前記基部に向かって延在している請求項１に記載の角速度センサー。
4. 前記平面視で、
   前記第２リードおよび前記第５リードは、前記第１軸に沿って延在し、
   前記第１リードおよび前記第３リードは、前記第２リードを間に挟んで前記第１軸に対して線対称に配置され、
   前記第４リードおよび前記第６リードは、前記第５リードを間に挟んで前記第１軸に対して線対称に配置されている請求項３に記載の角速度センサー。
5. 前記平面視で、
   前記開口は、八角形であり、
   前記第１リード、前記第２リード、前記第３リード、前記第４リード、前記第５リードおよび前記第６リードは、それぞれ、前記開口の異なる辺から垂直に延出している請求項３に記載の角速度センサー。
6. 前記リードは、前記基板の前記角速度検出素子側の主面に支持されている請求項１に記載の角速度センサー。
7. 前記リードは、前記基板の前記角速度検出素子と反対側の主面に支持され、前記幅狭部において屈曲することにより、前記接続部が前記開口を潜って前記基板よりも前記角速度検出素子側に位置している請求項１に記載の角速度センサー。
8. 前記幅狭部は、前記リードの延在方向に沿って複数配置されている請求項１に記載の角速度センサー。
9. 複数の前記幅狭部は、前記リードの一方の側面から切り欠かれた第１切り欠き部により形成されている第１幅狭部と、前記リードの他方の側面から切り欠かれた第２切り欠き部により形成されている第２幅狭部と、を含む請求項８に記載の角速度センサー。
10. 前記幅狭部は、前記リードの側面から切り欠かれた切り欠き部により形成され、
    前記切り欠き部は、前記平面視で、曲線により構成されている請求項１に記載の角速度センサー。

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