JP5776278B2 - Manufacturing method of sensor device - Google Patents
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Description
本発明は、センサーモジュール、センサーモジュールを備えたセンサーデバイス、センサーデバイスの製造方法及びセンサーモジュールを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a sensor module, a sensor device including the sensor module, a method for manufacturing the sensor device, and an electronic apparatus including the sensor module.
従来、加速度や角速度などをセンシングするセンサーデバイスにおいては、センサー素子と該センサー素子を駆動する機能を有する回路素子とを備えたセンサーモジュールを用いた構成が知られている。
例えば、特許文献1には、センサー素子としてのジャイロ振動片と、回路素子としての半導体装置(以下、ICチップという)と、を備えたセンサーモジュールを、パッケージに収納したジャイロセンサー(圧電発振器)が開示されている。
この構成では、ICチップが支持基板に固着され、支持基板に形成されたリード配線部と電気的に接続されている。また、センサー素子(ジャイロ振動片)は、支持基板に固着されたリード線に接続されることによってICチップとの間に空隙を保ち、該ICチップと平面視で重なるように配置されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sensor device that senses acceleration, angular velocity, and the like has a configuration using a sensor module that includes a sensor element and a circuit element that has a function of driving the sensor element.
For example,
In this configuration, the IC chip is fixed to the support substrate and electrically connected to the lead wiring portion formed on the support substrate. Further, the sensor element (gyro vibrating piece) is disposed so as to maintain a space between the sensor chip and the IC chip in plan view by being connected to a lead wire fixed to the support substrate.
ところで、特許文献1のジャイロセンサー(以下、センサーデバイスという)は、1軸の検出軸(センシング軸:例えば、センサー素子の主面に直交する軸)に対応したセンサーデバイスとして、センサーモジュールのセンサー素子の主面が、パッケージの底面と略平行になるように配置されている。
近年は、このような1軸の検出軸に対応したものだけでなく、互いに交差する2軸または3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスが要求されている。
By the way, the gyro sensor (hereinafter referred to as sensor device) of
In recent years, there has been a demand for sensor devices not only corresponding to such a single detection axis but also corresponding to two or three detection axes that intersect each other.
この互いに交差する2軸または3軸の検出軸に対応するためには、例えば、特許文献1のような1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを2個または3個用意し、各センサーデバイスを各軸に対応した姿勢で対象機器に実装する構成が考えられる。
この結果、対象機器におけるセンサーデバイスの実装スペースは、相当程度の広さが必要となることから、対象機器の小型化の阻害要因となる虞がある。
また、上記構成では、パッケージが2個または3個必要なことから、パッケージが1個の場合と比較して、コスト面において割高になるという問題がある。
また、上記構成では、センサーデバイス間の検出軸の直交度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度(各パッケージの取り付け角度の精度)に少なからず依存するという問題がある。
In order to correspond to the two or three detection axes intersecting each other, for example, two or three sensor devices corresponding to one detection axis as in
As a result, the mounting space of the sensor device in the target device needs to be considerably large, which may hinder downsizing of the target device.
Further, in the above configuration, since two or three packages are required, there is a problem that the cost is higher than that in the case of one package.
Further, in the above configuration, there is a problem that the orthogonality of the detection axes between the sensor devices depends on the mounting accuracy of each sensor device in the target device (accuracy of the mounting angle of each package).
また、1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスにおいても、センサー素子の種類によっては、主面をパッケージの底面に対して直交または傾斜する姿勢となるように配置しなければならないものがあり、センサー素子の新たな実装構造の提供が求められている。 Further, even in a sensor device corresponding to one detection axis, depending on the type of sensor element, there is a sensor device that needs to be arranged so that the main surface is orthogonal or inclined with respect to the bottom surface of the package. There is a need to provide a new mounting structure for elements.
また、特許文献1のセンサーデバイスは、ICチップが支持基板に固着され、支持基板に形成されたリード配線部と電気的に接続されている。
このリード配線部に、例えば、フレキシブル配線基板を用いた場合には、ICチップが支持基板から突出していることから、フレキシブル配線基板をICチップと支持基板とに架け渡して実装する際に、フレキシブル配線基板の折れ曲がりにより、フレキシブル配線基板の配線パターンとICチップの端部とが接触して短絡する虞がある。
In the sensor device of
For example, when a flexible wiring board is used for the lead wiring portion, the IC chip protrudes from the support substrate. Therefore, when the flexible wiring board is mounted over the IC chip and the support substrate, the flexible wiring board is mounted. There is a possibility that the wiring pattern of the flexible wiring board and the end portion of the IC chip come into contact with each other and short-circuit due to the bending of the wiring board.
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかるセンサーモジュールは、第1基準平面に平行な第1支持面と、前記第1基準平面に対して直交または傾斜した第2基準平面に平行な第2支持面と、を有した支持部材と、一面側に接続端子と外部接続端子とを有し、前記一面に沿った他面側が前記第1支持面及び前記第2支持面の少なくとも一方に取り付けられているICチップと、前記ICチップの少なくとも一つの前記外部接続端子に取り付けられているフレキシブル配線基板と、接続電極を有し、前記接続電極が前記ICチップの前記接続端子に取り付けられており、前記ICチップの前記一面側に配置され、主面が前記支持部材の前記第1支持面及び前記第2支持面のうち、前記ICチップが取り付けられている支持面に沿っているセンサー素子と、を備え、前記フレキシブル配線基板の配線パターンは、前記ICチップ側に対向する対向面における前記外部接続端子への取り付け部から、第1貫通孔または前記フレキシブル配線基板の前記取り付け部側の一方の端部に設けられた第1切り欠き部を経由して前記対向面とは反対側の非対向面に引き出され、前記第1貫通孔または前記第1切り欠き部から少なくとも前記ICチップの端部を過ぎるまでの範囲に亘って前記非対向面に延在し、少なくとも前記ICチップの前記端部を過ぎた位置で、第2貫通孔または前記フレキシブル配線基板の他方の端部に設けられた第2切り欠き部を経由して前記対向面に引き戻されたことを特徴とする。 Application Example 1 A sensor module according to this application example includes a first support surface parallel to a first reference plane and a second support surface parallel to a second reference plane that is orthogonal to or inclined with respect to the first reference plane. And a connecting terminal and an external connecting terminal on one surface side, and the other surface side along the one surface is attached to at least one of the first supporting surface and the second supporting surface. An IC chip, a flexible wiring board attached to at least one of the external connection terminals of the IC chip, and a connection electrode, the connection electrode being attached to the connection terminal of the IC chip; A sensor element that is disposed on the one surface side of the chip and whose main surface is along the support surface to which the IC chip is attached, of the first support surface and the second support surface of the support member; In addition, the wiring pattern of the flexible wiring board may be either a first through hole or one end of the flexible wiring board on the attachment part side from the attachment part to the external connection terminal on the facing surface facing the IC chip side. Is pulled out to a non-opposing surface opposite to the opposing surface through a first notch provided in the first through hole or at least the end of the IC chip from the first through-hole or the first notch. Extending to the non-opposing surface over a range up to and including at least a second cut provided in the second through hole or the other end of the flexible wiring board at a position past the end of the IC chip. It is drawn back to the facing surface through a notch.
これによれば、センサーモジュールは、支持部材の互いに直交または傾斜した第1支持面及び第2支持面(以下、第1支持面、第2支持面、後述する第3支持面を、単に支持面または各支持面ともいう)にICチップが取り付けられ、ICチップの一面側にセンサー素子が取り付けられている。
この際、センサーモジュールは、センサー素子の主面が、ICチップが取り付けられた支持面に沿うように取り付けられていることから、センサー素子の主面が、互いに直交または傾斜することとなる。
このことから、センサーモジュールは、例えば、1つのパッケージの内部に収納されることで、2軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを提供できる。
したがって、センサーモジュールは、2軸の検出軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを2個用いていた構成と比較して、相当程度小さくできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。
According to this, the sensor module simply supports the first support surface and the second support surface (hereinafter referred to as the first support surface, the second support surface, and the third support surface described later) of the support member that are orthogonal or inclined with respect to each other. Alternatively, an IC chip is attached to each supporting surface), and a sensor element is attached to one side of the IC chip.
At this time, the sensor module is attached so that the main surface of the sensor element is along the support surface to which the IC chip is attached, so that the main surfaces of the sensor element are orthogonal or inclined to each other.
From this, the sensor module can be provided in a single package, for example, so that a sensor device corresponding to two detection axes can be provided.
Therefore, the sensor module can significantly reduce the mounting space for the sensor device corresponding to the two detection axes compared to the conventional configuration using two sensor devices corresponding to the one detection axis. Therefore, it is possible to further reduce the size of the target device.
また、センサーモジュールは、2軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを2個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。 In addition, since the sensor module can provide a sensor device corresponding to two detection axes in one package, it is packaged in comparison with the conventional configuration using two sensor devices corresponding to one detection axis. Can reduce the costs involved.
また、センサーモジュールは、2軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを2個用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで2軸の検出軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。 In addition, the sensor module can provide sensor devices corresponding to two detection axes in one package, so two conventional sensor devices corresponding to one detection axis are used, and the mounting orientation of the package is the original attachment. By changing the posture, the impact resistance can be improved as compared with the configuration corresponding to the two detection axes.
また、センサーモジュールは、支持部材の互いに直交または傾斜した支持面にICチップが取り付けられ、ICチップの一面側に、主面が支持部材の支持面に沿うようにセンサー素子が取り付けられている。
これにより、センサーモジュールは、センシング軸の交差度が支持部材の加工精度で決まることから、従来のような、センシング軸の交差度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度(各パッケージの取り付け角度の精度)に依存することを解消できる。
In the sensor module, an IC chip is attached to a support surface that is orthogonal to or inclined with respect to the support member, and a sensor element is attached to one side of the IC chip so that the main surface is along the support surface of the support member.
As a result, the sensor module's crossing degree of the sensing axis is determined by the processing accuracy of the support member, so the crossing degree of the sensing axis, as in the past, is the mounting accuracy of each sensor device in the target device (the mounting angle of each package). Can be resolved.
また、センサーモジュールは、ICチップの外部接続端子に、フレキシブル配線基板が取り付けられ、フレキシブル配線基板の配線パターンが、対向面における外部接続端子への取り付け部から、第1貫通孔または一方の端部に設けられた第1切り欠き部を経由して非対向面に引き出され、第1貫通孔または第1切り欠き部から、少なくともICチップの端部を過ぎるまでの範囲に亘って非対向面に延在し、少なくともICチップの端部を過ぎた位置で、第2貫通孔または他方の端部に設けられた第2切り欠き部を経由して対向面に引き戻されている。
これにより、センサーモジュールは、フレキシブル配線基板における少なくともICチップの外部接続端子への取り付け部からICチップの端部を過ぎるまでの範囲に亘って、ICチップの一面側に対向する対向面に配線パターンが形成されていないことになる。
この結果、センサーモジュールは、例えば、パッケージなどの外部部材への取り付け時に、前述したような、フレキシブル配線基板の折れ曲がりによるフレキシブル配線基板の配線パターンとICチップとの短絡を回避することができる。
In the sensor module, the flexible wiring board is attached to the external connection terminal of the IC chip, and the wiring pattern of the flexible wiring board is connected to the external connection terminal on the opposite surface from the first through hole or one end. It is pulled out to the non-opposing surface via the first notch provided in the non-opposing surface from the first through hole or the first notch to at least the end of the IC chip. It extends and is pulled back to the opposing surface via a second notch provided at the second through-hole or the other end at least at a position past the end of the IC chip.
As a result, the sensor module has a wiring pattern on the facing surface facing the one surface side of the IC chip over a range from at least the portion of the flexible wiring board attached to the external connection terminal of the IC chip to the end of the IC chip. Will not be formed.
As a result, the sensor module can avoid the short circuit between the wiring pattern of the flexible wiring board and the IC chip due to the bending of the flexible wiring board as described above, for example, when the sensor module is attached to an external member such as a package.
[適用例2]上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記支持部材は、前記第1基準平面及び前記第2基準平面に対して直交または傾斜した第3基準平面に平行な第3支持面を有し、前記ICチップが、前記第3支持面に取り付けられ、前記センサー素子は、前記ICチップの前記一面側に配置され、前記主面が前記第3支持面に沿うように、前記接続電極が前記ICチップの前記接続端子に取り付けられたことが好ましい。 Application Example 2 In the sensor module according to the application example described above, the support member has a third support surface parallel to a third reference plane that is orthogonal to or inclined with respect to the first reference plane and the second reference plane. The IC chip is attached to the third support surface, the sensor element is disposed on the one surface side of the IC chip, and the connection electrode is arranged such that the main surface is along the third support surface. It is preferable that it is attached to the connection terminal of the IC chip.
これによれば、センサーモジュールは、支持部材が第1支持面及び第2支持面に加えて、第3支持面を有し、ICチップが第3支持面に取り付けられ、センサー素子の主面が第3支持面に沿うように、センサー素子がICチップに取り付けられている。
このことから、センサーモジュールは、例えば、1つのパッケージの内部に収納されることで、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを提供できる。
したがって、センサーモジュールは、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、相当程度小さくできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。
According to this, in the sensor module, the support member has the third support surface in addition to the first support surface and the second support surface, the IC chip is attached to the third support surface, and the main surface of the sensor element is A sensor element is attached to the IC chip along the third support surface.
From this, the sensor module can be provided in a single package, for example, to provide a sensor device corresponding to three detection axes.
Therefore, the sensor module can significantly reduce the mounting space for the sensor device corresponding to the three detection axes compared to the conventional configuration using three sensor devices corresponding to the single detection axis. Therefore, it is possible to further reduce the size of the target device.
また、センサーモジュールは、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。 In addition, since the sensor module can provide sensor devices corresponding to three detection axes in one package, the package is compared with the conventional configuration using three sensor devices corresponding to one detection axis. Can reduce the costs involved.
また、センサーモジュールは、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを3個用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで3軸の検出軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。 In addition, since the sensor module can provide sensor devices corresponding to three axes of detection axes in one package, it uses three conventional sensor devices corresponding to one axis of detection and uses the original mounting orientation of the package. By changing the posture, the impact resistance can be improved as compared with the configuration corresponding to the three detection axes.
[適用例3]上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記ICチップの前記接続端子は、前記一面側に突出した突起電極であることが好ましい。 Application Example 3 In the sensor module according to the application example, it is preferable that the connection terminal of the IC chip is a protruding electrode protruding to the one surface side.
これによれば、センサーモジュールは、ICチップの接続端子が一面側に突出した突起電極であることから、センサー素子とICチップとの間に隙間を設けることが可能となり、センサー素子とICチップとの接触を確実に回避することができる。
これにより、センサーモジュールは、センサー素子の安定的な駆動を行うことが可能となる。
According to this, since the sensor module is a protruding electrode in which the connection terminal of the IC chip protrudes to one side, it is possible to provide a gap between the sensor element and the IC chip. Can be reliably avoided.
Thereby, the sensor module can stably drive the sensor element.
[適用例4]上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記ICチップは、前記支持部材の前記第1支持面ないし前記第3支持面のうち、隣り合う2つの支持面であって、前記2つの支持面に直交する直線が互いに遠ざかるように延びる側となる前記2つの支持面に取り付けられたことが好ましい。 Application Example 4 In the sensor module according to the application example, the IC chip is two adjacent support surfaces of the first support surface to the third support surface of the support member, and the two It is preferable that the straight lines orthogonal to the support surfaces are attached to the two support surfaces on the side extending so as to be away from each other.
これによれば、センサーモジュールは、ICチップが、支持部材の各支持面のうち、隣り合う2つの支持面であって、2つの支持面に直交する直線が互いに遠ざかるように延びる側となる2つの支持面に取り付けられていることから、支持面同士が接近しても、ICチップ、センサー素子、フレキシブル配線基板が互いに干渉することを回避できる。
したがって、センサーモジュールは、各構成要素をより接近させて配置できることから、さらなる小型化を図ることができる。
According to this, in the sensor module, the IC chip is the adjacent two support surfaces among the support surfaces of the support member, and is the side extending so that the straight lines orthogonal to the two support surfaces are away from each other. Since it is attached to one support surface, even if the support surfaces approach each other, it is possible to avoid the IC chip, the sensor element, and the flexible wiring board from interfering with each other.
Accordingly, since the sensor module can be arranged with the components closer to each other, further downsizing can be achieved.
[適用例5]上記適用例にかかるセンサーモジュールにおいて、前記第1支持面ないし前記第3支持面の少なくとも1つには、凹部が設けられたことが好ましい。 Application Example 5 In the sensor module according to the application example described above, it is preferable that a recess is provided in at least one of the first support surface to the third support surface.
これによれば、センサーモジュールは、各支持面の少なくとも1つに凹部が設けられたことから、ICチップを凹部に配置することにより、ICチップを各支持面の所定の位置に精度よく取り付けることができる。 According to this, since the sensor module is provided with a recess in at least one of the support surfaces, the IC chip is attached to a predetermined position of each support surface by arranging the IC chip in the recess. Can do.
[適用例6]本適用例にかかるセンサーデバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールと、前記センサーモジュールを収納するパッケージと、を有し、前記センサーモジュールが、前記パッケージ内に収納されたことを特徴とする。 Application Example 6 A sensor device according to this application example includes the sensor module according to any one of the application examples described above and a package that houses the sensor module, and the sensor module is included in the package. It is stored.
これによれば、センサーデバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールが、パッケージ内に収納されたことから、上記適用例のいずれか一例に記載された効果を奏するセンサーデバイスを提供できる。 According to this, since the sensor module according to any one of the above application examples is housed in a package, the sensor device provides the sensor device having the effects described in any one of the above application examples. it can.
[適用例7]本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールを備えたことを特徴とする。 Application Example 7 An electronic apparatus according to this application example includes the sensor module according to any one of the application examples described above.
これによれば、電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載のセンサーモジュールを備えたことから、上記適用例のいずれか一例に記載された効果を奏する電子機器を提供できる。 According to this, since the electronic device includes the sensor module described in any one of the application examples, it is possible to provide an electronic device that exhibits the effects described in any one of the application examples.
[適用例8]本適用例にかかるセンサーデバイスの製造方法は、第1基準平面に平行な第1支持面と、前記第1基準平面に対して直交または傾斜した第2基準平面に平行な第2支持面と、を有した支持部材、または第1基準平面に平行な第1支持面と、前記第1基準平面に対して直交または傾斜した第2基準平面に平行な第2支持面と、前記第1基準平面及び第2基準平面に対して直交または傾斜した第3基準平面に平行な第3支持面と、を有した支持部材を用意する工程と、一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子と外部接続端子とを有したICチップを用意する工程と、接続電極を有したセンサー素子を用意する工程と、複数のフレキシブル配線基板であって、少なくとも1つの前記フレキシブル配線基板の配線パターンが、前記ICチップの前記一面側に対向する対向面における前記外部接続端子への取り付け部から、第1貫通孔または前記フレキシブル配線基板の前記取り付け部側の一方の端部に設けられた第1切り欠き部を経由して前記対向面とは反対側の非対向面に引き出され、前記第1貫通孔または前記第1切り欠き部から、少なくとも前記ICチップの端部を過ぎるまでの範囲に亘って前記非対向面に延在し、少なくとも前記ICチップの前記端部を過ぎた位置で、第2貫通孔または前記フレキシブル配線基板の他方の端部に設けられた第2切り欠き部を経由して前記対向面に引き戻された前記フレキシブル配線基板を用意する工程と、前記各構成要素を収納するパッケージを用意する工程と、前記ICチップの前記外部接続端子に前記フレキシブル配線基板を取り付ける工程と、前記ICチップの前記一面側に前記センサー素子を配置し、前記センサー素子の主面が前記一面または前記他面に沿うように、前記センサー素子の前記接続電極を前記ICチップの前記接続端子に取り付ける工程と、前記フレキシブル配線基板を介して、前記センサー素子及び前記ICチップの調整及び特性検査を行う工程と、前記センサー素子及び前記フレキシブル配線基板が取り付けられた前記ICチップを具備してなるセンサーユニットの、前記ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第1支持面ないし前記第3支持面のうち、前記パッケージの支持部材接合面に対して直交または傾斜した支持面の少なくとも1つに取り付ける工程と、前記センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付ける工程と、前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付けられた前記支持部材の前記第1支持面ないし前記第3支持面のうち、前記パッケージの前記支持部材接合面に沿った支持面に、別の前記センサーユニットであって、前記配線パターンの一部が前記非対向面に延在する前記フレキシブル配線基板が取り付けられた前記センサーユニットの前記ICチップの前記他面側を取り付ける工程と、前記各センサーユニットの前記各フレキシブル配線基板を前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付ける工程と、を含むことを特徴とする。 Application Example 8 A sensor device manufacturing method according to this application example includes a first support surface parallel to the first reference plane and a second parallel to a second reference plane orthogonal or inclined with respect to the first reference plane. A support member having two support surfaces, or a first support surface parallel to the first reference plane, and a second support surface parallel to a second reference plane orthogonal to or inclined with respect to the first reference plane, A step of preparing a support member having a third support surface parallel to a third reference plane orthogonal or inclined with respect to the first reference plane and the second reference plane, and one surface and the other surface along the one surface A step of preparing an IC chip having a connection terminal and an external connection terminal on the one surface side, a step of preparing a sensor element having a connection electrode, and a plurality of flexible wiring boards, at least one Wiring patterns of the two flexible wiring boards Is provided at one end of the first through hole or the flexible wiring board on the side of the mounting portion from the mounting portion to the external connection terminal on the facing surface facing the one surface side of the IC chip. It is drawn out to a non-opposing surface opposite to the facing surface through one notch, and extends from the first through hole or the first notch to at least the end of the IC chip. Extends to the non-facing surface and passes through the second through hole or the second notch provided at the other end of the flexible wiring board at least at the position past the end of the IC chip. A step of preparing the flexible wiring board pulled back to the facing surface, a step of preparing a package for storing the components, and the flexible connection to the external connection terminal of the IC chip. A step of attaching a flexible wiring board; and disposing the sensor element on the one surface side of the IC chip, and connecting the connection electrode of the sensor element with the main surface of the sensor element along the one surface or the other surface. A step of attaching to the connection terminal of the IC chip, a step of adjusting and characteristic inspection of the sensor element and the IC chip via the flexible wiring board, and the IC to which the sensor element and the flexible wiring board are attached. The other surface side of the IC chip of the sensor unit including the chip is orthogonal to the support member bonding surface of the package among the first support surface to the third support surface of the support member or Attaching to at least one of the inclined support surfaces, and the support member to which the sensor unit is attached Of the package, and among the first to third support surfaces of the support member attached to the support member joint surface of the package, the support of the package The IC chip of the sensor unit, to which the flexible wiring board, which is another sensor unit and a part of the wiring pattern extends to the non-facing surface, is attached to a support surface along the member bonding surface. A step of attaching the other surface side, and a step of attaching the flexible wiring boards of the sensor units to the support member bonding surface of the package.
これによれば、センサーデバイスの製造方法は、上記適用例6に記載の効果を奏するセンサーデバイスを製造し、提供することができる。
また、センサーデバイスの製造方法は、センサーユニットを、支持部材の各支持面のうち、パッケージの支持部材接合面に対して直交または傾斜した支持面に、先に取り付ける。
これにより、センサーデバイスの製造方法は、センサーユニットを後から取り付ける、支持部材におけるパッケージの支持部材接合面に沿った支持面を、例えば吸着装置などで保持することが可能となることから、支持部材の取り扱いが容易となる。
この結果、センサーデバイスの製造方法は、支持部材のパッケージへの取り付けが容易となることから、生産性を向上させることができる。
According to this, the method for manufacturing a sensor device can manufacture and provide a sensor device that exhibits the effects described in Application Example 6 above.
In the sensor device manufacturing method, the sensor unit is first attached to a support surface that is orthogonal or inclined with respect to the support member bonding surface of the package among the support surfaces of the support member.
Thereby, the manufacturing method of the sensor device can hold the support surface along the support member bonding surface of the package in the support member to which the sensor unit is attached later, for example, by an adsorption device. Is easy to handle.
As a result, the manufacturing method of the sensor device can improve the productivity because the support member can be easily attached to the package.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1、図2は、第1実施形態のセンサーモジュールの概略構成を示す模式図である。図1(a)は、平面図であり、図1(b)は、図1(a)の矢印A方向から見た側面図である。図2(a)は、図1(a)の矢印B方向から見た側面図であり、図2(b)は、図1(a)の矢印C方向から見た側面図である。
図3は、図1(a)のD−D線での断面図であり、図4は、センサー素子の拡大平面図である。なお、以降の図を含む各図における各構成要素の寸法比率は、実際と異なる。
(First embodiment)
1 and 2 are schematic views showing a schematic configuration of the sensor module of the first embodiment. Fig.1 (a) is a top view, FIG.1 (b) is the side view seen from the arrow A direction of Fig.1 (a). 2A is a side view seen from the direction of arrow B in FIG. 1A, and FIG. 2B is a side view seen from the direction of arrow C in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 1A, and FIG. 4 is an enlarged plan view of the sensor element. In addition, the dimension ratio of each component in each figure including subsequent figures is different from the actual.
図1、図2に示すように、センサーモジュール1は、支持部材10と、3つのICチップ20と、センサー素子としての3つの振動ジャイロ素子(ジャイロ振動片)30と、2種類のフレキシブル配線基板40,40aとを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
支持部材10は、構造用鋼、ステンレス鋼、銅、黄銅、燐青銅、洋伯などの金属からなり、平面形状が略L字状(逆L字状)の平板を、L字の屈曲部分で曲げ方向が互いに直交するように2箇所が直角に曲げ起こされている。
これにより、支持部材10は、図示しない第1基準平面に平行な第1支持面としての支持面11と、第1基準平面に対して直交した図示しない第2基準平面に平行な第2支持面としての支持面12と、第1基準平面及び第2基準平面に対して直交した図示しない第3基準平面に平行な第3支持面としての支持面13と、を有した構成となっている。
The
Thus, the
支持部材10は、支持面11と支持面12との成す角度θ1、支持面12と支持面13との成す角度θ2及び支持面11と支持面13との成す角度θ3が、共に90度(直角)となっている。なお、角度θ1〜θ3については、センシング機能に影響を及ぼさない範囲で多少の誤差は許容される(例えば、0度〜2度程度)。
なお、支持面12と支持面13とは、隣り合う支持面であって、支持面12に直交する直線と支持面13に直交する直線とが、互いに遠ざかるように延びる側にある。
In the
Note that the
図3に示すように、ICチップ20は、一面としての能動面21側に接続端子22と、外部接続端子23とを有している。
そして、ICチップ20は、能動面21の反対側の面であって、能動面21に沿った他面としての非能動面29が、支持部材10の各支持面11,12,13に、絶縁性接着剤50により支持部材10と絶縁された状態で取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the
The
詳述すると、ICチップ20には、能動面21側にトランジスターやメモリー素子などの半導体素子を含んで構成される集積回路(図示せず)が形成されている。この集積回路には、振動ジャイロ素子30を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動ジャイロ素子30に生じる検出振動を検出する検出回路とが備えられている。
ICチップ20は、能動面21側に設けられた第1の電極24と、第1の電極24に電気的に接続されて能動面21側に設けられた接続端子22と、能動面21と接続端子22との間に設けられた応力緩和層25と、能動面21側に設けられた外部接続端子23とを備えている。
More specifically, the
The
第1の電極24は、ICチップ20の集積回路に直接導通して形成されたものである。また、能動面21上には、パッシベーション膜となる第1絶縁層26が形成されており、この第1絶縁層26には、第1の電極24上に開口部26aが形成されている。
このような構成によって第1の電極24は、開口部26a内にて外側に露出した状態となっている。
The
With such a configuration, the
第1絶縁層26上には、第1の電極24や他の電極を避けた位置に、絶縁樹脂からなる応力緩和層25が形成されている。
また、第1の電極24には、第1絶縁層26の開口部26a内にて再配置配線としての配線27が接続されている。この配線27は、集積回路の電極の再配置を行うためのもので、ICチップ20の所定部に配置された第1の電極24から延びて形成され、さらに応力緩和層25上にまで引き回されて形成されたものである。
この配線27は、ICチップ20の第1の電極24と接続端子22との間を配線することから、一般的には再配置配線とよばれ、微細設計によって位置の制約が大きい第1の電極24に対して、接続端子22の位置を任意にずらして配置し、ICチップ20における振動ジャイロ素子30との接続位置の自由度を高めるための重要な構成要素である。
On the first insulating
Further, the
Since this
また、ICチップ20の能動面21側には、配線27や応力緩和層25、第1絶縁層26を覆って樹脂からなる耐熱性の第2絶縁層28が形成されている。なお、第2絶縁層28は、ソルダーレジストでもよい。
この第2絶縁層28には、応力緩和層25上にて配線27上に開口部28aが形成されている。このような構成によって配線27の一部は、開口部28a内にて外側に露出した状態となっている。
Further, on the
In the second insulating
そして、この開口部28a内に露出した配線27上に、接続端子22が配設されている。この接続端子22は、例えば、ハンダボール、金線、アルミニウム線などを用いてバンプ形状に形成された突起電極となっている。ここで、接続端子22として、樹脂突起の表面に金属膜や導電性接着剤等を設けたバンプ(例えば樹脂コアバンプ)を用いることも可能である。また、金属バンプの表面に導電性接着剤等を設けることで、接続端子22による電気的接続を更に確実にしてもよい。
このような構成のもとに、ICチップ20に形成された集積回路は、第1の電極24、配線27、接続端子22を介して振動ジャイロ素子30と電気的に接続されるようになっている。
この際、センサーモジュール1は、接続端子22が突起電極となっていることから、振動ジャイロ素子30とICチップ20との間に十分な隙間が設けられている。この隙間により、振動ジャイロ素子30の駆動振動や検出振動のための空間が確保されている。
The
Under such a configuration, the integrated circuit formed on the
At this time, the
また、ICチップ20に形成された集積回路には、第1の電極24以外に図示しない他の電極が形成されている。この他の電極は、第1の電極24の場合と同様に、再配置配線が接続され、第2絶縁層28の開口部28b内にて、外部に露出した外部接続端子23と接続されている。
外部接続端子23は、例えば、ハンダボール、金線、アルミニウム線などを用いてバンプ形状に形成された突起電極となっており、フレキシブル配線基板40,40aが取り付けられるようになっている。
In addition to the
The
第1の電極24、他の電極、配線27などの再配置配線は、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)、チタンタングステン(TiW)、窒化チタン(TiN)、ニッケル(Ni)、ニッケルバナジウム(NiV)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、パラジウム(Pd)などによって形成されている。
なお、これら配線27などの再配置配線としては、上記材料による単層構造のみならず、複数種類の上記材料を組み合わせた積層構造としてもよい。なお、これら配線27などの再配置配線については、通常は同一工程で形成するため、互いに同じ材料となる。
The rearrangement wiring such as the
Note that the rearrangement wirings such as the
また、第1絶縁層26、第2絶縁層28を形成するための樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、BCB(benzocyclobutene)及びPBO(polybenzoxazole)などが用いられる。
なお、第1絶縁層26については、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)などの無機絶縁材料によって形成することもできる。
Examples of the resin for forming the first insulating
The first insulating
ICチップ20の非能動面29は、支持部材10の各支持面11,12,13に、ポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系などの絶縁性接着剤50により、絶縁された状態で取り付けられている。
なお、一部の図では、便宜的にICチップ20の第2絶縁層28を能動面21と表記している。
The
In some drawings, the second insulating
図4に示すように、振動ジャイロ素子30は、圧電材料である水晶を基材(主要部分を構成する材料)として形成されている。水晶は、電気軸と呼ばれるX軸、機械軸と呼ばれるY軸及び光学軸と呼ばれるZ軸を有している。
そして、振動ジャイロ素子30は、水晶結晶軸において直交するX軸及びY軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するZ軸方向に所定の厚みを有している。なお、所定の厚みは、発振周波数(共振周波数)、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。
As shown in FIG. 4, the vibrating
The vibrating
また、振動ジャイロ素子30をなす平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、X軸、Y軸及びZ軸の各々につき多少の範囲で許容できる。例えば、平板は、X軸を中心に0度から7度の範囲で回転して切り出したものを使用することができる。これは、Y軸及びZ軸についても同様である。
振動ジャイロ素子30は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング(ウエットエッチングまたはドライエッチング)により形成されている。なお、振動ジャイロ素子30は、1枚の水晶ウエハーから複数個取りすることが可能である。
In addition, the flat plate forming the vibrating
The vibrating
振動ジャイロ素子30は、ダブルT型と呼ばれる構成となっている。
振動ジャイロ素子30は、中心部分に位置する基部31と、基部31からY軸に沿って延伸された振動部としての1対の検出用振動腕32a,32bと、検出用振動腕32a,32bと直交するように、基部31からX軸に沿って延伸された1対の連結腕33a,33bと、検出用振動腕32a,32bと略平行になるように、各連結腕33a,33bの先端側からY軸に沿って延伸された振動部としての各1対の駆動用振動腕34a,34b,35a,35bとを備えている。
The
The
また、振動ジャイロ素子30は、基部31から各振動腕間(例えば、検出用振動腕32aと駆動用振動腕34aとの間など)を通って概ねY軸に沿って延伸された支持腕36a,36b,37a,37bと、同方向に延伸された支持腕36a,37aの先端部に跨って設けられた支持部38aと、同方向に延伸された支持腕36b,37bの先端部に跨って設けられた支持部38bとを備えている。
支持部38a,38bは、1対の連結腕33a,33bに沿って各振動腕の先端越しに延在している。
支持腕36a,36b,37a,37bは、誤検出の原因となる機械的衝撃を吸収する機能を有する。誤検出の原因となる機械的衝撃が振動ジャイロ素子30に加わった際、支持腕36a,36b,37a,37bは、撓みや屈曲等の変形をすることによって、その機械的衝撃を吸収する機能を有する。よって、振動ジャイロ素子30は、誤検出の原因となる機械的衝撃が、駆動用振動腕34a,34b,35a,35bや検出用振動腕32a,32bへ伝わることを抑制できる。
In addition, the vibrating
The
The
また、振動ジャイロ素子30は、検出用振動腕32a,32bに、図示しない検出電極が形成され、駆動用振動腕34a,34b,35a,35bに、図示しない駆動電極が形成されている。
振動ジャイロ素子30は、検出用振動腕32a,32bで、角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕33a,33bと駆動用振動腕34a,34b,35a,35bとで、振動ジャイロ素子30を駆動する駆動振動系を構成している。
In the vibrating
The
また、検出用振動腕32a,32bのそれぞれの先端部には、重り部32c,32dが形成され、駆動用振動腕34a,34b,35a,35bのそれぞれの先端部には、重り部34c,34d,35c,35dが形成されている。
これにより、振動ジャイロ素子30は、小型化および角速度の検出感度の向上が図られている。
Further,
Thereby, the
振動ジャイロ素子30は、平面視において、ICチップ20と重なるようにICチップ20の能動面21側に配置されている。
なお、振動ジャイロ素子30は、基部31、各振動腕、各支持部を含む平板の表裏面を主面とする。本実施形態では、外部と電気的に接続される面を一方の主面30aといい、一方の主面30aと対向する面(反対側の面)を他方の主面30bという。
The
In addition, the vibrating
振動ジャイロ素子30の支持部38a,38bの一方の主面30aには、上記各検出電極、各駆動電極から引き出された接続電極39が設けられている。
図3に示すように、振動ジャイロ素子30は、一方の主面30a(他方の主面30b)が、支持部材10の各支持面11,12,13に沿う(略平行になる)ようにして、各接続電極39がICチップ20の各接続端子22に取り付けられている(電気的及び機械的に接続されている)。
換言すれば、振動ジャイロ素子30は、一方の主面30a(他方の主面30b)が、ICチップ20の能動面21または非能動面29に沿うようにして、各接続電極39がICチップ20の各接続端子22に取り付けられている(電気的及び機械的に接続されている)。
On one
As shown in FIG. 3, the vibrating
In other words, the vibrating
ここで、センサーモジュール1の振動ジャイロ素子30の動作について説明する。
図5及び図6は、振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図である。図5は駆動振動状態を示し、図6(a)、図6(b)は、角速度が加わった状態における検出振動状態を示している。
なお、図5及び図6において、振動状態を簡易に表現するために、各振動腕は線で表し、各支持腕、各支持部は省略してある。
Here, the operation of the
5 and 6 are schematic plan views for explaining the operation of the vibrating gyro element. FIG. 5 shows a driving vibration state, and FIGS. 6A and 6B show a detected vibration state in a state where an angular velocity is applied.
In FIGS. 5 and 6, in order to simply express the vibration state, each vibrating arm is represented by a line, and each supporting arm and each supporting portion are omitted.
図5において、振動ジャイロ素子30の駆動振動状態を説明する。
まず、ICチップ20の集積回路(駆動回路)から駆動信号が印加されることにより、振動ジャイロ素子30は角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕34a,34b,35a,35bが矢印Eで示す方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動は、実線で示す振動姿態と2点鎖線で示す振動姿態とを所定の周波数で繰り返している。
In FIG. 5, the drive vibration state of the
First, when a driving signal is applied from the integrated circuit (driving circuit) of the
次に、この駆動振動を行っている状態で、振動ジャイロ素子30にZ軸回りの角速度ωが加わると、振動ジャイロ素子30は、図6に示すような振動を行う。
まず、図6(a)に示すように、駆動振動系を構成する駆動用振動腕34a,34b,35a,35b及び連結腕33a,33bには、矢印F方向のコリオリ力が働く。また同時に、検出用振動腕32a,32bは、矢印F方向のコリオリ力に呼応して、矢印H方向に変形する。
Next, when an angular velocity ω about the Z-axis is applied to the vibrating
First, as shown in FIG. 6A, the Coriolis force in the direction of arrow F acts on the
その後、図6(b)に示すように、駆動用振動腕34a,34b,35a,35b及び連結腕33a,33bには、矢印F’方向に戻る力が働く。また同時に、検出用振動腕32a,32bは、矢印F’方向の力に呼応して、矢印H’方向に変形する。
振動ジャイロ素子30は、この一連の動作を交互に繰り返して新たな振動が励起される。
なお、矢印F,F’方向の振動は、重心Gに対して周方向の振動である。そして、振動ジャイロ素子30は、検出用振動腕32a,32bに形成された検出電極が、振動により発生した水晶の歪を検出することでZ軸回りの角速度ωが求められる。
Thereafter, as shown in FIG. 6 (b), the
The
The vibrations in the directions of arrows F and F ′ are vibrations in the circumferential direction with respect to the center of gravity G. In the vibrating
図3に戻って、フレキシブル配線基板40は、例えば、ポリイミドなどの可撓性を有する樹脂を主体としたベース層41と、ベース層41におけるICチップ20の能動面21側に対向する対向面41aに設けられ、所望の形状にパターニングされた配線パターン層42と、ベース層41における対向面41aとは反対側の非対向面41bに設けられ、所望の形状にパターニングされた配線パターン層43と、を備えている。
そして、フレキシブル配線基板40の配線パターンは、一方の端部44近傍の対向面41aに設けられた配線パターン層42の外部接続端子23への取り付け部42aから、第1貫通孔としての第1スルーホール46を経由して非対向面41bに引き出され、第1スルーホール46から少なくともICチップ20の端部20aを過ぎるまでの範囲に亘って配線パターン層43として非対向面41bに延在し、少なくともICチップ20の端部20aを過ぎた位置で、第2貫通孔としての第2スルーホール47を経由して対向面41aに引き戻され、配線パターン層42として他方の端部45まで延在している。
Returning to FIG. 3, the
Then, the wiring pattern of the
これにより、フレキシブル配線基板40は、ベース層41の対向面41aにおけるICチップ20の外部接続端子23への取り付け部42a(第1スルーホール46)から少なくともICチップ20の端部20aを過ぎた第2スルーホール47までの範囲に亘って配線パターン層42が形成されていないことになる。
As a result, the
フレキシブル配線基板40は、ベース層41、配線パターン層42,43を備えた積層構造となっている。なお、配線パターン層42,43は、例えば、銅箔を主体とした金属を含んでなる。
フレキシブル配線基板40は、一方の端部44近傍の配線パターン層42の取り付け部42aが、ICチップ20の外部接続端子23に取り付けられている(接合されている)。
なお、フレキシブル配線基板40aは、フレキシブル配線基板40から配線パターン層43、第1スルーホール46、第2スルーホール47を除去し、一方の端部44から他方の端部45まで配線パターン層42による片面配線としたものである。
The
In the
The
フレキシブル配線基板40,40aは、可撓性を有することから、可撓性の程度に応じて自在に折り曲げることが可能である。
これにより、フレキシブル配線基板40,40aは、図1〜図3に示すように、ICチップ20の姿勢に関わらず、途中から折り曲げることによって、支持面11の反対面14を載置面にして支持部材10が載置されたステージ60(外部部材)に沿わせることができる。
この際、フレキシブル配線基板40は、上記構成によりベース層41の対向面41aにおけるICチップ20の外部接続端子23への取り付け部42aから少なくともICチップ20の端部20aを過ぎた第2スルーホール47までの範囲に亘って配線パターン層42が形成されていないことから、配線パターン層42とICチップ20の端部20aとが接触する虞がない。
Since the
Thereby, as shown in FIGS. 1 to 3, the
At this time, the
なお、フレキシブル配線基板40,40aは、配線パターン層42,43の配線パターン間のピッチがICチップ20(一方の端部44)側より、他方の端部45側の方が広くなるように形成されていてもよい。
また、フレキシブル配線基板40,40aは、配線パターン層42,43を部分的に覆い、配線パターン層42,43を外部から絶縁、保護する保護層を備えていてもよい。
The
The
本実施形態では、ICチップ20に振動ジャイロ素子30及びフレキシブル配線基板40,40aが取り付けられたものをセンサーユニットという。
換言すれば、センサーユニットとは、振動ジャイロ素子30及びフレキシブル配線基板40,40aが取り付けられたICチップ20を具備してなるものである。
そして、支持部材10の支持面11に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット101と表記し、支持面12に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット102と表記し、支持面13に取り付けられたセンサーユニットをセンサーユニット103と表記する。
なお、フレキシブル配線基板40は、センサーユニット101に用いられ、フレキシブル配線基板40aは、センサーユニット102及びセンサーユニット103に用いられている。
In the present embodiment, a sensor unit in which the
In other words, the sensor unit includes the
The sensor unit attached to the
The
図1、図2に戻って、X’軸、Y’軸及びZ’軸は、互いに直交する軸である。そして、支持部材10の支持面11は、Z’軸に直交し、支持面12は、X’軸に直交し、支持面13は、Y’軸に直交している。
これにより、支持面11に取り付けられたセンサーユニット101は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)がZ’軸に直交することから、Z’軸に対する角速度を検出することができる。
同様に、支持面12に取り付けられたセンサーユニット102は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)がX’軸に直交することから、X’軸に対する角速度を検出することができる。
また、同様に、支持面13に取り付けられたセンサーユニット103は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)がY’軸に直交することから、Y’軸に対する角速度を検出することができる。
したがって、センサーユニット101,102,103を備えたセンサーモジュール1は、互いに直交するX’軸、Y’軸及びZ’軸の3軸の検出軸に対する角速度を検出することができる。
Returning to FIGS. 1 and 2, the X ′ axis, the Y ′ axis, and the Z ′ axis are orthogonal to each other. The
As a result, the
Similarly, the
Similarly, the
Therefore, the
上述したように、第1実施形態のセンサーモジュール1は、支持部材10の互いに直交する3つの支持面11,12,13にICチップ20がそれぞれ取り付けられ、各ICチップ20の能動面21側に振動ジャイロ素子30が取り付けられている。
この際、センサーモジュール1は、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、支持部材10の各支持面11,12,13に沿うように取り付けられていることから、センサーユニット101,102,103の振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、互いに直交するX’軸、Y’軸及びZ’軸に直交することとなる。
As described above, in the
At this time, the
このことから、センサーモジュール1は、例えば、1つのパッケージの内部に収納されることで、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイス(ジャイロセンサー)を提供できる。
したがって、センサーモジュール1は、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスの実装スペースを、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、相当程度小さくできることから、対象機器の更なる小型化を図ることが可能となる。
From this, the
Therefore, the
また、センサーモジュール1は、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを3個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。
In addition, since the
また、センサーモジュール1は、3軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを1つのパッケージで提供できることから、従来の1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスを複数用い、パッケージの取り付け姿勢を本来の取り付け姿勢と変えることで3軸の検出軸に対応していた構成と比較して、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
In addition, since the
また、センサーモジュール1は、支持部材10の互いに直交する3つの支持面11,12,13にICチップ20がそれぞれ取り付けられ、各ICチップ20の能動面21側に振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、各支持面11,12,13に沿うように取り付けられている。
これにより、センサーモジュール1は、センシング軸(X’軸、Y’軸、Z’軸)の直交度が支持部材10の加工精度(角度θ1,θ2,θ3の精度)で決まることから、従来のような、センシング軸の直交度が、対象機器における各センサーデバイスの実装精度(パッケージの取り付け角度の精度)に依存することを解消できる。
In the
Thereby, the
また、センサーモジュール1は、フレキシブル配線基板40,40aが可撓性を有することから、各ICチップ20の姿勢に関わらず、フレキシブル配線基板40,40aを折り曲げて部分的に水平状態にすることが可能となる。
このことから、センサーモジュール1は、水平状態のフレキシブル配線基板40,40aを介して、例えば、パッケージなどの外部部材への取り付け、ICチップ20及び振動ジャイロ素子30の特性検査などを容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュール1は、生産性を向上させることができる。
Further, in the
Therefore, the
As a result, the
また、センサーモジュール1は、フレキシブル配線基板40,40aの配線パターン層42の配線パターン間のピッチが、ICチップ20側(一方の端部44側)より、他方の端部45側の方が広く形成されていてもよい。
このことから、センサーモジュール1は、配線パターン層42にプローブを接触させての振動ジャイロ素子30及びICチップ20の調整及び特性検査や、パッケージなどの外部部材への取り付けを容易に行うことができる。
この結果、センサーモジュール1は、生産性を向上させることができる。
In the
From this, the
As a result, the
また、センサーモジュール1は、センサーユニット101のICチップ20の外部接続端子23に、フレキシブル配線基板40が取り付けられ、フレキシブル配線基板40のベース層41の対向面41aにおけるICチップ20の外部接続端子23への取り付け部42aから、少なくともICチップ20の端部20aを過ぎた第2スルーホール47までの範囲に亘って、配線パターン層42が形成されていないことから、配線パターン層42とICチップ20の端部20aとが接触する虞がない。
この結果、センサーモジュール1は、例えば、ICチップ20の端部20aに能動面21が露出している場合などにおける、フレキシブル配線基板40とICチップ20との接触によるフレキシブル配線基板40の配線パターン層42とICチップ20との短絡や、ICチップ20を介した配線パターン層42の配線パターン間の短絡を回避することができる。
In the
As a result, the
また、センサーモジュール1は、ICチップ20の接続端子22が能動面21側に突出した突起電極であることから、振動ジャイロ素子30とICチップ20との間に隙間を設けることが可能となり、振動ジャイロ素子30とICチップ20との接触を回避することが可能となる。
これにより、センサーモジュール1は、振動ジャイロ素子30の安定的な駆動を行うことができる。
In addition, since the
Thereby, the
また、センサーモジュール1は、支持部材10の支持面12と支持面13とが、隣り合う支持面であって、支持面12に直交する直線と支持面13に直交する直線とが、互いに遠ざかるように延びる側にある。
これにより、センサーモジュール1は、支持面12,13が互いに接近しても、支持面12,13に取り付けられているICチップ20、振動ジャイロ素子30、フレキシブル配線基板40aが互いに干渉することを回避できる。
したがって、センサーモジュール1は、各構成要素をより接近させて配置できることから、さらなる小型化を図ることができる。
加えて、センサーモジュール1は、支持面12の反対面(裏面)と支持面13の反対面(裏面)とに、センサーユニット102,103を取り付けた場合と比較して、フレキシブル配線基板40aの引き回しが単純となることから、フレキシブル配線基板40aをパッケージなどの外部部材へ容易に取り付けることができる。
In the
Thereby, even if the support surfaces 12 and 13 approach each other, the
Therefore, since the
In addition, in the
また、センサーモジュール1は、支持部材10の材料として導電体を用いたり、あるいは、支持部材10の母材として絶縁体を用いた場合でも、支持部材10の表面に導電性材料による皮膜を施したりすることによって、異なる検出軸間におけるICチップ20や振動ジャイロ素子30の不要な容量結合を抑制することができる。すなわち、センサーモジュール1は、支持部材10のシールド効果により、センサーユニット101,102,103間の不要な容量結合を低減することができる。
Further, the
なお、センサーモジュール1は、図7のフレキシブル配線基板の他の例を示すセンサーモジュールの要部平断面図に示すように、フレキシブル配線基板40の配線パターンが、対向面41aにおける配線パターン層42の外部接続端子23への取り付け部42aから、取り付け部42a側の一方の端部44に設けられた第1切り欠き部48を経由して非対向面41bに引き出され、第1切り欠き部48から少なくともICチップ20の端部20aを過ぎるまでの範囲に亘って配線パターン層43として非対向面41bに延在し、少なくともICチップ20の端部20aを過ぎた位置で、他方の端部45に設けられた第2切り欠き部49を経由して対向面41aに引き戻され配線パターン層42として所定の範囲に延在する構成となっていてもよい。
In addition, as shown in the principal cross-sectional plan view of the sensor module showing another example of the flexible wiring board in FIG. 7, the
これによれば、センサーモジュール1は、フレキシブル配線基板40の他方の端部45側の配線パターン層42の形状を一方の端部44側の取り付け部42aと同一形状にすることで、フレキシブル配線基板40のICチップ20の外部接続端子23への取り付け時に、一方の端部44と他方の端部45との判別作業が不要となり、生産性を向上させることができる。
なお、フレキシブル配線基板40の第1切り欠き部48、第2切り欠き部49は、例えば、第2切り欠き部49側に2点鎖線で示したように、複数個取りのシート状のフレキシブル配線基板40の状態で、各境界部分に跨るスルーホールとして設けられたものである。
そして、第1切り欠き部48、第2切り欠き部49は、このシート状のフレキシブル配線基板40を個片化する際に、各境界線40bで切断することにより、スルーホールが2分割されて形成されることになる。
According to this, the
The
The
なお、センサーモジュール1は、センサーユニット102,103に、フレキシブル配線基板40aに代えて、フレキシブル配線基板40を用いてもよい。
これによれば、センサーモジュール1は、センサーユニット102,103におけるフレキシブル配線基板40aをフレキシブル配線基板40とすることで、フレキシブル配線基板40aで起こり得るICチップ20側への折れ曲がりによる両者の短絡を回避することができる。
The
According to this, the
なお、センサーモジュール1は、図8のセンサーモジュールの要部拡大断面図に示すように、支持部材10の各支持面11,12,13に凹部15が設けられていてもよい。
これによれば、センサーモジュール1は、ICチップ20を凹部15に配置することで、ICチップ20を各支持面11,12,13の所定の位置に精度よく取り付けることができる。
なお、凹部15は、各支持面11,12,13の法線視(平面視)において、ICチップ20の全周を取り囲む形状が好ましいが、ICチップ20の一辺側が囲まれていない形状であってもよい。
The
According to this, the
The
なお、センサーモジュール1は、パッケージ(外部部材)への接合面(反対面14)と直交する支持面12に、センサーユニット102が取り付けられ、センサーユニット101,103が除去された構成とすることもできる。または、センサーモジュール1は、支持面13に、センサーユニット103が取り付けられ、センサーユニット101,102が除去された構成とすることもできる。
これらにより、センサーモジュール1は、センサー素子(振動ジャイロ素子30)の主面をパッケージの底面に対して直交した姿勢で実装する1軸の検出軸に対応したセンサーデバイスにおける、センサー素子の確実な実装構造を提供できる。
The
Accordingly, the
なお、センサーモジュール1は、センサーユニット101,102,103のいずれか1つを除去して、互いに直交する2軸の検出軸に対する角速度を検出する構成としてもよい。なお、この場合には、支持部材10の形状をL型アングル形状としてもよい。
また、センサーモジュール1は、支持部材10を平板の曲げ加工品ではなく、直方体または立方体としてもよい。
The
Further, in the
なお、センサーモジュール1は、図4に示す振動ジャイロ素子30の接続電極39(ここでは6個)を基部31の一方の主面30aに設けることにより、振動ジャイロ素子30の支持腕36a,36b,37a,37b及び支持部38a,38bを除去した構成としてもよい。
これによれば、センサーモジュール1は、ICチップ20の平面サイズを振動ジャイロ素子30の平面サイズより小さくすることができる。
The
According to this, the
また、センサーモジュール1は、センサー素子の特性によって各支持面11,12,13が互いに直交せずに、角度θ1,θ2,θ3が鋭角または鈍角になる構成(傾斜した構成)となってもよい。
Further, the
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態のセンサーデバイスとしてのジャイロセンサーの概略構成を示す模式図である。図9(a)は、リッド(蓋)側から俯瞰した平面図であり、図9(b)は、図9(a)のJ−J線での断面図である。
なお、平面図では、便宜的にリッドを省略し、リッドの内壁形状を2点鎖線で示してある。
また、上記第1実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a gyro sensor as a sensor device of the second embodiment. 9A is a plan view seen from the lid (lid) side, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line JJ of FIG. 9A.
In the plan view, the lid is omitted for convenience, and the inner wall shape of the lid is indicated by a two-dot chain line.
In addition, portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and portions different from the first embodiment will be mainly described.
図9に示すように、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1と、センサーモジュール1を収納するパッケージ90と、を有し、センサーモジュール1がパッケージ90の内部に配置され収納されている。
As shown in FIG. 9, the gyro sensor 2 includes a
パッケージ90は、矩形平板状のパッケージベース91と、凹部92を有しパッケージベース91を覆うリッド93などから構成されている。
パッケージベース91には、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラスなどが用いられている。
リッド93には、パッケージベース91と同材料、または、コバール、42アロイ、ステンレス鋼などの金属が用いられている。
The
For the
The
パッケージベース91の上面94(リッド93に覆われる面)には、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103のフレキシブル配線基板40,40aに対応した位置に内部端子95,96,97が設けられている。
パッケージベース91の下面98(パッケージ90の底面であって、上面94に沿っている面)には、外部機器(外部部材)などに実装される際に用いられる複数の外部端子99が設けられている。
内部端子95,96,97は、図示しない内部配線により、外部端子99に接続されている。
内部端子95,96,97及び外部端子99は、例えば、タングステン(W)などのメタライズ層にニッケル(Ni)、金(Au)などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
On the
A plurality of
The
The
なお、パッケージは、凹部を有したパッケージベースと、パッケージベースを覆う平板状のリッドなどから構成されていてもよい。また、パッケージは、パッケージベース及びリッドの両方に凹部を有していてもよい。 The package may include a package base having a recess and a flat lid that covers the package base. The package may have a recess in both the package base and the lid.
センサーモジュール1は、パッケージベース91の上面94に載置され、支持面11の反対面14(裏面)が、接着剤などの接合部材51により上面94に取り付けられている。
そして、センサーモジュール1は、センサーユニット101のフレキシブル配線基板40における他方の端部45の配線パターン層42が、導電性接着剤、異方性導電膜、ハンダなどの導電性を有する接合部材52により、パッケージベース91の内部端子95に取り付けられている。
同様に、センサーモジュール1は、センサーユニット102のフレキシブル配線基板40aにおける他方の端部45の配線パターン層42が、接合部材52によりパッケージベース91の内部端子96に取り付けられている。
また、同様に、センサーモジュール1は、センサーユニット103のフレキシブル配線基板40aにおける他方の端部45の配線パターン層42が、接合部材52によりパッケージベース91の内部端子97に取り付けられている。
これらにより、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103と内部端子95,96,97と外部端子99とが、互いに電気的に接続されている。
The
In the
Similarly, in the
Similarly, in the
Thus, in the gyro sensor 2, the
ジャイロセンサー2は、パッケージベース91の上面94にセンサーモジュール1が上記のように取り付けられた状態で、パッケージベース91がリッド93により覆われ、パッケージベース91にリッド93が、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材53により取り付けられることによって、パッケージ90の内部が気密に封止されている。
なお、パッケージ90の内部は、各センサーユニット101,102,103の振動ジャイロ素子30の振動が阻害されないように、真空状態(真空度が高い状態)に保持されていることが好ましい。
The gyro sensor 2 has the
Note that the inside of the
ジャイロセンサー2は、互いに直交するX’軸、Y’軸、Z’軸の3軸の検出軸に対する角速度を検出するセンサーモジュール1をパッケージ90内に備えたことから、3軸の検出軸に対応したジャイロセンサーとなっている。
このことから、ジャイロセンサー2は、例えば、撮像機器の手ぶれ補正や、GPS(Global Positioning System)衛星信号を用いた移動体ナビゲーションシステムにおける車両などの姿勢検出、姿勢制御などに用いられる。
The gyro sensor 2 is provided with a
Therefore, the gyro sensor 2 is used for, for example, camera shake correction of an imaging device, posture detection of a vehicle or the like in a mobile navigation system using a GPS (Global Positioning System) satellite signal, posture control, and the like.
ここで、ジャイロセンサー2の製造方法の一例について説明する。
図10は、ジャイロセンサーの製造工程を示すフローチャートであり、図11〜図16は、主要製造工程を説明する模式図である。
Here, an example of a manufacturing method of the gyro sensor 2 will be described.
FIG. 10 is a flowchart showing the manufacturing process of the gyro sensor, and FIGS. 11 to 16 are schematic diagrams for explaining the main manufacturing process.
図10に示すように、ジャイロセンサー2の製造方法は、支持部材準備工程S1と、ICチップ準備工程S2と、振動ジャイロ素子準備工程S3と、フレキシブル配線基板準備工程S4と、パッケージ準備工程S5と、フレキシブル配線基板接合工程S6と、振動ジャイロ素子接合工程S7と、調整及び特性検査工程S8と、センサーユニット第1接合工程S9と、支持部材接合工程S10と、センサーユニット第2接合工程S11と、リッド接合工程S12と、を含んでいる。 As shown in FIG. 10, the manufacturing method of the gyro sensor 2 includes a support member preparation step S1, an IC chip preparation step S2, a vibration gyro element preparation step S3, a flexible wiring board preparation step S4, and a package preparation step S5. , Flexible wiring board joining step S6, vibration gyro element joining step S7, adjustment and characteristic inspection step S8, sensor unit first joining step S9, support member joining step S10, sensor unit second joining step S11, A lid bonding step S12.
[支持部材準備工程S1]
まず、図11に示すように、前述した互いに直交する3つの支持面11,12,13を有した支持部材10を用意する。
[Supporting member preparation step S1]
First, as shown in FIG. 11, the
[ICチップ準備工程S2]
ついで、能動面21側に接続端子22と外部接続端子23とを有したICチップ20を用意する(図12参照)。
[IC chip preparation step S2]
Next, an
[振動ジャイロ素子準備工程S3]
ついで、図4に示す、基部31と、基部31から延伸された各振動腕(32aなど)と、各支持部38a,38bに設けられた接続電極39とを有した振動ジャイロ素子30を用意する。
[Vibrating Gyro Element Preparation Step S3]
Next, a vibrating
[フレキシブル配線基板準備工程S4]
ついで、可撓性を有したフレキシブル配線基板40,40aを用意する(図12参照)。なお、上述したように、フレキシブル配線基板40は、ベース層41の対向面41aにおけるICチップ20の外部接続端子23への取り付け部42a(第1スルーホール46)から少なくともICチップ20の端部20aを過ぎた第2スルーホール47までの範囲に亘って配線パターン層42が形成されていない。
[Flexible wiring board preparation step S4]
Next,
[パッケージ準備工程S5]
ついで、上記各構成要素を収納するパッケージ90(パッケージベース91、リッド93など)を用意する(図9参照)。
なお、各準備工程S1〜S5の順番は、順不同でも構わない。
[Package preparation step S5]
Next, a package 90 (
Note that the order of the preparation steps S1 to S5 may be in any order.
[フレキシブル配線基板接合工程S6]
ついで、図12に示すように、ICチップ20の外部接続端子23に、フレキシブル配線基板40,40aの一方の端部44の配線パターン層42を、超音波接合法、加熱加圧接合法などにより取り付ける(接合する)(接合部分の詳細は図3参照)。
なお、図12では、ICチップ20上にフレキシブル配線基板40,40aを載置して取り付けているが、フレキシブル配線基板40,40aを反転してステージ(作業台)上に載置し、反転したICチップ20をフレキシブル配線基板40,40a上に載置してICチップ20の外部接続端子23をフレキシブル配線基板40,40aの配線パターン層42に取り付けてもよい。
[Flexible wiring board bonding step S6]
Next, as shown in FIG. 12, the
In FIG. 12, the
[振動ジャイロ素子接合工程S7]
ついで、図13に示すように、ICチップ20の能動面21(第2絶縁層28)側に振動ジャイロ素子30を配置し、振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が能動面21(第2絶縁層28)または非能動面29に沿うように(略平行になるように)、振動ジャイロ素子30の接続電極39をICチップ20の接続端子22に取り付ける(接合する)(接合部分の詳細は図3参照)。
これにより、ICチップ20に振動ジャイロ素子30及びフレキシブル配線基板40,40aが取り付けられたセンサーユニット101,102,103が得られる。
[Vibrating Gyro Element Joining Step S7]
Next, as shown in FIG. 13, the
Thereby, the
[調整及び特性検査工程S8]
ついで、フレキシブル配線基板40,40aを介して、振動ジャイロ素子30及びICチップ20の調整及び特性検査を行う。
具体的には、センサーユニット101,102,103を図示しない調整装置、特性検査装置にセットして、振動ジャイロ素子30の各振動腕の各重り部に設けられた金(Au)、銀(Ag)、クロム(Cr)などの金属被膜にレーザーを照射して除去することによって各振動腕の質量のバランスをとるバランス調整(バランスチューニング)などの調整作業や、振動ジャイロ素子30及びICチップ20の各種特性検査を行う。
[Adjustment and characteristic inspection step S8]
Next, adjustment and characteristic inspection of the vibrating
Specifically, the
[センサーユニット第1接合工程S9]
ついで、図14に示すように、センサーユニット102,103を、支持部材10の支持面12,13に取り付ける(接合する)。
詳述すると、センサーユニット102,103のICチップ20の非能動面29側を、絶縁性接着剤50により支持部材10と絶縁された状態で、支持部材10における各支持面11,12,13のうち、パッケージ90の支持部材接合面としてのパッケージベース91の上面94に対して直交する支持面である支持面12,13に取り付ける。
つまり、センサーユニット102を支持面12に取り付け、センサーユニット103を支持面13に取り付ける。
この際、各振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)は、各支持面12,13に沿った状態となっている。
[Sensor unit first joining step S9]
Next, as shown in FIG. 14, the
More specifically, in the state where the
That is, the
At this time, one
[支持部材接合工程S10]
ついで、図15に示すように、パッケージベース91の上面94に沿った支持面11を図示しない吸着装置で吸着して、各センサーユニット102,103が取り付けられた支持部材10を搬送し、支持面11の反対面14をパッケージベース91の上面94に、接合部材51を用いて取り付ける。
なお、接合部材51には、短絡を防止する観点から絶縁性を有した接着剤が好ましい。
[Supporting member joining step S10]
Next, as shown in FIG. 15, the
Note that the bonding
[センサーユニット第2接合工程S11]
ついで、図16に示すように、センサーユニット101をパッケージベース91の上面94に沿った支持面11に取り付ける。
詳述すると、センサーユニット101のICチップ20の非能動面29側を、絶縁性接着剤50を用いて支持部材10と絶縁された状態で、支持部材10の支持面11に取り付ける。
ついで、センサーユニット101,102,103のフレキシブル配線基板40,40aにおける他方の端部45の配線パターン層42を、接合部材52によりパッケージベース91の上面94の内部端子95,96,97にそれぞれ取り付ける。
これにより、センサーモジュール1が構成され、センサーモジュール1は、パッケージ90の内部に配置されたこととなる。
[Sensor unit second joining step S11]
Next, as shown in FIG. 16, the
More specifically, the
Next, the
Thereby, the
[リッド接合工程S12]
ついで、図9に戻って、真空状態(真空度の高い状態)でリッド93を接合部材53によってパッケージベース91に取り付け、パッケージ90の内部を気密に封止する。これにより、パッケージ90の内部を真空状態に保持する。また、これにより、センサーモジュール1は、パッケージ90の内部に収納されたこととなる。
なお、大気中でリッド93をパッケージベース91に取り付けた後、パッケージベース91またはリッド93に設けた貫通孔を介してパッケージ90の内部を減圧し、貫通孔を封止することによってパッケージ90の内部を真空状態(真空度の高い状態)に保持してもよい。
[Lid joining step S12]
Next, returning to FIG. 9, the
After the
上記各工程などを経ることにより、図9に示すようなジャイロセンサー2を得る。
なお、上記各工程の順番は、必要に応じて適宜入れ換えてもよい。例えば、支持部材準備工程S1は、センサーユニット第1接合工程S9の直前でもよく、パッケージ準備工程S5は、支持部材接合工程S10の直前でもよく、フレキシブル配線基板接合工程S6と振動ジャイロ素子接合工程S7とは、互いに順番を入れ換えてもよい。
なお、センサーユニット第1接合工程S9において、センサーユニット102,103のフレキシブル配線基板40aの内部端子96,97への取り付けを行ってもよい。
A gyro sensor 2 as shown in FIG. 9 is obtained through the above steps.
Note that the order of the above steps may be changed as necessary. For example, the support member preparation step S1 may be immediately before the sensor unit first bonding step S9, and the package preparation step S5 may be immediately before the support member bonding step S10. The flexible wiring board bonding step S6 and the vibration gyro element bonding step S7 may be performed. And may be interchanged in order.
In the sensor unit first joining step S9, the
上述したように、第2実施形態のジャイロセンサー2は、第1実施形態のセンサーモジュール1が、パッケージ90に収納されたことから、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
主要な効果として、ジャイロセンサー2は、1つのパッケージ90の内部にX’軸、Y’軸、Z’軸の3軸の検出軸に対応したセンサーモジュール1が収納されていることで、3軸の検出軸に対応したジャイロセンサーを提供できる。
したがって、ジャイロセンサー2は、従来の1軸の検出軸に対応したジャイロセンサーを3個用いていた構成と比較して、実装スペースを相当程度小さくできることから、対象機器(ジャイロセンサーが搭載される機器)の更なる小型化を図ることが可能となる。
As described above, the gyro sensor 2 of the second embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment because the
As a main effect, the gyro sensor 2 has three axes in which the
Therefore, the gyro sensor 2 can reduce the mounting space to a considerable extent compared to the conventional configuration in which three gyro sensors corresponding to one detection axis are used, and thus the target device (the device on which the gyro sensor is mounted). ) Can be further reduced in size.
また、ジャイロセンサー2は、3軸の検出軸に対応したジャイロセンサーを1つのパッケージ90で提供できることから、従来の1軸の検出軸に対応したジャイロセンサーを3個用いていた構成と比較して、パッケージに関わるコストを低減できる。
Further, since the gyro sensor 2 can provide a gyro sensor corresponding to three detection axes in one
また、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の支持部材10の互いに直交する3つの支持面11,12,13にICチップ20がそれぞれ取り付けられ、各ICチップ20の能動面21側に振動ジャイロ素子30の一方の主面30a(他方の主面30b)が、各支持面11,12,13に沿うように取り付けられている。
これにより、ジャイロセンサー2は、センシング軸(X’軸、Y’軸、Z’軸)の直交度が支持部材10の加工精度で決まることから、従来のような、センシング軸の直交度が、対象機器における各ジャイロセンサーの実装精度(取り付け角度の精度)に依存することを解消できる。
In the gyro sensor 2, the
Thereby, since the orthogonality of the sensing axis (X ′ axis, Y ′ axis, Z ′ axis) is determined by the processing accuracy of the
また、ジャイロセンサー2は、センサーユニット101のICチップ20の外部接続端子23に、フレキシブル配線基板40が取り付けられ、フレキシブル配線基板40のベース層41の対向面41aにおけるICチップ20の外部接続端子23への取り付け部42a(第1スルーホール46)から、少なくともICチップ20の端部20aを過ぎた第2スルーホール47までの範囲に亘って、配線パターン層42が形成されていない。
これにより、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1のパッケージベース91への取り付け時に、前述したような、フレキシブル配線基板40とICチップ20との接触によるフレキシブル配線基板40の配線パターン層42とICチップ20との短絡や、ICチップ20を介した配線パターン層42の配線パターン間の短絡を回避することができる。
In the gyro sensor 2, the
As a result, when the gyro sensor 2 is attached to the
なお、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103のいずれか1つを除去することにより、2軸の検出軸に対応したジャイロセンサーを提供できる。
また、ジャイロセンサー2は、センサーモジュール1の各センサーユニット101,102,103のいずれか1つを残す(他の2つを除去する)ことにより、センシング軸(X’軸、Y’軸、Z’軸)の方向に関わらず、パッケージ90の取り付け姿勢を変える必要がない1軸の検出軸に対応したジャイロセンサーを提供できる。
The gyro sensor 2 can provide a gyro sensor corresponding to two detection axes by removing any one of the
Further, the gyro sensor 2 leaves any one of the
また、ジャイロセンサー2の製造方法は、上記の効果を奏するジャイロセンサーを製造し、提供することができる。
また、ジャイロセンサー2の製造方法は、センサーユニット102,103を、支持部材10の各支持面11,12,13のうち、パッケージベース91の上面94と直交する支持面12,13に、支持面11より先に接合する。
これにより、ジャイロセンサー2の製造方法は、支持部材10におけるパッケージベース91の上面94に沿った、センサーユニット101が接合されていない支持面11を、吸着装置などで吸着し、支持部材10を保持することが可能となることから、支持部材10の取り扱い(搬送)が容易となる。
この結果、ジャイロセンサー2の製造方法は、センサーユニット102,103が取り付けられた支持部材10の、パッケージベース91への取り付けが容易となることから、生産性を向上させることができる。
Moreover, the manufacturing method of the gyro sensor 2 can manufacture and provide the gyro sensor which has said effect.
Further, the manufacturing method of the gyro sensor 2 is configured such that the
Thereby, the manufacturing method of the gyro sensor 2 adsorb | sucks the
As a result, the manufacturing method of the gyro sensor 2 can improve the productivity because the
なお、ジャイロセンサー2は、支持部材10を反転させて、反対面14がリッド93の天井(凹部92の底面)側を向くようにパッケージ90内に配置してもよい。この際、ジャイロセンサー2は、センサーユニット101を、支持面11直下のパッケージベース91の上面94に直接取り付けてもよく、支持部材10の反対面14に取り付けてもよい。
なお、このときは、センサーユニット102,103のフレキシブル配線基板40aがパッケージベース91の上面94側に位置するように、センサーユニット102,103の取り付け方向も変えることとなる。
The gyro sensor 2 may be disposed in the
At this time, the mounting directions of the
なお、上記各実施形態では、振動ジャイロ素子30の基材を水晶としたが、これに限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体、またはシリコン(Si)などの半導体であってもよい。
また、振動ジャイロ素子30は、ダブルT型以外にも、二脚音叉、三脚音叉、H型音叉、くし歯型、直交型、角柱型など、種々のジャイロ素子(センサー素子)を用いることが可能である。
また、ジャイロ素子は振動型以外のものであってもよい。
また、振動ジャイロ素子30の振動の駆動方法や検出方法は、圧電体の圧電効果を用いた圧電型によるものの他に、クーロン力を利用した静電型によるものや、磁力を利用したローレンツ型によるものなどであってもよい。
また、センサー素子の検出軸(センシング軸)は、センサー素子の主面に直交する軸のほかに、センサー素子の主面に平行な軸であってもよい。
In each of the above-described embodiments, the base material of the vibrating
In addition to the double T type, the vibrating
The gyro element may be other than the vibration type.
In addition to the piezoelectric type using the piezoelectric effect of the piezoelectric body, the driving method and the detecting method of the
Further, the detection axis (sensing axis) of the sensor element may be an axis parallel to the main surface of the sensor element in addition to the axis orthogonal to the main surface of the sensor element.
また、上記各実施形態では、センサーモジュールのセンサー素子として振動ジャイロ素子を例に挙げたが、これに限定するものではなく、例えば、加速度に反応する加速度感知素子、圧力に反応する圧力感知素子、重さに反応する重量感知素子などでもよい。
また、上記第2実施形態では、センサーデバイスとしてジャイロセンサーを例に挙げたが、これに限定するものではなく、例えば、上記加速度感知素子を備えたセンサーモジュールを用いた加速度センサー、圧力感知素子を備えたセンサーモジュールを用いた圧力センサー、重量感知素子を備えたセンサーモジュールを用いた重量センサーなどでもよい。
In each of the above embodiments, the vibration gyro element is given as an example of the sensor element of the sensor module. However, the present invention is not limited to this, for example, an acceleration sensing element that reacts to acceleration, a pressure sensing element that reacts to pressure, A weight sensing element that reacts to the weight may be used.
In the second embodiment, the gyro sensor is taken as an example of the sensor device. However, the present invention is not limited to this. For example, an acceleration sensor or a pressure sensing element using a sensor module including the acceleration sensing element is used. A pressure sensor using a sensor module provided, a weight sensor using a sensor module provided with a weight sensing element, or the like may be used.
(電子機器)
上記ジャイロセンサー、加速度センサー、圧力センサー、重量センサーなどのセンサーデバイスは、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ナビゲーション装置、車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ゲームコントローラー、携帯電話、ヘッドマウントディスプレイなどの電子機器に、センシング機能を備えたデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記各実施形態で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。
(Electronics)
Sensor devices such as the above gyro sensor, acceleration sensor, pressure sensor, and weight sensor are used in electronic devices such as digital still cameras, video cameras, navigation devices, vehicle body posture detection devices, pointing devices, game controllers, mobile phones, and head mounted displays. In any case, it is possible to provide an electronic device that exhibits the effects described in the above embodiments.
1…センサーモジュール、2…センサーデバイスとしてのジャイロセンサー、10…支持部材、11…第1支持面としての支持面、12…第2支持面としての支持面、13…第3支持面としての支持面、14…反対面、20…ICチップ、21…一面としての能動面、22…接続端子、23…外部接続端子、24…第1の電極、25…応力緩和層、26…第1絶縁層、26a…開口部、27…配線、28…第2絶縁層、28a,28b…開口部、29…他面としての非能動面、30…センサー素子としての振動ジャイロ素子、30a…一方の主面、30b…他方の主面、31…基部、32a,32b…検出用振動腕、32c,32d…重り部、33a,33b…連結腕、34a,34b…駆動用振動腕、34c,34d…重り部、35a,35b…駆動用振動腕、35c,35d…重り部、36a,36b,37a,37b…支持腕、38a,38b…支持部、39…接続電極、40,40a…フレキシブル配線基板、40b…境界線、41…ベース層、41a…対向面、41b…非対向面、42,43…配線パターン層、42a…取り付け部、44…一方の端部、45…他方の端部、46…第1貫通孔としての第1スルーホール、47…第2貫通孔としての第2スルーホール、48…第1切り欠き部、49…第2切り欠き部、50…絶縁性接着剤、51,52,53…接合部材、60…ステージ(外部部材)、90…パッケージ、91…パッケージベース、92…凹部、93…リッド、94…支持部材接合面としての上面、95,96,97…内部端子、98…下面、99…外部端子、101,102,103…センサーユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
一面と該一面に沿った他面とを備え、前記一面側に接続端子と外部接続端子とを有したICチップを用意する工程と、
接続電極を有したセンサー素子を用意する工程と、
複数のフレキシブル配線基板であって、少なくとも1つの前記フレキシブル配線基板の配線パターンが、前記ICチップの前記一面側に対向する対向面における前記外部接続端子への取り付け部から、第1貫通孔または前記フレキシブル配線基板の前記取り付け部側の一方の端部に設けられた第1切り欠き部を経由して前記対向面とは反対側の非対向面に引き出され、前記第1貫通孔または前記第1切り欠き部から、少なくとも前記ICチップの端部を過ぎるまでの範囲に亘って前記非対向面に延在し、少なくとも前記ICチップの前記端部を過ぎた位置で、第2貫通孔または前記フレキシブル配線基板の他方の端部に設けられた第2切り欠き部を経由して前記対向面に引き戻された前記フレキシブル配線基板を用意する工程と、
前記各構成要素を収納するパッケージを用意する工程と、
前記ICチップの前記外部接続端子に前記フレキシブル配線基板を取り付ける工程と、
前記ICチップの前記一面側に前記センサー素子を配置し、前記センサー素子の主面が前記一面または前記他面に沿うように、前記センサー素子の前記接続電極を前記ICチップの前記接続端子に取り付ける工程と、
前記フレキシブル配線基板を介して、前記センサー素子及び前記ICチップの調整及び特性検査を行う工程と、
前記センサー素子及び前記フレキシブル配線基板が取り付けられた前記ICチップを具備してなるセンサーユニットの、前記ICチップの前記他面側を、前記支持部材の前記第1支持面ないし前記第3支持面のうち、前記パッケージの支持部材接合面に対して直交または傾斜した支持面の少なくとも1つに取り付ける工程と、
前記センサーユニットが取り付けられた前記支持部材を、前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付ける工程と、
前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付けられた前記支持部材の前記第1支持面ないし前記第3支持面のうち、前記パッケージの前記支持部材接合面に沿った支持面に、別の前記センサーユニットであって、前記配線パターンの一部が前記非対向面に延在する前記フレキシブル配線基板が取り付けられた前記センサーユニットの前記ICチップの前記他面側を取り付ける工程と、
前記各センサーユニットの前記各フレキシブル配線基板を前記パッケージの前記支持部材接合面に取り付ける工程と、
を含むことを特徴とするセンサーデバイスの製造方法。 A support member having a first support surface parallel to the first reference plane and a second support surface parallel to the second reference plane orthogonal or inclined with respect to the first reference plane; or a first reference plane A parallel first support surface, a second support surface parallel to a second reference plane orthogonal or inclined with respect to the first reference plane, and an orthogonal or inclined relationship with respect to the first reference plane and the second reference plane. Providing a support member having a third support surface parallel to the third reference plane;
Providing an IC chip having one surface and another surface along the one surface, and having a connection terminal and an external connection terminal on the one surface side;
Preparing a sensor element having a connection electrode;
A plurality of flexible wiring boards, wherein at least one wiring pattern of the flexible wiring board is attached to the external connection terminal on the opposing surface facing the one surface side of the IC chip from the first through hole or the The flexible wiring board is pulled out to a non-opposing surface opposite to the facing surface through a first notch provided at one end of the mounting portion side of the flexible wiring board, and the first through hole or the first The second through hole or the flexible portion extends from the notch to the non-facing surface over a range from at least the end of the IC chip to at least the end of the IC chip. Preparing the flexible wiring board pulled back to the opposing surface via a second notch provided at the other end of the wiring board;
Preparing a package for storing each of the components;
Attaching the flexible wiring board to the external connection terminal of the IC chip;
The sensor element is disposed on the one surface side of the IC chip, and the connection electrode of the sensor element is attached to the connection terminal of the IC chip so that a main surface of the sensor element is along the one surface or the other surface. Process,
Adjusting the sensor element and the IC chip and performing characteristic inspection via the flexible wiring board;
In the sensor unit comprising the IC chip to which the sensor element and the flexible wiring board are attached, the other surface side of the IC chip is connected to the first support surface to the third support surface of the support member. Among them, the step of attaching to at least one of the support surfaces orthogonal or inclined to the support member bonding surface of the package;
Attaching the support member to which the sensor unit is attached to the support member joint surface of the package;
Of the first support surface to the third support surface of the support member attached to the support member joint surface of the package, another sensor unit is provided on a support surface along the support member joint surface of the package. And attaching the other surface side of the IC chip of the sensor unit to which the flexible wiring board in which a part of the wiring pattern extends to the non-opposing surface is attached;
Attaching each flexible wiring board of each sensor unit to the support member joint surface of the package;
A sensor device manufacturing method comprising:
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