(57)【要約】【課題】  小型の角速度センサを提供する。【解決手段】  角速度を検知する音叉型振動子１０と、音叉型振動子１０を実装するパッケージ３０とを有し、音叉型振動子１０をパッケージ３０の対角線上に配置した構成とする。角速度センサはパッケージ３０を保持する基板５０を有し、音叉型振動子１０が鉛直方向に対して所定角度傾くようにパッケージ３０を基板５０に取り付ける。音叉型振動子１０をパッケージ３０に固定するリードフレーム２０を設け、リードフレーム２０は断面がコの字形状の屈曲部を有し、屈曲部によって、パッケージ３０とリードフレーム２０との間に空間を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度を検知する振動子と、
前記振動子を実装するパッケージとを有し、
前記振動子を前記パッケージの対角線上に配置したことを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
前記パッケージを保持する基板を有し、
前記振動子が鉛直方向に対して所定角度傾くように前記パッケージを前記基板に取り付けることを特徴とする請求項１記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記角速度センサは前記振動子を複数個有し、各角速度センサは前記パッケージの前記対角線上であって、角速度の検出軸が異なる複数の方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の角速度センサ。
【請求項４】
前記対角線は、前記パッケージの最も離れた対角を結ぶ対角線であることを特徴とする請求項１記載の角速度センサ。
【請求項５】
前記基板は、前記振動子の所定角度の傾きに応じて配置された複数の電極を有していることを特徴とする請求項２記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記複数の電極は、前記パッケージを所定角度回転させても前記パッケージと前記基板との電気的な接続が可能な大きさで形成されていることを特徴とする請求項５記載の角速度センサ。
【請求項７】
前記複数の電極は、前記基板上に同心円状に配置されていることを特徴とする請求項５又は６記載の角速度センサ
【請求項８】
前記パッケージは、前記対角線方向の角部を切欠き、多角形状としたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項９】
前記振動子を前記パッケージに固定するリードフレームを有し、
前記リードフレームは、断面がコの字形状の屈曲部を有し、前記屈曲部によって、前記パッケージと前記リードフレームとの間の空間を形成することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項１０】
前記リードフレームは、前記振動子を支持する平坦部を有し、前記リードフレームを支持する前記パッケージの面には凹部が形成されており、前記凹部によって前記パッケージと前記リードフレームとの間の空間を形成することを特徴とする請求項９記載の角速度センサ。
【請求項１１】
前記複数実装された振動子は、前記パッケージの面から異なる高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項３記載の角速度センサ。
【請求項１２】
前記複数実装された振動子は、前記パッケージの高さ方向において立体交差していることを特徴とする請求項１１記載の角速度センサ。
【請求項１３】
前記リードフレームは、前記平坦部を支持する部材と、前記振動子が所定の高さとなるように調整する突起部材とを有することを特徴とする請求項９記載の角速度センサ。
【請求項１４】
前記角速度センサは、前記パッケージを支持する回路基板と、前記角速度センサの実装面に対して前記回路基板を垂直に支持する支持基板とを有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項１５】
前記角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように前記回路基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１４記載の角速度センサ。
【請求項１６】
前記角速度センサは、前記パッケージを支持する支持基板と、前記パッケージに支持される接続部材と、該接続部材を介して前記パッケージとの電気的接続が形成される回路基板とを有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項１７】
前記角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように、前記接続部材を介して前記回路基板を支持することを特徴とする請求項１６記載の角速度センサ。
【請求項１８】
前記角速度センサは、前記パッケージを支持する支持基板と、該支持基板に支持された加速度センサとを有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項１９】
前記角速度センサは、前記支持基板に取り付けられた回路基板を有し、前記加速度センサは該回路基板に取り付けられ、該回路基板と前記パッケージとはフレキシブル配線基板により電気的に接続されていることを特徴とする請求項１８記載の角速度センサ。
【請求項２０】
前記角速度センサは、前記パッケージと前記加速度センサとを封止するキャップを有することを特徴とする請求項１８又は１９記載の角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は角速度センサに関し、より詳細には音叉型振動子を用いた角速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
角速度センサは、回転時の角速度を検知するセンサであり、カメラの手ぶれ防止やカーナビゲーションなどのシステム、自動車やロボットの姿勢制御システムなどに利用されている。
【０００３】
一般に、角速度センサの検出軸が検出基準面に対して傾くことで感度誤差や他軸感度などの問題が発生する。この場合には、正確な角速度を検出することができず、角速度センサを用いた制御システムは角度誤差に起因した様々な問題点を有するようになる。
【０００４】
例えば、カーナビゲーションにおいては、通常角速度センサは自動車のダッシュボードに収納される。ダッシュボードに角速度センサを備えた制御システムを取り付けた場合、角速度センサの検出軸が基準面である地面に垂直であれば、精度よく角速度を検知することができる。
【０００５】
ところが、最近の自動車のダッシュボードは地面に対して傾いていることがある。傾斜したダッシュボードに制御システムを取り付けた場合、角速度センサの検出軸が傾き、角速度検出誤差が大きくなってしまう。
【０００６】
特許文献１及び２には、振動子を基台の実装面に対して傾斜させて取り付けた角速度センサが開示されている。特許文献１では、振動子を保持する保持部材を弾性変形することで振動子の傾斜角度を調整している。また、特許文献２では、予め設定された所定角度だけ検出素子を傾斜させて取付部に固定している。
【０００７】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ０３／１００３５０Ａ１
【特許文献２】特開２００３−２２７８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
音叉型振動子は、通常、これを保護するためのパッケージに内包され、これらを基板に取り付けているが、音叉型振動子を傾斜させるためにパッケージも傾斜させると、傾けたパッケージによって高さが高くなってしまい、角速度センサを小型化することができないという問題が生じる。また、特許文献２では、音叉型振動子を傾斜させる角度ごとに取付部品が必要となり、構成が複雑であるという問題点を有する。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小型の角速度センサを提供することを目的とする。
また、本発明は小型でかつ角速度の検出軸を簡単かつフレキシブルに設定することができる角速度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】
【００１０】
かかる目的を達成するために本発明の角速度センサは、角速度を検知する振動子と、前記振動子を実装するパッケージとを有し、前記振動子を前記パッケージの対角線上に配置した構成とする。このように本発明は、角速度を検知する振動子をパッケージの対角線上に配置するようにしたことで、この振動子付きパッケージを、振動子が傾くように基板に取り付けた時に、パッケージの高さを低くすることができる。従って、装置を低背化させた小型の角速度センサを提供することができる。
【００１１】
上記角速度センサにおいて、前記パッケージを保持する基板を有し、前記振動子が鉛直方向に対して所定角度傾くように前記パッケージを前記基板に取り付けるとよい。従って、傾斜した取り付け面に角速度センサを取り付けても、検出軸を適切な方向に設定することができる。
【００１２】
上記角速度センサにおいて、前記角速度センサは前記振動子を複数個有し、各角速度センサは前記パッケージの前記対角線上であって、角速度の検出軸が異なる複数の方向に配置されている構成とすることができる。この構成により、複数の方向の角速度を検出することができる。
【００１３】
また前記対角線は、前記パッケージの最も離れた対角を結ぶ対角線とすることができる。
【００１４】
上記角速度センサにおいて、前記基板は、前記振動子の所定角度の傾きに応じて複数の電極を有している構成とすることができる。この構成により、振動子の傾き角度を変更してもパッケージと基板との電気的な接続を取ることができる。
【００１５】
上記角速度センサにおいて、前記複数の電極は、前記パッケージを所定角度回転させても前記パッケージと前記基板との電気的な接続が可能な大きさで形成されている構成や、前記複数の電極は、前記基板上に同心円状に配置された構成とすることができる。この構成により、振動子を傾斜させるためにパッケージを回転させてもパッケージと基板との電気的な接続を取ることができる。
【００１６】
また上記角速度センサにおいて、前記振動子を前記パッケージに固定するリードフレームを有し、前記リードフレームは、断面がコの字形状の屈曲部を有し、前記屈曲部によって、前記パッケージと前記リードフレームとの間の空間を形成する構成とすることができる。また、前記リードフレームは、前記振動子を支持する平坦部を有し、前記リードフレームを支持する前記パッケージの面には凹部が形成されており、前記凹部によって前記パッケージと前記リードフレームとの間の空間を形成する構成とすることもできる。この構造により簡単な構成であるにもかかわらず高い検出精度を持つ生産性に優れた角速度センサを提供することができる。また前記リードフレームは例えば、前記平坦部を支持する部材と、前記振動子が所定の高さとなるように高さを調整する突起部材とを有している。
【００１７】
上記角速度センサにおいて、前記複数実装された振動子は、前記パッケージの面から異なる高さ位置に配置されている構成とすることができる。また、この振動子は、前記パッケージの高さ方向において立体交差している構成とすることができる。
【００１８】
上記角速度センサにおいて、前記パッケージを支持する回路基板と、前記角速度センサの実装面に対して前記回路基板を垂直に支持する支持基板とを有する構成とすることができる。この角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように前記回路基板に取り付けられている構成とすることができる。また、前記角速度センサは、前記パッケージを支持する支持基板と、前記パッケージに支持される接続部材と、該接続部材を介して前記パッケージとの電気的接続が形成される回路基板とを有しているとよい。前記角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように、前記接続部材を介して前記回路基板を支持している構成とすることができる。前記角速度センサは、前記パッケージを支持する支持基板と、該支持基板に支持された加速度センサとを有している構成とすることができる。前記角速度センサは、前記支持基板に取り付けられた回路基板を有し、前記加速度センサは該回路基板に取り付けられ、該回路基板と前記パッケージとはフレキシブル配線基板により電気的に接続されている構成とすることができる。さらに、前記角速度センサは、前記パッケージと前記加速度センサとを封止するキャップを有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、小型の角速度センサを提供することができる。また、本発明は、小型でかつ角速度の検出軸を簡単かつフレキシブルに設定することができる角速度センサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の最良の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１に、実施例１の角速度センサ１００の構成を示す。なお、図１（Ａ）は、角速度センサ１００の平面図であり、図１（Ｂ）は、音叉型振動子１０の構成を示す図であり、図１（Ｃ）は、角速度センサ１００を図１（Ａ）に示すＡ−Ａ’線断面図である。
【００２２】
図１（Ａ）に示す角速度センサ１００は、音叉型振動子１０と、リードフレーム２０と、セラミックスで形成されたパッケージ３０と、音叉型振動子１０を配置したパッケージ３０を実装する回路基板５０とを有している。回路基板５０は、支持基板５１に垂直に取り付けられている。
【００２３】
音叉型振動子１０は、図１（Ｂ）に示すようにベース１３と、ベース１３から同一方向に伸びる離間配置された２つのアーム１１、１２とを有している。リードフレーム２０は、図１（Ｃ）に示すようにベース１３を支持し、音叉型振動子１０をパッケージ３０に固定する。
【００２４】
パッケージ３０は、セラミックで形成され、図１（Ｃ）に示すように内部に複数のパッド（端子）３２を支持するバンク３３が図示するように形成されている。バンク３３上のパッド３２と音叉型振動子１０との電気的な接続は、図１（Ｃ）に示すようにワイヤ４２で行われる。
【００２５】
ここで、音叉型振動子１０とパッケージ３０との電気的な接続について詳細に説明する。音叉型振動子１０には、図２に示す電極が形成されている。図２（Ａ）は音叉型振動子１０の表側を示し、図２（Ｂ）は裏側を示す。アーム１１には検出電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられている。検出電極１１ａと１１ｂは電極１１ｄで接続されている。検出電極１１ａには引出し電極１１ｆが設けられている。電極１１ｃは、引出し電極１１ｅに接続されている。同様に、アーム１２には、検出電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。検出電極１２ａと１２ｂは電極１２ｄで接続されている。電極１２ａには引出し電極１２ｆが設けられている。電極１２ｃは、引出し電極１２ｅに接続されている。音叉型振動子１０の表面には駆動電極１４ａが設けられ、引出し電極１４ｂに接続されている。同様に、裏面には駆動電極１５ａが設けられ、引出し電極１５ｂに接続されている。なお、図３に示す音叉型振動子１０のベース１３の形状が図１に示すものと若干異なっている。
【００２６】
図２に示す引出し電極は、例えば図３（Ａ）に示すように、ワイヤ４２を用いてパッケージ３０に設けられたパッド（端子）３２にボンディングされる。パッド３２はバンク３３上に形成されており、パッケージ３０に設けられた配線に接続されている。ここで、図３（Ａ）は角速度センサ１００の平面図、図３（Ｂ）は断面図、図３（Ｃ）は底面図である。パッケージ３０の上面は開放されており、四角形状に形成されたパッケージ３０の取り付け面には外部接続パッド（端子）３４が形成されている。外部接続パッド３４は、パッケージ３０内部の配線を介して、音叉型振動子１０の各電極に接続されている。パッケージ３０の底面には、パッケージ３０内部の配線に接続される外部接続パッド（端子）３５が形成されている。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）には座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚが示されており、角速度センサ１００はＸ軸を中心とする角速度ωｘを検出する。
【００２７】
音叉型振動子１０の真下のパッケージ３０上には、電子部品２１の搭載領域１６が用意され、パッケージ３０上には、電子部品２１との接続電極１７が設けられている。図４に搭載領域１６に電子部品２１を搭載した例を示す。なお、電子部品２１の配置位置は、図４に示すものだけではなく、図５に示すものも考えられる。図５（Ａ）に示す例では、電子部品２１を回路基板５０側に搭載した例を示し、図５（Ｂ）に示す例では、電子部品２１を回路基板５０のパッケージ３０搭載面とは反対側に設けた例を示す。また、図５（Ｃ）には、回路基板５０側ではなく、パッケージ３０側に電子部品２１と音叉型振動子１０を搭載した例を示す。
【００２８】
本実施例の角速度センサ１００は、図１（Ａ）に示すように四角形状のパッケージ３０の対角線上に音叉型振動子１０を配置する。このように音叉型振動子１０を配置することで、図６に示すように音叉型振動子１０を鉛直方向から傾斜させるようにパッケージ３０を回路基板５０に取り付けた時に、パッケージ３０の高さを低くし、装置を低背化することができる。なお、図１（Ａ）に示す例では、パッケージ３０を正方形又はひし形に近い形としたので、２つの対角線の長さが略同じであるが、パッケージを多角形とした場合に、長さの異なる対角線を有している。このような場合には、どちらの対角線を選択しても本実施例の効果が得られる。
【００２９】
図７に、パッケージ３０と、回路基板５０との接続部の構成を示す。図７に示すように回路基板５０のパッケージ搭載面側には、パッケージの外部接続パッド（端子）３５との電気的な接続を取る複数の電極３６が設けられている。電極３６は、パッケージ３０の回転に対応できるように複数の電極からなる。またこれらの電極３６は、パッケージを所定角度回転させてもパッケージ３０と回路基板５０との電気的な接続が可能な大きさで形成されている。さらに、本実施例では、これら複数の電極３６を回路基板５０に同心円状に配置している。電極３６をこのように配置することで、パッケージ３０を回路基板５０に対して回転させて、音叉型振動子１０の傾斜角度を調整しても、パッケージ３０と回路基板５０との電気的な接続を確実に取ることができる。
【実施例２】
【００３０】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、四角形状であったパッケージ３０の角を取り、図８に示すように多角形状とすることでパッケージ３０の高さをさらに抑制するものである。図８に点線で示す四角形が上述した実施例１のパッケージの大きさであり、本実施例のパッケージ３０の形状を実線で示す。図８（Ａ）に示すようにパッケージ３０の角を切欠き、多角形状とすることで、パッケージ３０とこれを取り付ける回路基板５０の高さを低背化することができる。図８（Ｂ）には、音叉型振動子１０が傾斜するようにパッケージ３０を回転させて回路基板５０に取り付けた時の様子を示す。図８（Ｂ）に示すように音叉型振動子１０が傾斜するようにパッケージを回転させても、パッケージの高さが高くなることがなく、装置を小型化することができる。
【００３１】
図９に、図８に示す角速度センサ１００をキャップ内に封止し、角速度センサ１００の実装面に対して垂直方向に音叉型振動子１０を保持する構成を示す。図９（Ａ）は図８に示す角速度センサ１００を示す平面図、図９（Ｂ）はキャップ内に封止された角速度センサ１００の正面図（内部を透視した状態で図示してある）、図９（Ｃ）はその側面図、図９（Ｄ）は角速度センサ１００の側面図、図９（Ｅ）は角速度センサ１００の底面図である。
【００３２】
角速度センサ１００は、パッケージ３０を取付ける回路基板５０と、角速度センサ１００の実装面に対して回路基板５０を垂直に支持するステム６４とを有する。パッケージ３０の開口面は回路基板５０に取り付けられている。回路基板５０上には電子部品６６が搭載され、パッケージ３０はこの電子部品６６を覆うように位置決めされている。回路基板５０の背面にも電子部品６２が設けられている。音叉型振動子１０は、電子部品６２に対向している。回路基板５０はステム６４に支持されており、音叉型振動子１０の検出軸はステム６４に垂直な方向に一致する。外部接続ピン６５は一部を除き、回路基板５０の背面に設けられたパッドに接続されている。外部接続ピン６５とステム６４は一体化構造であり、電気的には絶縁である。外部接続ピン６５はプリント基板６４Ｂを貫通し、プリント基板６４Ｂの底面中央部から端部に向かって両方向（プリント基板６４Ｂの短手方向）に延びている。プリント基板６４Ｂは多層構成である。キャップ６８はパッケージ３０、回路基板５０、ステム６４を覆うように角速度センサ１００の内部を気密封止する。キャップ６８は例えば接着剤を用いてステム６４に固定される。
【００３３】
角速度センサ１００の取り付け構造の他の例を図１０を参照しながら説明する。この角速度センサ１００は、角速度センサ１００の取り付け面に対して垂直方向に音叉型振動子１０を保持する構成である。図１０（Ａ）は角速度センサ１００の平面図、図１０（Ｂ）は角速度センサ１００の正面図（内部を透視した状態で図示してある）、図１０（Ｃ）はその側面図、及び図１０（Ｄ）は角速度センサ１００の底面図である。角速度センサ１００は、モールドで形成された支持基板７４に取り付けられている。回路基板５０も同様に支持基板７４に取り付けられている。角速度センサ１００と回路基板５０とは離間している。角速度センサ１００のパッケージ３０の背面には複数のパッド３６が設けられている。このパッド３６は、パッケージ３０内の配線を介して、内部の音叉型振動子１０の電極に接続されている。パッド３６には、ピン状の接続部材７２が接続されている。接続部材７２は、電子部品６６が設けられている回路基板５０の一方の面に延びており、この面に形成されているパッドに接続されている。回路基板５０の他方の面にも電子部品６２が取り付けられている。電子部品６２はパッケージ３０に面している。支持基板７４には接続ピン７５が取り付けられており、一部を除いて回路基板７０上のパッドに電気的に接続されている。接続ピン７５を介して、外部と音叉型振動子１０との接続を形成することができる。
【実施例３】
【００３４】
次に、本発明の実施例３について図１１、図１２を参照しながら説明する。本実施例の角速度センサ１００は、１つのパッケージ５０内に２つの音叉型振動子２００、３００を、これらの厚み方向に立体交差させた構成である。本実施例の音叉型振動子１０も、上述した実施例と同様に、パッケージの対角線上に、音叉型振動子２００、３００の長手方向が配置されている。なお、図１１（Ａ）には、角速度センサ１００の平面図を示し、図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）に示すＢＢ’線で切断した断面の形状（内部を透視した状態で図示してある）を示す。
【００３５】
音叉型振動子２００、３００は直交する２軸を中心とする角速度を検出する。パッケージ３０は例えばセラミックスで形成され、内部に複数のパッド３２を支持するバンク３３が図示するように形成されている。パッド３２と音叉型振動子２００、３００の電極とは、図示しないワイヤでボンディングされている。音叉型振動子３００は、パッケージ３０の下面に直接設けられた単一のリードフレーム２０、又は比較的低いバンク上に設けられた単一のリードフレームで支持されている。また、音叉型振動子２００は、パッケージ３０内部に設けられた比較的高いバンク上に設けられた単一のリードフレームで支持されている。
【００３６】
ここで、図１２を参照しならリードフレーム２０の構成について説明する。図１２（Ａ）に示すリードフレーム２０は、断面がコの字状の屈曲部２２を有する。この屈曲部２２は音叉型振動子１０のベース１３を支持する。屈曲部２２は空間３１を形成する。図１２（Ａ）に示す屈曲部２２の対向する部分は垂直に形成されているが、傾斜していてもよい。屈曲部２２は、ベースとの接触部全体を接着している。また、図１２（Ｂ）に示すリードフレーム２０は、平坦な形状を有しており、このリードフレーム２０を支持するパッケージ３０の面には凹部が形成されている。図１２（Ａ）や図１２（Ｂ）において、リードフレーム２０とベース１３とは、例えばエポキシ系樹脂の接着剤で固定される。この固定は、高い生産性を持って行える。
【００３７】
図１２に示すようにリードフレーム２０の下側に空間を形成することで、角速度センサ１００を回路基板５０に実装する前後で発生する周波数変動は抑制され、高い精度かつ小型の２軸角速度センサを提供することができる。
【００３８】
このように本実施例では、１つのパッケージ３０内に角速度の検出軸が異なる２つの音叉型振動子２００、３００を配置したため、集積化によって装置を小型化することができる。また１つのパッケージで複数方向の角速度を検出することができる。
【００３９】
図１３には、この実施例の変形例として、３軸方向の角速度を検出する構成を示す。図１３（Ａ）には、角速度センサ１００の平面図を示し、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）に示すＣＣ’線で切断した断面の形状（内部を透視した状態で図示してある）を示す。例えば、図１３に示す音叉型振動子２００、３００でＸ、Ｙ軸方向の角速度を検出している場合、Ｚ軸方向の角速度を検出するために、音叉型振動子４００は、音叉型振動子２００、３００の角速度検出軸に対して垂直な角速度検出軸となるように配置されている。すなわち、図１３（Ｂ）に示すようにＺ軸方向の音叉型振動子４００は上向きに配置される。このように１つのパッケージ内に３つの音叉型振動子２００、３００、４００を配置したため、集積化によって装置をさらに小型化することができる。また、１つのパッケージでの角速度の検出可能方向を増やすことができる。
【００４０】
図１４には、図１２に示す角速度センサ１００の他の変形例を示す。図１４（Ａ）には、この角速度センサ１００の平面図、図１４（Ｂ）には図１４（Ａ）に示すＤＤ’線で切断した断面図（内部を透視した状態で図示してある）を示す。また、図１４（Ｃ）には、この実施例の特徴部分であるリードフレーム２３の拡大図が示されている。リードフレーム２３は一対の突起部２４上に取り付けられている。この突起部２４がリードフレーム２３とパッケージ２００（３００）の底面との間に空間を形成する。従って、角速度センサ１００を回路基板に実装する前後で、発生する周波数変動を抑制することができ、高い精度の２軸角速度センサとすることができる。
【００４１】
ここで、図１５を参照しながら、回路基板５０上へのチップ部品８０やＩＣ８１の搭載例を説明する。図１５（Ａ）に示す例では、回路基板５０とパッケージ３０とを、導電性を有するペーストで接続した構成である。接続には導電性樹脂乃至は異方導電性樹脂を用いることで、回路基板５０とパッケージ３０を電気的及び機械的に接続可能な構成であり、同時に回路基板が蓋の役割を果たすことで、低背化を可能とする。また、回路基板５０は両面実装可能であり、回路基板５０の両面にチップ部品８０や、ＩＣが搭載されている。
【００４２】
また図１５（Ｂ）に示す例は、両面実装可能な回路基板５０の片面だけにチップ部品８０やＩＣ８１を搭載した例を示す。図１５（Ｃ）に示す例は、パッケージ３０の底面に段差を設けてＩＣ８１を実装し、ＩＣ８１とパッケージ３０との電気的接続をワイヤ配線８２で行う構成である。本構成は回路基板のレイアウトの自由度を向上する事が出来る。また図１５（Ｄ）に示す例は、ＩＣ８１をフリップチップ実装にし、パッケージ３０とＩＣ８１の電気的接続を行った例である。本構成により、ワイヤのループ分の高さをなくす事が出来、更に低背化が可能となる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態を説明した。本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、これらの実施の形態を変形した構成や他の実施の形態を含むものである。例えば、音叉型振動子は２本〜４本のアームを持つ構成であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す図である。
【図２】音叉型振動子の電極パターンを示す図である。
【図３】本発明の実施例１の構成を示す図である。
【図４】電子部品の搭載例を示す図である。
【図５】電子部品の搭載例を示す図である。
【図６】音叉型振動子を鉛直方向に対して傾斜させて回路基板に取り付けた状態を示す図である。
【図７】回路基板とパッケージとの電気的な接続を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例２の構成を示す図である。
【図９】角速度センサの実装面に対して垂直方向に音叉型振動子を保持する構成を示す図である。
【図１０】角速度センサの取り付け面に対して垂直方向に音叉型振動子を保持する構成を示す図である。
【図１１】音叉型振動子を２軸配置した構成を示す図である。
【図１２】リードフレームの構成を示す図である。
【図１３】音叉型振動子を３軸配置した構成を示す図である。
【図１４】音叉型振動子を２軸配置した構成を示す図である。
【図１５】電子部品の回路基板への実装例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０、２００、３００、４００  音叉型振動子
１１、１２  アーム
１３  ベース
２０  リードフレーム
２１  電子部品
３０  パッケージ
３１  空間
３２  パッド
３３  バンク
３４、３５  外部接続パッド
４２  ワイヤ
５０  回路基板
５１  支持基板
【図１】
2006308498.tif 000003
【図２】
2006308498.tif 000004
【図３】
2006308498.tif 000005
【図４】
2006308498.tif 000006
【図５】
2006308498.tif 000007
【図６】
2006308498.tif 000008
【図７】
2006308498.tif 000009
【図８】
2006308498.tif 000010
【図９】
2006308498.tif 000011
【図１０】
2006308498.tif 000012
【図１１】
2006308498.tif 000013
【図１２】
2006308498.tif 000014
【図１３】
2006308498.tif 000015
【図１４】
2006308498.tif 000016
【図１５】
2006308498.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月1日(2006.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度を検知する振動子と、
前記振動子を実装するパッケージとを有し、
前記振動子を前記パッケージの対角線上に配置したことを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
前記パッケージを保持する基板を有し、
前記振動子が鉛直方向に対して所定角度傾くように前記パッケージを前記基板に取り付けることを特徴とする請求項１記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記角速度センサは前記振動子を複数個有し、各角速度センサは前記パッケージの前記対角線上であって、角速度の検出軸が異なる複数の方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の角速度センサ。
【請求項４】
前記対角線は、前記パッケージの最も離れた対角を結ぶ対角線であることを特徴とする請求項１記載の角速度センサ。
【請求項５】
前記基板は、前記振動子の所定角度の傾きに応じて配置された複数の電極を有していることを特徴とする請求項２記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記複数の電極は、前記パッケージを所定角度回転させても前記パッケージと前記基板との電気的な接続が可能な大きさで形成されていることを特徴とする請求項５記載の角速度センサ。
【請求項７】
前記複数の電極は、前記基板上に同心円状に配置されていることを特徴とする請求項５又は６記載の角速度センサ
【請求項８】
前記パッケージは、前記対角線方向の角部を切欠き、多角形状としたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項９】
前記振動子を前記パッケージに固定するリードフレームを有し、
前記リードフレームは、断面がコの字形状の屈曲部を有し、前記屈曲部によって、前記パッケージと前記リードフレームとの間の空間を形成することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項１０】
前記リードフレームは、前記振動子を支持する平坦部を有し、前記リードフレームを支持する前記パッケージの面には凹部が形成されており、前記凹部によって前記パッケージと前記リードフレームとの間の空間を形成することを特徴とする請求項９記載の角速度センサ。
【請求項１１】
前記複数実装された振動子は、前記パッケージの面から異なる高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項３記載の角速度センサ。
【請求項１２】
前記複数実装された振動子は、前記パッケージの高さ方向において立体交差していることを特徴とする請求項１１記載の角速度センサ。
【請求項１３】
前記リードフレームは、前記平坦部を支持する部材と、前記振動子が所定の高さとなるように調整する突起部材とを有することを特徴とする請求項９記載の角速度センサ。
【請求項１４】
前記角速度センサは、前記パッケージを支持する回路基板と、前記角速度センサの実装面に対して前記回路基板を垂直に支持する支持基板とを有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項１５】
前記角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように前記回路基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１４記載の角速度センサ。
【請求項１６】
前記角速度センサは、前記パッケージを支持する支持基板と、前記パッケージに支持される接続部材と、該接続部材を介して前記パッケージとの電気的接続が形成される回路基板とを有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の角速度センサ。
【請求項１７】
前記角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように、前記接続部材を介して前記回路基板を支持することを特徴とする請求項１６記載の角速度センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記角速度センサにおいて、前記パッケージを支持する回路基板と、前記角速度センサの実装面に対して前記回路基板を垂直に支持する支持基板とを有する構成とすることができる。この角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように前記回路基板に取り付けられている構成とすることができる。また、前記角速度センサは、前記パッケージを支持する支持基板と、前記パッケージに支持される接続部材と、該接続部材を介して前記パッケージとの電気的接続が形成される回路基板とを有しているとよい。前記角速度センサは、前記回路基板上に形成されたチップ部品を有し、前記パッケージは前記チップ部品を覆うように、前記接続部材を介して前記回路基板を支持している構成とすることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
次に、本発明の実施例３について図１１、図１２を参照しながら説明する。本実施例の角速度センサ１００は、１つのパッケージ３０内に２つの音叉型振動子２００、３００を、これらの厚み方向に立体交差させた構成である。本実施例の音叉型振動子２００、３００も、上述した実施例と同様に、パッケージの対角線上に、音叉型振動子２００、３００の長手方向が配置されている。なお、図１１（Ａ）には、角速度センサ１００の平面図を示し、図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）に示すＢＢ’線で切断した断面の形状（内部を透視した状態で図示してある）を示す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
音叉型振動子２００、３００は直交する２軸を中心とする角速度を検出する。パッケージ３０は例えばセラミックスで形成され、内部に複数のパッド３２を支持するバンク３３が図示するように形成されている。パッド３２と音叉型振動子２００、３００の電極とは、ワイヤ４２でボンディングされている。音叉型振動子３００は、パッケージ３０の下面に直接設けられた単一のリードフレーム２０、又は比較的低いバンク上に設けられた単一のリードフレームで支持されている。また、音叉型振動子２００は、パッケージ３０内部に設けられた比較的高いバンク上に設けられた単一のリードフレームで支持されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１４には、図１２に示す角速度センサ１００の他の変形例を示す。図１４（Ａ）には、この角速度センサ１００の平面図、図１４（Ｂ）には図１４（Ａ）に示すＤＤ’線で切断した断面図（内部を透視した状態で図示してある）を示す。また、図１４（Ｃ）には、この実施例の特徴部分であるリードフレーム２３の拡大図が示されている。リードフレーム２３は一対の突起部２４上に取り付けられている。この突起部２４がリードフレーム２３とパッケージ３０の底面との間に空間を形成する。従って、角速度センサ１００を回路基板に実装する前後で、発生する周波数変動を抑制することができ、高い精度の２軸角速度センサとすることができる。