JP6819338B2 - 物理量検出装置および電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、物理量検出装置およびこの物理量検出装置を備えている電子機器に関する。
従来、物理量検出装置としては、例えば特許文献1に開示されているような、被測定体の一方向の変位、速度、加速度の何れかの物理量を検出するセンサチップ(物理量検出センサー)を互いに直交する2つ以上の壁部を有する取付部材の各々の壁部に直接貼り付けた物理量検出装置が知られている。複数のセンサチップを取付部材の互いに直交する壁部に直接貼り付けているため、各センサチップの検出方向との平行度のずれがなく、互いに直交する2つ以上の物理量を精度良く測定することができる。
また、熱容量の大きい取付部材に複数のセンサチップを取り付けているため、各センサチップのそれぞれが略均一な温度状態を保持することができ、測定精度を高精度に維持することができる。
特開2004−37105号公報
しかしながら、特許文献1に記載の物理量検出装置は、センサチップの脱落を防止するためにセンサチップの接着面積を大きくする必要があった。そのため、接着剤等の接合部材とセンサチップとの熱膨張係数の違いにより、センサチップコーナー部に熱応力が集中してセンサチップの気密が破壊される虞があり、物理量検出装置としての機能が低下してしまう、という課題があった。
本発明は、上述の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、以下の適用例又は形態として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る物理量検出装置は、物理量検出センサーと、前記物理量検出センサーを保持する複数の保持部を有している保持部材と、を備え、前記保持部は、前記物理量検出センサーと対向する領域に溝部が形成されていることを特徴とする。
本適用例によれば、物理量検出センサーを保持する保持部に物理量検出センサーと対向する領域に溝部が形成されているため、接着剤等の接合部材で物理量検出センサーを保持部に保持する場合に、余分な接合部材が溝部に流れ込む。そのため、接合部材が物理量検出センサー全体に広がるのを防止でき、物理量検出センサーのコーナー部で生じ易い応力歪による物理量検出センサーの気密低下を低減することができる。よって、高精度を維持することが可能な物理量検出装置を提供することができる。
[適用例2]上記適用例に記載の物理量検出装置において、前記溝部は、隣り合う前記保持部に形成された前記溝部と繋がらないことが好ましい。
本適用例によれば、溝部は隣り合う保持部に形成された溝部と繋がらないため、接合部材が隣り合う保持部に形成された溝部に流れ込むのを抑制することができる。
[適用例3]上記適用例に記載の物理量検出装置において、前記物理量検出センサーは、前記溝部で囲まれた領域に接合されていることが好ましい。
本適用例によれば、物理量検出センサーを接合する領域が溝部で囲まれているため、接合部材が物理量検出センサーのコーナー部へ広がるのを防止することができる。そのため、物理量検出センサーのコーナー部で生じ易い応力歪による物理量検出センサーの気密低下を低減することができる。
[適用例4]上記適用例に記載の物理量検出装置において、前記溝部は、前記物理量検出センサーの縁部の少なくとも一部と交差していることが好ましい。
本適用例によれば、物理量検出センサーの縁部まで保持部と接合する事ができるため、接合面積を大きくすることができ、保持部から剥離し難くなり、耐衝撃性の向上を図ることができる。
[適用例5]上記適用例に記載の物理量検出装置において、前記物理量検出センサーが接合される領域は、前記物理量検出センサーと前記保持部とが重なる方向から平面視して、前記物理量検出センサーの中心と重なっていることが好ましい。
本適用例によれば、物理量検出センサーの中心と重なっているため、物理量検出センサーの姿勢を安定して接合することができ、物理量を高精度に検出することができる。
[適用例6]上記適用例に記載の物理量検出装置において、前記物理量検出センサーは、固定部から延在する可動部を含むセンサー素子を有し、前記物理量検出センサーと前記保持部との積層方向からの平面視で、前記溝部は、前記可動部が前記固定部から延在する方向に対して交差して設けられていることが好ましい。
本適用例によれば、溝部が可動部の固定部から延在する方向に対して交差して設けられているため、物理量検出センサーを保持部材に接合する際に、センサー素子の固定部領域に接合部材が広がるのを防止することができ、接合時における接合部材と物理量検出センサーとの熱膨張係数の違いによる熱応力が固定部に伝わり難いので、検出精度の高精度を維持することができる。
[適用例7]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の物理量検出装置を備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、高精度を維持することが可能な物理量検出装置を備えた電子機器を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図。 第1実施形態に係る物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図。 物理量検出センサーの構成を示す平面図。 物理量検出センサーの構成を示す断面図。 物理量検出センサーの動作を示す断面図。 物理量検出センサーの動作を示す断面図。 物理量検出装置の製造方法を示すフローチャート。 本発明の第2実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図。 第2実施形態に係る物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図。 本発明の第3実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図。 第3実施形態に係る物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図。 物理量検出装置を搭載しているビデオカメラを示す斜視図。 物理量検出装置を搭載している携帯電話を示す斜視図。
以下、本発明の物理量検出装置および電子機器について、その好適な構成例を添付図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
[物理量検出装置]
先ず、本実施形態に係る物理量検出装置について、多軸の物理量を検出する物理量検出装置100を一例として挙げ、図1および図2を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図であり、図2は、物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図である。図2では、構成部品の形状や配置を主に示し、装置カバー60や配線等を省略してある。各図には、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示している。
図1および図2に示すように、物理量検出装置100は、四角形の板状でありXY平面と平行に位置している金属ベース板10と、金属ベース板10のZ(+)側の面である受面10aに配置されている6面体形状の保持部材としての金属ブロック30と、金属ブロック30の金属ベース板10と反対側である上面に位置する保持部としてのブロック面30aおよびブロック面30aと隣り合う側面に位置するブロック面(保持部)30bおよびブロック面(保持部)30cの3面にそれぞれ保持されている物理量検出センサー40と、金属ベース板10に設けられ金属ブロック30および物理量検出センサー40を覆っている装置カバー60と、を備えている。なお、物理量検出センサー40は、図3および図4を参照して詳述するパッケージベース411およびリッド(蓋体)412を有している。
また、物理量検出センサー40が保持されるブロック面30aには、Y軸方向に沿って延在し所定の間隔で設けられた2つの溝部36aと、X(+)軸方向の端部にY軸に沿って設けられZ(+)軸方向へ突起している凸部31と、Y(−)軸方向の端部にX軸に沿って設けられZ(+)軸方向へ突起している凸部32と、が形成されている。同様に、ブロック面30bには、X軸方向に沿って延在し所定の間隔で設けられた2つの溝部36bと、X(+)軸方向の端部にZ軸に沿って設けられY(+)軸方向へ突起している凸部33と、が形成されていている。ブロック面30cには、Z軸方向に沿って延在し所定の間隔で設けられた2つの溝部36cと、Y(−)軸方向の端部にZ軸に沿って設けられX(−)軸方向へ突起している凸部34と、が形成されている。この場合、金属ブロック30は、凸部31,32,33,34を含め一体で形成されている。また、溝部36a、溝部36bおよび溝部36cは互いにつながらない方向にブロック面30a、ブロック面30bおよびブロック面30cのそれぞれの面に設けられている。換言すると、溝部36a、溝部36bおよび溝部36cが形成される方向は、互いにねじれの関係に位置している。このような構成とすることで、接合部材50が隣り合う保持部に形成された溝部36a,36b,36cに流れ込むのを抑制する事ができる。
そして、凸部31は、ブロック面30aと直交する側壁部31aを有し、凸部32は、ブロック面30aと直交する側壁部32aを有している。ブロック面30aに保持される物理量検出センサー40は、リッド412がブロック面30aと側壁部31aと側壁部32aとに接続した状態でブロック面30aに接合されている。同様に、凸部33は、ブロック面30bと直交する側壁部33aを有し、ブロック面30bに保持される物理量検出センサー40は、リッド412がブロック面30bと側壁部33aと金属ベース板10の受面10aとに接続した状態でブロック面30bに接合されている。凸部34は、ブロック面30cと直交する側壁部34aを有し、ブロック面30cに保持される物理量検出センサー40は、リッド412がブロック面30cと側壁部34aと金属ベース板10の受面10aとに接続した状態でブロック面30cに接合されている。この場合、金属ベース板10の受面10aは、側壁部31a,32a,33a,34aに準じる機能を果たしている。
また、物理量検出装置100における金属ブロック30と物理量検出センサー40との接合は、接着剤等の接合部材50を用いて行われる。なお、物理量検出センサー40は、ブロック面30aでは、2つの溝部36aに挟まれたブロック面30aに、ブロック面30bでは、2つの溝部36bに挟まれたブロック面30bに、ブロック面30cでは、2つの溝部36cに挟まれたブロック面30cに、物理量検出センサー40の中心を含んで配置し接合部材50を介して金属ブロック30に接合されている。また、ブロック面30aでは、物理量検出センサー40のY軸方向の縁部が、ブロック面30bでは、物理量検出センサー40のX軸方向の縁部が、ブロック面30cでは、物理量検出センサー40のZ軸方向の縁部が、接合部材50を介して金属ブロック30に接合されている。
ここで、物理量検出センサー40を2つの溝部36a(36b,36c)に挟まれたブロック面30a,30b,30cに接合部材50を塗布して接合するため、余分な接合部材50が溝部36a,36b,36cに流れ込み、物理量検出センサー40のコーナー部まで接合部材50が広がるのを防止することができる。そのため、接合部材50と物理量検出センサー40との熱膨張係数の違いにより、物理量検出センサー40のコーナー部に熱応力が集中するのを防止でき、物理量検出センサー40の気密低下を低減することができる。よって、高精度を維持することが可能な物理量検出装置100を提供することができる。
このような構成の物理量検出装置100において、ブロック面30a、ブロック面30bおよびブロック面30c、並びに凸部31、凸部32、凸部33および凸部34は、保持部に該当する。また、ブロック面30a,30b,30cは、物理量検出センサー40が配置される底面部に該当し、側壁部31a,32a,33a,34aおよび金属ベース板10の受面10aは、対応する底面部と交わるように配置されている構成となっている。これら金属ブロック30および金属ベース板10は、物理量検出センサー40のそれぞれとの熱の伝達が良好であることが好ましく、物理量検出装置100では、軽量であり加工が容易でもあるアルミニウム(Al)を用いている。
次に、物理量検出装置100が備えている物理量検出センサー40について、図3および図4を参照して説明する。
図3は、物理量検出センサーの構成を示す平面図、図4は、物理量検出センサーの構成を示す断面図である。図4は、図3におけるI−I線に沿う断面を表している。図3および図4では、互いに直交する3つの軸として、図1および図2で用いた座標軸とは異なるx軸、y軸、z軸を図示している。
物理量検出センサー40は、パッケージ41と、素子ベース体42と、センサー素子43とを有している。まず、パッケージ41は、凹状のパッケージベース411および板状のリッド(蓋体)412からなっている。パッケージベース411は、内部側に凹状に形成されている収容部417と、底板の端部にx軸方向に沿って設けられ素子ベース体42を固定するための段部413と、底板を貫通している孔および孔を塞ぐための封止材からなる封止部414と、を有し、底板の段部413と反対側の面には、発振回路基板(図示せず)と接続するための外部端子460が形成されている。このパッケージベース411は、セラミックグリーンシートを焼成した酸化アルミニウム焼結体で形成されている。酸化アルミニウム焼結体は、パッケージ用として優れているが、加工が難しい。しかし、この場合、複数のセラミックグリーンシートを積層し焼成することで、容易に形成することができる。なお、パッケージベース411は、水晶、ガラスおよびシリコン等の材料を用いて形成することもできる。
また、リッド412は、パッケージベース411の段部413に固定されている素子ベース体42を覆うように配置されている。このリッド412は、パッケージベース411と同じ材料や、コバール、ステンレス鋼などの金属等を用いることができ、ここでは、熱伝導性の良い金属でリッド412を形成することが好ましいため、コバールを用いている。そして、リッド412は、シームリング416を介して、パッケージベース411に接合されていて、パッケージベース411とリッド412とを接合すると、収容部417を減圧された気密状態に封止することができる。
このような物理量検出センサー40において、収容部417の封止は、パッケージベース411とリッド412との接合後、封止部414の孔から収容部417内の空気を抜いて減圧し、孔をロウ材(封止材)で塞ぐ方法で行われている。これにより、素子ベース体42およびセンサー素子43は、減圧されて気密状態の収容部417内に封止される。なお、収容部417の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。
次に、素子ベース体42は、水晶板からエッチング等で形成された板状であって、x軸方向に延出しパッケージベース411の段部413に接着剤451で固定されている固定部421と、固定部421からy軸方向へ延出している継ぎ手部422と、継ぎ手部422から固定部421と反対方向へ矩形状をなして延出している可動部423と、固定部421の一端から可動部423の外縁に沿って固定部421の他端まで延出している枠部424と、可動部423に設けられている質量部425(425a,425b,425c,425d)と、を備えている。なお、素子ベース体42には、固定部421から可動部423に掛け渡されてセンサー素子43が固定されている。
可動部423は、枠部424および固定部421によって囲まれていて、固定部421に継ぎ手部422を介して接続され、片持ち支持された状態である。継ぎ手部422は、固定部421と可動部423との間に設けられ、固定部421と可動部423とを接続している。継ぎ手部422の厚みは、固定部421や可動部423の厚みよりも薄く形成されていて、可動部423が固定部421に対して変位(回動)する際に中間ヒンジとして機能する。そして、可動部423に設けられている質量部425(425a,425b,425c,425d)は、z軸方向から見た平面視で矩形状であり、質量部425a,425bが可動部423のリッド412側に配置され、センサー素子43を中心にした左右対称の位置に接合部452によって固定されている。一方、質量部425c,425dは、可動部423のパッケージベース411側に配置され、質量部425a,425bとそれぞれ重なるように接合部452によって固定されている。
次に、センサー素子43は、固定部421に接着剤450で固定されている基部431aと、可動部423に接着剤450で固定されている基部431bと、基部431aと基部431bとの間にあって物理量を検出するための振動梁部432(432a,432b)と、を有している。この場合、振動梁部432は、その形状が角柱状であり、振動梁部432a,432bのそれぞれに設けられた励振電極(図示せず)に駆動信号(交流電圧)が印加されると、x軸に沿って、互いに離間または近接するように屈曲振動をする。励振電極は、駆動信号の印加のために、図示しない配線によって外部端子460と電気的に接続されている。
なお、センサー素子43は、この場合、水晶の原石等から所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成されている。さらに、センサー素子43は、素子ベース体42との線膨張係数の差を小さくすることを考慮すれば、素子ベース体42と同質材であることが望ましい。
また、物理量検出装置100において、図2に示すように、金属ブロック30のブロック面30aに接続する物理量検出センサー40は、センサー素子43がX軸に沿うように配置され、Y軸まわりの加速度等を検出する。そして、金属ブロック30のブロック面30bに接続する物理量検出センサー40は、センサー素子43がZ軸に沿うように配置され、X軸まわりの加速度等を検出し、金属ブロック30のブロック面30cに接続する物理量検出センサー40は、センサー素子43がY軸に沿うように配置され、Z軸まわりの加速度等を検出する。このような配置により、物理量検出装置100は、多軸の検出センサーとして機能する。
次に、物理量検出センサー40の動作について、図5および図6を参照して説明する。
図5および図6は、物理量検出センサーの動作を示す断面図である。
図5に示すように、物理量検出センサー40に、例えば、+z方向の矢印α1方向に加速度が印加されると、可動部423には+z方向に力が作用し、可動部423は継ぎ手部422を支点として+z方向に変位する。これにより、物理量検出センサー40には、y軸に沿って基部431aと基部431bとが互いに近づく方向の力が加わり、センサー素子43の振動梁部432には圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部432の振動する周波数である共振周波数は低くなる。
一方、図6に示すように、物理量検出センサー40に、例えば、−z方向の矢印α2方向に加速度が印加されると、可動部423には−z方向に力が作用し、可動部423は、継ぎ手部422を支点として−z方向に変位する。これにより、物理量検出センサー40には、y軸に沿って基部431aと基部431bとが互いに離れる方向の力が加わり、センサー素子43の振動梁部432には引張応力が生じる。そのため、振動梁部432の共振周波数は高くなる。
物理量検出センサー40では、上記のようなセンサー素子43の共振周波数の変化を検出している。即ち、物理量検出センサー40に加わる加速度は、上記の検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。
なお、物理量検出センサー40は、傾斜計としても用いることができる。傾斜計としての物理量検出センサー40は、傾斜による姿勢の変化に応じて、物理量検出センサー40に対する重力加速度が加わる方向が変化し、振動梁部432に圧縮応力や引張応力が生じる。そして、振動梁部432の共振周波数が変化することになり、傾斜による姿勢の変化が導出される。
以上説明した物理量検出装置100は、3つの物理量検出センサー40を保持するブロック面30a,30b,30cに物理量検出センサー40と対向する領域に溝部36a,36b,36cが形成されているため、接着剤等の接合部材50で物理量検出センサー40をブロック面30a,30b,30cに保持する場合に、余分な接合部材50が溝部36a,36b,36cに流れ込む。そのため、接合部材50が物理量検出センサー40全体に広がるのを防止でき、物理量検出センサー40のコーナー部で生じ易い応力歪による物理量検出センサー40の気密低下を低減することができる。これにより、物理量検出装置100は、3つの物理量検出センサー40が高精度を維持することができ、3つの方向(多軸)の加速度等を正確に検出することができる。
また、物理量検出センサー40の中心を含んで金属ブロック30に接合されているため、物理量検出センサー40の姿勢を安定して接合することができ、物理量を高精度に検出することができる。換言すると、物理量検出センサー40と金属ブロック30との積層方向(重なる方向)からの平面視で、物理量検出センサー40の中心と、物理量検出センサー40と金属ブロック30とが接合される領域が重なっている。
また、物理量検出センサー40の縁部を含んで金属ブロック30に接合されているため、接合面積を大きくすることができ、金属ブロック30から剥離し難くなり、耐衝撃性の向上を図ることができる。換言すると、物理量検出センサー40と金属ブロック30との積層方向からの平面視で、物理量検出センサー40の縁部(物理量検出センサー40と金属ブロック30との積層方向からの平面視で物理量検出センサー40の輪郭となる部分)の少なくとも一部と、物理量検出センサー40と金属ブロック30とが接合される領域が重なっている。
また、溝部36a,36b,36cが可動部423の固定部421から延在する方向に対して交差して設けられているため、物理量検出センサー40を金属ブロック30に接合する際に、センサー素子43の固定部421領域に接合部材50が広がるのを防止することができる。そのため、接合時における金属ブロック30と物理量検出センサー40との熱膨張係数の違いによる熱応力が固定部421に伝わり難いので、検出精度の高精度を維持することができる。
[物理量検出装置の製造方法]
次に、物理量検出装置100の製造方法について、図7を参照して説明する。
図7は、物理量検出装置の製造方法を示すフローチャートである。
まず、工程S1において、金属ブロック30および物理量検出センサー40を用意する。物理量検出装置100の場合、溝部36a,36b,36cを有している金属ブロック30と、3つの物理量検出センサー40と、を準備しておく。ここでは、金属ブロック30に金属ベース板10が付属していて、これら金属ベース板10を含む金属ブロック30および物理量検出センサー40は、前工程において、別々に製造されている。なお、金属ブロック30および金属ベース板10の製造において、使用する金属はアルミニウムであるが、150W/mK以上の熱伝導率を有している金属であれば用いることができる。例えば、熱伝導率が約200W/mKのアルミニウムの他、熱伝導率が約370W/mKの銅、熱伝導率が約190W/mKのタングステン、熱伝導率が約420W/mKの銀等が挙げられる。この工程S1は、準備工程に該当する。準備後、工程S2へ進む。
工程S2において、金属ブロック30の保持部としてのブロック面30a,30b,30cに接着剤等の接合部材50を塗布する。ブロック面30aでは、2つの溝部36aに挟まれたブロック面30aに、ブロック面30bでは、2つの溝部36bに挟まれたブロック面30bに、ブロック面30cでは、2つの溝部36cに挟まれたブロック面30cに、接合部材50を塗布する。接合部材50は特に規定しないが、ここでは、エポキシ樹脂系の熱硬化型の接着剤を用いている。塗布後、工程S3へ進む。
工程S3において、物理量検出センサー40のリッド(蓋体)412を金属ブロック30に対向させて配置する。物理量検出センサー40において、この場合金属のコバールで形成されているリッド412は、セラミックである酸化アルミニウム焼結体のパッケージベース411に比べて熱伝導性が良好である。そのため、物理量検出センサー40において、物理量検出センサー40と金属ブロック30との熱伝導を促進させるように、リッド412の側を金属ブロック30に向けて配置する。その際、物理量検出センサー40は、図2を参照して既述したように、センサー素子43を所定方向に向けた配置とする。この工程S3は、配置工程に該当する。配置後、工程S4へ進む。
工程S4において、物理量検出センサー40を金属ブロック30のブロック面30a,30b,30cおよび側壁部31a,32a,33a,34aとに接続する。つまり、リッド412の側を金属ブロック30に向けて配置された物理量検出センサー40を、接合部材50の塗布されているブロック面30a,30b,30cおよび側壁部31a,32a,33a,34aに押し付けて、金属ブロック30に接続する。物理量検出センサー40が配置される金属ブロック30には、工程S2で接合部材50がすでに塗布されているため、物理量検出センサー40は接合部材50でブロック面30a,30b,30cに仮固定される。接続後、工程S5に進む。
工程S5において、金属ブロック30の3面に物理量検出センサー40が接続されたか否かを確認する。この確認は、確認用センサーあるいは作業者によって行われる。金属ブロック30の3面すべてに物理量検出センサー40が接続されていれば、工程S6へ進み、一方、金属ブロックの1面または2面にしか物理量検出センサー40が接続されていなければ、工程S3へ戻る。
物理量検出センサー40の接続がすべて終了していれば、工程S6において、接合部材50を加熱して、物理量検出センサー40を接合する。ここでは、熱硬化型の接合部材50を用いているので、加熱により接合部材50を硬化させて、金属ブロック30に物理量検出センサー40を接合している。この工程S6は、工程S4と共に接続工程に該当する。以上で物理量検出装置100の製造方法に関するフローが終了する。
(第2実施形態)
次に、物理量検出装置100における他の好適な例について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図である。また、図9は、第2実施形態に係る物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図である。
第2実施形態の物理量検出装置100aは、金属ブロック130と物理量検出センサー40との接続構造に特徴があり、特徴部分が第1実施形態の物理量検出装置100とは異なっている。従って、第1実施形態と異なっている部分以外には第1実施形態と同符号を付与して説明する。
図8および図9に示すように、物理量検出装置100aは、金属ベース板10と、金属ベース板10の受面10aに配置されている金属ブロック130と、金属ブロック130の金属ベース板10と反対側の上平面および上平面と隣り合う2つの側立面の3面(複数の保持部)にそれぞれ配置されている物理量検出センサー40と、装置カバー60と、を備えている。
また、物理量検出センサー40が配置される上平面(ブロック面30a)には、側壁部31a側にY軸方向に沿った溝部36aと、ブロック面30cと接するブロック面35aを有する段差部と、が形成されている。同様に、一方の側立面(ブロック面30b)には、金属ベース板10の受面10a側にX軸方向に沿った溝部36bと、ブロック面30aと接するブロック面35bを有する段差部と、が形成されている。他方の側立面(ブロック面30c)には、側壁部34a側にZ軸方向に沿った溝部36cと、ブロック面30bと接するブロック面35cを有する段差部と、が形成されている。
そして、物理量検出センサー40は、上平面(ブロック面30a)においては、溝部36aとブロック面35aを有する段差部とに挟まれたブロック面30aに接合部材50を介して接合されている。一方の側立面(ブロック面30b)においては、溝部36bとブロック面35bを有する段差部とに挟まれたブロック面30bに接合部材50を介して接合されている。他方の側立面(ブロック面30c)においては、溝部36cとブロック面35cを有する段差部とに挟まれたブロック面30cに接合部材50を介して接合されている。
このような構成の物理量検出装置100aは、物理量検出センサー40が保持される金属ブロック130のブロック面30a,30b,30cに溝部36a、36b、36cと段差部が形成されているため、余分な接合部材50が溝部36a、36b、36cと段差部に流れ込む。そのため、接合部材50が物理量検出センサー40全体に広がるのを防止でき、物理量検出センサー40のコーナー部で生じ易い応力歪による物理量検出センサー40の気密低下を低減することができる。これにより、物理量検出装置100aは、3つの物理量検出センサー40が高精度を維持することができ、3つの方向(多軸)の加速度等を正確に検出することができる。
(第3実施形態)
次に、物理量検出装置100における他の好適な例について説明する。図10は、本発明の第3実施形態に係る物理量検出装置の構成を示す断面図である。また、図11は、第3実施形態に係る物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図である。
第3実施形態の物理量検出装置100bは、金属ブロック230と物理量検出センサー40との接続構造に特徴があり、特徴部分が第1実施形態の物理量検出装置100とは異なっている。従って、第1実施形態と異なっている部分以外には第1実施形態と同符号を付与して説明する。
図10および図11に示すように、物理量検出装置100bは、金属ベース板10と、金属ベース板10の受面10aに配置されている金属ブロック230と、金属ブロック230の金属ベース板10と反対側の上平面および上平面と隣り合う2つの側立面の3面(複数の保持部)にそれぞれ配置されている物理量検出センサー40と、装置カバー60と、を備えている。
また、物理量検出センサー40が配置される上平面(ブロック面30a)には、物理量検出センサー40とブロック面30aとの積層方向からの平面視で、溝部130aで囲まれた矩形状のブロック面30aが形成されている。同様に、一方の側立面(ブロック面30b)には、溝部(図示せず)で囲まれた矩形状のブロック面30bが形成されている。他方の側立面(ブロック面30c)には、溝部130cで囲まれた矩形状のブロック面30cが形成されている。
そして、物理量検出センサー40は、上平面(ブロック面30a)においては、溝部130aで囲まれた領域のブロック面30aに接合部材50を介して接合されている。一方の側立面(ブロック面30b)においては、溝部(図示せず)で囲まれた領域のブロック面30bに接合部材50を介して接合されている。他方の側立面(ブロック面30c)においては、溝部130cで囲まれた領域のブロック面30cに接合部材50を介して接合されている。
このような構成の物理量検出装置100bは、物理量検出センサー40を接合する領域が溝部130a,130cで囲まれているため、接合部材50が物理量検出センサー40のコーナー部へ広がるのを防止することができる。そのため、物理量検出センサー40のコーナー部で生じ易い応力歪による物理量検出センサー40の気密低下を低減することができる。これにより、物理量検出装置100bは、3つの物理量検出センサー40が高精度を維持することができ、3つの方向(多軸)の加速度等を正確に検出することができる。
[電子機器]
次に、物理量検出装置100,100a,100bを用いた電子機器について、図12および図13を参照して説明する。
図12は、物理量検出装置を備えたビデオカメラを示す斜視図であり、図13は、物理量検出装置を備えた携帯電話を示す斜視図である。
これら電子機器としてのビデオカメラ300および携帯電話400は、本発明に係る物理量検出装置100,100a,100bを搭載している。最初に、図12に示すビデオカメラ300は、受像部301と、操作部302と、音声入力部303と、表示ユニット304と、を備えている。このビデオカメラ300は、物理量検出装置100を備えており、3つの物理量検出センサー40が均一な温度状態を保持して、X軸、Y軸、Z軸(不図示)方向の加速度等を検出することにより、手ぶれを補正する機能を発揮できる。これにより、ビデオカメラ300は、鮮明な動画映像を記録することができる。
また、図13に示す携帯電話400は、複数の操作ボタン401と、表示ユニット402と、カメラ機構403と、シャッターボタン404と、を備えていて、電話機およびカメラとして機能する。この携帯電話400は、物理量検出装置100を備えており、3つの物理量検出センサー40が均一な温度状態を保持して、X軸、Y軸、Z軸(不図示)方向の加速度等を検出することにより、カメラ機構403の手ぶれを補正する機能を発揮できる。これにより、携帯電話400は、カメラ機構403により鮮明な画像を記録することができる。
10…金属ベース板、30…保持部材としての金属ブロック、30a,30b,30c…保持部としてのブロック面、31…凸部、31a…側壁部、32…凸部、32a…側壁部、33…凸部、33a…側壁部、34…凸部、34a…側壁部、35a,35b,35c…ブロック面、36a,36b,36c…溝部、40…物理量検出センサー、41…パッケージ、42…素子ベース体、43…センサー素子、50…接合部材、100,100a,100b…物理量検出装置、130…金属ブロック、130a,130c…溝部、230…金属ブロック、300…電子機器としてのビデオカメラ、400…電子機器としての携帯電話、411…パッケージベース、412…リッド。

Claims (6)

  1. 第1の物理量検出センサーと第2の物理量検出センサーと第3の物理量検出センサーと、
    前記第1の物理量検出センサーを保持する第1のブロック面と前記第2の物理量検出センサーを保持する第2のブロック面と前記第3の物理量検出センサーを保持する第3のブロック面を有している金属ブロックと、を備え、
    前記第1のブロック面の前記第1の物理量検出センサーと対向する領域に第1の溝部が形成され、前記第2のブロック面の前記第2の物理量検出センサーと対向する領域に第2の溝部が形成され、前記第3のブロック面の前記第3の物理量検出センサーと対向する領域に第3の溝部が形成され、
    前記第1の溝部と前記第2の溝部と前記第3の溝部は互いにねじれの方向に配置されていることを特徴とする物理量検出装置。
  2. 第1の物理量検出センサーと第2の物理量検出センサーと第3の物理量検出センサーと、
    前記第1の物理量検出センサーを保持する第1のブロック面と前記第2の物理量検出センサーを保持する第2のブロック面と前記第3の物理量検出センサーを保持する第3のブロック面を有している金属ブロックと、を備え、
    前記第1のブロック面の前記第1の物理量検出センサーと対向する領域に第1の溝部が形成され、前記第2のブロック面の前記第2の物理量検出センサーと対向する領域に第2の溝部が形成され、前記第3のブロック面の前記第3の物理量検出センサーと対向する領域に第3の溝部が形成され、
    前記第1の物理量検出センサーは前記第1の溝部で囲まれた領域に接合され、前記第2の物理量検出センサーは前記第2の溝部で囲まれた領域に接合され、前記第3の物理量検出センサーは前記第3の溝部で囲まれた領域に接合されていることを特徴とする物理量検出装置。
  3. 前記溝部は、前記物理量検出センサーの縁部の少なくとも一部と交差していることを特徴とする請求項1または2に記載の物理量検出装置。
  4. 前記物理量検出センサーが接合される領域は、前記物理量検出センサーと前記ブロック面とが重なる方向から平面視して、前記物理量検出センサーの中心と重なっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の物理量検出装置。
  5. 前記物理量検出センサーは、固定部から延在する可動部を含むセンサー素子を有し、
    前記物理量検出センサーと前記ブロック面との積層方向からの平面視で、
    前記溝部は、前記可動部が前記固定部から延在する方向に対して交差して設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の物理量検出装置。
  6. 請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の物理量検出装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH061108B2 (ja) * 1989-03-08 1994-01-05 住友金属工業株式会社 高温接続部のシール材
JPH05333056A (ja) * 1992-05-27 1993-12-17 Hitachi Ltd 加速度センサ
DE9314084U1 (de) * 1993-09-17 1994-01-05 Mannesmann Kienzle Gmbh, 78052 Villingen-Schwenningen Anordnung zum Befestigen eines mikromechanischen Sensors auf einem Träger durch Kleben
DE29823513U1 (de) * 1998-03-20 1999-09-02 Hartmann & Braun GmbH & Co. KG, 65760 Eschborn Anschlußkopf für Meßumformer
JP2004037105A (ja) 2002-06-28 2004-02-05 Akashi Corp 物理量検出器及び物理量検出器の製造方法
US6918297B2 (en) * 2003-02-28 2005-07-19 Honeywell International, Inc. Miniature 3-dimensional package for MEMS sensors
JP2006170856A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Fujitsu Media Device Kk 加速度センサ
JP2007127607A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Mitsutoyo Corp センサブロック
KR101004574B1 (ko) * 2006-09-06 2010-12-30 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 반도체 센서 장치 및 그 제조 방법
US8256287B2 (en) * 2009-04-15 2012-09-04 Aai Corporation Sensor shield retention device and system
US8256387B2 (en) * 2009-04-28 2012-09-04 Denso International America, Inc. Radiator shutter using film door technology
JP2011075484A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 半導体物理量センサ
JP5983912B2 (ja) * 2012-02-09 2016-09-06 セイコーエプソン株式会社 電子デバイスおよびその製造方法、並びに電子機器
JP2013217667A (ja) * 2012-04-04 2013-10-24 Seiko Epson Corp 物理量検出デバイス、物理量検出器、および電子機器、並びに物理量検出デバイスの製造方法
CN103675740B (zh) * 2012-09-21 2016-03-23 北京信威通信技术股份有限公司 一种测定三分量磁强计轴间夹角的方法及装置
JP2014092531A (ja) * 2012-11-07 2014-05-19 Seiko Epson Corp 物理量検出装置、電子機器および移動体
JP2014119412A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Seiko Epson Corp 多軸物理量検出装置、多軸物理量検出装置の製造方法、電子機器および移動体
JP2016033481A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー装置、物理量センサー装置の製造方法、電子機器および移動体
US11921086B2 (en) * 2016-02-25 2024-03-05 RMCI, Inc. Sensor mounting pad with secondary restraint feature

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