(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ部と回路部とを電気的に接続する導電性部材にノイズが侵入することを抑制できる力学量センサを提供する。【解決手段】ケース３０のうち、凹部３１の壁面に導体パターン３８を形成し、当該ケース３０の外壁面に外部のグランドと電気的に接続される外部端子３５ｂを形成し、当該ケース３０の内壁面と外壁面との間に導体パターン３８と外部端子３５ｂとを電気的に接続する内部配線３７ｂを形成する。これにより、ノイズが外部のグランドと接続される導体パターン３８に侵入し易くなり、導電性部材にノイズが侵入することを抑制できる。このため、ノイズによって検出誤差が発生することを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量に応じて変化する容量に基づいたセンサ信号を出力する容量式のセンサ部（１０）と、
前記センサ信号に対して所定の処理を行う回路部（２０）と、
前記センサ部と前記回路部とを電気的に接続する導電性部材（４１）と、
一面に凹部（３１）が形成され、前記凹部に前記センサ部および前記回路部が配置されるケース（３０）と、を備え、
前記ケースは、前記凹部の壁面に導体パターン（３８）が形成され、当該ケースの外壁面に外部のグランドと接続される外部端子（３５ｂ）が形成され、当該ケースの内壁面と外壁面との間に前記導体パターンと前記外部端子とを電気的に接続する内部配線（３７ｂ）が形成されていることを特徴とする力学量センサ。
【請求項２】
前記導体パターンは、前記凹部の底面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の力学量センサ。
【請求項３】
前記導体パターンは、前記凹部の底面のうち前記導電性部材と対向する部分に形成された第１導体パターン（３８ａ）と、前記凹部の底面のうち前記導電性部材と対向する部分と異なる部分に形成され、前記第１導体パターンより面積が大きくされた第２導体パターン（３８ｂ）と、前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとを接続し、電流が流れたときに前記第１、第２導体パターンより電流密度が高くなる第１接続部（３９ａ）とを有していることを特徴とする請求項２に記載の力学量センサ。
【請求項４】
前記導体パターンは、前記凹部の底面のうち前記導電性部材と対向する部分に形成された第１導体パターン（３８ａ）と、前記凹部の底面のうち前記導電性部材と対向する部分と異なる部分に形成され、前記第１導体パターンより面積が大きくされた第２導体パターン（３８ｂ）と、前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとの間に形成され、前記第１導体パターンより面積が小さくされた第３導体パターン（３８ｃ）と、前記第２導体パターンと前記第３導体パターンとを接続し、電流が流れたときに前記第１〜第３導体パターンより電流密度が高くなる第１接続部（３９ａ）と、前記第１導体パターンと前記第３導体パターンとを接続し、電流が流れたときに前記第１〜第３導体パターンより電流密度が高くなる第２接続部（３９ｂ）と、を有していることを特徴とする請求項２に記載の力学量センサ。
【請求項５】
前記内部配線は、前記第２導体パターンと接続されていることを特徴とする請求項３または４に記載の力学量センサ。
【請求項６】
前記内部配線は、前記第２導体パターンのうち前記第１接続部と接続される部分と接続されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の力学量センサ。
【請求項７】
前記内部配線は、複数形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の力学量センサ。
【請求項８】
前記センサ部は、前記回路部上に積層されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の力学量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量に基づいて物理量を検出するセンサ部およびセンサ部と電気的に接続される回路部がケースに配置された力学量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の力学量センサとして、次のようなものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、この力学量センサでは、ケースの一面に凹部が形成され、当該凹部にセンサ部および回路部が積層されて配置されている。なお、センサ部は、物理量に応じた容量変化をセンサ信号として出力するものであり、例えば、加速度や角速度に応じた容量変化をセンサ信号として出力するものである。また、回路部は、センサ信号を電圧信号に変化させる等の各種回路が形成されたものである。そして、センサ部と回路部とは、ワイヤ等の導電性部材を介して電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記力学量センサでは、ケース内にノイズが侵入するとセンサ部と回路部とを電気的に接続する導電性部材に当該ノイズが侵入し易く、ノイズによって検出誤差が発生するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、センサ部と回路部とを電気的に接続する導電性部材にノイズが侵入することを抑制できる力学量センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、物理量に応じて変化する容量に基づいたセンサ信号を出力する容量式のセンサ部（１０）と、センサ信号に対して所定の処理を行う回路部（２０）と、センサ部と回路部とを電気的に接続する導電性部材（４１）と、一面に凹部（３１）が形成され、凹部にセンサ部および回路部が配置されるケース（３０）とを備え、以下の点を特徴としている。
【０００８】
すなわち、ケースは、凹部の壁面に導体パターン（３８）が形成され、当該ケースの外壁面に外部のグランドと電気的に接続される外部端子（３５ｂ）が形成され、当該ケースの内壁面と外壁面との間に導体パターンと外部端子とを電気的に接続する内部配線（３７ｂ）が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
これによれば、ケースの外部から凹部内に侵入したノイズは、外部のグランドと接続される導体パターンに侵入し易くなり、導電性部材にノイズが侵入することを抑制できる。このため、ノイズによって検出誤差が発生することを抑制できる。
【００１０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態における力学量センサの断面図である。
【図２】図１に示す力学量センサの平面図である。
【図３】図１に示すケースの平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態におけるケースの平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態におけるケースの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１および図２に示されるように、本実施形態の力学量センサは、センサ部１０および回路部２０がケース３０に収容されて構成されている。なお、図２では、理解をし易くするため、後述する蓋部を省略して示してある。
【００１４】
センサ部１０は、例えば、シリコン基板等に櫛歯構造を有する梁構造体が形成され、印加された加速度や角速度等の物理量に応じて可動電極と固定電極との間の静電容量が変化し、当該静電容量をセンサ信号として出力する容量式の半導体チップを有するものである。そして、本実施形態のセンサ部１０は、当該半導体チップがセラミック等のパッケージに収容されて構成されており、パッケージには半導体チップと電気的に接続されたパッド１１が形成されている。
【００１５】
回路部２０は、センサ部１０で検出された静電容量の変化を電気信号として処理したり、センサ部１０に印加する電圧を調整したりする各種回路手段が形成されたものであり、例えば、シリコン基板やセラミック基板を用いて構成されている。そして、パッド２１を介してセンサ部１０のパッド１１とワイヤ４１を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、ワイヤ４１が本発明の導電性部材に相当している。
【００１６】
ケース３０は、一面に凹部３１が形成された箱部３２と、箱部３２の開口部を閉塞する蓋部３３とを有している。
【００１７】
箱部３２は、アルミナ等のセラミック層が複数積層されて構成されており、セラミック層に凹部３１が形成されることによって側部３２ａおよび底部３２ｂが構成されている。そして、側部３２ａの内壁面に内部端子３４が形成されており、当該内部端子３４が回路部２０のパッド２１とワイヤ４２を介して電気的に接続されている。これにより、回路部２０と外部回路との接続が図れるようになっている。
【００１８】
また、底部３２ｂの外壁面には第１外部端子３５ａが形成されている。そして、内部端子３４と第１外部端子３５ａとは、側部３２ａを貫通する第１スルーホール３６ａに配置されている第１内部配線３７ａを介して電気的に接続されている。
【００１９】
また、底部３２ｂには、図１〜図３に示されるように、内壁面に銀ペースト等で構成される導体パターン３８が形成され、外壁面に外部回路のグランドと電気的に接続される第２外部端子３５ｂが形成されている。そして、導体パターン３８と第２外部端子３５ｂとは、底部３２ｂを貫通する第２スルーホール３６ｂに配置された第２内部配線３７ｂを介して電気的に接続されている。これにより、導体パターン３８と外部回路のグランドとの接続が図れるようになっている。
【００２０】
なお、本実施形態では、第２外部端子３５ｂが本発明の外部端子に相当し、第２内部配線３７ｂが本発明の内部配線に相当している。
【００２１】
そして、図１および図２に示されるように、ケース３０のうち底部３２ｂ上にセンサ部１０および回路部２０が配置されている。本実施形態では、導体パターン３８上に接着剤５１を介して回路部２０が搭載され、回路部２０上に接着剤５２を介してセンサ部１０が搭載されている。つまり、回路部２０およびセンサ部１０は、積層された状態で底部３２ｂに搭載されている。
【００２２】
また、蓋部３３は、コバルト等で構成されており、箱部３２の開口部に接着剤等を介して接合されている。
【００２３】
このような力学量センサは、第１、第２外部端子３５ａ、３５ｂが外部回路としてのプリント基板等と電気的に接続されるように搭載されて用いられる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態では、底部３２ｂの内壁面に導体パターン３８が形成され、当該導体パターン３８が外部回路のグランドと接続される第２外部端子３５ｂと電気的に接続されている。このため、ケース３０の外部から凹部３１内に侵入したノイズは、導体パターン３８に侵入し易くなり、ワイヤ４１にノイズが侵入することを抑制できる。したがって、ノイズによって検出誤差が発生することを抑制できる。
【００２５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して導体パターン３８の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００２６】
図４に示されるように、本実施形態では、導体パターン３８は、第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂおよび第１接続部３９ａを有している。
【００２７】
具体的には、第１導体パターン３８ａは、底部３２ｂの内壁面のうちワイヤ４１と対向する部分に形成された平面矩形状とされている。また、第２導体パターン３８ｂは、第１導体パターン３８ａを囲む平面Ｕ字状とされ、第１導体パターン３８ａより面積が大きくされている。そして、第１接続部３９ｂは、第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂの間に形成されて第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂを電気的に接続しており、電流が流れたときに第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂよりも電流密度が高くなる形状とされている。つまり、第１接続部３９ａは、第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂより電流経路が細くされ、第１、第２導体パターン３８ａ、３９より抵抗が高くされている。
【００２８】
また、第２内部配線３７ｂは、第２導体パターン３８ｂと接続されている。具体的には、第２内部配線３７ｂは、第２導体パターン３８ｂのうち第１接続部３９ａと接続される部分に接続されている。言い換えると、第２内部配線３７ｂは、第２導体パターン３８ｂのうち第１接続部３９ａと接続される部分の近傍と接続されている。
【００２９】
これによれば、第１導体パターン３８ａより第２導体パターン３８ｂの方が面積が大きいため、第１導体パターン３８ａよりも第２導体パターン３８ｂにノイズが侵入し易くなる。言い換えると、ワイヤ４１に近い第１導体パターン３８ａよりもワイヤ４１から遠い第２導体パターン３８ｂにノイズが侵入し易くなる。このため、さらに、ワイヤ４１にノイズが侵入することを抑制できる。
【００３０】
また、第１接続部３９ａは、第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂより電流が流れたときの電流密度が高くされているため、第２導体パターン３８ｂに侵入したノイズが第１導体パターン３８ａに流れることを抑制できる。
【００３１】
さらに、第２内部配線３７ｂは、第２導体パターン３８ｂのうち第１接続部３９ａと接続される部分と接続されている。このため、第２導体パターン３８ｂに侵入したノイズは、第１パターン３８ａよりも第２内部配線３７ｂを介して第２外部端子３５ｂに流れ易くなり、第２導体パターン３８ｂに侵入したノイズが第１導体パターン３８ａに流れることを抑制できる。
【００３２】
さらに、導体パターン３８を第１導体パターン３８ａおよび第２導体パターン３８ｂにて構成しているため、第１導体パターン３８ａおよび第２導体パターン３８ｂによって寄生容量が形成される。このため、寄生容量によっても第１導体パターン３８ａにノイズが侵入することを抑制できる。
【００３３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して導体パターン３８の形状を変更したものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３４】
図５に示されるように、本実施形態では、導体パターンは、第１〜第３導体パターン３８ａ〜３８ｃおよび第１、第２接続部３９ａ、３９ｂを有している。
【００３５】
具体的には、第３導体パターン３８ｃは、第１導体パターン３８ａと第２導体パターン３８ｂとの間に配置され、第１導体パターン３８ａより面積が小さくされている。また、第２接続部３９ｂは、第１、第３導体パターン３８ａ、３８ｃの間に形成されて第１、第３導体パターン３８ａ、３８ｃを電気的に接続しており、電流が流れたときに第１、第３導体パターン３８ａ、３８ｃよりも電流密度が高くなる形状とされている。つまり、第２接続部３９ｂは、第１、第３導体パターン３８ａ、３８ｃより電流経路が細くされ、第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂより抵抗が高くされている。
【００３６】
これによれば、第１導体パターン３８ａと第２導体パターン３８ｂとの間に第１、第２導体パターン３８ａ、３８ｂより面積が小さくされた第３導体パターン３８ｃが配置されている。このため、さらに、第２導体パターン３８ｂに侵入したノイズが第１導体パターン３８ａに侵入することを抑制できる。
【００３７】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００３８】
例えば、上記各実施形態において、導体パターン３８を側部３２ａの内壁面（凹部３１の側面）のみに形成してもよい。また、導体パターン３８を側部３２ａおよび底部３２ｂの内壁面に形成してもよい。
【００３９】
また、上記各実施形態において、第２内部配線３７ｂを複数備えてもよい。この場合、上記第２、第３実施形態では、１つの第２内部配線３７ｂが第２導体パターン３８ｂと接続されることが好ましい。
【００４０】
そして、上記各実施形態において、センサ部１０と回路部２０とを接続する導電性部材はワイヤ４１でなくてもよく、例えば、導電性部材としてはんだを用いてもよい。つまり、センサ部１０は回路部２０にフリップチップ実装されていてもよい。
【００４１】
さらに、上記各実施形態において、センサ部１０および回路部２０は積層されていなくてもよい。つまり、センサ部１０および回路部２０が共に底部３２ｂに接着剤５１、５２を介して搭載されていてもよい。そして、センサ部１０は、パッケージに収容されていなくてもよい。
【００４２】
また、上記第２実施形態において、第２内部配線３７ｂは、第１導体パターン３８ａと接続されていてもよい。そして、上記第３実施形態において、第２内部配線３７ｂは、第１導体パターン３８ａまたは第３導体パターン３８ｃと接続されていてもよい。さらに、上記第２、第３実施形態において、第２内部配線３７ｂは、第２導体パターン３８ｂのうち第１接続部３９ａと接続される部分の近傍以外の部分に接続されていてもよい。このような力学量センサとしても、導体パターン３８が形成されていることにより、ワイヤ４１にノイズが侵入することを抑制でき、ノイズによって検出誤差が発生することを抑制できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０    センサ部
２０    回路部
３０    ケース
３１    凹部
３５ｂ  外部端子
３７ｂ  内部配線
３８    導体パターン
４１    導電性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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