JPH0552866A - 半導体加速度センサ支持装置 - Google Patents
半導体加速度センサ支持装置Info
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- JPH0552866A JPH0552866A JP3213721A JP21372191A JPH0552866A JP H0552866 A JPH0552866 A JP H0552866A JP 3213721 A JP3213721 A JP 3213721A JP 21372191 A JP21372191 A JP 21372191A JP H0552866 A JPH0552866 A JP H0552866A
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- JP
- Japan
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- acceleration sensor
- semiconductor acceleration
- substrate
- semiconductor
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、検出精度を向上させた半導体加
速度センサ支持装置を得る。 【構成】 基板20の貫通孔に挿入される延長部42と、延
長部の先端で基板に係合するための係合部43と、延長部
と一体構成されて半導体加速度センサ１を基板側に付勢
するための付勢部44とを有する弾性ホルダ40を設け、弾
性ホルダの復元力により半導体加速度センサを基板に押
圧付勢して常に特定荷重を印加し、半導体加速度センサ
の位置ずれを確実に防止する。
速度センサ支持装置を得る。 【構成】 基板20の貫通孔に挿入される延長部42と、延
長部の先端で基板に係合するための係合部43と、延長部
と一体構成されて半導体加速度センサ１を基板側に付勢
するための付勢部44とを有する弾性ホルダ40を設け、弾
性ホルダの復元力により半導体加速度センサを基板に押
圧付勢して常に特定荷重を印加し、半導体加速度センサ
の位置ずれを確実に防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体歪ゲージが形
成されたカンチレバービーム方式の半導体加速度センサ
を基板に固定するための支持装置に関し、特に使用中の
基板上での位置ずれを防止して検出精度を向上させた半
導体加速度センサ支持装置に関するものである。
成されたカンチレバービーム方式の半導体加速度センサ
を基板に固定するための支持装置に関し、特に使用中の
基板上での位置ずれを防止して検出精度を向上させた半
導体加速度センサ支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、小形で且つ高感度の半導体加速度
センサは種々の分野で利用されつつあり、例えば、乗用
車等に搭載した場合、乗員が体感する前に姿勢変位を検
知して変位を相殺する方向にフィードバック制御を行
い、乗心地を向上させるのに用いられている。
センサは種々の分野で利用されつつあり、例えば、乗用
車等に搭載した場合、乗員が体感する前に姿勢変位を検
知して変位を相殺する方向にフィードバック制御を行
い、乗心地を向上させるのに用いられている。
【０００３】通常、この種の半導体加速度センサは、リ
ード端子を介して回路基板上に固定されるが、加速度に
基づいて傾き姿勢等も検出する必要があるため、わずか
でも基板上で移動すると検出精度が劣化してしまう。従
って、半導体加速度センサを確実に基板に固定する必要
がある。
ード端子を介して回路基板上に固定されるが、加速度に
基づいて傾き姿勢等も検出する必要があるため、わずか
でも基板上で移動すると検出精度が劣化してしまう。従
って、半導体加速度センサを確実に基板に固定する必要
がある。
【０００４】図３及び図４は、例えば特開昭59-158566号
公報及び特開昭63-88408号公報等に参照される一般的な
半導体加速度センサを示す側断面図及び平面図であり、
図において、１は11〜19から構成される半導体加速度セ
ンサである。11は半導体歪ゲージ11bが形成された薄肉
部11aを有するカンチレバービームであり、例えばシリ
コンウェハをエッチングすることにより形成されてい
る。カンチレバービーム11の厚さは通常200μ程度であ
り、これに対して薄肉部11aの厚さは50μ程度である。1
2はカンチレバービーム11の一端を位置決め固定するた
めの台座、13はカンチレバービーム11の揺動端に設けら
れた数100ｍg程度の重りである。
公報及び特開昭63-88408号公報等に参照される一般的な
半導体加速度センサを示す側断面図及び平面図であり、
図において、１は11〜19から構成される半導体加速度セ
ンサである。11は半導体歪ゲージ11bが形成された薄肉
部11aを有するカンチレバービームであり、例えばシリ
コンウェハをエッチングすることにより形成されてい
る。カンチレバービーム11の厚さは通常200μ程度であ
り、これに対して薄肉部11aの厚さは50μ程度である。1
2はカンチレバービーム11の一端を位置決め固定するた
めの台座、13はカンチレバービーム11の揺動端に設けら
れた数100ｍg程度の重りである。
【０００５】半導体歪ゲージ11bは、特開昭59-158566号
公報に参照されるように、薄肉部11a上に蒸着された複数
の薄膜抵抗器を含み、伸縮方向に配置された抵抗器の抵
抗値変化を検出可能なブリッジ回路を構成し、矢印Ａ方
向の加速度を検出信号として出力するようになってい
る。
公報に参照されるように、薄肉部11a上に蒸着された複数
の薄膜抵抗器を含み、伸縮方向に配置された抵抗器の抵
抗値変化を検出可能なブリッジ回路を構成し、矢印Ａ方
向の加速度を検出信号として出力するようになってい
る。
【０００６】14は台座12を介してカンチレバービーム11
を載置固定する金属ベース、15は金属ベース14を貫通し
且つ絶縁ガラス16により絶縁支持されたリード端子、17
は半導体歪ゲージ11ｂとリード端子15とを電気的に接続
するボンディング用ワイヤ、18は金属ベース14に気密結
合された金属キャップ、19は金属ベース14上及び金属キ
ャップ18内に封入されたシリコン系オイル等のダンパ液
である。
を載置固定する金属ベース、15は金属ベース14を貫通し
且つ絶縁ガラス16により絶縁支持されたリード端子、17
は半導体歪ゲージ11ｂとリード端子15とを電気的に接続
するボンディング用ワイヤ、18は金属ベース14に気密結
合された金属キャップ、19は金属ベース14上及び金属キ
ャップ18内に封入されたシリコン系オイル等のダンパ液
である。
【０００７】金属ベース14及び金属キャップ18は、カン
チレバービーム11及び重り13等を封入するケース部材を
構成している。尚、ケース部材14及び18内に封入された
ダンパ液19は、粘度が大きいほど半導体加速度センサ１
の耐衝撃性を向上させるが、加速度に対する応答性を劣
化させるため、半導体加速度センサ１の使用環境温度や
要求精度等に応じて適切な粘度に設定されている。
チレバービーム11及び重り13等を封入するケース部材を
構成している。尚、ケース部材14及び18内に封入された
ダンパ液19は、粘度が大きいほど半導体加速度センサ１
の耐衝撃性を向上させるが、加速度に対する応答性を劣
化させるため、半導体加速度センサ１の使用環境温度や
要求精度等に応じて適切な粘度に設定されている。
【０００８】図２は図３及び図４に示した半導体加速度
センサ１の支持装置を示す側断面図である。20は貫通孔
及び配線パターンが形成された基板であり、増幅回路
(図示せず)を有すると共に半導体加速度センサ１が載置
される。21は基板20の貫通孔に挿入されたリード端子15
を配線パターンに導通し且つ固定するハンダである。30
は半導体加速度センサ１を基板20上に固定するためのホ
ルダであり、半導体加速度センサ１の端部を支持する支
持部31と、基板20の貫通孔に挿入される延長部32と、延
長部32の先端で基板20に係合するための係合部33とを有
し、例えばプラスチックで一体成型されている。
センサ１の支持装置を示す側断面図である。20は貫通孔
及び配線パターンが形成された基板であり、増幅回路
(図示せず)を有すると共に半導体加速度センサ１が載置
される。21は基板20の貫通孔に挿入されたリード端子15
を配線パターンに導通し且つ固定するハンダである。30
は半導体加速度センサ１を基板20上に固定するためのホ
ルダであり、半導体加速度センサ１の端部を支持する支
持部31と、基板20の貫通孔に挿入される延長部32と、延
長部32の先端で基板20に係合するための係合部33とを有
し、例えばプラスチックで一体成型されている。
【０００９】次に、図２〜図４を参照しながら、半導体
加速度センサ１の加速度検出動作について説明する。い
ま、感度正軸方向Ａに１Ｇの加速度が印加されたとする
と、カンチレバービーム11の先端部は例えば１μ程度変
位する。これにより、薄肉部11ａ上に配置された半導体
歪ゲージ11bのうち、伸縮方向に配置された抵抗器の抵抗
値が変化し、半導体歪ゲージ11ｂのブリッジ回路から数
ｍＶの検出信号が得られる。この検出信号は、リード端
子15から基板20上の増幅回路に送られて数Ｖの信号に増
幅された後、外部の回路装置に送出されて所望の制御等
に用いられる。
加速度センサ１の加速度検出動作について説明する。い
ま、感度正軸方向Ａに１Ｇの加速度が印加されたとする
と、カンチレバービーム11の先端部は例えば１μ程度変
位する。これにより、薄肉部11ａ上に配置された半導体
歪ゲージ11bのうち、伸縮方向に配置された抵抗器の抵抗
値が変化し、半導体歪ゲージ11ｂのブリッジ回路から数
ｍＶの検出信号が得られる。この検出信号は、リード端
子15から基板20上の増幅回路に送られて数Ｖの信号に増
幅された後、外部の回路装置に送出されて所望の制御等
に用いられる。
【００１０】このとき、検出精度を向上させるためには
半導体加速度センサ１を基板20上に確実に固定する必要
があるので、ハンダ21及びホルダ30により半導体加速度
センサ１を基板20に支持している。しかし、ホルダ30の
延長部32を基板20の貫通孔に挿入する際に係合部33を逃
げるため、貫通孔と延長部32との間に必ず隙間が生じて
おり、この隙間は半導体加速度センサ１と基板20との間
の隙間に反映する。従って、衝撃ストレスや温度変動等
によりハンダ割れが発生し、半導体加速度センサ１のガ
タつきが発生することにより精度低下を招くことにな
る。
半導体加速度センサ１を基板20上に確実に固定する必要
があるので、ハンダ21及びホルダ30により半導体加速度
センサ１を基板20に支持している。しかし、ホルダ30の
延長部32を基板20の貫通孔に挿入する際に係合部33を逃
げるため、貫通孔と延長部32との間に必ず隙間が生じて
おり、この隙間は半導体加速度センサ１と基板20との間
の隙間に反映する。従って、衝撃ストレスや温度変動等
によりハンダ割れが発生し、半導体加速度センサ１のガ
タつきが発生することにより精度低下を招くことにな
る。
【００１１】又、ホルダ30の支持部31の支持力を向上さ
せようとすると、ホルダ30の全体の強度を上げなければ
ならず、ホルダ30を基板20に挿入する際に、挿入不可能
になったり、又はホルダ30が破壊してしまう。通常、ポ
リプロピレン等のフレキシブルな熱可塑性プラスチック
をホルダ30に用いると、基板20への挿入は容易になる
が、その熱膨張係数が基板20や半導体加速度センサパッ
ケージに比べて大きいため、温度サイクルにより隙間が
大きくなる。逆に、熱膨張係数の小さいガラス繊維入り
ＰＢＴ等をホルダ30に用いると、フレキシブルでないた
め、基板20への挿入が困難になる。
せようとすると、ホルダ30の全体の強度を上げなければ
ならず、ホルダ30を基板20に挿入する際に、挿入不可能
になったり、又はホルダ30が破壊してしまう。通常、ポ
リプロピレン等のフレキシブルな熱可塑性プラスチック
をホルダ30に用いると、基板20への挿入は容易になる
が、その熱膨張係数が基板20や半導体加速度センサパッ
ケージに比べて大きいため、温度サイクルにより隙間が
大きくなる。逆に、熱膨張係数の小さいガラス繊維入り
ＰＢＴ等をホルダ30に用いると、フレキシブルでないた
め、基板20への挿入が困難になる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体加速度セ
ンサ支持装置は以上のように、支持部31を有するホルダ
30を介して半導体加速度センサ１を基板20に固定してい
るが、支持力が十分でないために、ハンダ21に負担がか
かってハンダ割れが生じるうえ、結局半導体加速度セン
サ１の位置の安定性が悪くなり、検出精度が低下すると
いう問題点があった。
ンサ支持装置は以上のように、支持部31を有するホルダ
30を介して半導体加速度センサ１を基板20に固定してい
るが、支持力が十分でないために、ハンダ21に負担がか
かってハンダ割れが生じるうえ、結局半導体加速度セン
サ１の位置の安定性が悪くなり、検出精度が低下すると
いう問題点があった。
【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、検出精度を向上させた半導体加
速度センサ支持装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、検出精度を向上させた半導体加
速度センサ支持装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体加
速度センサ支持装置は、基板の貫通孔に挿入される延長
部と、延長部の先端で基板に係合するための係合部と、
延長部と一体構成されて半導体加速度センサを基板側に
付勢するための付勢部とを有する弾性ホルダを設けたも
のである。
速度センサ支持装置は、基板の貫通孔に挿入される延長
部と、延長部の先端で基板に係合するための係合部と、
延長部と一体構成されて半導体加速度センサを基板側に
付勢するための付勢部とを有する弾性ホルダを設けたも
のである。
【００１５】
【作用】この発明においては、弾性ホルダの復元力によ
り半導体加速度センサを基板に押圧付勢して常に特定荷
重を印加し、半導体加速度センサの位置ずれを確実に防
止する。
り半導体加速度センサを基板に押圧付勢して常に特定荷
重を印加し、半導体加速度センサの位置ずれを確実に防
止する。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例を示す側断面図であ
り、１、14、15、18、20及び21は前述と同様のものであ
る。又、半導体加速度センサ１の構成は図３及び図４に
示した通りである。
する。図１はこの発明の一実施例を示す側断面図であ
り、１、14、15、18、20及び21は前述と同様のものであ
る。又、半導体加速度センサ１の構成は図３及び図４に
示した通りである。
【００１７】40は例えば金属バネ材からなる弾性ホルダ
であり、基板20の貫通孔に挿入される延長部42と、延長
部42の先端で基板20に係合するための係合部43と、延長
部42と一体構成されて半導体加速度センサ１を基板20側
に付勢するための付勢部44とを有する。係合部43は弾性
ホルダ40の先端の一部をカットして折り曲げて形成さ
れ、又、付勢部44は金属キャップ18を直接押圧するため
の波状部を有している。
であり、基板20の貫通孔に挿入される延長部42と、延長
部42の先端で基板20に係合するための係合部43と、延長
部42と一体構成されて半導体加速度センサ１を基板20側
に付勢するための付勢部44とを有する。係合部43は弾性
ホルダ40の先端の一部をカットして折り曲げて形成さ
れ、又、付勢部44は金属キャップ18を直接押圧するため
の波状部を有している。
【００１８】図１のように半導体加速度センサ１を基板
20に固定する場合、まずリード端子15を基板20の貫通孔
に挿入し、弾性ホルダ40を半導体加速度センサ１のパッ
ケージ即ち金属キャップ18の上からかぶせ、付勢部44を
歪ませながら延長部42を貫通孔に挿入する。
20に固定する場合、まずリード端子15を基板20の貫通孔
に挿入し、弾性ホルダ40を半導体加速度センサ１のパッ
ケージ即ち金属キャップ18の上からかぶせ、付勢部44を
歪ませながら延長部42を貫通孔に挿入する。
【００１９】これにより、係合部43が貫通孔を通過して
基板20の裏面を乗り越え、図示した状態となり、付勢部
44が復帰して金属キャップ18を基板20側に押圧する。従
って、半導体加速度センサ１の外形寸法のバラツキが付
勢部44の変形量により吸収され、弾性ホルダ40と半導体
加速度センサ１との間に隙間は生じない。この結果、弾
性ホルダ40は、半導体加速度センサ１を確実に基板20に
押付けて固定し、半導体加速度センサ１の位置の安定性
を向上させる。
基板20の裏面を乗り越え、図示した状態となり、付勢部
44が復帰して金属キャップ18を基板20側に押圧する。従
って、半導体加速度センサ１の外形寸法のバラツキが付
勢部44の変形量により吸収され、弾性ホルダ40と半導体
加速度センサ１との間に隙間は生じない。この結果、弾
性ホルダ40は、半導体加速度センサ１を確実に基板20に
押付けて固定し、半導体加速度センサ１の位置の安定性
を向上させる。
【００２０】又、図１に示したこの発明の一実施例にお
いては、加速度検出中に大きな衝撃が印加されても、常
に半導体加速度センサ１に所定量の荷重が印加されてい
るので、基板20と半導体加速度センサ１との間、並びに
半導体加速度センサ１と弾性ホルダ40との間に隙間が生
じることはない。従って、半導体加速度センサ１の位置
ずれ及びハンダ割れを確実に防止することができ、加速
度の検出精度は向上する。
いては、加速度検出中に大きな衝撃が印加されても、常
に半導体加速度センサ１に所定量の荷重が印加されてい
るので、基板20と半導体加速度センサ１との間、並びに
半導体加速度センサ１と弾性ホルダ40との間に隙間が生
じることはない。従って、半導体加速度センサ１の位置
ずれ及びハンダ割れを確実に防止することができ、加速
度の検出精度は向上する。
【００２１】図１のように、付勢部44のストロークを長
くして波状とし、又、弾性ホルダ40全体を一体構造とす
ることにより、半導体加速度センサ１の支持力が向上す
るうえ、金属バネ材が使用可能となり更に支持力が向上
する。尚、上記実施例では、弾性ホルダ40として金属バ
ネ材を用いたが、他の材料を用いてもよく、全体形状も
図１に限定されることはない。
くして波状とし、又、弾性ホルダ40全体を一体構造とす
ることにより、半導体加速度センサ１の支持力が向上す
るうえ、金属バネ材が使用可能となり更に支持力が向上
する。尚、上記実施例では、弾性ホルダ40として金属バ
ネ材を用いたが、他の材料を用いてもよく、全体形状も
図１に限定されることはない。
【００２２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基板の
貫通孔に挿入される延長部と、延長部の先端で基板に係
合するための係合部と、延長部と一体構成されて半導体
加速度センサを基板側に付勢するための付勢部とを有す
る弾性ホルダを設け、弾性ホルダの復元力により半導体
加速度センサを基板に押圧付勢して常に特定荷重を印加
し、半導体加速度センサの位置ずれを確実に防止するよ
うにしたので、検出精度を向上させた半導体加速度セン
サ支持装置が得られる効果がある。
貫通孔に挿入される延長部と、延長部の先端で基板に係
合するための係合部と、延長部と一体構成されて半導体
加速度センサを基板側に付勢するための付勢部とを有す
る弾性ホルダを設け、弾性ホルダの復元力により半導体
加速度センサを基板に押圧付勢して常に特定荷重を印加
し、半導体加速度センサの位置ずれを確実に防止するよ
うにしたので、検出精度を向上させた半導体加速度セン
サ支持装置が得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例を示す側断面図である。
【図２】従来の半導体加速度センサ支持装置を示す側断
面図である。
面図である。
【図３】一般的な半導体加速度センサを示す側断面図で
ある。
ある。
【図４】一般的な半導体加速度センサを示す平面図であ
る。
る。
1 半導体加速度センサ 11 カンチレバービーム 11b 半導体歪ゲージ 14、18 ケーズ部材 15 リード端子 20 基板 40 弾性ホルダ 42 延長部 43 係合部 44 付勢部
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体歪ゲージが形成されたカンチレバ
ービームと、前記カンチレバービームを封入するケース
部材と、前記半導体歪ゲージからの検出信号を基板に引
き出すリード端子とを備えた半導体加速度センサを前記
基板上に固定するための支持装置において、 前記基板の貫通孔に挿入される延長部と、前記延長部の
先端で前記基板に係合するための係合部と、前記延長部
と一体構成されて前記半導体加速度センサを前記基板側
に付勢するための付勢部とを有する弾性ホルダを設けた
ことを特徴とする半導体加速度センサ支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213721A JPH0552866A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 半導体加速度センサ支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213721A JPH0552866A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 半導体加速度センサ支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552866A true JPH0552866A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16643898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3213721A Pending JPH0552866A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 半導体加速度センサ支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552866A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0651876U (ja) * | 1992-12-21 | 1994-07-15 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | 半導体センサの取り付け装置 |
| US8061800B2 (en) | 2007-10-16 | 2011-11-22 | Seiko Epson Corporation | Liquid detector and liquid container having the same |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP3213721A patent/JPH0552866A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0651876U (ja) * | 1992-12-21 | 1994-07-15 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | 半導体センサの取り付け装置 |
| US8061800B2 (en) | 2007-10-16 | 2011-11-22 | Seiko Epson Corporation | Liquid detector and liquid container having the same |
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