JP5445291B2 - Angular velocity sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、角速度を測定するセンサ部と、該センサ部を収納するケースと、該ケースを収納する収納部と、を有する角速度センサ、及びその製造方法に関するものである。 The present invention includes a sensor unit for measuring the angular velocity, but a case for housing the sensor unit, an angular velocity sensor having a housing part for housing the case, and a manufacturing method thereof.
従来、例えば特許文献1に示されるように、振動子と、振動子を収納するケースと、ケースを収納する収納部と、を備える角速度センサが提案されている。このケースは、セラミックと配線用導体の層構造からなる多層回路基板と、該多層回路基板の上面の外周にわたって形成されたセラミックからなる側壁と、該側壁によって囲まれた多層回路基板の上面に形成された段差部と、を備えている。多層回路基板及び段差部それぞれの表面に、振動子などと電気的に接続するための電極が形成され、側壁の上面に、金属製の蓋と電気的に接続するための電極としての機能を果たす金属枠が形成されている。 Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, an angular velocity sensor including a vibrator, a case for housing the vibrator, and a storage portion for storing the case has been proposed. The case is formed on a multilayer circuit board having a layer structure of ceramic and a conductor for wiring, a side wall made of ceramic formed over the outer periphery of the upper surface of the multilayer circuit board, and an upper surface of the multilayer circuit board surrounded by the side walls. A stepped portion. Electrodes for electrical connection with vibrators and the like are formed on the surfaces of the multilayer circuit board and the stepped portion, and serve as electrodes for electrical connection with a metal lid on the upper surface of the side wall. A metal frame is formed.
また、特許文献2には、積層された複数の絶縁層と、パッケージ本体上の各所にメッキを施すために、絶縁層と絶縁層との間に配置され、パッケージ本体の側面に露出するメッキタイバーと、を備える電子部品用パッケージ本体が提案されている。この電子部品用パッケージ本体が、特許文献1に記載のケースに対応する。したがって、以下においては、電子部品用パッケージ本体を、単に、ケースと示す。 Patent Document 2 discloses a plurality of laminated insulating layers and a plating tie bar that is disposed between the insulating layers and the insulating layer so as to be plated at various locations on the package body and exposed on the side surface of the package body. And an electronic component package body comprising: This electronic component package main body corresponds to the case described in Patent Document 1. Accordingly, hereinafter, the electronic component package body is simply referred to as a case.
特許文献2に記載のケースは、以下に示す工程を実施することで、製造される。先ず、グリーンシートに、複数の金属ペースト層を形成し、複数のグリーンシートを積層圧着する。そして、複数のグリーンシートから成る積層体を所定位置で切断することで、金属ペースト層の一部を切断面に露出させる。 The case described in Patent Document 2 is manufactured by performing the following steps. First, a plurality of metal paste layers are formed on a green sheet, and the plurality of green sheets are laminated and pressure-bonded. And the laminated body which consists of a some green sheet is cut | disconnected in a predetermined position, A part of metal paste layer is exposed to a cut surface.
その後、露出された複数の金属ペースト層の端部を連結するように、切断面に新たな金属ペースト層を形成した後、切断された積層体を焼成することで、グリーンシートに形成された金属ペースト層を配線とし、切断面に形成された金属ペースト層をメッキ用導電層とする。 Then, after forming a new metal paste layer on the cut surface so as to connect the exposed end portions of the plurality of metal paste layers, the cut laminate is fired to form the metal formed on the green sheet. The paste layer is used as a wiring, and the metal paste layer formed on the cut surface is used as a conductive layer for plating.
次いで、切断・焼成された積層体をメッキ液に浸漬した状態で、メッキ用導線層を介して配線に電流を流すことで、上記した配線におけるメッキ液に浸漬した部位の全てにメッキを施す。そして、メッキ用導電層を除去することで、メッキ用導電層を介して互いに電気的に接続された配線同士を電気的に独立させる。以上の工程を経ることで、特許文献2に記載のケースが製造される。なお、配線におけるメッキが施された部位が、特許文献1に記載のケースの表面に形成された電極に相当する。 Next, in a state where the cut and fired laminate is immersed in a plating solution, a current is passed through the wiring through the plating conductor layer, thereby plating all the portions of the wiring immersed in the plating solution. Then, by removing the plating conductive layer, the wirings electrically connected to each other through the plating conductive layer are electrically independent. The case described in Patent Document 2 is manufactured through the above steps. In addition, the site | part to which the plating in wiring was given corresponds to the electrode formed in the surface of the case of patent document 1. As shown in FIG.
上記したように、特許文献2に示される製造方法の場合、ケースにおけるメッキを施したい部位(配線における電極となる部位)に、一度でメッキを施すことができる。このため、ケースの生産性が向上される、という利点がある。しかしながら、ケースの側面(切断面)に、配線の端部が露出されることとなるので、導電性を有するゴミなどが側面に付着すると、そのゴミを介して複数の配線が電気的に接続される虞がある。このように、特許文献2に示される製造方法を経て製造されるケースの場合、電気的な接続信頼性が低下する虞がある。 As described above, in the case of the manufacturing method disclosed in Patent Document 2, it is possible to perform plating once on a portion of the case where the plating is desired (a portion serving as an electrode in the wiring). For this reason, there is an advantage that the productivity of the case is improved. However, since the end portion of the wiring is exposed to the side surface (cut surface) of the case, when conductive dust or the like adheres to the side surface, a plurality of wirings are electrically connected through the dust. There is a risk. Thus, in the case of the case manufactured through the manufacturing method disclosed in Patent Document 2, there is a risk that the electrical connection reliability is lowered.
これに対して、特許文献1に示される角速度センサでは、振動子を収納するケースが、収納部に収納される構成となっている。したがって、生産性を向上させるべく、特許文献2に示される製造方法を経て形成されたケースを、特許文献1に示されるケースに適用した場合、ゴミなどによって電気的な不具合が生じることが抑制される。しかしながら、特許文献2に示される製造方法を経て形成されたケースを収納部に収納すると、以下に示す不具合が生じる虞がある。すなわち、収納部内の空気と外部の空気とで温度差が生じると、収納部内の空気に含まれる水分が結露し、この結露を介して複数の配線が電気的に接続される、という不具合が生じる虞がある。このように、特許文献1に示される構成においても、ケースの側面に配線の端部が露出する構成の場合、電気的な接続信頼性が低下する虞がある。 On the other hand, the angular velocity sensor disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which a case for storing a vibrator is stored in a storage unit. Therefore, when the case formed through the manufacturing method shown in Patent Document 2 is applied to the case shown in Patent Document 1 in order to improve productivity, it is possible to suppress the occurrence of electrical problems due to dust or the like. The However, when the case formed through the manufacturing method disclosed in Patent Document 2 is stored in the storage unit, the following problems may occur. That is, when a temperature difference occurs between the air in the storage unit and the outside air, moisture contained in the air in the storage unit is condensed, and a plurality of wirings are electrically connected through this condensation. There is a fear. As described above, even in the configuration disclosed in Patent Document 1, when the end portion of the wiring is exposed on the side surface of the case, the electrical connection reliability may be reduced.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電気的な接続信頼性が向上された角速度センサ、及びその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an angular velocity sensor with improved electrical connection reliability and a manufacturing method thereof.
上記した目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、角速度を測定するセンサ部と、該センサ部を収納するケースと、該ケースを収納する収納部と、を有する角速度センサであって、ケースは、複数のセラミックシートが積層されて成る有底筒状の絶縁基材部と、該絶縁基材部の内部に設けられた配線パターンと、該配線パターンと電気的に接続され、絶縁基材部の表面に設けられた電極と、絶縁基材部の開口部を閉塞する閉塞部と、を備え、配線パターンの端部が、絶縁基材部の外面に露出され、その露出された配線パターンの端部の少なくとも一部が、絶縁部材によって被覆されており、センサ部は、角速度を電気信号に変換するセンサチップと、該センサチップから出力された電気信号を処理する処理チップと、を有し、センサチップは、逆位相で振動する対を成す2つの振動子と、該振動子の一部によって構成される可動電極と、振動子の振動方向及び角速度の印加方向に対して垂直な検出方向において、可動電極と対向する固定電極と、を有し、絶縁基材部は、センサ部が搭載される矩形状の底部と、センサ部の周囲を囲むように設けられた4つの壁部と、を有し、収納部は、ケースを搭載する搭載部と、該搭載部と連結され、絶縁基材部の壁部の周囲を囲む側壁部と、を有し、振動方向において、側壁部と並んで配置された壁部の外面が、絶縁部材によって被覆されており、絶縁部材が、弾性を有し、絶縁基材部の外面に、凹部が形成されており、該凹部を構成する壁面の一部が、配線パターンの端部によって構成され、凹部によって構成される空間が、絶縁部材によって満たされ、かつ、絶縁部材は凹部から収納部の側壁部のほうへ突出した凸形状となっていることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、角速度を測定するセンサ部と、該センサ部を収納するケースと、該ケースを収納する収納部と、を有する角速度センサであって、ケースは、複数のセラミックシートが積層されて成る有底筒状の絶縁基材部と、該絶縁基材部の内部に設けられた配線パターンと、該配線パターンと電気的に接続され、絶縁基材部の表面に設けられた電極と、絶縁基材部の開口部を閉塞する閉塞部と、を備え、配線パターンの端部が、絶縁基材部の外面に露出され、その露出された配線パターンの端部の少なくとも一部が、絶縁部材によって被覆されており、センサ部は、角速度を電気信号に変換するセンサチップと、該センサチップから出力された電気信号を処理する処理チップと、を有し、センサチップは、逆位相で振動する対を成す2つの振動子と、該振動子の一部によって構成される可動電極と、振動子の振動方向及び角速度の印加方向に対して垂直な検出方向において、可動電極と対向する固定電極と、を有し、絶縁基材部は、センサ部が搭載される矩形状の底部と、センサ部の周囲を囲むように設けられた4つの壁部と、を有し、収納部は、ケースを搭載する搭載部と、該搭載部と連結され、絶縁基材部の壁部の周囲を囲む側壁部と、を有し、検出方向において、側壁部と並んで配置された壁部の外面が、絶縁部材によって被覆されており、絶縁部材が、弾性を有し、絶縁基材部の外面に、凹部が形成されており、該凹部を構成する壁面の一部が、配線パターンの端部によって構成され、凹部によって構成される空間が、絶縁部材によって満たされ、かつ、絶縁部材は凹部から収納部の側壁部のほうへ突出した凸形状となっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an angular velocity sensor having a sensor unit for measuring an angular velocity, a case for housing the sensor unit, and a housing unit for housing the case. The case has a bottomed cylindrical insulating base member formed by laminating a plurality of ceramic sheets, a wiring pattern provided inside the insulating base member, and electrically connected to the wiring pattern, The electrode provided on the surface of the insulating base material portion and a closing portion for closing the opening of the insulating base material portion, and the end portion of the wiring pattern is exposed on the outer surface of the insulating base material portion and exposed. At least a part of the end portion of the wiring pattern is covered with an insulating member, and the sensor unit includes a sensor chip that converts the angular velocity into an electrical signal, and a processing chip that processes the electrical signal output from the sensor chip. Have a sensor In the detection direction perpendicular to the vibration direction of the vibrator and the application direction of the angular velocity, the two vibrators forming a pair that vibrates in opposite phases, the movable electrode constituted by a part of the vibrator, A fixed electrode facing the movable electrode, and the insulating base part includes a rectangular bottom part on which the sensor part is mounted, and four wall parts provided so as to surround the sensor part. And the storage portion includes a mounting portion for mounting the case, and a side wall portion that is connected to the mounting portion and surrounds the periphery of the wall portion of the insulating base material portion, and is aligned with the side wall portion in the vibration direction. The outer surface of the arranged wall portion is covered with an insulating member, the insulating member has elasticity, and a concave portion is formed on the outer surface of the insulating base material portion, and a part of the wall surface constituting the concave portion However, the space formed by the end portions of the wiring pattern and the recesses is the insulating portion. Met by, and the insulating member is characterized in that has a convex shape projecting from the recess towards the side wall of the housing portion.
The invention according to claim 2 is an angular velocity sensor having a sensor unit for measuring an angular velocity, a case for housing the sensor unit, and a housing unit for housing the case, and the case includes a plurality of cases. A bottomed cylindrical insulating base material formed by laminating ceramic sheets, a wiring pattern provided inside the insulating base material part, and electrically connected to the wiring pattern, on the surface of the insulating base material part Provided with the provided electrode and a closing portion for closing the opening of the insulating base material portion, the end of the wiring pattern is exposed on the outer surface of the insulating base material portion, and the end of the exposed wiring pattern At least a portion is covered with an insulating member, and the sensor unit includes a sensor chip that converts angular velocity into an electrical signal, and a processing chip that processes the electrical signal output from the sensor chip. Vibrate in antiphase A pair of two vibrators, a movable electrode constituted by a part of the vibrator, a fixed electrode facing the movable electrode in a detection direction perpendicular to the vibration direction of the vibrator and the application direction of the angular velocity, The insulating base portion includes a rectangular bottom portion on which the sensor portion is mounted, and four wall portions provided so as to surround the sensor portion, and the storage portion includes a case. A mounting portion to be mounted, and a side wall portion that is connected to the mounting portion and surrounds the periphery of the wall portion of the insulating base material portion, and in the detection direction, the outer surface of the wall portion arranged side by side with the side wall portion, It is covered with an insulating member, the insulating member has elasticity , a recess is formed on the outer surface of the insulating base material portion, and a part of the wall surface constituting the recess is configured by an end portion of the wiring pattern A space constituted by the recess is filled with an insulating member, and Insulating member is characterized in that has a convex shape projecting from the recess towards the side wall of the housing portion.
このように、請求項1及び請求項2に記載の発明によれば、絶縁基材部の外面に露出された配線パターンの端部の少なくとも一部が、絶縁部材によって被覆されている。これによれば、収納部内の空気と外部の空気とで温度差が生じ、絶縁基材部の外面に結露が生じたとしても、配線パターンの端部の少なくとも一部が絶縁部材によって被覆されているので、結露を介して、複数の配線パターンが電気的に接続されることが抑制される。これにより、電気的な接続信頼性が向上される。さらに、振動方向や検出方向にケースが振動した場合であっても、絶縁部材と側壁部とが接触することにより、弾性を有する絶縁部材によってケースの振動が低減される。 As described above , according to the first and second aspects of the invention, at least a part of the end portion of the wiring pattern exposed on the outer surface of the insulating base portion is covered with the insulating member. According to this, even if a temperature difference occurs between the air inside the storage part and the outside air, and condensation occurs on the outer surface of the insulating base part, at least a part of the end of the wiring pattern is covered with the insulating member. Therefore, it is suppressed that a plurality of wiring patterns are electrically connected through dew condensation. Thereby, electrical connection reliability is improved. Further, even when the case vibrates in the vibration direction or the detection direction, the vibration of the case is reduced by the insulating member having elasticity due to the contact between the insulating member and the side wall portion.
さらに、請求項1及び請求項2の発明では、絶縁基材部の外面に、凹部が形成されており、該凹部を構成する壁面の一部が、配線パターンの端部によって構成され、凹部によって構成される空間が、絶縁部材によって満たされ、かつ、絶縁部材は凹部から収納部の側壁部のほうへ突出した凸形状となっている。これによれば、絶縁部材と絶縁基材部の外面との接触面積が増大されるので、絶縁部材が絶縁基材部の外面から剥がれ落ちることが抑制される。これにより、電気的な接続信頼性がより向上される。 Furthermore, in the invention of claim 1 and claim 2 , a concave portion is formed on the outer surface of the insulating base portion, and a part of the wall surface constituting the concave portion is constituted by an end portion of the wiring pattern, and the concave portion The configured space is filled with the insulating member , and the insulating member has a convex shape protruding from the concave portion toward the side wall portion of the storage portion. According to this, since the contact area between the insulating member and the outer surface of the insulating base material portion is increased, the insulating member is prevented from peeling off from the outer surface of the insulating base material portion. Thereby, electrical connection reliability is further improved.
請求項3に記載のように、絶縁部材が、ケースの重心を介して点対称となるように、絶縁基材部の外面に形成された構成が良い。これによれば、収納部に印加された外部応力などによってケースが振動した際に、ケースが偏心振動することが抑制される。これにより、外部応力に起因するケースの振動が、センサ部に印加することが抑制される。したがって、外部応力によって、センサ部の検出精度が低下することが抑制される。 According to a third aspect of the present invention, it is preferable that the insulating member is formed on the outer surface of the insulating base portion so as to be point symmetric via the center of gravity of the case. According to this, when the case vibrates due to an external stress or the like applied to the storage unit, the case is prevented from eccentrically vibrating. Thereby, it is suppressed that the vibration of the case resulting from an external stress is applied to a sensor part. Therefore, it is suppressed that the detection accuracy of a sensor part falls by external stress.
請求項4に記載の発明は、角速度を測定するセンサ部と、該センサ部を収納するケースと、該ケースを収納する収納部と、を有する角速度センサであって、ケースは、複数のセラミックシートが積層されて成る有底筒状の絶縁基材部と、該絶縁基材部の内部に設けられた配線パターンと、該配線パターンと電気的に接続され、絶縁基材部の表面に設けられた電極と、絶縁基材部の開口部を閉塞する閉塞部と、を備え、配線パターンの端部が、絶縁基材部の外面に露出され、その露出された配線パターンの端部の少なくとも一部が、絶縁部材によって被覆されており、センサ部は、角速度を電気信号に変換するセンサチップと、該センサチップから出力された電気信号を処理する処理チップと、を有し、センサチップは、逆位相で振動する対を成す2つの振動子と、該振動子の一部によって構成される可動電極と、振動子の振動方向及び角速度の印加方向に対して垂直な検出方向において、可動電極と対向する固定電極と、を有し、絶縁基材部は、センサ部が搭載される矩形状の底部と、該底部におけるセンサ部の搭載面を成す4辺それぞれに、センサ部の周囲を囲むように設けられた4つの壁部と、を有し、収納部は、ケースを搭載する搭載部と、該搭載部と連結され、絶縁基材部の壁部の周囲を囲む側壁部と、を有し、4つの壁部の内、2つの壁部が振動方向に並んで配置され、残りの2つの壁部が検出方向に並んで配置されており、検出方向に並んで配置された2つの壁部それぞれの外面に、配線パターンの端部が露出され、その配線パターンの端部が、絶縁部材によって被覆されており、絶縁部材が、弾性を有することを特徴とする。 The invention according to claim 4 is an angular velocity sensor having a sensor portion for measuring angular velocity, a case for housing the sensor portion, and a housing portion for housing the case, wherein the case includes a plurality of ceramic sheets. A bottomed cylindrical insulating base material layer, a wiring pattern provided inside the insulating base material part, and electrically connected to the wiring pattern and provided on the surface of the insulating base material part. And an end portion of the wiring pattern is exposed on the outer surface of the insulating base material portion, and at least one of the exposed end portions of the wiring pattern is provided. The portion is covered with an insulating member, and the sensor portion includes a sensor chip that converts angular velocity into an electrical signal, and a processing chip that processes the electrical signal output from the sensor chip. Pairs that vibrate in opposite phase Two vibrators, a movable electrode constituted by a part of the vibrator, and a fixed electrode facing the movable electrode in a detection direction perpendicular to the vibration direction of the vibrator and the application direction of the angular velocity. The insulating base portion has four walls provided on each of the four sides forming the mounting surface of the sensor portion on the rectangular bottom portion on which the sensor portion is mounted so as to surround the sensor portion. And the storage portion includes a mounting portion for mounting the case, and a side wall portion connected to the mounting portion and surrounding the periphery of the wall portion of the insulating base material portion. Two of the wall portions are arranged side by side in the vibration direction, and the other two wall portions are arranged in the detection direction. Wiring is provided on the outer surface of each of the two wall portions arranged in the detection direction. The end of the pattern is exposed and the end of the wiring pattern is covered with an insulating member It is, the insulating member, characterized in that elastic.
収納部へ外部応力が印加されると、ケースが検出方向に振動する。すると、その振動に伴ってセンサ部も検出方向に変位(振動)する。このために、角速度の検出精度が低下する虞がある。 When external stress is applied to the storage portion, the case vibrates in the detection direction. Then, along with the vibration, the sensor unit is also displaced (vibrated) in the detection direction. For this reason, there is a possibility that the detection accuracy of the angular velocity is lowered.
これに対して、請求項4に記載の発明では、絶縁基材部は、センサ部の周囲を囲むように設けられた4つの壁部を有し、収納部は、絶縁基材部の壁部の周囲を囲む側壁部を有している。そして、検出方向に並んで配置された2つの壁部それぞれの外面に、配線パターンの端部が露出され、その配線パターンの端部が、弾性を有する絶縁部材によって被覆されている。この構成によれば、弾性を有する絶縁部材が、検出方向に並んで配置された壁部と側壁部との間に配置される。したがって、検出方向にケースが振動し、絶縁部材と側壁部とが接触すると、弾性を有する絶縁部材によってケースの振動が低減される。この結果、センサ部の検出方向への変位(振動)が抑制され、角速度の検出精度が低下することが抑制される。 On the other hand, in the invention according to claim 4 , the insulating base portion has four wall portions provided so as to surround the periphery of the sensor portion, and the storage portion is a wall portion of the insulating base portion. It has the side wall part surrounding the circumference | surroundings. And the edge part of a wiring pattern is exposed to the outer surface of each of two wall parts arrange | positioned along with a detection direction, and the edge part of the wiring pattern is coat | covered with the insulating member which has elasticity. According to this structure, the insulating member which has elasticity is arrange | positioned between the wall part arrange | positioned along with the detection direction, and a side wall part. Therefore, when the case vibrates in the detection direction and the insulating member and the side wall portion come into contact with each other, the vibration of the case is reduced by the insulating member having elasticity. As a result, the displacement (vibration) in the detection direction of the sensor unit is suppressed, and the decrease in angular velocity detection accuracy is suppressed.
請求項5に記載のように、絶縁部材は、検出方向に沿って、ケースの壁部から収納部の側壁部のほうへ突出した凸形状となった構成が良い。これによれば、絶縁部材が側壁部と衝突した際に、その衝突によって生じたエネルギーを、側壁部から壁部に向かう方向に分散させることができる。これにより、ケースの検出方向の振動がより効果的に低減される。この結果、センサ部の検出方向への変位(振動)がより効果的に抑制され、角速度の検出精度が低下することがより効果的に抑制される。 According to a fifth aspect of the present invention, it is preferable that the insulating member has a convex shape protruding from the wall portion of the case toward the side wall portion of the storage portion along the detection direction. According to this, when the insulating member collides with the side wall, the energy generated by the collision can be dispersed in the direction from the side wall to the wall. Thereby, the vibration of the detection direction of a case is reduced more effectively. As a result, displacement (vibration) in the detection direction of the sensor unit is more effectively suppressed, and a decrease in angular velocity detection accuracy is more effectively suppressed.
請求項6に記載のように、検出方向において、絶縁部材と対向する収納部の側壁部の内面に、収納部の側壁部からケースの壁部のほうへ突出した突出部が形成された構成が良い。これによれば、外部応力によって、ケースが検出方向に振動した際に、突出部を介して、絶縁部材と側壁部とが衝突し易くなるので、弾性を有する絶縁部材によって、ケースの振動を低減し易くすることができる。これにより、センサ部の検出方向への変位(振動)が更に効果的に低減され、角速度の検出精度が低下することが更に効果的に抑制される。 According to a sixth aspect of the present invention, in the detection direction, a configuration in which a protruding portion that protrudes from the side wall portion of the storage portion toward the wall portion of the case is formed on the inner surface of the side wall portion of the storage portion that faces the insulating member. good. According to this, when the case vibrates in the detection direction due to an external stress, the insulating member and the side wall portion easily collide with each other through the protruding portion, so the vibration of the case is reduced by the elastic insulating member. Can be made easier. Thereby, the displacement (vibration) of the sensor unit in the detection direction is further effectively reduced, and the angular velocity detection accuracy is further effectively suppressed from being lowered.
請求項7に記載のように、振動方向に並んで配置された2つの壁部それぞれの外面に、弾性を有する絶縁部材が形成された構成が良い。これによれば、4つの壁部の外面それぞれに絶縁部材が形成されるので、検出方向に並んで配置された壁部の外面のみに絶縁部材が形成された構成と比べて、ケースが偏心振動することが抑制される。これにより、センサ部の検出精度が低下することが抑制される。また、上記構成の場合、弾性を有する絶縁部材が、振動方向に並んで配置された壁部と側壁部との間に配置される。したがって、例えば、外部応力などによって、振動方向にケースが振動し、絶縁部材と側壁部とが接触すると、弾性を有する絶縁部材によってケースの振動が低減される。この結果、センサ部の振動方向への変位(振動)が抑制され、角速度の検出精度が低下することが抑制される。 According to a seventh aspect of the present invention, a configuration in which an insulating member having elasticity is formed on the outer surface of each of the two wall portions arranged side by side in the vibration direction is preferable. According to this, since the insulating member is formed on each of the outer surfaces of the four wall portions, the case has an eccentric vibration as compared with the configuration in which the insulating member is formed only on the outer surface of the wall portion arranged side by side in the detection direction. Is suppressed. Thereby, it is suppressed that the detection accuracy of a sensor part falls. Moreover, in the case of the said structure, the insulating member which has elasticity is arrange | positioned between the wall part and side wall part which were arrange | positioned along with the vibration direction. Therefore, for example, when the case vibrates in the vibration direction due to external stress or the like, and the insulating member and the side wall portion come into contact with each other, the vibration of the case is reduced by the elastic insulating member. As a result, displacement (vibration) in the vibration direction of the sensor unit is suppressed, and a decrease in angular velocity detection accuracy is suppressed.
請求項8に記載のように、ケースが、弾性を有する接着剤を介して、搭載部に機械的に接続された構成が良い。これによれば、収納部に外部応力が印加された場合、その外部応力の一部が、弾性を有する接着剤によって、ケースを振動する力に変換されるので、ケースを介してセンサ部に印加される外部応力が低減される。これにより、センサ部の検出精度が低下することが抑制される。 As described in claim 8, it is preferable that the case is mechanically connected to the mounting portion via an adhesive having elasticity. According to this, when an external stress is applied to the storage portion, a part of the external stress is converted into a force that vibrates the case by an elastic adhesive, and thus applied to the sensor portion via the case. External stress is reduced. Thereby, it is suppressed that the detection accuracy of a sensor part falls.
なお、角速度センサの機械的及び電気的な接続構成としては、請求項9に記載のように、センサ部は、接着材を介してケースと機械的に接続され、第1ワイヤを介してケースの電極と電気的に接続されており、収納部に、収納部の内部と外部とを電気的に接続するための複数のリードの一部位がそれぞれ埋設され、第2ワイヤを介して、絶縁基材部の底部の外面に形成された電極が、対応するリードと電気的に接続された構成を採用することができる。 In addition, as a mechanical and electrical connection configuration of the angular velocity sensor, as described in claim 9 , the sensor unit is mechanically connected to the case via an adhesive, and is connected to the case via a first wire. A portion of a plurality of leads that are electrically connected to the electrodes and electrically connect the inside and the outside of the storage portion are embedded in the storage portion, respectively, and the insulating base material is interposed via the second wire. It is possible to adopt a configuration in which the electrode formed on the outer surface of the bottom of the part is electrically connected to the corresponding lead.
請求項1〜9いずれかに記載の角速度センサのケースの絶縁基材部は、請求項10に記載の製造方法によって製造することができる。すなわち、絶縁基材部は、セラミックシートに、複数の金属ペースト層を形成する第1金属ペースト層形成工程と、金属ペースト層を有するセラミックシートを含む、複数のセラミックシートを積層圧着する積層圧着工程と、複数のセラミックシートから成る積層体に、分割用のブレーク溝を形成するブレーク溝形成工程と、積層体を、ブレーク溝と交差する切断ラインに沿って、メッキ単位毎に切断することで、積層体の表面に形成された金属ペースト層と電気的に接続された金属ペースト層の一部を切断面に露出させる切断工程と、積層体がメッキ単位に切断されて成るメッキ単位積層体の切断面に、新たな金属ペースト層を形成することで、切断面に露出した複数の金属ペースト層を電気的に接続する第2金属ペースト層形成工程と、メッキ単位積層体を焼成することで、セラミックシートに形成された金属ペースト層を配線パターンとし、切断面に形成された金属ペースト層をメッキ用電極とする焼成工程と、メッキ単位積層体を、メッキ液に浸漬した状態で、メッキ用電極に電流を流すことで、該メッキ用電極と電気的に接続され、メッキ液と接触した配線パターンにメッキを施して、電極を形成するメッキ工程と、メッキ用電極を除去することで、切断面に端部が露出した配線パターン同士を電気的に独立とする除去工程と、切断面に露出した配線パターンの端部の少なくとも一部を被覆するように、絶縁部材の構成材料である絶縁塗料を、焼成されたメッキ単位積層体の側面に塗布することで、絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程と、焼成されたメッキ単位積層体を、ブレーク溝に沿って分割することで、ケース単位毎に分割する分割工程と、を経ることで製造される。
The insulating base part of the case of the angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 9 can be manufactured by the manufacturing method according to
このように本発明によれば、切断工程において、積層体をメッキ単位毎に切断し、メッキ工程において、焼成され、メッキ単位に切断された積層体にメッキを施している。これによれば、切断工程において、積層体をケース単位毎に切断し、メッキ工程において、焼成され、ケース単位に切断された積層体にメッキを施す製造方法と比べて、メッキ工程を簡素化することができる。 As described above, according to the present invention, in the cutting step, the laminate is cut for each plating unit, and in the plating step, the laminate is fired and plated in the plating unit. According to this, in a cutting process, a laminated body is cut | disconnected for every case unit, and a plating process is simplified compared with the manufacturing method which baked in a plating process and plated the laminated body cut | disconnected in the case unit. be able to.
また、請求項10に記載の発明では、切断工程において、積層体をメッキ単位毎に切断
し、絶縁部材形成工程において、焼成され、メッキ単位に切断された積層体に絶縁部材を
形成している。これによれば、切断工程において、積層体をケース単位毎に切断し、絶縁
部材形成工程において、焼成され、ケース単位に切断された積層体に絶縁部材を形成する
製造方法と比べて、絶縁部材形成工程を簡素化することができる。
In the invention according to
請求項11記載の発明の作用効果は、請求項1及び請求項2の発明において説明済みであるので、その記載を省略する。また、請求項12に記載の発明の作用効果は、請求項5に記載の発明の作用効果と同様なので、その記載を省略する。
Since the effects of the invention of
以下、本発明に記載の力学量センサを、角速度センサに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る力学量センサの概略構成を示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図3は、センサ部とケースとの電気的な接続構成を示す平面図である。図4は、絶縁基材部の側面を示す側面図であって、(a)は検出方向から視た側面、(b)は振動方向から視た側面を示している。図5は、積層体を説明するための概略平面図である。図6は、絶縁部材形成工程を説明するための側面図であって、(a)は凹部が形成されたメッキ単位積層体、(b)はメッキ単位積層体の側面にマスクが設けられた状態、(c)はメッキ単位積層体に絶縁部材が形成された状態を示す。図7は、第1実施形態に係る力学量センサの製造方法を説明するための断面図であって、(a)は準備工程、(b)は接着剤塗布工程、(c)はケース搭載工程、(d)は接続工程、(e)は収納工程、(f)はリード成形工程を示す。
Hereinafter, an embodiment in which the mechanical quantity sensor according to the present invention is applied to an angular velocity sensor will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the mechanical quantity sensor according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a plan view showing an electrical connection configuration between the sensor unit and the case. 4A and 4B are side views showing the side surface of the insulating base portion, where FIG. 4A shows the side surface viewed from the detection direction, and FIG. 4B shows the side surface viewed from the vibration direction. FIG. 5 is a schematic plan view for explaining the laminated body. FIGS. 6A and 6B are side views for explaining the insulating member forming step, in which FIG. 6A is a plating unit laminate in which a recess is formed, and FIG. 6B is a state in which a mask is provided on the side of the plating unit laminate. (C) shows a state in which an insulating member is formed on the plating unit laminate. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the mechanical quantity sensor according to the first embodiment, wherein (a) is a preparation step, (b) is an adhesive application step, and (c) is a case mounting step. , (D) shows a connecting step, (e) shows a storing step, and (f) shows a lead forming step.
なお、図1では、収納部50の蓋部52を省略し、図3では、ケース30の閉塞部34を省略している。また、以下においては、後述する振動子の振動する方向を振動方向、センサチップ11と処理チップ12とが積層される方向を積層方向、振動方向と積層方向に垂直な方向を検出方向と示す。上記した積層方向が、特許請求の範囲に記載の角速度の印加方向に相当する。
In FIG. 1, the
力学量センサ100は、要部として、センサ部10と、ケース30と、収納部50と、を有する。図1及び図2に示すように、センサ部10は、接着剤(図示略)を介してケース30の内面に固定され、ケース30は、接着剤70を介して収納部50に固定されている。そして、センサ部10は、ケース30によって構成される内部空間内に収納され、ケース30は、収納部50によって構成される内部空間内に収納されている。以上、示した構成により、センサ部10が、ケース30と収納部50とによって、二重に収納されている。
The
図3に示すように、センサ部10とケース30とが、第1ワイヤ71を介して電気的に接続され、図1に示すように、ケース30と、収納部50に一部が埋設されたリード54とが、第2ワイヤ72を介して電気的に接続されている。リード54の一端は、収納部50によって構成される内部空間内に設けられ、リード54の他端は、収納部50の外部に設けられて、外部素子と電気的に接続可能となっている。以上、示した構成により、センサ部10の出力信号が、第1ワイヤ71、ケース30、第2ワイヤ72、及びリード54を介して、外部素子に出力されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
センサ部10は、角速度を電気信号に変換するセンサチップ11と、該センサチップ11から出力された電気信号を処理する処理チップ12と、を有する。図2に示すように、センサ部10は、処理チップ12にセンサチップ11が積層されたスタック構造と成っており、センサチップ11と処理チップ12とは、バンプ13を介して、機械的及び電気的に接続されている。図3に示すように、処理チップ12における、センサチップ11の搭載面に、外部端子14が形成されており、この外部端子14が、ケース30の内部に形成された内部電極33aと、第1ワイヤ71を介して電気的に接続されている。
The
センサチップ11は、図示しないが、振動方向において、逆位相で振動する対を成す2つの振動子と、該振動子の一部によって構成される可動電極と、検出方向において、可動電極と対向する固定電極と、を有する。振動子が振動方向に振動している状態で、積層方向に角速度が印加されると、検出方向に沿うコリオリ力が振動子に発生する。すると、このコリオリ力によって振動子が検出方向に変位(振動)し、その変位(振動)に伴って、振動子の一部である可動電極も検出方向に変位(振動)する。この結果、可動電極と固定電極との電極間隔が変動し、可動電極と固定電極間の静電容量が変動する。この静電容量の変動が、センサチップ11の出力信号として、処理チップ12に出力される。
Although not shown, the
処理チップ12は、図示しないが、CV変換回路を有する。バンプ13を介して、センサチップ11から処理チップ12に、静電容量の変動を含む電気信号が入力されると、その静電容量の変動が、上記したCV変換回路によって、電圧の変動に変換される。この電圧の変動が、処理チップ12の出力信号、すなわち、センサ部10の出力信号として、第1ワイヤ71、ケース30、第2ワイヤ72、及びリード54を介して、外部素子に出力される。以上、示したように、センサ部10では、角速度を静電容量に変換し、変換された静電容量を電圧に変換することで、角速度を検出している。
Although not shown, the
ケース30は、積層方向に一端が開口する有底筒状の絶縁基材部31と、該絶縁基材部31の内部に設けられた配線パターン32と、配線パターン32と電気的に接続され、絶縁基材部31の表面に設けられた電極33と、絶縁基材部31の開口部を閉塞する閉塞部34と、を有する。図2に示すように、閉塞部34の外面が、収納部50との固定面となっており、閉塞部34が、接着剤70を介して収納部50と機械的に接続されている。なお、閉塞部34は金属から成り、接着剤70は、主として、弾性を有する樹脂から成る。
The
本実施形態に係る絶縁基材部31は、図2及び図3に示すように、矩形状の底部35と、該底部35におけるセンサ部10の搭載面35aを成す4辺それぞれに、センサ部10の周囲を囲むように設けられた4つの壁部36〜39と、壁部36〜39によって囲まれた搭載面35aに設けられた段差部40と、を有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the insulating
図1及び図3に示すように、段差部40の上面に、複数の内部電極33aが形成され、底部35の外面に、複数の外部電極33bが形成され、壁部36〜39の上面に、枠状の接続電極33cが形成されている。内部電極33aそれぞれが、第1ワイヤ71を介して、処理チップ12の外部端子14と電気的に接続され、外部電極33bそれぞれが、第2ワイヤ72を介して、対応するリード54と電気的に接続されている。また、接続電極33cは、図示しない接合部材を介して、閉塞部34と機械的及び電気的に接続されている。これら電極33a〜33cのいずれかは、対応する配線パターン32を介して、互いに電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of
図1及び図3に示すように、4つの壁部36〜39の内、2つの壁部36,37が振動方向に並んで配置され、残りの2つの壁部38,39が検出方向に並んで配置されている。そして、図1〜図4に示すように、検出方向に並んで配置された2つの壁部36,37それぞれの外面に、配線パターン32の端部が露出されている。また、図3及び図4(b)に破線で示すように、壁部36,37それぞれの外面に、凹部41が形成されており、この凹部41を構成する内面の一部が、配線パターン32の端部によって形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, of the four
本実施形態では、凹部41の内面の一部を構成する配線パターン32が、ケース30の入力配線と、出力配線とを含んでいる。凹部41は、絶縁部材73によって満たされ、凹部41の内面の一部を構成する配線パターン32は、絶縁部材73によって被覆されている。この絶縁部材73が、本実施形態に係る力学量センサ100の特徴点である。なお、上記した入力配線及び出力配線が、特許請求の範囲に記載の接続配線に含まれている。
In the present embodiment, the
収納部50は、2つの開口部を有する筒部51と、該筒部51の2つの開口部を閉塞する蓋部52と、筒部51の内面と連結された、ケース30を支持する支持部53と、を有する。図2に示すように、筒部51と蓋部52とによって構成される内部空間内に、ケース30と支持部53とが収納されており、筒部51における振動方向に並ぶ2つの壁部に、リード54の一部が埋設されている。リード54の一端が、筒部51と蓋部52とによって構成される内部空間内に設けられ、リード54の他端が、筒部51と蓋部52とによって構成される内部空間の外部に設けられている。なお、リード54の一端は、後述する連結部60に設けられている。
The
支持部53は、ケース30を搭載する搭載部55と、該搭載部55と連結され、絶縁基材部31の壁部36〜39の周囲を囲む側壁部56〜59と、側壁部56〜59を、筒部51と連結する連結部60と、を有する。搭載部55は、振動方向と検出方向によって規定される平面に沿う平面形状を成し、連結部60は、振動方向と検出方向によって規定される平面において、枠状を成す。側壁部56〜59は、積層方向に延びており、側壁部56〜59それぞれの一端が、搭載部55におけるケース30の搭載面55aに連結され、側壁部56〜59それぞれの他端が、枠状の連結部60の内側面と連結されている。そして、振動方向において、壁部36と側壁部56とが対向し、壁部37と側壁部57とが対向しており、検出方向において、壁部38と側壁部58とが対向し、壁部39と側壁部59とが対向している。これにより、上記した絶縁部材73が、壁部36と側壁部56との間、及び、壁部37と側壁部57との間に配置されている。
The
なお、本実施形態では、側壁部56における絶縁部材73と対向する部位に、側壁部56から壁部36(絶縁部材73)に突出する突出部61が形成され、側壁部57における絶縁部材73と対向する部位に、側壁部57から壁部37(絶縁部材73)に突出する突出部61が形成されている。この突起部61の絶縁部材73との対向面は、矩形状となっている。
In the present embodiment, a protruding
次に、本実施形態に係る力学量センサ100の特徴点である絶縁部材73を説明する。絶縁部材73は、ケース30の外面に露出した配線パターン32の端部の少なくとも一部を被覆するものである。本実施形態では、絶縁部材73によって、壁部36,37に露出した配線パターン32の一部が被覆されている。図4(b)に示すように、絶縁部材73は、壁部36,37それぞれに形成された凹部41を満たすように形成されている。そして、壁部36の凹部41から突出した絶縁部材73の形状が、壁部36の外面から側壁部56へ突出した凸形状を成し、壁部37の凹部41から突出した絶縁部材73の形状が、壁部37の外面から側壁部57へ突出した凸形状を成している。また、絶縁部材73は、振動方向に並んで配置された壁部36,37の外面それぞれに2つずつ形成されており、壁部36に形成された絶縁部材73と、壁部37に形成された絶縁部材73とが、ケース30の重心を介して点対称となっている。なお、絶縁部材73は、1〜10MPaの低弾性と、接着性と、耐熱性とを有する材料から成る。このような特性を有する材料としては、例えば、シリコーン系の接着剤を採用することができる。
Next, the insulating
次に、本実施形態に係るケース30の絶縁基材部31の製造方法を説明する。先ず、所定箇所を打ち抜くことで、開口部やビアが形成された複数のセラミックシートを準備する。次いで、開口部やビアが形成されたセラミックシートの表面に複数の金属ペースト層を形成する。以上が、第1金属ペースト層形成工程である。
Next, the manufacturing method of the insulating
第1金属ペースト層形成工程後、金属ペースト層を有するセラミックシートを含む、複数のセラミックシートを積層圧着する。これにより、図5に示す、複数のセラミックシートが一体化された積層体90を形成する。以上が、積層圧着工程である。
After the first metal paste layer forming step, a plurality of ceramic sheets including a ceramic sheet having a metal paste layer are laminated and pressure-bonded. Thereby, the
積層圧着工程後、積層体90における、ブレーク溝形成予定ラインに、圧力を印加して、積層体90の厚さを局所的に薄くすることで、図5に破線で示す、分割用のブレーク溝91を形成する。以上が、ブレーク溝形成工程である。 After the laminating and crimping step, by applying pressure to the break groove formation planned line in the laminate 90 to locally reduce the thickness of the laminate 90, the break break grooves shown by broken lines in FIG. 91 is formed. The above is the break groove forming step.
ブレーク溝形成工程後、先ず、積層体90を、図5に示す一点差線で示す縁ライン92に沿って切断する。これによって、積層体90の縁を切断する。次に、積層体90を、ブレーク溝91と交差する切断ライン93(図5に二点差線で示すライン)に沿って、メッキ単位毎に切断する。これにより、積層体90がメッキ単位に切断されたメッキ単位積層体94を形成すると共に、積層体90の表面に形成された金属ペースト層と電気的に接続された金属ペースト層の一部を切断面94aに露出させる。以上が、切断工程である。なお、図5に示すブレーク溝91と切断ライン93とによって形作られる最も表面積が小さい矩形状の部位が、積層体90におけるケース単位に相当し、検出方向に4つのケース単位が連結されて、3つのブレーク溝91が形成された部位が、メッキ単位積層体94に相当する。
After the break groove forming step, first, the laminate 90 is cut along an
切断工程後、メッキ単位積層体94の切断面94aに、新たな金属ペースト層を形成することで、切断面94aに露出した複数の金属ペースト層を電気的に接続する。以上が、第2金属ペースト層形成工程である。
After the cutting step, a new metal paste layer is formed on the
第2金属ペースト層形成工程後、メッキ単位積層体94を焼成することで、セラミックシートに形成された金属ペースト層を配線パターン32とし、切断面94aに形成された金属ペースト層をメッキ用電極とする。以上が、焼成工程である。
After the second metal paste layer forming step, the
焼成工程後、メッキ単位積層体94を、メッキ液に浸漬した状態で、メッキ用電極に電流を流すことで、該メッキ用電極と電気的に接続され、メッキ液と接触した配線パターン32にメッキを施して、電極33を形成する。以上が、メッキ工程である。
After the firing step, the
メッキ工程後、メッキ用電極を除去するとともに、メッキ単位積層体94の外面の一部を切り取ることで、切断面94aに端部が露出した配線パターン32同士を電気的に独立として、壁面の一部が、配線パターン32の端部によって構成される凹部41を形成する。図6(a)に、メッキ単位積層体94の切断面94aに、凹部41が形成された状態を示す。以上が、除去工程である。
After the plating step, the plating electrode is removed and a part of the outer surface of the
除去工程後、図6(a)に示すメッキ単位積層体94の切断面94aに、図6(b)に示すように、凹部41と対応する部位に開口部95aが形成されたマスク95を設置する。この状態において、図6(c)に示すように、凹部41によって構成される空間を満たしつつ、凹部41から突出した形状が、凸形状となるように、絶縁部材73の構成材料である絶縁塗料を塗布する。これにより、凹部41の壁面の一部を構成する配線パターン32の端部を、絶縁塗料、すなわち、絶縁部材73によって被覆する。なお、マスク95を用いずに、絶縁塗料を切断面94aの所定部位に塗布しても良い。以上が、絶縁部材形成工程である。
After the removing step, a
絶縁部材形成工程後、メッキ単位積層体94を、ブレーク溝91に沿って分割することで、ケース単位毎に分割する。以上が分割工程である。
After the insulating member forming step, the
上記工程を経ることで、ケース30の絶縁基材部31が製造される。この絶縁基材部31に、上記したセンサ部10が接着剤(図示略)を介して接着固定され、センサ部10とケース30とが第1ワイヤ71を介して電気的に接続された後に、絶縁基材部31の開口部が閉塞部34によって閉塞されることで、センサ部10が、ケース30の内部空間に収納される。
The insulating
なお、本実施形態に係る力学量センサ100は、図7に示す工程を経ることで、製造される。先ず、図7(a)に示すように、インサート成形によって、リード54の一部が埋設され、支持部53が連結された筒部51を用意する。以上が、準備工程である。なお、準備工程時では、複数のリード54は、連結部位(図示略)を介して、機械的及び電気的に接続されている。
The
準備工程後、図7(b)に示すように、支持部53における搭載部55の搭載面55aに、接着剤70を塗布する。以上が、接着剤塗布工程である。
After the preparation step, as shown in FIG. 7B, an adhesive 70 is applied to the mounting
接着剤塗布工程後、図7(c)に示すように、センサ部10が収納されたケース30の閉塞部34の外面を接着剤70に接触して、接着剤70を固化することで、ケース30を搭載部55に搭載する。以上が、ケース搭載工程である。
After the adhesive application step, as shown in FIG. 7C, the outer surface of the closing
ケース搭載工程後、図7(d)に示すように、第2ワイヤ72を介して、ケース30とリード54とを電気的に接続する。これによって、センサ部10が、ケース30を介してリード54と電気的に接続される。以上が、接続工程である。
After the case mounting process, the
接続工程後、図7(e)に示すように、筒部51の2つの開口部それぞれに、蓋部52を取り付け固定する。これにより、ケース30を、筒部51と蓋部52とによって構成される内部空間内に収納する。以上が、収納工程である。
After the connecting step, as shown in FIG. 7 (e), the
収納工程後、図7(f)に示すように、リード54を所定形状に成形しつつ、複数のリード54を機械的及び電気的に接続している連結部位を除去して、リード54それぞれを電気的に独立とする。以上が、リード形成工程である。以上の工程を経ることで、本実施形態に係る力学量センサ100が製造される。
After the storing step, as shown in FIG. 7 (f), while the
次に、本実施形態に係る力学量センサ100の作用効果を説明する。上記したように、絶縁基材部31における、振動方向において、並んで配置された壁部36,37それぞれの外面に、配線パターン32の端部が露出され、その露出した配線パターン32の端部の一部が、絶縁部材73によって被覆されている。これによれば、収納部50内の空気と外部の空気とで温度差が生じ、壁部36,37に結露が生じたとしても、配線パターン32の端部の一部が絶縁部材73によって被覆されているので、結露を介して、複数の配線パターン32が電気的に接続されることが抑制される。これにより、電気的な接続信頼性が向上される。
Next, functions and effects of the
本実施形態では、壁部36,37の外面に、凹部41が形成され、その凹部41を構成する壁面の一部が、配線パターン32によって構成されている。そして、凹部41が、絶縁部材73によって満たされている。これによれば、絶縁部材73と壁部36,37との接触面積が増大されるので、絶縁部材73が壁部36,37から剥がれ落ちることが抑制される。これにより、電気的な接続信頼性がより向上される。
In the present embodiment, a
本実施形態では、壁部36に形成された絶縁部材73と、壁部37に形成された絶縁部材73とが、ケース30の重心を介して点対称となっている。これによれば、収納部50に印加された外部応力などによってケース30が振動した際に、ケース30が偏心振動することが抑制される。これにより、外部応力に起因するケース30の振動が、センサ部10に印加することが抑制される。この結果、角速度の検出精度が低下することが抑制される。
In the present embodiment, the insulating
本実施形態では、振動方向において、壁部36と側壁部56とが並んで配置され、壁部37と側壁部57とが並んで配置されている。そして、絶縁部材73が、壁部36と側壁部56との間、及び、壁部37と側壁部57との間に配置されている。また、側壁部56における絶縁部材73と対向する部位に、側壁部56から壁部36(絶縁部材73)に突出する突出部61が形成され、側壁部57における絶縁部材73と対向する部位に、側壁部57から壁部37(絶縁部材73)に突出する突出部61が形成されている。そして、絶縁部材73は、1〜10MPaの低弾性と、接着性と、耐熱性とを有する材料から成る。
In the present embodiment, the
このように、側壁部56,57それぞれに、突出部61が形成されているので、突出部61がない構成と比べて、検出方向における絶縁部材73とケース30との間の空間が狭くなっている。したがって、収納部50に印加された外部応力などによってケース30が検出方向に振動した際に、絶縁部材73と突出部61とが接触し易くなっている。上記したように、絶縁部材73は、弾性を有するので、絶縁部材73と突出部61とが衝突すると、絶縁部材73によってケース30の振動が低減される。この結果、センサ部10の検出方向への変位(振動)が抑制され、角速度の検出精度が低下することが抑制される。
Thus, since the
本実施形態では、壁部36の凹部41から突出した絶縁部材73の形状が、壁部36の外面から側壁部56へ突出した凸形状を成し、壁部37の凹部41から突出した絶縁部材73の形状が、壁部37の外面から側壁部57へ突出した凸形状を成している。
In the present embodiment, the shape of the insulating
これによれば、絶縁部材73が突出部61と衝突した際に、その衝突によって生じたエネルギーを、凸形状を成す絶縁部材73の先端から底面に向かって分散させることができる。これにより、ケース30の検出方向の振動がより効果的に低減される。この結果、センサ部10の検出方向への変位(振動)がより効果的に抑制され、角速度の検出精度が低下することがより効果的に抑制される。
According to this, when the insulating
本実施形態では、ケース30が、主として弾性を有する樹脂からなる接着剤70を介して、搭載部55に搭載されている。これによれば、収納部50に外部応力が印加された場合、その外部応力の一部が、接着剤70によって、ケース30を振動する力に変換される。したがって、ケース30を介してセンサ部10に印加される外部応力が低減される。これにより、センサ部10の検出精度が低下することが抑制される。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、切断工程において、積層体90をメッキ単位毎に切断し、メッキ工程において、焼成されたメッキ単位積層体94にメッキを施している。これによれば、切断工程において、積層体をケース単位毎に切断し、メッキ工程において、焼成され、ケース単位に切断された積層体にメッキを施す製造方法と比べて、メッキ工程が簡素化される。
In the present embodiment, the laminate 90 is cut for each plating unit in the cutting step, and the fired plated
また、本実施形態では、絶縁部材形成工程において、焼成されたメッキ単位積層体94に絶縁部材73を形成している。これによれば、絶縁部材形成工程において、焼成され、ケース単位に切断された積層体に絶縁部材を形成する製造方法と比べて、絶縁部材形成工程が簡素化される。
In the present embodiment, the insulating
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態では、絶縁部材73が、振動方向に並んで配置された壁部36,37の外面それぞれに2つずつ形成された例を示した。しかしながら、壁部36,37に形成される絶縁部材73の数は、上記例に限定されず、例えば、図8に示すように、振動方向に並んで配置された壁部36,37の外面それぞれに1つずつ形成された構成を採用することもできる。なお、図8では、壁部36に形成された絶縁部材73と、壁部37に形成された絶縁部材73とが、ケース30の重心を介して点対称となっている。図8は、絶縁部材の変形例を説明するための平面図である。
In the present embodiment, an example is shown in which two insulating
本実施形態では、振動方向に並んで配置された壁部36,37に絶縁部材73が形成された例を示した。しかしながら、絶縁部材73の形成される部位は、上記例に限定されず、例えば、図9に示すように、振動方向に並んで配置された壁部36,37だけではなく、検出方向に並んで配置された壁部38,39の外面それぞれに形成しても良い。これによれば、4つの壁部36〜39の外面それぞれに絶縁部材73が形成されるので、本実施形態で示したように、検出方向に並んで配置された壁部36,37の外面のみに絶縁部材73が形成された構成と比べて、ケース30が偏心振動することが抑制される。これにより、センサ部10の検出精度が低下することが抑制される。また、上記変形例の場合、弾性を有する絶縁部材73が、壁部38と側壁部58との間、及び、壁部39と側壁部59との間に配置される。したがって、例えば、外部応力などによって、振動方向にケース30が振動し、絶縁部材73と側壁部58,59とが接触すると、弾性を有する絶縁部材73によってケース30の振動が低減される。この結果、センサ部10の振動方向への変位(振動)が抑制され、角速度の検出精度が低下することが抑制される。なお、図9では、壁部36に形成された絶縁部材73と、壁部37に形成された絶縁部材73とが、ケース30の重心を介して点対称となっており、壁部38に形成された絶縁部材73と、壁部39に形成された絶縁部材73とが、ケース30の重心を介して点対称となっている。図9は、絶縁部材の変形例を説明するための平面図である。
In this embodiment, the example in which the insulating
本実施形態では、絶縁部材73によって、壁部36,37に露出した配線パターン32の一部が被覆された例を示した。しかしながら、絶縁部材73によって、壁部36,37に露出した配線パターン32の全てを被覆しても良い。
In the present embodiment, an example in which a part of the
本実施形態では、側壁部56における絶縁部材73と対向する部位に、側壁部56から壁部36に突出する突出部61が形成され、側壁部57における絶縁部材73と対向する部位に、側壁部57から壁部37に突出する突出部61が形成された例を示した。しかしながら、突出部61は、なくとも良い。
In the present embodiment, a protruding
10・・・センサ部
30・・・ケース
31・・・絶縁基材部
36〜39・・・壁部
50・・・収納部
53・・・支持部
56〜59・・・側壁部
73・・・絶縁部材
90・・・積層体
93・・・メッキ単位積層体
100・・・力学量センサ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
該センサ部を収納するケースと、
該ケースを収納する収納部と、を有する角速度センサであって、
前記ケースは、複数のセラミックシートが積層されて成る有底筒状の絶縁基材部と、該絶縁基材部の内部に設けられた配線パターンと、該配線パターンと電気的に接続され、前記絶縁基材部の表面に設けられた電極と、前記絶縁基材部の開口部を閉塞する閉塞部と、を備え、
前記配線パターンの端部が、前記絶縁基材部の外面に露出され、その露出された配線パターンの端部の少なくとも一部が、絶縁部材によって被覆されており、
前記センサ部は、角速度を電気信号に変換するセンサチップと、該センサチップから出力された電気信号を処理する処理チップと、を有し、
前記センサチップは、逆位相で振動する対を成す2つの振動子と、該振動子の一部によって構成される可動電極と、前記振動子の振動方向及び角速度の印加方向に対して垂直な検出方向において、前記可動電極と対向する固定電極と、を有し、
前記絶縁基材部は、前記センサ部が搭載される矩形状の底部と、前記センサ部の周囲を囲むように設けられた4つの壁部と、を有し、
前記収納部は、前記ケースを搭載する搭載部と、該搭載部と連結され、前記絶縁基材部の壁部の周囲を囲む側壁部と、を有し、
前記振動方向において、前記側壁部と並んで配置された前記壁部の外面が、前記絶縁部材によって被覆されており、
前記絶縁部材が、弾性を有し、
前記絶縁基材部の外面に、凹部が形成されており、
該凹部を構成する壁面の一部が、前記配線パターンの端部によって構成され、
前記凹部によって構成される空間が、前記絶縁部材によって満たされ、かつ、前記絶縁部材は前記凹部から前記収納部の側壁部のほうへ突出した凸形状となっていることを特徴とする角速度センサ。 A sensor unit for measuring angular velocity;
A case for housing the sensor unit;
An angular velocity sensor having a storage portion for storing the case,
The case has a bottomed cylindrical insulating base member formed by laminating a plurality of ceramic sheets, a wiring pattern provided inside the insulating base member, and electrically connected to the wiring pattern, An electrode provided on the surface of the insulating base part, and a closing part for closing the opening of the insulating base part,
An end portion of the wiring pattern is exposed on the outer surface of the insulating base material portion, and at least a part of the exposed end portion of the wiring pattern is covered with an insulating member,
The sensor unit includes a sensor chip that converts an angular velocity into an electrical signal, and a processing chip that processes an electrical signal output from the sensor chip,
The sensor chip includes a pair of vibrators that vibrate in opposite phases, a movable electrode formed by a part of the vibrator, and a detection perpendicular to the vibration direction of the vibrator and the application direction of the angular velocity. A fixed electrode facing the movable electrode in a direction,
The insulating base part has a rectangular bottom part on which the sensor part is mounted, and four wall parts provided so as to surround the sensor part,
The storage portion includes a mounting portion for mounting the case, and a side wall portion connected to the mounting portion and surrounding the periphery of the wall portion of the insulating base material portion,
In the vibration direction, an outer surface of the wall portion arranged side by side with the side wall portion is covered with the insulating member,
The insulating member has elasticity ;
A concave portion is formed on the outer surface of the insulating base portion,
A part of the wall surface constituting the recess is constituted by an end of the wiring pattern,
An angular velocity sensor characterized in that a space formed by the recess is filled with the insulating member, and the insulating member has a convex shape protruding from the recess toward the side wall of the storage portion .
該センサ部を収納するケースと、
該ケースを収納する収納部と、を有する角速度センサであって、
前記ケースは、複数のセラミックシートが積層されて成る有底筒状の絶縁基材部と、該絶縁基材部の内部に設けられた配線パターンと、該配線パターンと電気的に接続され、前記絶縁基材部の表面に設けられた電極と、前記絶縁基材部の開口部を閉塞する閉塞部と、を備え、
前記配線パターンの端部が、前記絶縁基材部の外面に露出され、その露出された配線パターンの端部の少なくとも一部が、絶縁部材によって被覆されており、
前記センサ部は、角速度を電気信号に変換するセンサチップと、該センサチップから出力された電気信号を処理する処理チップと、を有し、
前記センサチップは、逆位相で振動する対を成す2つの振動子と、該振動子の一部によって構成される可動電極と、前記振動子の振動方向及び角速度の印加方向に対して垂直な検出方向において、前記可動電極と対向する固定電極と、を有し、
前記絶縁基材部は、前記センサ部が搭載される矩形状の底部と、前記センサ部の周囲を囲むように設けられた4つの壁部と、を有し、
前記収納部は、前記ケースを搭載する搭載部と、該搭載部と連結され、前記絶縁基材部の壁部の周囲を囲む側壁部と、を有し、
前記検出方向において、前記側壁部と並んで配置された前記壁部の外面が、前記絶縁部材によって被覆されており、
前記絶縁部材が、弾性を有し、
前記絶縁基材部の外面に、凹部が形成されており、
該凹部を構成する壁面の一部が、前記配線パターンの端部によって構成され、
前記凹部によって構成される空間が、前記絶縁部材によって満たされ、かつ、前記絶縁部材は前記凹部から前記収納部の側壁部のほうへ突出した凸形状となっていることを特徴とする角速度センサ。 A sensor unit for measuring angular velocity;
A case for housing the sensor unit;
An angular velocity sensor having a storage portion for storing the case,
The case has a bottomed cylindrical insulating base member formed by laminating a plurality of ceramic sheets, a wiring pattern provided inside the insulating base member, and electrically connected to the wiring pattern, An electrode provided on the surface of the insulating base part, and a closing part for closing the opening of the insulating base part,
An end portion of the wiring pattern is exposed on the outer surface of the insulating base material portion, and at least a part of the exposed end portion of the wiring pattern is covered with an insulating member,
The sensor unit includes a sensor chip that converts an angular velocity into an electrical signal, and a processing chip that processes an electrical signal output from the sensor chip,
The sensor chip includes a pair of vibrators that vibrate in opposite phases, a movable electrode formed by a part of the vibrator, and a detection perpendicular to the vibration direction of the vibrator and the application direction of the angular velocity. A fixed electrode facing the movable electrode in a direction,
The insulating base part has a rectangular bottom part on which the sensor part is mounted, and four wall parts provided so as to surround the sensor part,
The storage portion includes a mounting portion for mounting the case, and a side wall portion connected to the mounting portion and surrounding the periphery of the wall portion of the insulating base material portion,
In the detection direction, an outer surface of the wall portion arranged side by side with the side wall portion is covered with the insulating member,
The insulating member has elasticity ;
A concave portion is formed on the outer surface of the insulating base portion,
A part of the wall surface constituting the recess is constituted by an end of the wiring pattern,
An angular velocity sensor characterized in that a space formed by the recess is filled with the insulating member, and the insulating member has a convex shape protruding from the recess toward the side wall of the storage portion .
該センサ部を収納するケースと、
該ケースを収納する収納部と、を有する角速度センサであって、
前記ケースは、複数のセラミックシートが積層されて成る有底筒状の絶縁基材部と、該絶縁基材部の内部に設けられた配線パターンと、該配線パターンと電気的に接続され、前記絶縁基材部の表面に設けられた電極と、前記絶縁基材部の開口部を閉塞する閉塞部と、を備え、
前記配線パターンの端部が、前記絶縁基材部の外面に露出され、その露出された配線パターンの端部の少なくとも一部が、絶縁部材によって被覆されており、
前記センサ部は、角速度を電気信号に変換するセンサチップと、該センサチップから出力された電気信号を処理する処理チップと、を有し、
前記センサチップは、逆位相で振動する対を成す2つの振動子と、該振動子の一部によって構成される可動電極と、前記振動子の振動方向及び角速度の印加方向に対して垂直な検出方向において、前記可動電極と対向する固定電極と、を有し、
前記絶縁基材部は、前記センサ部が搭載される矩形状の底部と、該底部における前記センサ部の搭載面を成す4辺それぞれに、前記センサ部の周囲を囲むように設けられた4つの壁部と、を有し、
前記収納部は、前記ケースを搭載する搭載部と、該搭載部と連結され、前記絶縁基材部の壁部の周囲を囲む側壁部と、を有し、
4つの前記壁部の内、2つの前記壁部が前記振動方向に並んで配置され、残りの2つの前記壁部が前記検出方向に並んで配置されており、
前記検出方向に並んで配置された2つの壁部それぞれの外面に、前記配線パターンの端部が露出され、その配線パターンの端部が、前記絶縁部材によって被覆されており、
前記絶縁部材が、弾性を有することを特徴とする角速度センサ。 A sensor unit for measuring angular velocity;
A case for housing the sensor unit;
An angular velocity sensor having a storage portion for storing the case,
The case has a bottomed cylindrical insulating base member formed by laminating a plurality of ceramic sheets, a wiring pattern provided inside the insulating base member, and electrically connected to the wiring pattern, An electrode provided on the surface of the insulating base part, and a closing part for closing the opening of the insulating base part,
An end portion of the wiring pattern is exposed on the outer surface of the insulating base material portion, and at least a part of the exposed end portion of the wiring pattern is covered with an insulating member,
The sensor unit includes a sensor chip that converts an angular velocity into an electrical signal, and a processing chip that processes an electrical signal output from the sensor chip,
The sensor chip includes a pair of vibrators that vibrate in opposite phases, a movable electrode formed by a part of the vibrator, and a detection perpendicular to the vibration direction of the vibrator and the application direction of the angular velocity. A fixed electrode facing the movable electrode in a direction,
The insulating base portion includes four rectangular bases on which the sensor unit is mounted and four sides forming a mounting surface of the sensor unit on the bottom so as to surround the sensor unit. A wall, and
The storage portion includes a mounting portion for mounting the case, and a side wall portion connected to the mounting portion and surrounding the periphery of the wall portion of the insulating base material portion,
Of the four wall portions, the two wall portions are arranged side by side in the vibration direction, and the remaining two wall portions are arranged side by side in the detection direction,
The end portions of the wiring pattern are exposed on the outer surfaces of the two wall portions arranged side by side in the detection direction, and the end portions of the wiring pattern are covered with the insulating member,
The angular velocity sensor, wherein the insulating member has elasticity.
とする請求項4又は請求項5に記載の角速度センサ。 In the detection direction, a protruding portion that protrudes from the side wall portion of the storage portion toward the wall portion of the case is formed on the inner surface of the side wall portion of the storage portion that faces the insulating member. The angular velocity sensor according to claim 4 or 5 .
前記収納部に、前記収納部の内部と外部とを電気的に接続するための複数のリードの一部位がそれぞれ埋設され、第2ワイヤを介して、前記絶縁基材部の底部の外面に形成された電極が、対応するリードと電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜8いずれか1項に記載の角速度センサ。 The sensor unit is mechanically connected to the case via an adhesive, and is electrically connected to an electrode of the case via a first wire,
A portion of a plurality of leads for electrically connecting the inside and the outside of the storage portion is embedded in the storage portion, and formed on the outer surface of the bottom portion of the insulating base portion via a second wire. the angular velocity sensor according to any one of claims 1-8 in which the electrodes, and corresponding features that have been read and electrically connected to the.
セラミックシートに、複数の金属ペースト層を形成する第1金属ペースト層形成工程と、
前記金属ペースト層を有するセラミックシートを含む、複数のセラミックシートを積層圧着する積層圧着工程と、
複数の前記セラミックシートから成る積層体に、分割用のブレーク溝を形成するブレーク溝形成工程と、
前記積層体を、前記ブレーク溝と交差する切断ラインに沿って、メッキ単位毎に切断することで、前記積層体の表面に形成された金属ペースト層と電気的に接続された金属ペースト層の一部を切断面に露出させる切断工程と、
前記積層体がメッキ単位に切断されて成るメッキ単位積層体の切断面に、新たな金属ペースト層を形成することで、前記切断面に露出した複数の金属ペースト層を電気的に接続する第2金属ペースト層形成工程と、
前記メッキ単位積層体を焼成することで、前記セラミックシートに形成された金属ペースト層を前記配線パターンとし、前記切断面に形成された金属ペースト層をメッキ用電極とする焼成工程と、
前記メッキ単位積層体を、メッキ液に浸漬した状態で、前記メッキ用電極に電流を流すことで、該メッキ用電極と電気的に接続され、前記メッキ液と接触した配線パターンにメッキを施して、前記電極を形成するメッキ工程と、
前記メッキ用電極を除去することで、前記切断面に端部が露出した前記配線パターン同士を電気的に独立とする除去工程と、
前記切断面に露出した前記配線パターンの端部の少なくとも一部を被覆するように、前記絶縁部材の構成材料である絶縁塗料を、焼成された前記メッキ単位積層体の側面に塗布することで、前記絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程と、
焼成された前記メッキ単位積層体を、前記ブレーク溝に沿って分割することで、ケース単位毎に分割する分割工程と、を含むことを特徴とする角速度センサの製造方法。 A method for manufacturing an angular velocity sensor according to claim 1,
A first metal paste layer forming step of forming a plurality of metal paste layers on the ceramic sheet;
A laminating and crimping step of laminating and crimping a plurality of ceramic sheets, including a ceramic sheet having the metal paste layer;
A break groove forming step of forming a break groove for splitting in a laminate composed of a plurality of the ceramic sheets;
One of the metal paste layers electrically connected to the metal paste layer formed on the surface of the laminated body by cutting the laminated body for each plating unit along a cutting line intersecting the break groove. A cutting step of exposing the part to the cut surface;
A second metal paste layer is formed on the cut surface of the plated unit laminate formed by cutting the laminate into plating units, thereby electrically connecting a plurality of metal paste layers exposed on the cut surface. A metal paste layer forming step;
By firing the plating unit laminate, a firing step in which the metal paste layer formed on the ceramic sheet is used as the wiring pattern, and the metal paste layer formed on the cut surface is used as a plating electrode;
The plating unit laminate is immersed in a plating solution, and a current is passed through the plating electrode, thereby electrically connecting the plating electrode and plating the wiring pattern in contact with the plating solution. A plating step for forming the electrodes;
By removing the plating electrode, the removal step of making the wiring patterns whose ends are exposed on the cut surface electrically independent,
By applying an insulating paint, which is a constituent material of the insulating member, to the side surface of the fired plated unit laminate so as to cover at least a part of the end of the wiring pattern exposed on the cut surface, An insulating member forming step for forming the insulating member;
A method for manufacturing an angular velocity sensor, comprising: dividing the fired plated unit laminate body into case units by dividing the laminated laminate unit along the break grooves.
前記絶縁部材形成工程において、前記凹部によって構成される空間を満たすように、前記絶縁部材を形成することを特徴とする請求項10に記載の角速度センサの製造方法。 In the removing step, the plating electrode is removed, and a part of the wall surface is formed by cutting out a part of the outer surface of the plating unit laminate, thereby forming a recess constituted by an end of the wiring pattern,
The method of manufacturing an angular velocity sensor according to claim 10 , wherein, in the insulating member forming step, the insulating member is formed so as to fill a space formed by the concave portion.
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