JPH06207949A - 配向物理変数の検出器 - Google Patents
配向物理変数の検出器Info
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- JPH06207949A JPH06207949A JP5289842A JP28984293A JPH06207949A JP H06207949 A JPH06207949 A JP H06207949A JP 5289842 A JP5289842 A JP 5289842A JP 28984293 A JP28984293 A JP 28984293A JP H06207949 A JPH06207949 A JP H06207949A
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
- H05K5/0078—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units specially adapted for acceleration sensors, e.g. crash sensors, airbag sensors
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/02—Housings
- G01P1/023—Housings for acceleration measuring devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/0206—Three-component magnetometers
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- Pressure Sensors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配向物理変数を検出する検出器を提示する。
【構成】 配向物理変数を検出する検出器はケーシング
内に加速用チップ型センサと、電子部品を配置するボー
ドとを有している。センサは絶縁部分の一番目の表面に
取付けられており、この表面はケーシングに固定される
二番目の表面を有しているが、更にボードの平面と平行
に広がる三番目の表面を有している。導電性の通路は一
番目の表面から広がっており、これらの導電性の通路は
センサに接続され、三番目の表面と重なっており、ボー
ドの接触子に接続されている。センサはボードの平面に
対し所要の方向に向けられている。種々の電子的な接続
は超音波ボンデングにより形成されている。
内に加速用チップ型センサと、電子部品を配置するボー
ドとを有している。センサは絶縁部分の一番目の表面に
取付けられており、この表面はケーシングに固定される
二番目の表面を有しているが、更にボードの平面と平行
に広がる三番目の表面を有している。導電性の通路は一
番目の表面から広がっており、これらの導電性の通路は
センサに接続され、三番目の表面と重なっており、ボー
ドの接触子に接続されている。センサはボードの平面に
対し所要の方向に向けられている。種々の電子的な接続
は超音波ボンデングにより形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は配向物理変数を検出す
るための検出器に関しており、フラットチップの形を有
し所定の軸に沿って物理変数に感応するセンサと、電子
部品を配置するボードとを有しておりケーシング内に収
容されている。
るための検出器に関しており、フラットチップの形を有
し所定の軸に沿って物理変数に感応するセンサと、電子
部品を配置するボードとを有しておりケーシング内に収
容されている。
【０００２】
【従来の技術】数学的なベクトルにより表わすことがで
きる加速や電界のような配向物理変数は大きさ（ベクト
ルの基本単位）を測定することとその方向性（配向）
（ベクトルの座標）を決定することにより行なわれるこ
とが知られている。
きる加速や電界のような配向物理変数は大きさ（ベクト
ルの基本単位）を測定することとその方向性（配向）
（ベクトルの座標）を決定することにより行なわれるこ
とが知られている。
【０００３】配向物理変数の検出器の分野において、結
晶材料のエッチングに対する最近の進歩により例えば加
速マイクロセンサや磁界マイクロセンサのような小型化
されたチップ型センサを構成することができ、これらの
センサは従来の大型電子機械式または磁気機械式のシス
テムと都合良く置き換えられている。
晶材料のエッチングに対する最近の進歩により例えば加
速マイクロセンサや磁界マイクロセンサのような小型化
されたチップ型センサを構成することができ、これらの
センサは従来の大型電子機械式または磁気機械式のシス
テムと都合良く置き換えられている。
【０００４】しかし、技術的な制約によりこの種のセン
サは物理変数に感応する軸を１つだけ有している；更
に、チップの平面に対するこの軸の方向は製造技術によ
り定められている。
サは物理変数に感応する軸を１つだけ有している；更
に、チップの平面に対するこの軸の方向は製造技術によ
り定められている。
【０００５】図１には例えば加速度計または磁力計であ
る小型化されたセンサ１を使用した従来の検出器15を示
している。チップ型センサ１は電子制御回路２につなが
っている。センサ１と電子回路２は１つの電子ケーシン
グ３の中に組み立てられているが、種々の部品を示すた
め蓋を除いて表わしている。ケーシング３には回路２を
外部部品と接続するため側面の壁４と、固定用イヤー５
と、接続用ピン６とがある。回路２は小型化されてお
り、更に例えばセラミック基盤７の上に形成されたハイ
ブリッド回路とすることができるが、この基盤には導電
性の通路８があり基盤７の上に取付けられた電子部品９
と連結している。センサ１にはプレート状のパッド10が
あり、アルミニウムまたは金のねじ11により回路の金属
ライン８に接続されているが、これらのパッドは超音波
ボンデングにより溶接されている。
る小型化されたセンサ１を使用した従来の検出器15を示
している。チップ型センサ１は電子制御回路２につなが
っている。センサ１と電子回路２は１つの電子ケーシン
グ３の中に組み立てられているが、種々の部品を示すた
め蓋を除いて表わしている。ケーシング３には回路２を
外部部品と接続するため側面の壁４と、固定用イヤー５
と、接続用ピン６とがある。回路２は小型化されてお
り、更に例えばセラミック基盤７の上に形成されたハイ
ブリッド回路とすることができるが、この基盤には導電
性の通路８があり基盤７の上に取付けられた電子部品９
と連結している。センサ１にはプレート状のパッド10が
あり、アルミニウムまたは金のねじ11により回路の金属
ライン８に接続されているが、これらのパッドは超音波
ボンデングにより溶接されている。
【０００６】前述のように、センサ１は単一の軸に沿っ
て感度があり、所定の方向に向いており、製造技術によ
り取付けられている。加速度センサの場合、製造技術に
より感応の軸16はチップの平面に垂直な横断軸であり、
または側面の軸17はチップの平面に平行とすることがで
きる。磁界センサの場合、感応の軸は一般に横断の軸16
である。これらの種々の方向は軸16と17により図１に示
してある。
て感度があり、所定の方向に向いており、製造技術によ
り取付けられている。加速度センサの場合、製造技術に
より感応の軸16はチップの平面に垂直な横断軸であり、
または側面の軸17はチップの平面に平行とすることがで
きる。磁界センサの場合、感応の軸は一般に横断の軸16
である。これらの種々の方向は軸16と17により図１に示
してある。
【０００７】従来から、図１に示すようにセンサ１はケ
ーシング３に平らに固定されており基盤７に平行に取付
けられている。この位置決めは超音波ボンデングにより
行なわれている；この種の技術ではパッド10の平面が基
盤の金属ライン８の平面に平行になることが必要であ
る。超音波ボンデングは高周波（典型的には60KHz)で振
動しており、ワイヤリング用ねじに接触しているテーパ
ーのついた端を含み、溶接される面に向かい合っている
道具により行なわれる；ねじに伝えられる振動エネルギ
ーはねじの摩擦、加熱、および溶接により発生する。振
動用道具の方向は固定しており、接続される種々の点は
同一面、すなわちほぼ平行な面に配置する必要が少なく
ともある。他の同等な周知の方法は基盤７に近いケーシ
ングの底にセンサ１を直接取付けることから成ってい
る。
ーシング３に平らに固定されており基盤７に平行に取付
けられている。この位置決めは超音波ボンデングにより
行なわれている；この種の技術ではパッド10の平面が基
盤の金属ライン８の平面に平行になることが必要であ
る。超音波ボンデングは高周波（典型的には60KHz)で振
動しており、ワイヤリング用ねじに接触しているテーパ
ーのついた端を含み、溶接される面に向かい合っている
道具により行なわれる；ねじに伝えられる振動エネルギ
ーはねじの摩擦、加熱、および溶接により発生する。振
動用道具の方向は固定しており、接続される種々の点は
同一面、すなわちほぼ平行な面に配置する必要が少なく
ともある。他の同等な周知の方法は基盤７に近いケーシ
ングの底にセンサ１を直接取付けることから成ってい
る。
【０００８】それ故、ケーシング３に取付けられたセン
サ１のタイプにより、センサ15の感応の軸はケーシング
の固定平面に垂直、または図１に示すようにこの平面に
平行に向いている。
サ１のタイプにより、センサ15の感応の軸はケーシング
の固定平面に垂直、または図１に示すようにこの平面に
平行に向いている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、所定の方
向（物理変数が測定される方向）にセンサ１を向ける必
要性によりケーシング３の配置が定まるが、これにより
大きさの問題が生ずる。この欠点は検出器が小型の装置
の中に取付けられる時、特にやっかいになる。
向（物理変数が測定される方向）にセンサ１を向ける必
要性によりケーシング３の配置が定まるが、これにより
大きさの問題が生ずる。この欠点は検出器が小型の装置
の中に取付けられる時、特にやっかいになる。
【００１０】この欠点は検出の軸をいくつか有するシス
テムの場合も発生するが、これは方向および大きさが未
知の物理変数を検出するからである。後者の場合を示す
ため図２には３つの加速度計15、15 ′、15 ″を取付けた
３軸加速度システムを図示しているが、それぞれの加速
度計は感応の横断軸が16、16 ′、16 ″である加速度セン
サ１、 １′、 １″を有している。この図において、同一
の参照番号は図１と同じエレメントを示している。３軸
システム20を構成するため、加速計15、15 ′、15 ″の３
つのケーシング３、 ３′、 ３″が基準３面体を形成する
機械的なサポート21のそれぞれの表面22、23、24の上に取
付ける必要がある。図から判るように、配置はやっかい
である：ケーシング３、 ３′、 ３″のそれぞれの長さは
典型的にはほぼ10センチメートルであり、３軸システム
20が占有する体積は少なくとも１dm3 であり、これは電
子装置内では非常に大きい容積である。
テムの場合も発生するが、これは方向および大きさが未
知の物理変数を検出するからである。後者の場合を示す
ため図２には３つの加速度計15、15 ′、15 ″を取付けた
３軸加速度システムを図示しているが、それぞれの加速
度計は感応の横断軸が16、16 ′、16 ″である加速度セン
サ１、 １′、 １″を有している。この図において、同一
の参照番号は図１と同じエレメントを示している。３軸
システム20を構成するため、加速計15、15 ′、15 ″の３
つのケーシング３、 ３′、 ３″が基準３面体を形成する
機械的なサポート21のそれぞれの表面22、23、24の上に取
付ける必要がある。図から判るように、配置はやっかい
である：ケーシング３、 ３′、 ３″のそれぞれの長さは
典型的にはほぼ10センチメートルであり、３軸システム
20が占有する体積は少なくとも１dm3 であり、これは電
子装置内では非常に大きい容積である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は前述の
欠点を避けることである。
欠点を避けることである。
【００１２】この発明の他の目的は、ワイヤボンデング
のような技術を使用する可能性を保ちながらケーシング
に対し所定の方法でセンサに方向を与える手段を与える
ことである。
のような技術を使用する可能性を保ちながらケーシング
に対し所定の方法でセンサに方向を与える手段を与える
ことである。
【００１３】この発明の他の目的は指向性を有するセン
サを含んだ検出器を形成することである。
サを含んだ検出器を形成することである。
【００１４】この発明の更に他の目的は感応の軸を幾つ
か有する小型のシステムを形成することである。
か有する小型のシステムを形成することである。
【００１５】これらの目的を達成するため、この発明で
は所定の軸による物理変数に感応するチップ型センサ
と、ケーシング内に含まれる電子部品を保持するボード
とを有する配向物理変数を検出するための検出器を提示
している。この検出器の中には次のものがある： （１）チップ部分が絶縁部分の一番目の表面に取付けら
れているが、この絶縁部分にはケーシングに固定される
二番目の表面と、ボードの平面と平行な方向に広がる三
番目の表面とがある、（２）導電性の通路が一番目の表
面から広がっており、これらの導電性の通路はマイクロ
ウェーハの接触子に接続され、更に三番目の表面の上に
ある、（３）ボードには接触子があり、これらの接触子
は三番目の表面の上で導電性の通路の延長部に向かうよ
うに配置されている。
は所定の軸による物理変数に感応するチップ型センサ
と、ケーシング内に含まれる電子部品を保持するボード
とを有する配向物理変数を検出するための検出器を提示
している。この検出器の中には次のものがある： （１）チップ部分が絶縁部分の一番目の表面に取付けら
れているが、この絶縁部分にはケーシングに固定される
二番目の表面と、ボードの平面と平行な方向に広がる三
番目の表面とがある、（２）導電性の通路が一番目の表
面から広がっており、これらの導電性の通路はマイクロ
ウェーハの接触子に接続され、更に三番目の表面の上に
ある、（３）ボードには接触子があり、これらの接触子
は三番目の表面の上で導電性の通路の延長部に向かうよ
うに配置されている。
【００１６】このようにこの発明では、絶縁部分の一番
目と三番目の表面の相対的な方向に従うことにより、セ
ンサの方向をボードの平面に選択することできる。更に
この発明の利点は、センサと一番目の表面の上の導電性
の通路との間の電気的な接続が、三番目の表面の上の導
電性の通路とボードの接触子との間の電気的な接続と同
じく、従来の方法、とりわけ超音波ワイヤボンデングを
使用して行うことができることである。
目と三番目の表面の相対的な方向に従うことにより、セ
ンサの方向をボードの平面に選択することできる。更に
この発明の利点は、センサと一番目の表面の上の導電性
の通路との間の電気的な接続が、三番目の表面の上の導
電性の通路とボードの接触子との間の電気的な接続と同
じく、従来の方法、とりわけ超音波ワイヤボンデングを
使用して行うことができることである。
【００１７】センサに方向性を与えるため、絶縁部分の
方向に基づいて作用させることが可能で、更に絶縁部分
を固定するため場所を幾つか与えることが可能である
が、これはボードが場所のそれぞれの近傍に、すなわち
絶縁部分がこれらの場所の１つに取付けられている時導
電性の通路の延長部に配置された接触子を有しているか
らである。このように方向性を示すことができるセンサ
を有する基本単位の検出器は、所定の検出方向に対応し
た場所をそれぞれ与えることが出来る。
方向に基づいて作用させることが可能で、更に絶縁部分
を固定するため場所を幾つか与えることが可能である
が、これはボードが場所のそれぞれの近傍に、すなわち
絶縁部分がこれらの場所の１つに取付けられている時導
電性の通路の延長部に配置された接触子を有しているか
らである。このように方向性を示すことができるセンサ
を有する基本単位の検出器は、所定の検出方向に対応し
た場所をそれぞれ与えることが出来る。
【００１８】絶縁部分はケーシング３の壁に固定するこ
とが好ましく、この壁の少なくとも一部分はボードの平
面の下に広がっており、更に絶縁部分の二番目の表面の
一部分はこの壁を越えて広がっている。この配置により
絶縁部分の垂直の大きさを小さくすることができ、更に
ボードの平面とケーシングの蓋との間に必要な高さを減
少することが出来る。
とが好ましく、この壁の少なくとも一部分はボードの平
面の下に広がっており、更に絶縁部分の二番目の表面の
一部分はこの壁を越えて広がっている。この配置により
絶縁部分の垂直の大きさを小さくすることができ、更に
ボードの平面とケーシングの蓋との間に必要な高さを減
少することが出来る。
【００１９】この発明の実施態様によれば、ケーシング
には種々の方向性を有した前述のタイプの壁が幾つかあ
り、ボードはそれぞれの壁の端に配置された接触子を有
しており、更に絶縁部分がこれらの壁の１つに取付けら
れている時導電性の通路の延長部に向かい合っている。
には種々の方向性を有した前述のタイプの壁が幾つかあ
り、ボードはそれぞれの壁の端に配置された接触子を有
しており、更に絶縁部分がこれらの壁の１つに取付けら
れている時導電性の通路の延長部に向かい合っている。
【００２０】この発明の好都合な実施態様では、壁はケ
ーシング内に広がっているキャビティの壁である；この
キャビティはケーシングの底の平面を中空にすることに
より構成することができる。
ーシング内に広がっているキャビティの壁である；この
キャビティはケーシングの底の平面を中空にすることに
より構成することができる。
【００２１】この発明の特に簡単な実施態様によれば、
このキャビティは平行六面体である。平行六面体の形を
した絶縁部分を選択することにより、チップが取付けら
れている一番目の表面は二番目の表面に平行でありケー
シングに固定されているが、センサは３つの直交した方
向により方向を定めることができる。この場合、絶縁部
分を固定するため、キャビティの２つの側面の壁とキャ
ビティの底を形成する壁のみが必要である。
このキャビティは平行六面体である。平行六面体の形を
した絶縁部分を選択することにより、チップが取付けら
れている一番目の表面は二番目の表面に平行でありケー
シングに固定されているが、センサは３つの直交した方
向により方向を定めることができる。この場合、絶縁部
分を固定するため、キャビティの２つの側面の壁とキャ
ビティの底を形成する壁のみが必要である。
【００２２】絶縁部分はセラミックから形成することが
でき、コシンタ(co-sintered) 回路技術を使用して構成
することができる。この場合、絶縁部分の端を交差させ
ることなく絶縁部分の一番目と二番目の表面を連結する
ため、絶縁部分内に部分的に広がる導電性通路を形成す
ることができる。
でき、コシンタ(co-sintered) 回路技術を使用して構成
することができる。この場合、絶縁部分の端を交差させ
ることなく絶縁部分の一番目と二番目の表面を連結する
ため、絶縁部分内に部分的に広がる導電性通路を形成す
ることができる。
【００２３】セラミック絶縁部分は厚膜ハイブリッド回
路技術を使用して形成することができ、導電性の通路は
この場合導電性インクシルクスクリーン印刷法により形
成することができる。この発明では更に物理変数を検出
する二番目のセンサを少なくとも含む前述のタイプの検
出器を提示している。
路技術を使用して形成することができ、導電性の通路は
この場合導電性インクシルクスクリーン印刷法により形
成することができる。この発明では更に物理変数を検出
する二番目のセンサを少なくとも含む前述のタイプの検
出器を提示している。
【００２４】この発明の一番目の実施態様によれば、二
番目のセンサは前述の場所の１つに固定された二番目の
絶縁部分により取付けられている。このように、２つ、
３つ、またはそれ以上の感応の軸を有する検出器を１つ
のケーシングの中に形成することができる。
番目のセンサは前述の場所の１つに固定された二番目の
絶縁部分により取付けられている。このように、２つ、
３つ、またはそれ以上の感応の軸を有する検出器を１つ
のケーシングの中に形成することができる。
【００２５】この発明の二番目の実施態様によれば、二
番目のセンサは一番目のセンサを含む絶縁部分の四番目
の表面に取付けることができる。この場合は、この四番
目の表面から三番目の表面に広がりボードに平行な導電
性の通路が与えられる。
番目のセンサは一番目のセンサを含む絶縁部分の四番目
の表面に取付けることができる。この場合は、この四番
目の表面から三番目の表面に広がりボードに平行な導電
性の通路が与えられる。
【００２６】
【実施例】図3 ａと図3 ｂはこの発明による集積した加
速度計を示している。
速度計を示している。
【００２７】加速度計30には従来の通り加速度センサ50
を内蔵した電子回路31を含んでいる；回路31とセンサ50
は保護用ケーシング60内に配置されており、このケーシ
ングは気密チャンバを形成するように蓋が合わされてい
る。
を内蔵した電子回路31を含んでいる；回路31とセンサ50
は保護用ケーシング60内に配置されており、このケーシ
ングは気密チャンバを形成するように蓋が合わされてい
る。
【００２８】この実施態様において、ケーシング60は四
角形であり厚い底のプレート61と、縦方向の壁62、6
2′、横方向の壁63、63′を含んでいる。ケーシング60
の一方の端64には、接続用ピン66と、交差用壁63とがあ
る。ケーシング60の向かい合った端64、65にあり底のプ
レート61の延長部により構成されている固定用イヤー6
7、67′によりサポートの上にケーシング60が取付けら
れている。ケーシング60の角で壁62と63′の近傍には、
四角形のキャビティ70が底のプレート61の中に取付けら
れている。底のプレート61に直角でケーシングの端に平
行なキャビティ70にはキャビティの端を形成する四つの
側面の壁71、72、73、74 と底の壁75とがある。隣接した壁
71、72、73、74 は直交している；壁75は底のプレート61に
平行である。ケーシング60の端64には底のプレート61を
横断している二番目のキャビティ68があり、このキャビ
ティにより接続用ピン66がケーシング60を通過してい
る。底のプレート61を薄くするため、更にそれによりケ
ーシング60の容積を減少させるためくぼみ69がケーシン
グの後に作られているが（図３ｂで点線で示す）、これ
は底のプレート61の平均の厚さが従来のケーシングの厚
さと同じになるようにするためである。
角形であり厚い底のプレート61と、縦方向の壁62、6
2′、横方向の壁63、63′を含んでいる。ケーシング60
の一方の端64には、接続用ピン66と、交差用壁63とがあ
る。ケーシング60の向かい合った端64、65にあり底のプ
レート61の延長部により構成されている固定用イヤー6
7、67′によりサポートの上にケーシング60が取付けら
れている。ケーシング60の角で壁62と63′の近傍には、
四角形のキャビティ70が底のプレート61の中に取付けら
れている。底のプレート61に直角でケーシングの端に平
行なキャビティ70にはキャビティの端を形成する四つの
側面の壁71、72、73、74 と底の壁75とがある。隣接した壁
71、72、73、74 は直交している；壁75は底のプレート61に
平行である。ケーシング60の端64には底のプレート61を
横断している二番目のキャビティ68があり、このキャビ
ティにより接続用ピン66がケーシング60を通過してい
る。底のプレート61を薄くするため、更にそれによりケ
ーシング60の容積を減少させるためくぼみ69がケーシン
グの後に作られているが（図３ｂで点線で示す）、これ
は底のプレート61の平均の厚さが従来のケーシングの厚
さと同じになるようにするためである。
【００２９】底のプレート61に固定された回路31は相互
接続サポート33の上に取付けられた電子部品32により構
成されている。部品32は例えば接着剤およびねじワイヤ
リング34により従来の電気的な方法で相互接続サポート
33に接続されている。回路31はハイブリッド回路または
プリント回路のようなあらゆる周知のタイプである。部
品32はディスクリートコンポーネントまたは集積回路と
することができる。相互接続サポート33はキャビティ68
の端から端65の横断の壁63′まで底のプレート61の利用
可能な全ての表面にわたって広がっている。この相互接
続サポート33にはこの回路の目的から狭い延長部35があ
るが、この延長部はキャビティ70の壁73とケーシング60
の縦方向の壁62′の間を通っている。回路31は接続用ね
じ37によりピン66に接続されているが、このネジ37によ
りピン66と相互接続サポート33の導電性の領域36が接続
されている。
接続サポート33の上に取付けられた電子部品32により構
成されている。部品32は例えば接着剤およびねじワイヤ
リング34により従来の電気的な方法で相互接続サポート
33に接続されている。回路31はハイブリッド回路または
プリント回路のようなあらゆる周知のタイプである。部
品32はディスクリートコンポーネントまたは集積回路と
することができる。相互接続サポート33はキャビティ68
の端から端65の横断の壁63′まで底のプレート61の利用
可能な全ての表面にわたって広がっている。この相互接
続サポート33にはこの回路の目的から狭い延長部35があ
るが、この延長部はキャビティ70の壁73とケーシング60
の縦方向の壁62′の間を通っている。回路31は接続用ね
じ37によりピン66に接続されているが、このネジ37によ
りピン66と相互接続サポート33の導電性の領域36が接続
されている。
【００３０】更に、相互接続サポート33には接触子38の
一番目の列（この例では６個）があり、この列はキャビ
ティ70の壁74に沿って配置されているが、更に６個の接
触子39の二番目の列があり、この列は狭い延長部35の上
にキャビティ70の壁73に沿って配置されている。当該接
触子38、39は回路31の種々の部品32に至る電子接続40
（点線で表示）により図３ａに概要を示すように等電位
に接続されている。
一番目の列（この例では６個）があり、この列はキャビ
ティ70の壁74に沿って配置されているが、更に６個の接
触子39の二番目の列があり、この列は狭い延長部35の上
にキャビティ70の壁73に沿って配置されている。当該接
触子38、39は回路31の種々の部品32に至る電子接続40
（点線で表示）により図３ａに概要を示すように等電位
に接続されている。
【００３１】センサ50は石英またはシリコンのような結
晶材料をエッチングすることにより形成された従来の加
速用セルであり、更に接続用パッド（提示した例では４
つのパッド52）があるチップとして形成されている。単
一軸のセンサ50にはベースの平面に直角な検出軸51があ
る。この技術の一部であるセンサ50の構造と電子回路31
の機能はここには記載しない。例えば、O.LEFORT“A Mi
niature Low Cost Silicon Micromachined Servo Accel
erometer" Symposium Gyro Technology,1988,Stuttga
rt,Germany,Edition H.Sorg による文献を参照すること
ができる。この文献には種々の検出器の構造と内蔵した
電子回路とを記載している。
晶材料をエッチングすることにより形成された従来の加
速用セルであり、更に接続用パッド（提示した例では４
つのパッド52）があるチップとして形成されている。単
一軸のセンサ50にはベースの平面に直角な検出軸51があ
る。この技術の一部であるセンサ50の構造と電子回路31
の機能はここには記載しない。例えば、O.LEFORT“A Mi
niature Low Cost Silicon Micromachined Servo Accel
erometer" Symposium Gyro Technology,1988,Stuttga
rt,Germany,Edition H.Sorg による文献を参照すること
ができる。この文献には種々の検出器の構造と内蔵した
電子回路とを記載している。
【００３２】この発明によれば、センサ50はケーシング
50内にあるセンサ50の所要の方向に向け、更に超音波ワ
イヤボンデングを使用した電子回路31にセンサ50を接続
する絶縁部分に取付けられている。
50内にあるセンサ50の所要の方向に向け、更に超音波ワ
イヤボンデングを使用した電子回路31にセンサ50を接続
する絶縁部分に取付けられている。
【００３３】この実施態様では、絶縁部分は平行六面体
であり四角形のセラミックの部分80は厚さが数ミリメー
タで表面が数十平方ミリメータである。セラミック部分
80の前方および後方の詳細をそれぞれ図４ａと図４ｂに
示している。セラミック80には後述するようにセンサ50
を取付けた前方の表面81と、ケーシング60に接着される
後方の表面86とを有している。導電性の通路82、82′
（この図では通路82が４つで通路82′が２つ）は前方の
表面81の上に広がっており、前方の表面81と側面の表面
88の間の交点を形成する端87を通して部分80の側面の表
面88の上に延びている。後方の表面81の上では、導電性
の通路82がセル50のパッド52と向き合うように配置され
ており、更に超音波ボンデングにより溶接されたねじ83
により接続されている。通路82′は同様に集積回路85の
パッド90に接続されているが、この回路は温度を検出す
るため与えられておりセンサ50の近傍に取付けられてい
る。通路82の一方はセンサ50の下まで延びており、更に
除々に大きくなっており、電源に接続されている導電性
の後方の表面をセンサ50が有している時センサ50を固定
するため金属領域84を形成している。セラミック部分80
の後方の表面86には固定用接着剤を埋め込んだ加工した
くぼみ89があるが、これは後方の表面88と固定の表面と
の間の余分な厚さの接着剤による欠点を減少させるため
である。
であり四角形のセラミックの部分80は厚さが数ミリメー
タで表面が数十平方ミリメータである。セラミック部分
80の前方および後方の詳細をそれぞれ図４ａと図４ｂに
示している。セラミック80には後述するようにセンサ50
を取付けた前方の表面81と、ケーシング60に接着される
後方の表面86とを有している。導電性の通路82、82′
（この図では通路82が４つで通路82′が２つ）は前方の
表面81の上に広がっており、前方の表面81と側面の表面
88の間の交点を形成する端87を通して部分80の側面の表
面88の上に延びている。後方の表面81の上では、導電性
の通路82がセル50のパッド52と向き合うように配置され
ており、更に超音波ボンデングにより溶接されたねじ83
により接続されている。通路82′は同様に集積回路85の
パッド90に接続されているが、この回路は温度を検出す
るため与えられておりセンサ50の近傍に取付けられてい
る。通路82の一方はセンサ50の下まで延びており、更に
除々に大きくなっており、電源に接続されている導電性
の後方の表面をセンサ50が有している時センサ50を固定
するため金属領域84を形成している。セラミック部分80
の後方の表面86には固定用接着剤を埋め込んだ加工した
くぼみ89があるが、これは後方の表面88と固定の表面と
の間の余分な厚さの接着剤による欠点を減少させるため
である。
【００３４】図３ａと図３ｂではセラミック部分80の後
方の表面86がキャビティ70の壁に固定されているのが判
る。しかし、この後方の壁86は更に壁73に、または後述
のようにキャビティの底を構成する壁75にも固定されて
いる。
方の表面86がキャビティ70の壁に固定されているのが判
る。しかし、この後方の壁86は更に壁73に、または後述
のようにキャビティの底を構成する壁75にも固定されて
いる。
【００３５】このように配置する目的は次の３つのいず
れかの方向でセンサ50の方向を定める軸51の方向を決め
る可能性を与えることである： （１）ケーシング60に垂直で底のプレート61に平行な軸
に基づくこと、（２）底のプレート61を横断しこれに平
行であり、更に横断の軸に垂直な軸に基づくこと、
（３）底のプレート61に直角な方向に基づくこと（横断
タイプのセンサによる従来の方向）。
れかの方向でセンサ50の方向を定める軸51の方向を決め
る可能性を与えることである： （１）ケーシング60に垂直で底のプレート61に平行な軸
に基づくこと、（２）底のプレート61を横断しこれに平
行であり、更に横断の軸に垂直な軸に基づくこと、
（３）底のプレート61に直角な方向に基づくこと（横断
タイプのセンサによる従来の方向）。
【００３６】図３ａ，図３ｂに示す加速度計30では、検
出軸51は一番目の方向に向いている。セラミックの部分
80はキャビティ70の壁に接着しているが、これはセンサ
50をケーシング60内で横断的に配置するためで、検出の
軸51は縦方向に向いている。部分80がこのように配置さ
れると、側面の表面88は相互接続サポート33と平行であ
り、更に通路82、82′は回路31の接触子38と一致するよ
うに配置されている。通路82、82′のそれぞれはワイヤ
ボンデングにより当該接触子38に接続することができ、
電気的な接続は回路31とセンサ50の間に行なわれてい
る。
出軸51は一番目の方向に向いている。セラミックの部分
80はキャビティ70の壁に接着しているが、これはセンサ
50をケーシング60内で横断的に配置するためで、検出の
軸51は縦方向に向いている。部分80がこのように配置さ
れると、側面の表面88は相互接続サポート33と平行であ
り、更に通路82、82′は回路31の接触子38と一致するよ
うに配置されている。通路82、82′のそれぞれはワイヤ
ボンデングにより当該接触子38に接続することができ、
電気的な接続は回路31とセンサ50の間に行なわれてい
る。
【００３７】それ故、この発明によるシステムの利点は
明らかに相互接続のサポート33と平行な平らな表面（側
面の表面88）を与えることであり、更にワイヤリングと
りわけ超音波ボンデングを行なうことができることであ
る。
明らかに相互接続のサポート33と平行な平らな表面（側
面の表面88）を与えることであり、更にワイヤリングと
りわけ超音波ボンデングを行なうことができることであ
る。
【００３８】図３ｂでは、セラミックの部分80はキャビ
ティ70からはみ出している。キャビティ70は例えば深さ
が４mmであるが、セラミックの部分80は高さが６mm、長
さが12mm、厚さが２mmである。それ故、相互接続のサポ
ート33とセラミックの部分80の側面の表面88との間には
ほぼ２mmの差があるが（サポートの厚さは無視）、これ
はワイヤリングに悪影響を与えない。
ティ70からはみ出している。キャビティ70は例えば深さ
が４mmであるが、セラミックの部分80は高さが６mm、長
さが12mm、厚さが２mmである。それ故、相互接続のサポ
ート33とセラミックの部分80の側面の表面88との間には
ほぼ２mmの差があるが（サポートの厚さは無視）、これ
はワイヤリングに悪影響を与えない。
【００３９】前述の配置に加え、前述の通り、セラミッ
ク部分80を取付ける間に次に記載するように後方の表面
86により固定することが可能である：
ク部分80を取付ける間に次に記載するように後方の表面
86により固定することが可能である：
【００４０】（１）壁73に対しては、セラミックの部分
80を回路31の接触子39に接続することによる；この場
合、センサ50はケーシング60内に縦に配置され、検出の
軸51は横断の方向を向いている； （２）壁75に対しては、キャビティ70の底に水平に置く
ことによる；センサ50は底のプレート61と平行してい
る。このような場合、前方の表面81は回路の相互接続の
サポート33と平行である；それ故、セラミックの部分80
は前方の表面81からサポート33に接続されている。更に
前方の表面81の通路82、82′をボードの接触子38に接続
し（この場合、側面の表面88は壁74に隣接している）、
または接触子39に接続している（この場合、側面の表面
88は壁73に隣接している）。
80を回路31の接触子39に接続することによる；この場
合、センサ50はケーシング60内に縦に配置され、検出の
軸51は横断の方向を向いている； （２）壁75に対しては、キャビティ70の底に水平に置く
ことによる；センサ50は底のプレート61と平行してい
る。このような場合、前方の表面81は回路の相互接続の
サポート33と平行である；それ故、セラミックの部分80
は前方の表面81からサポート33に接続されている。更に
前方の表面81の通路82、82′をボードの接触子38に接続
し（この場合、側面の表面88は壁74に隣接している）、
または接触子39に接続している（この場合、側面の表面
88は壁73に隣接している）。
【００４１】それ故、この発明によりモジュラ加速度計
を形成することができ、更にセンサの方向を定める好都
合な可能性が幾つかある。
を形成することができ、更にセンサの方向を定める好都
合な可能性が幾つかある。
【００４２】この発明では更にケーシングの方向性に関
係し、時々特別なサポートを形成する必要性があるあら
ゆる従来の問題を解決している。例えば、図６に示すよ
うに方向51,51 ′,51 ″のコンプリメンタリ軸を有する
３つの加速度計30,30 ′,30″を積み重ねることにより
小型の３軸検出システム95を容易に構成することができ
る。
係し、時々特別なサポートを形成する必要性があるあら
ゆる従来の問題を解決している。例えば、図６に示すよ
うに方向51,51 ′,51 ″のコンプリメンタリ軸を有する
３つの加速度計30,30 ′,30″を積み重ねることにより
小型の３軸検出システム95を容易に構成することができ
る。
【００４３】次に、セラミック部分80を構成する技術を
図４ａ，図４ｂに関連して記載する。
図４ａ，図４ｂに関連して記載する。
【００４４】前述の例では、導電性の通路82、82′は従
来の導電性インク印刷技術により得ることができるが、
この技術は厚膜ハイブリッド回路の形成に使用されてい
る。通路82、82′のインク印刷は次の２つのステップに
より行なわれる：一番目のステップにおいて、通路82、
82′は前方の表面81の上に配置されている；二番目のス
テップにおいて、通路82、82′は側面の表面88の上に配
置されている。セラミック部分80はカットオフされ、加
工され、清留されたセラミックAl2O3 から形成された標
準基盤を使用して得られている。端87における通路82、
82′の電流の伝導は導電性のインクを手作業で加えるこ
とにより得られるが、図５に示すように端87を前もって
１ミクロンの数10分の一までにすることができることは
好都合である。この場合、通路82、82′の種々の部分は
端87で重なっており、これにより共通の重なり領域が得
られる。
来の導電性インク印刷技術により得ることができるが、
この技術は厚膜ハイブリッド回路の形成に使用されてい
る。通路82、82′のインク印刷は次の２つのステップに
より行なわれる：一番目のステップにおいて、通路82、
82′は前方の表面81の上に配置されている；二番目のス
テップにおいて、通路82、82′は側面の表面88の上に配
置されている。セラミック部分80はカットオフされ、加
工され、清留されたセラミックAl2O3 から形成された標
準基盤を使用して得られている。端87における通路82、
82′の電流の伝導は導電性のインクを手作業で加えるこ
とにより得られるが、図５に示すように端87を前もって
１ミクロンの数10分の一までにすることができることは
好都合である。この場合、通路82、82′の種々の部分は
端87で重なっており、これにより共通の重なり領域が得
られる。
【００４５】この発明がこの特別な技術に制限されない
ことは当業者に明らかである。更に、薄膜技術、“コシ
ンタ(co-sintered) ”ハイブリッド回路技術、シリコン
技術…を使用することができる。
ことは当業者に明らかである。更に、薄膜技術、“コシ
ンタ(co-sintered) ”ハイブリッド回路技術、シリコン
技術…を使用することができる。
【００４６】薄膜技術によれば、通路82、82′はアルミ
ニウムのような金属材料を真空蒸発により得られるが、
セラミック部分80は前もって機械的または化学的マスク
（レジスト）でコーティングされている。
ニウムのような金属材料を真空蒸発により得られるが、
セラミック部分80は前もって機械的または化学的マスク
（レジスト）でコーティングされている。
【００４７】図７はセラミック部分100 の概要図であ
り、前述の部分80と同等でありコシンタ回路技術により
形成されている。セラミック部分100 はセラミックシー
ト101を重ねることにより形成されるが、このセラミッ
クシートは高温処理の後バルクアセンブリを構成してい
る。この種の技術によりセラミック構造自体の中に導電
性通路が形成されている。このように、部分100 の内部
を通過する（通過は点線で示してある）導電性の通路10
2 により部分100 の側面の表面88は前方の表面81に接続
している。部分100 を前方の表面81から接続するため、
通路102 は前方の表面81の表面で十分延びている。
り、前述の部分80と同等でありコシンタ回路技術により
形成されている。セラミック部分100 はセラミックシー
ト101を重ねることにより形成されるが、このセラミッ
クシートは高温処理の後バルクアセンブリを構成してい
る。この種の技術によりセラミック構造自体の中に導電
性通路が形成されている。このように、部分100 の内部
を通過する（通過は点線で示してある）導電性の通路10
2 により部分100 の側面の表面88は前方の表面81に接続
している。部分100 を前方の表面81から接続するため、
通路102 は前方の表面81の表面で十分延びている。
【００４８】当業者に明らかであるように、種々の変更
を前述の実施態様に行なうことができる。単一のケーシ
ングの種々の壁の上に３つの絶縁部分を配置することに
より、この発明は３軸加速度計を形成することに適用で
きるが、この絶縁部分のそれぞれはセンサを支えてい
る。当業者は３つのセンサの取付けと接続を行なうた
め、壁の形と大きさを改良することができ、更に回路に
対し壁を配置することができる。更に絶縁部分は幾つか
のセンサを支えることができ、特別の要求を満たすため
多少複雑な形にすることができる。
を前述の実施態様に行なうことができる。単一のケーシ
ングの種々の壁の上に３つの絶縁部分を配置することに
より、この発明は３軸加速度計を形成することに適用で
きるが、この絶縁部分のそれぞれはセンサを支えてい
る。当業者は３つのセンサの取付けと接続を行なうた
め、壁の形と大きさを改良することができ、更に回路に
対し壁を配置することができる。更に絶縁部分は幾つか
のセンサを支えることができ、特別の要求を満たすため
多少複雑な形にすることができる。
【００４９】最後に、この発明は所定の軸に基づき物理
変数に感応する小型のチップ型センサを含むあらゆるタ
イプの検出器に適用することができる。
変数に感応する小型のチップ型センサを含むあらゆるタ
イプの検出器に適用することができる。
【図１】従来の技術の検出器
【図２】従来の技術の他の検出器
【図３ａ】この発明による加速度計
【図３ｂ】図３ａの加速度計の縦断面図
【図４ａ】図３ａの加速度計の部品の詳細図
【図４ｂ】図３ａの加速度計の部品の他の詳細図
【図５】図４ａ，図４ｂの部品の断面図
【図６】この発明による３軸検出器
【図７】この発明による他の実施例
１ 小型センサ ２ 電子制御回路 ３ 単一の電子ケーシング ４ 側面の壁 ５ 固定用イヤー ６ 接続用ピン ７ セラミック基盤 ８ 金属ライン ９ 電子部品 10 パッド 11 アルミニウムまたは金のねじ 15 加速度計 16 感応の横断軸 17 側面の軸 20 ３軸システム 21 機械的なサポート 22、23、24 表面 30 加速度計 31 電子回路 32 回路の部品 33 相互接続のサポート 34 ねじワイヤリング 35 狭い延長部 36 導電性の領域 37 接続用のねじ 38 接触子 39 接触子 40 電子的な接続 50 加速度計のセンサ 60 保護用のケーシング 61 厚い底のプレート 62、62 ′ 縦方向の側面の壁 63、63 ′ 横断の壁 64、65 ケーシング60の端 66 接続用のピン 67、67 ′ 固定用のイヤー 68 二番目のキャビティ 69 くぼみ 70 キャビティ 71、72、73、74 側面の壁 75 底の壁 80 四角形のセラミック部分 81 前方の表面 82 導電性の通路 83 ねじ 84 金属領域 85 集積回路 86 後方の表面 87 端 88 側面の表面 90 パッド 95 ３軸検出システム 100 セラミック部分 101 セラミックシート 102 導電性の通路
Claims (16)
- 【請求項１】 ケーシング(60)内に、所定の軸による物
理変数に感応するチップ型センサ(50)と、電子部品(32)
を配置するボード(33、205)とを有する、次の構成の配向
物理変数を検出する検出器(30)で；チップ(50)が絶縁部
分(80、100)の一番目の表面(81)に取付けられ、この絶縁
部分には前記のケーシング(60)に固定される二番目の表
面(86)と、ボード(33)の平面と平行に広がる三番目の表
面(88)とがある；導電性の通路(82、102)が一番目の表面
(81)から広がっており、これらの導電性の通路は前記チ
ップ(50)の接触子(52)に接続され、更に前記の三番目の
表面(88)と重なっている；ボード(33)には接触子(38、3
9) があり、これらの接触子は前記の三番目の表面(88)
の上で前記の導電性の通路(82、102)の延長部に向かうよ
うに配置されている。 - 【請求項２】 絶縁部分(80、100)を固定するための多数
の場所(73、74、75)を含み、ボード(33)が、固定用場所の
それぞれの近傍に配置されている接触子(38、39) を有し
絶縁部分(80、100)が前記固定用場所の１つの上に取付け
られている時導電性の通路(82、102)の前記の延長部分に
向かっている請求項１に記載の検出器。 - 【請求項３】 絶縁部分(80、100)が前記ケーシング(60)
の壁(73、74、75)に固定されており、前記壁の少なくとも
１つの部分がボード(33)の平面の下で広がっており、前
記二番目の表面(86)の部分も前記の壁(73、74、75)を越え
て広がる可能性を有している請求項１に記載の検出器。 - 【請求項４】 前記のケーシング(60)が多数の異なった
方向の壁(73、74、75)を有し、ボード(33)が、壁(73、74、7
5)のそれぞれの端に配置された接触子(38、39) を有し更
に絶縁部分(80、100)が前記壁の１つの上に取付けられて
いる時導電性の通路(82、102)の前記の 延長部分に向か
っている請求項３に記載の検出器。 - 【請求項５】 前記の壁(73、74、75)が前記ケーシング(6
0)の一部分に広がるキャビティ(70)を有している請求項
４に記載の検出器。 - 【請求項６】 前記のキャビティがケーシング(60)の底
のプレート(61)内に形成されたくぼみ(70)である請求項
５に記載の検出器。 - 【請求項７】 前記のくぼみ(70)が平行六面体である請
求項５に記載の検出器。 - 【請求項８】 絶縁部分(80、100)が平行六面体であり、
チップ(50)が上に取付けられている前記一番目の表面(8
1)が前記ケーシング(60)に固定されている前記二番目の
表面(86)と平行になるように選択されている請求項３に
記載の検出器。 - 【請求項９】 前記物理変数を検出する二番目のセンサ
を少なくとも含む請求項１に記載の検出器。 - 【請求項１０】 二番目のセンサが前記絶縁部分(80、10
0)の四番目の表面の上に取付けられており、この四番目
の表面が前記三番目の表面まで延びている導電性の通路
(82、102)を有している請求項９に記載の検出器。 - 【請求項１１】 前記二番目のセンサが二番目の絶縁部
分の上に取付けられている請求項９に記載の検出器。 - 【請求項１２】 前記の絶縁部分(80、100)がセラミック
から形成されている請求項１に記載の検出器。 - 【請求項１３】 前記の絶縁部分(100) がコシンタ(co-
sintered) 回路技術により形成され、前記導電性の通路
(102) が前記絶縁部分の内側で部分的に広がっている請
求項12に記載の検出器。 - 【請求項１４】 前記の絶縁部分(80)が厚膜技術により
形成されており、導電性の通路(82)が導電インクシルク
スクリーン印刷法により構成されている請求項12に記載
の検出器。 - 【請求項１５】 センサが加速検出器である請求項１に
記載の検出器。 - 【請求項１６】 センサが磁界検出器である請求項１か
ら15のいずれかに記載の検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR92/13339 | 1992-10-29 | ||
| FR9213339A FR2697628B1 (fr) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Capteur d'une grandeur physique orientée. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207949A true JPH06207949A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=9435266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289842A Withdrawn JPH06207949A (ja) | 1992-10-29 | 1993-10-27 | 配向物理変数の検出器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5433110A (ja) |
| EP (1) | EP0595735B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06207949A (ja) |
| DE (1) | DE69309392T2 (ja) |
| FR (1) | FR2697628B1 (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996002847A1 (en) * | 1994-07-20 | 1996-02-01 | Honeywell Inc. | Miniature magnetometer |
| US5659455A (en) * | 1995-03-28 | 1997-08-19 | Herbert; Edward | Packaging for electronic circuits using a capacitor as a structural member |
| US5914801A (en) * | 1996-09-27 | 1999-06-22 | Mcnc | Microelectromechanical devices including rotating plates and related methods |
| US5880680A (en) * | 1996-12-06 | 1999-03-09 | The Charles Machine Works, Inc. | Apparatus and method for determining boring direction when boring underground |
| DE19719455C2 (de) * | 1997-05-07 | 1999-03-18 | Siemens Ag | Sensorschaltung, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
| US6145380A (en) * | 1997-12-18 | 2000-11-14 | Alliedsignal | Silicon micro-machined accelerometer using integrated electrical and mechanical packaging |
| WO1999031515A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Alliedsignal Inc. | Silicon micro-machined accelerometer using integrated electrical and mechanical packaging |
| JP4701505B2 (ja) | 2001-01-29 | 2011-06-15 | パナソニック株式会社 | 慣性トランスデューサ |
| US7271586B2 (en) * | 2003-12-04 | 2007-09-18 | Honeywell International Inc. | Single package design for 3-axis magnetic sensor |
| US7019522B1 (en) * | 2004-01-23 | 2006-03-28 | Advanced Design Consulting Usa | Apparatus for measuring the magnetic field produced by an insertion device |
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