JP2010164499A - Physical quantity detector - Google Patents
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Abstract
【課題】インナーリードによるフォーミング量の工程バラツキが少なく、静止時出力電圧
の温度ドリフトが少ない物理量検出装置を提供する。
【解決手段】水晶振動片12をインナーリード36によりリッド50側へ押し上げ、水晶
振動片12をパッケージ40のキャビティ68内に弾性支持する構造を有するジャイロセ
ンサーであって、リッド50における水晶振動片12に対向する面にスペーサー52を設
け、スペーサー52は、パッケージ40をリッド50により封止した状態において水晶振
動片12に接触し、インナーリード36による水晶振動片12の押し上げ量を規制するこ
とを特徴とする。このような特徴を有するジャイロセンサー10では、スペーサー52は
、インナーリード36による水晶振動片12の中心に接触する位置に設けることが望まし
い。
【選択図】図1Provided is a physical quantity detection device in which there is little process variation of the forming amount due to inner leads and temperature drift of a stationary output voltage is small.
A gyro sensor having a structure in which a crystal vibrating piece 12 is pushed up to a lid 50 side by an inner lead 36 to elastically support the crystal vibrating piece 12 in a cavity 68 of a package 40, and the crystal vibrating piece 12 in the lid 50 is provided. A spacer 52 is provided on the surface opposite to the surface, and the spacer 52 is in contact with the crystal vibrating piece 12 in a state where the package 40 is sealed with the lid 50, and regulates the push-up amount of the crystal vibrating piece 12 by the inner lead 36. And In the gyro sensor 10 having such a feature, the spacer 52 is desirably provided at a position in contact with the center of the crystal vibrating piece 12 by the inner lead 36.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、物理量検出装置に係り、特に耐衝撃性及び搭載高さの精度を高めた物理量検
出装置に関する。
The present invention relates to a physical quantity detection device, and more particularly to a physical quantity detection device with improved impact resistance and mounting height accuracy.
角速度や加速度といった物理量を検出する物理量検出装置として、ジャイロセンサーや
加速度センサーが知られている。そして、このような物理量検出装置における物理量検出
素子として、基部と、この基部から延設された一対の検出アームと一対の支持アーム、お
よび各支持アームから延設された対を成す駆動アームを有する、いわゆるWT型と呼ばれ
るものがある。このような物理量検出素子は、近年の小型化薄型化への要望を受け、基板
等へ固定される基部のサイズが小型化されたことにより、次のような問題を生ずるように
なった。すなわち、接着部の面積が小さくなることにより、接着剤の塗布量や接着面の面
積を均一に保つことが困難となるのである。このように物理量検出素子を接着する接着層
の形状や接着剤の量に不均一が生じたり、接着剤に液ダレや不要な回り込みが生じた場合
、接着層の全体的な物性が変動する。このような物性の変動が生ずると、素子の振動特性
が変化し、物理量の検出精度が低下するという問題があった。
Gyro sensors and acceleration sensors are known as physical quantity detection devices that detect physical quantities such as angular velocity and acceleration. And as a physical quantity detection element in such a physical quantity detection device, it has a base, a pair of detection arms extended from the base, a pair of support arms, and a drive arm that forms a pair extended from each support arm There is a so-called WT type. In response to the recent demand for downsizing and thinning, the physical quantity detection element has caused the following problems due to the reduction in the size of the base fixed to the substrate or the like. That is, it becomes difficult to keep the application amount of the adhesive and the area of the bonding surface uniform by reducing the area of the bonding portion. As described above, when the shape of the adhesive layer to which the physical quantity detection element is bonded and the amount of the adhesive are non-uniform, or when the adhesive is dripped or unnecessarily wraps around, the overall physical properties of the adhesive layer vary. When such a change in physical properties occurs, there is a problem that the vibration characteristics of the element change and the physical quantity detection accuracy decreases.
このような振動特性の変化を抑制する手段として、特許文献1には、インナーリード(
ボンディングワイヤ)を利用して物理量検出素子を実装する構成が開示されている。具体
的には、インナーリードの先端側、すなわち物理量検出素子との接合部側を折り曲げ、物
理量検出素子がパッケージの底板等の基板から浮いた状態で実装されるようにしたのであ
る。
As means for suppressing such a change in vibration characteristics, Patent Document 1 discloses an inner lead (
A configuration in which a physical quantity detection element is mounted using a bonding wire is disclosed. Specifically, the tip end side of the inner lead, that is, the joint portion side with the physical quantity detection element is bent so that the physical quantity detection element is mounted in a state of floating from a substrate such as a bottom plate of the package.
特許文献1に開示されているような実装形態によれば確かに、物理量検出素子が直接パ
ッケージの底面等に接触することが無くなり、接着剤の余分な回り込みを避けることがで
きる。また、電気的導通を図るための接合部は略点接触となるため、接合面の面積の誤差
を小さくすることができる。このため、上記のような理由による素子の振動特性の変化を
抑制することができると共に、インナーリードがバネの役割を担うことより、物理量検出
装置としての耐衝撃性等も向上することとなる。
According to the mounting form disclosed in Patent Document 1, the physical quantity detection element does not directly contact the bottom surface of the package or the like, and it is possible to avoid excessive wraparound of the adhesive. In addition, since the joint portion for achieving electrical conduction is substantially point contact, an error in the area of the joint surface can be reduced. For this reason, it is possible to suppress changes in the vibration characteristics of the element due to the reasons described above, and the impact resistance as a physical quantity detection device is improved because the inner lead serves as a spring.
しかし、上記のようなインナーリードを用いた実装方法では、素子を支持する高さ(フ
ォーミング量)によってインナーリードの持つ共振周波数が変化する。インナーリードの
共振周波数の変化は、静止時出力電圧の温度ドリフトの要因となるため、検出精度の向上
に関する課題となる。
However, in the mounting method using the inner lead as described above, the resonance frequency of the inner lead changes depending on the height (forming amount) for supporting the element. A change in the resonance frequency of the inner lead causes a temperature drift of the stationary output voltage, which is a problem related to improvement in detection accuracy.
そこで本発明では上記課題を解決し、インナーリードによるフォーミング量の工程バラ
ツキが少なく、いわゆるヌル電圧(静止時出力電圧)の温度ドリフトが少ない物理量検出
装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a physical quantity detection device that solves the above-described problems and has less variation in the forming amount due to the inner lead and less temperature drift of a so-called null voltage (static output voltage).
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]物理量検出素子をインナーリードによりリッド側へ押し上げ、前記物理量
検出素子をパッケージのキャビティ内に弾性支持する構造を有する物理量検出装置であっ
て、前記リッドにおける前記物理量検出素子に対向する面にスペーサーを設け、前記スペ
ーサーは、前記パッケージを前記リッドにより封止した状態において前記物理量検出素子
に接触し、前記インナーリードによる前記物理量検出素子の押し上げ量を規制することを
特徴とする物理量検出装置。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
Application Example 1 A physical quantity detection device having a structure in which a physical quantity detection element is pushed up to a lid side by an inner lead and elastically supports the physical quantity detection element in a cavity of a package, and is opposed to the physical quantity detection element in the lid. A spacer is provided on a surface, and the spacer is in contact with the physical quantity detection element in a state where the package is sealed with the lid, and regulates a push-up amount of the physical quantity detection element by the inner lead. apparatus.
このような特徴を有する物理量検出装置によれば、物理量検出素子のフォーミング量の
工程バラツキの少ない物理量検出装置を構成することができる。このため、静止時出力電
圧の温度ドリフトが少なく、検出精度、信頼性の高い物理量検出装置とすることができる
。
According to the physical quantity detection device having such a feature, it is possible to configure a physical quantity detection device with little variation in the forming amount of the physical quantity detection element. For this reason, the temperature drift of the stationary output voltage is small, and a physical quantity detection device with high detection accuracy and reliability can be obtained.
[適用例2]適用例1に記載の物理量検出装置であって、前記スペーサーは、前記イン
ナーリードによる前記物理量検出素子支持点間の中心に接触する位置に設けたことを特徴
とする物理量検出装置。
Application Example 2 The physical quantity detection device according to Application Example 1, wherein the spacer is provided at a position in contact with the center between the physical quantity detection element support points by the inner leads. .
このような特徴を有する物理量検出装置によれば、スペーサーが物理量検出素子支持点
間の中心に接触するため、スペーサーを1つとした場合であっても、安定してフォーミン
グ量の調整を行うことができる。また、スペーサーを1つとして物理量検出素子支持点間
の中心のみを支持する構成とすることで、角速度や加速度等の物理量を加えた際に物理量
検出素子に生ずる変形に影響を与えない。このため、物理量の検出感度が低下する虞が無
い。
According to the physical quantity detection device having such a feature, since the spacer contacts the center between the physical quantity detection element support points, the forming amount can be adjusted stably even when only one spacer is used. it can. Further, by adopting a configuration in which only one center between the physical quantity detection element support points is supported with a single spacer, the deformation generated in the physical quantity detection element is not affected when a physical quantity such as angular velocity or acceleration is added. For this reason, there is no possibility that the detection sensitivity of physical quantity falls.
[適用例3]適用例1に記載の物理量検出装置であって、前記スペーサーは少なくとも
3つ設け、前記物理量検出素子に対して少なくとも3点で接触することを特徴とする物理
量検出装置。
Application Example 3 The physical quantity detection device according to Application Example 1, wherein at least three spacers are provided and are in contact with the physical quantity detection element at at least three points.
このような特徴を有する物理量検出装置によれば、スペーサーと物理量検出素子との接
点を線で結ぶことで面を構成することができる。このため、物理量検出素子のフォーミン
グ量の調整と共に、実装状態の傾きを修正することができる。
According to the physical quantity detection device having such a feature, the surface can be configured by connecting the contact points of the spacer and the physical quantity detection element with a line. For this reason, the inclination of the mounting state can be corrected together with the adjustment of the forming amount of the physical quantity detection element.
[適用例4]適用例1に記載の物理量検出装置であって、前記スペーサーは、前記物理
量検出素子に対して面接触する構造としたことを特徴とする物理量検出装置。
このような特徴を有する物理量検出装置によれば、物理量検出素子のフォーミング量の
調整と共に、実装状態の傾きを修正することができる。また、物理量検出素子の実装位置
がパッケージの中心からずれた場合であっても、フォーミング量の調整を安定して行うこ
とが可能となる。
Application Example 4 The physical quantity detection device according to Application Example 1, wherein the spacer has a structure in surface contact with the physical quantity detection element.
According to the physical quantity detection device having such a feature, the inclination of the mounting state can be corrected along with the adjustment of the forming amount of the physical quantity detection element. Further, even when the mounting position of the physical quantity detection element is shifted from the center of the package, the forming amount can be adjusted stably.
[適用例5]適用例2乃至適用例4のいずれかに記載の物理量検出装置であって、前記
物理量検出素子は、基部と、当該基部から延設された一対の支持アームと一対の検出アー
ム、および前記支持アームのそれぞれから延設された対を成す駆動アームとを有し、前記
スペーサーは、前記支持アームと前記駆動アームとの交差部に接触する位置にも設けたこ
とを特徴とする物理量検出装置。
Application Example 5 The physical quantity detection device according to any one of Application Examples 2 to 4, wherein the physical quantity detection element includes a base, a pair of support arms extending from the base, and a pair of detection arms. And a pair of drive arms extending from each of the support arms, and the spacer is also provided at a position in contact with the intersection of the support arm and the drive arm. Physical quantity detection device.
このような特徴を有することにより、物理量検出素子の厚み方向に衝撃が加えられた際
の支持アームの変形を抑制することができる。このため、変形によるリッドと駆動アーム
の接触を防止することが可能となる。
By having such a feature, it is possible to suppress deformation of the support arm when an impact is applied in the thickness direction of the physical quantity detection element. For this reason, it becomes possible to prevent the lid and the drive arm from contacting due to deformation.
以下本発明の物理量検出装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。なお、以下の実施形態では、物理量検出装置としてジャイロセンサーを例に挙げて
説明する。
まず、第1の実施形態に係るジャイロセンサーについて、図1を参照して詳細に説明す
る。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments according to a physical quantity detection device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following embodiments, a gyro sensor will be described as an example of the physical quantity detection device.
First, the gyro sensor according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIG.
本実施形態に係るジャイロセンサー10は、物理量検出素子としての水晶振動片12と
支持基板30、IC38、パッケージ40、およびリッド50を基本として構成される。
なお、図1はジャイロセンサーの側断面を示す図である。水晶振動片12は、角速度を検
出する役割を担う。本実施形態では、物理量検出素子として水晶振動片12を例に挙げた
が、振動片の材質としては、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウム等、圧電効果を奏す
る部材であれば特に限定するものでは無い。水晶振動片12の具体的構成は、図2を参照
して以下に説明する。
The gyro sensor 10 according to the present embodiment is configured based on a crystal vibrating piece 12 as a physical quantity detection element, a support substrate 30, an IC 38, a package 40, and a lid 50.
FIG. 1 is a side sectional view of the gyro sensor. The crystal vibrating piece 12 plays a role of detecting an angular velocity. In the present embodiment, the quartz crystal resonator element 12 is taken as an example of the physical quantity detection element. However, the material of the resonator element is not particularly limited as long as it is a member having a piezoelectric effect, such as lithium niobate or lithium tantalate. . A specific configuration of the crystal vibrating piece 12 will be described below with reference to FIG.
本実施形態の水晶振動片12は、基部14と、基部14から延設された一対の検出アー
ム16a,16b、検出アーム16a,16bに直交する方向へ向けて基部14から延設
された一対の支持アーム20、各支持アーム20の先端から検出アーム16a,16bに
平行に延設された2対の駆動アーム22a〜22dとを有する。図4に示す水晶振動片1
2では、各検出アーム16a,16b、各駆動アーム22a〜22dの先端には、重み付
けの役割を担う重量部18a,18b,24a〜24dが設けられている。また、検出ア
ーム16a,16b、駆動アーム22a〜22dにはそれぞれ、励振電極としての検出電
極(不図示)と駆動電極(不図示)が形成され、基部14に形成された入出力電極26に
接続されている。なお、検出アーム16a,16b、駆動アーム22a〜22dの断面形
状に関しては、アームに溝(不図示)を設けることにより、いわゆるH型断面を採用する
ことで、溝の深さ方向と直交する方向の屈曲性を向上させ、検出感度を上げるようにして
も良い。
The quartz crystal resonator element 12 according to the present embodiment includes a base portion 14, a pair of detection arms 16 a and 16 b extending from the base portion 14, and a pair of extensions extending from the base portion 14 in a direction orthogonal to the detection arms 16 a and 16 b. The support arm 20 includes two pairs of drive arms 22a to 22d extending in parallel to the detection arms 16a and 16b from the tip of each support arm 20. Crystal resonator element 1 shown in FIG.
2, weights 18a, 18b, and 24a to 24d that play a weighting role are provided at the tips of the detection arms 16a and 16b and the drive arms 22a to 22d. Further, detection electrodes (not shown) and drive electrodes (not shown) as excitation electrodes are formed on the detection arms 16a and 16b and the drive arms 22a to 22d, respectively, and are connected to an input / output electrode 26 formed on the base portion 14. Has been. In addition, regarding the cross-sectional shapes of the detection arms 16a and 16b and the drive arms 22a to 22d, by providing a groove (not shown) in the arm and adopting a so-called H-shaped cross section, a direction orthogonal to the depth direction of the groove The bendability may be improved to increase the detection sensitivity.
支持基板30は、詳細を後述するパッケージ40の底面42、あるいは段部44,46
から水晶振動片12を浮かせた状態で支持する役割を担う。その構成としては、可撓性を
有する導電性のワイヤ(インナーリード)36(36a〜36f)と、当該インナーリー
ド36を被覆する絶縁性の樹脂フィルム32とより構成される。支持基板30の中心付近
の樹脂フィルム32には開口部34が設けられ、インナーリード36が剥き出しにされて
いる。開口部34に位置するインナーリード36は、水晶振動片12を浮かせた状態で支
持するために、支持基板30の主面に対して水晶振動片12を配置する側へオフセットさ
せるように屈曲している。ここで、オフセットさせたインナーリード36の先端(一端)
が、水晶振動片12の入出力電極26に接続される接続端子となる。また、各インナーリ
ード36の他端は、詳細を後述するパッケージ40の段差部46に配された内部接続端子
(不図示)と接続される接続端子となる。
The support substrate 30 is a bottom surface 42 of the package 40, which will be described in detail later, or step portions 44 and 46.
It plays a role of supporting the crystal vibrating piece 12 in a floating state. As its structure, it is comprised from the conductive wire (inner lead) 36 (36a-36f) which has flexibility, and the insulating resin film 32 which coat | covers the said inner lead 36. FIG. An opening 34 is provided in the resin film 32 near the center of the support substrate 30, and the inner leads 36 are exposed. The inner lead 36 located in the opening 34 is bent so as to be offset to the side where the crystal vibrating piece 12 is disposed with respect to the main surface of the support substrate 30 in order to support the crystal vibrating piece 12 in a floating state. Yes. Here, the tip (one end) of the offset inner lead 36
Becomes a connection terminal connected to the input / output electrode 26 of the crystal vibrating piece 12. Further, the other end of each inner lead 36 serves as a connection terminal connected to an internal connection terminal (not shown) disposed in a stepped portion 46 of the package 40 which will be described in detail later.
IC38は、上述した水晶振動片12の駆動アーム22a〜22dを制御すると共に、
水晶振動片12の検出アーム16a,16bによって得られた信号を検出する役割等を担
う集積回路である。なお、IC38は、パッケージの底面42に対して接着剤60等を介
して搭載される。また、能動面に形成された接続パッド(不図示)とパッケージ40の段
部44に配された内部接続端子(不図示)は、金属ワイヤ45を介して電気的に接続され
る。
The IC 38 controls the drive arms 22a to 22d of the crystal vibrating piece 12 described above,
It is an integrated circuit that plays a role of detecting signals obtained by the detection arms 16a and 16b of the crystal vibrating piece 12. The IC 38 is mounted on the bottom surface 42 of the package via an adhesive 60 or the like. A connection pad (not shown) formed on the active surface and an internal connection terminal (not shown) arranged on the step portion 44 of the package 40 are electrically connected via a metal wire 45.
パッケージ40は、上述した水晶振動片12と支持基板30、及びIC38を収容する
箱体である。パッケージ40の内側には、段部44,46、および底面42から構成され
る階段状のキャビティ68が形成されている。なお、構成部材としては絶縁性を有するセ
ラミックス等とすると良い。
The package 40 is a box that accommodates the crystal resonator element 12, the support substrate 30, and the IC 38 described above. On the inner side of the package 40, a stepped cavity 68 composed of stepped portions 44 and 46 and a bottom surface 42 is formed. Note that the constituent member may be an insulating ceramic or the like.
パッケージ40の底面42、及び段部44,46には、上述した支持基板30やIC3
8を実装するための内部接続端子(不図示)が設けられている。また、パッケージ40の
外部底面(裏面)には、外部接続端子(不図示)が設けられている。なお上述した内部接
続端子と外部接続端子とは、図示しないスルーホール等により、電気的に接続されている
。
The bottom surface 42 of the package 40 and the step portions 44 and 46 are provided on the support substrate 30 and the IC 3 described above.
An internal connection terminal (not shown) for mounting 8 is provided. An external connection terminal (not shown) is provided on the external bottom surface (back surface) of the package 40. The internal connection terminal and the external connection terminal described above are electrically connected through a through hole (not shown).
リッド50は、上述したパッケージ40の開口部を封止する蓋体である。一般的には構
成部材として、パッケージ40と線膨張係数の近似する金属(合金:例えばコバール)や
ガラス(例えばソーダガラス)等が用いられる。パッケージ40とリッド50の接合に関
しては接続部材66として、リッド50を金属とした場合にはコバール等の低融点金属が
、リッド50をガラスとした場合には低融点ガラスが、それぞれ用いられる。
The lid 50 is a lid that seals the opening of the package 40 described above. Generally, a metal (alloy: for example, Kovar) or glass (for example, soda glass) whose linear expansion coefficient approximates that of the package 40 is used as a constituent member. For the connection between the package 40 and the lid 50, as the connecting member 66, a low melting point metal such as Kovar is used when the lid 50 is made of metal, and a low melting point glass is used when the lid 50 is made of glass.
本実施形態に係るリッド50は、水晶振動片12に対向する側の面にスペーサー52を
備える。スペーサー52は、パッケージ40をリッド50で封止した際に、水晶振動片1
2の基部14に接触し、インナーリード36により押し上げられた水晶振動片12を押し
下げ、水晶振動片12のフォーミング量を調整する役割を担う。量産時においても、パッ
ケージ40を構成する基板の厚みは略均一である。このため、パッケージ40の開口部の
上部に載置されるリッド50から、スペーサー52の厚み分だけ押し下げられることによ
り、水晶振動片12のフォーミング量を略均等に調整することができる。
The lid 50 according to the present embodiment includes a spacer 52 on the surface facing the crystal vibrating piece 12. The spacer 52 is formed when the package 40 is sealed with the lid 50.
2, contacts the base portion 14, presses down the crystal vibrating piece 12 pushed up by the inner lead 36, and adjusts the forming amount of the crystal vibrating piece 12. Even during mass production, the thickness of the substrate constituting the package 40 is substantially uniform. For this reason, the forming amount of the crystal vibrating piece 12 can be adjusted substantially evenly by being pushed down by the thickness of the spacer 52 from the lid 50 placed on the upper portion of the opening of the package 40.
スペーサー52は、厚みのある平板を削ることで一部を凸に形成しても良いし、平板状
のリッドに凸部を盛ることで形成しても良い。厚みのある平板を削る場合には、エッチン
グによれば良い。リッドの材質とエッチング時間により、スペーサー52の厚み(高さ)
は、略均一に精度良く保つことができるからである。
The spacer 52 may be formed in a convex shape by cutting a thick flat plate, or may be formed by placing a convex portion on a flat lid. When cutting a thick flat plate, etching may be used. Spacer 52 thickness (height) depending on lid material and etching time
This is because it can be kept substantially uniform and accurate.
凸部を盛る場合には、樹脂や金属をリッドに塗布した後、リッド主面と平行な定盤によ
り押圧し、高さの調整を行う事となる。このような場合であっても、塗布する物質と塗布
量、および押圧する力により、スペーサー52の高さ制御は可能となる。なお、図1に示
す例は、エッチングによりスペーサー52となる凸部を形成した場合の例である。エッチ
ングによるスペーサー52の形成は、バッチ処理が可能なため、量産性に優れ、部品単価
を安価に抑えることが可能となる。
In the case where the convex portions are to be stacked, after applying resin or metal to the lid, the height is adjusted by pressing with a surface plate parallel to the lid main surface. Even in such a case, the height of the spacer 52 can be controlled by the substance to be applied, the application amount, and the pressing force. In addition, the example shown in FIG. 1 is an example at the time of forming the convex part used as the spacer 52 by an etching. The formation of the spacer 52 by etching enables batch processing, so that it is excellent in mass productivity and can reduce the unit unit price at a low cost.
スペーサー52は、水晶振動片12の中心、換言するとインナーリード36との接合部
である入出力電極26の中心(接触する面は入出力電極26形成面と反対側)に接触する
位置に設けるようにする。水晶振動片12の中心に接触し、接触面の面積を微小なもの(
例えば点接触)とすることにより、角速度が印加された際の水晶振動子12の変形に影響
を与えることが無い。このため、ジャイロセンサー10としての感度の低下が無い。
The spacer 52 is provided at a position in contact with the center of the crystal vibrating piece 12, in other words, the center of the input / output electrode 26 that is a joint portion with the inner lead 36 (the surface to be contacted is opposite to the surface where the input / output electrode 26 is formed) To. One that touches the center of the quartz crystal vibrating piece 12 and has a very small contact surface area (
For example, the point contact) does not affect the deformation of the crystal unit 12 when the angular velocity is applied. For this reason, there is no decrease in sensitivity as the gyro sensor 10.
上記のような構成要素を有するジャイロセンサー装置10は、パッケージ40の底面4
2に接着剤60を塗布し、IC38を搭載する。IC38を搭載した後、金属ワイヤ45
を介したワイヤボンディングを行い、パッケージ40の内部実装端子との電気的な接続を
図る。
The gyro sensor device 10 having the components as described above is provided on the bottom surface 4 of the package 40.
The adhesive 60 is applied to 2 and the IC 38 is mounted. After mounting the IC 38, the metal wire 45
Wire bonding is performed through the wire to achieve electrical connection with the internal mounting terminals of the package 40.
次に、バンプ64を介して支持基板30のインナーリード36を水晶振動片12に接合
する。水晶振動片12を接合した後、パッケージ40の段部46に設けた内部実装端子に
導電性接着剤62を塗布し、支持基板30を実装する。このような構成とすることで、水
晶振動片12はインナーリード36により弾性的に支持されることとなる。
Next, the inner lead 36 of the support substrate 30 is bonded to the crystal vibrating piece 12 via the bumps 64. After the crystal resonator element 12 is bonded, the conductive adhesive 62 is applied to the internal mounting terminals provided in the stepped portion 46 of the package 40, and the support substrate 30 is mounted. With this configuration, the quartz crystal vibrating piece 12 is elastically supported by the inner lead 36.
なお、支持基板30のインナーリード36に対する水晶振動片12の搭載方法は、バン
プ64を介した超音波ボンディングの他、スポット溶接や導電性接着剤、ハンダ付け等で
あっても良い。また、支持基板のパッケージ段差部に対する実装も同様に、バンプを介し
た接合等であっても良い。
The crystal resonator element 12 may be mounted on the inner lead 36 of the support substrate 30 by spot welding, conductive adhesive, soldering, or the like, in addition to ultrasonic bonding via the bumps 64. Similarly, the mounting of the support substrate on the stepped portion of the package may be bonding via bumps or the like.
支持基板30を実装した後、パッケージ40の開口部にリッド50を接合する。リッド
50の接合により、リッド50の一方の面に形成されたスペーサー52が水晶振動片12
の基部14を押圧し、水晶振動片12のフォーミング量が調整される。なお、スペーサー
52による基部14の押圧位置は、インナーリード36による支持点(入出力電極26)
間の中心とすることが望ましい。このように、水晶振動片12とスペーサー52との接触
点を1点とすることで、ジャイロセンサー10に対して角速度が加えられた際の水晶振動
片12の変形に影響が無い。このため、角速度の検出感度が低下する虞が無い。
After mounting the support substrate 30, the lid 50 is bonded to the opening of the package 40. The spacer 52 formed on one surface of the lid 50 is bonded to the crystal vibrating piece 12 by the bonding of the lid 50.
The base 14 is pressed, and the forming amount of the crystal vibrating piece 12 is adjusted. The pressing position of the base portion 14 by the spacer 52 is a support point (input / output electrode 26) by the inner lead 36.
It is desirable to be the center between. In this way, by setting the contact point between the crystal vibrating piece 12 and the spacer 52 as one point, there is no influence on the deformation of the crystal vibrating piece 12 when an angular velocity is applied to the gyro sensor 10. For this reason, there is no possibility that the detection sensitivity of angular velocity will fall.
リッド50の接合は、シームリングを用いたシーム溶接や、低融点ガラスを用いた溶着
により行えば良い。なおリッド50の接合は真空雰囲気中で行い、パッケージ40の内部
空間を真空とする。水晶振動子12の励振を妨げないようにするためである。
The lid 50 may be joined by seam welding using a seam ring or welding using a low melting point glass. The lid 50 is joined in a vacuum atmosphere, and the internal space of the package 40 is evacuated. This is so as not to disturb the excitation of the crystal unit 12.
このような構成のジャイロセンサー10によれば、水晶振動片12のフォーミング量の
工程バラツキが無くなる。このため、インナーリード36の持つ共振周波数にもバラツキ
が無くなり、インナーリード36の接合状態の対称性も確保される。これにより、ジャイ
ロセンサー10の静止時出力電圧の温度ドリフトが抑制され、角速度の検出精度、信頼性
を向上させることができる。
また、水晶振動片12には、インナーリード36によるバネ作用が効くため、耐衝撃性
を確保した上で水晶振動片12の搭載高さを高精度に定めることができる。
According to the gyro sensor 10 having such a configuration, the process variation of the forming amount of the crystal vibrating piece 12 is eliminated. For this reason, there is no variation in the resonance frequency of the inner lead 36, and the symmetry of the joined state of the inner lead 36 is ensured. Thereby, the temperature drift of the stationary output voltage of the gyro sensor 10 is suppressed, and the detection accuracy and reliability of the angular velocity can be improved.
Further, since the spring action by the inner lead 36 is effective on the crystal vibrating piece 12, the mounting height of the crystal vibrating piece 12 can be determined with high accuracy while ensuring impact resistance.
次に、第2の実施形態に係るジャイロセンサーについて、図4を参照して説明する。な
お、本実施形態のジャイロセンサー10aの基本的な構成は、上述した第1の実施形態に
係るジャイロセンサー10と同様である。相違点は、リッドにおける一方の面に設けたス
ペーサーの数と配置位置にある。よって、その機能と同一とする箇所については、図面に
同一の符号を付してその詳細な説明は省略することとする。また、図4において、図4(
A)はジャイロセンサーの側断面を示す図であり、図4(B)は水晶振動片の構成を示す
平面図である。
Next, a gyro sensor according to a second embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the gyro sensor 10a of this embodiment is the same as that of the gyro sensor 10 according to the first embodiment described above. The difference is in the number and arrangement position of the spacers provided on one surface of the lid. Therefore, portions that are the same as the function thereof will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 4, FIG.
FIG. 4A is a diagram showing a side cross section of the gyro sensor, and FIG. 4B is a plan view showing a configuration of a crystal vibrating piece.
第1の実施形態におけるスペーサー52は、水晶振動片12の中心に接触する位置に1
つ設ける構成としていた。これに対して本実施形態に係るジャイロセンサー10aでは、
水晶振動片12における基部14の少なくとも3点に接触するように、少なくとも3つの
スペーサー52a〜52cを設けたことを特徴としている。なお3つのスペーサー52a
〜52cの配置は直線的では無く、3つのスペーサー52a〜52cを結ぶ線が三角形を
形成する位置関係とすると良い。
The spacer 52 in the first embodiment is 1 at a position in contact with the center of the crystal vibrating piece 12.
One configuration was provided. In contrast, in the gyro sensor 10a according to the present embodiment,
At least three spacers 52a to 52c are provided so as to be in contact with at least three points of the base portion 14 in the quartz crystal vibrating piece 12. Three spacers 52a
The arrangement of .about.52c is not linear, and the line connecting the three spacers 52a to 52c is preferably in a positional relationship that forms a triangle.
このような構成とすることにより、スペーサー52a〜52cを結ぶ3点が面を構成す
ることとなり、水晶振動片12の実装時の傾きを修正することが可能となる。なお、その
他の構成、作用、効果については、上述した第1の実施形態に係るジャイロセンサー10
と同様である。
With such a configuration, the three points connecting the spacers 52a to 52c form a surface, and the tilt at the time of mounting the crystal vibrating piece 12 can be corrected. In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, the gyro sensor 10 which concerns on 1st Embodiment mentioned above.
It is the same.
次に、第3の実施形態に係るジャイロセンサーについて、図5を参照して説明する。な
お、本実施形態のジャイロセンサー10bも、その基本的な構成は、上述した第1、第2
の実施形態に係るジャイロセンサー10、10aと同様である。相違点は、リッドにおけ
る一方の面に設けたスペーサーの形態にある。よって、その機能と同一とする箇所につい
ては、図面に同一の符号を付してその詳細な説明は省略することとする。また、図5にお
いて、図5(A)はジャイロセンサーの側断面を示す図であり、図5(B)は水晶振動片
の構成を示す平面図である。
Next, a gyro sensor according to a third embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the gyro sensor 10b of the present embodiment is the first and second described above.
This is the same as the gyro sensor 10, 10a according to the embodiment. The difference is in the form of a spacer provided on one side of the lid. Therefore, portions that are the same as the function thereof will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof will be omitted. 5A is a diagram showing a side cross section of the gyro sensor, and FIG. 5B is a plan view showing the configuration of the crystal vibrating piece.
本実施形態に係るジャイロセンサー10bのスペーサー52dは、水晶振動片12の基
部14に相似する面を持つ形態とし、基部14に対して面で接触するように構成されてい
る。
The spacer 52d of the gyro sensor 10b according to the present embodiment has a surface similar to the base portion 14 of the crystal vibrating piece 12 and is configured to contact the base portion 14 on the surface.
このような構成とすることにより、工程のバラツキにより水晶振動片12の実装位置が
パッケージ40の中心位置から外れた場合であっても、水晶振動片12のフォーミング量
を安定して調整することができる。また、スペーサー52dと水晶振動片12の基部14
とが面で接触しているため、振動や衝撃により水晶振動片12が検出軸を揺動させるよう
に回転すること(X軸回り、あるいはY軸回りの回転)を抑制することができる。このた
め、駆動アーム22や検出アーム16、あるいは支持アーム20がリッド50と接触する
ことを防止することができる。なお、その他の構成、作用、効果については、上述した第
2の実施形態に係るジャイロセンサー10aと同様である。
By adopting such a configuration, even if the mounting position of the crystal vibrating piece 12 deviates from the center position of the package 40 due to process variations, the forming amount of the crystal vibrating piece 12 can be stably adjusted. it can. Further, the spacer 52d and the base portion 14 of the quartz crystal vibrating piece 12 are used.
Are in contact with each other on the surface, it is possible to prevent the quartz crystal vibrating piece 12 from rotating so as to oscillate the detection shaft due to vibration or impact (rotation around the X axis or the Y axis). For this reason, it is possible to prevent the drive arm 22, the detection arm 16, or the support arm 20 from coming into contact with the lid 50. In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of the gyro sensor 10a which concerns on 2nd Embodiment mentioned above.
次に、第4の実施形態に係るジャイロセンサーについて、図6を参照して説明する。本
実施形態に係るジャイロセンサー10cは、水晶振動片の基部に接触する1つ乃至複数の
スペーサーまたは基部と面で接触するスペーサーを有する。すなわち、基本構成を上述し
た第1の実施形態に係るジャイロセンサー10乃至第3の実施形態に係るジャイロセンサ
ー10bのいずれかとしているのである。よって、その機能と同一とする箇所については
、図面に同一の符号を付してその詳細な説明は省略することとする。また、図6において
、図6(A)はジャイロセンサーの側断面を示す図であり、図6(B)は水晶振動片の構
成を示す平面図である。
Next, a gyro sensor according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The gyro sensor 10c according to the present embodiment has one or more spacers that contact the base of the crystal vibrating piece or a spacer that contacts the base at the surface. That is, the basic configuration is any one of the gyro sensor 10 according to the first embodiment to the gyro sensor 10b according to the third embodiment described above. Therefore, portions that are the same as the function thereof will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof will be omitted. 6A is a diagram showing a side cross section of the gyro sensor, and FIG. 6B is a plan view showing the configuration of the quartz crystal vibrating piece.
本実施形態に係るジャイロセンサー10cでは、基部14に接触するスペーサー52c
の他に、支持アーム20と駆動アーム22との交差部に接触する位置にもスペーサー52
f,52gを設ける構成とした。
In the gyro sensor 10c according to the present embodiment, the spacer 52c that is in contact with the base portion 14 is used.
In addition, the spacer 52 is located at a position where the support arm 20 and the drive arm 22 come into contact with each other.
f, 52 g is provided.
このような構成とすることにより、水晶振動片12のフォーミング量の調整だけでなく
、水晶振動片12に対して垂直方向(Z軸方向)の衝撃が加えられた際、支持アーム20
の変形を抑制することができる。このため、衝撃による変形で、駆動アーム22がリッド
50と接触することを防止することができる。なお、その他の構成、作用、効果について
は、上述した第1乃至第3の実施形態に係るジャイロセンサー10,10a,10bと同
様である。
With such a configuration, not only the forming amount of the crystal vibrating piece 12 is adjusted, but also when the impact in the vertical direction (Z-axis direction) is applied to the crystal vibrating piece 12, the support arm 20.
Can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent the drive arm 22 from coming into contact with the lid 50 due to deformation due to impact. In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of the gyro sensor 10, 10a, 10b which concerns on the 1st thru | or 3rd embodiment mentioned above.
10………ジャイロセンサー、12………水晶振動片、14………基部、16(16a
,16b)………検出アーム、18(18a,18b)………重量部、20………支持ア
ーム、22(22a〜22d)………駆動アーム、24(24a〜24d)………重量部
、30………支持基板、32………樹脂フィルム、34………開口部、36(36a〜3
6f)………インナーリード、38………IC、40………パッケージ、42………底面
、44,46………段部、50………リッド、52………スペーサー。
10 ......... Gyro sensor, 12 ......... Crystal vibrating piece, 14 ......... Base, 16 (16a
16b) ... Detection arm, 18 (18a, 18b) ... Weight part, 20 ... Support arm, 22 (22a-22d) ... Drive arm, 24 (24a-24d) ......... Weight , 30... Support substrate, 32... Resin film, 34... Opening, 36 (36 a to 3
6f) ..... Inner lead, 38 .... IC, 40 ..... Package, 42 .... Bottom, 44, 46 ..... Stepped portion, 50 ..... Lid, 52 ..... Spacer.
Claims (5)
ッケージのキャビティ内に弾性支持する構造を有する物理量検出装置であって、
前記リッドにおける前記物理量検出素子に対向する面にスペーサーを設け、
前記スペーサーは、前記パッケージを前記リッドにより封止した状態において前記物理
量検出素子に接触し、前記インナーリードによる前記物理量検出素子の押し上げ量を規制
することを特徴とする物理量検出装置。 A physical quantity detection device having a structure in which a physical quantity detection element is pushed up to a lid side by an inner lead, and the physical quantity detection element is elastically supported in a cavity of a package,
A spacer is provided on the surface of the lid facing the physical quantity detection element,
The spacer is in contact with the physical quantity detection element in a state in which the package is sealed with the lid, and regulates the amount by which the physical quantity detection element is pushed up by the inner lead.
前記スペーサーは、前記インナーリードによる前記物理量検出素子支持点間の中心に接
触する位置に設けたことを特徴とする物理量検出装置。 The physical quantity detection device according to claim 1,
The physical quantity detection device according to claim 1, wherein the spacer is provided at a position in contact with a center between the physical quantity detection element supporting points by the inner leads.
前記スペーサーは少なくとも3つ設け、前記物理量検出素子に対して少なくとも3点で
接触することを特徴とする物理量検出装置。 The physical quantity detection device according to claim 1,
At least three spacers are provided, and the physical quantity detection device is in contact with the physical quantity detection element at at least three points.
前記スペーサーは、前記物理量検出素子に対して面接触する構造としたことを特徴とす
る物理量検出装置。 The physical quantity detection device according to claim 1,
The physical quantity detection device according to claim 1, wherein the spacer has a structure in surface contact with the physical quantity detection element.
前記物理量検出素子は、基部と、当該基部から延設された一対の支持アームと一対の検
出アーム、および前記支持アームのそれぞれから延設された対を成す駆動アームとを有し
、
前記スペーサーは、前記支持アームと前記駆動アームとの交差部に接触する位置にも設
けたことを特徴とする物理量検出装置。 The physical quantity detection device according to any one of claims 2 to 4,
The physical quantity detection element has a base, a pair of support arms extending from the base, a pair of detection arms, and a drive arm forming a pair extending from each of the support arms,
The physical quantity detection device according to claim 1, wherein the spacer is also provided at a position in contact with an intersection between the support arm and the drive arm.
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---|---|---|---|
JP2009008497A JP2010164499A (en) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | Physical quantity detector |
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