(57)【要約】【課題】強度や耐久性が高く、振動の減衰が図られるとともに、ばね定数の設定が容易な力学量センサを提供する。【解決手段】内部ユニット３１１は、防振部材３１５により支持されている。防振部材３１５は、内部ユニット３１１を支持しつつ、内部ユニット３１１と支持面３３３との間の相対的な振動を吸収する。防振部材３１５の厚さや幅を変更することにより、防振部材３１５は強度およびばね定数を容易に変更可能である。また、パッド３２７とパッド３２８との間を接続するボンディングワイヤ３１６は、自身の外径をｄとし、パッド３２７から湾曲する頂点までの高さをｈとすると、２０×ｄ≦ｈに設定されている。これにより、内部ユニット３１１が振動した場合でも、ボンディングワイヤ３１６のひずみが緩和され、強度や耐久性の低下を招くことがない。【選択図】図１
2011145129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ部と、
前記センサ部の一方の端面と対向する側に前記センサ部を支持する支持部を有し、前記支持部の前記端面側に支持面を形成するケーシングと、
前記端面と前記支持面との間に挟み込まれ、前記センサ部と前記ケーシングとを接続するとともに、前記センサ部と前記ケーシングとの間の相対的な振動を減衰する防振部材と、
前記ケーシングに設けられている導電部と、
前記センサ部に設けられているパッド部と、
前記導電部と前記パッド部との間を、前記支持面と反対側へ湾曲しつつ電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
前記ボンディングワイヤは、自身の外径をｄとし、前記パッド部から湾曲する頂点までの高さをｈとすると、２０×ｄ≦ｈに設定されていることを特徴とする力学量センサ。
【請求項２】
センサ部と、
前記センサ部の外周側において前記センサ部との間に隙間を形成して設けられ、内側に前記センサ部を収容するケーシングと、
前記センサ部と前記ケーシングとの間に形成される隙間の少なくとも一部に設けられ、前記センサ部と前記ケーシングとを接続するとともに、前記センサ部と前記ケーシングとの間の相対的な振動を減衰する防振部材と、
前記ケーシングに設けられている導電部と、
前記センサ部に設けられているパッド部と、
前記導電部と前記パッド部との間を湾曲しつつ電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
前記ボンディングワイヤは、自身の外径をｄとし、前記パッド部から湾曲する頂点までの高さをｈとすると、２０×ｄ≦ｈに設定されていることを特徴とする力学量センサ。
【請求項３】
前記センサ部の軸を中心とする回転方向の角速度を検出する角速度センサ、加速度の変化を検出する加速度センサ、または前記角速度センサと前記加速度センサとを復号した慣性力センサのいずれかであることを特徴とする請求項１または２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、力学量センサに関し、特にセンサ部をケーシングに収容した力学量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
力学量センサは、例えば半導体やセラミックスなどの基板とともに形成されたセンサ部を備えている。このセンサ部は、例えば樹脂製のケーシングに収容されている。力学量センサのセンサ部は、例えば電気的な容量や電圧などの変化から角速度や加速度、あるいは旋回力などの力学量を検出する。そのため、ケーシングの振動がセンサ部に伝わると、センサ部からの出力に含まれるノイズが増大する。そこで、ケーシングとセンサ部との間にケーシングとセンサ部との間の相対的な振動を減衰するための防振構造が必要となる。
【０００３】
特許文献１の場合、防振構造として、ケーシングとセンサ部との間に樹脂ばねを設けている。特許文献１では、この樹脂ばねでセンサ部を支持することにより、センサ部とケーシングとの相対的な振動の減衰を図っている。しかしながら、特許文献１の場合、小型化されたセンサ部についても十分な防振性能を確保するためには、樹脂ばねのばね定数を小さく設定する必要がある。そのため、樹脂ばねに高い加工精度が要求されるとともに、樹脂ばねの強度の確保が困難であるという問題がある。
【０００４】
また、特許文献１では、ケーシングとセンサ部との間の電気的接続に柔軟性のあるボンディングワイヤを用いている。そのため、ケーシングとセンサ部との間に相対的な変位が生じた場合、ボンディングワイヤにひずみが発生する。このひずみによりボンディングワイヤの強度や耐久性が低下することがある。しかしながら、強度や耐久性を確保するためには、例えばボンディングワイヤの外径を増加させるなど剛性を高める必要がある。その場合、防振性能に対して与える影響が大きくなり、所望の防振性能を得られないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１２１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、強度や耐久性が高く、振動の減衰が図られるとともに、ばね定数の設定が容易な力学量センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、ケーシングはケーシング本体および支持部を有している。そして、このケーシング本体と支持部との間は、弾性支持部材によって弾性支持されている。これにより、ケーシングのケーシング本体と防振部材を挟んで支持部に取り付けられるセンサ部とは、弾性支持部材によっても弾性支持される。その結果、センサ部とケーシングとの相対的な振動は、防振部材だけでなく弾性支持部材によっても吸収される。したがって、センサ部とケーシングとの相対的な振動をより確実かつ高精度に減衰することができる。
【０００８】
また、ボンディングワイヤは、導電部とパッド部との間を支持面と反対側へ湾曲しつつ電気的に接続している。このボンディングワイヤは、その外径をｄとし、パッド部から湾曲する頂点までの高さをｈとした場合に、２０×ｄ≦ｈに設定されている。これにより、ケーシングとセンサ部との間に相対的な変位が生じた場合であってもボンディングワイヤのひずみが緩和される。したがって、防振性能を確保しつつ、ボンディングワイヤの強度および耐久性を確保することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、センサ部とケーシングとの間を防振部材で接続している。防振部材は、センサ部の端面とケーシングの支持面との間に設けられている。これにより、センサ部とケーシングとは、直接接していない。防振部材は、例えば柔軟な樹脂（エラストマー）を用いるため、センサ部とケーシングとの間を接続しつつ、センサ部とケーシングとの間の相対的な振動を吸収する。また、例えば厚さや発泡量など防振部材の特性を変更することにより、防振部材は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰が図られるとともに、ばね定数を容易に設定することができる。
【００１０】
また、ボンディングワイヤは、導電部とパッド部との間を湾曲しつつ電気的に接続している。このボンディングワイヤは、その外径をｄとし、パッド部から湾曲する頂点までの高さをｈとした場合に、２０×ｄ≦ｈに設定されている。これにより、上記した請求項１記載の発明と同様に、防振性能を確保しつつ、ボンディングワイヤの強度および耐久性を確保することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、力学量センサは、角速度センサ、加速度センサまたは慣性力センサのいずれかに適用される。角速度センサは、センサ部の軸を中心とする回転方向の角速度を検出する。加速度センサは、センサ部に加わる加速度を検出する。慣性力センサは、角速度センサと加速度センサとを組み合わせた複合センサであり、角速度および加速度を検出する。このように、力学量センサは、角速度センサ、加速度センサまたは慣性力センサのいずれかに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による力学量センサを示す概略図であって、（Ａ）は一部を切断した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図
【図２】本発明の第１実施形態による力学量センサの内部ユニットの断面を示す概略図
【図３】本発明の第１実施形態による力学量センサのセンサチップを模式的に示す平面図
【図４】本発明の第１実施形態によるボンディングワイヤを示す図で、（Ａ）は図１の領域Ｖの拡大図、（Ｂ）は一次ボンディング部近傍の拡大図
【図５】本発明の第１実施形態による力学量センサのケーシング概略を示す平面図
【図６】本発明の第１実施形態によるボンディングワイヤの構造を示す模式図
【図７】従来構成のボンディングワイヤにおける強制変位量とひずみとの関係を示す図
【図８】本発明の第１実施形態によるシミュレーション条件を示す図その１
【図９】本発明の第１実施形態によるシミュレーション条件を示す図その２
【図１０】本発明の第１実施形態によるシミュレーション結果を示す図その１
【図１１】本発明の第１実施形態によるシミュレーション結果を示す図その２
【図１２】本発明の第１実施形態によるシミュレーション結果を示す図その３
【図１３】本発明の第１実施形態による許容変位を示す図で、（Ａ）はユニット変位量と最大全ひずみとの関係を示す図、（Ｂ）は共振周波数とユニット変位量との関係を示す図
【図１４】本発明の第１実施形態によるループ高さと共振周波数との関係を示す図
【図１５】本発明の第１実施形態によるワイヤ径とループ高さとの関係を示す図
【図１６】本発明の第１実施形態によるワイヤ径とループ高さとの関係を正規化した結果を示す図
【図１７】本発明の第２実施形態による力学量センサを示す概略図であって、（Ａ）は一部を切断した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図
【図１８】本発明の第２実施形態による力学量センサの内部ユニットの断面を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による力学量センサの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による力学量センサを図１に示す。力学量センサ３１０は、センサ部としての内部ユニット３１１、ケーシング３１２、リードフレーム３１３、カバー３１４、防振部材３１５、ボンディングワイヤ３１６およびカバー３１７を備えている。内部ユニット３１１は、図２に示すように、センサチップ３２１、信号処理チップ３２２、ケーシング本体３２３およびリッド３２４を有している。この力学量センサ３１０は、角速度センサ、加速度センサまたは慣性力センサのいずれかに適用することができる。角速度センサは、センサ部の軸を中心とする回転方向の角速度を検出する。加速度センサは、センサ部に加わる加速度を検出する。慣性力センサは、角速度センサと加速度センサとを組み合わせた複合センサであり、角速度および加速度を検出する。
【００１５】
図３は、センサチップ３２１を模式的に示す平面図である。センサチップ３２１は、面積が例えば２０ｍｍ2であり、縦中心線Ｅを中心として対称形状となるように同一構成の一対のセンサエレメント２０を、グランド電位に固定された矩形枠状の周辺部２２１で支持するように構成されている。以下、一方のセンサエレメント２０について説明する。センサエレメント２０は、駆動部２１１と検出部２１２とから構成されている。駆動部２１１は、周辺部２２１に対して可動に支持された錘２１１ａと、この錘２１１ａと一体に接続された複数の櫛歯状の駆動用可動電極２１１ｂと、この駆動用可動電極２１１ｂと所定間隔を介して平行に対向して所定周波数で駆動するための複数の櫛歯状の駆動用固定電極２１１ｃとを、横中心線Ｆを中心にして対称形状となるように構成されている。
【００１６】
検出部２１２は、周辺部２２１に可動に支持された検出用可動電極２１２ａと、この検出用可動電極２１２ａに所定間隔を介して平行に対向してセンサチップ３２１に印加された角速度をコリオリ力として検出する櫛歯状の検出用固定電極２１２ｂとを、横中心線Ｆを中心にして対称形状となるように構成されている。
【００１７】
ここで、駆動用可動電極２１１ｂは、図３に示すｘ軸方向に可動に構成され、検出用可動電極２１２ａは、図３に示すｙ軸方向（ｙ軸はｘ軸およびｚ軸に対して直角方向）に可動に構成されている。具体的には、周辺部２２１には検出梁２１２ｃが一体に接続されており、この検出梁２１２ｃに検出用可動電極２１２ａが一体に接続され、さらに検出用可動電極２１２ａに駆動梁２１１ｄが一体に接続され、この駆動梁２１１ｄに錘２１１ａが一体に接続された形状をなしている。
【００１８】
各センサエレメント２０間となる部位には、周辺部２２１の一部である十字形状の補剛部２２ａが設けられている。なお、この補剛部２２ａの十字形上の交差中心と、センサチップ３２１の中心点とが一致している。また、補剛部２２ａのうちｘ軸方向（錘２１１ａの延設方向）を指向するｘ軸部材２２ａ１は、検出用固定電極２１２ｂの中心間に設けられている。なお、周辺部２２１および各電極にはボンディングパッド２ａが設けられている。
【００１９】
以下、センサチップ３２１の角速度検出動作について説明する。
まず、駆動用固定電極２１１ｃと駆動用可動電極２１１ｂとの間に周期的に変化する電圧信号を印加することで、錘２１１ａをｘ軸方向に振動させる。このとき、センサチップ３２１にｚ軸方向を回転軸とする角速度が印加されると、ｘ軸方向に振動している錘２１１ａにコリオリ力が作用し、錘２１１ａがｙ軸方向にも変位しようとする。これにより、検出梁２１２ｃがｙ軸方向に撓み、錘２１１ａおよび駆動用可動電極２１１ｂ並びに検出用可動電極２１２ａが、ｙ軸方向に変位する。
【００２０】
錘２１１ａのｙ軸方向への変位は駆動梁２１１ｄを通じて、検出用可動電極２１２ａに伝達される。このとき、検出用可動電極２１２ａと検出用固定電極２１２ｂとの間には所定電圧が印加されているため、検出用可動電極２１２ａの変位に伴い検出用可動電極２１２ａと検出用固定電極２１２ｂとの間の静電容量が変化する。したがって、この静電容量差を、後述の信号処理チップ３２２に設けられたＣＶ変換回路によって検出することにより、センサチップ３２１に印加された角速度を検出することができる。
【００２１】
ところで、各検出用固定電極２１２ｂおよび各検出用可動電極２１２ａは、センサチップ３２１の平面方向における各辺のうち少なくとも一辺に対して平行に延設されている。すなわち、検出用固定電極２１２ｂと検出用可動電極２１２ａとの間における静電容量変化は、センサチップ３２１の平面方向における各辺のうち少なくとも一辺の方向と同一の方向に対する検出用可動電極２１２ａの可動により発生するものである。
【００２２】
なお、外部からの振動ノイズなどの影響を受けにくくするために、２つのセンサエレメント２０の錘２１１ａをｘ軸方向において逆方向に振動させるとよい。すなわち、一方のセンサエレメント２０がｘ軸のプラス方向に変位した場合、他方のセンサエレメント２０をｘ軸のマイナス方向に変位させる。このとき、角速度が作用すると、一方の錘はｙ軸のプラス方向に変位し、他方の錘はｙ軸のマイナス方向に変位することになる。
【００２３】
また、図３に示したセンサエレメント２０は、検出部２１２が周辺部２２１に接続支持され、駆動部２１１は検出部２１２を介して周辺部２２１に支持される、いわゆる外部検出−内部駆動と呼ばれる構造となっているが、これを駆動部２１１が周辺部２２１に接続支持され、検出部２１２は駆動部２１１を介して周辺部２２１に支持される外部駆動−内部検出と呼ばれる構造としてもよい。
【００２４】
信号処理チップ３２２は、前述のセンサチップ３２１で検出した静電容量や電圧の変化を電気信号として処理したり、センサチップ３２１に印加する電圧を調整したりする。センサチップ３２１および信号処理チップ３２２は、例えばシリコン基板やセラミックス基板に形成されている。このような力学量センサ３１０は、例えば車両に搭載され、加速度や旋回などの車両の挙動を検出する。なお、図３ではセンサチップ３２１の検出対象として角速度を例に説明を行ったが本実施形態の検出対象は角速度に限定されるものではなく、例えばｘ軸又はおよびｙ軸方向の加速度であってもよい。また、信号処理チップ３２２の機能などは、適用する力学量センサ３１０に応じて任意に変更してもよい。
【００２５】
センサチップ３２１と信号処理チップ３２２との間は、ボンディングワイヤ２５で電気的に接続されている。なお、センサチップ３２１および信号処理チップ３２２は、同一のシリコン基板上に一体に形成してもよい。ケーシング本体３２３は、セラミックスや樹脂で形成されている。ケーシング本体３２３は、リッド３２４との間に形成した空間にセンサチップ３２１および信号処理チップ３２２を収容している。信号処理チップ３２２とケーシング本体３２３との間は、図示しない接着剤によって接着される。信号処理チップ３２２とケーシング本体３２３とを接着する接着剤は、信号処理チップ３２２に加わる熱応力を緩和するために弾性率の低い柔軟な接着剤を適用することが望ましい。
【００２６】
また、センサチップ３２１と信号処理チップ３２２との間は、導電部材３２９により電気的に接続されているとともに、図示しない接着シートで接着されている。信号処理チップ３２２とケーシング本体３２３とを接着する接着剤、および接着シートは、同一種類の接着剤でもよく、異なる種類の接着剤でもよい。これにより、ケーシング本体３２３の上に信号処理チップ３２２およびセンサチップ３２１が順に搭載される。図２において下面は、センサチップ３２１が位置するセンサ面である。また、信号処理チップ３２２は、信号を取り出すためのボンディングワイヤ３３０に接続されている。
【００２７】
内部ユニット３１１は、図１に示すようにケーシング３１２に収容されている。ケーシング３１２は、樹脂で形成されている。ケーシング３１２は、角筒状に形成されている。リードフレーム３１３は、ケーシング３１２にインサート成形されている。内部ユニット３１１は、厚さ方向、すなわち図１のｚ方向における両端部にそれぞれ端面３２５および端面３２６を有している。端面３２５はケーシング本体３２３に位置し、端面３２６はリッド３２４に位置している。カバー３１４は、内部ユニット３１１の端面３２５側を覆っている。カバー３１７は、内部ユニット３１１の端面３２６側を覆っている。
【００２８】
内部ユニット３１１は、端面３２５にパッド３２７を有している。パッド３２７は、センサチップ３２１および信号処理チップ３２２とボンディングワイヤ３３０を介して電気的に接続している。また、ケーシング３１２は、リードフレーム３１３と電気的に接続しているパッド３２８を有している。ボンディングワイヤ３１６は、内部ユニット３１１のパッド３２７とリードフレーム３１３のパッド３２８との間を接続している。これにより、内部ユニット３１１とリードフレーム３１３とは、ボンディングワイヤ３１６によって電気的に接続されている。
【００２９】
ボンディングワイヤ３１６は、図４（Ａ）に示すように、一方の端部がケーシング本体３２３側に設けられているパッド３２７に接続しており、他方の端部がケーシング本体３３１側に設けられているパッド３２８に接続している。以下、パッド３２７側の接続部位を一次ボンディング部Ｐ１といい、パッド３２７側の接続部位を二次ボンディング部Ｐ２という。ボンディングワイヤ３１６は、例えばボールボンディング法によりパッド３２７およびパッド３２８に接続されている。なお、ボールボンディング法ではなく、ウェッジボンディング法などの他の方法で接続するようにしてもよい。
【００３０】
ボンディングワイヤ３１６は、例えば金や銅などの導電性を有する線状の金属または合金で形成されている。ボンディングワイヤ３１６は、一次ボンディング部Ｐ１から上方へ延びている。ボンディングワイヤ３１６は、一次ボンディング部Ｐ１の上方から３２８側へ、支持面３３３と概ね平行に延びている。このボンディングワイヤ３１６は、パッド３２７とパッド３２８との間において下方へ延び、パッド３２８に接続している。つまり、ボンディングワイヤ３１６は、一次ボンディング部Ｐ１と二次ボンディング部Ｐ２との間、すなわち、パッド３２７とパッド３２８との間を、支持面３３３と反対側へ湾曲しつつ電気的に接続している。ここで、パッド３２７からボンディングワイヤ３１６の湾曲する頂点までの距離が、特許請求の範囲でいう高さｈに相当する。
【００３１】
ボンディングワイヤ３１６は、図４（Ｂ）に示すように、一次ボンディング部Ｐ１側の端部にボール部３１６１が形成されている。このボール部３１６１は、上記したボールボンディング法によりボンディングワイヤ３６１が溶融して形成されたものである。ボンディングワイヤ３１６は、このボール部３１６１を介してパッド３２７に接続されている。また、ボンディングワイヤ３１６は、ボール部３１６１との境界にネック部３１６２が形成されている。本実施形態の場合、ボンディングワイヤ３１６は、直径ｄが約０．０３ｍｍの線状に形成されている。但し、ボンディングワイヤ３１６の加工誤差を考慮した場合、ボンディングワイヤ３１６の直径ｄは、０．０３ｍｍを挟んで０．０２０ｍｍから０．０４０ｍｍの範囲内に含まれることが望ましい。
【００３２】
ケーシング３１２は、図１に示すようにケーシング本体３３１および支持部３３２を有している。ケーシング本体３３１は、内部ユニット３１１の外周側を囲む角筒状に形成されている。支持部３３２は、ケーシング本体３３１から内側へ突出し、内部ユニット３１１の端面３２６と対向する側に支持面３３３を形成している。本実施形態の場合、図５に示すように支持部３３２は、矩形状のケーシング本体３３１の各角部から内側へ突出している。これらケーシング本体３３１と支持部３３２との間には、略十字形状の開口部３３４が形成されている。開口部３３４は、支持面３３３側から支持面３３３と反対側へ支持部３３２をｚ方向へ貫いている。
【００３３】
防振部材３１５は、図１に示すように内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間に設けられている。防振部材３１５は、ケーシング３１２と内部ユニット３１１とを接続、すなわち接着している。これにより、内部ユニット３１１は、ケーシング３１２の支持部３３２に防振部材３１５によって保持されている。防振部材３１５は、上述の複数の実施形態と同様に、例えばシリコンゴムあるいはシリコンＲＴＶゴムなどの柔軟なエラストマーで形成されている。また、本実施形態の場合、防振部材３１５は、内部ユニット３１１の四隅に設けられている。
【００３４】
このような構成の力学量センサ３１０における防振特性を決定する際に重要な要素となる内部ユニット３１１の共振周波数は、内部ユニット３１１の質量および防振部材３１５のばね定数によって規定される。防振部材３１５のばね定数は、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の距離、あるいは防振部材３１５の厚さによって変化する。そのため、内部ユニット３１１を支持する防振部材３１５の減衰特性は、防振部材３１５のばね定数を変更することにより任意に設定可能となる。
【００３５】
そのため、例えばジャイロセンサのように振動子を有する力学量センサ３１０の場合、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の相対的な振動を減衰させるとき、振動子を振動させる駆動周波数での減衰を確保する必要がある。この振動子を振動させる駆動周波数は、１０ｋＨｚ程度である。この駆動周波数を減衰させるために防振部材３１５に要求される共振周波数は１ｋＨｚ程度である。このとき、防振部材３１５が有する共振倍率によっては、信号処理チップ３２２における内部処理レンジを超えるおそれがあり、防振部材３１５の共振倍率を低減させることが望ましい。本実施形態の場合、ばね構造を粘性および弾性を有する防振部材３１５で形成することにより、樹脂の支持部材や金属のばね部材に比較して内部損失を増大可能である。その結果、防振部材３１５の共振倍率の低減が図られる。
【００３６】
ところで、内部ユニット３１１は、防振部材３１５により四ヶ所で支持されている。そのため、力学量センサ３１０に外部から振動が加えられた場合、防振部材３１５は、平面方向すなわちｘ軸方向およびｙ軸方向に対して、せん断方向の荷重が加わる。この場合、防振部材３１５は、ｘ軸方向およびｙ軸方向においてせん断方向の振動を減衰させる。一方、防振部材３１５は、垂直方向すなわちｚ軸方向に対して、引張圧縮方向の荷重が加わる。この場合、防振部材３１５は、ｚ軸方向において引張圧縮方向の振動を減衰させる。つまり、防振部材３１５に支持された内部ユニット３１１は、ケーシング３１２に対して、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向に相対的に移動する。このとき、内部ユニット３１１側とケーシング本体３３１側とを接続しているボンディングワイヤ３１６には、三次元の変位が作用する。その結果、ボンディングワイヤ３１６にひずみが生じ、ひずみによる応力が特に集中するネック部３１６２において、ボンディングワイヤ３１６の破断などの損傷を招くおそれがある。
【００３７】
図６は、ボンディングワイヤ３１６の構造を模式的に示している。ボンディングワイヤ３１６は、内部ユニット３１１側の一次ボンディング部Ｐ１とケーシング本体３３１側の二次ボンディング部Ｐ２との間に台形に似た形状のループを形成している。以下、ボンディングワイヤ３１６の台形形状の上底に相当する部分の長さを台形ループ長さＬ１といい、上記した高さｈに相当する台形形状の高さをループ高さＬ２といい、一次ボンディング部Ｐ１と二次ボンディング部Ｐ２との間の水平距離をループ長さＬ３という。また、ｘ軸方向において、一次ボンディング部Ｐ１から二次ボンディング部Ｐ２側への向きを＋ｘ方向、その逆を−ｘ方向とする。同様に、ｚ軸方向において、一次ボンディング部Ｐ１から湾曲する頂点側への向きを＋ｚ方向、その逆を−ｚ方向とする。ｙ軸方向においては、一方を＋ｙ方向とし、その逆を−ｙ方向とする。
【００３８】
さて、従来構成のボンディングワイヤは、図７に示すように、内部ユニット３１１をケーシング本体３３１に対してｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向に相対的に移動させた場合、すなわち内部ユニット３１１に対して強制変位を加えた場合、−ｘ方向へのひずみが他の方向へのひずみに比較して大きくなる。換言すると、−ｘ方向のひずみを低減すれば、内部ユニット３１１の相対的な移動にともなうボンディングワイヤ３１６のひずみを効果的に低減することが可能になる。本発明者らは、この点に着目し、ボンディングワイヤ３１６の形状について数々のシミュレーションを行い結果、−ｘ方向のひずみを緩和させることが可能な形状を見いだした。以下、ボンディングワイヤ３１６の最適な形状を解析するために行ったシミュレーションについて説明する。
【００３９】
シミュレーションでは、図８に示すように、制御因子として、台形ループ長さＬ１、ループ高さＬ２、ループ長さＬ３が設定されている。各制御因子は、それぞれ三水準を有している。具体的には、各制御因子には、以下の値が設定される。
台形ループ長さＬ１：    ０ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ
ループ高さＬ２    ：０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ
ループ長さＬ３    ：２．６ｍｍ、３．２ｍｍ、３．８ｍｍ
【００４０】
また、シミュレーションにおける誤差因子Ｎとして、ループ長さＬ３のばらつきが２水準（−０．１ｍｍ、＋０．１ｍｍ）設定されている。なお、今回のシミュレーションにおけるボンディングワイヤ３１６の外径ｄは、上記したように０．０３ｍｍである。但し、上述のように、ボンディングワイヤ３１６の外径ｄは、加工誤差により、０．０２０ｍｍ≦ｄ≦０．０４０ｍｍの範囲である。
三水準の制御因子を三つ、誤差因子Ｎを二つ設定した場合、その組み合わせ数は合計３×３×３×２＝５４通りある。このような場合、周知の直交表を利用する方法によりシミュレーションの省力化を図ることが可能になる。本実施形態の場合、図９に示すように、Ｌ９直交表を利用している。
【００４１】
上記した条件にて行われたシミュレーションの結果を図１０から図１２に示す。
図１０は、強制変位とボンディングワイヤ３１６の全ひずみとの関係を示している。なお、図１０には、幾つかの代表的なシミュレーション結果を「水準」−「誤差因子」として示していている。例えば、図９の「ＮＯ」＝１に示す制御因子の組み合わせにおいて、誤差因子Ｎを図８に示す「水準２」としたときのシミュレーション結果を「１−２」として示している。この図１０から、全ひずみは、強制変位量が大になるほど大になるものの、その傾向にはばらつきがあることが分かる。
【００４２】
図１１は、図１０に示すシミュレーション結果において、各制御因子Ｌ１〜Ｌ３が与える影響を解析した結果を示している。図１１（Ａ）は、ＳＮ比についての解析結果、図１１（Ｂ）は、感度に対する解析結果である。なお、ＳＮ比および感度については、品質工学において一般的に用いられる周知の項目であるので、詳細な説明は省略する。図１１（Ａ）に示す解析結果は、台形ループ長さＬ１、ループ高さＬ２およびループ長さＬ３のうち、ループ高さＬ２を大にすることがＳＮ比の改善に効果的であることを示している。また、図１１（Ｂ）に示す解析結果は、台形ループ長さＬ１或いはループ高さＬ２を大にすることが感度の改善に効果的であることを示している。
【００４３】
つまり、図１０および図１１に示す解析結果は、ボンディングワイヤ３１６のひずみを緩和するためには、ループ高さＬ２を大にすることが効果的であることを示している。この場合、ループ高さＬ２の下限値を０．６ｍｍ以上にすることが望ましい。これは、図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ループ高さＬ２が０．６ｍｍを下回るとＳＮ比および感度の改善がそれほど見込めないこと、およびＳＮ比および感度が著しく変化するためである。
【００４４】
また、ボンディングワイヤ３１６を形成するときの加工精度を考慮した場合、目標値を０．６ｍｍに設定するとループ高さＬ２が０．６ｍｍを下回ることも考えられる。そこで、本実施形態では、ループ高さＬ２の最適条件として０．８ｍｍを選択した。図１２は、内部ユニット３１１の強制変位量と、従来構成のボンディングワイヤの全ひずみ（現状−Ｎ１、現状−Ｎ２）、および最適条件におけるボンディングワイヤ３１６の全ひずみ（最適−Ｎ１、最適−Ｎ２）との関係を示している。ボンディングワイヤ３１６は、図１２に示すように、ループ高さＬ２を最適化することによりひずみが緩和されている。
【００４５】
ところで、ボンディングワイヤ３１６のループ高さＬ２は、上記した下限値に加えて、加工上或いは特性上の上限値が設けられる。ここで、加工上の上限値とは、例えばケーシング３１２の大きさや、内部ユニット３１１とカバー３１４との位置関係（図１参照）などにより決定される値である。一方、特性上の上限値とは、力学量センサ３１０の出力感度に与える影響を抑制するために設けられる値である。
【００４６】
図１３は、防振部材３１５の共振周波数における、外部から衝撃を加えた場合の内部ユニット３１１の変位量と、ボンディングワイヤ３１６の破断限界を示す最大全ひずみとの関係を示している。上記した構成のボンディングワイヤ３１６に許容される最大全ひずみは、約２．１ｅ-2ｍｍ（０．０２１ｍｍ）である。このため、ループ高さＬ２を０．６ｍｍ以上に設定したにおける内部ユニット３１１の許容変位量は、約０．３２ｍｍになる。換言すると、防振部材３１５の共振周波数は、内部ユニット３１１の変位量が約０．３２ｍｍ以下になる範囲に設定されることが必要になる。この場合、防振部材３１５の共振周波数の範囲は、図１４に示す共振周波数と内部ユニット３１１の変位量との関係から、約１０００Ｈｚ以上の範囲に設定すればよい。
【００４７】
この場合、センサチップ３２１の製造上の誤差を考慮した場合、防振部材３１５には−３０ｄＢ以上の減衰特性が必要とされる。そのため、防振部材３１５の共振周波数を約１０００Ｈｚ以上にするためには、センサチップ３２１の駆動周波数を約６ｋＨｚ以上に設定する必要がある。一方、センサチップ３２１の駆動周波数を高周波化すると、センサチップ３２１の駆動速度は低下する。その結果、センサチップ３２１のコリオリ力が低下して出力感度に影響を与えることになる。このため、センサチップ３２１に設定可能な駆動周波数は、約１５ｋＨｚを上限とすることが望ましい。この場合、防振部材３１５の共振周波数は、約２．５ｋＨｚになる。
【００４８】
さて、内部ユニット３１１は、下方において防振部材３１５に支持され、上方においてボンディングワイヤ３１６が接続されている。この場合、ボンディングワイヤ３１６の振動特性と防振部材３１５の振動特性との関係が適切でないと、所望の減衰特性を得ることができないおそれがある。そのため、防振部材３１５の減衰特性に与える影響を抑えるためには、ボンディングワイヤ３１６の共振周波数を防振部材３１５の共振周波数と重ならない範囲に設定する必要がある。
【００４９】
図１４は、ループ高さＬ２とボンディングワイヤ３１６の共振周波数との関係を示している。この図１４によれば、ボンディングワイヤ３１６の共振周波数の下限値を防振部材３１５の共振周波数の上限値以上に設定すれば、両者の共振周波数が重ならないことがわかる。すなわち、ボンディングワイヤ３１６の共振周波数の下限値を、少なくとも防振部材３１５の共振周波数の上限値以上に設定ればよい。本実施形態では、ボンディングワイヤ３１６の共振周波数の下限値を、防振部材３１５の共振周波数の上限値（約２．５ｋＨｚ）にマージンとして約０．３ｋＨｚを加えた約２．８ｋＨｚに設定している。この場合、ループ高さＬ２の上限値として、約１．０ｍｍが得られる。なお、このループ高さＬ２の上限値は、特性上の上限値に相当するものであり、加工上の上限値が１．０ｍｍ未満である場合には加工上の上限値が優先される。
【００５０】
このように、力学量センサ３１０においては、ループ高さＬ２を０．６ｍｍ以上に設定することにより、ボンディングワイヤ３１６のひずみを破断ひずみ（最大全ひずみ）以下に緩和することができる。また、ループ高さＬ２を１．０ｍｍ以下にすることにより、防振部材３１５の減衰特性に影響を与えることを防止している。これにより、防振部材３１５は、センサチップ３２１の駆動周波数が約６ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの範囲に設定されている場合、共振周波数が約１ｋＨｚ〜２．５ｋＨｚになる範囲において、内部ユニット３１１の振動を減衰させることができる。
【００５１】
ところで、上記したループ高さＬ２の下限値および上限値は、ボンディングワイヤ３１６の外径を０．０３ｍｍに設定した場合の値である。ここで、ボンディングワイヤ３１６の外径ｄを変化させた場合における、最適化後のループ高さＬ２と全ひずみとの関係を図１５に示す。ループ高さＬ２は、それぞれ０．０２ｍｍ、０．０２５ｍｍ、０．０３ｍｍ、０．０３５ｍｍ、０．０４ｍｍに設定されている。ボンディングワイヤ３１６は、図１５に示すように、外径ｄを０．０２０ｍｍ≦ｄ≦０．０４０ｍｍの範囲で変化させた場合であっても、ループ高さＬ２を最適化することにより全ひずみを効果的に緩和することができる。
【００５２】
図１６は、図１５に示したループ高さＬ２と全ひずみとの関係を、ループ高さＬ２をボンディングワイヤの外径で正規化した場合の図である。この図１６から、ループ高さＬ２とボンディングワイヤの外径との比がおよそ１５の付近に大きな変位点が存在し、２０以上でほぼ直線状かつ全ひずみの変化が少なくなっていることが分かる。すなわち、ボンディングワイヤの外径ｄが変化した場合であっても、ボンディングワイヤの外径ｄとループ高さＬ２（＝ｈ）とが２０×ｄ≦ｈになるよに設定すればひずみを効果的に緩和することができる。
【００５３】
以上説明した力学量センサ３１０によれば次のような効果を奏する。
第１実施形態では、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間を防振部材３１５で支持することにより、ケーシング３１２から内部ユニット３１１への振動の伝達が低減される。また、防振部材３１５は、柔軟であるため、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間を接着しつつ、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の相対的な振動を吸収することができる。
【００５４】
また、防振部材３１５は、内部ユニット３１１の端面３２６とケーシング３１２の支持面３３３との間に設けられている。これにより、内部ユニット３１１とケーシング３１２とは、直接接していない。防振部材３１５は、例えばエラストマーなどの柔軟な樹脂を用いるため、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間を接続しつつ、内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の相対的な振動を吸収する。また、例えば厚さや発泡量など防振部材３１５の物性を変更することにより、防振部材３１５は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく振動の減衰が図られるとともに、ばね定数を容易に設定することが可能になる。
【００５５】
さらに、上述のように防振部材３１５の厚さや幅を変更することにより、防振部材３１５は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく内部ユニット３１１とケーシング３１２との間の相対的な振動の減衰が図られるとともに、防振部材３１５のばね定数を容易に設定することができる。また、支持面３３３と内部ユニット３１１のリッド３２４とが直接接触していない（離間している）ため、支持面３３３からの振動が直接内部ユニット３１１に伝達されない（防振部材３１５を介して伝達される）。したがって、支持面３３３と内部ユニット３１１とが直接接触している場合に比べて、効果的に内部ユニット３１１を防振することができる。
【００５６】
ボンディングワイヤ３１６は、リードフレーム３１３とパッド３２７との間を支持面３３３と反対側へ湾曲しつつ電気的に接続している。このとき、ボンディングワイヤ３１６は、自身の外径をｄとし、パッド３２７から湾曲する頂点までの高さ（ループ高さＬ２）をｈとした場合に、２０×ｄ≦ｈに設定されている。これにより、ケーシング本体３２３と内部ユニット３１１との間に相対的な変位が生じた場合であっても、ボンディングワイヤ３１６のひずみを緩和することができる。すなわち、外部から衝撃が加わった場合であっても、ボンディングワイヤ３１６に生じるひずみは、破断ひずみ以下に抑制される。したがって、ボンディングワイヤ３１６、特にそのネック部３１６２が損傷するおそれが低減され、力学量センサ３１０の強度および耐久性を向上させることができる。特に、車載時の過大衝撃に対しても損傷するおそれが低減され、電気的な接続の信頼性が向上した力学量センサ３１０を提供することができる。
【００５７】
また、ループ高さＬ２を１．０ｍｍ以下に設定されている。そのため、ボンディングワイヤ３１６自身の共振周波数は、防振部材３１５の共振周波数と重なることがない。これにより、ボンディングワイヤ３１６の共振が防振部材３１５の防振性能に与える影響が抑制される。したがって、ボンディングワイヤ３１６の強度および耐久性を確保しつつ、防振性能を確保することができる。
【００５８】
特に、第１実施形態の場合、ボンディングワイヤ３１６の外径ｄを、０．０３ｍｍを含む０．０２０ｍｍ≦ｄ≦０．０４０ｍｍの範囲に設定した場合、ループ高さＬ２＝ｈを、２０×ｄ≦ｈに設定することにより、強度および耐久性の高い力学量センサ３１０を提供することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による力学量センサを図１７に示す。力学量センサ４１０は、図１７（Ａ）に示すようにセンサ部としての内部ユニット４１１、ケーシング４１２、リードフレーム４１３、カバー４１４、防振部材４１５、ボンディングワイヤ４１６およびカバー４１７を備えている。内部ユニット４１１は、図１８に示すようにセンサチップ４２１、信号処理チップ４２２、パッケージ４２３およびリッド４２４を有している。センサチップ４２１の構成は、図３に示すセンサチップ３２１と概ね同一の構成である。
【００６０】
信号処理チップ４２２は、前述のセンサチップ４２１で検出した静電容量や電圧の変化を電気信号として処理したり、センサチップ４２１に印加する電圧を調整したりする。センサチップ４２１および信号処理チップ４２２は、例えばシリコン基板やセラミックス基板に形成されている。なお、センサチップ４２１の検出対象は、例えばｘ軸又は及びｙ軸方向の角速度や加速度などである。また、信号処理チップ４２２の機能などは、適用する力学量センサ４１０に応じて任意に変更してもよい。
【００６１】
センサチップ４２１と信号処理チップ４２２との間は、図１８に示すようにボンディングワイヤ４２５で電気的に接続されている。なお、センサチップ４２１および信号処理チップ４２２は、同一のシリコン基板上に一体に形成してもよい。パッケージ４２３は、セラミックスや樹脂で形成されている。パッケージ４２３は、リッド４２４との間に形成した空間にセンサチップ４２１および信号処理チップ４２２を収容している。信号処理チップ４２２とパッケージ４２３との間は、図示しない接着剤によって接着される。信号処理チップ４２２とパッケージ４２３とを接着する接着剤は、信号処理チップ４２２に加わる熱応力を緩和するために弾性率の低い柔軟な接着剤を適用することが望ましい。また、センサチップ４２１と信号処理チップ４２２との間は、接着シート４２６で接着されている。信号処理チップ４２２とパッケージ４２３とを接着する接着剤、および接着シート４２６は、同一種類の接着剤でもよく、異なる種類の接着剤でもよい。これにより、パッケージ４２３の上に信号処理チップ４２２およびセンサチップ４２１が順に搭載される。図１８において上面は、センサチップ４２１が位置するセンサ面である。
【００６２】
内部ユニット４１１は、図１７に示すようにケーシング４１２に収容されている。ケーシング４１２は、樹脂で形成されている。ケーシング４１２は、内側に内部ユニット４１１よりも大きな開口４３１を有する角筒状に形成されている。リードフレーム４１３は、ケーシング４１２にインサート成形されている。内部ユニット４１１とリードフレーム４１３との間は、ボンディングワイヤ４１６によって電気的に接続されている。
【００６３】
ボンディングワイヤ４１６は、一方の端部がパッケージ４２３に設けられているパッド４１８に接続しており、他方の端部がリードフレーム４１３に接続している。このボンディングワイヤ４１６は、上下方向が逆になっているものの、第１実施形態のボンディングワイヤ３１６（図４参照）と実質的に同様の構造を有している。また、ボンディングワイヤ４１６は、第１実施形態と同様に、例えばボールボンディング法やウェッジボンディング法などの周知の方法で接続されている。ボンディングワイヤ４１６は、リードフレーム４１３とパッド４１８との間を、パッド４１８が設けられている面すなわち内部ユニット４１１の下面から下方へ延びた後、リードフレーム４１３側へ曲がり、内部ユニット４１１の下面と平行に延びている。そして、ボンディングワイヤ４１６は、パッド４１８とリードフレーム４１３との間で上方に延び、リードフレーム４１３に接続されている。
【００６４】
すなわち、ボンディングワイヤ４１６は、パッド１８に対して垂直な方向すなわちｚ軸方向に立ち上がった後、パッド１８とリードフレームとの間を湾曲しつつ電気的に接続している。ここで、パッド４１８からボンディングワイヤ４１６の湾曲する頂点までの距離が、特許請求の範囲の高さｈに相当する。ボンディングワイヤ４１６は、第１実施形態と同様に、その外径ｄが約０．０３ｍｍに設定されているとともに、２０×ｄ≦ｈの関係を満たす形状に形成されている。また、ボンディングワイヤ４１６のループ高さは０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲に設定されている。
【００６５】
カバー４１４は、内部ユニット４１１のセンサチップ４２１側すなわちセンサ面側を覆っている。カバー４１７は、内部ユニット４１１のパッケージ４２３側すなわちセンサ面と反対側を覆っている。ケーシング４１２の開口４３１は、内部ユニット４１１よりも大きいため、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間には隙間が形成される。防振部材４１５は、この内部ユニット４１１とケーシング４１２との間に設けられている。防振部材４１５は、例えばシリコンゴムあるいはシリコンＲＴＶゴムなどの柔軟なエラストマーで形成されている。
【００６６】
第２実施形態では、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間には防振部材４１５が設けられる。力学量センサ４１０における防振特性を決定する際に重要な要素となる内部ユニット４１１の共振周波数は、内部ユニット４１１の質量および防振部材４１５のばね定数によって規定される。防振部材４１５のばね定数は、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の距離、あるいは防振部材４１５の厚さによって変化する。そのため、内部ユニット４１１を支持する防振部材４１５の減衰特性は、防振部材４１５のばね定数を変更することにより任意に設定可能となる。また、例えばジャイロセンサのように振動子を有する力学量センサ４１０の場合、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の相対的な振動を減衰させるとき、振動子を振動させる駆動周波数での減衰を確保する必要がある。この振動子を振動させる駆動周波数は、１０ｋＨｚ程度である。この駆動周波数を減衰させるために防振部材４１５に要求される共振周波数は１ｋＨｚ程度である。このとき、防振部材４１５が有する共振倍率によっては、信号処理チップ４２２における内部処理レンジを超えるおそれがあり、防振部材４１５の共振倍率を低減させることが望ましい。第２実施形態の場合、ばね構造を粘性および弾性を有する防振部材４１５で形成することにより、樹脂の支持部材や金属のばね部材に比較して内部損失を増大可能である。その結果、防振部材４１５の共振倍率の低減が図られる。
【００６７】
以上のように、第２実施形態では、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間を防振部材４１５で支持することにより、ケーシング４１２から内部ユニット４１１への振動の伝達が低減される。また、防振部材４１５は、柔軟であるため、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間を接着しつつ、内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の相対的な振動を吸収する。また、本第２実施形態のように、内部ユニット４１１のｘ軸側端面またはｙ軸方向側の少なくともいずれか一方の端面とケーシング４１２との間に、防振部材４１５が配置されている場合、防振部材４１５はケーシング４１２からセンサエレメント２０（図３参照）に伝えられる振動のうちｘ軸またはｙ軸方向の少なくともいずれか一方の成分を特に吸収する。そのため、内部ユニット４１１内のセンサエレメント２０の可動方向がｘ軸またはｙ軸の少なくともいずれか一方の方向である構造において有効である。
【００６８】
さらに、上述のように防振部材４１５の厚さや幅を変更することにより、防振部材４１５は強度およびばね定数を容易に変更可能である。したがって、強度の低下を招くことなく、かつ高い加工精度を必要とすることなく内部ユニット４１１とケーシング４１２との間の相対的な振動の減衰が図られるとともに、防振部材４１５のばね定数を容易に設定することができる。
【００６９】
この他にも、カバー４１４と内部ユニット４１１のリッド４２４とが直接接触していない（離間している）ため、カバー４１４、４１７からの振動が直接内部ユニット４１１に伝達されない（防振部材４１５を介して伝達される）。したがって、カバー４１４、４１７と内部ユニット４１１とが直接接触している場合に比べて、効果的に内部ユニット４１１を防振することができる。
【００７０】
なお、図１７に示すように、防振部材４１５は、内部ユニット４１１のｘ軸およびｙ軸方向の端面を必ずしも囲んでいなくてもよい。このように内部ユニット４１１の側面全周を防振部材４１５で囲んだ場合、以下の効果を得ることができる。防振部材４１５からの熱応力が内部ユニット４１１に伝達される場合、この熱応力が内部ユニット４１１の側面全周から印加される。そのため、例えばいずれか一つの側面のみから応力が印加される場合に比べて、内部ユニット４１１がｚ軸方向に傾くなどの現象が発生しにくい。角速度または加速度を検出するセンサにおいて、内部ユニット４１１が傾くことにより検出軸が所定方向とは異なった方向となると、検出精度の大幅な悪化に繋がる。そのため、この効果は角速度または加速度を検出するセンサにおいて特に有効である。
【００７１】
また図１７（Ｂ）に示すように、防振部材４１５のリードフレーム４１３の端面が、パッケージ４２３のリードフレーム４１３側端面まで達していない、換言すればパッケージ４２３の底面（信号処理チップ４２２が載置された側の外面）が防振部材４１５に覆われていない場合、以下の効果を得ることができる。
【００７２】
センサチップ４２１の変形は、図３に示す駆動用可動電極２１１ｂと駆動用固定電極２１１ｃとの間の距離、検出用固定電極２１２ｂと検出用可動電極２１２ａとの間の距離が変化する要因となり、これらの距離の変化はセンサの検出出力の精度に影響を及ぼす。ここで図１７（Ｂ）の構造の場合、防振部材４１５からの熱応力は、防振部材４１５と接触しているパッケージ４２３の開口部付近の外壁面に印加され、パッケージ４２３の外壁面の変形がパッケージ４２３の底部に伝達される。さらにパッケージ４２３の底部の変形は信号処理チップ４２２に伝達され、信号処理チップ４２２の変形が接着シート４２６に伝達される。その結果、接着シート４２６の変形は、センサチップ４２１に伝達される。一方、パッケージ４２３の底面が防振部材４１５に覆われている構造は、防振部材４１５からの熱応力が直接パッケージ４２３の底面を変形させるため、図１７（Ｂ）の構造に比べてセンサチップ４２１が大きく変形する。このため、図１７（Ｂ）の構造は、防振部材４１５から伝達される熱応力によるセンサチップ４２１の変形を小さくすることができる。
【００７３】
ボンディングワイヤ４１６は、リードフレーム４１３とパッド４１８との間を、パッド４１８が設けられている内部ユニット４１１の下面から垂直方向に湾曲しつつ電気的に接続している。このとき、ボンディングワイヤ４１６は、自身の外径をｄとし、パッド４１８から湾曲する頂点までの高さをｈとした場合に、２０×ｄ≦ｈに設定されている。これにより、パッケージ４２３と内部ユニット４１１との間に相対的な変位が生じた場合であっても、ボンディングワイヤ４１６のひずみを緩和することが可能になる。したがって、ボンディングワイヤ４１６が損傷するおそれが低減され、力学量センサ４１０の強度および耐久性を向上させることができるとともに、車載時の過大衝撃に対しても損傷することなく動作可能な力学量センサ４１０を提供することができる。
【００７４】
また、ループ高さを１．０ｍｍ以下に設定することにより、ボンディングワイヤ４１６自身の共振周波数の範囲と防振部材４１５の共振周波数の範囲とが重なることがない。これにより、防振部材４１５の防振性能に与える影響が抑制される。したがって、ボンディングワイヤ４１６の強度および耐久性を確保しつつ、防振性能を確保することができる。
【００７５】
第２実施形態の場合も第１実施形態と同様に、ボンディングワイヤ３１６の外径ｄを、０．０３ｍｍを含む０．０２０ｍｍ≦ｄ≦０．０４０ｍｍの範囲に設定した場合、ループ高さＬ２＝ｈを、２０×ｄ≦ｈに設定することにより、強度および耐久性の高い力学量センサ３１０を提供することができる。
【００７６】
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
図面中、３１０、４１０は力学量センサ、３１１、４１１は内部ユニット（センサ部）、３１２、４１２はケーシング、３１３、４１３はリードフレーム（導電部）、３１５、４１５は防振部材、３１６、４１６はボンディングワイヤ、３２６は端面、３２７、４１８はパッド（パッド部）、３３１はケーシング本体、３３２は支持部、３３３は支持面を示す。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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