JP7779093B2 - 慣性計測装置 - Google Patents

慣性計測装置

Info

Publication number
JP7779093B2
JP7779093B2 JP2021183112A JP2021183112A JP7779093B2 JP 7779093 B2 JP7779093 B2 JP 7779093B2 JP 2021183112 A JP2021183112 A JP 2021183112A JP 2021183112 A JP2021183112 A JP 2021183112A JP 7779093 B2 JP7779093 B2 JP 7779093B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
inertial sensor
inertial
sensor module
measurement unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021183112A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023070787A (ja
Inventor
徹 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2021183112A priority Critical patent/JP7779093B2/ja
Priority to US17/982,668 priority patent/US12013412B2/en
Publication of JP2023070787A publication Critical patent/JP2023070787A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7779093B2 publication Critical patent/JP7779093B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5783Mountings or housings not specific to any of the devices covered by groups G01C19/5607 - G01C19/5719
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/02Housings
    • G01P1/023Housings for acceleration measuring devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

本発明は、慣性計測装置に関する。
加速度センサーや角速度センサーなどの慣性センサーを有する慣性センサーモジュールを備えた慣性計測装置が知られている。慣性計測装置は、様々な電子機器や機械に組み込まれ、または自動車などの移動体に搭載され、角速度や角速度などの慣性量のモニタリングを行うことに用いられる。
例えば特許文献1では、封止樹脂により樹脂封止された慣性センサーを備えたセンサーデバイスを有するセンサーユニットが記載されている。
特開2017-49122号公報
上記のような封止樹脂に外部から水分が侵入すると封止樹脂の応力が変動する場合がある。封止樹脂の応力が変動すると、慣性センサーが変形し、センサーデバイスの計測に影響を及ぼす。
本発明に係る慣性計測装置の一態様は、
基板と、
封止部材と、
第1慣性センサーと、前記第1慣性センサーを収容する第1パッケージと、を含む第1慣性センサーモジュールと、
第2慣性センサーと、前記第2慣性センサーを収容する第2パッケージと、を含む第2慣性センサーモジュールと、
を備え、
前記第1パッケージの材質は、樹脂を含み、
前記第2パッケージの材質は、樹脂ではなく、
前記第1慣性センサーモジュールは、前記基板と前記封止部材との間の空間に収容されることで気密封止され、
前記第2慣性センサーモジュールは、前記基板と前記封止部材との間の前記空間の外側に設けられる。
第1実施形態に係る慣性計測装置を模式的に示す図。 第1実施形態に係る慣性計測装置の製造工程を模式的に示す図。 第1実施形態に係る慣性計測装置の製造工程を模式的に示す図。 第1実施形態の変形例に係る慣性計測装置を模式的に示す図。 第2実施形態に係る慣性計測装置を模式的に示す図。 第2実施形態に係る慣性計測装置の製造工程を模式的に示す図。 第2実施形態に係る慣性計測装置の製造工程を模式的に示す図。 第2実施形態の変形例に係る慣性計測装置を模式的に示す図。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、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い。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1. 第1実施形態
1.1. 慣性計測装置
まず、第1実施形態に係る慣性計測装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る慣性計測装置100を模式的に示す図である。
慣性計測装置100は、図1に示すように、例えば、基板10と、端子16と、キャップ30と、第1慣性センサーモジュール40と、第2慣性センサーモジュール50と、半導体素子60と、電子部品62と、を備える。
基板10は、第1基板12と、第2基板14と、を有している。第1基板12は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミック基板である。第1基板12は、複数のセラミック層が積層されて構成されていてもよいし、1層のセラミック層で構成されていてもよい。
第2基板14は、第1基板12上に設けられている。第2基板14は、第1基板12と第1慣性センサーモジュール40との間に設けられている。第2基板14は、例えば、半田によって、第1基板12に接合されている。第1基板12の上面の垂線P方向からみて、第2基板14の面積は、第1基板12の面積よりも小さい第2基板14は、板状部材15を備える。板状部材15は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミック基板である。板状部材15は、複数のセラミック層が積層されて構成されていてもよいし、1層のセラミック層で構成されていてもよい。また、第2基板14は凹部を有してもよいし、この場合、第2基板14は複数のセラミック層が積層されて構成されてもよい。
端子16は、第1基板12の下に設けられている。端子16は、第1基板12から突出している。端子16は、複数設けられている。端子16の数は、特に限定されない。端子16の材質は、例えば、銅、アルミニウム、金などの金属である。慣性計測装置100は、端子16によって、図示せぬ外部部材に搭載可能である。
第2基板14は、端子電極20を備える。端子電極20は、板状部材15を垂線P方向に貫通している。具体的には、板状部材15には貫通孔が設けられ、端子電極20は、該貫通孔に設けられている。端子電極20は、複数設けられている。端子電極20の数は、特に限定されない。端子電極20の材質は、例えば、銀、銀パラジウム、白金銀、銅などの金属である。
キャップ30は、特許請求の範囲における封止部材である。キャップ30は、基板10上に設けられている。図示の例は、キャップ30は、第2基板14上に設けられている。キャップ30は、例えば、半田によって、第2基板14に接合されている。キャップ30の形状は、下方が開放されたケース状である。キャップ30の材質は、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属である。キャップ30は、例えば、金属材料をプレス成型することによって形成される。また、第2基板14が凹部を有する場合には、キャップ30は平板であってもよい。すなわち、キャップ30は凹部を有していなくてもよい。
キャップ30は基板10とともに、第1慣性センサーモジュール40を気密封止している。図示の例では、第1慣性モジュールは、基板10とキャップ30との間の空間32に収容される。具体的には、第2基板14と、キャップ30と、で囲まれる空間32が気密封止され、空間32に第1慣性センサーモジュール40が位置している。キャップ30は、空間32の気密性を保持した状態で、第1慣性センサーモジュール40を封止している。
第1慣性センサーモジュール40は、基板10上に設けられている。図示の例では、第1慣性センサーモジュール40は、第2基板14上に設けられている。第1慣性センサーモジュール40は、例えば、半田によって、第2基板14に接合されている。第1慣性センサーモジュール40は、キャップ30の内側に位置している。
第1慣性センサーモジュール40は、第1慣性センサー42を有している。第1慣性センサー42は、加速度を検出する加速度センサーであってもよいし、角速度を検出するジャイロセンサーであってもよい。第1慣性センサーモジュール40は、6DoF(Six-degrees of freedom)センサーであってもよい。この場合、第1慣性センサーモジュール40は、第1慣性センサー42の他に、図示しない複数の慣性センサーを有する。これにより、第1慣性センサーモジュール40は、互いに直交する3軸を検出軸として、加速度および角速度を検出することができる。第1慣性センサー42は、例えば、シリコンMEMS(Micro Electric Mechanical Device)である。
第1慣性センサーモジュール40は、第1パッケージ44を有している。第1パッケージ44は、第1慣性センサー42を収容している。第1パッケージ44は、第1慣性センサーモジュール40の外形を成型している。第1パッケージ44の材質は、樹脂を含む。具体的には、第1パッケージ44の外側の材質は、エポキシ樹脂である。第1パッケージ44のうち、樹脂の内側は、ガラスやシリコンなど無機材料であってもよい。
第1慣性センサーモジュール40は、例えば、2つ設けられている。2つの第1慣性センサーモジュール40で検出された検出値を平均化することにより、第1慣性センサーモジュール40が1つしか設けられていない場合に比べて、慣性計測装置100の検出精度を高めることができる。なお、第1慣性センサーモジュール40の数は、特に限定されず、1つでもよいし、3つ以上であってもよい。
第2慣性センサーモジュール50は、基板10上に設けられている。図示の例では、第2慣性センサーモジュール50は、第1基板12上に設けられている。第2慣性センサーモジュール50は、例えば、半田によって、第1基板12に接合されている。第2慣性センサーモジュール50は、キャップ30の外側に位置している。第2慣性センサーモジュール50は、第2基板14と離間している。
第2慣性センサーモジュール50は、第2慣性センサー52を有している。第2慣性センサー52の検出精度は、例えば、第1慣性センサー42の検出精度よりも高い。第2慣性センサー52は、例えば、水晶ジャイロセンサーである。なお、第2慣性センサー52は、加速度センサーであってもよい。また、第2慣性センサーモジュール50は、第2慣性センサー52の他に、図示しない複数の慣性センサーを有していてもよい。
第2慣性センサーモジュール50は、第2パッケージ54を有している。第2パッケージ54は、第2慣性センサー52を収容している。第2パッケージ54は、第2慣性センサーモジュール50の外形を成型している。第2パッケージ54の外側の材質は、樹脂ではない。第2パッケージ54の材質は、樹脂よりも水分を透過し難い無機材料である。第2パッケージ54の材質は、例えば、セラミック、金属である。
半導体素子60は、基板10上に設けられている。図示の例では、半導体素子60は、第1基板12上に設けられている。半導体素子60は、例えば、半田によって、第1基板12に接合されている。半導体素子60は、キャップ30の外側に位置している。半導体素子60は、第2基板14と離間している。半導体素子60は、IC(Integrated Circuit)を含んで構成されている。
半導体素子60は、第1慣性センサー42を駆動させる。半導体素子60は、例えば、第1基板12上に設けられた図示しない配線、および端子電極20を介して、第1慣性センサー42と電気的に接続されている。半導体素子60は、例えば、第1基板12を貫通する図示しないビアを介して、端子16と電気的に接続されている。さらに、半導体素子60は、第2慣性センサー52を駆動させる。半導体素子60は、例えば、第1基板12上に設けられた図示しない配線を介して、第2慣性センサー52と電気的に接続されている。
なお、半導体素子60は、第2慣性センサー52と電気的に接続されていなくてもよい。この場合、慣性計測装置100は、第2慣性センサー52と電気的に接続された図示しない半導体素子を含む。
電子部品62は、基板10上に設けられている。図示の例では、電子部品62は、第1基板12上に設けられている。電子部品62は、例えば、半田によって、第1基板12に接合されている。電子部品62は、キャップ30の外側に位置している。電子部品62の数は、特に限定されない。電子部品62は、例えば、第1基板12を貫通する図示しないビアを介して、端子16と電気的に接続されている。電子部品62は、例えば、第1基板12上に設けられた図示せぬ配線を介して、第1慣性センサー42と電気的に接続されている。電子部品62は、例えば、コンデンサーなどである。
1.2. 慣性計測装置の製造方法
次に、第1実施形態に係る慣性計測装置100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図2および図3は、第1実施形態に係る慣性計測装置100の製造工程を模式的に示す図である。
図2に示すように、端子電極20を備えた第2基板14、キャップ30、および第1慣性センサーモジュール40を準備する。次に、第2基板14に第1慣性センサーモジュール40を接合させる。次に、第2基板14にキャップ30を接合させ、第1慣性センサーモジュール40を気密封止する。
図3に示すように、端子16が設けられた第1基板12、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62を準備する。次に、キャップ30と第1慣性センサーモジュール40とが設けられた第2基板14、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62を、第1基板12に接合させる。なお、第2基板14、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62の接合の順序は、特に限定されない。
以上の工程により、図1に示すような慣性計測装置100を製造することができる。
1.3. 作用効果
慣性計測装置100では、第1慣性センサーモジュール40は、基板10とキャップ30(封止部材)との間の空間32に収容されることで気密封止される。第2慣性センサーモジュール50は、基板10とキャップ30(封止部材)との間の空間32の外側に設けられる。
そのため、慣性計測装置100では、第1慣性センサーモジュールが気密封止されていない場合に比べて、材質が樹脂を含む第1パッケージ44に水分が侵入する可能性を小さくすることができる。これにより、慣性計測装置100では、第1パッケージ44に水分が侵入することにより第1パッケージ44の応力が変動して第1慣性センサー42が変形することを抑制することができる。したがって、第1慣性センサー42は、良好な特性を有することができる。
さらに、慣性計測装置100では、第2慣性センサーモジュールがキャップの内側に設けられている場合に比べて、キャップ30の大きさを小さくすることができる。これにより、慣性計測装置100では、低コスト化を図ることができる。
慣性計測装置100では、基板10は、第1基板12と、第1慣性センサーモジュール40と第1基板12の間に配置された第2基板14と、を有する。第1慣性センサーモジュール40は、第2基板14とキャップ30(封止部材)との間の空間32に収容され、第2慣性センサーモジュール50は、第1基板12上に設けられ、第2基板14と離間している。そのため、慣性計測装置100では、第2基板14とキャップ30とで、第1慣性センサーモジュール40を容易に気密封止することができる。例えば、第2基板が設けらず、第1基板とキャップとで第1慣性センサーモジュールを気密封止する場合は、第1慣性センサーと電気的に接続される図示せぬ配線を、第1基板とキャップとの間で引き回さなければならないため、気密封止が困難になる。さらに、慣性計測装置100では、第2慣性センサーモジュールが第2基板に設けられている場合に比べて、第2基板14の大きさを小さくすることができる。これにより、低コスト化を図ることができる。
慣性計測装置100では、第1慣性センサー42を駆動させる半導体素子60を備え、第2基板14は、板状部材15と、板状部材15を貫通する端子電極20と、を備え、半導体素子60は、端子電極20を介して、第1慣性センサー42と電気的に接続されている。そのため、慣性計測装置100では、第1慣性センサーモジュール40を気密封止させつつ、半導体素子60と第1慣性センサー42とを電気的に接続させることができる。
慣性計測装置100では、第2パッケージ54の材質は、セラミックである。そのため、慣性計測装置100では、第2慣性センサー52に水分が侵入することを抑制することができる。
慣性計測装置100では、第1慣性センサーモジュール40は、互いに直交する3軸を検出軸とする。そのため、慣性計測装置100では、互いに直交する3軸を検出軸として、慣性量を検出することができる。
慣性計測装置100では、第1慣性センサーモジュール40は、加速度および角速度を検出する。そのため、慣性計測装置100では、互いに直交する3軸を検出軸として、加速度および角速度を検出することができる。
慣性計測装置100では、第2慣性センサー52の検出精度は、第1慣性センサー42の検出精度よりも高い。そのため、慣性計測装置100では、第2慣性センサー52によって、高い精度で慣性量を検出することができる。
1.4. 変形例
次に、第1実施形態の変形例に係る慣性計測装置について、図面を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態の変形例に係る慣性計測装置110を模式的に示す図である。以下、第1実施形態の変形例に係る慣性計測装置110において、上述した慣性計測装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
慣性計測装置110では、図4に示すように、モールド樹脂70を備える点において、上述した慣性計測装置100と異なる。
モールド樹脂70は、第1基板12、第2基板14、キャップ30、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62を覆っている。図示の例では、モールド樹脂70は、第1基板12の側面および下面を覆っている。端子16は、モールド樹脂70から突出している。モールド樹脂70の材質は、例えば、エポキシ樹脂である。モールド樹脂70は、例えば、スピンコート法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって形成される。
慣性計測装置100では、キャップ30および第2慣性センサーモジュール50を覆うモールド樹脂70を備える。そのため、慣性計測装置100では、キャップ30および第2慣性センサーモジュール50に加えられる外的なダメージを低減させることができる。これにより、キャップ30および第2慣性センサーモジュール50の破損や脱落を抑制することができる。なお、外的なダメージとしては、図示せぬ外部部材との接触などが挙げられる。
2. 第2実施形態
2.1. 慣性計測装置
次に、第2実施形態に係る慣性計測装置について、図面を参照しながら説明する。図5は、第2実施形態に係る慣性計測装置200を模式的に示す図である。以下、第2実施形態に係る慣性計測装置200において、上述した慣性計測装置100,110の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上述した慣性計測装置100では、図1に示すように、第2基板14およびキャップ30は、第1慣性センサーモジュール40を気密封止していた。
これに対し、慣性計測装置200では、図5に示すように、キャップ30は、設けられておらず、第1慣性センサーモジュール40は、基板12の凹部18と第3基板14との間の空間32に収容されることで気密封止される。第3基板14は、特許請求の範囲における封止部材である。
基板12には、凹部18が設けられている。凹部18は、基板12の上面に設けられている。図示の例では、基板12は、5層のセラミック層2で構成されている。5層のセラミック層2のうちの、下から3層目、4層目、および5層目のセラミック層2の一部を除去することにより、凹部18が形成されている。セラミック層2は、例えば、酸化アルミニウム層である。セラミック層2の数は、特に限定されない。
第2基板14は、凹部18を塞いでいる。凹部18が設けられた空間32は、基板12と第3基板14により気密封止されている。第3基板14は、互いに反対方向を向く第1面14aおよび第2面14bを有している。第3基板14は、第1面14aを第1基板12に向けて、基板12に接合されている。図示の例では、第3基板14は、3層のセラミック層4で構成されている。セラミック層4は、例えば、酸化アルミニウム層である。セラミック層4の数は、特に限定されない。
第1慣性センサーモジュール40は、第3基板14の第1面14a上に設けられている。図示の例では、第1慣性センサーモジュール40は、1つだけ設けられている。第1慣性センサーモジュール40は、空間32に位置している。図示の例では、4つの電子部品62が設けられている。4つの電子部品62のうち2つの電子部品62は、第2基板14の第1面14a上に設けられて、空間32に位置している。他の2つの電子部品62は、基板12上に設けられて、空間32に位置していない。
半導体素子60は、第2基板14の第2面14b上に設けられている。半導体素子60は、凹部18に位置していない。なお、図示はしないが、半導体素子60は、基板12上に設けられていてもよい。
2.2. 慣性計測装置の製造方法
次に、第2実施形態に係る慣性計測装置200の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図6および図7は、第2実施形態に係る慣性計測装置200の製造工程を模式的に示す図である。
図6に示すように、端子電極20を備えた第3基板14、第1慣性センサーモジュール40、および電子部品62を準備する。次に、第3基板14の第1面14aに、第1慣性センサーモジュール40および電子部品62を接合させる。次に、第3基板14の第2面14bに、半導体素子60を接合させる。なお、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62の接合の順序は、特に限定されない。
図7に示すように、凹部18が設けられた基板12、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62を準備する。次に、第1慣性センサーモジュール40と電子部品62とが設けられた第3基板14、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62を、基板12に接合させる。第3基板14は、第1面14aを基板12に向けて接合され、凹部18を気密封止する。なお、第3基板14、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62の接合の順序は、特に限定されない。
以上の工程により、図5に示すような慣性計測装置200を製造することができる。
2.3. 作用効果
慣性計測装置200では、第1慣性センサーモジュール40は、基板12の凹部18と第3基板14との間の空間32に収容されることで気密封止される。
そのため、慣性計測装置200では、慣性計測装置100と同様に、材質が樹脂を含む第1パッケージ44に水分が侵入する可能性を小さくすることができる。さらに、慣性計測装置200では、第2慣性センサーモジュールが基板の凹部と第3基板との間の空間に位置する場合に比べて、第3基板14の大きさを小さくすることができる。これにより、慣性計測装置200では、低コスト化を図ることができる。
2.4. 変形例
次に、第2実施形態の変形例に係る慣性計測装置について、図面を参照しながら説明する。図8は、第2実施形態の変形例に係る慣性計測装置210を模式的に示す図である。以下、第2実施形態の変形例に係る慣性計測装置210において、上述した慣性計測装置100,110,200の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
慣性計測装置210では、図8に示すように、モールド樹脂70を備える点において、上述した慣性計測装置200と異なる。
慣性計測装置210では、モールド樹脂70は、基板12、第3基板14、端子電極20、第2慣性センサーモジュール50、半導体素子60、および電子部品62を覆っている。
慣性計測装置210では、上記のように、基板12、第3基板14、第2慣性センサーモジュール50を覆うモールド樹脂70を備える。そのため、慣性計測装置210では、基板12、第3基板14、第2慣性センサーモジュール50に加えられる外的なダメージを、慣性計測装置110と同様に、低減させることができる。
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。
慣性計測装置の一態様は、
基板と、
封止部材と、
第1慣性センサーと、前記第1慣性センサーを収容する第1パッケージと、を含む第1慣性センサーモジュールと、
第2慣性センサーと、前記第2慣性センサーを収容する第2パッケージと、を含む第2慣性センサーモジュールと、
を備え、
前記第1パッケージの材質は、樹脂を含み、
前記第2パッケージの材質は、樹脂ではなく、
前記第1慣性センサーモジュールは、前記基板と前記封止部材との間の空間に収容されることで気密封止され、
前記第2慣性センサーモジュールは、前記基板と前記封止部材との間の前記空間の外側に設けられる。
この慣性計測装置によれば、材質が樹脂を含む第1パッケージに水分が侵入する可能性を小さくすることができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記基板は、第1基板と、前記第1慣性センサーモジュールと前記第1基板の間に配置された第2基板と、を有し、
前記封止部材は、キャップであり、
前記第1慣性センサーモジュールは、前記第2基板と前記キャップとの間の前記空間に収容され、
前記第2慣性センサーモジュールは、前記第1基板に設けられ、前記第2基板と離間していてもよい。
この慣性計測装置によれば、第2基板と封止部材とによって、第1慣性センサーモジュールを容易に気密封止することができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記キャップおよび前記第2慣性センサーモジュールを覆うモールド樹脂を備えてもよい。
この慣性計測装置によれば、キャップおよび第2慣性センサーモジュールに加えられる外的なダメージを低減させることができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記第1慣性センサーを駆動させる半導体素子を備え、
前記第2基板は、板状部材と、前記板状部材を貫通する端子電極と、を備え、
前記半導体素子は、前記端子電極を介して、前記第1慣性センサーと電気的に接続されていてもよい。
この慣性計測装置によれば、第1慣性センサーモジュールを気密封止させつつ、半導体素子と第1慣性センサーとを電気的に接続させることができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記基板には、凹部が設けられており、
前記封止部材は、第3基板であり、
前記第1慣性センサーモジュールは、前記基板の前記凹部と前記第3基板との間の前記空間に収容されることで気密封止されてもよい。
この慣性計測装置によれば、材質が樹脂を含む第1パッケージに水分が侵入する可能性を小さくすることができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記基板、前記第3基板、および前記第2慣性センサーモジュールを覆うモールド樹脂を備えてもよい。
この慣性計測装置によれば、基板、第3基板、および第2慣性センサーモジュールに加えられる外的なダメージを低減させることができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記第1慣性センサーを駆動させる半導体素子を備え、
前記第3基板は、板状部材と、前記板状部材を貫通する端子電極と、を備え、
前記半導体素子は、前記端子電極を介して、前記第1慣性センサーと電気的に接続されていてもよい。
この慣性計測装置によれば、第1慣性センサーモジュールを気密封止させつつ、半導体素子と第1慣性センサーとを電気的に接続させることができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記第2パッケージの材質は、セラミックであってもよい。
この慣性計測装置によれば、第2慣性センサーに水分が侵入することを抑制することができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記第1慣性センサーモジュールは、互いに直交する3軸を検出軸としてもよい。
この慣性計測装置によれば、互いに直交する3軸を検出軸として、慣性量を検出することができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記第1慣性センサーモジュールは、加速度および角速度を検出してもよい。
この慣性計測装置によれば、互いに直交する3軸を検出軸として、加速度および角速度を検出することができる。
慣性計測装置の一態様において、
前記第2慣性センサーの検出精度は、前記第1慣性センサーの検出精度よりも高くてもよい。
この慣性計測装置によれば、第2慣性センサーによって、高い精度で慣性量を検出することができる。
2,4…セラミック層、10…基板、12…第1基板,基板、14…第2基板,第3基板、14a…第1面、14b…第2面、15…板状部材、16…端子、18…凹部、20…端子電極、30…キャップ、32…空間、40…第1慣性センサーモジュール、42…第1慣性センサー、44…第1パッケージ、50…第2慣性センサーモジュール、52…第2慣性センサー、54…第2パッケージ、60…半導体素子、62…電子部品、70…モールド樹脂、100,110,200,210…慣性計測装置

Claims (11)

  1. 基板と、
    封止部材と、
    第1慣性センサーと、前記第1慣性センサーを収容する第1パッケージと、を含む第1慣性センサーモジュールと、
    第2慣性センサーと、前記第2慣性センサーを収容する第2パッケージと、を含む第2慣性センサーモジュールと、
    を備え、
    前記第1パッケージの材質は、樹脂を含み、
    前記第2パッケージの材質は、樹脂ではなく、
    前記第1慣性センサーモジュールは、前記基板と前記封止部材との間の空間に収容されることで気密封止され、
    前記第2慣性センサーモジュールは、前記基板と前記封止部材との間の前記空間の外側で気密封止されることなく、前記基板上に設けられる、慣性計測装置。
  2. 請求項1において、
    前記基板は、第1基板と、前記第1慣性センサーモジュールと前記第1基板の間に配置された第2基板と、を有し、
    前記封止部材は、キャップであり、
    前記第1慣性センサーモジュールは、前記第2基板と前記キャップとの間の前記空間に収容され、
    前記第2慣性センサーモジュールは、前記第1基板に設けられ、前記第2基板と離間している、慣性計測装置。
  3. 請求項2において、
    前記キャップおよび前記第2慣性センサーモジュールを覆うモールド樹脂を備える、慣性計測装置。
  4. 請求項2または3において、
    前記第1慣性センサーを駆動させる半導体素子を備え、
    前記第2基板は、板状部材と、前記板状部材を貫通する端子電極と、を備え、
    前記半導体素子は、前記端子電極を介して、前記第1慣性センサーと電気的に接続されている、慣性計測装置。
  5. 請求項1において、
    前記基板には、凹部が設けられており、
    前記封止部材は、第3基板であり、
    前記第1慣性センサーモジュールは、前記基板の前記凹部と前記第3基板との間の前記空間に収容されることで気密封止される、慣性計測装置。
  6. 請求項5おいて、
    前記基板、前記第3基板、および前記第2慣性センサーモジュールを覆うモールド樹脂を備える、慣性計測装置。
  7. 請求項5または6において、
    前記第1慣性センサーを駆動させる半導体素子を備え、
    前記第3基板は、板状部材と、前記板状部材を貫通する端子電極と、を備え、
    前記半導体素子は、前記端子電極を介して、前記第1慣性センサーと電気的に接続されている、慣性計測装置。
  8. 請求項1ないし7のいずれか1項において、
    前記第2パッケージの材質は、セラミックである、慣性計測装置。
  9. 請求項1ないし8のいずれか1項において、
    前記第1慣性センサーモジュールは、互いに直交する3軸を検出軸とする、慣性計測装置。
  10. 請求項9において、
    前記第1慣性センサーモジュールは、加速度および角速度を検出する、慣性計測装置。
  11. 請求項1ないし10のいずれか1項において、
    前記第2慣性センサーの検出精度は、前記第1慣性センサーの検出精度よりも高い、慣性計測装置。
JP2021183112A 2021-11-10 2021-11-10 慣性計測装置 Active JP7779093B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021183112A JP7779093B2 (ja) 2021-11-10 2021-11-10 慣性計測装置
US17/982,668 US12013412B2 (en) 2021-11-10 2022-11-08 Inertial measurement unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021183112A JP7779093B2 (ja) 2021-11-10 2021-11-10 慣性計測装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023070787A JP2023070787A (ja) 2023-05-22
JP7779093B2 true JP7779093B2 (ja) 2025-12-03

Family

ID=86228853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021183112A Active JP7779093B2 (ja) 2021-11-10 2021-11-10 慣性計測装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US12013412B2 (ja)
JP (1) JP7779093B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4467512A1 (en) * 2023-05-23 2024-11-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Mems component with upside-down chip

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004363441A (ja) 2003-06-06 2004-12-24 Toyota Motor Corp パッケージ化されたセンサ装置
JP2014010131A (ja) 2012-07-03 2014-01-20 Sony Corp センサデバイス
JP5983592B2 (ja) 2013-12-16 2016-08-31 株式会社デンソー 車両用圧力検出装置
US20170115116A1 (en) 2015-10-21 2017-04-27 Seiko Epson Corporation Physical Quantity Sensor, Electronic Apparatus, and Moving Object
US20170199217A1 (en) 2016-01-13 2017-07-13 Seiko Epson Corporation Electronic device, method for manufacturing electronic device, and physical-quantity sensor
WO2021261556A1 (ja) 2020-06-24 2021-12-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 慣性力センサ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19734530B4 (de) * 1996-08-09 2008-04-24 Denso Corp., Kariya Halbleiterbeschleunigungssensor
JPH10253652A (ja) * 1997-03-14 1998-09-25 Denso Corp センサ装置及びその製造方法並びにその製造に用いられるリードフレーム
JP4165360B2 (ja) * 2002-11-07 2008-10-15 株式会社デンソー 力学量センサ
US20090282917A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Cenk Acar Integrated multi-axis micromachined inertial sensing unit and method of fabrication
US9209121B2 (en) * 2013-02-01 2015-12-08 Analog Devices, Inc. Double-sided package
US10551194B2 (en) 2014-07-16 2020-02-04 Seiko Epson Corporation Sensor unit, electronic apparatus, and moving body
JP6597069B2 (ja) 2015-09-02 2019-10-30 セイコーエプソン株式会社 センサーユニット、電子機器、および移動体
JP2019032222A (ja) * 2017-08-08 2019-02-28 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器、および移動体
JP6943122B2 (ja) * 2017-09-29 2021-09-29 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、電子機器および移動体
KR102395191B1 (ko) * 2017-10-12 2022-05-06 삼성전자주식회사 센서 모듈, 반도체 제조 장치, 및 반도체 소자의 제조 방법
JP7024349B2 (ja) * 2017-11-24 2022-02-24 セイコーエプソン株式会社 センサーユニット、センサーユニットの製造方法、慣性計測装置、電子機器、および移動体
JP2020067330A (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 セイコーエプソン株式会社 慣性センサーユニットの取り付け方法、および慣性センサーユニット
JP6729774B2 (ja) 2019-08-21 2020-07-22 セイコーエプソン株式会社 センサーユニット、電子機器、および移動体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004363441A (ja) 2003-06-06 2004-12-24 Toyota Motor Corp パッケージ化されたセンサ装置
JP2014010131A (ja) 2012-07-03 2014-01-20 Sony Corp センサデバイス
JP5983592B2 (ja) 2013-12-16 2016-08-31 株式会社デンソー 車両用圧力検出装置
US20170115116A1 (en) 2015-10-21 2017-04-27 Seiko Epson Corporation Physical Quantity Sensor, Electronic Apparatus, and Moving Object
US20170199217A1 (en) 2016-01-13 2017-07-13 Seiko Epson Corporation Electronic device, method for manufacturing electronic device, and physical-quantity sensor
WO2021261556A1 (ja) 2020-06-24 2021-12-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 慣性力センサ

Also Published As

Publication number Publication date
US20230147973A1 (en) 2023-05-11
US12013412B2 (en) 2024-06-18
JP2023070787A (ja) 2023-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI598965B (zh) 混合整合構件及其製造方法
US9067778B2 (en) Method for manufacturing a hybrid integrated component
CN105940287B (zh) 微机械压力传感器装置以及相应的制造方法
US8384168B2 (en) Sensor device with sealing structure
US8426930B2 (en) Sensor module
US8476087B2 (en) Methods for fabricating sensor device package using a sealing structure
US8866238B2 (en) Hybrid integrated component and method for the manufacture thereof
EP2342747B1 (en) Integrated sensor including sensing and processing die mounted on opposite sides of package substrate
JP7786125B2 (ja) 慣性計測装置
KR20160088111A (ko) 복합 센서와 이를 구비하는 패키지 및 그 제조 방법
US20080236278A1 (en) Electrical device with covering
CN203741034U (zh) 用于mems集成器件的封装体及电子装置
JP7779093B2 (ja) 慣性計測装置
JP2005127750A (ja) 半導体センサおよびその製造方法
US20040263186A1 (en) Capacitance type dynamic quantity sensor
TW201741230A (zh) 模封互連微機電系統(mems)裝置封裝
US20220041432A1 (en) Manufacturing method for a micromechanical component, a corresponding micromechanical component and a corresponding configuration
US12584741B2 (en) Inertial measurement device and method for manufacturing inertial measurement device
US20240035823A1 (en) Inertial Measurement Device And Method For Manufacturing Inertial Measurement Device
JP4706634B2 (ja) 半導体センサおよびその製造方法
US20250333294A1 (en) Device including mems sensor and method of manufacturing the same
JP2023038631A (ja) 耐塵埃/耐ノイズ構造を有するセンサ
KR20160135528A (ko) 센서 패키지 및 그 제조 방법
JP2010190840A (ja) 半導体物理量センサ
JP2015206636A (ja) 物理量センサおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250701

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250804

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20251021

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20251103

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7779093

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150