KR20080033882A - 진동 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

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히로시 이시까와
유우지 다까하시
다까시 가쯔끼
후미히꼬 나까자와
히로아끼 이노우에
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후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 감도의 온도 특성이 우수한 진동 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 베이스부와 베이스부로부터 연장되는 복수의 아암부를 갖는 음차형 진동자(10)와, 음차형 진동자(10)를 실장하는 실장부(20)와, 잘록부(48)를 갖고, 음차형 진동자(10)를 실장부(20)에 실장시키는 지지부(40)를 구비하는 진동 센서 및 그 제조 방법이다. 본 발명에 따르면, 지지부에 설치된 잘록부가 음차형 진동자와 실장부와의 열팽창 계수의 차에 기인한 응력을 완화시킨다. 따라서, 감도의 온도 특성이 우수한 진동 센서 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
베이스부, 아암부, 음차형 진동자, 실장부, 진동 센서

Description

진동 센서 및 그 제조 방법 {VIBRATION SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 진동 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 음차형 진동자를 갖는 진동 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
음차형 진동자를 갖는 가속도 센서나 각속도 센서 등의 진동 센서는, 음차형 진동자의 진동을 검지함으로써, 가속도나 각속도를 검지하는 센서이다. 예를 들어, 각속도 센서는, 카 내비게이션 시스템이나 디지털 카메라의 손 떨림 방지 등에 이용되고 있다. 특허 문헌 1에는 수정으로 이루어지는 음차형 진동자를 기판이나 패키지 등의 실장부에 1개의 지지부로 실장하는 경우가 개시되어 있다. 지지부로서는 예를 들어 범프를 이용하는 것이 개시되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2005-49306호 공보
진동 센서를 고감도화하기 위해서는, 음차형 진동자를 실장부에 실장할 때의 실장 방법이 중요하다. 특허 문헌 1에 있어서는, 땜납, 도전성 접착제 또는 범프를 이용하여 1군데에서 음차형 진동자를 실장하고 있다. 그러나, 이러한 실장 방법으로는, 진동 센서의 감도의 온도 특성을 개선하는 것이 어려운 것을 알 수 있었다. 본 발명은 상기 과제에 비추어, 감도의 온도 특성이 우수한 진동 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 베이스부와 상기 베이스부로부터 연장되는 복수의 아암부를 갖는 음차형 진동자와, 상기 음차형 진동자를 실장하는 실장부와, 잘록부를 갖고 상기 음차형 진동자를 상기 실장부에 실장시키는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 센서이다. 본 발명에 따르면, 지지부에 형성된 잘록부가 음차형 진동자와 실장부와의 열팽창 계수의 차에 기인한 응력을 완화시킨다. 따라서, 감도의 온도 특성이 우수한 진동 센서를 제공할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 지지부는 적층된 복수의 범프인 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 간단하게 잘록부를 갖는 지지부를 형성할 수 있다.
상기 복수의 범프는 적층된 직경이 상이한 범프인 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 범프를 적층할 때에 큰 범프 상에 작은 범프를 적층할 수 있다. 따라서, 적층한 범프를 안정적으로 형성할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 복수의 상기 지지부를 갖는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 노드가 상하 방향으로 진동하기 어렵다. 따라서, 고감도의 음차형 진동자를 실현할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 지지부는 상기 음차형 진동자와 상기 실장부를 전기적으로 접속하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 음차형 진동자와 실장부를 접속하는 본딩 와이어의 개수를 삭감할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 지지부는 상기 음차형 진동자의 노드를 지지부가 설치되는 면에 투영한 노드선 상에 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 면 수직 진동 모드의 트위스트 진동을 방해하는 일 없이, 또한 노드의 상하 운동을 억제할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 복수의 지지부는 상기 음차형 진동자의 노드를 지지부가 설치되는 면에 투영한 노드선에 대해 대략 대칭으로 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 음차형 진동자의 진동의 대칭성을 확보할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 음차형 진동자와 상기 실장부와의 사이에 설치된 수지부를 구비하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 수지부가 음차형 진동자의 실장부에의 실장을 보강할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 지지부의 높이는, 상기 수지부가 함유하는 필러의 직경보다 큰 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 필러가 음차형 진동자와 실장부를 고정해 버려, 음차형 진동자의 진동을 방해하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명은, 베이스부와 상기 베이스부로부터 연장되는 복수의 아암부를 갖는 음차형 진동자의 상기 베이스부 및 실장부 중 적어도 한쪽에 범프를 형성하는 공정과, 상기 범프가 복수 적층되도록 상기 음차형 진동자를 상기 실장부에 실장하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 센서의 제조 방법이다. 본 발명에 따르면, 간단하게 잘록부를 갖는 지지부를 형성할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 범프를 형성하는 공정은, 이후에 형성된 범프의 직경이 이전에 형성된 범프의 직경보다 작아지도록 복수의 범프를 적층하는 공정인 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 범프를 용이하게 적층할 수 있다.
본 발명에 따르면, 감도의 온도 특성이 우수한 진동 센서 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
<제1 실시예>
제1 실시예는, 2개의 음차형 진동자를 패키지 상에 실장한 각속도 센서의 예이다. 도1은 제1 실시예에 관한 각속도 센서의 사시도이고, 도2는 음차형 진동자(10)의 사시도이다. 도1을 참조로, 2개의 아암부를 갖는 음차형 진동자(10a 및 10b)가 캐비티 타입의 패키지(30)의 각각 실장부(20a 및 20b)에 고착되어 실장되어 있다. 실장부(20a 및 20b)에는 본딩 패드(22a 및 22b)가 설치되어 있다. 음차형 진동자(10a 및 10b)의 전극 및 음차형 진동자(10a 및 10b)와 패드(22a 및 22b)를 접속하는 본딩 와이어는 도시되어 있지 않다. 음차형 진동자(10a 및 10b)는 서로 직교하고 있고, 각각 각 길이 방향(아암부의 방향)을 검지축 1 및 검지축 2로 하고, 검지축 1 및 검지축 2를 중심으로 한 각속도를 검지한다. 패키지(30)에는 예를 들어 기판에 전자 부품이 실장된 제어 회로(52)가 실장되어 있다. 제어 회로(52)는 음차형 진동자(10a 및 10b)를 제어하는 회로로, 음차형 진동자(10a 및 10b)에 구동 신호를 공급하고, 음차형 진동자(10a 및 10b)로부터 검출 신호가 입력된다. 패키지(30)는 캡(도시하지 않음)에 의해 덮개로 된다.
도2를 참조로, 음차형 진동자(10)는 베이스부(13)와 베이스부(13)로부터 연장되는 2개(복수)의 아암부(11 및 12)를 갖는다. 음차형 진동자(10)는 예를 들어 LiNbO3(니오븀산리튬) 또는 LiTaO3(탄탈산리튬) 등의 압전성 재료로 형성되어 있다. 예를 들어, LiNbO3 또는 LiTaO3을 이용하는 경우에는, 130°내지 140°Y판을 이용함으로써, 고k23 전기 기계 결합 계수를 얻을 수 있다. 음차형 진동자(10)의 표면에는 Au(금), Al(알루미늄) 또는 Cu(구리) 등의 금속막을 이용한 전극 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
도3의 (a)는 음차형 진동자(10)의 표면측의 전극 패턴의 예를 도시하고, 도3의 (b)는 이면측의 전극 패턴의 예를 도시한다. 아암부(11)에는 검출 전극(11a, 11b, 11c)이 설치되어 있다. 검출 전극(11a와 11b)은 전극(11d)에 의해 접속되어 있다. 검출 전극(11a)에는 인출 전극(11f)이 설치되어 있다. 전극(11c)은 인출 전극(11e)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 아암부(12)에는 검출 전극(12a, 12b, 12c)이 설치되어 있다. 검출 전극(12a와 12b)은 전극(12d)에 의해 접속되어 있다. 검출 전극(12a)에는 인출 전극(12f)이 설치되어 있다. 검출 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.
도4의 (a) 및 도4의 (b)는 음차형 진동자(10)의 구동 모드와 검출 모드를 설명하기 위한 도면이다. 도4의 (a)를 참조로, 음차형 진동자(10)의 구동 전극[도3의 (a) 및 도3의 (b) 참조]에 구동 신호를 인가함으로써 아암부(11 및 12)가 서로 개폐하는 진동 모드를 발생시킨다. 이 진동은 아암부(11 및 12) 방향의 면에 평행한 진동으로, 이것을 면내 진동 모드라 한다. 또한, 면내 진동 모드의 진동 방향의 면을 면내 진동면이라 한다. 여기서 검지축에 대해 각속도가 가해지면 콜리올리력에 의해 도4의 (b)와 같은 아암부(11 및 12)가 전후로 진동하는 진동 모드가 나타난다. 이 진동은 아암부(11 및 12) 방향의 면에 수직인 트위스트 진동으로, 이것을 면 수직 진동 모드라 한다. 검출 전극[도3의 (a) 및 도3의 (b) 참조]이 이 진동 모드를 검출함으로써 검지축을 중심으로 한 각속도를 검지할 수 있다. 구동에 이용하는 진동 모드를 구동 모드, 검지에 이용하는 진동 모드를 검출 모드라 한다. 각 진동 모드에 있어서, 진동하지 않는 영역을 노드라 한다. 도4의 (a)에 있어서는, 음차형 진동자(10)의 대칭면이 노드 A가 된다. 도4의 (b)에 있어서는, 음차형 진동자(10)의 중심축이 노드 B가 된다.
도5는, 음차형 진동자(10)를 이면으로부터 본 도면이다. 베이스부(13)의 노 드선(R1)은 노드 A와 노드 B의 공통의 노드(즉, 노드 B)를, 면(S1)(후술하는 바와 같이 지지부가 설치되는 면)에 투영한 선이다.
도6의 (a)는 실장부(20)를 위에서 본 도면, 도6의 (b)는 음차형 진동자(10)를 실장한 실장부(20)를 위에서 본 도면, 도6의 (c)는 도6의 (b)의 A-A 단면도이다. 도6의 (a)를 참조로, 실장부(20)는 예를 들어 세라믹으로 이루어지고, 음차형 진동자(10)로부터의 본딩 와이어(34)를 접속하는 본딩 패드(22)를 갖는 와이어 패드부(28), 음차형 진동자(10)를 지지하는 진동자 지지부(27) 및 본체부(26)로 이루어진다. 진동자 지지부(27)에는 지지부(40)인 금 범프를 이용하여 음차형 진동자(10)를 접속하는 패드(25)가 설치되어 있다. 패드(25)는 음차형 진동자(10)의 바로 아래로부터 외측에 걸쳐 연장되고, 패드(25) 사이에는 패드(25)가 형성되어 있지 않으므로 오목부(24)로 되어 있다. 패드(22 및 25)는, 예를 들어 금 도금법을 이용해 형성된다.
도6의 (b)를 참조로, 인출 전극(11e, 11f, 12e, 12f, 14b 및 15b)과 본딩 패드(22)가 본딩 와이어(34)에 의해 접속되어 있다. 본딩 패드(22)는 제어 회로(52)와 접속되어 있다. 또한, 인출 전극(14b, 15b)의 패턴은 도3의 (a) 및 도3의 (b)와는 일부 상이하다. 도6의 (c)를 참조로, 와이어 패드부(28)의 상면은, 음차형 진동자(10)로부터의 본딩을 용이하게 행하기 위해, 음차형 진동자(10)와 대략 동일한 높이를 갖고 있다. 진동자 지지부(27)의 상면에 대해, 본체부(26)의 상면은 낮게 형성되어 있다. 패드(25) 상에는, 예를 들어 금 범프인 지지부(40)를 이용하여 음차형 진동자(10)가 플립 칩 실장되어 있다. 지지부(40)를 덮도록, 지지부(40)에 의한 실장을 보강하기 위한 수지부(36)가 형성되어 있다. 수지부(36)는, 예를 들어 실리콘 수지나 에폭시 수지로 이루어지는 접착제이다. 도7은 지지부(40)의 개수를 3개로 한 경우의 음차형 진동자(10)의 이면의 도면이다. 노드선(R1) 상에 지지부(40)를 3개 설치하고 있다.
도8의 (a) 내지 도9의 (b)의 모식도를 이용하여, 제1 실시예에 관한 각속도 센서의 음차형 진동자(10)를 실장부(20)에 실장하는 방법의 일예를 설명한다. 도8의 (a)를 참조로, LiNbO3으로 이루어지는 음차형 진동자(10)의 베이스부의 전극 패드(14)에 Au 스터드 범프(41)를 형성한다. 범프(41)는 직경이 약 100 ㎛이고, 높이가 약 60 ㎛이다. 도8의 (b)를 참조로, 범프(41) 상에 Au 스터드 범프(42)를 형성한다. 범프(42)는 범프(41)보다 직경이 작고, 약 80 ㎛이다. 이에 의해, 범프가 적층되어 잘록부(48)를 갖는 지지부(40)가 형성된다. 도8의 (c)를 참조로, 도금법에 의해 형성된 Au 패드(25)를 갖고 세라믹으로 이루어지는 실장부(20)를 플립 칩 본더의 스테이지(도시하지 않음) 상에 적재한다. 도8의 (d)를 참조로, 알루미늄(Al)을 주성분으로 하는 필러(38)를 함유하는 열경화 에폭시 수지로 이루어지는 수지재(37)를 실장부(20) 상에 도포한다.
도9의 (a)를 참조로, 음차형 진동자(10)를 플립 칩 본더의 툴(도시하지 않음)로 흡착하여, 지지부(40)를 실장부(20)의 패드(25)에 위치 맞춤한다. 도9의 (b)를 참조로, 플립 칩 접합한다. 열경화 수지를 경화시켜 수지부(36)를 형성한다.
도10을 참조로, 제1 비교예로서 직경이 약 100 ㎛, 높이가 약 60 ㎛인 Au 스터드 범프가 1단으로 이루어지는 지지부(40a)를 갖는 각속도 센서를 제작하였다. 그 밖의 구성은 제1 실시예의 도9의 (b)와 동일하다.
도11은 도8의 (a) 내지 도9의 (b)의 방법으로 제작한 제1 실시예 및 도10에 도시한 제1 비교예의 온도에 대한 음차형 진동자(10)의 검출 전극의 임피던스(Zy)를 나타낸 도면이다. 45 ℃ 이하에 있어서는, 제1 실시예 및 제1 비교예의 임피던스(Zy)는 거의 동일하다. 65 ℃ 이상에서는, 제1 비교예의 임피던스(Zy)는 급격하게 커지는 데 반해, 제1 실시예의 임피던스(Zy)는 거의 일정하다. 90 ℃에 있어서는, 제1 실시예의 임피던스(Zy)는 약 3.3 kΩ인데 반해, 제1 비교예의 임피던스(Zy)는 약 5 kΩ로 매우 커져 버린다.
진동 센서의 감도는 공진 첨예도(Q)가 커지면 커진다. Q는,
Q=1/(4πZC(fa-fr))
로 나타내어진다. 여기서, Z는 공진 주파수에서의 임피던스, C는 직렬 용량, fa는 반(反) 공진 주파수, fr은 공진 주파수이다. 상기 식으로부터, Z가 작아지면 Q가 커져 고감도가 되는 것을 알 수 있다. 따라서, 제1 비교예는 고온에서 검출 전극의 감도가 낮아져 버린다.
도4의 (a)를 참조로, 면내 진동 모드(제1 실시예에서는 구동 모드)에 있어서는, 아암부(11, 12)의 진동이 주가 되어, 면 수직 진동 모드(제1 실시예에서는 검출 모드)에 비해 베이스부(13)는 진동하지 않는다. 따라서, 베이스부(13)를 지지하는 방법에 의한 임피던스의 변화는 크지 않다. 한편, 면 수직 진동 모드에 있어 서는, 아암부(11, 12)가 트위스트 진동하기 때문에, 베이스부(13)도 트위스트 진동한다. 따라서, 베이스부(13)의 지지 방법에 의해, 임피던스가 크게 변화한다.
음차형 진동자(10)는 압전성 재료로 유전체이기 때문에 임피던스는 매우 크지만, 공진 주파수에 있어서는 음차형 진동자(10)가 진동하여 임피던스가 작아진다. 그러나, 음차형 진동자(10)의 진동이 방해되면 임피던스는 커져 버린다. 제1 비교예에 있어서는, 음차형 진동자(10)와 실장부(20)와의 열팽창 계수의 차에 기인하여, 임피던스가 커진 것이라 생각된다. 한편, 제1 실시예에 있어서는 지지부(40)에 설치된 범프(41과 42) 사이의 잘록부(48)가 음차형 진동자(10)와 실장부(20)와의 열팽창 계수의 차에 기인한 응력을 완화시킨다. 이로 인해, 임피던스의 증대를 억제할 수 있다.
또한, 지지부(40)를 적층된 복수의 범프로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 적층된 범프(41과 42)와의 사이에 잘록부(48)를 갖는 지지부(40)를 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 제1 비교예와 같이 1단의 범프로 지지부(40)를 형성한 경우에 비해, 음차형 진동자(10)와 실장부(20)와의 간격을 넓힐 수 있다. 이에 의해, 수지부(36)를 점도가 높은 수지나 필러 직경이 큰 수지를 이용해도 기포 등의 보이드를 억제하여, 수지를 균일하게 도포할 수 있다.
또한, 복수의 범프(41, 42)는 직경이 상이한 범프를 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 범프를 적층할 때에 큰 범프(41) 상에 작은 범프(42)를 적층할 수 있다. 따라서, 적층한 범프를 안정적으로 형성할 수 있다.
또한, 지지부(40)는 음차형 진동자(10)와 실장부(20)를 전기적으로 접속할 수 있다. 이에 의해, 본딩 와이어(34)의 개수를 삭감할 수 있다. 그러나, 지지부(40)는 전기적인 접속을 목적으로 하지 않고 기계적인 접속만을 목적으로 해도 좋다.
또한, 음차형 진동자(10)와 실장부(20)와의 사이에 수지부(36)를 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 음차형 진동자(10)의 실장부(20)에의 실장을 보강할 수 있다. 이 경우, 지지부(40)의 높이는, 수지부(36) 내의 필러(38)의 직경보다 큰 것이 바람직하다. 지지부(40)가 필러(38)의 직경보다 낮으면, 필러(38)가 음차형 진동자(10)와 실장부(20)를 고정해 버려, 음차형 진동자(10)의 진동을 방해해 버린다. 또한, 예를 들어 금속 필러를 이용하는 경우, 음차형 진동자(10)와 실장부(20)와의 사이를 접속하여, 전기적으로 단락시켜 버린다. 지지부(40)의 높이가 필러(38)의 직경의 평균치보다 큰 것에 의해, 이들을 억제할 수 있다. 또한, 지지부(40)의 높이는 최대의 필러(38)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 수지부(36)의 음차형 진동자(10)의 노드 B에 수직인 단면 형상이, 노드 B를 포함하여 음차형 진동자(10)의 면내 진동면에 수직인 면에 대해 대략 대칭인 것이 바람직하다. 이에 의해, 음차형 진동자(10)로부터 실장부(20)에의 진동의 누설의 증대를 억제하면서 외부로부터의 내충격성을 향상시킬 수 있다.
범프(41, 42)는 Au 이외에, 땜납, 구리(Cu), 알루미늄(Al)을 이용할 수 있다. 또한, 스터드 범프 이외에 예를 들어 도금법에 의해 형성할 수도 있다.
<제2 실시예>
제2 실시예는 음차형 진동자(10)에 지지부(40)를 설치하는 위치를 바꾼 예이 다. 도12의 (a)와 같이, 지지부(40)는 1개라도 좋다. 그러나, 도12의 (a)와 같이, 노드선(R1)에 형성된 1개의 지지부(40)에서 음차형 진동자(10)를 보유 지지하는 경우, 지지부(40)를 지지점으로 노드 B가 상하 방향으로 진동하기 쉬워진다. 이에 의해, 임피던스가 높아진다. 한편, 도7과 같이 복수의 지지부(40)로 음차형 진동자(10)를 보유 지지하는 경우, 노드 B가 상하 방향으로 진동하기 어렵다. 따라서, 임피던스를 억제할 수 있다.
또한, 도7 및 도12의 (a)와 같이, 지지부(40)는 노드선(R1) 상에 설치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 면 수직 진동 모드의 트위스트 진동을 방해하는 일 없이, 또한 노드 B의 상하 운동을 억제할 수 있다. 지지부(40)를 복수 설치한 경우, 지지부(40) 사이의 거리를 짧게 할 수도 있지만, 노드 B의 상하 운동을 억제하기 위해서는, 지지부(40)의 간격은 긴 쪽이 바람직하다.
도12의 (b) 및 도12의 (c)는 내충격성의 향상을 위해, 노드선(R1) 이외에 지지부(40)를 설치한 예이다. 음차형 진동자(10)의 진동의 대칭성을 확보하기 위해서는, 도12의 (b) 및 도12의 (c)와 같이, 지지부(40)는 노드선(R1)에 대해 대략 대칭으로 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 노드 B의 상하 운동을 억제하기 위해서는, 복수의 지지부(40)는 적어도 노드선(R1) 방향의 상이한 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
<제3 실시예>
제3 실시예는, 지지부(40)의 범프의 형성 방법 및 개수를 바꾼 예이다. 도13의 (a)를 참조로, 범프(41)를 음차형 진동자(10)에, 범프(43)를 실장부(20)에 형 성한다. 도13의 (b)를 참조로, 범프(41과 43)를 결합하여 지지부(40b)를 형성할 수도 있다.
도14의 (a)를 참조로, 범프(41) 상에, 범프(41)와 동일한 크기의 범프(42a)를 형성한다. 도14의 (b)를 참조로, 범프(41과 42a)를 결합하여 지지부(40c)를 형성할 수도 있다.
도15의 (a)를 참조로, 범프(41 및 42a)를 적층하여 음차형 진동자(10)에 형성한다. 또한, 범프(43 및 44a)를 적층하여 실장부(20)에 형성한다. 도15의 (b)를 참조로, 범프(42a와 44a)를 결합하여 지지부(40d)를 형성할 수도 있다.
도16의 (a)를 참조로, 범프(41 및 42a)를 적층하여 음차형 진동자(10)에 형성한다. 또한, 범프(43)를 실장부(20)에 형성한다. 도16의 (b)를 참조로, 범프(42a와 43)를 결합하여 지지부(40e)를 형성할 수도 있다.
도17의 (a)를 참조로, 범프(41)와 범프(41)보다 작은 범프(42)를 적층하여 음차형 진동자(10)에 형성한다. 또한, 범프(43)와 범프(43)보다 작은 범프(44)를 적층하여 실장부(20)에 형성한다. 도17의 (b)를 참조로, 범프(42와 44)를 결합하여 지지부(40f)를 형성할 수도 있다.
도8의 (b), 도13의 (a), 도14의 (a), 도15의 (a), 도16의 (a) 및 도17의 (a)와 같이, 음차형 진동자(10)의 베이스부 및 실장부(20) 중 적어도 한쪽에 범프를 형성한다. 그 후, 도9의 (b), 도13의 (b), 도14의 (b), 도15의 (b), 도16의 (b) 및 도17의 (b)와 같이, 범프가 복수 적층되도록 음차형 진동자(10)를 실장부(20)에 실장한다. 이러한 공정에 의해, 간단하게 잘록부(48)를 갖는 지지부(40)를 형성할 수 있다.
또한, 복수의 범프가 적층되도록 복수의 범프를 형성할 때에, 도9의 (a) 및 도17의 (a)와 같이, 이후에 형성된 범프의 직경이 이전에 형성된 범프의 직경보다 작아지도록 복수의 범프를 적층하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 범프를 용이하게 적층할 수 있다.
적층하는 범프의 개수는 도15의 (b), 도16의 (b) 및 도17의 (b)와 같이 3개 이상이라도 좋다. 즉, 지지부(40)에 형성되는 잘록부(48)의 개수는 복수라도 좋다.
제1 실시예 내지 제3 실시예에 있어서, 음차형 진동자(10)로서 2개의 아암부(11, 12)를 갖는 예를 설명하였지만 아암부는 복수 설치되어 있으면 좋다. 노드로서, 면내 진동 모드와 면 수직 진동 모드의 공통의 노드 B를 예로 들어 설명하였지만, 각 진동 모드의 노드 중 적어도 한쪽의 노드이면 좋고, 공통의 노드인 것이 보다 바람직하다. 실장부(20)는 패키지(30)의 음차형 진동자(10)를 실장하는 부분을 예로 들어 설명하였다. 실장부(20)는 음차형 진동자(10)를 실장하는 기능을 갖고 있으면 좋고, 실장 기판의 음차형 진동자(10)를 실장하는 부분, 또는 패키지나 실장 기판과는 별도의 부재라도 좋다. 지지부(40)는 주로 음차형 진동자(10)를 보유 지지하는 기능을 갖고, 수지부(36)는 내충격성을 확보하는 기능을 갖고 있다. 따라서, 수지부(36)는 지지부(40)보다는 부드러운 재료인 것이 바람직하다. 진동 센서로서 2개의 음차형 진동자(10)를 갖는 각속도 센서를 예로 들어 설명하였지만, 음차형 진동자(10)의 수는 2개에 한정되지 않는다. 또한, 각속도 센서에는 한정되 지 않으며 가속도 센서 등이라도 좋다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 서술하였지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
도1은 제1 실시예에 관한 각속도 센서의 사시도.
도2는 음차형 진동자의 사시도.
도3의 (a) 및 도3의 (b)는 음차형 진동자의 표면의 전극 패턴을 도시하는 도면.
도4의 (a) 및 도4의 (b)는 음차형 진동자의 진동 모드를 도시하는 도면.
도5는 음차형 진동자의 노드선을 도시하는 도면.
도6의 (a)는 실장부를 위에서 본 도면, 도6의 (b)는 음차형 진동자를 실장한 실장부를 위에서 본 도면, 도6의 (c)는 도6의 (b)의 A-A 단면도.
도7은 음차형 진동자의 이면을 도시하는 도면.
도8의 (a) 내지 도8의 (d)는 음차형 진동자의 실장 방법을 도시하는 제1 모식도.
도9의 (a) 및 도9의 (b)는 음차형 진동자의 실장 방법을 도시하는 제2 모식도.
도10은 제1 비교예를 도시하는 모식도.
도11은 제1 실시예 및 제1 비교예의 음차형 진동자의 온도에 대한 임피던스를 나타낸 도면.
도12의 (a) 내지 도12의 (c)는 음차형 진동자의 이면의 예를 도시하는 도면.
도13의 (a) 및 도13의 (b)는 음차형 진동자의 실장 방법을 도시하는 제1 모식도.
도14의 (a) 및 도14의 (b)는 음차형 진동자의 실장 방법을 도시한 제2 모식도.
도15의 (a) 및 도15의 (b)는 음차형 진동자의 실장 방법을 도시한 제3 모식도.
도16의 (a) 및 도16의 (b)는 음차형 진동자의 실장 방법을 도시한 제4 모식도.
도17의 (a) 및 도17의 (b)는 음차형 진동자의 실장 방법을 도시한 제5 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 10a, 10b : 음차형 진동자
11, 12 : 아암부
13 : 베이스부
20 : 실장부
22, 25 : 패드
26 : 본체부
27 : 진동자 지지부
28 : 와이어 패드부
30 : 패키지
34 : 본딩 와이어
40 : 지지부
41, 42, 43, 44 : 범프
48 : 잘록부
52 : 제어 회로

Claims (11)

  1. 베이스부와 상기 베이스부로부터 연장되는 복수의 아암부를 갖는 음차형 진동자와,
    상기 음차형 진동자를 실장하는 실장부와,
    잘록부를 갖고, 상기 음차형 진동자를 상기 실장부에 실장시키는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 적층된 복수의 범프인 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 범프는 적층된 직경이 상이한 범프인 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 상기 지지부를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 음차형 진동자와 상기 실장부를 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 음차형 진동자의 노드를 지지부가 설치되는 면에 투영한 노드선 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 지지부는 상기 음차형 진동자의 노드를 지지부가 설치되는 면에 투영한 노드선에 대해 대략 대칭으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음차형 진동자와 상기 실장부와의 사이에 설치된 수지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 지지부의 높이는, 상기 수지부가 함유하는 필러의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 진동 센서.
  10. 베이스부와 상기 베이스부로부터 연장되는 복수의 아암부를 갖는 음차형 진동자의 상기 베이스부 및 실장부 중 적어도 한쪽에 범프를 형성하는 공정과,
    상기 범프가 복수 적층되도록 상기 음차형 진동자를 상기 실장부에 실장하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 센서의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 범프를 형성하는 공정은, 이후에 형성된 범프의 직경 이 이전에 형성된 범프의 직경보다 작아지도록 복수의 범프를 적층하는 공정인 것을 특징으로 하는 진동 센서의 제조 방법.
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