(57)【要約】【課題】実装面積を小さくしつつ安定して回路基板に実装できる圧電ジャイロセンサおよび電子機器を提供すること。【解決手段】圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサである。前記パッケージを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、一方の前記キャビティに前記圧電ジャイロ素子を、他方の前記キャビティに前記圧電ジャイロ素子の駆動用ＩＣチップを搭載し、前記パッケージの側面領域に前記圧電ジャイロ素子及び駆動用ＩＣチップの少なくとも一方と導通される外部接続電極パッドを形成し、回路基板に対して縦置き実装可能としてなる。【選択図】図１
2009264760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、前記パッケー
ジを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、一方の前記キャビティ
に前記圧電ジャイロ素子を、他方の前記キャビティに前記圧電ジャイロ素子の駆動用ＩＣ
チップを搭載し、前記パッケージの側面領域に前記圧電ジャイロ素子及び駆動用ＩＣチッ
プの少なくとも一方と導通される外部接続電極パッドを形成し、回路基板に対して縦置き
実装可能としてなることを特徴とする圧電ジャイロセンサ。
【請求項２】
圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、前記パッケー
ジを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、一方の前記キャビティ
に前記圧電素子と該素子駆動用ＩＣチップとを搭載し、他方の前記キャビティは加速度叉
は角速度検出用の回路素子実装領域とし、前記一対のキャビティ内重量を互いに均等化し
て前記パッケージを回路基板に対して縦置き実装可能としてなることを特徴とする圧電ジ
ャイロセンサ。
【請求項３】
圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、前記パッケー
ジを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、一方の前記キャビティ
に前記圧電ジャイロ素子を、前記パッケージ外側面に前記圧電ジャイロ素子の駆動用ＩＣ
チップとを搭載し、前記駆動用ＩＣチップ搭載面と異なるパッケージの側面領域に前記圧
電ジャイロ素子及び駆動用ＩＣチップの少なくとも一方と導通される外部接続電極パッド
を形成し、回路基板に対して縦置き実装可能としてなることを特徴とする圧電ジャイロセ
ンサ。
【請求項４】
前記パッケージは縦置き実装面側の肉厚を他の側面の肉厚より厚くしたフーチング部を
形成してなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の圧電ジャイロセンサ
。
【請求項５】
前記パッケージの平面部にも前記パッケージ側面の外部接続電極パッドと同様の電極が
形成され、前記パッケージ側面に形成している前記外部接続電極パッドの一部を共通パッ
ドしてなり、縦置きと平置き実装を選択可能として検出軸を変換可能としてなることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の圧電ジャイロセンサ。
【請求項６】
圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、前記パッケー
ジを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、前記キャビティに前記
圧電ジャイロ素子と前記圧電ジャイロ素子の駆動用ＩＣチップとを搭載するとともに、前
記圧電ジャイロ素子及び駆動用ＩＣチップの少なくとも一方と導通される外部接続電極パ
ッドを前記パッケージ側面並びに一部を共用してパッケージ平面に形成し、回路基板に対
して縦置き実装した圧電ジャイロセンサと平置き実装した圧電ジャイロセンサの検出軸が
互いに異なるように複数実装したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電ジャイロセンサおよび電子機器に係り、特に加速度や角速度の検出をなす
ためのセンサと、これを利用して例えば手振れ防止機能付きのカメラなどの電子機器に関
する。
【背景技術】
【０００２】
加速度検出や角速度検出に用いられる圧電デバイスは、圧電素子をパッケージに収容し
た矩形容器構造とされ、圧電素子の検出軸が直交３軸のいずれか向くように回路基板面に
パッケージ面を接合した状態にして複数実装される。例えばパッケージの平面をＸＹ平面
とし、パッケージ平面の法線方向をＺ軸とする直交３軸を定め、回路基板に対してＸＹ平
面を基板面に接合したり、ＹＺ平面を基板面に接合したりして実装している。
【０００３】
特許文献１に記載されている例では、圧電デバイスのパッケージ側面にも外部端子をつ
けることによって、側面を回路基板面に垂直にして実装できるようにしている。また、特
許文献２には、圧電デバイスを回路基板にソケット状のコネクタ部を設け、圧電デバイス
をコネクタ部に差し込んで実装するようにした例が示されている。
【特許文献１】特開２００６−７８２５０号公報
【特許文献２】特開２００６−２２９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前者のように、回路基板にパッケージ側面を下にして立てた状態で実装させよ
うとすると、回路基板に接する実装面積が少なくなるため、回路基板に正しく直立させる
ことが困難となって検出精度を低下させる原因となり、また、ジャイロセンサとして用い
る圧電デバイスの場合には外部振動の影響を受けやすく、この点でも検出精度を低下させ
る要因となる可能性があった。
【０００５】
後者のコネクタ部を設ける構造では、圧電デバイスを機械的に差し込んで実装する構成
となるため、嵌め合いの公差が必要となり、これが遊び代となって圧電デバイスの垂直度
を阻害する可能性を持っていた。また、コネクタ部は圧電デバイスの支え部材となるため
に硬い材料を用いる必要があり、これが外部からの衝撃により割れるなどの脆さが出やす
いものであった。したがって、マウント装置を用いてハンダ付けなどの処理を行うとコネ
クタ部を損壊する可能性があるなどの問題があった。
【０００６】
また、この圧電デバイスを加速度センサ又は角速度センサに適用した場合、１つの圧電
素子が検出できる検出方向（検出軸）は１方向である。したがって、その圧電デバイスが
検出できる検出方向は１方向となる。そのため、例えば２方向に関して加速度を検出した
い場合には、その２方向に応じた姿勢で配線ボードび圧電デバイスを配置する必要がある
。ところが、このような構成では、回路配線及び圧電デバイスの実装スペースが大きくな
ってしまい、この種の圧電デバイスを含む検出器が搭載される電子機器の小型化の要求を
阻害ことになる。また、配線ボード数を増加したり姿勢を変えることなく、複数の検出軸
を得るためには、検出方向が互いに異なる圧電デバイスを複数種類製造しなければならず
、生産性が低下する。
【０００７】
本発明は、実装面積を小さくしつつ安定して回路基板に実装できる圧電ジャイロセンサ
および電子機器を提供することを目的とする。また、垂直精度を出すことができる圧電ジ
ャイロセンサおよび電子機器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】
上記目的は以下の適用例を採用することにより達成できる。
［適用例１］圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、
前記パッケージを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、一方の前
記キャビティに前記圧電ジャイロ素子を、他方の前記キャビティに前記圧電ジャイロ素子
の駆動用ＩＣチップを搭載し、前記パッケージの側面領域に前記圧電ジャイロ素子及び駆
動用ＩＣチップの少なくとも一方と導通される外部接続電極パッドを形成し、回路基板に
対して縦置き実装可能としてなることを特徴とする圧電ジャイロセンサ。
このように構成することにより、実装面積がＩ型パッケージの一つの側面となり、大幅
に実装面積が小さくなる。
【０００９】
［適用例２］圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、
前記パッケージを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、一方の前
記キャビティに前記圧電素子と該素子駆動用ＩＣチップとを搭載し、他方の前記キャビテ
ィは加速度叉は角速度検出用の回路素子実装領域とし、前記一対のキャビティ内重量を互
いに均等化して前記パッケージを回路基板に対して縦置き実装可能としてなることを特徴
とする圧電ジャイロセンサ。
【００１０】
このような構成であれば、縦置き実装した場合でも左右方向への大きな回転モーメント
を抑制できるため、実装後の横倒れを防止でき、安定した実装形態を維持できるメリット
がある。特に下部のキャビティを加速度叉は角速度検出用の回路素子実装領域としてので
、応用範囲が拡大したジャイロセンサを提供することができる。
【００１１】
［適用例３］圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、
前記パッケージを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、一方の前
記キャビティに前記圧電ジャイロ素子を、前記パッケージ外側面に前記圧電ジャイロ素子
の駆動用ＩＣチップとを搭載し、前記駆動用ＩＣチップ搭載面と異なるパッケージの側面
領域に前記圧電ジャイロ素子及び駆動用ＩＣチップの少なくとも一方と導通される外部接
続電極パッドを形成し、回路基板に対して縦置き実装可能としてなることを特徴とする圧
電ジャイロセンサ。
【００１２】
この適用例では、回路基板に対して実装したとき、パッケージ外面にＩＣチップを配置
しているため、パッケージセンター隔壁には薄い圧電ジャイロ素子だけが取り付けられる
だけであるため、横倒れ作用をなす力は小さく、回路基板への実装時の安定性が増す。
【００１３】
［適用例４］前記パッケージは縦置き実装面側の肉厚を他の側面の肉厚より厚くしたフ
ーチング部を形成してなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の圧電ジ
ャイロセンサ。
この構成では、縦置き時の重心が低くなり、安定して垂直に保持できるので、検出精度
を確保できる。
【００１４】
［適用例５］前記パッケージの平面部にも前記パッケージ側面の外部接続電極パッドと
同様の電極が形成され、前記パッケージ側面に形成している前記外部接続電極パッドの一
部を共通パッドしてなり、縦置きと平置き実装を選択可能としてなることを特徴とする適
用例１乃至３のいずれか１に記載の圧電ジャイロセンサ。
この適用例では、検出軸を変換がパッケージを縦置きか横置きにするだけでできるため
、検出軸の変更が極めて簡単にできる。
【００１５】
［適用例６］圧電ジャイロ素子をパッケージに収容した圧電ジャイロセンサであって、
前記パッケージを一対の対向する平面部にキャビティを形成したＩ型構造とし、前記キャ
ビティに前記圧電ジャイロ素子と前記圧電ジャイロ素子の駆動用ＩＣチップとを搭載する
とともに、前記圧電ジャイロ素子及び駆動用ＩＣチップの少なくとも一方と導通される外
部接続電極パッドを前記パッケージ側面並びに一部を共用してパッケージ平面に形成し、
回路基板に対して縦置き実装した圧電ジャイロセンサと平置き実装した圧電ジャイロセン
サの検出軸が互いに異なるように複数実装したことを特徴とする電子機器。
【００１６】
このような構成では、ジャイロセンサの実装面積を最小限に実現でき、ジャイロの検出
軸も容易に変換できる。
また、いずれの適用例においても、実装面をダイシングによって形成することにより、
垂直度が増した構造体としてジャイロセンサを提供でき、検出精度の高いジャイロセンサ
とその応用機器を構築できるメリットが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る圧電ジャイロセンサおよび電子機器の具体的実施形態を、図面を
参照して、詳細に説明する。この実施形態は本願発明の１例にすぎず、本発明の趣旨を逸
脱しない限り各種の変形態様を取りうる。
【００１８】
図１は第１実施形態に係る圧電ジャイロセンサ１０の断面図である。この実施形態に係
る圧電ジャイロセンサ１０は、圧電ジャイロ素子１２をパッケージ１４に収容してなる。
パッケージ１４としてはセラミックパッケージを用いればよいが、これに限定されない。
そして、当該セラミックパッケージ１４は、対向する平面部の片面側に第１のキャビティ
１６を形成し、他面側に第２キャビティ１８を形成し、間に隔壁２０を形成したＩ型断面
構造とされている。
【００１９】
一方の第１キャビティ１６に前記圧電ジャイロ素子１２を実装し、他方の第２キャビテ
ィ１８に前記圧電ジャイロ素子１２の駆動用ＩＣチップ２２を実装している。圧電ジャイ
ロ素子１２は、水晶により形成したもので、例えば平面が一対の振動アームと、中央部の
検出アームとを基部や連結用アームで連結した圧電振動片により形成する。もちろん、他
の振動型ジャイロを用いても良い。この素子１２を第１キャビティ１６にバンプを介して
実装し、真空状態にしてリッド２６により封止して構成される。圧電ジャイロ素子１２へ
の駆動信号を供給し、検出信号を取り出すために形成された配線が公知の方向で施され、
これはキャビティ外部に引き出されて後述の電極パッドに導通される。
【００２０】
一方、第２キャビティ１８には、駆動用ＩＣチップ２２が実装され、ボンディングワイ
ヤ２８により内部回路配線（図示せず）と接続される。回路配線も公知の方法でパッケー
ジ外に引き出され、後述の電極パッドに導通される。この駆動ＩＣチップ２２は圧電ジャ
イロ素子１２と信号の授受をなし、加速度もしくは角速度により検出された素子信号を取
り出す。この駆動用ＩＣチップ２２が実装された第２キャビティ１８の開口も閉鎖されて
おり、これは導電性金属蓋３０が用いられ、電磁遮蔽を行うようにして、検出信号のＳＮ
比改善に配慮している。もちろん、封止樹脂を第２キャビティ１８内に充填し、外表面を
導電性皮膜で覆うようにしてもよい。
【００２１】
ここで、前記セラミックパッケージ１４の外側面領域の一面を実装面３２としており、
前記圧電ジャイロ素子１２及び駆動用ＩＣチップ２２に接続される外部接続電極パッド３
４を設けている。この電極パッド３４は、実装面３２の両縁部に沿って配列したもので、
前述したように、圧電ジャイロ素子１２や駆動用ＩＣチップ２２と接続される。そして、
実施形態に係る圧電ジャイロセンサ１０は、セラミックパッケージ１４の一側面を実装面
３２として、回路基板３６の配線端子３８とハンダ接合されることで、回路基板３６対し
て縦置き実装可能となる。
【００２２】
なお、セラミックパッケージ１４の縦置き実装面側の肉厚を他の側面の肉厚より厚くし
てこれをフーチング部４０としている。これにより、安定した状態で回路基板３６に圧電
ジャイロセンサ１０を実装することができる。
【００２３】
このような実施形態によれば、実装面積がＩ型パッケージ１４の一つの側面となり、大
幅に実装面積が小さくなる。そして、フーチング部４０を実装面３２側に形成し、重心を
低くした状態でセンサ１０を実装できるので、実装状態が安定し、検出軸が傾くこともな
い。
【００２４】
図２に第２実施形態に係る圧電ジャイロセンサ５０を示し、同図（１）は下側から見た
斜視図であり、同図（２）は（１）のＡ−Ａ線断面図である。この実施形態では、駆動用
ＩＣチップ２２をセラミックパッケージ１４の側端面に貼り付け、第２キャビティ１８は
、加速度叉は角速度検出用の回路素子実装領域としてなる。そして、この第２キャビティ
１８内に加速度叉は角速度検出回路を構成するコンデンサや抵抗、あるいはコイルといっ
た回路素子５２を接続実装するようにしている。このとき、回路素子５２の搭載重量が第
１キャビティ１６における圧電ジャイロ素子１２側の搭載重量と均等化するように、実装
回路素子５２を選択する。これにより、圧電ジャイロセンサ１０は回路基板３６に対して
傾くようなことがなくなり、回路基板３６に対する垂直度を確保することができて検出精
度を高く維持できるものとなる。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、説明
を省略する。
【００２５】
図３には第３実施形態に係る圧電ジャイロセンサ６０を示す。この実施形態に係る圧電
ジャイロセンサ６０は、前記セラミックパッケージ１４を一対の対向する平面部にキャビ
ティ１６，１８を形成したＩ型構造としている点は共通するが、前記第１キャビティ１６
に更に第３キャビティ６２を形成し、この第３キャビティ６２に駆動用ＩＣチップ２２を
実装した上で、上位の第１キャビティ１６に前記圧電ジャイロ素子１２を実装したもので
ある。そして、第２キャビティ１８には、第２実施形態の場合と同様に、加速度叉は角速
度検出回路を構成するコンデンサや抵抗、あるいはコイルといった回路素子５２を接続実
装するようにしている。
【００２６】
そして、この第３実施形態では、前記パッケージ１４の平面部にも前記パッケージ側面
の外部接続電極パッドと同様の電極３４Ａが形成され、前記パッケージ側面に形成してい
る前記外部接続電極パッド３４の一部を共通パッドしてなり、縦置きと平置き実装を選択
可能として検出軸を変換可能としている。すなわち、フーチング部４０を装備した側面の
下位に設けられている電極パッド３４Ｂを共通パッド(列)としている。前記電極パッド３
４Ａは、実装中の電極パッド３４と同一のパターンで内部素子と電気的接続が取られてい
る。
【００２７】
図４は、第３実施形態に係る圧電ジャイロセンサ６０を用いた電子機器としてのカメラ
６４との関係示している。カメラ６４の内蔵回路基板３６に対し、縦置き実装した圧電ジ
ャイロセンサ６０と平置き実装した圧電ジャイロセンサ６０Ａの検出軸θＺ、θＸが互い
に異なるように複数実装している。
【００２８】
上述した圧電ジャイロセンサ１０などを構成するセラミックパッケージ１４の製造は、
図５に示すように、中間層セラミックプレート７０の表裏面側に各々同一の格子型セラミ
ックプレート７２を配置し、一対の格子型セラミックプレート７２により中間層セラミッ
クプレート７０を焼結する。格子型セラミックプレート７２には、予めキャスタ用の穿孔
部７４を設け、これを電極パッド３４の形成部分に対応させておく。これらに適宜配線パ
ターンを施し、焼結により一体化したセラミック板に必要に応じて配線パターンを施し、
少なくとも穿孔部７４内面への電極膜を形成させておく。そして、穿孔部７４を通るダイ
シングライン７６（図５一点鎖線）にて切断することにより、図６に示されるセラミック
パッケージ１４が出来上がる。穿孔部７４のダイシングによって、電極パッド３４と接続
されるキャスタリング７８が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る圧電ジャイロセンサの断面図である。
【図２】第２実施形態に係る圧電ジャイロセンサの下方から見た斜視図（１）と、そのＡ−Ａ線断面図（２）である。
【図３】第３実施形態に係る圧電ジャイロセンサの断面図である。
【図４】電子機器(カメラ)への圧電ジャイロセンサの搭載状態説明図である。
【図５】セラミックパッケージの製造用プレートの斜視図である。
【図６】個片化されたセラミックパッケージの斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０………圧電ジャイロセンサ、１２………圧電ジャイロ素子、１４………セラミックパ
ッケージ、１６………第１キャビティ、１８………第２キャビティ、２０………隔壁、２
２………駆動用ＩＣチップ、２６………リッド、２８………ボンディングワイヤ、３０…
……導電性金属蓋、３２………実装面、３４………外部接続用電極パッド、３６………回
路基板、３８………配線端子、４０………フーチング部、５０………圧電ジャイロセンサ
、５２………実装回路素子、６０、６０Ａ………圧電ジャイロセンサ、６２………第３キ
ャビティ、６４………カメラ、７０………中間セラミックプレート、７２………格子型セ
ラミックプレート、７４………穿孔部、７６………ダイシングライン、７８………キャス
タリング。
【図１】
2009264760.tif 000003
【図２】
2009264760.tif 000004
【図３】
2009264760.tif 000005
【図４】
2009264760.tif 000006
【図５】
2009264760.tif 000007
【図６】
2009264760.tif 000008