(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ信号を処理する回路が内蔵されている場合や、パッケージによるセンサ素子の気密封止が必要な構成のセンサであっても、１つの台座で垂直、水平の両実装方法に対応することのできるセンサ実装用台座を提供する。【解決手段】センサ実装用台座１０は、センサ素子ならびにそこからの出力信号を処理する信号処理手段が格納されたパッケージ９を収容し、実装基板に実装されるためのセンサ実装用台座１０であって、その外表面には、実装基板との複数方向での電気的接続を可能とするための複数の基板用パターン２、３等が設けられている構成とする。なお基板用パターン２、３等は、本センサ実装用台座１０外表面の異なる二面以上に設けられるものとする。【選択図】図１Ａ
2016001166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子ならびに該センサ素子からの出力信号を処理する信号処理手段が格納されたパッケージを収容し、実装基板に実装されるためのセンサ実装用台座であって、その外表面には該実装基板との複数方向での電気的接続を可能とするために基板用パターンが複数設けられていることを特徴とする、センサ実装用台座。
【請求項２】
前記基板用パターンは本センサ実装用台座外表面の異なる二面以上に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ実装用台座。
【請求項３】
本センサ実装用台座は一面が開口した筐体形状であり、その背面部および一以上の側面部に前記基板用パターンが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のセンサ実装用台座。
【請求項４】
前記パッケージを収容する本センサ実装用台座の内面に、該パッケージとの電気的接続を得るためのパッケージ用パターンが設けられ、これは前記基板用パターンと接続していることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ実装用台座。
【請求項５】
前記パッケージ用パターンと基板用パターンとの接続は本センサ実装用台座に設けられた貫通孔を通してなされていることを特徴とする、請求項４に記載のセンサ実装用台座。
【請求項６】
樹脂製またはその他の非導電性材料製であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のセンサ実装用台座。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のセンサ実装用台座に前記パッケージが収容されてなる、台座付きセンサ。
【請求項８】
前記パッケージ背面には電子部品またはその他の凸構造が実装されており、前記センサ実装用台座は該凸構造と接触しない形態に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の台座付きセンサ。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかに記載のセンサ実装用台座に角速度センサ素子ならびに該角速度センサ素子からの出力信号を処理する信号処理手段が格納されたパッケージが格納されてなる、台座付き角速度センサ。
【請求項１０】
センサ信号を処理する回路が内蔵されていることを特徴とする、請求項９に記載の台座付き角速度センサ。
【請求項１１】
気密封止構造が設けられていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の台座付き角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサ実装用台座、台座付きセンサおよび台座付き角速度センサに係り、特に、センサ素子とこれを収容するパッケージと、パッケージを保持するインターポーザ（台座）を有するセンサにおいて、同一部材で実装基板への取付け軸を変更することのできる、センサ実装用台座、台座付きセンサおよび台座付き角速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
角速度センサは回転速度を測定するセンサであり、カーナビゲーションや自動車、ロボットの姿勢制御、カメラ等の手ぶれ補正等に使用されており、用途が拡大してきている。角速度センサを実装する基板は、その用途やその他部品等との関係から、基準面（地面等）に対して垂直に設置するものや水平に設置するものがある。このため角速度センサの軸は、実装基板の設置に合わせて変更する必要がある。
【０００３】
軸変更に対応する方法としては、センサ素子を格納するパッケージの側面および背面にパターンを形成して基板設置軸に合わせ側面または背面パターンで対応する方法や、パッケージと基板の間に台座を使用して台座を変更することによってそれぞれの軸に対応する方法が考えられる。特にパッケージ背面等に回路部品等を取り付ける構造の場合は、後者の対応が必須となる。
【０００４】
なお、センサの取付けに関しては従来、技術的提案もなされている。このうち、たとえば後掲特許文献１には、３つ以上の多極電極を有するセンサに適用可能で、センサの感度方向を変えることなく基板の取付面を選定できるとするセンサパッケージが開示されている。これは、複数の電極を構成する実装用パッドがセンサパッケージの隣接する裏面および底面に渡って露呈埋設されるように構成されたもので、それにより、センサパッケージの感度方向をそのままとして変更することなく、基板側を垂直状態と水平状態の２パターンに設定して、裏面および底面の表面に露呈した実装用パッドを用いて基板に実装できる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１１３８４号公報「センサパッケージ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、台座はリードフレームを樹脂でモールディングするインサートモールドを使用することが多いが、インサートモールドの場合、リードフレームの引き回し等の問題で、１つのインサートモールドでの垂直実装、水平実装双方に対応するのは困難である。そのため、図５、６に示すような垂直実装用、水平実装用の２種類の台座が必要となり、台座のイニシャルコストや製造コストがかかってしまう。図５は従来のセンサ実装方法のうち、垂直実装用台座を用いた垂直実装の例を示す正面図（ｌ）、右側面図（ｍ）、および平面図（ｎ）であり、図６は、水平実装用台座を用いた水平実装の例を示す平面図（ｏ）、および正面図（ｐ）である。
【０００７】
なお上記文献開示技術では、センサ信号を処理する回路が内蔵されている場合や、パッケージによるセンサ素子の気密封止が必要な構成のセンサの場合、垂直・水平両方向の実装方法に対応することが困難である。したがって、封止構造が必要な角速度センサには、容易に用いることができない。
【０００８】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を踏まえ、センサ信号を処理する回路が内蔵されている場合や、パッケージによるセンサ素子の気密封止が必要な構成のセンサであっても、１つの台座で垂直、水平の両実装方法に対応することのできる、つまり実装基板への取付け軸を変更することのできる、センサ実装用台座、台座付きセンサおよび台座付き角速度センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は上記課題について検討した結果、実装用の台座を、表面に形成したパターンの一端がパッケージの背面のパッドと電気的に接続可能であり、もう一端が背面および側面に配置するように形成した台座とし、台座に設けた貫通孔を通して電気的接続がなされる構成とすることによって、１つの台座で垂直、水平の両実装方法が可能となることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は以下の通りである。
【００１０】
〔１〕  センサ素子ならびに該センサ素子からの出力信号を処理する信号処理手段が格納されたパッケージを収容し、実装基板に実装されるためのセンサ実装用台座であって、その外表面には該実装基板との複数方向での電気的接続を可能とするために基板用パターンが複数設けられていることを特徴とする、センサ実装用台座。
〔２〕  前記基板用パターンは本センサ実装用台座外表面の異なる二面以上に設けられていることを特徴とする、〔１〕に記載のセンサ実装用台座。
〔３〕  本センサ実装用台座は一面が開口した筐体形状であり、その背面部および一以上の側面部に前記基板用パターンが設けられていることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載のセンサ実装用台座。
【００１１】
〔４〕  前記パッケージを収容する本センサ実装用台座の内面に、該パッケージとの電気的接続を得るためのパッケージ用パターンが設けられ、これは前記基板用パターンと接続していることを特徴とする、〔１〕ないし〔３〕のいずれかに記載のセンサ実装用台座。
〔５〕  前記パッケージ用パターンと基板用パターンとの接続は本センサ実装用台座に設けられた貫通孔を通してなされていることを特徴とする、〔４〕に記載のセンサ実装用台座。
【００１２】
〔６〕  樹脂製またはその他の非導電性材料製であることを特徴とする、〔１〕ないし〔５〕のいずれかに記載のセンサ実装用台座。
〔７〕  〔１〕ないし〔６〕のいずれかに記載のセンサ実装用台座に前記パッケージが収容されてなる、台座付きセンサ。
〔８〕  前記パッケージ背面には電子部品またはその他の凸構造が実装されており、前記センサ実装用台座は該凸構造と接触しない形態に形成されていることを特徴とする、〔７〕に記載の台座付きセンサ。
【００１３】
〔９〕  〔１〕ないし〔６〕のいずれかに記載のセンサ実装用台座に角速度センサ素子ならびに該角速度センサ素子からの出力信号を処理する信号処理手段が格納されたパッケージが格納されてなる、台座付き角速度センサ。
〔１０〕  センサ信号を処理する回路が内蔵されていることを特徴とする、〔９〕に記載の台座付き角速度センサ。
〔１１〕  気密封止構造が設けられていることを特徴とする、〔９〕または〔１０〕に記載の台座付き角速度センサ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のセンサ実装用台座、台座付きセンサおよび台座付き角速度センサは上述のように構成されるため、これによれば、センサ信号を処理する回路が内蔵されている場合や、パッケージによるセンサ素子の気密封止が必要な構成のセンサであっても、１つの台座のみで、垂直実装、水平実装、いずれの実装方法にも対応することができる。つまり１つの台座のみで、実装基板への取付け軸を変更することができる。また、実装方向に関わらず台座を共通化できるため、製造、試験を共通化することができ、比較的低コストな角速度センサ等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明センサ実装用台座の基本構成を概念的に示す説明図である。図中、（ａ）はセンサ素子収容方向からの斜視図、（ｂ）は背面下方向からの斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａのセンサ実装用台座の展開図である。図中、（ｃ）はセンサ素子収容内面、（ｄ）は外面。
【図２】本発明のセンサ実装用台座の実施例を示す正面図（ｅ）、背面図（ｆ）、および一側面図（ｇ）である。
【図３】図２に示した実施例に収容されるパッケージの正面図（ｈ）、および背面図（ｉ）である。
【図４Ａ】図２に示した実施例におけるパッケージ収容前の状態を示す斜視説明図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す状態を経て形成された台座付きセンサの正面側斜視図（ｊ）、および背面側斜視図（ｋ）である。
【図４Ｃ】図４Ｂ中（ｊ）の横断面図である。
【図５】従来のセンサ実装方法のうち、垂直実装用台座を用いた垂直実装の例を示す正面図（ｌ）、右側面図（ｍ）、および平面図（ｎ）である。
【図６】従来のセンサ実装方法のうち、水平実装用台座を用いた水平実装の例を示す平面図（ｏ）、および正面図（ｐ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１Ａは、本発明センサ実装用台座の基本構成を概念的に示す説明図であり、（ａ）はセンサ素子収容方向からの斜視図、（ｂ）は背面下方向からの斜視図である。また、
図１Ｂは、図１Ａのセンサ実装用台座の展開図であり、（ｃ）はセンサ素子収容内面、（ｄ）は外面を示す。これらに示すように本センサ実装用台座１０は、センサ素子ならびにそこからの出力信号を処理する信号処理手段が格納されたパッケージ９を収容し、実装基板に実装されるためのセンサ実装用台座１０であって、その外表面には、実装基板との複数方向での電気的接続を可能とするための複数の基板用パターン２、３等が設けられていることを、主たる構成とする。なお基板用パターン２、３等は、本センサ実装用台座１０外表面の異なる二面以上に設けられるものとする。
【００１７】
また、図中（ａ）に示すように本センサ実装用台座１０は一面が開口した筐体形状である。そして異なる二面以上に配置された基板用パターンとしては特に、台座１０の背面部および任意の一以上の側面部に、基板用パターン２、基板用パターン３、のように設けられた構成とすることができる。本発明が、一種類の台座によって実装基板への取付軸の変更を可能とする、つまり垂直、水平両方向への実装を可能とすることを目的とするものであるところ、かかる面上配置構成をとることによって、その目的を十分に果たせるからである。
【００１８】
また、パッケージ９を収容する本センサ実装用台座１０の内面には、パッケージ９との電気的接続を得るためのパッケージ用パターン５が設けられるが、これは基板用パターン２、３等と接続している。これにより、パッケージ９は基板用パターン２、３等を介して実装基板と電気的に接続される。
【００１９】
なおまた、本センサ実装用台座１０の材質は非導電性材料製とする。たとえば樹脂製の台座は好適であるが、非導電性材料である限り、セラミックス、その他の材料であってもよい。
【００２０】
かかる構成により、本発明のセンサ実装用台座１０にはパッケージ９が収容されてセンサ（「台座付きセンサ」ともいう。）としての形態をとり、実装基板に対してこれを実装する場合に、必要な取付軸方向と適合する基板用パターン２等が実装基板の実装面に対面し取り付けられる。かかる取付軸方向としては少なくとも水平方向、垂直方向があるが、本センサ実装用台座１０はその外表面の異なる二面以上に複数の基板用パターン２、３等が設けられているため、一種類の台座によって、水平、垂直両方向の実装に対応することができる。
【００２１】
図２は、本発明のセンサ実装用台座の実施例を示す正面図（ｅ）、背面図（ｆ）、および一側面図（ｇ）である。また、
図３は、図２に示した実施例に収容されるパッケージの正面図（ｈ）、および背面図（ｉ）である。正面図（ｅ）では台座２１０の収容用内部が表されている。これらに示すように本センサ実装用台座２１０では、パッケージ用パターン２５と基板用パターン２２、２３との接続が、本センサ実装用台座２１０に設けられた貫通孔２４、２４、・・・を通してなされる構成とすることができる。図示するように貫通孔２４は台座２１０の内外面間での接続をとるために必要な複数設けられる。
【００２２】
なお、図３に示すような、パッケージ背面に電子部品２７またはその他の凸構造が実装されたパッケージ２９であっても、本発明のセンサ実装用台座２１０を用いることによって、実装基板への取付軸変更に容易に対応することができる。また、図３中に示した台座実装用パターン２８によって、本パッケージ２９がセンサ実装用台座２１０に収容された際に図２に示すパッケージ用パターン２５へ接触がなされ、電気的接続がなされる。
【００２３】
図４Ａは、図２に示した実施例におけるパッケージ収容前の状態を示す斜視説明図である。また、
図４Ｂは、図４Ａに示す状態を経て形成された台座付きセンサの正面側斜視図（ｊ）、および背面側斜視図（ｋ）であり、さらに、
図４Ｃは、図４Ｂ中（ｊ）の横断面図である。これらに示した、センサ実装用台座２１０にパッケージ２９が収容されてなる台座付きセンサ自体もまた、本発明の範囲内である。
【００２４】
たとえばセンサ実装用台座２１０の背面に設けた基板用パターン２２で実装基板に実装すれば、パッケージ２９を実装基板に対して水平に実装することができ、一方、側面（底面）に設けた基板用パターン２３で実装基板に実装すれば、パッケージ２９を実装基板に対して垂直に実装できる。
【００２５】
図３に示したように背面に電子部品２７が実装されたパッケージ２９、またはその他の凸構造が実装されたパッケージであっても、これらの凸構造とは接触しないような形態に本センサ実装用台座２１０は形成されるものとすることができる。具体的には、電子部品２９やその他の凸構造に接触しないような適宜の凹型に形成されていればよい（図４Ｃ）。これは、後述する台座付き角速度センサの場合も同様である。
【００２６】
つまり、パッケージ２９背面には、センサ実装用台座２１０との電気的接続をする台座実装用パターン（パッド）２８の他に、センサ信号処理に必要な電子部品２７として、たとえばチップコンデンサやチップ抵抗が実装される構成となる場合があるが、かかる場合に対応できるよう、台座２１０は電子部品２７と接触しないような凹型、またはキャビティ構造を備えた構成とすることができる。
【００２７】
また、センサ実装用台座２１０の背面もまた凹型もしくはキャビティ構造に形成されたものとすることができる。これにより、１段高い部分に水平実装用の基板用パターン２２を配置し、低い部分に垂直実装用の基板用パターン２３や配線パターンを配置するというように、パターン配置を立体的な構造とすることが可能となる。かかる構成によって、水平実装および垂直実装時にお互いのパターンへの影響を無くすことができる。たとえば半田ブリッジ等によるショートなどを無くすことができる。なお、台座２１０上の各パターンはその表面のみで配線された構成としても、スルーホールを介して配線された構成としてもよい。
【００２８】
本発明は、実装基板への取付軸の変更に対応する必要のあるセンサであれば、いかなる種類・機能のセンサに対しても適用することができる。特に、角速度センサでは利用性が高く、殊に、センサ信号を処理する回路が内蔵されている場合や、気密封止構造が設けられている場合の角速度センサでは、極めて高い。以上説明したセンサ実装用台座に角速度センサ素子ならびにそこからの出力信号を処理する信号処理手段が格納されたパッケージが格納されて構成される台座付き角速度センサ自体もまた、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のセンサ実装用台座、台座付きセンサおよび台座付き角速度センサによれば、１つの台座のみで、垂直、水平、いずれの実装方法にも対応することができ、比較的低コストな角速度センサ等を提供することができる。したがって、センサ製造分野および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００３０】
２、３、２２、２３…基板用パターン
５、２５…パッケージ用パターン
９、２９…パッケージ
１０、２１０…センサ実装用台座
２４…貫通孔
２７…電子部品
２８…台座実装用パターン
【００３１】
５９、６９…パッケージ
５１０…垂直実装用の台座
６１０…水平実装用の台座
【図１Ａ】
2016001166.tif 000003
【図１Ｂ】
2016001166.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2016001166.tif 000008
【図４Ｃ】
2016001166.tif 000009
【図５】
2016001166.tif 000010
【図６】
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