JPH075066U - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品ごとの出力特性がばらつく事態を簡単な
構成にて防止すること。 【構成】 基板１は、回路素子配置面の裏側面に、これ
を横断した状態の溝部２を形成することによって、加速
度に応じて振動する変位部３と回路素子配置部４とを備
えた構成となっている。基板１は、回路素子配置部４の
裏面側が支持部材５の台部５ａ上に接着により固定さ
れ、以て変位部３の自由振動を許容した状態で支持され
る。基板１における回路素子配置部４上には、感度調整
抵抗８及びオフセット調整抵抗９を含む信号処理回路１
０が配置される。基板１の上面における変位部３と回路
素子配置部４との境界位置（溝部２と対応した位置）に
は、厚膜抵抗１１ａ〜１１ｄより成る歪みゲージ１１が
設けられる。厚膜抵抗１１ａ〜１１ｄは、感度調整抵抗
８及びオフセット調整抵抗９と同一の材料より成る抵抗
ペーストを印刷焼成することにより形成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば車両用のエアバッグに利用されるものであって、加速度に応 じて振動する変位部と、その変位部の変位に応じて動作する歪みゲージとを備え た加速度センサ、特には、上記変位部を、信号処理回路を配置するための基板を 利用して形成するようにした加速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の加速度センサとしては、従来より、例えば実開平４−６６５８１号公 報に記載されたものが知られている。即ち、この公報に記載された加速度センサ は、ステムに支持したセラミック基板上に、加速度センサ部と信号処理回路部と を設けた構成となっており、上記加速度センサ部は、セラミック基板の一部を利 用して形成した変位部としてのカンチレバーと、このカンチレバーの基部に対応 するように配置された歪みゲージとによって構成されている。尚、前記ステムに おけるカンチレバーと対応した部位には、凹部を形成することにより、当該カン チレバーが自由振動するように構成されている。

【０００３】 この場合、上記カンチレバーは、先端部分を前記セラミック基板と同じ厚みに 形成することにより、この部分を感度を向上させるための重錘部として機能させ ると共に、この重錘部を片持ち状に支持した部分をセラミック基板の厚みより薄 く形成し、この薄肉部分を加速度に応じて変位する振動部として機能させる構成 としている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような構成では、ステム上にセラミック基板を接着手段により支持する ことになるが、セラミック基板のステムに対する接着位置にばらつきがあった場 合には、カンチレバーの基部とステム側の凹部との間の相対位置がずれることに なるため、カンチレバーの応力分布が製品ごとにばらつくことになり、結果的に 、製品ごとの出力特性が不安定になるという問題点があった。

【０００５】 本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製品ごとの出力 特性がばらつく事態を簡単な構成にて効果的に防止できるようになる加速度セン サを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、回路素子配置面の裏側面にこれを横断し た状態の溝部を形成することによって加速度に応じて振動する変位部が設けられ た基板と、この基板の回路素子配置面における前記溝部と対応した位置に厚膜抵 抗を形成することにより設けられた歪みゲージと、前記回路素子配置面上に前記 歪みゲージの検出信号を処理するために配置された信号処理回路と、前記基板を 前記回路素子配置面の裏側面において前記変位部の自由振動を許容した状態で支 持する支持部材とを備えた構成としたものである（請求項１）。

【０００７】 この場合、前記基板の回路素子配置面上に、前記歪みゲージからの検出信号の 補正を行うオフセット調整抵抗を設けると共に、そのオフセット調整抵抗を歪み ゲージの厚膜抵抗と同一材料により形成する構成としても良いものである（請求 項２）。

【０００８】 さらに、前記基板を前記支持部材に対して支持する際に、柔軟性がある接着剤 を利用する構成とすることもできる（請求項３）。

【０００９】

【作用】

請求項１に記載の加速度センサによれば、支持部材に加速度が作用したときに は、これに支持された基板と一体に形成された状態の変位部が自由振動するよう になるが、上記変位部の根元部分には、上記基板を横断した状態の溝部が形成さ れているから、基板における上記溝部と対応した部位に振動に伴う応力が集中す るようになり、このような応力変化が、溝部と対応した位置に設けられた歪みゲ ージにより検出されると共に、その検出信号が信号処理回路により処理されるよ うになる。この場合、上記のように変位部の振動に伴う応力が、基板における溝 部と対応した部位に集中するようになるから、基板の支持部材に対する支持位置 が多少ずれた場合でも、応力分布が大きく変化することがなくなり、従来のよう に製品ごとの出力特性がばらつく虞がなくものである。

【００１０】 請求項２に記載の加速度センサによれば、歪みゲージを構成する厚膜抵抗と、 歪みゲージからの検出信号の補正を行うオフセット調整抵抗とが同一材料により 形成されているから、オフセット調整抵抗により一旦補正した検出信号に対し、 周囲温度の変化に起因した誤差変動が入り込む虞が小さくなり、結果的に出力特 性の向上を図り得るようになる。また、歪みゲージ及びオフセット調整抵抗を同 一の工程で製造できるようになるから、製造コストの低減も実現できるようにな る。

【００１１】 請求項３に記載の加速度センサによれば、基板が支持部材に対して柔軟性があ る接着剤を介して支持されていることから、落下時の衝撃のように周波数成分が 高い過大加速度を、上記接着剤部分によりダンピング吸収できるようになり、結 果的に基板の破損耐力が向上するようになる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の第１実施例について図１〜図３を参照しながら説明する。 図１及び図２において、アルミナなどのセラミック板より成る矩形状の基板１ は、ハイブリッドＩＣを構成するためのもので、その回路素子配置面（上面）の 裏側面（下面）に、これを横断した状態の溝部２を形成することによって、加速 度に応じて振動する変位部３と、回路素子配置部４とに区分した形態となってい る。

【００１３】 金属製支持部材５には、前記基板１における回路素子配置部４の外形と同様の 外形を有する台部５ａが突出形成されており、この台部５ａ上に上記回路素子配 置部４の裏側面を接着により固定している。これにより、基板１は、支持部材５ 上に、前記変位部３の自由振動が許容された状態で支持されている。

【００１４】 基板１における回路素子配置部４上には、オペアンプのようなＩＣ実装部品６ 、コンデンサ７、感度調整抵抗８、オフセット調整抵抗９などより成る信号処理 回路１０が設けられており、この信号処理回路１０は、支持部材５側に設けられ たターミナル５ｂ群に対しワイヤボンディング手法により接続されている。この 場合、上記感度調整抵抗８及びオフセット調整抵抗９は、例えば酸化ルテニウム （ＲｕＯ2 ）系の抵抗ペーストを印刷焼成した厚膜抵抗として形成されており、 その抵抗値の設定は、例えばレーザトリミングにより行うようになっている。

【００１５】 基板１の上面における変位部３と回路素子配置部４との境界位置、つまり溝部 ２と対応した位置には、４個の厚膜抵抗１１ａ〜１１ｄより成る歪みゲージ１１ が設けられている。この場合、上記厚膜抵抗１１ａ〜１１ｄは、前記感度調整抵 抗８及びオフセット調整抵抗９と同一の材料である酸化ルテニウム系抵抗ペース トを印刷焼成することにより形成されるもので、その形成は、感度調整抵抗８及 びオフセット調整抵抗９と同一の工程において行うようになっている。

【００１６】 また、上記歪みゲージ１１は、図３に示すように各厚膜抵抗１１ａ〜１１ｄを ブリッジ接続することにより構成されるものであるが、一方の対辺を構成する厚 膜抵抗１１ａ及び１１ｄは、溝部２と直交した方向へ長尺な矩形状に形成され、 他方の対辺を構成する厚膜抵抗１１ｂ及び１１ｃは、溝部２と直交した方向へ長 尺な矩形状に形成されるものである。

【００１７】 一方、基板１における変位部３上には、例えば銅片より成る重錘１２が半田付 により固定されている。この場合、重錘１２の半田付けは、前記信号処理回路１ ０を構成する回路素子の半田付け時において、半田リフローにより同時に行われ るものである。

【００１８】 電気的構成の概略を示す図３において、歪みゲージ１１及びオフセット調整抵 抗９は、電源端子＋Ｖccとグランド端子との間に図示のごとく接続されるもので あり、歪みゲージ１１からの検出信号は、信号処理回路１０内の増幅器１０ａを 介して出力されるようになっている。尚、感度調整抵抗８は、この増幅器１０ａ のゲインを調整するように接続されている。

【００１９】 上記した本実施例の構成によれば、支持部材５に加速度が作用したときには、 基板１と一体に形成され且つ重錘１２が固定された状態の変位部３が自由振動す るようになる。このとき、上記変位部３の根元部分には、基板１を横断した状態 の溝部２が形成されているから、基板１における上記溝部２と対応した部位に振 動に伴う応力が集中するようになり、このような応力変化が、溝部２と対応した 位置に設けられた歪みゲージ１１により検出されると共に、その検出信号が信号 処理回路１０により処理されるようになる。このように変位部３の振動に伴う応 力が、基板１における溝部と対応した部位に集中するようになるから、基板１の 支持部材５に対する支持位置が多少ずれた場合でも、応力分布が大きく変化する ことがなくなり、従来のように製品ごとの出力特性がばらつく虞がなくなるもの である。

【００２０】 また、歪みゲージ１１を構成する厚膜抵抗１１ａ〜１１ｄ、歪みゲージ１１か らの検出信号の補正を行うオフセット調整抵抗９、並びに増幅器１０ａのゲイン 調整用の感度調整抵抗８が同一材料により形成されているから、オフセット調整 抵抗９により一旦補正した検出信号に対し、周囲温度の変化に起因した誤差変動 が入り込む虞が小さくなると共に、増幅器１０ａのゲイン調整が周囲温度により 狂う虞がなくなり、結果的に出力特性の向上を図り得るようになる。また、歪み ゲージ１１、オフセット調整抵抗９及び感度調整抵抗８を同一の工程で製造する と共に、重錘１２の半田付けによる固定作業並びに信号処理回路１０を構成する 回路素子の半田付け作業も同一の工程により行っているから、製造コストの低減 も実現できるようになる。

【００２１】 尚、本考案の第２実施例を示す図４のように、基板１を支持部材５の台部５ａ 上に支持する際に、シリコン樹脂系などの柔軟性がある接着剤１３を利用する構 成としても良いものである。

【００２２】 このような構成とした場合には、落下時の衝撃のように周波数成分が高い過大 加速度が、上記接着剤１３部分によりダンピング吸収されることになり、結果的 に基板１の破損耐力が向上するという効果が得れられる。

【００２３】

【考案の効果】

以上の説明によって明らかなように、請求項１に記載の加速度センサによれば 、基板における回路素子配置面の裏側面にこれを横断した状態の溝部を形成する ことによって、加速度に応じて振動する変位部を当該基板と一体に設けると共に 、上記溝部と対応した位置に厚膜抵抗を形成することによって歪みゲージを設け る構成としたので、変位部の振動に伴う応力が、基板における上記溝部と対応し た部位、つまり歪みゲージの配置部位に集中するようになり、結果的に、製品ご との出力特性がばらつく事態を、溝部を設けるだけの簡単な構成にて効果的に防 止できるようになるという優れた効果を奏するものである。

【００２４】 また、請求項２に記載の加速度センサによれば、歪みゲージを構成する厚膜抵 抗と、歪みゲージからの検出信号の補正を行うオフセット調整抵抗とを同一材料 により形成する構成としたから、周囲温度の変化に起因して検出出力が変動する 事態を抑制できて出力特性の向上を図り得ると共に、歪みゲージ及びオフセット 調整抵抗を同一の工程で製造できるようになって製造コストを低減できるように なるという有益な効果を奏するものである。

【００２５】 さらに、請求項３に記載の加速度センサによれば、基板を支持部材に対して柔 軟性がある接着剤を介して支持させる構成としたから、過大加速度を上記接着剤 部分によりダンピング吸収できるようになり、結果的に破損耐力が向上するよう になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す全体の縦断側面図

【図２】全体の斜視図

【図３】概略的な回路構成図

【図４】本考案の第２実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、１は基板、２は溝部、３は変位部、４は回路素
子配置部、５は支持部材、８は感度調整抵抗、９はオフ
セット調整抵抗、１０は信号処理回路、１１は歪みゲー
ジ、１１ａ〜１１ｄは厚膜抵抗、１２は重錘、１３は接
着剤を示す。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路素子配置面の裏側面にこれを横断し
   た状態の溝部を形成することによって加速度に応じて振
   動する変位部が設けられた基板と、 この基板の回路素子配置面における前記溝部と対応した
   位置に厚膜抵抗を形成することにより設けられた歪みゲ
   ージと、 前記回路素子配置面上に前記歪みゲージの検出信号を処
   理するために配置された信号処理回路と、 前記基板を前記回路素子配置面の裏側面において前記変
   位部の自由振動を許容した状態で支持する支持部材とを
   備えたことを特徴とする加速度センサ。
2. 【請求項２】 前記基板の回路素子配置面上に、前記歪
   みゲージからの検出信号の補正を行うオフセット調整抵
   抗を設けて成り、このオフセット調整抵抗は、歪みゲー
   ジを構成する厚膜抵抗と同一材料により形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
3. 【請求項３】 前記基板を前記支持部材に対して柔軟性
   がある接着剤を介して支持したことを特徴とする請求項
   １記載の加速度センサ。