(57)【要約】【課題】  小型であっても低コストで回路基板上に確実に固定される電子部品を得る。【解決手段】  リードフレーム２６の両端部分がパッケージ２４外に突出している他、金属によって箱状に形成された磁気シールドキャップ３０に、ベースプレート１４、ゴム材１６、錘１８、磁場発生部材２０及びスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が内蔵される。磁気シールドキャップ３０の表面に、半田付け用の金メッキがされている表面処理部３２が、一本の直線で繋がったストライプ状に形成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気感応素子を金属キャップで覆った構造とされて回路基板に実装され得る電子部品であって、
半田付け用の表面処理がされている表面処理部が、前記金属キャップの少なくとも一部の表面に存在することを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記表面処理部が回路基板に半田付けされて接合され得ることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記金属キャップの頭部に前記表面処理部が存在することを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項４】
前記表面処理部の表面処理が金メッキとされることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型であっても低コストで、回路基板上に確実に固定され得る電子部品に関し、特に携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の携帯用機器内の回路基板に実装される慣性センサに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の携帯用機器では、ハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと言う）が記憶装置として近年内蔵されるようになった。しかし、携帯用機器中のＨＤＤは、携帯用機器が手振れなどで揺動したり、或いは落下した場合等に故障することがあるので、この時の加速度を初期段階で検出し、ＨＤＤの磁気ヘッドの退避や磁気ヘッドに加わる衝撃を打ち消す制御を行なう必要がある。
【０００３】
従って、この携帯用機器に加わる加速度を初期段階で検出する為に小さな加速度を検出し得る電子部品としての慣性センサが必要となるが、例えば、携帯用機器に内蔵されるＨＤＤに付属した回路基板には、この慣性センサを実装する為の実装空間が存在するものの非常に小さいことから、この電子部品である慣性センサを小型化することが要求されている。
【０００４】
そして、このように小型の電子部品の内の例えば慣性センサを回路基板上に実装する場合、回路基板との間を電気的に接続するだけでなく回路基板上に慣性センサを固定する必要があるが、通常は電気的に接続するための端子電極を用いて回路基板にこの慣性センサが固定されるのみであった。従って、慣性センサが金属キャップを有するのに伴い、端子電極が慣性センサの一端に偏って配置されている場合には、慣性センサの姿勢が安定しない虞を有していた。
【０００５】
この一方、金属キャップが装着された構造の電子部品として、例えば下記の特許文献１が知られているが、この特許文献１には、電子部品の本体部分である素子の上面に覆い被せた金属キャップの両端をＬ字に折り曲げて舌片とする構造が開示されている。また、下記の特許文献２には、金属キャップのＬ字に折り曲げられた端部が基板に存在する端子に接続されて金属キャップが端子電極とされつつ、この金属キャップが基板に覆い被せられる構造が開示されている。さらに、下記の特許文献３には、リード端子等の別部材を取り付けることで、回路基板と電子部品との間を繋ぐ構造が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１９０３８０号公報
【特許文献２】実開平６−７８８２９号公報
【特許文献３】特開平８−９７０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、２のように、素子の上から金属キャップを被せたり、金属キャップを端子電極とする構造の場合には、回路基板にこの電子部品が実装された際に厚み方向の寸法が大きくなり過ぎて薄型化が図れない欠点を有していた。さらに、特許文献３のように、別部材を回路基板と電子部品との間に取り付ける構造の場合には、別部材の製造や取付け等が必要となって、製造コストが増大する欠点を有していた。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、小型であっても低コストで、回路基板上に確実に固定され得る電子部品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】
【０００８】
請求項１による電子部品は、磁気感応素子を金属キャップで覆った構造とされて回路基板に実装され得る電子部品であって、
半田付け用の表面処理がされている表面処理部が、前記金属キャップの少なくとも一部の表面に存在することを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る電子部品は、磁気感応素子を金属キャップで覆った構造とされるだけでなく、この金属キャップの少なくとも一部の表面に、半田付け用の表面処理がされている表面処理部が存在し、この表面処理部が半田付けされて回路基板に実装され得るようになっている。
【００１０】
つまり、本請求項によれば、磁気感応素子を金属キャップで覆った構造の電子部品とされるのに伴い、端子電極が電子部品の一端に偏って配置されている場合であっても、金属キャップの表面処理部も半田付けされることから、電子部品の姿勢が安定化すると共に、耐衝撃性や耐振動性等の強度も改善されて信頼性が向上することになる。
【００１１】
一方、本請求項に係る電子部品は、金属キャップを装着した構造であるものの、従来技術のように金属キャップの両端を折り曲げる必要がないので、回路基板に実装された際に厚み方向の寸法が大きくなり過ぎることがなく、薄型化が図れる。また、回路基板への実装に際して、金属キャップの表面処理部を半田付けする作業が追加されるのみなので、別部材を回路基板と電子部品との間に配置する構造と異なり、製造コストが増大することもない。
【００１２】
以上より、本請求項によれば、金属キャップを装着した構造であっても、この金属キャップの少なくとも一部の表面に表面処理部を設けることで、小型且つ低コストで、回路基板上に確実に電子部品を固定可能になる。
【００１３】
請求項２に係る電子部品によれば、請求項１の電子部品と同様の構成の他に、前記表面処理部が回路基板に半田付けされて接合され得るという構成を有している。つまり、表面処理部が半田付けされて回路基板に電子部品が実装されることで、請求項１の作用効果が確実に達成できるようになる。
【００１４】
請求項３に係る電子部品によれば、請求項１の電子部品と同様の構成の他に、前記金属キャップの頭部に前記表面処理部が存在するという構成を有している。つまり、端子電極が配置されている電子部品の部分から最も離れていると考えられる金属キャップの頭部に、表面処理部が存在していることで、電子部品の姿勢がより一層確実に安定化すると共に、耐衝撃性も一層高まるようになる。
【００１５】
請求項４に係る電子部品によれば、請求項１の電子部品と同様の構成の他に、前記表面処理部の表面処理が金メッキとされるという構成を有している。つまり、半田付け用の表面処理として、最適な金メッキを採用することで、請求項１の作用効果がより確実に達成できるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型であっても低コストで、回路基板上に確実に固定され得る電子部品が得られることになる。従って、本発明は、例えば電子部品の中でも、携帯用機器の揺動又は落下による±１Ｇ程度の小さな加速度を検出する必要のある慣性センサを、携帯用機器内に実装する際に好適なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る電子部品とされる慣性センサの第１の実施の形態を図１から図６に示し、これらの図面に基づき本実施の形態を説明する。本実施の形態に係る慣性センサ１０の内部に配置されたフレームとされる図１及び図２に示すベースプレート１４は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等の合成樹脂材によりＵ字形に形成されている。
【００１８】
このベースプレート１４には、弾性変形し得る弾性部材であるゴム材１６の基端側が連結されているが、このゴム材１６には、延びる方向を直角に変化させて図１（Ａ）における下方とする変曲部１６Ａが一箇所設けられて、ゴム材１６がＬ字形状に形成された片持ち梁構造とされている。尚、本実施の形態では、変形し易いようにこのゴム材１６を低硬度でヤング率の小さいシリコンゴム製としている。
【００１９】
そして、変曲部１６Ａを有するのに伴って、長く形成されたこのゴム材１６の先端側には、錘１８が取り付けられている。従って、このＬ字形状に形成されたゴム材１６の弾性変形に伴い、図１に示す相互に直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に沿って、この錘１８が変位可能となっている。
【００２０】
図１及び図２の錘１８には、周囲に磁場を生じさせる磁場発生部材２０が配置されており、これに対応して、磁場発生部材２０から生じる磁束Ｍの向きの変化を検出し得る磁気感応素子とされるスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が設けられている。すなわち、本実施の形態では、磁束方向の変化でインピーダンスが変化するスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が磁気感応素子とされていて、錘１８のスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２と対向する側にスリット２８が設置され、このスリット２８内に磁場発生部材２０が配置された構造になっている。
【００２１】
また、図１及び図２に示すように、このスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２は、外部磁界からの影響を防止する為に、最大透磁率μmax が３万以上とされる高透磁率の例えば４２アロイで形成された端子電極である一対のリードフレーム２６に接続されるような構造とされている。これにより、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の近傍でこのリードフレーム２６が磁気シールド効果を生じさせている。さらに、これらスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２及びリードフレーム２６は、エポキシ樹脂等の合成樹脂材によるパッケージ２４内に封入されていて、リードフレーム２６の両端部分がパッケージ２４外に突出している。
【００２２】
以上より、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２がリードフレーム２６を介して外部の図示しない回路に接続されることになり、これに伴い必要な検出データがこのリードフレーム２６を介して取り出せるようになっている。
【００２３】
そして、図１に示すように、ゴム材１６及び錘１８が取り付けられたベースプレート１４を奥側に配置すると共に、パッケージ２４が開放端に蓋のように取り付けられて固定された形で、金属によって箱状に形成された金属キャップである磁気シールドキャップ３０に、ベースプレート１４、ゴム材１６、錘１８、磁場発生部材２０及びスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が内蔵された構造になっている。
【００２４】
従って、本実施の形態に係る慣性センサ１０は磁気シールドキャップ３０を装着した構造とされているが、この磁気シールドキャップ３０の材質としては、例えばアモルファス材或いはパーマロイ材等の内の例えば４２アロイが採用されている。また、この磁気シールドキャップ３０の表面とされる頭部３０Ａ及び両側面３０Ｂには、半田付け用の表面処理である金メッキがされている表面処理部３２が、一本の直線で繋がったストライプ状に形成された形で、存在している。
【００２５】
つまり、この磁気シールドキャップ３０により外部の磁気が遮断されて外部の磁気による影響を受け難くされ、さらに、磁場発生部材２０と空隙を有しつつ対向して、このスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が磁気シールドキャップ３０内に配置されている。すなわち、磁気シールドキャップ３０とリードフレーム２６とによりスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の全周が覆われる構造となっている。この為、磁場発生部材２０とスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２との間の相対変位による磁束Ｍの向きの変化をより正確に検出可能になる。尚、図１に示すように、例えばこの慣性センサ１０の長さ寸法Ｌは約３．１ｍｍとされ、横寸法Ｈは約２．１ｍｍとされ、厚み寸法Ｗは約０．８ｍｍとされている。
【００２６】
他方、この慣性センサ１０が回路基板３４に実装される際には、図３から図５に示すように、単に一対のリードフレーム２６が半田部３６による半田付けで回路基板３４に接続されて慣性センサ１０が固定されるだけでなく、磁気シールドキャップ３０の頭部３０Ａの表面に設けられた表面処理部３２が回路基板３４に半田部３６によって半田付けされて、この回路基板３４と接合されることになる。
【００２７】
次に、磁気シールドキャップ３０の作製について説明する。作製の際には、図６（Ａ）に示すように、予め４２アロイ製の長尺材４２にストライプ状に金メッキ４４し、この長尺材４２上の金メッキ４４の幅方向中心に中心を合わせた形で、図６（Ａ）に示すようにスリット４８を入れる。そして、図６（Ｂ）に示すように絞り加工を行う。さらに、プレス順送加工により磁気シールドキャップ３０を打ち抜くようにする。この結果として、磁気シールドキャップ３０の頭部３０Ａの表面だけでなく、磁気シールドキャップ３０の両側面３０Ｂにストライプ状の金メッキ４４とされる表面処理部３２が配置された磁気シールドキャップ３０が完成することになる。
【００２８】
最後に、図２に示すように、上記のようにゴム材１６及び錘１８等が取り付けられたベースプレート１４を磁気シールドキャップ３０内に挿入すると共に、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が内蔵されたパッケージ２４を磁気シールドキャップ３０の開放端に取り付けることで、図１に示すように慣性センサ１０が完成する。尚この際、磁気シールドキャップ３０の開放端にパッケージ２４の段部が当接することで、磁気シールドキャップ３０内にベースプレート１４が位置決めされることになる。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る慣性センサ１０の作用を説明する。
本実施の形態に係る慣性センサ１０は、磁気シールドキャップ３０を装着した構造とされるだけでなく、この磁気シールドキャップ３０の少なくとも側面３０Ｂ及び頭部３０Ａの表面に、半田付け用の表面処理がされている表面処理部３２がストライプ状に存在している。
【００３０】
つまり、本実施の形態では、磁気シールドキャップ３０を装着した構造の慣性センサ１０とされるのに伴い、一対のリードフレーム２６が慣性センサ１０の一端に偏って配置されている場合でも、回路基板３４に慣性センサ１０が実装されるのに伴い、一対のリードフレーム２６が配置されている慣性センサ１０の部分から最も離れている磁気シールドキャップ３０の頭部３０Ａの表面に存在する表面処理部３２も半田付けされて、回路基板３４に接合できる。
【００３１】
このことから、図３から図５に示すように、一対のリードフレーム２６と合わせて実質的に３点で回路基板３４に固定されて、慣性センサ１０の姿勢が安定化すると共に、耐衝撃性や耐振動性等の強度も改善されて信頼性が向上することになる。
【００３２】
一方、本実施の形態に係る慣性センサ１０は、磁気シールドキャップ３０を装着した構造であるものの、従来技術のように磁気シールドキャップ３０の両端を折り曲げる必要がないので、回路基板３４に実装された際に厚み方向の寸法が大きくなり過ぎることがなく、薄型化が図れる。また、回路基板３４への実装に際して、磁気シールドキャップ３０の表面処理部３２を半田付けする作業が追加されるのみなので、別部材を回路基板３４と慣性センサ１０との間に配置する構造と異なり、慣性センサ１０の製造コストが増大することもない。
【００３３】
以上より、本実施の形態によれば、磁気シールドキャップ３０を装着した構造であっても、この磁気シールドキャップ３０の少なくとも一部の表面に、表面処理部３２を設けることで、小型且つ低コストで、回路基板３４上に確実に上記の慣性センサ１０を固定可能になる。他方、この際の表面処理部３２の表面処理の種類として種々のものが考えられるが、本実施の形態では、半田付け用の表面処理として最適な金メッキ４４を表面処理部３２の表面処理として採用した。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る慣性センサ１０の動作を説明する。
本実施の形態に係る慣性センサ１０は、Ｌ字形状の片持ち梁構造とされるゴム材１６を有していて、このゴム材１６の基端側がベースプレート１４に連結されると共に、このゴム材１６の先端側に、必要な大きさの質量を有した錘１８が取り付けられた構造とされている。
【００３５】
従って、本実施の形態では、ゴム材１６の先端側に支持された状態の錘１８に、微小な加速度が加わった場合、錘１８の重量との関係で生じることになる力によって、容易にゴム材１６が弾性変形し、これに伴って錘１８及びこの錘１８の表面に配置される磁場発生部材２０が変位することになる。
【００３６】
また、この磁場発生部材２０がその周囲に磁場を生じさせているが、この磁場発生部材２０と対向して配置されたスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が、これら錘１８及び磁場発生部材２０の変位に伴う磁場発生部材２０の磁束方向の変化を検出できるようになる。この結果、本実施の形態の慣性センサ１０によれば、磁束方向の変化の形で微小な加速度を検出できるようになった。
【００３７】
次に、本発明に係る電子部品の第２の実施の形態を図７に示し、この図面に基づき本実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態も第１の実施の形態と似た構造となっているものの、第１の実施の形態では、表面処理部３２が一本の直線が繋がったストライプ状となっているのに対して、本実施の形態では、磁気シールドキャップ３０の表面とされる頭部３０Ａのみに表面処理部３２が存在する構造になっている。
【００３８】
つまり、本実施の形態では、磁気シールドキャップ３０の作製の際に、図７（Ａ）に示すように、予め４２アロイ製の長尺材４２に等間隔で点状に金メッキ４６し、この長尺材４２上の金メッキ４６に中心を合わせた形で、図７（Ａ）に示すようにスリット４８を入れる。そして、図７（Ｂ）に示すように絞り加工を行う。さらに、プレス順送加工により磁気シールドキャップ３０を打ち抜くようにする。この結果として、磁気シールドキャップ３０の頭部３０Ａの表面だけとなる点状に、表面処理部３２が配置された磁気シールドキャップ３０が完成することになる。
【００３９】
従って、この磁気シールドキャップ３０を有した慣性センサ１０を回路基板３４に実装する際に、リードフレーム２６が配置されている慣性センサ１０の部分から最も離れている磁気シールドキャップ３０の頭部３０Ａの表面に存在する表面処理部３２も半田付けされて、回路基板３４に接合できる。
【００４０】
このことから、本実施の形態のように一対のリードフレーム２６が慣性センサ１０の一端に偏って配置されている場合でも、慣性センサ１０の姿勢が安定化すると共に、耐衝撃性や耐振動性等の強度も改善されて信頼性が向上することになる。この結果として、小型且つ低コストで、回路基板３４上に確実に上記の慣性センサ１０を固定可能になる、という第１の実施の形態と同様の作用を本実施の形態も奏するようになる。
【００４１】
尚、上記実施の形態では、磁気シールドキャップの表面に金メッキを施したが、この金メッキとしては、金フラッシュメッキが考えられる。但し、金メッキによる部分メッキ以外のものとして、例えば半田付け用の表面処理としての導電ペーストなどを磁気シールドキャップの表面に施しても良い。
【００４２】
一方、上記実施の形態では、予め部分メッキされた長尺材をプレス順送加工して磁気シールドキャップを作製する形で説明したが、磁気シールドキャップの形に形成した状態においてマスキングした後に、表面処理しても良い。さらに、上記実施の形態では、表面処理部を他の端子電極とのショートを考慮して、ストライプ状或いは点状としたが、表面処理部を他の形状としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る慣性センサを示す図であって、（Ａ）は正面から見た断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ矢視線断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る慣性センサを示す分解図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る慣性センサが回路基板に実装された状態を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る慣性センサが回路基板に実装された状態を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る慣性センサが回路基板に実装された状態を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る慣性センサの磁気シールドキャップの作製を説明する図であって、（Ａ）はスリットが形成された状態を示す図であり、（Ｂ）は絞り加工された状態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る慣性センサの磁気シールドキャップの作製を説明する図であって、（Ａ）はスリットが形成された状態を示す図であり、（Ｂ）は絞り加工された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    慣性センサ（電子部品）
１６    ゴム材（弾性部材）
１８    錘
２０    磁場発生部材
２２    スピンバルブ型ＧＭＲ素子（磁気感応素子）
２６    リードフレーム
３０    磁気シールドキャップ（金属キャップ）
３０Ａ  頭部
３２    表面処理部
３４    回路基板
３６    半田部
【図１】
2006186129.tif 000003
【図２】
2006186129.tif 000004
【図３】
2006186129.tif 000005
【図４】
2006186129.tif 000006
【図５】
2006186129.tif 000007
【図６】
2006186129.tif 000008
【図７】
2006186129.tif 000009