JPH0843429A - 圧電型加速度センサ - Google Patents
圧電型加速度センサInfo
- Publication number
- JPH0843429A JPH0843429A JP25602694A JP25602694A JPH0843429A JP H0843429 A JPH0843429 A JP H0843429A JP 25602694 A JP25602694 A JP 25602694A JP 25602694 A JP25602694 A JP 25602694A JP H0843429 A JPH0843429 A JP H0843429A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- rectangular plate
- acceleration sensor
- groove
- piezoelectric
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低背で、かつ高信頼性の低価格の圧電型加速
度センサを供する。 【構成】 検出回路用ＨＩＣ基板１に、圧電セラミック
ス矩形板５をはめ込めるような第一の溝２ａ，２ｂを形
成し、さらに、この溝に、圧電セラミックス矩形板５を
設置した時に、この圧電セラミックス矩形板５の自由振
動部の真下に相当するＨＩＣ基板１の部分に、第二の溝
３を形成し、先の第一の溝２ａ，２に電極４ａ，４ｂを
設け、この第一の溝２ａ，２ｂにはめ込まれる圧電セラ
ミックス矩形板５にも電極６ａ，６ｂを付した構造とす
る。
度センサを供する。 【構成】 検出回路用ＨＩＣ基板１に、圧電セラミック
ス矩形板５をはめ込めるような第一の溝２ａ，２ｂを形
成し、さらに、この溝に、圧電セラミックス矩形板５を
設置した時に、この圧電セラミックス矩形板５の自由振
動部の真下に相当するＨＩＣ基板１の部分に、第二の溝
３を形成し、先の第一の溝２ａ，２に電極４ａ，４ｂを
設け、この第一の溝２ａ，２ｂにはめ込まれる圧電セラ
ミックス矩形板５にも電極６ａ，６ｂを付した構造とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パソコン用マウス、あ
るいは自動車の安全確保用のエアバッグなどの安全装置
に用いられる圧電型加速度センサに関し、特に、検出回
路用ハイブリッドＩＣ基板（以後、ＨＩＣ基板と略称す
る）の構造に関するものである。
るいは自動車の安全確保用のエアバッグなどの安全装置
に用いられる圧電型加速度センサに関し、特に、検出回
路用ハイブリッドＩＣ基板（以後、ＨＩＣ基板と略称す
る）の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から加速度の検出には、種々の方式
のものが実用化されている。その中でも圧電セラミック
スを用いた加速度センサは構造が簡単であることから、
各種機械の振動検出や自動車のエアバッグ等の安全装置
などに広く使用されている。
のものが実用化されている。その中でも圧電セラミック
スを用いた加速度センサは構造が簡単であることから、
各種機械の振動検出や自動車のエアバッグ等の安全装置
などに広く使用されている。
【０００３】圧電セラミックスが加速度センサとして使
用できるのは、加速度αに比例する力Ｆを圧電セラミッ
クスに加えると、両端の電極に電圧Ｖ（電荷Ｑ）が生
じ、この電圧Ｖから加速度αが求まるからである。これ
を数式で表せば、
用できるのは、加速度αに比例する力Ｆを圧電セラミッ
クスに加えると、両端の電極に電圧Ｖ（電荷Ｑ）が生
じ、この電圧Ｖから加速度αが求まるからである。これ
を数式で表せば、
【０００４】 Ｆ＝ｋ１・α ・・・・・（１）
【０００５】 Ｖ（Ｑ）＝ｋ２．Ｆ ・・・・・（２）
【０００６】となる。ここに、ｋ１およびｋ２は比例定
数である。
数である。
【０００７】このような圧電セラミックスを用いた加速
度センサの構造例としては、特願平４−２１６２０７号
等の提案のように、検出回路用ＨＩＣ基板上に台を設け
て、その上に圧電セラミックス矩形板をエポキシ樹脂等
で接着をし、片端固定あるいは両端固定とし、リード線
で圧電セラミックス矩形板の外部電極部と、ＨＩＣ基板
上の電気的信号の入力部を結線した構造のものがあっ
た。
度センサの構造例としては、特願平４−２１６２０７号
等の提案のように、検出回路用ＨＩＣ基板上に台を設け
て、その上に圧電セラミックス矩形板をエポキシ樹脂等
で接着をし、片端固定あるいは両端固定とし、リード線
で圧電セラミックス矩形板の外部電極部と、ＨＩＣ基板
上の電気的信号の入力部を結線した構造のものがあっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年センサの
低背化、高信頼性、低価格の要求が高まっており、従来
の構造では低背化において限界があり、また、接着して
固定するため取り付け精度のばらつきが避けられず、そ
れがそのまま出力電圧のばらつきにつながるという問題
点があった。さらには、接着工程やリード線付け工程が
低価格化を難しくしているという問題点があった。
低背化、高信頼性、低価格の要求が高まっており、従来
の構造では低背化において限界があり、また、接着して
固定するため取り付け精度のばらつきが避けられず、そ
れがそのまま出力電圧のばらつきにつながるという問題
点があった。さらには、接着工程やリード線付け工程が
低価格化を難しくしているという問題点があった。
【０００９】本発明は、以上の問題点を解決し、低背
で、かつ高信頼性の低価格な圧電型加速度センサを提供
することを目的とする。
で、かつ高信頼性の低価格な圧電型加速度センサを提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】圧電セラミックスシート
と電極層が交互に積層され、同時焼結して得られる圧電
セラミックス矩形板を片端固定または両端固定をした加
速度センサにおいて、検出回路用ＨＩＣ基板に前記の圧
電セラミックス矩形板をはめ込めるような第一の溝を形
成し、さらに、前記の第一の溝に圧電セラミックス矩形
板を設置した時に、前記の圧電セラミックス矩形板の自
由振動部の真下に空間を有するように第二の溝または開
口部を形成し、さらに、第一の溝にＨＩＣ基板上の信号
処理回路に電気的信号を入力する電極を設け、これらの
電極と圧電セラミックス矩形板の電気的信号を出力する
外部電極を半田付け等により、電気的に接続した構造と
する。
と電極層が交互に積層され、同時焼結して得られる圧電
セラミックス矩形板を片端固定または両端固定をした加
速度センサにおいて、検出回路用ＨＩＣ基板に前記の圧
電セラミックス矩形板をはめ込めるような第一の溝を形
成し、さらに、前記の第一の溝に圧電セラミックス矩形
板を設置した時に、前記の圧電セラミックス矩形板の自
由振動部の真下に空間を有するように第二の溝または開
口部を形成し、さらに、第一の溝にＨＩＣ基板上の信号
処理回路に電気的信号を入力する電極を設け、これらの
電極と圧電セラミックス矩形板の電気的信号を出力する
外部電極を半田付け等により、電気的に接続した構造と
する。
【００１１】
【作用】本発明によれば、ＨＩＣ基板に圧電セラミック
ス矩形板をはめ込めるような第一の溝を形成しておき、
この溝に圧電セラミックス矩形板を設置した時に、圧電
セラミックス矩形板の自由振動部の真下部分に溝あるい
は開口部を形成し、さらに、第一の溝にはＨＩＣ基板上
の信号処理回路に電気的信号を入力する電極を設け、こ
の電極と圧電セラミックス矩形板に設けられた電気的信
号を出力する外部電極とを半田付け等により、電気的に
接続した構造とする。これにより、加速度センサの低背
化が可能となり、リード線付け工程に代わり半田付け工
程が可能となるので自動化ができ、低価格にすることが
できる。さらには、溝に圧電セラミックス矩形板をはめ
込んで取り付けるので、取り付けの精度が良く、半田付
けで固定できるため固定条件に優れているので、加速度
センサのばらつきが小さくなり、高信頼性の加速度セン
サを提供することができる。
ス矩形板をはめ込めるような第一の溝を形成しておき、
この溝に圧電セラミックス矩形板を設置した時に、圧電
セラミックス矩形板の自由振動部の真下部分に溝あるい
は開口部を形成し、さらに、第一の溝にはＨＩＣ基板上
の信号処理回路に電気的信号を入力する電極を設け、こ
の電極と圧電セラミックス矩形板に設けられた電気的信
号を出力する外部電極とを半田付け等により、電気的に
接続した構造とする。これにより、加速度センサの低背
化が可能となり、リード線付け工程に代わり半田付け工
程が可能となるので自動化ができ、低価格にすることが
できる。さらには、溝に圧電セラミックス矩形板をはめ
込んで取り付けるので、取り付けの精度が良く、半田付
けで固定できるため固定条件に優れているので、加速度
センサのばらつきが小さくなり、高信頼性の加速度セン
サを提供することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１３】図１に、第一の溝と第二の溝を設けたＨＩ
Ｃ基板の断面図を示す。図２に、本実施例で用いた圧電
セラミックス矩形板の斜視図を示す。図３に、本実施例
の加速度センサの構造断面図を示す。圧電材料としてＰ
ｂ（Ｎｉ・Ｎｂ）ＴｉＺｒＯ3系を用いて、図２に示し
たような、長さ４ｍｍ×幅１.５ｍｍ×厚さ０.３ｍｍの
圧電セラミックス矩形板を用意した。ＨＩＣ基板には、
長さ５ｍｍ×幅２ｍｍ×厚さ０.８ｍｍのものに、第一
の溝２ａ，２ｂを、図１で示したように、長さ４.０ｍ
ｍ、幅１.５５ｍｍ、深さ０.３ｍｍで形成した。第二の
溝３は、第一の溝の両側に圧電セラミックス矩形板が、
はめ込まれて固定される平坦部分を各々５ｍｍ残して、
深さが０.２ｍｍの溝を形成し、自由振動部が３ｍｍと
なるようにした。この第一の溝２ａ，２ｂに、図２に示
す圧電セラミックス矩形板５をはめて、あらかじめ第一
の溝２ａ，２ｂに設けておいた電極４ａ，４ｂと、圧電
セラミックス矩形板５の外部電極６ａ，６ｂとを半田付
けを行い、両端固定の構造とした。半田付けの替わりに
導電性接着剤を用いることも可能である。この基板を、
図３に示したように、金属ケース７に入れ、シリコーン
樹脂１１でモールドし、加速度センサを試作した。
Ｃ基板の断面図を示す。図２に、本実施例で用いた圧電
セラミックス矩形板の斜視図を示す。図３に、本実施例
の加速度センサの構造断面図を示す。圧電材料としてＰ
ｂ（Ｎｉ・Ｎｂ）ＴｉＺｒＯ3系を用いて、図２に示し
たような、長さ４ｍｍ×幅１.５ｍｍ×厚さ０.３ｍｍの
圧電セラミックス矩形板を用意した。ＨＩＣ基板には、
長さ５ｍｍ×幅２ｍｍ×厚さ０.８ｍｍのものに、第一
の溝２ａ，２ｂを、図１で示したように、長さ４.０ｍ
ｍ、幅１.５５ｍｍ、深さ０.３ｍｍで形成した。第二の
溝３は、第一の溝の両側に圧電セラミックス矩形板が、
はめ込まれて固定される平坦部分を各々５ｍｍ残して、
深さが０.２ｍｍの溝を形成し、自由振動部が３ｍｍと
なるようにした。この第一の溝２ａ，２ｂに、図２に示
す圧電セラミックス矩形板５をはめて、あらかじめ第一
の溝２ａ，２ｂに設けておいた電極４ａ，４ｂと、圧電
セラミックス矩形板５の外部電極６ａ，６ｂとを半田付
けを行い、両端固定の構造とした。半田付けの替わりに
導電性接着剤を用いることも可能である。この基板を、
図３に示したように、金属ケース７に入れ、シリコーン
樹脂１１でモールドし、加速度センサを試作した。
【００１４】図４に、従来構造の圧電型加速度センサの
断面図を示す。ＨＩＣ基板１２に固定台１８ａ，１８ｂ
を設け、その上に、圧電セラミックス矩形板５をのせ、
エポキシ樹脂１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄで接着し
て両端固定とし、リード線１４ａ，１４ｂで圧電セラミ
ックス矩形板５の外部電極と、ＨＩＣ基板１２上の電気
的信号の入力部を半田１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ
で結線した構造を示している。本発明との従来品との性
能の比較を表１に示す。
断面図を示す。ＨＩＣ基板１２に固定台１８ａ，１８ｂ
を設け、その上に、圧電セラミックス矩形板５をのせ、
エポキシ樹脂１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄで接着し
て両端固定とし、リード線１４ａ，１４ｂで圧電セラミ
ックス矩形板５の外部電極と、ＨＩＣ基板１２上の電気
的信号の入力部を半田１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ
で結線した構造を示している。本発明との従来品との性
能の比較を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から分かるように、本発明によると、
高さが５ｍｍから３ｍｍへと、６０％と大幅に低背化を
することができた。圧電セラミックス矩形板の取り付け
工程も自動化ができるため、工数がかからなくなり、低
コストでつくることができる。また、出力電圧のばらつ
きが±２０％から±５％と非常に小さく抑えることがで
きた。
高さが５ｍｍから３ｍｍへと、６０％と大幅に低背化を
することができた。圧電セラミックス矩形板の取り付け
工程も自動化ができるため、工数がかからなくなり、低
コストでつくることができる。また、出力電圧のばらつ
きが±２０％から±５％と非常に小さく抑えることがで
きた。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、ＨＩＣ基板に圧電
セラミックス矩形板をはめ込めるような第一の溝を形成
し、さらに、この溝に圧電セラミックス矩形板を設置し
た時に、圧電セラミックス矩形板の自由振動部の真下に
溝あるいは開口部を形成し、さらに、第一の溝にＨＩＣ
基板上の信号処理回路に電気的信号を入力する電極を設
け、この電極と圧電セラミックス矩形板の電気的信号を
出力する外部電極を結線するのではなく、半田付け等で
直接固定することができ、低背で、かつ高信頼性の低価
格な圧電型加速度センサを提供することができる。
セラミックス矩形板をはめ込めるような第一の溝を形成
し、さらに、この溝に圧電セラミックス矩形板を設置し
た時に、圧電セラミックス矩形板の自由振動部の真下に
溝あるいは開口部を形成し、さらに、第一の溝にＨＩＣ
基板上の信号処理回路に電気的信号を入力する電極を設
け、この電極と圧電セラミックス矩形板の電気的信号を
出力する外部電極を結線するのではなく、半田付け等で
直接固定することができ、低背で、かつ高信頼性の低価
格な圧電型加速度センサを提供することができる。
【図１】本発明の実施例に用いたＨＩＣ基板の断面図。
【図２】本発明の実施例に用いた圧電セラミックス矩形
板の斜視図。
板の斜視図。
【図３】本発明の実施例の加速度センサの構造断面図。
【図４】従来の加速度センサの構造断面図。
１ （本発明の）ハイブリッドＩＣ基板（ＨＩＣ基
板） ２ａ，２ｂ 第一の溝 ３ 第二の溝 ４ａ，４ｂ 電極 ５ 圧電セラミックス矩形板 ６ａ，６ｂ 外部電極 ７ 金属ケース（本発明） ８ 内ケース（本発明） ９ａ，９ｂ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 半田 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 端子 １１ シリコーン樹脂 １２ （従来の）ハイブリットＩＣ基板（ＨＩＣ基板） １３ 金属ケース（従来） １４ａ，１４ｂ リード線 １６ 内ケース（従来） １７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ エポキシ樹脂 １８ａ，１８ｂ 固定台
板） ２ａ，２ｂ 第一の溝 ３ 第二の溝 ４ａ，４ｂ 電極 ５ 圧電セラミックス矩形板 ６ａ，６ｂ 外部電極 ７ 金属ケース（本発明） ８ 内ケース（本発明） ９ａ，９ｂ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 半田 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 端子 １１ シリコーン樹脂 １２ （従来の）ハイブリットＩＣ基板（ＨＩＣ基板） １３ 金属ケース（従来） １４ａ，１４ｂ リード線 １６ 内ケース（従来） １７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ エポキシ樹脂 １８ａ，１８ｂ 固定台
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電セラミックスシートと電極層が交互
に積層され、同時焼結して得られた圧電セラミックス矩
形板を片端固定または両端固定してなる圧電型加速度セ
ンサにおいて、検出回路用ハイブリットＩＣ基板に、前
記圧電セラミックス矩形板をはめ込めるような第一の溝
が形成されており、さらに、前記第一の溝に前記圧電セ
ラミックス矩形板をはめ込んだ時に、前記圧電セラミッ
クス矩形板の自由振動部の真下に空間部を形成するよう
に第二の溝または開口部が設けられた構造であることを
特徴とする圧電型加速度センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電型加速度センサにお
いて、前記第一の溝に電極を設け、該電極と前記圧電セ
ラミックス矩形板の電気的信号を出力する外部電極とを
接続した構造としたことを特徴とする圧電型加速度セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25602694A JPH0843429A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 圧電型加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25602694A JPH0843429A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 圧電型加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843429A true JPH0843429A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=17286890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25602694A Pending JPH0843429A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 圧電型加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843429A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102212452A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-10-12 | 暨南大学 | 一种黄酒澄清方法 |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP25602694A patent/JPH0843429A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102212452A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-10-12 | 暨南大学 | 一种黄酒澄清方法 |
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