JP2024095266A - 角速度センサー - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のリードの長さを揃えたまま、これらの長さを容易に調整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、開口を有する基板および開口内に延在する第1~第6リードを備える支持基板と、第1~第6リードに接続された角速度検出素子と、を有する。平面視で、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、基板は、第1軸の一方側に位置し、第1~第3リードと接続され、開口が矩形の場合と比較して第1~第3リードの長さの違いを減少させる第1調整部と、第1軸の他方側に位置し、第4~第6リードと接続され、開口が矩形の場合と比較して第4~第6の長さの違いを減少させる第2調整部と、第1調整部および第2調整部の間に配置され、開口の第2軸に沿う方向の長さを第1軸に沿う方向の長さよりも大きくする第3調整部と、を有する。【選択図】図7
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。
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、ジャイロ振動片の重心を中心とする仮想の円周上にジャイロ振動片と各リードとを接続する電極バンプを配置し、そこから各リードを延出させることを前提としている。そのため、リードの設計自由度が低く、リードとジャイロ素子とが共振するおそれがある。
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、開口を有する基板と、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リードと、を備える支持基板と、
前記パッケージ内に前記支持基板と重なって配置され、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リードに接続されている角速度検出素子と、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、前記基板は、
前記第1軸の一方側に位置し、前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードと接続され、前記開口が矩形の場合と比較して前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードの長さの違いを減少させる第1調整部と、
前記第1軸の他方側に位置し、前記第4リード、前記第5リードおよび前記第6リードと接続され、前記開口が矩形の場合と比較して前記第4リード、前記第5リードおよび前記第6リードの長さの違いを減少させる第2調整部と、
前記第1調整部および前記第2調整部の間に配置され、前記開口の前記第2軸に沿う方向の長さを前記第1軸に沿う方向の長さよりも大きくする第3調整部と、を有する。
前記パッケージ内に配置され、開口を有する基板と、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リードと、を備える支持基板と、
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前記第1軸の一方側に位置し、前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードと接続され、前記開口が矩形の場合と比較して前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードの長さの違いを減少させる第1調整部と、
前記第1軸の他方側に位置し、前記第4リード、前記第5リードおよび前記第6リードと接続され、前記開口が矩形の場合と比較して前記第4リード、前記第5リードおよび前記第6リードの長さの違いを減少させる第2調整部と、
前記第1調整部および前記第2調整部の間に配置され、前記開口の前記第2軸に沿う方向の長さを前記第1軸に沿う方向の長さよりも大きくする第3調整部と、を有する。
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。
図1は、第1実施形態に係る角速度センサーを示す断面図である。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ないし図7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。
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。
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。
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41、44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と第5リード45とを電気的に接続し、電極バンプBP6は、端子T6と第6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。
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、44が重心Gに対して点対称に配置され、リード42、46が重心Gに対して点対称に配置され、リード43、45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Y軸方向に延在する軸を第1軸J1とし、重心Gを通りX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1軸J1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1軸J1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41~46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41、44は、第2軸J2上に延在している。そして、リード42、43は、リード41を間に挟んで第2軸J2に対して線対称に配置されている。同様に、リード45、46は、リード44を間に挟んで第2軸J2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。すなわち、本実施形態においては、リード41、42、43、44、45、46の共振周波数が等しく、且つ、角速度検出素子3の駆動周波数のn倍波の周波数のいずれとも異なっている。
図7に示すように、基板49は、開口491が矩形の場合と比較してリード41、42、43、44、45、46の長さの違いを減少させる第1調整部49Aおよび第2調整部49Bと、リード41、42、43、44、45、46を所定の長さとする第3調整部49Cと、を有する。特に、本実施形態では、第1調整部49Aおよび第2調整部49Bによって、リード41、42、43、44、45、46の長さを互いに等しく揃えている。
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1軸J1のX軸方向マイナス側に位置し第1軸J1に沿う第1辺r1と、第1軸J1のX軸方向プラス側に位置し第1軸J1に沿う第4辺r4と、第2軸J2のY軸方向プラス側に位置し第2軸J2に沿う第7辺r7と、第2軸J2のY軸方向マイナス側に位置し第2軸J2に沿う第8辺r8と、第1辺r1と第7辺r7との間に位置する第2辺r2と、第1辺r1と第8辺r8との間に位置する第3辺r3と、第4辺r4と第7辺r7との間に位置する第5辺r5と、第4辺r4と第8辺r8との間に位置する第6辺r6と、を有する。
第1調整部49Aは、開口491が矩形の場合と比較してリード41、42、43の長さの違いを減少させる。このような第1調整部49Aは、開口491が備える8つの辺のうち、第1辺r1と、第1辺r1の両側に接続されている第2辺r2および第3辺r3と、を備える。そして、第1辺r1からリード41が延出し、第2辺r2からリード42が延出し、第3辺r3からリード43が延出している。第2、第3辺r2、r3が第1辺r1に対して第1軸J1側に傾斜しているため、開口491が一点鎖線で示す矩形の場合と比べて、リード42、43が短くなり、その結果、リード41、42、43の長さの違いを減少させる。本実施形態では、リード41、42、43の長さの違いが0(ゼロ)、つまり、リード41、42、43の長さが等しい。
第2調整部49Bは、第1調整部49Aと第1軸J1に対して線対称に形成されている。第2調整部49Bは、開口491が矩形の場合と比較してリード44、45、46の長さの違いを減少させる。このような第2調整部49Bは、開口491が備える8つの辺のうち、第4辺r4と、第4辺r4の両側に接続されている第5辺r5および第6辺r6と、を備える。そして、第4辺r4からリード44が延出し、第5辺r5からリード45が延出し、第6辺r6からリード46が延出している。第5、第6辺r5、r6が第4辺r4に対して第1軸J1側に傾斜しているため、開口491が一点鎖線で示す矩形の場合と比べて、リード45、46が短くなり、その結果、リード44、45、46の長さの違いを減少させる。特に、本実施形態では、リード44、45、46の長さの違いが0(ゼロ)、つまり、リード44、45、46の長さが等しい。なお、リード41、42、43、44、45、46の長さは必ずしも等しくなくてもよく、それぞれが角速度検出素子3の駆動周波数のn倍波の周波数と異なる共振周波数を有する長さであればよい。
また、リード41は、第1辺r1から垂直に延出し、リード42は、第2辺r2から垂直に延出し、リード43は、第3辺r3から垂直に延出し、リード44は、第4辺r4から垂直に延出し、リード45は、第5辺r5から垂直に延出し、リード46は、第6辺r6から垂直に延出している。このように、リード41、42、43、44、45、46を対応する辺r1、r2、r3、r4、r5、r6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る。そのため、角速度検出素子3の姿勢がより安定する。
このような第1、第2調整部49A、49Bによれば、簡単な構成でリード41、42、43、44、45、46の長さを揃えることができる。しかしながら、リード41、42、43、44、45、46の長さの調整範囲が小さい。そのため、基板49は、さらに、第3調整部49Cを有する。
第3調整部49Cは、第1調整部49Aおよび第2調整部49Bの間に配置され、開口491の第2軸J2に沿う方向の長さL2を第1軸J1に沿う方向の長さL1よりも大きくする。つまり、L2>L1とする。このような第3調整部49Cは、開口491が備える8つの辺のうち、第7辺r7と第8辺r8とを備える。第7辺r7および第8辺r8は、それぞれ、他の辺r1、r2、r3、r4、r5、r6よりも長い。これにより、L2>L1となる。このように、L2>L1とすることにより、L2≦L1のときと比べ、リード41、42、43、44、45、46の長さを揃えたまま、リード41、42、43、44、45、46を長くすることができる。また、L2の長さを調整することで、リード41、42、43、44、45、46の長さを調整することができる。
このような第3調整部49Cによって、簡単な構成で、リード41、42、43、44、45、46の長さを、その共振周波数が角速度検出素子3の駆動周波数のn倍波から十分に離間するように調整することができる。
[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。
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と、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リードとしてのリード41、42、43、44、45、46と、を備える支持基板4と、パッケージ2内に支持基板4と重なって配置され、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。また、基板49の平面視で、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、基板49は、第1軸J1の一方側(X軸方向マイナス側)に位置し、リード41、42、43と接続され、開口491が矩形の場合と比較してリード41、42、43の長さの違いを減少させる第1調整部49Aと、第1軸J1の他方側(X軸方向プラス側)に位置し、リード44、45、46と接続され、開口491が矩形の場合と比較してリード44、45、46の長さの違いを減少させる第2調整部49Bと、第1調整部49Aおよび第2調整部49Bの間に配置され、開口491の第2軸J2に沿う方向の長さL2を第1軸J1に沿う方向の長さL1よりも大きくする第3調整部49Cと、を有する。このような構成によれば、第1、第2調整部49A、49Bによってリード41~46の長さを揃え、さらに、第3調整部49Cによってリード41~46の長さを調整することができる。そのため、リード41~46の共振周波数が角速度検出素子3の駆動周波数のn倍波から十分に離間するようにリード41~46を設計することができる。これにより、角速度検出素子3のゼロ点出力の変動が抑制され、優れた角速度ωzの検出精度を発揮することができる角速度センサー1となる。
また、前述したように、基板49の平面視で、開口491は、八角形であり、第1調整部49Aは、開口491が備える8つの辺のうち、第1軸J1の一方側に位置し第1軸J1に沿う第1辺r1と、第1辺r1の両側に接続されている第2辺r2および第3辺r3と、を備え、第2調整部49Bは、開口491が備える8つの辺のうち、第1軸J1の他方側に位置し第1軸J1に沿う第4辺r4と、第4辺r4の両側に接続されている第5辺r5および第6辺r6と、を備える。これにより、第1、第2調整部49A、49Bの構成が簡単となる。
また、前述したように、第3調整部49Cは、開口491が備える8つの辺のうち、第2辺r2と第5辺r5とを接続する第7辺r7と、第3辺r3と第6辺r6とを接続する第8辺r8と、を備える。これにより、第3調整部49Cの構成が簡単となる。
また、前述したように、リード41は、第1辺r1から垂直に延出し、リード42は、第2辺r2から垂直に延出し、リード43は、第3辺r3から垂直に延出し、リード44は、第4辺r4から垂直に延出し、リード45は、第5辺r5から垂直に延出し、リード46は、第6辺r6から垂直に延出する。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8は、第2実施形態に係る角速度センサーの断面図である。
図8は、第2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8では、リード41、44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9は、第3実施形態に係る支持基板の上面図である。
図9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、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9に示すように、本実施形態の開口491は、矩形の対向する2辺を円弧状にした形状である。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円弧状の辺r9と、第1軸J1のX軸方向プラス側に位置する円弧状の辺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。
第1調整部49Aは、辺r9を備えている。辺r9の両端部が中央部に対して第1軸J1側に傾斜しているため、開口491が一点鎖線で示す矩形の場合と比べて、リード42、43が短くなり、その結果、リード41、42、43の長さの違いを減少させる。同様に、第2調整部49Bは、辺r10を備えている。辺r10の両端部が中央部に対して第1軸J1側に傾斜しているため、開口491が一点鎖線で示す矩形の場合と比べて、リード45、46が短くなり、その結果、リード44、45、46の長さの違いを減少させる。また、第3調整部49Cは、辺r11、r12を備えている。辺r11、r12の長さを調整することにより、リード41~46の長さを揃えたまま、これらの長さを調整することができる。
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10は、第4実施形態に係る支持基板の上面図である。
図10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、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10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41が延出し、辺r16からリード42が延出し、辺r17からリード43が延出し、辺r18からリード44が延出し、辺r21からリード45が延出し、辺r22からリード46が延出している。
第1調整部49Aは、辺r13、r14、r15、r16、r17を備えている。辺r16、r17が辺r13に対して第1軸J1側に傾斜しているため、開口491が一点鎖線で示す矩形の場合と比べて、リード42、43が短くなり、その結果、リード41、42、43の長さの違いを減少させる。同様に、第2調整部49Bは、辺r18、r19、r20、r21、r22を備えている。辺r21、r22が辺r18に対して第1軸J1側に傾斜しているため、開口491が一点鎖線で示す矩形の場合と比べて、リード45、46が短くなり、その結果、リード44、45、46の長さの違いを減少させる。また、第3調整部49Cは、辺r23、r24を備えている。辺r23、r24の長さを調整することにより、リード41~46の長さを揃えたまま、これらの長さを調整することができる。
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。
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、21…ベース、211…凹部、211a…第1凹部、211b…第2凹部、211c…第3凹部、22…リッド、231…内部端子、232…内部端子、233…外部端子、3…角速度検出素子、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、4…支持基板、41…第1リード、42…第2リード、43…第3リード、44…第4リード、45…第5リード、46…第6リード、49…基板、49A…第1調整部、49B…第2調整部、49C…第3調整部、491…開口、5…回路素子、51…駆動回路、52…検出回路、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、L1…長さ、L2…長さ、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 (5)
- パッケージと、
前記パッケージ内に配置され、開口を有する基板と、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リードと、を備える支持基板と、
前記パッケージ内に前記支持基板と重なって配置され、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リードに接続されている角速度検出素子と、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、前記基板は、
前記第1軸の一方側に位置し、前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードと接続され、前記開口が矩形の場合と比較して前記第1リード、前記第2リードおよび前記第3リードの長さの違いを減少させる第1調整部と、
前記第1軸の他方側に位置し、前記第4リード、前記第5リードおよび前記第6リードと接続され、前記開口が矩形の場合と比較して前記第4リード、前記第5リードおよび前記第6リードの長さの違いを減少させる第2調整部と、
前記第1調整部および前記第2調整部の間に配置され、前記開口の前記第2軸に沿う方向の長さを前記第1軸に沿う方向の長さよりも大きくする第3調整部と、を有することを特徴とする角速度センサー。 - 前記平面視で、前記開口は、八角形であり、
前記第1調整部は、前記開口が備える8つの辺のうち、前記第1軸の一方側に位置し前記第1軸に沿う第1辺と、前記第1辺の両側に接続されている第2辺および第3辺と、を備え、
前記第2調整部は、前記開口が備える8つの辺のうち、前記第1軸の他方側に位置し前記第1軸に沿う第4辺と、前記第4辺の両側に接続されている第5辺および第6辺と、を備える請求項1に記載の角速度センサー。 - 前記第3調整部は、前記開口が備える8つの辺のうち、前記第2辺と前記第5辺とを接続する第7辺と、前記第3辺と前記第6辺とを接続する第8辺と、を備える請求項2に記載の角速度センサー。
- 前記第1リードは、前記第1辺から垂直に延出し、
前記第2リードは、前記第2辺から垂直に延出し、
前記第3リードは、前記第3辺から垂直に延出し、
前記第4リードは、前記第4辺から垂直に延出し、
前記第5リードは、前記第5辺から垂直に延出し、
前記第6リードは、前記第6辺から垂直に延出する請求項2に記載の角速度センサー。 - 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、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。
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