(57)【要約】【課題】本発明は、ジャイロスコープ１０が収容されるパッケージを安定して立てて実装することができるセンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】セラミックパッケージ１２は、ジャイロスコープ１０を収容し、検出する軸に直交する面１４を有し、立方体を除く直方体をなす。基板３８は、第１の面２４にセラミックパッケージ１２が搭載され、ジャイロスコープ１０と電気的に接続された電極３０を第２の面２６に有し、少なくとも樹脂を含む材料からなる。樹脂部３６は、セラミックパッケージ１２の、第１の面２４と対向する面以外の全面を覆い、第１の面２４の、セラミックパッケージ１２を連続的に囲む領域に密着する。セラミックパッケージ１２は、直方体の最も短い辺を除くいずれかの辺が基板３８に対して垂直に位置するように配置されている。【選択図】図５
2009300253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転の角速度を検出するジャイロスコープと、
前記ジャイロスコープを収容し、検出する前記回転の軸に直交する面を有する直方体のセラミックパッケージと、
相互に反対を向く第１及び第２の面を有し、前記第１の面に前記セラミックパッケージが搭載され、前記ジャイロスコープと電気的に接続された電極を前記第２の面に有する、少なくとも樹脂を含む材料からなる基板と、
前記セラミックパッケージの、前記第１の面と対向する面以外の全面を覆い、かつ、前記第１の面の、前記セラミックパッケージが搭載される領域を連続的に囲む領域に密着する樹脂部と、
を含み、
前記セラミックパッケージは、前記直方体の最も短い辺を除くいずれかの辺が前記基板に対して垂直に位置するように配置されているセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載されたセンサにおいて、
前記樹脂部は、多面体の形状をなし、前記多面体の最も長い辺が前記基板と平行になるように配置されているセンサ。
【請求項３】
回転の角速度を検出するジャイロスコープをそれぞれ収容した複数のセラミックパッケージを、少なくとも樹脂を含む材料からなる板材に搭載する工程と、
前記板材上で前記複数のセラミックパッケージを樹脂封止する封止体を形成する工程と、
前記封止体及び前記板材を切断して、前記封止体から、個々の前記セラミックパッケージをそれぞれ内部に有する複数の樹脂部を得るとともに、前記板材から、個々の前記樹脂部にそれぞれ密着する複数の基板を得る工程と、
を含み、
前記セラミックパッケージは、検出する前記回転の軸に直交する面を有する直方体をなし、
前記板材は、相互に反対を向く第１及び第２の面を有し、前記第２の面の前記複数の基板となる領域のそれぞれに電極を有し、
前記複数のセラミックパッケージを搭載する工程で、それぞれの前記セラミックパッケージを、前記直方体の最も短い辺を除くいずれかの辺が前記板材に対して垂直に位置するように前記第１の面に搭載し、前記ジャイロスコープと前記電極を電気的に接続し、
前記封止体を形成する工程で、それぞれの前記セラミックパッケージの、前記第１の面と対向する面以外の全面を覆い、かつ、前記第１の面の、それぞれの前記セラミックパッケージが搭載される領域を連続的に囲む領域に密着するように、前記封止体を形成するセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の角速度を検出するジャイロスコープが収容されるパッケージは、ジャイロスコープの形状などに起因して、立方体を除く直方体の形状であることが多い（特許文献１）。そのため、検出したい回転の軸の向きによっては、パッケージを回路基板に立てて実装しなければならないことがある。
【０００３】
しかしながら、パッケージを立てて実装すると、パッケージと回路基板とを電気的に接続するとともに物理的に接合しているハンダに大きな力がかかりやすく、ハンダクラックが発生しやすい。このハンダクラックを防止するために補強が必要である。また、パッケージを立てて実装すると、パッケージの小さい面が下になるので不安定であり、正確に９０°の角度で実装することは難しい。
【特許文献１】特開２００６−７８２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ジャイロスコープが収容されるパッケージを安定して立てて実装することができるセンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例に係るセンサは、
回転の角速度を検出するジャイロスコープと、
前記ジャイロスコープを収容し、検出する前記回転の軸に直交する面を有する、直方体のセラミックパッケージと、
相互に反対を向く第１及び第２の面を有し、前記第１の面に前記セラミックパッケージが搭載され、前記ジャイロスコープと電気的に接続された電極を前記第２の面に有する、少なくとも樹脂を含む材料からなる基板と、
前記セラミックパッケージの、前記第１の面と対向する面以外の全面を覆い、かつ、前記第１の面の、前記セラミックパッケージが搭載される領域を連続的に囲む領域に密着する樹脂部と、
を含み、
前記セラミックパッケージは、前記直方体の最も短い辺を除くいずれかの辺が前記基板に対して垂直に位置するように配置されている。本発明によれば、セラミックパッケージの、直方体の最も短い辺を除く辺が基板に対して垂直に位置するので、つまり、セラミックパッケージが縦置きされる。しかし、樹脂部によって横幅を確保することできるのでセンサの安定した実装が可能になる。また、基板が少なくとも樹脂を含む材料からなるので、樹脂を含む回路基板にセンサを実装すると、基板と回路基板との熱膨張差が小さくなり、両者の接合部分のストレスが小さくなる。さらに、センサが加熱されたときに、樹脂部が熱を吸収するので、基板の急激な膨張を防止し、セラミックパッケージと基板との膨張差を抑えることができる。一方、センサが冷却されたときは、樹脂部の熱が基板に供給されるので、基板の急激な収縮を防止し、セラミックパッケージと基板との収縮差を抑えることができる。
［適用例２］本適用例に係るセンサにおいて、
前記樹脂部は、多面体の形状をなし、前記多面体の最も長い辺が前記基板と平行になるように配置されている。
［適用例３］本適用例に係るセンサの製造方法は、
回転の角速度を検出するジャイロスコープをそれぞれ収容した複数のセラミックパッケージを、少なくとも樹脂を含む材料からなる板材に搭載する工程と、
前記板材上で前記複数のセラミックパッケージを樹脂封止する封止体を形成する工程と、
前記封止体及び前記板材を切断して、前記封止体から、個々の前記セラミックパッケージをそれぞれ内部に有する複数の樹脂部を得るとともに、前記板材から、個々の前記樹脂部にそれぞれ密着する複数の基板を得る工程と、
を含み、
前記セラミックパッケージは、検出する前記回転の軸に直交する面を有する直方体をなし、
前記板材は、相互に反対を向く第１及び第２の面を有し、前記第２の面の前記複数の基板となる領域のそれぞれに電極を有し、
前記複数のセラミックパッケージを搭載する工程で、それぞれの前記セラミックパッケージを、前記直方体の最も短い辺を除くいずれかの辺が前記板材に対して垂直に位置するように前記第１の面に搭載し、前記ジャイロスコープと前記電極を電気的に接続し、
前記封止体を形成する工程で、それぞれの前記セラミックパッケージの、前記第１の面と対向する面以外の全面を覆い、かつ、前記第１の面の、それぞれの前記セラミックパッケージが搭載される領域を連続的に囲む領域に密着するように、前記封止体を形成する。本発明によって製造されるセンサでは、セラミックパッケージの、直方体の最も短い辺を除く辺が基板に対して垂直に位置するので、つまり、セラミックパッケージが縦置きされる。しかし、樹脂部によって横幅を確保することできるのでセンサの安定した実装が可能になる。また、基板が少なくとも樹脂を含む材料からなるので、樹脂を含む回路基板にセンサを実装すると、基板と回路基板との熱膨張差が小さくなり、両者の接合部分のストレスが小さくなる。さらに、センサが加熱されたときに、樹脂部が熱を吸収するので、基板の急激な膨張を防止し、セラミックパッケージと基板との膨張差を抑えることができる。一方、センサが冷却されたときは、樹脂部の熱が基板に供給されるので、基板の急激な収縮を防止し、セラミックパッケージと基板との収縮差を抑えることができる。本発明によれば、センサを効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１〜図４は、本発明の実施の形態に係るセンサの製造方法を説明する図である。
【０００７】
本実施の形態では、ジャイロスコープ１０をそれぞれ収容した複数のセラミックパッケージ１２を用意する。ジャイロスコープ１０は、外力によって回転するときに、その回転の角速度ωを検出して電気的な信号を出力する。ジャイロスコープ１０は、電圧によって駆動される。
【０００８】
セラミックパッケージ１２は、立方体を除く直方体をなす。セラミックパッケージ１２は、ジャイロスコープ１０が検出する角速度ωの回転の中心となる軸に直交する方向に拡がる面１４を有する。セラミックパッケージ１２には、集積回路装置１８も収容されている。集積回路装置１８は、ジャイロスコープ１０と電気的に接続され、ジャイロスコープ１０を制御する信号を出力し、ジャイロスコープ１０で検出された信号が入力される。セラミックパッケージ１２には、複数の電極２０が設けられている。電極２０は、ジャイロスコープ１０又は集積回路装置１８の少なくとも一方に電気的に接続されている。電極２０は、セラミックパッケージ１２の、検出する回転の軸に直交する面１４（底面）に設けられていてもよいし、軸に平行な面１６（側面）に設けられてもよいし、両方に設けられてもよい。図１に示す例では、１つの電極２０が、セラミックパッケージ１２の隣り合う２つの面１４，１６の両方に設けられ、互いに接続している。
【０００９】
本実施の形態では、少なくとも樹脂を含む材料（例えばガラスエポキシ（エポキシ樹脂にガラス不織布を織り込んで積層プレスしてつくられた材料））からなる板材２２を用意する。板材２２は、相互に反対を向く第１及び第２の面２４，２６を有する。板材２２は切断され、後述の工程で複数の基板３８に分離される。板材２２は、第１の面２４の複数の基板３８となる領域のそれぞれに電極２８を有する。板材２２は、第２の面２６の複数の基板３８となる領域のそれぞれに電極３０を有する。第１及び第２の面２４，２６の電極２８，３０は、図示しないスルーホール等によって電気的に接続されている。
【００１０】
複数のセラミックパッケージ１２を板材２２に搭載する。詳しくは、それぞれのセラミックパッケージ１２を、直方体の最も短い辺を除くいずれかの辺が板材２２に対して垂直に位置するように第１の面２４に立てて搭載する。すなわち、セラミックパッケージ１２を縦置きする。セラミックパッケージ１２の電極２０と、板材２２の第１の面２４の電極２８を電気的に接続する。電気的な接続にはハンダを使用することができる。そのため、第１の面２４の電極２８上にハンダボール３２を予め搭載しておく。
【００１１】
板材２２上で複数のセラミックパッケージ１２を樹脂封止する封止体３４を形成する。詳しくは、それぞれのセラミックパッケージ１２の、第１の面２４と対向する面以外の全面を覆い、かつ、第１の面２４の、それぞれのセラミックパッケージ１２が搭載される領域を連続的に囲む領域に密着するように、封止体３４を形成する。封止体３４は、板材２２の少なくとも一部を構成する樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含む材料３５から形成する。
【００１２】
次に、封止体３４及び板材２２を切断する。切断は、セラミックパッケージ１２を避けて行い、板材２２の第１及び第２の面２４，２６の少なくとも一方の電極２８，３０を切断してもよい。こうして、封止体３４から、個々のセラミックパッケージ１２をそれぞれ内部に有する複数の樹脂部３６を得る。また、板材２２から複数の基板３８を得る。複数の板材２２は個々の樹脂部３６にそれぞれ密着するので、セラミックパッケージ１２と樹脂部３６と基板３８を含むセンサが得られる。
【００１３】
本実施の形態によって製造されるセンサでは、セラミックパッケージ１２の、直方体の最も短い辺を除く辺が基板３８に対して垂直に位置するので、つまり、セラミックパッケージ１２が縦置きされる。しかし、樹脂部３６によって横幅を確保することできるのでセンサの安定した実装が可能になる。また、センサの一部である基板３８が少なくとも樹脂を含む材料からなるので、ガラスエポキシ基板などの回路基板（図示せず）にセンサを実装すると、基板３８と回路基板との熱膨張差が小さくなり、両者の接合部分のストレスが小さくなる。さらに、センサが加熱されたときに、樹脂部３６が熱を吸収するので、基板３８の急激な膨張を防止し、セラミックパッケージ１２と基板３８との膨張差を抑えることができる。一方、センサが冷却されたときは、樹脂部３６の熱が基板３８に供給されるので、基板３８の急激な収縮を防止し、セラミックパッケージ１２と基板３８との収縮差を抑えることができる。本実施の形態によれば、センサを効率的に製造することができる。
【００１４】
図５は、本発明の実施の形態に係るセンサを説明する図である。
【００１５】
本発明の実施の形態に係るセンサは、セラミックパッケージ１２を有する。セラミックパッケージ１２は、回転の角速度を検出するジャイロスコープ１０を収容する（図１参照）。セラミックパッケージ１２は、回転の中心となる軸に直交する面１４を有する、立方体を除く直方体をなす。セラミックパッケージ１２は、直方体の最も短い辺を除くいずれかの辺が基板３８に対して垂直に位置するように配置されている。
【００１６】
センサは、少なくとも樹脂を含む材料からなる基板３８を有する。基板３８は、相互に反対を向く第１及び第２の面２４，２６を有し、第１の面２４にセラミックパッケージ１２が搭載され、ジャイロスコープ１０と電気的に接続された電極３０を第２の面２６に有する。
【００１７】
センサは、樹脂部３６を有する。樹脂部３６は、セラミックパッケージ１２の、第１の面２４と対向する面以外の全面を覆い、かつ、第１の面２４の、セラミックパッケージ１２を連続的に囲む領域に密着する。樹脂部３６は、多面体の形状をなし、多面体の最も長い辺が基板３８と平行になるように配置されている。
【００１８】
本実施の形態によれば、セラミックパッケージ１２の、直方体の最も短い辺を除く辺が基板３８に対して垂直に位置するので、つまり、セラミックパッケージ１２が縦置きされる。しかし、樹脂部３６によって横幅を確保することできるのでセンサの安定した実装が可能になる。また、センサの一部である基板３８が少なくとも樹脂を含む材料からなるので、ガラスエポキシ基板などの回路基板（図示せず）にセンサを実装すると、基板３８と回路基板（図示せず）との熱膨張差が小さくなり、両者の接合部分のストレスが小さくなる。さらに、センサが加熱されたときに、樹脂部３６が熱を吸収するので、基板３８の急激な膨張を防止し、セラミックパッケージ１２と基板３８との膨張差を抑えることができる。一方、センサが冷却されたときは、樹脂部３６の熱が基板３８に供給されるので、基板３８の急激な収縮を防止し、セラミックパッケージ１２と基板３８との収縮差を抑えることができる。
【００１９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るセンサの製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るセンサの製造方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るセンサの製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るセンサの製造方法を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るセンサを説明する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０…ジャイロスコープ、  １２…セラミックパッケージ、  １４…面、  １６…面、  １８…集積回路装置、  ２０…電極、  ２２…板材、  ２４…第１の面、  ２６…第２の面、  ２８…電極、  ３０…電極、  ３２…ハンダボール、  ３４…封止体、  ３５…材料、  ３６…樹脂部、  ３８…基板
【図１】
2009300253.tif 000003
【図２】
2009300253.tif 000004
【図３】
2009300253.tif 000005
【図４】
2009300253.tif 000006
【図５】
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