JP6221597B2 - センサーユニット並びに電子機器および運動体 - Google Patents

Description

本発明は、センサーユニットおよびその製造方法、並びに、センサーユニットを利用する電子機器および運動体等に関する。

特許文献１はジャイロパッケージの実装構造を開示している。特許文献１の図１に開示されている実装構造では、基板に開口が形成され、開口内に垂直姿勢のジャイロパッケージが挿入される。ジャイロパッケージの外面は、ほぼ四角い輪郭を有しており、その外面が基板に突き当てられる。そして、基板上面に設けられている導電端子と、ジャイロパッケージの外面に設けられている電極とが導電体で接合されている。このような構成で、基板にジャイロパッケージを垂直姿勢に支持している。

特開２００４−１６３３６７号公報

しかしながら、ジャイロパッケージの外面が基板に突き当てられた場合に、基板に設けられている導電端子とジャイロパッケージの電極との間に間隙がある場合、即ち、ジャイロパッケージの外面が突き当てられた基板の端まで導電端子が延在されていないと接合のために溶融された導電体の濡れ広がりが阻害される。これにより、導電体の中に気泡を巻き込んでしまったり、裾引き状態がばらついてしまったりすることとなり、接合後の導電体にクラックなどの損傷が生じてしまったり、接合強度がばらついてしまったりするなどの不具合を生じてしまう虞を有していた。

本発明の少なくとも１つの態様によれば、上記問題の少なくとも一つを解決することを目的とし、既存のジャイロパッケージを使用可能とし、小型で低背なセンサーユニットを提供する。

（１）本発明の一態様は、外面に配置されている第１の電極を備えたセンサーデバイスと、互いに表裏関係にある第１面および第２面と、側面と、を備え、前記第１面の輪郭に達し、且つ前記第１面の輪郭に沿って配置されている第１の導電端子を備えた基板とを備え、前記センサーデバイスは、前記外面が前記基板の前記側面に沿って配置され、前記第１の電極が前記第１の導電端子に第１導電体により接続されていることを特徴とするセンサーユニットに関する。

基板の第１面の輪郭に達すると共に第１面の輪郭に沿って配置されている第１の導電端子によって、センサーデバイスの外面の電極と第１の導電端子との間に間隙を生じないため、導電体の損傷や裾引き状態のばらつきなどを抑制することができる。これにより、センサーデバイスの第１の電極と基板の第１の導電端子とを第１導電体により電気的かつ機械的に確実に固定することができ、小型で低背なセンサーユニットを提供できる。

（２）センサーユニットでは、前記センサーデバイスの前記第１面側に突出する前記外面の第１突出長さは、前記第２面側に突出する前記外面の第２突出長さよりも小さいことであることができる。

センサーデバイスを基板の側面に対して偏移して実装することにより、既存のセンサーパッケージを用いての小型で低背なセンサーユニットを提供できる。

（３）センサーユニットでは、前記基板の前記第１面には第１電子部品が搭載され、前記第１電子部品の最大厚さは前記第１突出長さ以下であることができる。

（４）前記基板の前記第２面には第２電子部品が搭載され、前記第２電子部品の最大厚さは前記第２突出長さ以下であることができる。これにより、センサーユニットの高さが基板の第１面または第２面側に突出するセンサーデバイスの突出長さにより制御でき、センサーユニットの低背化に大きく寄与する。

（５）前記センサーユニットは、前記第２面側に突出する前記外面に第２の電極が設けられ、前記基板は、前記第２面の輪郭に沿って第２の導電端子が設けられ、前記第２の電極と前記第２の導電端子とは第２導電体により接続されることができる。これにより、基板の両面でセンサーデバイスと電気的且つ機械的に確実に接続することができるとともに、センサーデバイスの接合強度を向上させることができる。

（６）前記センサーユニットでは、前記第２の導電端子は、前記第２面の輪郭に達していることができる。これにより、基板の第１面の輪郭に達している第２の導電端子によって、センサーデバイスの外面の電極と第２の導電端子との間に間隙を生じないため、導電体の損傷や裾引き状態のばらつきなどを抑制することができる。

（７）前記第２の電極と前記第２の導電端子とは接続部材を介して接続されることがで
きる。これにより、センサーデバイスの第２の電極を輪郭の二等分線上にまで延出させる
必要がないので、既存のセンサーパッケージをそのまま用いることができる。
前記基板は、前記第２面の輪郭に沿って第２の導電端子が設けられ、前記第２面に電子部品が設けられ、前記電子部品は、前記第２の導電端子に接続され、前記第２の電極と前記電子部品とは第２導電体により接続されていてもよい。
前記電子部品の、前記基板の厚み方向における高さは、前記第２の導電端子の前記厚み方向における高さよりも高くてもよい。また、前記電子部品は、前記第センサーデバイスあるいは前記第２の電極に固着されていてもよい。

（８）前記接続部材は、チップ抵抗およびチップコンデンサーの少なくとも一方であることができる。これにより、チップ抵抗やチップコンデンサーによりセンサーデバイスの電気的特性を改善しつつ、センサーデバイスの第２の電極を輪郭の二等分線上にまで延出させる必要がないので、既存のセンサーパッケージを用いることができるという利点がある。

（９）前記センサーデバイスは、前記基板の第１の側面に配置された第１センサーデバイスと、前記基板の前記第１の側面と交差する第２の側面に配置された第２センサーデバイスとを含むことができる。

一般に、一軸の検出軸を有するセンサーデバイスには、接続面となる外面に平行な検出軸を有するセンサーデバイスと、接続面となる外面に直交する検出軸を有するセンサーデバイスとがある。１つのセンサーユニットでは同一種のセンサーデバイスが用いられることが望まれる。例えば、接続面となる外面に直交する検出軸を有するセンサーデバイスが第１センサーデバイスおよび第２センサーデバイスに用いられると、基板の輪郭が利用されて、検出軸は簡単に直交軸を構成することができる。

（１０）前記基板は矩形状であり、前記第１センサーデバイスおよび前記第２センサーデバイスは、前記基板の隣接する２つの側面に配置されることができる。第１センサーデバイスおよび第２センサーデバイスは基板上で相互に近接配置される。その結果、第１センサーデバイスおよび第２センサーデバイスは最短距離で共通の電子回路に接続される。

（１１）前記基板の輪郭には前記センサーデバイスの厚さよりも大きい深さの窪みが設けられ、該窪みの中に前記センサーデバイスが配置されることができる。基板の定型的な形状からセンサーデバイスの出っ張りは回避される。

（１２）前記基板の前記第１面および前記第２面の一方の面には前記センサーデバイスとしての第３センサーデバイスが搭載され、前記基板の前記第１面および前記第２面の他方の面には集積回路が搭載されることができる。これにより、センサーデバイスと集積回路とを同一面に実装するのではなく、異なる面で実装することができるので、集積回路からの放熱がセンサーデバイスに悪影響を与えるのを低減することができる。

（１３）以上のようなセンサーユニットは電子機器に組み込まれて利用されてもよい。こういった電子機器は前述のセンサーユニットを構成要素として備えればよい。

（１４）センサーユニットは運動体に組み込まれて利用されてもよい。こういった運動体は前述のセンサーユニットを構成要素として備えればよい。

（１５）本発明の他の態様は、外面に第１の電極を備えたセンサーデバイスと、互いに表裏関係にある第１面および第２面と側面とを備え、前記第１面の輪郭に達し、且つ前記第１面の輪郭に沿って配置されている第１の導電端子を備えた基板とを用意する工程と、前記センサーデバイスの前記外面を前記基板の側面に沿って配置する工程と、前記第１の導電端子および前記第１の電極に対して斜めからレーザー光線を照射し、導電材料を溶融させ、前記第１の電極および前記第１の導電端子を接続する導電体を形成する工程とを備えるセンサーユニットの製造方法に関する。この製造方法によれば、前述の効果の少なくとも一つを備えたセンサーユニットが製造される。

基板の第１面から見たときの一実施形態に係るセンサーユニットの斜視図。 導電端子の構成を概略的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図。 第１面の裏側の第２面から見たときのセンサーユニットの斜視図。 第１センサーデバイスおよび第２センサーデバイスと基板との位置関係を概念的に示すセンサーユニットの側面図。 第１センサーデバイスおよび第２センサーデバイスと基板との位置関係を概念的に示すセンサーユニットの側面図。 第１センサーデバイスおよび第２センサーデバイスと基板との位置関係を概念的に示すセンサーユニットの平面図。 変形例に係る輪郭とセンサーデバイスとの位置関係を概念的に示すセンサーユニットの平面図。 基板の表面に照射されるレーザー光線を概略的に示す側面図。 基板の裏面に照射されるレーザー光線を概略的に示す側面図。 他の実施形態に係る固着方法を概念的に示す側面図である。 第１変形例に係る接続部材を概略的に示すセンサーユニットの側面図。 第２変形例に係る接続部材を概略的に示すセンサーユニットの部分斜視図。 一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示すブロック図。 一実施形態に係る運動体の構成を概略的に示すブロック図。 一実施形態に係る機械の構成を概略的に示すブロック図。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（１）センサーユニットの構成
図１は一実施形態に係るセンサーユニットの外観を概略的に示す斜視図である。センサーユニット１１は基板１２を備える。基板１２の第１面としての表面１２ａにはＩＣチップ（集積回路）１３やコネクター１４、チップ抵抗やチップコンデンサーといったその他の電子部品１５が実装される。基板１２は表面１２ａの縁１６に沿って側面としての端面１７を有する。端面１７は表面１２ａの縁１６に連続する。端面１７は基板１２の表面１２ａに直交する。したがって、表面１２ａの縁１６は表面１２ａと端面１７との間に稜線を形成する。端面１７は基板１２の輪郭に沿って連続する。なお、端面１７は基板１２の表面１２ａに所定の傾斜角度で交差してもよい。

基板１２は基板本体１９を備える。基板本体１９は例えば樹脂やセラミックといった絶縁体から形成される。基板本体１９の表面には配線パターン２１が形成される。配線パターン２１は例えばめっき成膜で導電材から形成される。ＩＣチップ（集積回路）１３やコネクター１４、その他の電子部品１５は配線パターン２１で相互に電気的に接続される。配線パターン２１は、基板１２の縁１６に向かって延び、基板１２の縁１６（基板１２の輪郭）に達する第１の導電端子としての導電端子２２を含む。

センサーユニット１１は第１センサーデバイス２３を備える。第１センサーデバイス２３は平たい直方体の外形を有する。外面２３ａの輪郭は長方形に形成される。第１センサーデバイス２３は第１の電極としての複数の電極（第１の電極）２４を備える。電極２４は外面２３ａの輪郭の長辺２５に沿って１列に配列される。個々の電極２４は外面２３ａから稜線を越えて他の外面（側面）２３ｂまで延びてもよい。基板１２の端面１７は第１センサーデバイス２３の外面２３ａに当接し突き当てられる。こうして第１センサーデバイス２３の外面２３ａは基板本体１９の表面に直角に交差する。輪郭の長辺２５は基板本体１９の表面に平行に延びる。輪郭の長辺２５と基板１２の縁１６との間で電極２４は配置される。

個々の電極２４には第１導電体としての導電体２６が接合される。導電体２６は対応の導電端子２２に接合される。導電体２６は例えばレーザー光線のエネルギーで溶融することができる導電材料から形成される。ここでは、導電材料にははんだ材が用いられる。導電体２６は個々の電極２４および対応の導電端子２２を相互に個別に接続する。

センサーユニット１１は第２センサーデバイス２７を備える。第２センサーデバイス２７は第１センサーデバイス２３と同一構造を有する。すなわち、第２センサーデバイス２７は平たい直方体の外形を有する。外面２７ａの輪郭は長方形に形成される。第２センサーデバイス２７は複数の電極（第１の電極）２８を備える。電極２８は長方形の輪郭の長辺２９に沿って１列に配列される。個々の電極２８は外面２７ａから稜線を越えて他の外面（側面）２７ｂまで延びてもよい。基板１２の端面１７は第２センサーデバイス２７の外面２７ａに当接し突き当てられる。こうして第２センサーデバイス２７の外面２７ａは基板本体１９の表面１２ａに直角に交差する。輪郭の長辺２９は基板本体１９の表面１２ａに平行に延びる。輪郭の長辺２９と基板１２の縁１６との間で電極２８は配置される。

個々の電極２８には第１導電体としての導電体３１が接合される。導電体３１は対応の導電端子２２に接合される。導電体３１は例えばレーザー光線のエネルギーで溶融することができる導電材料から形成される。ここでは、導電材料にははんだ材が用いられる。導電体３１は個々の電極２８および対応の導電端子２２を相互に個別に接続する。

ここで、第１センサーデバイス２３の電極２４および第２センサーデバイス２７の電極２８と接合される導電端子２２の詳細について、図１に加え図２も参照しながら説明する。図２は、導電端子の構成を概略的に示す図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は平面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図２は導電体２６、３１が設けられていない状態を示している。図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、基板本体１９の第１面としての表面１２ａの輪郭である縁１６に沿って配置され、配線パターン２１から基板本体１９の縁１６に向かって延びる導電端子２２は、基板本体１９の表面１２ａの輪郭である縁１６に達している。換言すれば、導電端子２２は、平面視で基板本体１９の端面１７に重なる位置まで設けられている。このように、導電端子２２が基板本体１９の輪郭である縁１６に達するように設けられることにより、図１に示す第１センサーデバイス２３の電極２４と導電端子２２とを接合する導電体２６および第２センサーデバイス２７の電極２８と導電端子２２とを接合する導電体３１の接合信頼性を高めることができる。

詳述すると、基板本体１９の輪郭である縁１６に達していない導電端子（導電端子２２に相当）においては、基板本体１９の縁１６と、導電端子の縁１６側の端との間に、基板本体１９が露出している部分が存在し、この基板本体１９が露出している部分は導電体２６、３１の接合が行われない間隙を生じる。この間隙が存在することにより、導電体２６、３１がレーザー光線のエネルギーで溶融されて流れる際の流れを阻害する一要因となり、気泡を巻き込んでしまったり、裾引き状態がばらついてしまったりすることがあった。このような気泡や裾引きのばらつきにより、接合後の導電体２６、３１にクラックなどの損傷が生じてしまったり、接合強度がばらついてしまったりするなどの不具合を生じてしまうことがある。

これに対し、本実施形態における導電端子２２は、基板本体１９の輪郭である縁１６に達するように設けられることにより、第１センサーデバイス２３の電極２４と導電端子２２との間、および第２センサーデバイス２７の電極２８と導電端子２２との間に間隙が生じない。このため、気泡の巻き込みなどによる導電体２６、３１の損傷が生じ難くなると共に、フィレットの形成が容易となることによって接合強度のばらつきなどが生じ難くなることにより、導電体２６、３１の接合信頼性を高めることができる。また、レーザー光線のエネルギーで溶融された導電体２６、３１の流れが良好となるため、溶融のためのレーザー光のエネルギーを減少させることが可能となり、基板本体１９、導電端子２２、電極２４、２８などへの熱ダメージを抑制することができる。

なお、導電端子２２を基板本体１９の縁１６に達するように設けるには、図２（ｃ）に示すような、導電端子２２の両側に樹脂コーティング材８１（例えばソルダーレジスト）を設け、わずかに導電端子２２にオーバーラップさせるＳＭＤ構造（Ｓｏｌｄｅｒ Ｍａｓｋ Ｄｅｆｉｎｅｄ）を用いることが好ましい。このＳＭＤ構造を用いることにより、基板本体１９におけるローターなどによる外形形成時の導電端子２２の引き込みによるバリの発生を防止し、安定した形状の信頼性の高い導電端子２２を形成することが可能となる。

図３は、基板１２の裏面側から見た図である。図３に示されるように、第１センサーデバイス２３はさらなる複数の電極（第２の電極）３２を備える。電極３２は外面２３ａのもう１つの長辺（以下「他長辺」という）３３に沿って１列に配列される。個々の電極３２は外面２３ａから稜線を越えてさらに他の外面（側面）２３ｃまで延びてもよい。外面２３ｃは外面２３ｂに平行に広がる。輪郭の他長辺３３は基板本体１９の裏面１２ｂに平行に延びる。基板１２の第２面としての裏面（裏側の面）１２ｂの縁３４は側面としての端面１７に連続する。端面１７は基板１２の裏面１２ｂに直交する。裏面１２ｂの縁３４は裏面１２ｂと端面１７との間に稜線を形成する。個々の電極３２は輪郭の他長辺３３から基板１２の裏面１２ｂの縁３４に向かって延びる。電極３２は前述の電極２４と同一の大きさに形成される。

同様に、第２センサーデバイス２７は複数の電極（第２の電極）３５を備える。電極３５は外面２７ａの他長辺３６に沿って１列に配列される。個々の電極３５は外面２７ａから稜線を越えて他の外面（側面）２７ｃまで延びてもよい。輪郭の他長辺３６は基板本体１９の裏面に平行に延びる。個々の電極３５は輪郭の他長辺３６から基板１２の縁３４に向かって延びる。電極３５は前述の電極２８と同一の大きさに形成される。

基板本体１９の裏面には配線パターン３７が形成される。配線パターン３７は、縁３４に向かって延びる導電端子（第２の導電端子）３８を含む。導電端子３８は、基板１２の縁３４（基板の輪郭）まで行き着いてもよく、縁３４から離れた位置で途切れてもよい。配線パターン３７はさらに導電端子３８ごとに補助導電膜３９を含む。補助導電膜３９は導電端子３８から離れて形成される。

基板１２の裏面１２ｂには個々の導電端子３８ごとにチップ抵抗またはチップコンデンサーといった電子部品（接続部材）４１が実装される。電子部品４１は１対の電極４２、４３を有する。電子部品４１は一方の電極４２で対応の導電端子３８に固着される。電子部品４１は他方の電極４３で対応の補助導電膜３９に固着される。いずれも固着にあたって導電材４４が用いられる。導電材４４には例えばはんだ材が用いられることができる。なお、チップ抵抗またはチップコンデンサーをセンサーデバイスからの出力特性の改善に用いてもよい。

個々の電極３２、３５に対応の電子部品４１が接合される。電子部品４１の一方の電極４２は導電材４４ａで第１および第２センサーデバイス２３、２７の電極３２、３５に固着される。第１および第２センサーデバイス２３、２７の電極３２、３５は導電材４４、４４ａおよび電子部品４１の電極４２経由で対応の導電端子３８に接続される。導電端子３８の表面で電子部品４１の一方の電極４２は第１および第２センサーデバイス２３、２７の電極３２、３５に向かって高さを有する。

基板１２の裏面１２ｂには第３センサーデバイス４５が実装される。第３センサーデバイス４５は第１センサーデバイス２３および第２センサーデバイス２７と同一構造を有する。すなわち、第３センサーデバイス４５は平たい直方体の外形を有する。第３センサーデバイス４５は、第１および第２センサーデバイス２３、２７と同様に、長方形の輪郭の外面４５ａを有する。第３センサーデバイス４５の外面４５ａは基板１２の裏面１２ｂに重ねられる。第３センサーデバイス４５は複数の電極４６を備える。電極４６は長方形の輪郭の２長辺に沿って２列に配列される。個々の電極４６は外面４５ａから稜線を越えて他の外面（側面）まで延びてもよい。個々の電極４６は、基板１２の裏面１２ｂに形成される導電端子４７に個別に接続される。接続にあたって例えばはんだ材といった接合材４８が用いられる。第１センサーデバイス２３、第２センサーデバイス２７および第３センサーデバイス４５はそれぞれ一軸の検出軸４９ａ、４９ｂ、４９ｃを有する角速度センサーすなわちジャイロセンサーから構成される。個々の角速度センサーでは検出軸４９ａ、４９ｂ、４９ｃは外面２３ａ、２７ａ、４５ａに直交する。第１、第２および第３センサーデバイス２３、２７、４５の組み合わせで直交三軸回りの角速度が検出される。

基板１２の裏面１２ｂには第４センサーデバイス５１が実装される。第４センサーデバイス５１は例えば三軸加速度センサーで構成される。第４センサーデバイス５１は直交三軸に沿って加速度を検出する。

図４に示されるように、第１センサーデバイス２３および第２センサーデバイス２７の外面２３ａ、２７ａ上で基板１２は輪郭の長辺２５、２９に向かって偏移する。ここでは、基板本体１９の表面１２ａおよび裏面１２ｂから等距離で表面１２ａおよび裏面１２ｂに平行な仮想平面５２は輪郭の長辺２５、３３（２９、３６）に平行に延びる二等分線５３から長辺２５、２９に向かって偏移する。偏移に応じて基板１２の端面１７は長辺２５、２９側の電極２４、２８に重なる。反対に、基板１２の端面１７と他長辺３３、３６側の電極３２、３５との間には導電膜の空白域（分離帯）が形成される。端面１７と電極３２、３５との間で重なりは生じない。

コネクター１４は、基板１２の表面１２ａに取り付けられ、筐体に収容される電子部品群（第１電子部品群）の中の最大高さＨ１で基板１２の表面１２ａから垂直方向に出っ張る。ここで、最大高さＨ１は第１電子部品の最大厚さに相当する。その一方で、第３センサーデバイス４５は、基板１２の裏面１２ｂに取り付けられる電子部品群（第２電子部品群）の中の最大高さＨ２で基板１２の裏面１２ｂから垂直方向に出っ張る。ここで、最大高さＨ２は第２電子部品の最大厚さに相当する。第３センサーデバイス４５の高さＨ２はコネクター１４の高さＨ１よりも大きい。こうして第１センサーデバイス２３および第２センサーデバイス２７の出っ張りに表面１２ａの電子部品群の最大高さＨ１および裏面１２ｂの電子部品群の最大高さＨ２が合わせ込まれると、センサーユニット１１の小型化は実現されることができる。しかも、コネクター１４の高さＨ１は基板１２の表面１２ａから出っ張る第１および第２センサーデバイス２３、２７の高さ（外面の第１突出長さ）Ｈ３よりも小さい。第３センサーデバイス４５の高さＨ２は基板１２の裏面１２ｂから出っ張る第１および第２センサーデバイス２３、２７の高さ（第２突出長さ）Ｈ４よりも小さい。こうしてセンサーユニット１１のさらなる小型化は実現されることができる。ただし、例えば図５に示されるように、基板１２の裏面１２ｂに取り付けられる電子部品群の最大高さＨ２が表面１２ａに取り付けられる電子部品群の最大高さＨ１よりも大きい限り、たとえ最大高さＨ２、Ｈ１がそれぞれ第１および第２センサーデバイス２３、２７の高さＨ４、Ｈ３よりも高くても、最大高さＨ２が最大高さＨ１より小さい場合に比べれば十分にセンサーユニット１１の小型化は達成されることができる。

図６に示されるように、基板１２の輪郭は長方形に形成される。言い換えると、基板１２の輪郭は１対の長辺５４ａ、５４ｂと１対の短辺５５ａ、５５ｂとを備える。長辺５４ａ、５４ｂ同士は相互に平行に延びる。短辺５５ａ、５５ｂ同士は相互に平行に延びる。ここでは、長辺５４ａ、５４ｂ同士および短辺５５ａ、５５ｂ同士は直交する。ただし、長辺５４ａ、５４ｂと短辺５５ａ、５５ｂとは９０°未満の傾斜角で交差してもよい。その他、四角形の４辺が等しい長さに設定され正方形（または菱形）の輪郭が形成されてもよい。また、輪郭は必ずしも四角形である必要はなく、センサーデバイス同士の間で要求される検出軸の交差角に応じて必要な端面を実現する輪郭に形成されればよい。例えば四角形であっても隣接する辺同士の間の角は面取りされてもよく他形状に整形されてもよい。

第１センサーデバイス２３は輪郭の１短辺５５ａで基板１２の端面１７（第１の側面）に固定される。このとき、第１センサーデバイス２３は当該１短辺５５ａを挟む２角のうち一方の角５６に位置合わせされる。当該１短辺５５ａでは長方形の輪郭に窪み５７が形成される。窪み５７は外面２３ａからの第１センサーデバイス２３の高さＨａよりも大きい深さＬａを有する。こうして基板１２の定型的な形状から第１センサーデバイス２３の出っ張りは回避されることができる。

第２センサーデバイス２７は輪郭の長辺５４ａで基板１２の端面１７（第２の側面）に固定される。この長辺５４ａで基板１２は１短辺５５ａに直交する仮想平面に平行に広がる端面１７を規定する。第１センサーデバイス２３および第２センサーデバイス２７は接続面となる外面２３ａ、２７ａに直交する検出軸４９ａ、４９ｂを有することから、基板１２の輪郭に応じて、検出軸４９ａ、４９ｂは簡単に直交軸を構成することができる。このとき、第２センサーデバイス２７は１短辺５５ａを挟む２角のうちもう１つの角５８に位置合わせされる。その結果、第１センサーデバイス２３および第２センサーデバイス２７は相互に近接配置される。第１センサーデバイス２３および第２センサーデバイス２７は最短距離で共通のＩＣチップ１３に接続されることができる。当該長辺５４ａでは長方形の輪郭に窪み５９が形成される。窪み５９は外面２７ａからの第２センサーデバイス２７の高さＨｂよりも大きい深さＬｂを有する。こうして基板１２の定型的な形状から第２センサーデバイス２７の出っ張りは回避されることができる。ただし、例えば図７に示されるように、基板１２の輪郭形状は、センサーデバイス６１ａ〜６１ｅに要求される検出軸の向きに応じて任意に設定されることができる。検出軸の向きは、端面１７に接触する外面６２ａ〜６２ｅに対して平行に設定されることもあれば垂直方向に設定されることもあれば任意の傾斜角で設定されることもある。

センサーユニット１１では、第１および第２センサーデバイス２３、２７の外面２３ａ、２７ａ上で基板１２が輪郭の長辺２５、２９に向かって偏移することで基板１２の端面１７が電極２４、２８に重ねられる。電極２４、２８が短縮されても、基板１２の偏移に応じて基板１２の端面１７と電極２４、２８との重なりは維持される。こうして導電体２６、３１は確実に電極２４、２８と導電端子２２との接続を確保することができる。前述のように、導電端子２２が基板１２の縁１６まで達していれば、導電端子２２は電極２４、２８に接触することができる。その結果、導電端子２２と電極２４、２８とは確実に接合されることができる。

しかも、センサーユニット１１では、電極３２、３５が短縮されても、電子部品４１の働きで、導電端子３８と対応の電極３２、３５との間で導通は確保されることができる。長辺２５、２９に沿って配列される１列の電極２４、２８群と、他長辺３３、３６に沿って配列される１列の電極３２、３５群とが大きく離れていても、基板１２の厚みを増大させることなく、導電端子３８と対応の電極３２、３５との間で確実に導通は確立されることができる。さらに、こうした導電端子３８および電極３２、３５の相互接続にあたって電子部品４１は利用される。電子部品４１は既製品から選択されることができる。新たに接続部材を設計することなく、簡単に入手することができる。

（２）センサーユニットの製造方法
次にセンサーユニット１１の製造方法を簡単に説明する。図８に示されるように、基板１２および第１センサーデバイス２３が用意される。第１センサーデバイス２３の外面２３ａに端面１７で基板１２を接触させる。このとき、基板１２は、第１センサーデバイス２３の外面２３ａに沿って長辺２５に向かって偏移した位置に位置決めされる。こうした偏移の結果、基板１２の端面１７は長辺２５に沿って１列に配列される電極２４に重ねられる。

ここで、電極２４および対応の導電端子２２にレーザー光線６３が照射される。レーザー光線６３は、導電端子２２の表面に対して所定の傾斜角αで傾斜する方向から当てられる。こうした傾斜の結果、電極２４および対応の導電端子２２は同時に満遍なく加熱されることができる。導電端子２２に対してレーザー光線６３の傾斜角αが過度に小さいと、導電端子２２では電極２４に比べて十分に温度が上昇することができない。反対に、導電端子２２に対してレーザー光線６３の傾斜角αが過度に大きいと、電極２４では導電端子２２に比べて十分の温度が上昇することができない。

レーザー光線６３の照射域にはレーザー光線６３のエネルギーで溶融する導電材料が供給される。ここでは、照射域に糸はんだ６４が配置される。糸はんだ６４は、例えば導電端子２２に対してレーザー光線６３よりも小さい傾斜角で進入すればよい。糸はんだ６４が溶融すると、はんだ材は電極２４および導電端子２２に接触する。レーザー光線６３の照射が停止されると、電極２４および導電端子２２の温度が下降し、はんだ材は凝固する。こうして導電体２６が形成される。電極２４および導電端子２２で電気的接続は確立される。基板１２の端面１７に平行に基板１２と第１センサーデバイス２３との間で相対移動が実施され、電極２４は１つずつ対応の導電端子２２に順番に接合される。

その後、図９に示されるように、基板１２は裏返される。基板１２の裏面１２ｂで電極３２と電子部品４１との間で同様に導電材４４ａが形成される。ここでは、予め基板１２に導電材４４で電子部品４１は実装される。レーザー光線６３は電子部品４１の一方の電極４２および第１センサーデバイス２３の電極３２を照射する。電子部品４１では一方の電極４２が加熱されても他方の電極４３へ熱の伝達は抑制されることができる。したがって、レーザー光線６３による加熱中であっても他方の電極４３および補助導電膜３９では導電材４４の溶融は回避されることができる。他方の電極４３は補助導電膜３９に固着され続ける。こうして加熱中でも電子部品４１の位置ずれは防止されることができる。なお、第２センサーデバイス２７は第１センサーデバイス２３と同様な方法で基板１２の端面１７に固定されればよい。

その他、図１０に示されるように、基板１２は垂直姿勢に保持されてもよい。この場合、基板１２の端面１７は第１センサーデバイス２３の外面２３ａ、または第２センサーデバイス２７の外面２７ａに当てられる。第１センサーデバイス２３の外面２３ａ、または第２センサーデバイス２７の外面２７ａは上向きに水平に配置される。導電端子２２には予めはんだペースト６５が塗布されればよい。加熱されはんだペーストが溶融すると、はんだ材は重力の働きで電極２４まで延びる。このとき、基板１２の端面１７は電極２４に重なることから、導電端子２２からたれ落ちるはんだ材は確実に電極２４上に落下する。こうして電極２４と対応の導電端子２２との間で確実に電気的導通は確保されることができる。

（３）接続部材の変形例
図１１は第１変形例に係る接続部材６７を概略的に示す。接続部材６７は導電体で構成される。接続部材６７は基板１２の裏面１２ｂで対応の導電端子３８に固着される。同様に、接続部材６７は第１センサーデバイス２３の電極３２、または第２センサーデバイス２７の電極３５に固着される。いずれも固着にあたって導電材６８ａ、６８ｂが用いられる。導電材６８ａ、６８ｂには例えばはんだが用いられることができる。第１および第２センサーデバイス２３、２７の電極３２、３５は導電材６８ａ、６８ｂおよび接続部材６７経由で対応の導電端子３８に接続される。導電端子３８の表面で接続部材６７は第１および第２センサーデバイス２３、２７の電極３２、３５に向かって高さを有する。こういった接続部材６７は単一の導電材料から形成されることができる。比較的に簡単に設計されることができる。間単に製造されることができる。

図１２は第２変形例に係る接続部材７１を概略的に示す。接続部材７１は個々の導電端子３８に個別に固着される導電膜７２を備える。固着にあたって例えば導電材７３が用いられる。個々の導電膜７２は同時に第１センサーデバイス２３または第２センサーデバイス２７の電極３２、３５に固着される。固着にあたって例えば導電材７４が用いられる。導電膜７２は共通の絶縁体７５に支持される。絶縁体７５上で導電膜７２同士は相互に分離される。こうして接続部材７１は複数の導電端子３８に共通に用いられることができる。導電端子３８ごとに個別に接続部材７１が固着される場合に比べて固着作業は軽減されることができる。

（４）センサーユニットの適用例
以上のようなセンサーユニット１１は、例えば図１３に示されるように、電子機器１０１に組み込まれて利用されることができる。電子機器１０１では例えばメインボード１０２に演算処理回路１０３およびコネクター１０４が実装される。コネクター１０４には例えばセンサーユニット１１のコネクター１４が結合されることができる。演算処理回路１０３にはセンサーユニット１１から検出信号が供給されることができる。演算処理回路１０３はセンサーユニット１１からの検出信号を処理し処理結果を出力する。電子機器１０１には例えばモーションセンシングユニットや民生用ゲーム機器、運動解析装置、外科手術ナビゲーションシステム、自動車のナビゲーションシステムなどが例示されることができる。

センサーユニット１１は、例えば図１４に示されるように、運動体１０５に組み込まれて利用されることができる。運動体１０５では例えば制御ボード１０６に制御回路１０７およびコネクター１０８が実装される。コネクター１０８には例えばセンサーユニット１１のコネクター１４が結合されることができる。制御回路１０７にはセンサーユニット１１から検出信号が供給されることができる。制御回路１０７はセンサーユニット１１からの検出信号を処理し処理結果に応じて運動体１０５の運動を制御することができる。こういった制御には、運動体の挙動制御、自動車のナビゲーション制御、自動車用エアバッグの起動制御、飛行機や船舶の慣性航法制御、誘導制御などが例示されることができる。

センサーユニット１１は、例えば図１５に示されるように、機械１０９に組み込まれて利用されることができる。機械１０９では例えば制御ボード１１１に制御回路１１２およびコネクター１１３が実装される。コネクター１１３には例えばセンサーユニット１１のコネクター１４が結合されることができる。制御回路１１２にはセンサーユニット１１から検出信号が供給されることができる。制御回路１１２はセンサーユニット１１からの検出信号を処理し処理結果に応じて機械１０９の動作を制御することができる。こういった制御には、産業用機械の振動制御および動作制御やロボットの運動制御などが例示されることができる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、センサーユニット１１、基板１２、第１および第２センサーデバイス２３、２７、電子部品４１等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。

１１…センサーユニット、１２…基板、１２ａ…第１面（表面）、１２ｂ…第２面（裏面）、１３…電子回路（ＩＣチップ）、１７…側面（端面）、２２…第１の導電端子、２３…センサーデバイス（第１センサーデバイス）、２４…第１の電極（電極）、２６…第１導電体、２７…センサーデバイス（第２センサーデバイス）、２８…第１の電極（電極）、３１…第１導電体、３２…第２の電極（電極）、３５…第２の電極（電極）、３８…第２の導電端子（導電端子）、４１…接続部材（電子部品）、６７…接続部材、６３…レーザー光線、６４…導電材料（糸はんだ）、７１…接続部材、１０１…電子機器、１０５…運動体、Ｈ１…第１電子部品の最大厚さ（最大高さ）、Ｈ２…第２電子部品の最大厚さ（最大高さ）、Ｈ３…第１突出長さ（センサーデバイスの高さ）、Ｈ４…第２突出長さ（センサーデバイスの高さ）、Ｌａ…深さ、Ｌｂ…深さ。

Claims (14)

1. 外面に配置されている第１の電極を備え、角速度センサーを含むセンサーデバイスと、
   互いに表裏関係にある第１面および第２面と、側面と、を備え、前記第１面の輪郭に達し、且つ前記輪郭に沿って配置されている第１の導電端子を備えた基板と、を備え、
   前記センサーデバイスは、前記外面が前記基板の前記側面に沿って配置され、前記第１の電極が前記第１の導電端子に第１導電体により接続され、
   前記センサーデバイスは、前記第２面側に突出する前記外面に第２の電極が設けられ、
   前記基板は、前記第２面の輪郭に沿って第２の導電端子が設けられ、前記第２面に電子部品が設けられ、
   前記電子部品は、前記第２の導電端子に接続され、
   前記第２の電極と前記電子部品とは第２導電体により接続されていることを特徴とするセンサーユニット。
2. 請求項１に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記センサーデバイスの前記第１面側に突出する前記外面の第１突出長さは、前記第２面側に突出する前記外面の第２突出長さよりも小さいことを特徴とするセンサーユニット。
3. 請求項２に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記基板の前記第１面には第１電子部品が搭載され、
   前記第１電子部品の最大厚さは前記第１突出長さ以下であることを特徴とするセンサーユニット。
4. 請求項２または請求項３に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記基板の前記第２面には第２電子部品が搭載され、
   前記第２電子部品の最大厚さは前記第２突出長さ以下であることを特徴とするセンサーユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記電子部品の、前記基板の厚み方向における高さは、前記第２の導電端子の前記厚み方向における高さよりも高いことを特徴とするセンサーユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記第２の導電端子は、前記第２面の輪郭に達していることを特徴とするセンサーユニット。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記電子部品は、前記第センサーデバイスあるいは前記第２の電極に固着されていることを特徴とするセンサーユニット。
8. 請求項７に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記電子部品は、チップ抵抗およびチップコンデンサーの少なくとも一方であることを特徴とするセンサーユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記センサーデバイスは、前記基板の第１の側面に配置された第１センサーデバイスと、
   前記基板の前記第１の側面と交差する第２の側面に配置された第２センサーデバイスと、を含むことを特徴とするセンサーユニット。
10. 請求項９に記載のセンサーユニットにおいて、
    前記基板は矩形状であり、
    前記第１センサーデバイスおよび前記第２センサーデバイスは、前記基板の隣接する２つの側面に配置されることを特徴とするセンサーユニット。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセンサーユニットにおいて、
    前記基板の輪郭には前記センサーデバイスの厚さよりも大きい深さの窪みが設けられ、該窪みの中に前記センサーデバイスが配置されていることを特徴とするセンサーユニット。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセンサーユニットにおいて、
    前記基板の前記第１面および前記第２面の一方の面には前記センサーデバイスとしての第３センサーデバイスが搭載され、前記基板の前記第１面および前記第２面の他方の面には集積回路が搭載されていることを特徴とするセンサーユニット。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のセンサーユニットを備えることを特徴とする電子機器。
14. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のセンサーユニットを備えることを特徴とする運動体。

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