KR100226161B1 - 가속도 검출소자의 실장 구조 - Google Patents

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무라타 야스타카
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명의 목적은 가능한한 적은수의 부품으로, 폭넓은 범위에서 가속도를 검출할 수 있으며, 직교 좌표축 각각의 방향으로 작용하는 가속도에 대해 실질적으로 동일한 검출감도를 갖는 가속도 검출소자의 실장 구조를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 본 발명을 이루기 위해서, 본 발명에 따른 가속도 검출 소자의 실장구조는, 두 개의 가속도 검출소자를 포함하고, 두 개의 가속도 검출소자는 직교 좌표축 x, y, 및 z의 x-y 평면의 소자 실장면에 배치되고, 두 개의 가속도 검출소자의 방향은 소자 실장면에서의 x축과 y축 방향에 일치된다. 그리고, 가속도 검출소자 중 하나의 검출소자의 첫 번째 최대 감도 방향은 y축으로부터 z축을 향해 40°-50° 경사지게 하고, 가속도 검출소자 중 다른 검출소자의 두 번째 최대 감도 방향은 x축으로부터 z축을 향해 40°-50°의 경사지게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

가속도 검출소자의 실장 구조
제1도는 본 발명의 첫 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자의 구조를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
제2도는 본 발명의 첫 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자의 실장 구조를 보여주는 설명도이다.
제3도는 본 발명의 첫 번째 구현예의 실장 구조의 동작을 보여주는 기능 블럭도이다.
제4도는 본 발명의 두 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자의 구조를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
제5도는 본 발명의 두 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자의 실장 구조를 보여주는 설명도이다.
제6도는 본 발명의 두 번째 구현예의 실장 구조의 동작을 보여주는 기능 블록도이다.
제7도는 본 발명의 세 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자의 구조를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
제8a도, 제8b도 및 제8c도는 본 발명의 세 번째 구현예의 제조방법의 전단계(前段階; prestage)를 보여주는 공정(工程)단면도이다.
제9a도와 제9b도는 본 발명의 세 번째 구현예의 제조방법의 후단계(後段階; potage)를 보여주는 공정(工程)단면도이다.
제10a도, 제10b도 및 제10c도는 본 발명의 세 번째 구현예의 제조방법의 전단계의 변형예를 보여주는 공정(工程)단면도이다.
제11도는 종래예에 따른 가속도 검출소자의 구조를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
제12도는 다른 종래예에 따른 압전 소자의 구조를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 바이모프 소자(bymorph 가속도 검출 소자) 2 : 절연 케이스
3 : 센서 실장면 4 : 신호전극
5 : 중간 전극 6, 23 : 압전성 세라믹판
7, 28, 37, 45 : 클램프 프레임(clamp frame) 8 : 케이스 리드(case lid)
20a, 20b, A, B, A', B' : 가속도 센서 21, 33, 43 : 신호출력전극
22, 34, 41 : 내부전극 24 : 표면 전극
26, 27, 35, 36 : 세라믹 영역 29, 30 : 외부출력전극
H~K : 분극방향 P : 최대 감도방향
40 : 그린 시트
본 발명은 충격 검출용으로서 사용되는 가속도 검출소자의 실장 구조(mounting arrangement)에 관한 것이다.
가속도 검출소자(acceleration detecting element)는 양단 고정형의 바이모프 (bymorph) 소자로 구성된다. 예를 들면, 제11도에서 보는 바와 같이 간략화하여 나타낸 종래예에서, 가속도 센서(acceleration sensor) 20a는 가속도 소자로서의 기능을 갖는 바이모프 소자 1과, 소자 1의 위치를 정한 후에 소자 1을 수납하는 절연 케이스(insulating case) 2를 포함하고 있으며, 배선기판과 같은 센서 실장면 3위에 부착되어 고정된다.
바이모프 소자 1은 단형(短形) 평판 형태로 구성되며, 각각의 상부면과 하부면 위에 각각 신호전극 4와 중간전극 5가 형성된 2개의 압전성 세라믹판 6을 적층함으로써 일체로 형성된다. 압전성 세라믹판 6의 각각은 중간전극 5를 매개로 반대면으로 접합되어 있으며, 자신의 두께 방향으로 다른 압전성 세라믹판 6의 두께 방향에 대해 역방향으로 분극처리되어 있다. 제11도에서 파선 화살 표시는 분극(polarization)방향을 나타낸다.
전기한 예에서, 각각의 신호전극 4는 각각의 압전성 세라믹판 6의 세로방향으로 형성되고, 서로 다른 단부에까지 연장되어 있다.
한편, 절연 케이스 2는 바이모프 소자 1의 세로방향의 양단부 사이에 두께 방향으로 끼워져 있는, 평면도에서 채널형태(⊃자형)를 갖는 한쌍의 클램프 프레임(clamp frame) 7과, 바이모프 소자 1과 소자에 엇갈린 반대측에 위치한 클램프 프레임 7에 의해 형성된 개방면을 밀폐시키는 한쌍의 케이스 리드(case lid) 8로 구성된다.
절연 케이스 2에 수납된 바이모프 소자 1의 신호전극 4 각각은, 절연 케이스 2의 서로 다른 외단면(outer ene face)에 형성된 외부전극(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
절연 케이스 2를 구성하는 클램프 프레임 7이나 케이스 리드 8의 외면(外面)은 센서가 부착된 센서 실장면 3 위에 위치를 정하여 고정되어 있다. 바이모프 소자 1의 각각의 신호전극 4는 절연 케이스 2 위에 형성된 외부 전극을 거쳐 센서 실장면 3 위의 배선 패턴(wiring pattern, 도시하지 않음)에 접속되어 있다.
전기한 배선 패턴은 신호처리회로(signal processing circuit, 도시하지 않음)에 접속되어 있다. 신호처리회로는 가속도 센서로부터 출력된 전기 신호를 처리해서 충격을 동반하는 가속도를 검출한다.
제12도는 분극에 있어서 전기한 종래예와는 다른 가속도 검출소자의 다른 종래예를 보여준다. 제12도는 제11도의 가속도 검출소자에서 보다 더 상세히 전극들을 보여주고 있다.
가속도 센서 20b는 압전(piezoelectric) 세라믹체 23을 포함하고 있으며, 압전 세라믹체 23의 주면상에는 신호출력전극 21이 형성되어 있고, 신호출력전극 21과 병렬로 내부전극 22가 접속되어 형성되어 있다. 신호출력전극 21 각각은 압전 세라믹체 23의 세로방향으로 중앙위치와 단부위치에 분리되어 배치된 3개의 표면전극 24와, 표면전극 24를 서로 덮고있는 접속전극 25로 구성된다.
가속도 소자는 신호출력전극 21과 압전 세라믹체 23으로 구성된다.
신호출력전극 21의 일측(제12도에서 상부) 전극은 압전 세라믹체 23의 일측 외단부(제12도에서 좌측면)까지 연장되어 있다. 한편, 신호출력 전극 21의 다른쪽(제12도에서 하부) 전극은 다른쪽 외단부(제12도에서 우측면)까지 연장되어 있다. 또한, 내부전극 22의 서로 엇갈린 반대방향으로 압전 세라믹체 23을 구성하는 세라믹 영역 26과 27 각각은, 세로방향으로 3부분으로 나누어진다. 즉, 가속도의 작용으로 발생되는 응력의 방향이 변화되는 경계선을 사용하여 중앙부 26a, 27a와 단부 26b, 27b로 구분된다.
중앙부 26a, 27a와 양단부 26b, 27b는 두께 방향으로 내부전극 22와 표면전극 24를 사용하여 서로 다르게 분극처리된다.
여기서, 세라믹 영역 26을 구성하는 중앙부 26a와 단부 26b에는, 서로 다른 분극방향 H와 I가 제공되고, 세라믹 영역 27을 구성하는 중앙부 27a와 단부 27b에는 서로 다른 분극방향 J와 K가 제공된다.
또한, 전기한 경우에서, 예를 들면, 중앙부 26a와 27a의 분극방향 H와 J는 서로 근접하여 내부를 향하고 있고, 단부 26b와 27b의 분극방향 I와 K는 서로 분리되어 외부를 향하고 있다.
가속도 센서 20b의 세로방향으로 양단선(兩斷線; both edge)은, 측면도에서 채널형(⊃자형)을 이루는 한쌍의 클램프 프레임 28에 의해 지지되어 고정된다.
압전 세라믹체 23의 주면위에 형성된 각각의 신호출력전극 21은 압전 세라믹체 23과 클램프 프레임 28의 다른 외단면위에 형성된 외부출력전극 29와 30에 접속되어 있다.
전기한 구조를 갖는 가속도 센서 20b는 하기의 이유를 기초해서 사용된다. 신호출력전극 21과 압전 세라믹체 23으로 구성된 가속도 소자를 포함하는 가속도 센서 20b로 가속도를 작용하는 경우에, 압전 세라믹체 23을 구성하는 세라믹 영역 26과 27의 중앙부 26a와 27a와, 단부 26b와 27b는 관성력(inertia force)의 작용으로 변형된다. 이런 경우, 26a, 27a, 26b 및 27b 각각은, 변형(deformation)에 의해 유발되는 인장응력(引張應力 : tensile stress)이나, 압축응력(壓縮應力 : compressive stress)을 받는다. 26a, 27a, 26b 및 27b 각각에서, 각각의 분극의 방향 H-K와, 받는 응력들의 상승효과(synergistic effect)에 의해 전하발생량(charge generation amount)은 증대된다. 이렇게 하여 가속도 센서 20b의 전체 전하발생량이 증대되어 가속도 센서의 검출감도가 향상된다.
한편, 압전성 세라믹판 6이나 23의 표면에 대해서 법선(orthogonal)방향으로, 즉 두께 방향으로 가속도가 작용할 때, 가속도 센서 20a나 20b에서 최대의 전기신호가 출력된다. 또한, 180°역방향으로 가속도가 작용할 때, 정/부(plus/mius) 신호가 반대인 동일한 절대값을 갖는 최대 전기신호가 출력된다. 즉, 가속도의 작용방향은 최대 감도가 생기는 방향으로 가속도 센서의 주축으로 불리는 최대 감도 방향 P이다. 가속도가 압전성 세라믹판 6이나 23의 표면의 접선(tangential)방향으로 작용할 때에는, 가속도 센서 20a나 20b에서는 어떤 전기신호도 출력되지 않으며, 따라서 검출 감도는 영(0)이 된다. 한편, 가속도가 법선방향과 접선방향 사이의 방향으로 작용할 때에는, 최대 감도방향 P와 가속도 작용방향에 의해 만들어지는 각도 θ에 대응하는 크기를 갖는 검출감도, 즉 최대감도 S×cosθ배의 검출감도가 발생한다.
전기한 종래 구조를 갖는 가속도 센서 20a를 제11도에 나타낸 센서 실장면 3위에 부착하는 경우, 최대 감도방향 P는 센서 실장면 3에 대해 평행하거나 수직이 된다. 제11도에 나타낸 바와 같이, 센서 실장면 3 위에, 직교 2차원의 좌표축(평면 좌표축) x와 y를 설정하고, 센서 실장면 3을 x-y 평면으로하는 직교 3차원의 좌표축(공간 좌표축) x, y 및 z를 설정한다. 바이모프 소자 1과 일체로 구성된 절연 케이스 2의 케이스 리드 8의 하나를 센서 실장면 3 위에 부착하고, 세로로 배치된 가속도 센서 20a의 최대 감도방향 P가 센서 실장면 3 위의 y축 방향과 일치되는 경우에, x축이나 z축 방향의 가속도는, 즉 x-z 평면내의 어떤 방향으로든 작용하는 가속도는 검출되지 않는다.
또한, 도시하지는 않았지만, 직교 좌표축 x, y가 설정된 센서 실장면 3 위에 절연 케이스 2의 클램프 프레임 7 중의 하나를 부착하고, 가속도 센서 20a의 최대 감도 방향 P를 센서 실장면 3에 수직인 z축 방향에 일치시키는 경우에, x축과 y축으로 이루어진 x-y 평면내의 어떤 방향으로든 작용하는 가속도도 검출되지 않는다. 따라서, 서로 직교하는 각각의 좌표축 x, y 및 z축의 방향으로 작용하는 모든 가속도의 검출에서, 최대 감도 방향 P가 x, y 및 z축의 각각의 방향에 일치하는 3개의 가속도 센서를 센서 실장면 3 위에 부착해야 한다. 따라서, 가속도 센서 소자의 수와 설치 공간이 증가하게 되고, 따라서, 비용은 증가되고, 3개의 가속도 센서에서 출력된 전기신호를 처리하는 신호처리회로가 복잡해진다. 또한, 제12도에 나타낸 가속도 센서 20b를 가속도 센서 20a에서의 센서 실장면 3에 실장시키는 경우에도, 동일한 문제가 자연적으로 발생한다.
이러한 문제점들을 없애기 위해서, 가속도 검출소자의 최대 감도 방향을 센서 실장면의 상방으로 미리 경사지게하여 직교 좌표축 x, y 및 z축의 3방향으로 작용하는 가속도를 검출할 수 있는 가속도 검출소자가 제안 됐다. 도시하지는 않았지만, 이러한 가속도 검출소자는 일본 공개공보 제1993-133974호에 개시되어 있고, 단형 평판형태를 갖는 가속도 검출소자의 최대 감도 방향은 센서 실장면으로부터 45°경사져 있으며, 또한 가속도 검출소자의 능선(稜線 : edge line)은 소자 실장 기판의 능선으로부터 45°경사져 있다. 가속도 센서에서, 전기한 구조를 갖는 가속도 검출소자를 채용하는 경우에, x, y 및 z축의 방향으로 작용하는 가속도(이하, 제11도에서 나타낸 방향과 일치되는 3방향)에 대해서는 단일 소자에 의해 검출될 수 있다.
그러나, 3개의 직교 좌표축 x, y 및 z축의 방향으로 작용하는 가속도는 검출될 수 있지만, 모든 방향의 가속도가 검출될 수 있는 건 아니다. 최대감도 방향에 대해 수직인 평면내에서 작용하는 가속도를 검출하는 것은 불가능하다.
본 발명은, 상기한 문제점들을 감안하여 창안된 것이며, 가능한한 적은 수의 부품으로, 폭넓은 범위에서 가속도를 검출할 수 있으며, 직교 좌표축 각각의 방향으로 작용하는 가속도에 대해 실질적으로 동일한 검출감도를 갖는 가속도 검출소자의 실장 구조를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가속도 검출소자의 실장 구조는, 두 개의 가속도 검출소자를 포함하고, 두 개의 가속도 검출소자 중 하나의 검출소자의 첫 번째 최대 감도 방향을 y축으로부터 z축을 향해 40°-50°경사지게 하고, 두 개의 가속도 검출소자 중 다른 검출소자의 두 번째 최대 감도 방향을 x축으로부터 z축을 향해 40°-50°경사지게 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 전기한 경우에서 가속도 검출소자는 압전성 세라믹으로 구성된 양단 고정형 바이모프 소자(bymorph element)이다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 가속도 검출 소자의 실장 구조는, 두 개의 가속도 검출소자와 각각의 가속도 검출소자에서 출력된 전기신호의 절대값의 합계를 계산하는 연산 처리 수단을 포함하고, 두 개의 가속도 검출소자 중 하나의 검출소자의 첫 번째 감도 방향을 y축으로부터 z축을 향해 20°-30°경사지게 하고, 두 개의 가속도 검출소자 중 다른 검출소자의 두 번째 최대 감도 방향을 x축으로부터 z축을 향해 20°-30°경사지게 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 전기한 경우에서 가속도 검출소자는 압전성 세라믹으로 구성된 양단 고정형 바이모프 소자이다.
또한, 본 발명에 따른 가속도 검출소자의 실장 구조는, 단형 평판형태를 갖는 압전 세라믹체의 내부에서, 세로 방향으로 압전 세라믹체의 중앙위치와 단부위치에 내부전극을 분리 배치하고; 압전 세라믹체의 주면위에 신호출력전극을 배치하며; 내부전극을 사용하여 서로 대향하는 압전 세라믹체의 세로 방향으로의 중앙부와 단부 각각을 두께 방향으로 다른 방향으로 분극처리하는 것을 특징으로 한다.
[구현예 1]
본 발명의 첫 번째 구현예를 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
제1도는 가속도 센서를 보여주는 일부 절개 사시도이며, 첫 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자의 실장 구조를 부분적으로 보여준다. 제2도는 가속도 검출소자의 실장 구조를 간략화해서 나타낸 설명도이며, 제3도는 첫 번째 구현예의 실장 구조의 동작을 보여주는 기능 블록도이다. 또한, 가속도 검출소자를 포함하는 가속도 센서의 구조는 종래예와 기본적으로 동일하다. 따라서, 제1도와 제2도에서, 제11도와 동일한 부품과 부분은 동일한 부호로 나타내고, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1도에서 보는 바와 같이, 첫 번째 구현예에서 가속도 센서 A나 B는, 가속도 검출소자로서 작용하는 양단 고정형의 바이모프 소자 1과 바이모프 소자 1을 수납하는 절연 케이스 2로 구성된다. 가속도 센서 A와 B는 배선 기판(circuit board)과 같은 센서 실장면 3 위에 부착된다. 전기한 경우에서, 바이모프 소자 1은 최대 감도 방향 P가 센서 실장면 3에 대해 경사진 상태에서, 절연케이스 2에 배치되어 수납된다. 최대 감도 방향 P의 센서 실장면 3으로부터의 경사도 θ는 40°-50°, 예를 들면, 45°상방으로 설정된다.
첫 번째 구현예의 바이모프 소자 1에서, 한쌍의 압전 세라믹판 6을 둘 다 상부 및 하부 표면상에 단형 평판 형상을 하고 있으며, 상부 및 하부 표면상에 신호 전극 4와 중간 전극 5가 형성되어 있다. 한쌍의 압전 세라믹판 6은 서로 대향하여 접합되고, 이것의 단부는 절단되어 두께 방향으로 경사각도 θ에 대응하여 45°경사진 판을 이루고 있다.
중간전극 5를 거쳐 접합된 각각의 압전 세라믹판 6은 두께 방향으로 서로 반대방향으로 분극처리되고, 각각의 신호전극 4는 각각의 압전세라믹판 6의 세로방향으로 서로 다른 단부에 연장되있고, 이것은 종래예에서와 동일하다. 또한, 전기한 경우에서 절연 케이스 2는 종래예에서와 동일하게 클램프 프레임 7과 케이스 리드 8로 구성되고, 바이모프 소자 1의 각각의 신호 전극 4는, 절연 케이스 2의 서로 다른 외단면에 형성된 외부전극(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
한편, 제2도에 나타낸 것과 같이, 가속도 검출소자의 실장 구조에서는, 두 개의 가속도 센서 A와 B가 동일한 센서 실장면 3 위에 직교 좌표축 x축과 y축 각각에 일치하는 방향으로 실장되어 있다. 또한, 제3도에 나타낸 것과 같이, 실장 구조는, 전기 (electric)소자 A와 B로부터 각각 출력된 전기신호 VA와 VB의 비교기(comparator) 처리를 실행하는 제1 및 제2비교기 회로 X1과 X2, 및 제1 및 제2비교기 회로 X1과 X2로부터 각각 출력된 비교기 신호 VS1과 VS2를 OR논리처리를 실행하는 논리회로 (logical circuit) X3에 접속된다. 비교기 회로 X1, X2 및 논리회로 X3는 신호처리회로(도시하지 않음)에 일체로 구성되어 있다.
가속도 센서 A와 B는, 절연 케이스 2를 구성하는 절연 리드 B의 외면에 배치되고 고정되어 센서 실장면 3 위에 부착된다. 바이모프 소자 1의 각각의 신호 전극 4는 절연 케이스 2에 형성된 외부전극(도시하지 않음)을 사용하여 납땜(soldering)등에 의해 센서 실장면 3 위에 형성된 배선패턴(Wiring pattern, 도시하지 않음)에 접속된다.
가속도 센서 A와 일체로 구성된 가속도 검출소자로서의 바이모프 소자 1의 최대 감도 방향 P는, y축으로부터 z축을 향해 45°상방으로 경사져 있다. 또, 가속도 센서 B와 일체로 구성된 가속도 검출소자로서의 바이모프 소자 1의 최대 감도 방향 P는, x축으로부터 z축을 향해 상방으로 경사져 있다.
이하, 제2도와 제3도를 참고로 하여 가속도 검출소자의 실장 구조의 동작을 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에서, 가속도 검출소자(가속도 센서 A와 B)의 최대 감도는 S(mV/G)이다. 여기서, G는 중력 가속도이고, 일정 강도 이상의 충격을 가했을 때 검출을 위한 한계값(threshold)은 S1과 S2로 나타낸다.
먼저, 제2도에 나타낸 위치관계로 배치된 2개의 가속도 센서 A와 B의 실장 구조에 대하여 직교 좌표측 x축의 정(正)방향으로 1G의 가속도가 작용하는 것으로 가정한다. 그러면, y축에 일치하는 방향으로 배치된 가속도 센서 A의 검출 감도는 영(0)이 되고, 반면에, x축에 일치하는 방향으로 배치된 가속도 센서 B의 검출 감도는 최대 감도 S의 cos45°배로 나타난다. 따라서, 전기한 경우에서 가속도 센서 A에서 출력된 전기신호 VA는 0(mV)이고, 가속도 센서 B에서 출력된 전기신호 VB는 S×cos45°×1(mV)이다. 전기신호 VB가 입력된 제2의 비교기 회로 X2에서는, 비교기 처리는 한계값으로 설정된 S2로 실행된다. 즉, VBS2인 경우에는 비교기 신호 VS2=1이고, VB S2인 경우에는 비교기 신호 VS2=0이다. 비교기 신호 VS2는 제2의 비교기 회로 X2에서 논리 회로 X3로 출력된다.
또한, 직교 좌표축 y축의 정(正)방향으로 1G의 가속도가 작용하는 것으로 가정하면, y축에 일치하는 방향으로 배치된 가속도 센서 A의 검출 감도는 최대 감도 S의 cos45°배로 나타난다. 반면에, x축에 일치하는 방향으로 배치된 가속도 센서 B의 검출 감도는 영(0)이 된다. 따라서, 전기한 경우에서 가속도 센서 A에서 출력된 전기신호 VA는 S×cos45°×1(mV)이고, 가속도 센서 B에서 출력된 전기신호 VB는 영이다. 그 결과, 가속도 센서 A로부터 전기신호 VA만이 입력된 제1비교기 회로 X1에서는, 비교기 처리는 한계값으로 설정된 S1으로 실행된다. 즉, VAS1인 경우에는 비교기 신호 VS1=1이고, VA S1인 경우에는 비교기 신호 VS1=0이다. 그 후에, 비교기 신호 VS1는 제1비교기 회로 X1에서 논리 회로 X3로 출력된다.
한편, 직교 좌표축 z축의 정(正)방향으로 1G의 가속도가 작용하는 경우에, 가속도 센서 A와 B의 검출감도는 둘다 감도 5의 cos45°배로 나타나고, 가속도 센서 A와 B에서 출력된 전기신호 VA와 VB는 S×cos45°×1(mV)로 나타낸다. 또한, 가속도 센서 A로부터 전기신호 VA가 입력된 제1비교기 회로 X1에서, 비교기 처리는 한계값으로 설정된 S1으로 실행되고, 가속도 센서 B로부터 전기신호 VB가 입력된 제2비교기 회로 X2에서, 비교기 처리는 한계값으로 설정된 S2로 실행된다. 그 후에, 비교기 신호 VS1과 VS2는 제1 및 제2비교기 회로 X1과 X2에서 논리 회로 X3로 출력된다.
또한, 논리 회로 X3에서, 비교기 신호 VS1과 VS2중 하나 또는 둘다가 비교기 회로 X1 및 X2로부터 입력된 경우에, 비교기 신호 VS1과 VS2에 기초한 OR논리처리는, VS1=1 또는 VS2=1인 경우에, 논리 회로 신호 VL=1인 OR 논리 처리가 실행된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 구현예에서의 가속도 검출소자의 실장 구조를 채용하는 경우에, 검출감도는 직교 좌표축 x, y 및 z축의 어느 한 방향에 대해 실질적으로 동일한 정도이며, 즉 최대감도 S의 cos45°배의 검출 감도를 얻을 수 있다. 또한, 본 구현예의 실장 구조에서 감도의 검출에서 영(0)이 되는 방향은 가속도 센서 A와 B 둘다의 최대 감도 방향 P에 직교하는 방향일 것이므로, 넓은 범위에서 가속도를 검출할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.
그런데, 본 구현예의 실장 구조에서는, 가속도 센서 A와 B에 일체로 구성된 바이모프 소자 1의 최대 감도 방향 P를 센서 실장면 3에 45°의 경사각도로 경사지게 하였으나, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니며, 실제로 40°-50°범위로 할 수 있다. 경사각도 θ가 40°인 경우, cos40°대 cos45°의 비, 즉 cos40°/cos45°는 1.083이다. 경사각도 θ가 50°인 경우, cos50°대 cos45°의 비, 즉 cos50°/cos45°는 0.909이다. 이들비(ratio)는, 경사각도 θ가 45°인 경우의 값의 ±10%정도의 범위내에 있게된다. 따라서, 본 구현예에서와 실질적으로 동일하게 직교좌표축 x, y 및 z축의 어느 한 방향으로 검출 감도를 얻을 수 있다는 것이 명백해진다.
[구현예 2]
제4도는 가속도 센서를 보여주는 일부 절개 사시도이며, 두 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자의 실장 구조를 부분적으로 보여준다. 제5도는 가속도 검출소자의 실장 구조를 간략화해서 나타낸 설명도이며, 제6도는 두 번째 구현예의 실장 구조의 동작을 보여주는 기능 블록도이다. 또한, 가속도 검출소자를 포함하는 가속도 센서의 구조는 종래예와 첫 번째 구현예에서의 구조와 기본적으로 동일하다. 따라서, 제4도와 제5도에서, 제11도 및 제1도와 동일한 부품과 부분은 동일한 부호로 나타내고, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제4도에서 보는 바와 같이, 두 번째 구현예에 대응하는 각각의 가속도 센서는 양단 고정형 바이모프 소자 1과 전기한 소자를 수납하는 절연 케이스 2로 구성되고, 이 가속도 센서들은 배선 기판과 같은 센서 실장면 3 위에 부착된다. 전기한 경우에서, 바이모프 소자 1은, 센서 실장면 3에 대해 경사진 상태에서 절연 케이스 2에 배치되어 수납한다. 최대 감도 방향 P의 센서 실장면 3으로부터의 경사도 θ는 20°-30°, 예를 들면, 25°상방으로 설정된다.
두 번째 구현예의 가속도 실장 소자로서 작용하는 바이모프 소자 1에서, 한쌍의 압전 세라믹판 6을 둘다 상부 및 하부 표면상에 단형 평판 형상을 하고 있으며, 상부 및 하부 표면상에 신호 전극 4와 중간 전극 5가 형성되어 있다. 한쌍의 압전 세라믹판 6은 서로 대향하여 접합되고, 이것의 단부는 절단되어 두께 방향으로 경사각도 θ에 대응하여 25°경사진 판을 이루고 있다.
중간전극 5를 거쳐 접합된 각각의 압전 세라믹판 6은 두께 방향으로 서로 반대 방향으로 분극처리되고, 각각의 신호전극 4는 각각의 압전 세라믹판 6의 세로방향으로 서로 다른 단부에 연장되어 있고, 이것은 종래예에서와 동일하다. 또한, 전기한 경우에서 절연 케이스 2는 종래예에서와 동일하게 클램프 프레임 7과 케이스 리드 8로 구성되고, 바이모프 소자 1의 각각의 신호전극 4는, 절연 케이스 2의 서로 다른 외단면에 형성된 외부전극(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
한편, 제5도와 제6도에 나타낸것과 같이, 두 번째 구현예에서의 가속도 검출소자의 실장 구조에서는, 두 개의 가속도 센서 A'와 B'가 동일한 센서 실장면 3 위의 직교 좌표축 x축과 y축 각각에 일치하는 방향으로 실장되어 있다. 또한, 실장구조는, 실장된 가속도 센서 A'와 B'로부터 각각 출력된 전기신호 V'A와 V'B의 절대값의 합계(｜V'A｜+｜V'B｜)를 계산하는 연산 처리 수단 X4와 비교자회로 X5를 실장하고 있다. 전기한 계산을 실행하는 연산처리 수단 X4의 구조는 공지되어 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.
가속도 센서 A'와 B'의 각각은, 절연 케이스 2를 구성하는 케이스 리드 8의 외면에 배치되고 고정되어, 센서 실장면 3 위에 부착된다. 바이모프 소자 1의 각각은 신호 전극 4는 절연 케이스 2에 형성된 외부전극(도시 하지 않음)을 사용하여 납땜등에 의해 센서 실장면 3 위에 형성된 배선 패턴(도시하지 않음)에 접속된다. 전기한 경우에서 가속도 센서 A'와 일체로 구성된 바이모프 소자 1의 최대 감도 방향 P는, y축으로부터 z축을 향해 25°상방으로 경사져 있다. 또, 가속도 센서 B'에서 바이모프 소자 1의 최대 감도 방향 P는, x축으로부터 z축을 향해 25°상방으로 경사져 있다.
이하, 제5도와 제6도를 참고로 하여 두 번째 구현예의 가속도 검출소자의 실장 구조의 동작을 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에서, 가속도 검출소자(가속도 센서 A'와 B')의 최대 감도는 S'(mV/G)이고, 여기서 G는 중력 가속도이다.
먼저, 제5도에 나타낸 위치관계로 배치된 2개의 가속도 센서 A'와 B'의 실장 구조에 대하여 직교 좌표축 x축의 정(正)방향으로 1G의 가속도가 작용하는 것으로 가정한다. 그러면, y축에 일치하는 방향으로 배치된 가속도 센서 A'의 검출감도는 최대 감도 S'의 cos90°배로 나타나고, x축에 일치하는 방향으로 배치된 가속도 센서 B'의 검출감도는 최대 감도 S'의 cos25°배로 나타난다.
가속도 센서 A'에서 출력된 전기신호 V'A는 S'×cos90°×1(mV)이고, 가속도 센서 B'에서 출력된 전기신호 V'B는 S'×cos25°×1(mV)이다. 가속도 센서 A'와 B'로부터 각각 출력된 전기신호 V'A와 V'B의 절대값의 합계(｜V'A｜+｜V'B｜)를 계산하는 연산 처리 수단 ×4에서, 즉 ｜S' × cos90°｜+｜S' × cos25°｜= S' × 0.91(mV)가 합성신호 V'AB로서 계산된다. 전기한 순서로 계산된 합성신호 V'AB는 비교기 회로 ×5로 출력된다. 비교기 회로 X5에서, V'ABS0인 경우에는, 비교기 신호 V'S=1이고, V'ABS0인 경우에는 비교기 신호 V'S=0이다. 그 후에, 비교기 신호 V'S는 외부 방향으로 출력된다. 또한, 전기한 설명은 직교 좌표축 y축의 정(正)방향으로 1G의 가속도가 작용하는 경우로 주어지는 경우에도, 직교 좌표축 x축의 정(正)방향으로 1G의 가속도가 작용하는 경우와 동일하며, 합성신호 V'AB는 S' × 0.91(mV)로 계산된다.
또한, 제5도의 실장 구조에서는, 직교 좌표축 z축의 정(正)방향으로 1G의 가속도가 작용하는 경우에 다음과 같은 동작을 행한다. z축에 일치하는 방향에서 가속도 센서 A'와 B'의 검출 감도는 가속도 센서 A'와 B'의 경사각도 θ가 센서 실장면 3에 대해 25°이기 때문에, 최대 감도 S'의 cos65°배, 즉 cos(90° -25°)로 나타낸다. 따라서, 전기한 경우에서 가속도 센서 A'와 B'에서 각각 출력된 전기신호 V'A와 V'B는 모두 S' × cos65° × 1(mv)로 나타난다. 가속도 센서 A'와 B'로부터 각각 출력된 전기신호 V'A와 V'B의 절대값의 합계를 계산하는 연산 처리 수단 X4에서, 즉 합성신호 VAB가 ｜S' × cos65°｜+｜S' × cos65°｜= S' × 0.85(mV)로 계산된다.
두 번째 실시예에서의 가속도 센서의 실장 구조에서는, 검출감도는 직교 좌표축 x, y 및 z축의 어느 한 방향에 대해 실질적으로 동일한 정도로 제공된다. 또한, 두 번째 실시예의 실장 구조에서 감도의 검출에서 영(0)이 되는 방향은 가속도 센서 A'와 B'의 최대 감도 방향 P에 각각이 직교하는 방향이며, 넓은 범위에서 가속도를 검출할 수 있는 이점이 제공된다.
그런데, 두 번째 구현예에서, x축과 y축의 방향을 따라 가속도가 작용하는 경우에 합성신호 VAB는 S' × 0.91(mV)이고, z축의 방향을 따라 가속도가 작용하는 경우에 합성신호 VAB는 S' × 0.85(mV)이다. 그 차이는 가속도 센서 A'와 B'에서 가속도 검출소자(바이모프 소자 1)의 센서 실장면 3에 대한 경사각도 θ를 제작상의 측면에서 25°로 설정했기 때문이다. 계산상 경사각도 θ를 26.565...°로 설정해서, x, y 및 z축의 어느 한 방향으로 완전히 일치하는 검출 감도를 제공한다.
본 발명에서, 센서 실장면 3 위의 직교 좌표축 x축과 y축에 일치하는 방향으로 배치된 2개의 가속도 센서 A'와 B'를 일체로 구성한 바이모프 소자 1의 최대 감도 방향 P를 센서 실장면 3에 경사각도 θ를 0°-90°로 변화하는 경우에는 가속도 센서 A'와 B'로부터 각각 출력된 전기신호 V'A와 V'B의 절대값의 합계(｜V'A｜+｜V'B｜)는 표 1에 나타낸 바와 같이 변화 된다.
표 1은, 서로 직교한 3개의 축 방향에서 검출 감도는 각각의 가속도 센서 A'와 B'의 최대 검출 방향 P가 센서 실장면 3에 대해 20°-30°의 범위 사이로 경사진 경우에는, 가속도 센서 A'와 B'로부터 출력된 전기신호 V'A와 V'B의 절대값 합계의 계산에 의해서 실질적으로 동일하다는 것을 분명하게 나타낸다.
[구현예 3]
이하 본 발명의 세 번째 구현예에 대해 설명한다. 세 번째 구현예는 첫 번째와 두 번째 구현예에 적용할 수 있는 가속도 검출소자의 구조와 제조 방법을 나타낸다.
제7도는 본 발명의 세 번째 구현예에 따른 가속도 검출소자를 포함하는, 이동 케이스 리드를 제거한 상태에서의 가속도 센서를 보여주는 일부 절개 사시도이고, 제8a도-제8c도는 가속도 검출소자의 제조방법에서 전단계(前段階)를 보여주는 공정(工程)단면도이며, 제9a도와 제9b도는 가속도 검출소자의 제조 방법의 후단계(後段階)를 보여주는 공정(工程)단면도이다. 그리고, 제10a도, 제10b도 및 제10c도는 가속도 검출소자의 제조 방법에서 전단계(前段階)의 변형 예를 보여주는 공정(工程)단면도이다.
가속도 검출소자를 포함하는 가속도 검출소자 C는 종래예와 동일한 기능을 실행할 수 있는 바이모프 구조로 구성된다. 제7도에서 나타낸 것과 같이, 센서는 소정의 두께를 갖는 단형 평판형태의 압전 세라믹체 32, 예를 들면, 압전 세라믹으로 만든 그린 시트를 소성(燒成; baking)처리하여 제조한 압전 세라믹체 32를 포함한다. 압전 세라믹체 32 각각의 주면상에는 신호출력전극 33이 단일층 구조로 형성되어 있다. 일측(제7도에서 상부)에서의 신호출력전극 33은 압전 세라믹체 32의 일측 외단부(제7도에서 좌측면)에까지 연장되어 있다. 한편, 다른측(제7도에서 하부)에서의 신호출력전극 33의 압전 세라믹체 32의 다른쪽 외단부(제12도에서 우측면)에까지 연장되어 있다.
압전 세라믹체 32의 내부에서, 세로 방향으로 중앙위치와 단부 위치에 분리 배치된 3개의 내부전극 34는, 신호출력전극 33에 병렬로 접속되어 있다. 내부전극 34를 가로질러 서로 대향하여 배치된, 압전 세라믹체 32를 구성하는 세라믹 영역 35와 36은, 각기 내부전극 34와 동일하게 압전 세라믹체 32의 세로 방향으로 분리된 각각이 3부분으로 분할되어 있다. 즉, 중앙부 35a, 36a와 단부 35b, 36b로 분할된다. 또한, 세라믹 영역 35와 36에서, 각각의 중앙부 35a, 36a 및 단부 35b, 36b는 종래예와 동일하게 두께 방향으로 서로 다른 방향으로 분극처리된다.
가속도 검출소자는 압전 세라믹체 32, 신호출력전극 33 및 내부전극 34를 포함하고 있다.
세라믹 영역 35와 36에 대한 분극처리는 신호출력전극 33과 내부전극 34를 사용해서 행해진다. 여기서, 세라믹 영역 35을 구성하는 중앙부 35a와 단부 35b에는 분극방향 H와 I가 제공되고, 세라믹 영역 36을 구성하는 중앙부 36a와 단부 37a에는 분극방향 J와 K가 제공된다. 또한, 가속도 센서 C의 세로 방향으로의 양단선은 측면도에서 채널(⊃자) 형상을 하고 있는 한쌍의 클램프 프레임 37에 의해 지지되어 고정된다.
압전 세라믹체 32의 주면위에 형성된 각각의 신호출력전극 33은 압전 세라믹체 32와 클램프 프레임 37의 서로 다른 외단면 위에 형성된 외부 출력 전극 38과 39에 접속되어 있다.
이하, 제7도에서 나타낸 가속도 검출소자를 포함하는 가속도 센서의 제조 공정은 제8a도-제8c도 및 제9a도와 제9b도에 나타낸 공정 단면도를 참조하여 구체적으로 설명한다. 또한, 각각의 가속도 검출소자와 가속도 센서 C에 대응하는 크기와 형태의 범위를 가상선(價想線, imaginary line)으로 분할하여 나타낸다.
먼저, 제8a도에서 나타낸 것과 같이, 가속도 검출소자를 구성하는 압전 세라믹체 32의 수에 대응하는 크기와 형태를 갖는 단형 평판형태의 그린 시트, 즉 압전 세라믹으로 만들어지고 최종적으로 세라믹 영역 35와 36으로 변형되는 2개의 그린 시트를 준비하였다. 그런다음, 그린 시트 40중 하나(제8a도에서 하부)의 한쪽면에 즉, 모든 압전 세라믹체 32에 대응하는 한쪽면에서 세로 방향으로 모든 중앙위치와 단부위치에, 은이나 은-팔라듐(palladium)과 같은 도전성 페이스트(conductive paste)를 스크린 인쇄법 (screen printing)등으로 도포시킨 후에, 대략 100℃ 정도의 온도에서 도전성 페이스트를 건조시켜 서로 분리된 상태로 배치된 내부전극 패턴 41을 형성하였다.
제8b도에 나타낸 것과 같이, 그린 시트의 다른쪽 면, 즉 내부전극 패턴 41이 형성되지 않은 그린 시트 40의 일면은, 내부전극 패턴 41이 이미 형성된 그린 시트 40의 일면에 적층한 후에, 대략 1000℃ 정도의 온도에서 소성처리하였다. 그런다음, 적층한 상태의 두 개의 그린 시트 40을 소성처리로 서로 접합시키고, 이렇게 하여 일체로 형성된 압전 세라믹체 42를 만들었다. 또한, 2개의 그린 시트 40 사이에 삽입된 내부전극 패턴 41은 전기한 소성처리에 의해 동시에 소성되며, 이렇게 하여 서로 분리되어 배치된 각각의 내부전극 34를 형성되었다.
다음은, 제8c도에 나타낸 것과 같이, 압전 세라믹체 42의 주면위에 도전성 페이스트를 각각 도포시키고, 대략 100℃정도의 온도에서 페이스트 기체를 건조시켜 신호출력전극 패턴 43을 형성한 후에, 대략 800℃정도의 온도에서 소성처리하여 신호출력전극 33 각각을 형성하였다. 그 후에, 신호출력전극 33과 내부전극 34 사이에 직류전계를 인가하여, 압전 세라믹체 32를 구성하는 세라믹 영역 35와 36의 중앙부 35a, 36a 및 단부 35b, 36b를 분극처리하였다. 각부 35a, 36a, 35b 및 36b는 분극처리는 제7도에 나타낸 H-K로 설정된 분극방향으로 분극된다.
이 후에, 제9a도에 나타낸 것과 같이, 소정의 폭을 가진 흠 44가 내면측의 소정의 위치에 형성된 클램프 프레임 기체 45를 준비하였고, 신호 출력전극 33이 형성된 압전 세라믹 기체 42의 주면위에 클램프 프레임 기체 45를, 붙여서 일체화하였다. 또한, 각각에서 압전 세라믹 기체 42와 클램프 프레임 기체 45를 각각의 압전 세라믹체 32에 대응하는 크기와 형태의 범위를 분할하여 설정한 가상선의 각각에서 절단하였다. 이렇게 하여, 제9b도에 나타낸 것과 같이, 가속도 센서는 한쌍의 클램프 프레임 37과, 압전 세라믹체 32, 신호출력전극 33 및 내부전극 34를 포함하는 가속도 검출소자로 구성된다.
가속도 검출소자의 각각의 외단면위에, 즉 압전 세라믹체 32와 클램프 프레임 37의 외단면위에, 외부 출력 전극 38과 39를 형성하고, 제7도에 나타낸 바이모프 구조의 가속도 센서 C로서 완성하였다. 또한, 각각의 신호출력전극 33은 외부 출력 전극 38과 39의 각각에 T자 형으로 접속되고, 서로 전도성이 있다.
본 발명의 세 번째 구현예에 따른 가속도 센서 C의 제조 방법은 제8a도-제8c도에 나타낸 제조공정에 한정되는 것이 아니고, 제10a도-제10c도에 나타낸 공정을 채용할 수도 있다.
제10a도-제10c도는 가속도 검출소자의 제조시 전단계의 변형예를 보여주며, 여기에서 제8a도-제8c도에서와 동일한 부품과 부분에는 동일한 부호로 나타내었다.
제10a도에 나타낸 변형예에서, 먼저, 이미 소성처리한 단형 평판형태의 압전 세라믹판, 즉 가속도 센서를 구성하는 압전 세라믹체 32의 수에 대응하는 크기와 형태를 갖는 두 개의 압전 세라믹판 47를 준비하였다. 그리고, 각각의 압전 세라믹판 47의 표면에, 즉 단일 압전 세라믹체 32에 대응하는 각각의 면의 세로 방향으로의 중앙위치와 단부위치에서 도전성 페이스트를 도포하고, 건조 시켜서 서로 분리된 상태로 배치된 내부전극 패턴 41을 각기 형성하였다.
그 후에, 제10b도에 나타낸 것과 같이, 각각의 압전 세라믹판 47의 다른쪽 면위에 도전성 페이스트를 도포하여, 신호출력전극 패턴 43을 형성하고, 내부전극 패턴 41과 신호출력전극 패턴 43을 동시에 소성 처리하여, 각각의 신호출력전극 33과 각각의 내부전극 34를 형성하였다. 각각의 압전 세라믹판 47에서 신호출력전극 33과 내부전극 34 사이에 직류 전계를 인가하여, 각각의 압전 세라믹판 47의 세로 방향으로 배치된 중앙부 47a와 단부 47b를 분극처리하였다. 최종적으로, 각각의 압전 세라믹판 47은 세라믹 영역 35와 36이 되고, 전기한 분극처리에 의해 전기한 세라믹 영역 35와 36의 중앙부 35a, 36a 및 단부 35b, 36b는 분극처리된다.
또한, 제10c도에 나타낸 것과 같이, 내부전극 34가 이미 형성된 압전 세라믹판 47의 면들을 열경화성(熱硬化性; thermosetting) 접착제(도시하지 않음)를 사용하여 접착시키고 가열하여, 압전 세라믹판 47을 일체화하여 압전 세라믹 기체 42를 형성하였다. 전기한 공정에 따라 제조되는 압전 세라믹 기체 42는 제8c도에서 나타낸 것과 동일한 구조로 제공된다. 그 후에, 압전 세라믹기본체 42는 제9a도와 제9b도로 나타낸 제조방법의 후단계(後段階) 공정에 따라 처리되며, 제7도에 나타낸 바이모프 구조를 갖는 가속도 센서 C로 완성된다.
세 번째 구현예에서의 가속도 검출소자와 제조 방법에 의하면, 분극처리는 내부전극을 분리한 후에 행하였다. 따라서, 분리된 표면전극을 미리 형성 시킨후에 분극 처리를 행하는 것은 불필요하고, 분극 처리를 행한 후에 접속 전극을 형성하여 신호출력전극을 구성하는 것 또한 불필요하다.
또한, 세 번째 구현예에서 가속도 검출소자는 압전 세라믹체 32, 신호출력전극 33 및 내부전극 34로 구성되며, 가속도 검출 소자가 첫 번째와 두 번째 구현예에서 사용된 가속도 센서에서와 같이 센서 실장면으로부터 경사지도록 가속도 센서 C를 형성할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서의 가속도 검출소자의 실장 구조에 따르면, 2개의 가속도 검출소자를 사용하여 서로 직교하는 3개의 축 방향 중 어느 한 방향으로 작용하는 가속도를 거의 동일한 검출 감도로 검출하는 것이 가능하고, 폭 넓은 범위로 가속도를 검출할 수도 있다.
그 결과, 본 발명은, 실장구조를 간략화시킬 수 있으며, 비용도 감소시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가속도 검출소자와 제조 방법에 따르면, 분리 배치된 내부전극을 압전 세라믹체의 내부에 형성하고, 전기한 내부전극을 사용하여 세라믹 영역의 각부에 분극처리를 행하였다. 따라서, 분리된 표면 전극을 압전 세라믹체의 주면상에 미리 형성시킨 후에 분극 처리를 행하는 것을 불필요하고, 분극 처리를 행한 후에 접속 전극을 형성하여 2층구조의 신호출력전극을 구성하는 것 또한 불필요하다. 그 결과, 본 발명은, 2층 구조의 신호출력전극을 구성하는데 있어서의 문제점들이 발생되지 않고, 가속도 검출소자를 제조하는데 있어서의 시간과 노력을 절약할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (9)

  1. 서로 직교하는 x, y 및 z축에 대한 가속도 검출소자의 실장 구조(mounting arrangement)로서 : 첫 번째 및 두 번째의 두 개의 가속도 검출 소자들; 및 상기 가속도 검출 소자들중 상기 첫 번째 가속도 검출소자로부터의 전기 신호, 상기 두 번째 가속도 검출 소자로부터의 전기 신호, 또는 상기 두 개의 가속도 검출 소자들 양자로부터의 전기 신호가 발행한 경우 논리 1(ONE)을 출력하는 OR 논리 회로를 포함하는 검출 회로를 포함하며, 상기 첫 번째 가속도 검출소자는 y축으로부터 z축을 향해 40°-50°로 경사진 최대 감도 방향을 가지며, 상기 두 번째 가속도 검출소자는 x축으로부터 z축을 향해 40°-50°로 경사진 최대 감도 방향을 가짐으로써, 상기 세 개의 모든 좌표축을 따라 실질적으로 일정한 가속도 검출감도를 제공하는 것을 특징으로 하는 가속도 검출소자의 실장 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 가속도 검출소자는, 양단이 고정된 압전 세라믹 바이모프(bimorph) 소자를 포함하는 것을 특징으로하는 가속도 검출소자의 실장 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가속도 검출소자는 단형 평판형태( rectangular plate shape)의 한쌍의 압전 세라믹체; 상기 압전 세라믹체의 세로 방향으로 중앙위치와 단부위치에 서로 분리되어, 상기 압전 세라믹체의 내부에 배치된 내부전극; 및 상기 압전 세라믹체의 외측 주면상에 배치된 신호출력전극을 포함하며, 서로 대향하는 상기 압전 세라믹체의 세로 방향으로의 각각의 중앙부와 단부는 상기 내부전극을 사용하여 두께 방향으로 서로 반대로 분극처리됨을 특징으로 하는 가속도 검출소자의 실장 구조.
  4. 서로 직교하는 x, y 및 z에 대한 가속도 검출소자의 실장 구조로서; 첫 번째 및 두 번째의 두 개의 가속도 검출소자; 및 상기 각각의 가속도 검출소자로부터 출력된 전기신호의 절대값의 합계를 계산하는 연산회로를 포함하며, 상기 첫 번째 가속도 검출소자는 y축으로부터 z축을 향해 20°-30°로 경사진 최대 감도 방향을 가지며, 상기 두 번째 가속도 검출소자는 x축으로부터 z축을 향해 20°-30°로 경사진 최대 감도 방향을 가짐으로써, 상기 세 개의 모든 좌표축을 따라 실질적으로 일정한 가속도 검출감도를 제공하는 것을 특징으로 하는 가속도 검출소자의 실장구조.
  5. 제4항에 있어서, 상기 각각의 가속도 검출소자는, 양단이 고정된 압전 세라믹 바이모프(bimorph) 소자를 포함하는 것을 특징으로하는 가속도 검출소자의 실장 구조.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 가속도 검출소자는 단형 평판형태( rectangular plate shape)의 한쌍의 압전 세라믹체; 상기 압전 세라믹체의 세로 방향으로 중앙위치와 단부위치에 서로 분리되어, 상기 압전 세라믹체의 내부에 배치된 내부전극; 및 상기 압전 세라믹체의 외측 주면상에 배치된 신호출력전극을 포함하며, 서로 대향하는 상기 압전 세라믹체의 세로 방향으로의 각각의 중앙부와 단부는 상기 내부전극을 사용하여 두께 방향으로 서로 반대로 분극처리됨을 특징으로 하는 가속도 검출소자의 실장 구조.
  7. 서로 직교하는 x축, y축 및 z축에 대해 실장된 첫 번째와 두 번째의 두 개의 가속도 검출소자들; 및 상기 가속도 검출소자들 중 상기 첫 번째 가속도 검출소자로부터의 전기 신호, 상기 두 번째 가속도 검출 소자로부터의 전기 신호, 또는 상기 두 개의 가속도 검출 소자들 양자로부터의 전기 신호가 발행한 경우 논리 1(ONE)을 출력하는 OR 논리 회로를 포함하는 검출 회로를 포함하며, 상기 첫 번째 가속도 검출소자는 y축으로부터 z축을 향해 40°-50°로 경사진 최대 감도 방향을 가지며, 상기 두 번째 가속도 검출소자는 x축으로부터 z축을 향해 40°-50°로 경사진 최대 감도 방향을 가짐으로써, 상기 세 개의 모든 좌표축을 따라 실질적으로 일정한 가속도 검출감도를 제공하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  8. 서로 직교하는 x축, y축 및 z축에 대해 실장된 첫 번째와 두 번째의 두 개의 가속도 검출소자들; 및 상기 각각의 가속도 검출소자로부터 출력된 전기신호의 절대값의 합계를 계산하는 연산회로를 포함하며, 상기 첫 번째 가속도 검출소자는 y축으로부터 z축을 향해 20°-30°로 경사진 최대 감도 방향을 가지며, 상기 두 번째 가속도 검출소자는 x축으로부터 z축을 향해 20°-30°로 경사진 최대 감도 방향을 가짐으로써, 상기 세 개의 모든 좌표축을 따라 실질적으로 일정한 가속도 검출감도를 제공하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  9. 제7항에 있어서, 상기 검출 회로는, 상기 첫 번째 검출소자로부터의 전기신호와 소정의 값을 비교하여 상기 첫 번째 검출소자로부터의 상기 전기신호가 소정의 값보다 큰 경우에는 논리 1(ONE)을 출력하고 상기 첫 번째 검출소자로부터의 상기 전기신호가 소정의 값보다 작거나 같은 경우에는 논리 영(ZERO)을 출력하는 제1비교자; 및; 상기 두 번째 검출소자로부터의 전기신호와 상기 소정의 값을 비교하여 상기 두 번째 검출소자로부터의 상기 전기신호가 상기 소정의 값보다 큰 경우에는 논리 1을 출력하고 상기 두 번째 검출소자로부터의 상기 전기신호가 상기 소정의 값보다 작거나 같은 경우에는 논리 영을 출력하는 제2비교자를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
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