KR100779352B1

KR100779352B1 - 각속도 센서

Info

Publication number: KR100779352B1
Application number: KR1020060037884A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 오오따; 도시노부 호소까와; 히로시 다나까; 마사노리 야찌; 쯔또무 미야시따; 히로시 이시까와
Original assignee: 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤; 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-23
Also published as: CN1854684A; JP2006308498A; KR20060113468A; US20060243049A1; EP1717551A2

Abstract

본 발명의 과제는 소형의 각속도 센서를 제공하는 것이다.

각속도를 검지하는 음차형 진동자(10)와, 음차형 진동자(10)를 실장하는 패키지(30)를 갖고, 음차형 진동자(10)를 패키지(30)의 대각선 상에 배치한 구성으로 한다. 각속도 센서는 패키지(30)를 보유 지지하는 기판(50)을 갖고, 음차형 진동자(10)가 연직 방향에 대해 소정 각도 기울어지도록 패키지(30)를 기판(50)에 부착한다. 음차형 진동자(10)를 패키지(30)에 고정하는 리드 프레임(20)을 설치하고, 리드 프레임(20)은 단면이 역ㄷ자 형상인 굴곡부를 갖고, 굴곡부에 의해 패키지(30)와 리드 프레임(20) 사이에 공간을 형성한다.

음차형 진동자, 패키지, 리드 프레임, 기판, 뱅크, 와이어

Description

각속도 센서 {ANGULAR VELOCITY SENSOR}

도1은 본 발명의 제1 실시예의 구성을 도시하는 도면.

도2는 음차형 진동자의 전극 패턴을 나타내는 도면.

도3은 본 발명의 제1 실시예의 구성을 도시하는 도면.

도4는 전자 부품의 탑재예를 나타내는 도면.

도5는 전자 부품의 탑재예를 나타내는 도면.

도6은 음차형 진동자를 연직 방향에 대해 경사지게 하여 회로 기판에 부착한 상태를 도시하는 도면.

도7은 회로 기판과 패키지와의 전기적인 접속을 설명하기 위한 도면.

도8은 본 발명의 제2 실시예의 구성을 도시하는 도면.

도9는 각속도 센서의 실장면에 대해 수직 방향으로 음차형 진동자를 보유 지지하는 구성을 도시하는 도면.

도10은 각속도 센서의 부착면에 대해 수직 방향으로 음차형 진동자를 보유 지지하는 구성을 도시하는 도면.

도11은 음차형 진동자를 2축 배치한 구성을 도시하는 도면.

도12는 리드 프레임의 구성을 도시하는 도면.

도13은 음차형 진동자를 3축 배치한 구성을 도시하는 도면.

도14는 음차형 진동자를 2축 배치한 구성을 도시하는 도면.

도15는 전자 부품의 회로 기판에의 실장예를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 200, 300, 400 : 음차형 진동자

11, 12 : 아암

13 : 베이스

20 : 리드 프레임

21 : 전자 부품

30 : 패키지

31 : 공간

32 : 패드

33 : 뱅크

34, 35 : 외부 접속 패드

42 : 와이어

50 : 회로 기판

51 : 지지 기판

[문헌 1] 국제 공개 번호 WO03/100350A1

[문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-227844호 공보

본 발명은 각속도 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음차형 진동자를 이용한 각속도 센서에 관한 것이다.

각속도 센서는 회전시의 각속도를 검지하는 센서로, 카메라의 손떨림 방지나 차량 네비게이션 등의 시스템, 자동차나 로봇의 자세 제어 시스템 등에 이용되고 있다.

일반적으로, 각속도 센서의 검출축이 검출 기준면에 대해 기울어짐으로써 감도 오차나 타축 감도 등의 문제가 발생한다. 이 경우에는, 정확한 각속도를 검출할 수 없어, 각속도 센서를 이용한 제어 시스템은 각도 오차에 기인한 다양한 문제점을 갖게 된다.

예를 들어, 차량 네비게이션에 있어서는, 통상 각속도 센서는 자동차의 대시 보드에 수납된다. 대시 보드에 각속도 센서를 구비한 제어 시스템을 부착한 경우, 각속도 센서의 검출축이 기준면인 지면(地面)에 수직이면, 정밀도 좋게 각속도를 검지할 수 있다.

그런데, 최근 자동차의 대시 보드는 지면에 대해 기울어져 있는 경우가 있다. 경사진 대시 보드에 제어 시스템을 부착한 경우, 각속도 센서의 검출축이 기울어져 각속도 검출 오차가 커지게 된다.

특허문헌 1 및 2에는 진동자를 기대(基臺)의 실장면에 대해 경사지게 하여 부착한 각속도 센서가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 진동자를 보유 지지하는 보유 지지 부재를 탄성 변형함으로써 진동자의 경사 각도를 조정하고 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 미리 설정된 소정 각도만큼 검출 소자를 경사지게 하여 부착부에 고정하고 있다.

[특허문헌 1] 국제 공개 번호 WO03/100350A1

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-227844호 공보

음차형 진동자는, 통상 이것을 보호하기 위한 패키지에 내포되고, 이를 기판에 부착하고 있지만, 음차형 진동자를 경사지게 하기 위해 패키지도 경사지게 하면, 기울어진 패키지에 의해 높이가 높아지게 되어 각속도 센서를 소형화할 수 없게 되는 문제가 발생한다. 또한, 특허문헌 2에서는, 음차형 진동자를 경사지게 하는 각도마다 부착 부품이 필요해져, 구성이 복잡해지는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 소형의 각속도 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 소형이며 또한 각속도의 검출축을 간단하고 또한 융통성 있게 설정할 수 있는 각속도 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 각속도 센서는, 각속도를 검지하는 진동자와, 상기 진동자를 실장하는 패키지를 갖고, 상기 진동자를 상기 패키지의 대각선 상에 배치한 구성으로 한다. 이와 같이 본 발명은 각속도를 검지하는 진동자를 패키지의 대각선 상에 배치하도록 함으로써, 이 진동자가 부착된 패키지를 진 동자가 기울어지도록 기판에 부착하였을 때에, 패키지의 높이를 낮게 할 수 있다. 따라서, 장치를 박형화시킨 소형의 각속도 센서를 제공할 수 있다.

상기 각속도 센서에 있어서, 상기 패키지를 보유 지지하는 기판을 갖고, 상기 진동자가 연직 방향에 대해 소정 각도 기울어지도록 상기 패키지를 상기 기판에 부착하면 된다. 따라서, 경사진 부착면에 각속도 센서를 부착해도 검출축을 적절한 방향으로 설정할 수 있다.

상기 각속도 센서에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 진동자를 복수개 갖고, 각각의 각속도 센서는 상기 패키지의 상기 대각선 상이며, 각속도의 검출축이 다른 복수의 방향에 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 의해, 복수 방향의 각속도를 검출할 수 있다.

또한 상기 대각선은 상기 패키지의 가장 떨어진 대각을 연결하는 대각선으로 할 수 있다.

상기 각속도 센서에 있어서, 상기 기판은 상기 진동자의 소정 각도의 경사에 따라서 복수의 전극을 갖고 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 의해, 진동자의 경사 각도를 변경해도 패키지와 기판의 전기적인 접속을 취할 수 있다.

상기 각속도 센서에 있어서, 상기 복수의 전극은 상기 패키지를 소정 각도 회전시켜도 상기 패키지와 상기 기판의 전기적인 접속이 가능한 크기로 형성되어 있는 구성이거나, 상기 복수의 전극은 상기 기판 상에 동심원 형상으로 배치된 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 의해, 진동자를 경사지게 하기 위해 패키지를 회전시켜도 패키지와 기판의 전기적인 접속을 취할 수 있다.

또한 상기 각속도 센서에 있어서, 상기 진동자를 상기 패키지에 고정하는 리드 프레임을 갖고, 상기 리드 프레임은 단면이 역ㄷ자 형상인 굴곡부를 갖고, 상기 굴곡부에 의해 상기 패키지와 상기 리드 프레임 사이의 공간을 형성하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임은 상기 진동자를 지지하는 평탄부를 갖고, 상기 리드 프레임을 지지하는 상기 패키지의 면에는 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부에 의해 상기 패키지와 상기 리드 프레임 사이의 공간을 형성하는 구성으로 할 수도 있다. 이 구조에 의해 간단한 구성임에도 불구하고 높은 검출 정밀도를 갖는 생산성이 우수한 각속도 센서를 제공할 수 있다. 또한 상기 리드 프레임은 예를 들어, 상기 평탄부를 지지하는 부재와, 상기 진동자가 소정의 높이로 되도록 높이를 조정하는 돌기 부재를 갖고 있다.

상기 각속도 센서에 있어서, 상기 복수 실장된 진동자는 상기 패키지의 면으로부터 다른 높이 위치에 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이 진동자는 상기 패키지의 높이 방향에 있어서 입체 교차하고 있는 구성으로 할 수 있다.

상기 각속도 센서에 있어서, 상기 패키지를 지지하는 회로 기판과, 상기 각속도 센서의 실장면에 대해 상기 회로 기판을 수직으로 지지하는 지지 기판을 갖는 구성으로 할 수 있다. 이 각속도 센서는 상기 회로 기판 상에 형성된 칩 부품을 갖고, 상기 패키지는 상기 칩 부품을 덮도록 전기 회로 기판에 부착되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 각속도 센서는 상기 패키지를 지지하는 지지 기판과, 상기 패키지에 지지되는 접속 부재와, 상기 접속 부재를 거쳐서 상기 패키지와의 전기적 접속이 형성되는 회로 기판을 갖고 있으면 된다. 상기 각속도 센서는 상기 회로 기판 상에 형성된 칩 부품을 갖고, 상기 패키지는 상기 칩 부품을 덮도록 상기 접속 부재를 거쳐서 상기 회로 기판을 지지하고 있는 구성으로 할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 최량의 실시예를 상세하게 설명한다.

[제1 실시예]

도1에 제1 실시예의 각속도 센서(100)의 구성을 도시한다. 또, 도1의 (a)는 각속도 센서(100)의 평면도이고, 도1의 (b)는 음차형 진동자(10)의 구성을 도시하는 도면이고, 도1의 (c)는 각속도 센서(100)의 도1의 (a)에 나타내는 A-A'선 단면도이다.

도1의 (a)에 도시하는 각속도 센서(100)는 음차형 진동자(10)와, 리드 프레임(20)과, 세라믹으로 형성된 패키지(30)와, 음차형 진동자(10)를 배치한 패키지(30)를 실장하는 회로 기판(50)을 갖고 있다. 회로 기판(50)은 지지 기판(51)에 수직으로 부착되어 있다.

음차형 진동자(10)는 도1의 (b)에 도시한 바와 같이 베이스(13)와, 베이스(13)로부터 동일 방향으로 신장하는 이격 배치된 2개의 아암(11, 12)을 갖고 있다. 리드 프레임(20)은 도1의 (c)에 도시한 바와 같이 베이스(13)를 지지하고, 음차형 진동자(10)를 패키지(30)에 고정한다.

패키지(30)는 세라믹으로 형성되고, 도1의 (c)에 도시한 바와 같이 내부에 복수의 패드(단자)(32)를 지지하는 뱅크(33)가 도시한 바와 같이 형성되어 있다. 뱅크(33) 상의 패드(32)와 음차형 진동자(10)와의 전기적인 접속은 도1의 (c)에 도시한 바와 같이 와이어(42)로 행해진다.

여기서, 음차형 진동자(10)와 패키지(30)의 전기적인 접속에 대해 상세히 설명한다. 음차형 진동자(10)에는 도2에 도시하는 전극이 형성되어 있다. 도2의 (a)는 음차형 진동자(10)의 표면측을 나타내고, 도2의 (b)는 이면측을 나타낸다. 아암(11)에는 검출 전극(11a, 11b, 11c)이 설치되어 있다. 검출 전극(11a와 11b)은 전극(11d)으로 접속되어 있다. 검출 전극(11a)에는 인출 전극(11f)이 설치되어 있다. 전극(11c)은 인출 전극(11e)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 아암(12)에는 검출 전극(12a, 12b, 12c)이 설치되어 있다. 검출 전극(12a와 12b)은 전극(12d)으로 접속되어 있다. 전극(12a)에는 인출 전극(12f)이 설치되어 있다. 전극(12c)은 인출 전극(12e)에 접속되어 있다. 음차형 진동자(10)의 표면에는 구동 전극(14a)이 설치되고, 인출 전극(14b)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 이면에는 구동 전극(15a)이 설치되고, 인출 전극(15b)에 접속되어 있다. 또, 도3에 도시하는 음차형 진동자(10)의 베이스(13) 형상이 도1에 도시하는 것과 약간 다르다.

도2에 도시하는 인출 전극은 예를 들어 도3의 (a)에 도시한 바와 같이, 와이어(42)를 이용하여 패키지(30)에 설치된 패드(단자)(32)에 본딩된다. 패드(32)는 뱅크(33) 상에 형성되어 있고, 패키지(30)에 설치된 배선에 접속되어 있다. 여기서, 도3의 (a)는 각속도 센서(100)의 평면도, 도3의 (b)는 단면도, 도3의 (c)는 바닥면도이다. 패키지(30)의 상면은 개방되어 있고, 사각 형상으로 형성된 패키지(30)의 부착면에는 외부 접속 패드(단자)(34)가 형성되어 있다. 외부 접속 패드 (34)는 패키지(30) 내부의 배선을 거쳐서, 음차형 진동자(10)의 각 전극에 접속되어 있다. 패키지(30)의 바닥면에는, 패키지(30) 내부의 배선에 접속되는 외부 접속 패드(단자)(35)가 형성되어 있다. 또, 도3의 (a) 내지 도3의 (c)에는 좌표축(X, Y, Z)이 나타나 있고, 각속도 센서(100)는 X축을 중심으로 하는 각속도(ωx)를 검출한다.

음차형 진동자(10)의 바로 아래의 패키지(30) 상에는 전자 부품(21)의 탑재 영역(16)이 준비되고, 패키지(30) 상에는 전자 부품(21)과의 접속 전극(17)이 설치되어 있다. 도4에 탑재 영역(16)에 전자 부품(21)을 탑재한 예를 나타낸다. 또, 전자 부품(21)의 배치 위치는 도4에 나타내는 것뿐만 아니라, 도5에 나타내는 것도 생각할 수 있다. 도5의 (a)에 나타내는 예에서는, 전자 부품(21)을 회로 기판(50)측에 탑재한 예를 나타내고, 도5의 (b)에 나타내는 예에서는, 전자 부품(21)을 회로 기판(50)의 패키지(30) 탑재면과는 반대측에 설치한 예를 나타낸다. 또한, 도5의 (c)에는 회로 기판(50)측이 아닌, 패키지(30)측에 전자 부품(21)과 음차형 진동자(10)를 탑재한 예를 나타낸다.

본 실시예의 각속도 센서(100)는 도1의 (a)에 도시한 바와 같이 사각 형상의 패키지(30)의 대각선 상에 음차형 진동자(10)를 배치한다. 이와 같이 음차형 진동자(10)를 배치함으로써, 도6에 도시한 바와 같이 음차형 진동자(10)를 연직 방향으로부터 경사지게 하도록 패키지(30)를 회로 기판(50)에 부착하였을 때에, 패키지(30)의 높이를 낮게 하여 장치를 박형화할 수 있다. 또, 도1의 (a)에 나타내는 예에서는, 패키지(30)를 정사각형 또는 마름모꼴에 가까운 형태로 하였으므로, 2개의 대각선 길이가 대략 동일하지만, 패키지를 다각형으로 한 경우에 길이가 다른 대각선을 갖고 있다. 이와 같은 경우에는, 어느 쪽의 대각선을 선택해도 본 실시예의 효과를 얻을 수 있다.

도7에 패키지(30)와, 회로 기판(50)과의 접속부의 구성을 도시한다. 도7에 도시한 바와 같이 회로 기판(50)의 패키지 탑재면측에는 패키지의 외부 접속 패드(단자)(35)와의 전기적인 접속을 취하는 복수의 전극(36)이 설치되어 있다. 전극(36)은 패키지(30)의 회전에 대응할 수 있도록 복수의 전극으로 이루어진다. 또한 이들 전극(36)은 패키지를 소정 각도 회전시켜도 패키지(30)와 회로 기판(50)의 전기적인 접속이 가능한 크기로 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 이들 복수의 전극(36)을 회로 기판(50)에 동심원 형상으로 배치하고 있다. 전극(36)을 이와 같이 배치함으로써, 패키지(30)를 회로 기판(50)에 대해 회전시켜 음차형 진동자(10)의 경사 각도를 조정해도, 패키지(30)와 회로 기판(50)과의 전기적인 접속을 확실하게 취할 수 있다.

[제2 실시예]

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예는 사각 형상이었던 패키지(30)의 모서리를 제거하여, 도8에 도시한 바와 같이 다각 형상으로 함으로써 패키지(30)의 높이를 더 억제하는 것이다. 도8에 점선으로 나타내는 사각형이 상술한 제1 실시예의 패키지의 크기이고, 본 실시예의 패키지(30)의 형상을 실선으로 나타낸다. 도8의 (a)에 도시한 바와 같이 패키지(30)의 모서리를 절결하여 다각 형상으로 함으로써, 패키지(30)와 이를 부착하는 회로 기판(50)의 높이를 박형화할 수 있다. 도8의 (b)에는 음차형 진동자(10)가 경사지도록 패키지(30)를 회전시켜 회로 기판(50)에 부착하였을 때의 모습을 도시한다. 도8의 (b)에 도시한 바와 같이 음차형 진동자(10)가 경사지도록 패키지를 회전시켜도, 패키지의 높이가 높아지는 일이 없어 장치를 소형화할 수 있다.

도9에, 도8에 도시한 각속도 센서(100)를 캡 내에 밀봉하여, 각속도 센서(100)의 실장면에 대해 수직 방향으로 음차형 진동자(10)를 보유 지지하는 구성을 도시한다. 도9의 (a)는 도8에 도시하는 각속도 센서(100)를 도시하는 평면도, 도9의 (b)는 캡 내에 밀봉된 각속도 센서(100)의 정면도(내부를 투시한 상태로 도시하고 있음), 도9의 (c)는 그 측면도, 도9의 (d)는 각속도 센서(100)의 측면도, 도9의 (e)는 각속도 센서(100)의 바닥면도이다.

각속도 센서(100)는 패키지(30)를 부착하는 회로 기판(50)과, 각속도 센서(100)의 실장면에 대해 회로 기판(50)을 수직으로 지지하는 스템(64)을 갖는다. 패키지(30)의 개구면은 회로 기판(50)에 부착되어 있다. 회로 기판(50) 상에는 전자 부품(66)이 탑재되고, 패키지(30)는 이 전자 부품(66)을 덮도록 위치 결정되어 있다. 회로 기판(50)의 배면에도 전자 부품(62)이 설치되어 있다. 음차형 진동자(10)는 전자 부품(62)에 대향하고 있다. 회로 기판(50)은 스템(64)에 지지되어 있고, 음차형 진동자(10)의 검출축은 스템(64)에 수직인 방향에 일치한다. 외부 접속핀(65)은 일부를 제외하고 회로 기판(50)의 배면에 설치된 패드에 접속되어 있다. 외부 접속핀(65)과 스템(64)은 일체화 구조이며, 전기적으로는 절연이다. 외부 접속핀(65)은 프린트 기판(64B)을 관통하여, 프린트 기판(64B)의 바닥면 중앙부 로부터 단부를 향해 양방향[프린트 기판(64B)의 짧은 방향]으로 연장되어 있다. 프린트 기판(64B)은 다층 구성이다. 캡(68)은 패키지(30), 회로 기판(50), 스템(64)을 덮도록 각속도 센서(100)의 내부를 기밀하게 밀봉한다. 캡(68)은 예를 들어 접착제를 이용하여 스템(64)에 고정된다.

각속도 센서(100)의 부착 구조의 다른 예를 도10을 참조하면서 설명한다. 이 각속도 센서(100)는 각속도 센서(100)의 부착면에 대해 수직 방향으로 음차형 진동자(10)를 보유 지지하는 구성이다. 도10의 (a)는 각속도 센서(100)의 평면도, 도10의 (b)는 각속도 센서(100)의 정면도(내부를 투시한 상태로 나타내고 있음), 도10의 (c)는 그 측면도, 및 도10의 (d)은 각속도 센서(100)의 바닥면도이다. 각속도 센서(100)는 몰드로 형성된 지지 기판(74)에 부착되어 있다. 회로 기판(50)도 마찬가지로 지지 기판(74)에 부착되어 있다. 각속도 센서(100)와 회로 기판(50)은 이격되어 있다. 각속도 센서(100)의 패키지(30)의 배면에는 복수의 패드(36)가 설치되어 있다. 이 패드(36)는 패키지(30) 내의 배선을 거쳐서 내부의 음차형 진동자(10)의 전극에 접속되어 있다. 패드(36)에는 핀 형상의 접속 부재(72)가 접속되어 있다. 접속 부재(72)는 전자 부품(66)이 설치되어 있는 회로 기판(50)의 한쪽 면에 연장되어 있고, 이 면에 형성되어 있는 패드에 접속되어 있다. 회로 기판(50)의 다른 쪽 면에도 전자 부품(62)이 부착되어 있다. 전자 부품(62)은 패키지(30)에 면하고 있다. 지지 기판(74)에는 접속핀(75)이 부착되어 있고, 일부를 제외하여 회로 기판(70) 상의 패드에 전기적으로 접속되어 있다. 접속핀(75)을 거쳐서 외부와 음차형 진동자(10)와의 접속을 형성할 수 있다.

[제3 실시예]

다음에, 본 발명의 제3 실시예에 대해 도11, 도12를 참조하면서 설명한다. 본 실시예의 각속도 센서(100)는 하나의 패키지(30) 내에 2개의 음차형 진동자(200, 300)를 이들 두께 방향으로 입체 교차시킨 구성이다. 본 실시예의 음차형 진동자(200, 300)도 상술한 실시예와 마찬가지로 패키지의 대각선 상에 음차형 진동자(200, 300)의 길이 방향이 배치되어 있다. 또, 도11의 (a)에는 각속도 센서(100)의 평면도를 도시하고, 도11의 (b)에는 도11의 (a)에 나타내는 BB'선으로 절단한 단면의 형상(내부를 투시한 상태로 나타내고 있음)을 나타낸다.

음차형 진동자(200, 300)는 직교하는 2축을 중심으로 하는 각속도를 검출한다. 패키지(30)는 예를 들어 세라믹으로 형성되고, 내부에 복수의 패드(32)를 지지하는 뱅크(33)가 도시한 바와 같이 형성되어 있다. 패드(32)와 음차형 진동자(200, 300)의 전극은 와이어(42)로 본딩되어 있다. 음차형 진동자(300)는 패키지(30)의 하면에 직접 설치된 단일 리드 프레임(20), 또는 비교적 낮은 뱅크 상에 설치된 단일 리드 프레임으로 지지되어 있다. 또한, 음차형 진동자(200)는 패키지(30) 내부에 설치된 비교적 높은 뱅크 상에 설치된 단일 리드 프레임으로 지지되어 있다.

여기서, 도12를 참조하면서 리드 프레임(20)의 구성에 대해 설명한다. 도12의 (a)에 도시하는 리드 프레임(20)은 단면이 역ㄷ자 형상인 굴곡부(22)를 갖는다. 이 굴곡부(22)는 음차형 진동자(10)의 베이스(13)를 지지한다. 굴곡부(22)는 공간(31)을 형성한다. 도12의 (a)에 도시하는 굴곡부(22)의 대향하는 부분은 수직으로 형성되어 있지만, 경사져 있어도 좋다. 굴곡부(22)는 베이스와의 접촉부 전체를 접착하고 있다. 또한, 도12의 (b)에 도시하는 리드 프레임(20)은 평탄한 형상을 갖고 있고, 이 리드 프레임(20)을 지지하는 패키지(30)의 면에는 오목부가 형성되어 있다. 도12의 (a)나 도12의 (b)에 있어서, 리드 프레임(20)과 베이스(13)는 예를 들어 에폭시계 수지의 접착제로 고정된다. 이 고정은 높은 생산성을 갖고 행할 수 있다.

도12에 도시한 바와 같이 리드 프레임(20)의 하측에 공간을 형성함으로써, 각속도 센서(100)를 회로 기판(50)에 실장하기 전후에 발생하는 주파수 변동은 억제되어, 높은 정밀도 또한 소형의 2축 각속도 센서를 제공할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는, 하나의 패키지(30) 내에 각속도의 검출축이 다른 2개의 음차형 진동자(200, 300)를 배치하였으므로, 집적화에 의해 장치를 소형화할 수 있다. 또한 하나의 패키지로 복수 방향의 각속도를 검출할 수 있다.

도13에는, 본 실시예의 변형예로서, 3축 방향의 각속도를 검출하는 구성을 도시한다. 도13의 (a)에는 각속도 센서(100)의 평면도를 나타내고, 도13의 (b)에는 도13의 (a)에 나타내는 CC'선으로 절단한 단면의 형상(내부를 투시한 상태로 도시하고 있음)을 나타낸다. 예를 들어, 도13에 도시하는 음차형 진동자(200, 300)로 X, Y축 방향의 각속도를 검출하고 있는 경우, Z축 방향의 각속도를 검출하기 위해 음차형 진동자(400)는 음차형 진동자(200, 300)의 각속도 검출축에 대해 수직인 각속도 검출축이 되도록 배치되어 있다. 즉, 도13의 (b)에 도시한 바와 같이 Z축 방향의 음차형 진동자(400)는 상향으로 배치된다. 이와 같이 하나의 패키지 내에 3개의 음차형 진동자(200, 300, 400)를 배치하였으므로, 집적화에 의해 장치를 더욱 소형화할 수 있다. 또한, 하나의 패키지에서의 각속도의 검출 가능 방향을 증가시킬 수 있다.

도14에는 도12에 나타내는 각속도 센서(100)의 다른 변형예를 나타낸다. 도14의 (a)에는 이 각속도 센서(100)의 평면도, 도14의 (b)에는 도14의 (a)에 나타내는 DD'선으로 절단한 단면도(내부를 투시한 상태에서 도시하고 있음)를 도시한다. 또한, 도14의 (c)에는 본 실시예의 특징 부분인 리드 프레임(23)의 확대도가 도시되어 있다. 리드 프레임(23)은 한 쌍의 돌기부(24) 상에 부착되어 있다. 이 돌기부(24)가 리드 프레임(23)과 패키지(30)의 바닥면 사이에 공간을 형성한다. 따라서, 각속도 센서(100)를 회로 기판에 실장하기 전후에 발생하는 주파수 변동을 억제할 수 있어, 높은 정밀도의 2축 각속도 센서로 할 수 있다.

여기서, 도15를 참조하면서, 회로 기판(50) 상으로의 칩 부품(80)이나 IC(81)의 탑재예를 설명한다. 도15의 (a)에 나타내는 예에서는, 회로 기판(50)과 패키지(30)를 도전성을 갖는 페이스트로 접속한 구성이다. 접속에는 도전성 수지 내지는 이방 도전성 수지를 이용함으로써, 회로 기판(50)과 패키지(30)를 전기적 및 기계적으로 접속 가능한 구성이고, 동시에 회로 기판이 덮개의 역할을 다함으로써 박형화를 가능하게 한다. 또한, 회로 기판(50)은 양면 실장 가능하고, 회로 기판(50)의 양면에 칩 부품(80)이나, IC가 탑재되어 있다.

또한 도15의 (b)에 나타내는 예는, 양면 실장 가능한 회로 기판(50)의 한쪽 면에만 칩 부품(80)이나 IC(81)를 탑재한 예를 나타낸다. 도15의 (c)에 나타내는 예는 패키지(30)의 바닥면에 단차를 마련하여 IC(81)를 실장하고, IC(81)와 패키지(30)의 전기적 접속을 와이어 배선(82)으로 행하는 구성이다. 본 구성은 회로 기판의 레이아웃의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한 도15의 (d)에 나타내는 예는, IC(81)를 플립칩 실장으로 하고, 패키지(30)와 IC(81)의 전기적 접속을 행한 예이다. 본 구성에 의해, 와이어의 루프만큼의 높이를 없앨 수 있어 더욱 박형화가 가능해진다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였다. 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 이들 실시 형태를 변형한 구성이나 다른 실시 형태를 포함하는 것이다. 예를 들어, 음차형 진동자는 2개 내지 4개의 아암을 갖는 구성이라 좋다.

본 발명은 소형의 각속도 센서를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 소형이고 또한 각속도의 검출축을 간단하고 또한 융통성 있게 설정할 수 있는 각속도 센서를 제공할 수 있다.

Claims

각속도를 검지하는 진동자와,

상기 진동자를 실장하는 패키지와,

상기 패키지를 지지하는 회로 기판을 갖고,

상기 진동자는 복수의 아암을 갖는 음차형 진동자이고,

상기 복수의 아암은 상기 회로 기판을 평행으로 배열하고 있고,

상기 진동자를 상기 패키지의 대각선 상에 배치한 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항에 있어서,

상기 진동자가 연직 방향에 대해 소정 각도 기울어지도록 상기 패키지를 상기 회로 기판에 부착하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 진동자를 복수개 갖고, 각각의 각속도 센서는 상기 패키지의 상기 대각선 상이며, 각속도의 검출축이 다른 복수의 방향에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항에 있어서, 상기 대각선은 상기 패키지의 가장 이격된 대각을 연결하는 대각선인 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제2항에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 진동자의 소정 각도의 경사에 따라서 배치된 복수의 전극을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제5항에 있어서, 상기 복수의 전극은 상기 패키지를 소정 각도 회전시켜도 상기 패키지와 상기 회로 기판의 전기적인 접속이 가능한 크기로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 복수의 전극은 상기 회로 기판 상에 동심원 형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항, 제2항 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패키지는 상기 대각선 방향의 모서리부를 절결하여 다각 형상으로 한 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항, 제2항 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동자를 상기 패키지에 고정하는 리드 프레임을 갖고,

상기 리드 프레임은 단면이 역ㄷ자 형상인 굴곡부를 갖고, 상기 굴곡부에 의해 상기 패키지와 상기 리드 프레임 사이의 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제9항에 있어서, 상기 리드 프레임은 상기 진동자를 지지하는 평탄부를 갖고, 상기 리드 프레임을 지지하는 상기 패키지의 면에는 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부에 의해 상기 패키지와 상기 리드 프레임 사이의 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제3항에 있어서, 상기 복수 실장된 진동자는 상기 패키지의 면으로부터 다른 높이 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제11항에 있어서, 상기 복수 실장된 진동자는 상기 패키지의 높이 방향에 있어서 입체 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제9항에 있어서, 상기 리드 프레임은 상기 평탄부를 지지하는 부재와, 상기 진동자가 소정의 높이가 되도록 조정하는 돌기 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항, 제2항 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 각속도 센서의 실장면에 대해 상기 회로 기판을 수직으로 지지하는 지지 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제14항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 회로 기판 상에 형성된 칩 부품을 갖고, 상기 패키지는 상기 칩 부품을 덮도록 상기 회로 기판에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항, 제2항 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 패키지를 지지하는 지지 기판과, 상기 패키지에 지지되는 접속 부재와, 상기 접속 부재를 거쳐서 상기 패키지와의 전기적 접속이 형성되는 회로 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제16항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 회로 기판 상에 형성된 칩 부품을 갖고, 상기 패키지는 전기 칩 부품을 덮도록 상기 접속 부재를 거쳐서 상기 회로 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제1항, 제2항 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 패키지를 지지하는 지지 기판과, 상기 지지 기판에 지지된 가속도 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제18항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 지지 기판에 부착된 회로 기판을 갖고, 상기 가속도 센서는 상기 회로 기판에 부착되어 상기 회로 기판과 상기 패키지는 가요성 배선 기판에 의해 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
제18항에 있어서, 상기 각속도 센서는 상기 패키지와 상기 가속도 센서를 밀봉하는 캡을 갖는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.