角速度センサ装置およびその製造方法
【課題】別部品を用意することなく、検出精度が低下することを抑制することができる角速度センサ装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】隣接するリード３０がケース２１から突出している部分において固定タイバー３１によって連結されているものを備えるケース２１を用意し、ケース２１に接合部材４０を介してセンサ部１０を搭載する。その後、固定タイバー３１の一部をリード３０に残しつつカットしてリード３０を分離することにより、センサ部１０をリード３０のうちケース２１から突出する部分および固定タイバー３１の残部にて構成されるリード部３２の共振周波数に対する振動を吸収する動吸振器として作用させるカット工程を行う。
【解決手段】隣接するリード３０がケース２１から突出している部分において固定タイバー３１によって連結されているものを備えるケース２１を用意し、ケース２１に接合部材４０を介してセンサ部１０を搭載する。その後、固定タイバー３１の一部をリード３０に残しつつカットしてリード３０を分離することにより、センサ部１０をリード３０のうちケース２１から突出する部分および固定タイバー３１の残部にて構成されるリード部３２の共振周波数に対する振動を吸収する動吸振器として作用させるカット工程を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度の検出を行うセンサ部を複数のリードを備えるケースに弾性を有する接合部材を介して搭載してなる角速度センサ装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１には、角速度を検出するセンサ部をケースに接合部材を介して搭載してなる角速度センサ装置が開示されている。
【０００３】
具体的には、このような角速度センサ装置では、ケースは、中空部および底部を有する有底筒状部材を用いて構成され、複数のリードが一体成型されて備えられている。各リードは、細長板状とされており、一端部が中空部内に露出していると共に他端部がケースの外部に突出している。また、ケースの底部にはセンサ部が接合部材を介して搭載されており、リードのうち中空部内に露出している一端部とボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。なお、接合部材は、弾性を有するエラストマ等で構成され、防振部材として機能させることによって外部からの衝撃に対して検出精度が低下することを抑制できるものが用いられる。
【０００４】
このような角速度センサ装置は、次のように製造される。すなわち、まず、リードを備えるケースを用意する。具体的には、成形時や搬送時等にリードが変形することを抑制できるように、隣接するリードのうちケースから突出している部分が固定タイバーによって連結されているものを用意する。そして、センサ部をケースの底部に接合部材を介して搭載した後、リードとセンサ部とをワイヤボンディング等して電気的に接続する。その後、固定タイバーをカットして各リードを分離等することにより、上記角速度センサ装置が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８１３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような角速度センサ装置は、リードのうちケースの外部に突出している部分が共振周波数を有するため、外部からこの共振周波数と同じ周波数のノイズ等が印加されるとリードが振動する。そして、この振動に伴ってケースが振動してセンサ部も振動するため、検出精度が低下する。
【０００７】
この問題を解決するため、角速度センサ装置に別部品を搭載し、別部品の質量等を調整することによってリードのうちケースの外部に突出している部分の振動を小さくすることが考えられるが、この方法では別部品を用意する工程等が必要となり、製造工程が増加してしまう。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、別部品を用意することなく、検出精度が低下することを抑制することができる角速度センサ装置およびその製造方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、中空部（２１ａ）にセンサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、ケース（２１）とセンサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、ケース（２１）の中空部（２１ａ）内に露出すると共にケース（２１）の外部に突出する状態でケース（２１）に備えられ、センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置の製造方法において、以下の点を特徴としている。
【００１０】
すなわち、隣接するリード（３０）がケース（２１）から突出している部分において固定タイバー（３１）によって連結されているものを備えるケース（２１）を用意する工程と、ケース（２１）に接合部材（４０）を介してセンサ部（１０）を搭載する工程と、固定タイバー（３１）の一部をリード（３０）に残しつつカットしてリード（３０）を分離することにより、センサ部（１０）をリード（３０）のうちケース（２１）から突出する部分および固定タイバー（３１）の残部にて構成されるリード部（３２）の共振周波数に対する振動を吸収する動吸振器として作用させるカット工程と、を行うことを特徴としている。
【００１１】
このような角速度センサ装置の製造方法では、従来の製造方法と同様のケースを用意し、
固定タイバー（３１）の一部をリード（３０）に残しつつカットすることにより、センサ部（１０）をリード部（３２）の動吸振器として作用するようにしている。つまり、新たな別部品を用意することなく、検出精度が低下すること抑制することができる角速度センサ装置を得ることができる。
【００１２】
ここで、リード部（３２）の動吸振器としてセンサ部（１０）を作用させ、リード部（３２）の振動を小さくしつつセンサ部（１０）の振動も小さくするためには、定点理論の最適条件より、｛センサ部（１０）の質量／ケース（２１）の質量｝をμ、接合部材（４０）のバネ定数をｋとしたとき、リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づければよい。
【００１３】
このため、請求項２に記載の発明では、カット工程の前に、センサ部（１０）および接合部材（４０）で構成されるユニット（５０）の共振周波数を測定し、当該共振周波数から接合部材（４０）のバネ定数を演算する工程を行い、カット工程では、｛センサ部（１０）の質量／ケース（２１）の質量｝をμ、接合部材（４０）のバネ定数をｋとしたとき、リード（３０）に残す固定タイバー（３１）を調整することにより、リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることを特徴としている。
【００１４】
これによれば、動吸振器の定点理論により、リード部（３２）の振動を小さくしつつ、センサ部（１０）の振動も小さくすることができる角速度センサ装置が得られる。また、カット工程では、リード（３０）に残す固定タイバー（３１）を調整すればよいため、新たな工程を追加する必要もない。なお、接合部材（４０）のバネ定数は、ユニット（５０）の共振周波数をｆ、センサ部（１０）の質量をＭとすると、ｆ＝１／２π（ｋ／Ｍ）１／２であるため、ユニット（５０）の共振周波数から容易に演算される。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、ケース（２１）を用意する工程では、固定タイバー（３１）として、少なくとも一部がリード（３０）に残される調整用タイバー（３１ａ）と、隣接する調整用タイバー（３１ａ）の間に配置されて当該隣接する調整用タイバー（３１ａ）を連結する連結用タイバー（３１ｂ）とを有するものを用意し、カット工程では、連結用タイバー（３１ｂ）をカットして隣接するリード（３０）を分離する工程と、調整用タイバー（３１ａ）の一部を残しつつカットしてリード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づける工程と、を行うことができる。
【００１６】
この場合、請求項４に記載の発明のように、カット工程では、調整用タイバー（３１ａ）をカットする工程と、連結用タイバー（３１ｂ）をカットする工程とを同時に行うことができる。このように、調整用タイバー（３１ａ）と連結用タイバー（３１ｂ）とを同時にカットすることにより、製造工程を簡略化することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明のように、カット工程では、リード部（３２）のうちケース（２１）の外部に突出しているリード（３０）におけるケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を除いた部分のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることが好ましい。
【００１８】
このように、角速度センサ装置が被実装部材に実装された際に実装部（３３）はリード部（３２）のバネ定数に影響しないため、リード部（３２）のうち実装部（３３）を除いた部分のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることにより、さらにセンサ部（１０）の振動を小さくすることが可能な角速度センサ装置が得られる。
【００１９】
そして、請求項６に記載の発明のように、ユニット（５０）の共振周波数を測定する工程では、ケース（２１）を固定した状態でユニット（５０）を加振して測定することができる。これによれば、ケース（２１）を固定した状態でユニット（５０）を加振するため、ユニット（５０）のみの共振周波数を測定することができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明では、角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、中空部（２１ａ）にセンサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、ケース（２１）とセンサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、ケース（２１）の中空部（２１ａ）内に露出すると共にケース（２１）の外部に突出する状態でケース（２１）に備えられ、センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置において、以下の点を特徴としている。
【００２１】
すなわち、リード（３０）は、ケース（２１）から突出している部分に隣接するリード（３０）を連結していた固定タイバー（３１）がカットされた際に残された当該固定タイバー（３１）の残部を備えていると共に、ケース（２１）から突出している部分におけるケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を有し、リード（３０）のうちケース（２１）から突出する部分および当該リード（３０）に備えられる固定タイバー（３１）の残部で構成されるリード部（３２）のうち実装部（３３）を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致していることを特徴としている。
【００２２】
このような角速度センサ装置によれば、動吸振器としての定点理論により、リード部（３２）の振動を小さくしつつ、センサ部（１０）の振動も小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００２３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態における角速度センサ装置の部分断面図である。
【図２】図１に示す角速度センサ装置の平面図である。
【図３】図１に示すセンサ部の断面図である。
【図４】図１に示すケースの平面図である。
【図５】図２中の領域Ｂの拡大図である。
【図６】図１に示す角速度センサ装置の製造工程を示す平面図である。
【図７】図６（ａ）中の領域Ｃの拡大図である。
【図８】図６（ｃ）中の領域Ｄの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態における角速度センサ装置の部分断面図、図２は図１に示す角速度センサ装置の平面図である。なお、図１では、パッケージ等を断面図として示しており、図２では上蓋を省略して示してある。
【００２６】
図１および図２に示されるように、本実施形態の角速度センサ装置は、センサ部１０と、センサ部１０を収容するパッケージ２０と、センサ部１０と電気的に接続されるリード３０とを備えて構成されている。
【００２７】
まず、センサ部１０の構成について説明する。図３はセンサ部１０の断面図である。図３に示されるように、センサ部１０は、センサチップ１１および信号処理チップ１２と、これらセンサチップ１１および信号処理チップ１２を収容するケーシング１３と、ケーシング１３を閉塞するリッド１４とを有する構成とされている。
【００２８】
センサチップ１１は、例えば、シリコン基板等に櫛歯構造を有する梁構造体が形成され、印加された角速度に応じて可動電極と固定電極との間の静電容量が変化する一般的な半導体チップが用いられる。
【００２９】
信号処理チップ１２は、センサチップ１１で検出された静電容量の変化を電気信号として処理したり、センサチップ１１に印加する電圧を調整したりするものであり、例えば、シリコン基板やセラミックス基板を用いて構成されている。
【００３０】
そして、これらセンサチップ１１および信号処理チップ１２は、ケーシング１３内に収容されている。具体的には、ケーシング１３は、底面および開口部を有する箱形状とされており、信号処理チップ１２がケーシング１３の底面に接着剤１５を介して接合され、センサチップ１１が信号処理チップ１２に接着剤１６を介して接合されている。すなわち、ケーシング１３には信号処理チップ１２とセンサチップ１１とが順に積層されて搭載されている。そして、ケーシング１３の開口部はリッド１４により閉塞されている。
【００３１】
なお、ケーシング１３と信号処理チップ１２、信号処理チップ１２とセンサチップ１１とを接合する接着剤１５、１６としては、例えば、熱応力を緩和することができる弾性を有するシリコーン系接着剤等が用いられる。また、ケーシング１３は、例えば、セラミックスや樹脂等で構成され、リッド１４は、例えば、磁性材料であるコバール等で構成されている。
【００３２】
そして、センサチップ１１と信号処理チップ１２とは、図示しないボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、センサチップ１１および信号処理チップ１２が別々の基板にそれぞれ形成されている例について説明するが、センサチップ１１および信号処理チップ１２は同一基板上に一体に形成されていてもよい。
【００３３】
また、センサ部１０は、図２に示されるように、ケーシング１３の外側であって、リッド１４が配置される開口部側と反対側に複数のパッド１７を有している。言い換えると、センサ部１０は、ケーシング１３のうち信号処理チップ１２等を搭載する一面（底面）と反対側の一面に複数のパッド１７を有している。これら複数のパッド１７は、それぞれケーシング１３内に埋め込まれた導体等を介して信号処理チップ１２と電気的に接続されている。なお、ケーシング１３内の導体と信号処理チップ１２とは、図３に示されるように、ボンディングワイヤ１８を介して電気的に接続されている。
【００３４】
以上説明したセンサ部１０は、図１および図２に示されるように、パッケージ２０に収容されている。パッケージ２０は、中空部２１ａおよび底部２２を有する有底筒状のケース２１と、ケース２１のうち底部２２と反対側の開口部に備えられる上蓋２３と、ケース２１のうち開口部と反対側に備えられる下蓋２４とを有する構成とされている。図４はケース２１の平面図である。なお、図１に示すケース２１は図４中のＡ−Ａ断面に相当している。
【００３５】
図１および図４に示されるように、ケース２１は、本実施形態では、中空部２１ａおよび底部２２を有する有底筒状とされている。底部２２は、外形が矩形状とされた一面２２ａおよび他面２２ｂを有しており、略十字形状の貫通孔２２ｃが厚み方向に貫通するように形成されている。このようなケース２１は、例えば、液晶ポリマー等の樹脂を一体成型することにより製造される。
【００３６】
そして、底部２２の一面２２ａのうち貫通孔２２ｃと対応する位置にセンサ部１０が搭載されている。具体的には、底部２２の一面２２ａには、厚み方向にわずかに窪んだ凹部２２ｄが四箇所離間して形成されており、この凹部２２ｄにそれぞれ弾性を有するエラストマ等で構成される接合部材４０が塗布されている。そして、センサ部１０は、図１および図２に示されるように、リッド１４が一面２２ａと対向する状態で接合部材４０を介して一面２２ａに搭載されている。
【００３７】
なお、凹部２２ｄは底部２２の平面方向に接合部材４０が流出することを抑制する機能を果すものである。また、貫通孔２２ｃは、後述するが、センサ部１０を底部２２に搭載する際等に治具が挿入される部分である。
【００３８】
また、ケース２１には、図１および図２に示されるように、複数のリード３０が備えられている。具体的には、各リード３０は、細長板状とされており、一端部が中空部２１ａ内に露出すると共に他端部がケース２１の外部に突出するように備えられている。そして、リード３０のうちケース２１の外部に突出している部分には、製造工程時に隣接するリード３０を連結する固定タイバーの残部が備えられている。図５は、図２中の領域Ｂの拡大図である。
【００３９】
図５に示されるように、各リード３０には、ケース２１の外部に突出している部分の側面に固定タイバーを構成する調整用タイバー３１ａが備えられている。このため、リード３０のうちケース２１の外部に突出している部分および調整用タイバー３１ａで構成されるリード部３２は、リード３０に調整用タイバー３１ａが備えられている部分では、リード３０の延びる方向（図５中紙面左右方向）と垂直であり、リード３０の板面と平行な方向（図５中紙面上下方向）の長さ（以下、単に幅という）がリード３０より長くされている。
【００４０】
この調整用タイバー３１ａは、具体的には後述するが、製造工程時に後述の連結用タイバーと共に固定タイバーを構成するものであり、固定タイバーの一部である。そして、リード３０の長手方向と平行な方向の長さ（図５中の紙面左右方向の長さ）が適宜変更可能とされ、製造工程時にこの長さが調整されるようになっている。言い換えると、リード部３２は、幅が長くなる部分がリード３０の長手方向に適宜変更可能とされている。そして、リード部３２は、リード３０の長手方向と平行な方向の長さが適宜変更された調整用タイバー３１ａによって、バネ定数が所定の値とされている。
【００４１】
また、リード部３２は、図１、図２、図５に示されるように、ケース２１の外部に突出している部分のうちケース２１側と反対側の先端部にプリント基板等の被実装部材に実装される領域となる実装部３３を有している。この実装部３３は、はんだ等を介して被実装部材に実装される領域であり、被実装部材に実装された後はリード部３２のバネ定数に影響しなくなる。
【００４２】
このため、本実施形態では、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数が以下のように調整されている。すなわち、動吸振器の定点理論により、｛センサ部１０の質量／ケース２１の質量｝をμ、接合部材４０のバネ定数をｋとしたとき、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致するように調整されている。このように、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数を調整することにより、外部からリード部３２の共振周波数と同じ周波数のノイズ等が印加されたとしてもリード部３２の振動を小さくしつつ、センサ部１０の振動も小さくすることができる。
【００４３】
なお、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数が一致するとは、完全に一致する場合を含めて±２０％程度の誤差を含むものであり、例えば、２０％程度の誤差がある場合にはセンサ部１０の振幅が５％程度大きくなる。また、特に限定されるものではないが、本実施形態では、センサ部１０およびケース２１は、μ＝１／３程度となるようにされている。
【００４４】
そして、図１および図２に示されるように、リード３０のうちケース２１の中空部２１ａ内に露出している一端部は、ボンディングワイヤ６０を介してセンサ部１０のパッド１７とそれぞれ電気的に接続されている。リード３０とボンディングワイヤ６０との接続部位およびパッド１７とボンディングワイヤ６０との接続部位はゲル６１、６２により被覆されている。
【００４５】
また、図１に示されるように、ケース２１には、底部２２側と反対側の開口部に上蓋２３が備えられており、当該開口部と反対側には貫通孔２２ｃを覆う下蓋２４が備えられている。
【００４６】
具体的には、ケース２１には、底部２２側と反対側の開口部側の端部に環状の溝部２５が設けられていると共に開口部と反対側の端部に溝部２５と同様の環状の溝部２６が設けられている。そして、溝部２５に接着剤２７が充填されると共に上蓋２３の端部が湾曲された状態で溝部２５に挿し込まれてケース２１と上蓋２３とが接合され、溝部２６に接着剤２７が充填されると共に下蓋２４の端部が湾曲された状態で差し込まれてケース２１と下蓋２４とが接合されている。これにより、ケース２１、上蓋２３、下蓋２４が一体化されてパッケージ２０が構成されている。なお、上蓋２３および下蓋２４は、本実施形態ではステンレス等の金属を用いて構成されているが、例えば、樹脂等を用いて構成されていてもよい。以上が本実施形態における角速度センサ装置の構造である。
【００４７】
次に、上記角速度センサ装置の製造方法について説明する。図６は、図１に示す角速度センサ装置の製造工程を示す平面図である。
【００４８】
図６（ａ）に示されるように、まず、隣接するリード３０のうちケース２１から突出している部分が固定タイバー３１によって連結されているものを備える上記構成のケース２１を用意する。つまり、従来の角速度センサ装置の製造方法と同様のケースを用意する。図７は、図６（ａ）中の領域Ｃの拡大図である。図７に示されるように、隣接するリード３０は、固定タイバー３１によって連結されており、この固定タイバー３１はリード３０の側面に備えられている調整用タイバー３１ａと、隣接するリード３０に備えられた各調整用タイバー３１ａの間に配置されてこれら調整用タイバー３１ａを連結する連結用タイバー３１ｂとを有している。
【００４９】
続いて、図６（ｂ）に示されるように、上記構造のセンサ部１０を用意し、ケース２１の底部２２における一面２２ａのうち各凹部２２ｄに接合部材４０を塗布する。このとき、接合部材４０は凹部２２ｄにより底部２２の平面方向に流出することが抑制される。その後、センサ部１０を搭載する側と反対側から搭載する側に、つまり底部２２の他面２２ｂ側から一面２２ａ側に貫通孔２２ｃを介して治具を挿入し、センサ部１０を治具に固定した状態で底部２２の一面２２ａに接合部材４０を介してセンサ部１０を搭載する。例えば、センサ部１０を治具に固定する方法としては、本実施形態では、上記のようにリッド１４を磁性材料で構成しているため、治具を磁性材料にて構成し、リッド１４と治具との間に磁力を発生させて固定する方法が挙げられる。
【００５０】
続いて、治具によりセンサ部１０を固定した状態でセンサ部１０とリード３０とをワイヤボンディングして電気的に接続する。センサ部１０を治具に固定した状態でワイヤボンディングを行わないと、センサ部１０が弾性を有する接合部材４０を介して底部２２の一面２２ａに搭載されているためにセンサ部１０がぐらついてしまい、センサ部１０とリード３０とのワイヤボンディングが困難になるためである。次に、ボンディングワイヤ６０とリード３０との接続部位およびボンディングワイヤ６０とパッド１７との接続部位をゲル６１、６２で被覆する。
【００５１】
次に、ケース２１を固定した状態でユニット５０を加振し、レーザドップラー等の手法によってユニット５０の共振周波数を測定する。このように、ケース２１を固定した状態でユニット５０を加振することにより、ユニット５０のみの共振周波数を測定することができる。そして、測定したユニット５０の共振周波数より、接合部材４０のバネ定数ｋを演算する。例えば、ユニット５０の共振周波数をｆ、センサ部１０の質量をＭとすると、ｆ＝１／２π（ｋ／Ｍ）１／２であるため、ユニット５０の共振周波数から接合部材４０のバネ定数ｋを演算することができる。
【００５２】
続いて、図６（ｃ）に示されるように、固定タイバー３１をカットダイによってカットする。図８は、図６（ｃ）中の領域Ｄの拡大図である。
【００５３】
図８に示されるように、具体的には、連結用タイバー３１ｂをカットダイによってカットし隣接するリード３０を分離する。また、リード３０のうちケース２１の外部に突出している部分および調整用タイバー３１ａで構成されるリード部３２のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づくように、調整用タイバー３１ａのうちケース２１側と反対側の部分から不要な部分をカットダイによってカットする。この場合、リード部３２のうち実装部３３となる領域を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致するように、調整用タイバー３１ａにおけるリード部３２の長手方向と平行な方向の長さを調整することが好ましい。
【００５４】
なお、本実施形態では、調整用タイバー３１ａおよび連結用タイバー３１ｂをカットする工程を同時に行っている。また、リード部３２は、調整用タイバー３１ａにおけるリード３０の長手方向と平行な方向の長さが長くなるにつれて、つまり、幅が長くなる部分がリード３０の長手方向と平行な方向に長くなるにつれてバネ定数が大きくなる。言い換えると、リード部３２は、調整用タイバー３１ａにおけるリード３０の長手方向と平行な方向の長さが短くなるにつれて、つまり、幅が長くなる部分がリード３０の長手方向と平行な方向に短くなるにつれてバネ定数が小さくなる。
【００５５】
次に、図６（ｄ）に示されるように、各リード３０のフォーミングを行ってケース２１の外部に突出している部分のうちケース２１側と反対側に実装部３３を構成する。その後、特に図示しないが、ケース２１の溝部２５に接着剤２７を充填すると共に上蓋２３の端部を溝部２５に差し込んでケース２１と上蓋２３を接合し、ケース２１の溝部２６に接着剤２７を充填すると共に下蓋２４の端部を溝部２６に差し込んでケース２１と下蓋２４とを接合することにより、上記角速度センサ装置が接合される。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態では、隣接するリード３０が固定タイバー３１によって連結されている従来と同様のケースを用意し、固定タイバー３１の一部をリード３０に残しつつカットしてリード３０を分離することにより、センサ部１０がリード部３２の動吸振器として作用するようにしている。このため、新たな別部品を用意することなく、検出精度が低下すること抑制することができる角速度センサ装置を得ることができる。
【００５７】
なお、センサ部１０を動吸振器として作用させることにより、センサ部１０自体が振動することになるが、従来の角速度センサ装置のようにリード部が振動してケースおよびセンサ部が振動する場合と比較して、センサ部１０の振動は小さくなる。
【００５８】
また、本実施形態では、リード部３２のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけるように固定タイバー３１（調整用タイバー３１ａ）の一部をリード３０に残しつつカットしている。このため、動吸振器の定点理論により、リード部３２の振動を小さくしつつ、動吸振器としてのセンサ部１０の振動も小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００５９】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、調整用タイバー３１ａと連結用タイバー３１ｂとを同時にカットする工程について説明したが、調整用タイバー３１ａと連結用タイバー３１ｂのカットを別工程で行ってもよい。例えば、連結用タイバー３１ｂを先にカットし、続いて調整用タイバー３１ａをカットしてリード部３２のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記第１実施形態では、調整用タイバー３１ａのうちケース２１側と反対側の部分から不要な部分をカットダイによってカットすることによってリード部３２のバネ定数を調整する例について説明したが、調整用タイバー３１ａのうちケース２１側から不要な部分をカットダイによってカットすることによってリード部３２のバネ定数を調整するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、上記第１実施形態における図６（ｃ）のカット工程の後、センサ部１０の振動の仕方に応じて調整用タイバー３１ａをさらにカットするようにしてもよい。すなわち、上記のように、センサ部１０はケース２１の底部２２に形成された凹部２２ｄに配置された接合部材４０を介して搭載されるが、各凹部２２ｄに配置される接合部材４０の塗布量がばらついたり、接合部材４０が凹部２２ｄ外にはみ出してしまうことがある。この場合、センサ部１０の振動状態がケース２１の底部２２における一面２２ａの法線方向に対して傾き、この法線方向に対して斜めに振動してしまうことがある。このため、調整用タイバー３１ａをさらにカットして左右非対称にし、センサ部１０の斜め振動を抑制するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０ センサ部
２０ パッケージ
２１ ケース
３０ リード
３１ 固定タイバー
３１ａ 調整用タイバー
３１ｂ 連結用タイバー
３２ リード部
３３ 実装部
４０ 接合部材
５０ ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度の検出を行うセンサ部を複数のリードを備えるケースに弾性を有する接合部材を介して搭載してなる角速度センサ装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１には、角速度を検出するセンサ部をケースに接合部材を介して搭載してなる角速度センサ装置が開示されている。
【０００３】
具体的には、このような角速度センサ装置では、ケースは、中空部および底部を有する有底筒状部材を用いて構成され、複数のリードが一体成型されて備えられている。各リードは、細長板状とされており、一端部が中空部内に露出していると共に他端部がケースの外部に突出している。また、ケースの底部にはセンサ部が接合部材を介して搭載されており、リードのうち中空部内に露出している一端部とボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。なお、接合部材は、弾性を有するエラストマ等で構成され、防振部材として機能させることによって外部からの衝撃に対して検出精度が低下することを抑制できるものが用いられる。
【０００４】
このような角速度センサ装置は、次のように製造される。すなわち、まず、リードを備えるケースを用意する。具体的には、成形時や搬送時等にリードが変形することを抑制できるように、隣接するリードのうちケースから突出している部分が固定タイバーによって連結されているものを用意する。そして、センサ部をケースの底部に接合部材を介して搭載した後、リードとセンサ部とをワイヤボンディング等して電気的に接続する。その後、固定タイバーをカットして各リードを分離等することにより、上記角速度センサ装置が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８１３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような角速度センサ装置は、リードのうちケースの外部に突出している部分が共振周波数を有するため、外部からこの共振周波数と同じ周波数のノイズ等が印加されるとリードが振動する。そして、この振動に伴ってケースが振動してセンサ部も振動するため、検出精度が低下する。
【０００７】
この問題を解決するため、角速度センサ装置に別部品を搭載し、別部品の質量等を調整することによってリードのうちケースの外部に突出している部分の振動を小さくすることが考えられるが、この方法では別部品を用意する工程等が必要となり、製造工程が増加してしまう。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、別部品を用意することなく、検出精度が低下することを抑制することができる角速度センサ装置およびその製造方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、中空部（２１ａ）にセンサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、ケース（２１）とセンサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、ケース（２１）の中空部（２１ａ）内に露出すると共にケース（２１）の外部に突出する状態でケース（２１）に備えられ、センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置の製造方法において、以下の点を特徴としている。
【００１０】
すなわち、隣接するリード（３０）がケース（２１）から突出している部分において固定タイバー（３１）によって連結されているものを備えるケース（２１）を用意する工程と、ケース（２１）に接合部材（４０）を介してセンサ部（１０）を搭載する工程と、固定タイバー（３１）の一部をリード（３０）に残しつつカットしてリード（３０）を分離することにより、センサ部（１０）をリード（３０）のうちケース（２１）から突出する部分および固定タイバー（３１）の残部にて構成されるリード部（３２）の共振周波数に対する振動を吸収する動吸振器として作用させるカット工程と、を行うことを特徴としている。
【００１１】
このような角速度センサ装置の製造方法では、従来の製造方法と同様のケースを用意し、
固定タイバー（３１）の一部をリード（３０）に残しつつカットすることにより、センサ部（１０）をリード部（３２）の動吸振器として作用するようにしている。つまり、新たな別部品を用意することなく、検出精度が低下すること抑制することができる角速度センサ装置を得ることができる。
【００１２】
ここで、リード部（３２）の動吸振器としてセンサ部（１０）を作用させ、リード部（３２）の振動を小さくしつつセンサ部（１０）の振動も小さくするためには、定点理論の最適条件より、｛センサ部（１０）の質量／ケース（２１）の質量｝をμ、接合部材（４０）のバネ定数をｋとしたとき、リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づければよい。
【００１３】
このため、請求項２に記載の発明では、カット工程の前に、センサ部（１０）および接合部材（４０）で構成されるユニット（５０）の共振周波数を測定し、当該共振周波数から接合部材（４０）のバネ定数を演算する工程を行い、カット工程では、｛センサ部（１０）の質量／ケース（２１）の質量｝をμ、接合部材（４０）のバネ定数をｋとしたとき、リード（３０）に残す固定タイバー（３１）を調整することにより、リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることを特徴としている。
【００１４】
これによれば、動吸振器の定点理論により、リード部（３２）の振動を小さくしつつ、センサ部（１０）の振動も小さくすることができる角速度センサ装置が得られる。また、カット工程では、リード（３０）に残す固定タイバー（３１）を調整すればよいため、新たな工程を追加する必要もない。なお、接合部材（４０）のバネ定数は、ユニット（５０）の共振周波数をｆ、センサ部（１０）の質量をＭとすると、ｆ＝１／２π（ｋ／Ｍ）１／２であるため、ユニット（５０）の共振周波数から容易に演算される。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、ケース（２１）を用意する工程では、固定タイバー（３１）として、少なくとも一部がリード（３０）に残される調整用タイバー（３１ａ）と、隣接する調整用タイバー（３１ａ）の間に配置されて当該隣接する調整用タイバー（３１ａ）を連結する連結用タイバー（３１ｂ）とを有するものを用意し、カット工程では、連結用タイバー（３１ｂ）をカットして隣接するリード（３０）を分離する工程と、調整用タイバー（３１ａ）の一部を残しつつカットしてリード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づける工程と、を行うことができる。
【００１６】
この場合、請求項４に記載の発明のように、カット工程では、調整用タイバー（３１ａ）をカットする工程と、連結用タイバー（３１ｂ）をカットする工程とを同時に行うことができる。このように、調整用タイバー（３１ａ）と連結用タイバー（３１ｂ）とを同時にカットすることにより、製造工程を簡略化することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明のように、カット工程では、リード部（３２）のうちケース（２１）の外部に突出しているリード（３０）におけるケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を除いた部分のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることが好ましい。
【００１８】
このように、角速度センサ装置が被実装部材に実装された際に実装部（３３）はリード部（３２）のバネ定数に影響しないため、リード部（３２）のうち実装部（３３）を除いた部分のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることにより、さらにセンサ部（１０）の振動を小さくすることが可能な角速度センサ装置が得られる。
【００１９】
そして、請求項６に記載の発明のように、ユニット（５０）の共振周波数を測定する工程では、ケース（２１）を固定した状態でユニット（５０）を加振して測定することができる。これによれば、ケース（２１）を固定した状態でユニット（５０）を加振するため、ユニット（５０）のみの共振周波数を測定することができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明では、角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、中空部（２１ａ）にセンサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、ケース（２１）とセンサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、ケース（２１）の中空部（２１ａ）内に露出すると共にケース（２１）の外部に突出する状態でケース（２１）に備えられ、センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置において、以下の点を特徴としている。
【００２１】
すなわち、リード（３０）は、ケース（２１）から突出している部分に隣接するリード（３０）を連結していた固定タイバー（３１）がカットされた際に残された当該固定タイバー（３１）の残部を備えていると共に、ケース（２１）から突出している部分におけるケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を有し、リード（３０）のうちケース（２１）から突出する部分および当該リード（３０）に備えられる固定タイバー（３１）の残部で構成されるリード部（３２）のうち実装部（３３）を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致していることを特徴としている。
【００２２】
このような角速度センサ装置によれば、動吸振器としての定点理論により、リード部（３２）の振動を小さくしつつ、センサ部（１０）の振動も小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００２３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態における角速度センサ装置の部分断面図である。
【図２】図１に示す角速度センサ装置の平面図である。
【図３】図１に示すセンサ部の断面図である。
【図４】図１に示すケースの平面図である。
【図５】図２中の領域Ｂの拡大図である。
【図６】図１に示す角速度センサ装置の製造工程を示す平面図である。
【図７】図６（ａ）中の領域Ｃの拡大図である。
【図８】図６（ｃ）中の領域Ｄの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態における角速度センサ装置の部分断面図、図２は図１に示す角速度センサ装置の平面図である。なお、図１では、パッケージ等を断面図として示しており、図２では上蓋を省略して示してある。
【００２６】
図１および図２に示されるように、本実施形態の角速度センサ装置は、センサ部１０と、センサ部１０を収容するパッケージ２０と、センサ部１０と電気的に接続されるリード３０とを備えて構成されている。
【００２７】
まず、センサ部１０の構成について説明する。図３はセンサ部１０の断面図である。図３に示されるように、センサ部１０は、センサチップ１１および信号処理チップ１２と、これらセンサチップ１１および信号処理チップ１２を収容するケーシング１３と、ケーシング１３を閉塞するリッド１４とを有する構成とされている。
【００２８】
センサチップ１１は、例えば、シリコン基板等に櫛歯構造を有する梁構造体が形成され、印加された角速度に応じて可動電極と固定電極との間の静電容量が変化する一般的な半導体チップが用いられる。
【００２９】
信号処理チップ１２は、センサチップ１１で検出された静電容量の変化を電気信号として処理したり、センサチップ１１に印加する電圧を調整したりするものであり、例えば、シリコン基板やセラミックス基板を用いて構成されている。
【００３０】
そして、これらセンサチップ１１および信号処理チップ１２は、ケーシング１３内に収容されている。具体的には、ケーシング１３は、底面および開口部を有する箱形状とされており、信号処理チップ１２がケーシング１３の底面に接着剤１５を介して接合され、センサチップ１１が信号処理チップ１２に接着剤１６を介して接合されている。すなわち、ケーシング１３には信号処理チップ１２とセンサチップ１１とが順に積層されて搭載されている。そして、ケーシング１３の開口部はリッド１４により閉塞されている。
【００３１】
なお、ケーシング１３と信号処理チップ１２、信号処理チップ１２とセンサチップ１１とを接合する接着剤１５、１６としては、例えば、熱応力を緩和することができる弾性を有するシリコーン系接着剤等が用いられる。また、ケーシング１３は、例えば、セラミックスや樹脂等で構成され、リッド１４は、例えば、磁性材料であるコバール等で構成されている。
【００３２】
そして、センサチップ１１と信号処理チップ１２とは、図示しないボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、センサチップ１１および信号処理チップ１２が別々の基板にそれぞれ形成されている例について説明するが、センサチップ１１および信号処理チップ１２は同一基板上に一体に形成されていてもよい。
【００３３】
また、センサ部１０は、図２に示されるように、ケーシング１３の外側であって、リッド１４が配置される開口部側と反対側に複数のパッド１７を有している。言い換えると、センサ部１０は、ケーシング１３のうち信号処理チップ１２等を搭載する一面（底面）と反対側の一面に複数のパッド１７を有している。これら複数のパッド１７は、それぞれケーシング１３内に埋め込まれた導体等を介して信号処理チップ１２と電気的に接続されている。なお、ケーシング１３内の導体と信号処理チップ１２とは、図３に示されるように、ボンディングワイヤ１８を介して電気的に接続されている。
【００３４】
以上説明したセンサ部１０は、図１および図２に示されるように、パッケージ２０に収容されている。パッケージ２０は、中空部２１ａおよび底部２２を有する有底筒状のケース２１と、ケース２１のうち底部２２と反対側の開口部に備えられる上蓋２３と、ケース２１のうち開口部と反対側に備えられる下蓋２４とを有する構成とされている。図４はケース２１の平面図である。なお、図１に示すケース２１は図４中のＡ−Ａ断面に相当している。
【００３５】
図１および図４に示されるように、ケース２１は、本実施形態では、中空部２１ａおよび底部２２を有する有底筒状とされている。底部２２は、外形が矩形状とされた一面２２ａおよび他面２２ｂを有しており、略十字形状の貫通孔２２ｃが厚み方向に貫通するように形成されている。このようなケース２１は、例えば、液晶ポリマー等の樹脂を一体成型することにより製造される。
【００３６】
そして、底部２２の一面２２ａのうち貫通孔２２ｃと対応する位置にセンサ部１０が搭載されている。具体的には、底部２２の一面２２ａには、厚み方向にわずかに窪んだ凹部２２ｄが四箇所離間して形成されており、この凹部２２ｄにそれぞれ弾性を有するエラストマ等で構成される接合部材４０が塗布されている。そして、センサ部１０は、図１および図２に示されるように、リッド１４が一面２２ａと対向する状態で接合部材４０を介して一面２２ａに搭載されている。
【００３７】
なお、凹部２２ｄは底部２２の平面方向に接合部材４０が流出することを抑制する機能を果すものである。また、貫通孔２２ｃは、後述するが、センサ部１０を底部２２に搭載する際等に治具が挿入される部分である。
【００３８】
また、ケース２１には、図１および図２に示されるように、複数のリード３０が備えられている。具体的には、各リード３０は、細長板状とされており、一端部が中空部２１ａ内に露出すると共に他端部がケース２１の外部に突出するように備えられている。そして、リード３０のうちケース２１の外部に突出している部分には、製造工程時に隣接するリード３０を連結する固定タイバーの残部が備えられている。図５は、図２中の領域Ｂの拡大図である。
【００３９】
図５に示されるように、各リード３０には、ケース２１の外部に突出している部分の側面に固定タイバーを構成する調整用タイバー３１ａが備えられている。このため、リード３０のうちケース２１の外部に突出している部分および調整用タイバー３１ａで構成されるリード部３２は、リード３０に調整用タイバー３１ａが備えられている部分では、リード３０の延びる方向（図５中紙面左右方向）と垂直であり、リード３０の板面と平行な方向（図５中紙面上下方向）の長さ（以下、単に幅という）がリード３０より長くされている。
【００４０】
この調整用タイバー３１ａは、具体的には後述するが、製造工程時に後述の連結用タイバーと共に固定タイバーを構成するものであり、固定タイバーの一部である。そして、リード３０の長手方向と平行な方向の長さ（図５中の紙面左右方向の長さ）が適宜変更可能とされ、製造工程時にこの長さが調整されるようになっている。言い換えると、リード部３２は、幅が長くなる部分がリード３０の長手方向に適宜変更可能とされている。そして、リード部３２は、リード３０の長手方向と平行な方向の長さが適宜変更された調整用タイバー３１ａによって、バネ定数が所定の値とされている。
【００４１】
また、リード部３２は、図１、図２、図５に示されるように、ケース２１の外部に突出している部分のうちケース２１側と反対側の先端部にプリント基板等の被実装部材に実装される領域となる実装部３３を有している。この実装部３３は、はんだ等を介して被実装部材に実装される領域であり、被実装部材に実装された後はリード部３２のバネ定数に影響しなくなる。
【００４２】
このため、本実施形態では、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数が以下のように調整されている。すなわち、動吸振器の定点理論により、｛センサ部１０の質量／ケース２１の質量｝をμ、接合部材４０のバネ定数をｋとしたとき、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致するように調整されている。このように、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数を調整することにより、外部からリード部３２の共振周波数と同じ周波数のノイズ等が印加されたとしてもリード部３２の振動を小さくしつつ、センサ部１０の振動も小さくすることができる。
【００４３】
なお、リード部３２のうち実装部３３を除く部分のバネ定数が一致するとは、完全に一致する場合を含めて±２０％程度の誤差を含むものであり、例えば、２０％程度の誤差がある場合にはセンサ部１０の振幅が５％程度大きくなる。また、特に限定されるものではないが、本実施形態では、センサ部１０およびケース２１は、μ＝１／３程度となるようにされている。
【００４４】
そして、図１および図２に示されるように、リード３０のうちケース２１の中空部２１ａ内に露出している一端部は、ボンディングワイヤ６０を介してセンサ部１０のパッド１７とそれぞれ電気的に接続されている。リード３０とボンディングワイヤ６０との接続部位およびパッド１７とボンディングワイヤ６０との接続部位はゲル６１、６２により被覆されている。
【００４５】
また、図１に示されるように、ケース２１には、底部２２側と反対側の開口部に上蓋２３が備えられており、当該開口部と反対側には貫通孔２２ｃを覆う下蓋２４が備えられている。
【００４６】
具体的には、ケース２１には、底部２２側と反対側の開口部側の端部に環状の溝部２５が設けられていると共に開口部と反対側の端部に溝部２５と同様の環状の溝部２６が設けられている。そして、溝部２５に接着剤２７が充填されると共に上蓋２３の端部が湾曲された状態で溝部２５に挿し込まれてケース２１と上蓋２３とが接合され、溝部２６に接着剤２７が充填されると共に下蓋２４の端部が湾曲された状態で差し込まれてケース２１と下蓋２４とが接合されている。これにより、ケース２１、上蓋２３、下蓋２４が一体化されてパッケージ２０が構成されている。なお、上蓋２３および下蓋２４は、本実施形態ではステンレス等の金属を用いて構成されているが、例えば、樹脂等を用いて構成されていてもよい。以上が本実施形態における角速度センサ装置の構造である。
【００４７】
次に、上記角速度センサ装置の製造方法について説明する。図６は、図１に示す角速度センサ装置の製造工程を示す平面図である。
【００４８】
図６（ａ）に示されるように、まず、隣接するリード３０のうちケース２１から突出している部分が固定タイバー３１によって連結されているものを備える上記構成のケース２１を用意する。つまり、従来の角速度センサ装置の製造方法と同様のケースを用意する。図７は、図６（ａ）中の領域Ｃの拡大図である。図７に示されるように、隣接するリード３０は、固定タイバー３１によって連結されており、この固定タイバー３１はリード３０の側面に備えられている調整用タイバー３１ａと、隣接するリード３０に備えられた各調整用タイバー３１ａの間に配置されてこれら調整用タイバー３１ａを連結する連結用タイバー３１ｂとを有している。
【００４９】
続いて、図６（ｂ）に示されるように、上記構造のセンサ部１０を用意し、ケース２１の底部２２における一面２２ａのうち各凹部２２ｄに接合部材４０を塗布する。このとき、接合部材４０は凹部２２ｄにより底部２２の平面方向に流出することが抑制される。その後、センサ部１０を搭載する側と反対側から搭載する側に、つまり底部２２の他面２２ｂ側から一面２２ａ側に貫通孔２２ｃを介して治具を挿入し、センサ部１０を治具に固定した状態で底部２２の一面２２ａに接合部材４０を介してセンサ部１０を搭載する。例えば、センサ部１０を治具に固定する方法としては、本実施形態では、上記のようにリッド１４を磁性材料で構成しているため、治具を磁性材料にて構成し、リッド１４と治具との間に磁力を発生させて固定する方法が挙げられる。
【００５０】
続いて、治具によりセンサ部１０を固定した状態でセンサ部１０とリード３０とをワイヤボンディングして電気的に接続する。センサ部１０を治具に固定した状態でワイヤボンディングを行わないと、センサ部１０が弾性を有する接合部材４０を介して底部２２の一面２２ａに搭載されているためにセンサ部１０がぐらついてしまい、センサ部１０とリード３０とのワイヤボンディングが困難になるためである。次に、ボンディングワイヤ６０とリード３０との接続部位およびボンディングワイヤ６０とパッド１７との接続部位をゲル６１、６２で被覆する。
【００５１】
次に、ケース２１を固定した状態でユニット５０を加振し、レーザドップラー等の手法によってユニット５０の共振周波数を測定する。このように、ケース２１を固定した状態でユニット５０を加振することにより、ユニット５０のみの共振周波数を測定することができる。そして、測定したユニット５０の共振周波数より、接合部材４０のバネ定数ｋを演算する。例えば、ユニット５０の共振周波数をｆ、センサ部１０の質量をＭとすると、ｆ＝１／２π（ｋ／Ｍ）１／２であるため、ユニット５０の共振周波数から接合部材４０のバネ定数ｋを演算することができる。
【００５２】
続いて、図６（ｃ）に示されるように、固定タイバー３１をカットダイによってカットする。図８は、図６（ｃ）中の領域Ｄの拡大図である。
【００５３】
図８に示されるように、具体的には、連結用タイバー３１ｂをカットダイによってカットし隣接するリード３０を分離する。また、リード３０のうちケース２１の外部に突出している部分および調整用タイバー３１ａで構成されるリード部３２のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づくように、調整用タイバー３１ａのうちケース２１側と反対側の部分から不要な部分をカットダイによってカットする。この場合、リード部３２のうち実装部３３となる領域を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致するように、調整用タイバー３１ａにおけるリード部３２の長手方向と平行な方向の長さを調整することが好ましい。
【００５４】
なお、本実施形態では、調整用タイバー３１ａおよび連結用タイバー３１ｂをカットする工程を同時に行っている。また、リード部３２は、調整用タイバー３１ａにおけるリード３０の長手方向と平行な方向の長さが長くなるにつれて、つまり、幅が長くなる部分がリード３０の長手方向と平行な方向に長くなるにつれてバネ定数が大きくなる。言い換えると、リード部３２は、調整用タイバー３１ａにおけるリード３０の長手方向と平行な方向の長さが短くなるにつれて、つまり、幅が長くなる部分がリード３０の長手方向と平行な方向に短くなるにつれてバネ定数が小さくなる。
【００５５】
次に、図６（ｄ）に示されるように、各リード３０のフォーミングを行ってケース２１の外部に突出している部分のうちケース２１側と反対側に実装部３３を構成する。その後、特に図示しないが、ケース２１の溝部２５に接着剤２７を充填すると共に上蓋２３の端部を溝部２５に差し込んでケース２１と上蓋２３を接合し、ケース２１の溝部２６に接着剤２７を充填すると共に下蓋２４の端部を溝部２６に差し込んでケース２１と下蓋２４とを接合することにより、上記角速度センサ装置が接合される。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態では、隣接するリード３０が固定タイバー３１によって連結されている従来と同様のケースを用意し、固定タイバー３１の一部をリード３０に残しつつカットしてリード３０を分離することにより、センサ部１０がリード部３２の動吸振器として作用するようにしている。このため、新たな別部品を用意することなく、検出精度が低下すること抑制することができる角速度センサ装置を得ることができる。
【００５７】
なお、センサ部１０を動吸振器として作用させることにより、センサ部１０自体が振動することになるが、従来の角速度センサ装置のようにリード部が振動してケースおよびセンサ部が振動する場合と比較して、センサ部１０の振動は小さくなる。
【００５８】
また、本実施形態では、リード部３２のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけるように固定タイバー３１（調整用タイバー３１ａ）の一部をリード３０に残しつつカットしている。このため、動吸振器の定点理論により、リード部３２の振動を小さくしつつ、動吸振器としてのセンサ部１０の振動も小さくすることができ、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００５９】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、調整用タイバー３１ａと連結用タイバー３１ｂとを同時にカットする工程について説明したが、調整用タイバー３１ａと連結用タイバー３１ｂのカットを別工程で行ってもよい。例えば、連結用タイバー３１ｂを先にカットし、続いて調整用タイバー３１ａをカットしてリード部３２のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記第１実施形態では、調整用タイバー３１ａのうちケース２１側と反対側の部分から不要な部分をカットダイによってカットすることによってリード部３２のバネ定数を調整する例について説明したが、調整用タイバー３１ａのうちケース２１側から不要な部分をカットダイによってカットすることによってリード部３２のバネ定数を調整するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、上記第１実施形態における図６（ｃ）のカット工程の後、センサ部１０の振動の仕方に応じて調整用タイバー３１ａをさらにカットするようにしてもよい。すなわち、上記のように、センサ部１０はケース２１の底部２２に形成された凹部２２ｄに配置された接合部材４０を介して搭載されるが、各凹部２２ｄに配置される接合部材４０の塗布量がばらついたり、接合部材４０が凹部２２ｄ外にはみ出してしまうことがある。この場合、センサ部１０の振動状態がケース２１の底部２２における一面２２ａの法線方向に対して傾き、この法線方向に対して斜めに振動してしまうことがある。このため、調整用タイバー３１ａをさらにカットして左右非対称にし、センサ部１０の斜め振動を抑制するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０ センサ部
２０ パッケージ
２１ ケース
３０ リード
３１ 固定タイバー
３１ａ 調整用タイバー
３１ｂ 連結用タイバー
３２ リード部
３３ 実装部
４０ 接合部材
５０ ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、
中空部（２１ａ）に前記センサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、
前記ケース（２１）と前記センサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、
前記中空部（２１ａ）内に露出すると共に前記ケース（２１）の外部に突出する状態で前記ケース（２１）に備えられ、前記センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置の製造方法において、
隣接する前記リード（３０）が前記ケース（２１）から突出している部分において固定タイバー（３１）によって連結されているものを備える前記ケース（２１）を用意する工程と、
前記ケース（２１）に前記接合部材（４０）を介して前記センサ部（１０）を搭載する工程と、
前記固定タイバー（３１）の一部を前記リード（３０）に残しつつカットして前記リード（３０）を分離することにより、前記センサ部（１０）を前記リード（３０）のうち前記ケース（２１）から突出する部分および前記固定タイバー（３１）の残部にて構成されるリード部（３２）の共振周波数に対する振動を吸収する動吸振器として作用させるカット工程と、を行うことを特徴とする角速度センサ装置の製造方法。
【請求項２】
前記カット工程の前に、前記センサ部（１０）および前記接合部材（４０）で構成されるユニット（５０）の共振周波数を測定し、当該共振周波数から前記接合部材（４０）のバネ定数を演算する工程を行い、
前記カット工程では、｛前記センサ部（１０）の質量／前記ケース（２１）の質量｝をμ、前記接合部材（４０）のバネ定数をｋとしたとき、前記リード（３０）に残す前記固定タイバー（３１）を調整することにより、前記リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記ケース（２１）を用意する工程では、前記固定タイバー（３１）として、少なくとも一部が前記リード（３０）に残される調整用タイバー（３１ａ）と、隣接する前記調整用タイバー（３１ａ）の間に配置されて当該隣接する前記調整用タイバー（３１ａ）を連結する連結用タイバー（３１ｂ）と、を有するものを用意し、
前記カット工程では、前記連結用タイバー（３１ｂ）をカットして隣接する前記リード（３０）を分離する工程と、前記調整用タイバー（３１ａ）の一部を残しつつカットして前記リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づける工程と、行うことを特徴とする請求項２に記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項４】
前記カット工程では、前記調整用タイバー（３１ａ）をカットする工程と、前記連結用タイバー（３１ｂ）をカットする工程と、を同時に行うことを特徴とする請求項３に記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記カット工程では、前記リード部（３２）のうち前記ケース（２１）の外部に突出している前記リード（３０）における前記ケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を除いた部分のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項６】
前記ユニット（５０）の共振周波数を測定する工程では、前記ケース（２１）を固定した状態で前記ユニット（５０）を加振して測定することを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項７】
角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、
中空部（２１ａ）に前記センサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、
前記ケース（２１）と前記センサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、
前記中空部（２１ａ）内に露出すると共に前記ケース（２１）の外部に突出する状態で前記ケース（２１）に備えられ、前記センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置において、
前記リード（３０）は、前記ケース（２１）から突出している部分に隣接する前記リード（３０）を連結していた固定タイバー（３１）がカットされた際に残された当該固定タイバー（３１）の残部を備えていると共に、前記ケース（２１）から突出している部分における前記ケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を有し、
前記リード（３０）のうち前記ケース（２１）から突出する部分および当該リード（３０）に備えられる前記残部で構成されるリード部（３２）のうち前記実装部（３３）を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致していることを特徴とすることを特徴とする角速度センサ装置。
【請求項１】
角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、
中空部（２１ａ）に前記センサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、
前記ケース（２１）と前記センサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、
前記中空部（２１ａ）内に露出すると共に前記ケース（２１）の外部に突出する状態で前記ケース（２１）に備えられ、前記センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置の製造方法において、
隣接する前記リード（３０）が前記ケース（２１）から突出している部分において固定タイバー（３１）によって連結されているものを備える前記ケース（２１）を用意する工程と、
前記ケース（２１）に前記接合部材（４０）を介して前記センサ部（１０）を搭載する工程と、
前記固定タイバー（３１）の一部を前記リード（３０）に残しつつカットして前記リード（３０）を分離することにより、前記センサ部（１０）を前記リード（３０）のうち前記ケース（２１）から突出する部分および前記固定タイバー（３１）の残部にて構成されるリード部（３２）の共振周波数に対する振動を吸収する動吸振器として作用させるカット工程と、を行うことを特徴とする角速度センサ装置の製造方法。
【請求項２】
前記カット工程の前に、前記センサ部（１０）および前記接合部材（４０）で構成されるユニット（５０）の共振周波数を測定し、当該共振周波数から前記接合部材（４０）のバネ定数を演算する工程を行い、
前記カット工程では、｛前記センサ部（１０）の質量／前記ケース（２１）の質量｝をμ、前記接合部材（４０）のバネ定数をｋとしたとき、前記リード（３０）に残す前記固定タイバー（３１）を調整することにより、前記リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記ケース（２１）を用意する工程では、前記固定タイバー（３１）として、少なくとも一部が前記リード（３０）に残される調整用タイバー（３１ａ）と、隣接する前記調整用タイバー（３１ａ）の間に配置されて当該隣接する前記調整用タイバー（３１ａ）を連結する連結用タイバー（３１ｂ）と、を有するものを用意し、
前記カット工程では、前記連結用タイバー（３１ｂ）をカットして隣接する前記リード（３０）を分離する工程と、前記調整用タイバー（３１ａ）の一部を残しつつカットして前記リード部（３２）のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づける工程と、行うことを特徴とする請求項２に記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項４】
前記カット工程では、前記調整用タイバー（３１ａ）をカットする工程と、前記連結用タイバー（３１ｂ）をカットする工程と、を同時に行うことを特徴とする請求項３に記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記カット工程では、前記リード部（３２）のうち前記ケース（２１）の外部に突出している前記リード（３０）における前記ケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を除いた部分のバネ定数を｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値に近づけることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項６】
前記ユニット（５０）の共振周波数を測定する工程では、前記ケース（２１）を固定した状態で前記ユニット（５０）を加振して測定することを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の角速度センサ装置の製造方法。
【請求項７】
角速度に応じた電気信号を出力するセンサ部（１０）と、
中空部（２１ａ）に前記センサ部（１０）を搭載するケース（２１）と、
前記ケース（２１）と前記センサ部（１０）との間に配置される弾性を有する接合部材（４０）と、
前記中空部（２１ａ）内に露出すると共に前記ケース（２１）の外部に突出する状態で前記ケース（２１）に備えられ、前記センサ部（１０）と電気的に接続される複数のリード（３０）と、を備える角速度センサ装置において、
前記リード（３０）は、前記ケース（２１）から突出している部分に隣接する前記リード（３０）を連結していた固定タイバー（３１）がカットされた際に残された当該固定タイバー（３１）の残部を備えていると共に、前記ケース（２１）から突出している部分における前記ケース（２１）側と反対側の部分に構成される被実装部材に実装される領域となる実装部（３３）を有し、
前記リード（３０）のうち前記ケース（２１）から突出する部分および当該リード（３０）に備えられる前記残部で構成されるリード部（３２）のうち前記実装部（３３）を除く部分のバネ定数が｛ｋ×（１＋μ）２｝／μで得られる値と一致していることを特徴とすることを特徴とする角速度センサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６４６６２（Ｐ２０１３−６４６６２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３９６８（Ｐ２０１１−２０３９６８）
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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