JP2008139048A - 振動型ジャイロセンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの歪みによる影響を受けることなく振動特性の安定化を図ることができる振動型ジャイロセンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る振動型ジャイロセンサ１０は、角速度を検出する振動素子１と、振動素子を支持する支持基板２と、支持基板２と電気的に接続され外部接続端子３を有する中継基板４と、支持基板２と中継基板４との間を電気的に接続する配線部材５とを備え、配線部材５は、支持基板２の周囲に複数配置された弾性材料からなり、中継基板４に対して、配線部材５の先端部を挿着して電気的機械的に接合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばビデオカメラの手振れ検知やバーチャルリアリティ装置における動作検知、カーナビゲーションシステムにおける方向検知などに用いられる振動型ジャイロセンサ及びその製造方法に関する。

従来より、民生用の角速度センサとしては、片持ち梁の振動子を所定の共振周波数で振動させておき、角速度の影響によって生じるコリオリ力を圧電素子などで検出することによって角速度を検出する、いわゆる振動型のジャイロセンサ（以下「振動型ジャイロセンサ」という。）が広く用いられている。

振動型ジャイロセンサは、単純な機構、短い起動時間、安価で製造可能といった利点を有しており、例えば、ビデオカメラ、バーチャルリアリティ装置、カーナビゲーションシステムなどの電子機器に搭載され、それぞれ手振れ検知、動作検知、方向検知などをする際のセンサとして活用されている。

振動型ジャイロセンサは、搭載される電子機器の小型化、高性能化に伴い、小型化、高性能化が要求されている。例えば、電子機器の多機能化のため、他の用途で用いる各種センサと組み合わせて、振動型ジャイロセンサを一基板上に搭載し小型化を図るといった要請がある。この小型化を図る上で、シリコン（Ｓｉ）基板を用い、半導体で用いられる薄膜プロセスとフォトリソグラフィ技術を用いて構造体を形成するＭＥＭＳと呼ばれる技術を用いることが一般的となってきている（例えば下記特許文献１参照）。

特開２００５−２２７１１０号公報

しかしながら、上記のような小型でかつ振動動作を伴う部品は、外部からの歪みの影響を受けて、特性が大きく変動してしまう可能性がある。特に、この種の振動型ジャイロセンサを他のセンサ部品とともに同一基板上に実装してモジュール化を図る場合、基板への実装前後で角速度の検出特性が変化するようなことがあると、実装後さまざまな調整を行っても仕様規格から外れてしまう懸念がある。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、外部からの歪みによる影響を受けることなく振動特性の安定化を図ることができる振動型ジャイロセンサ及びその製造方法を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明の振動型ジャイロセンサは、角速度を検出する振動素子と、上記振動素子と電気的に接続され当該振動素子を支持する支持基板と、上記支持基板と電気的に接続され外部接続端子を有する中継基板と、上記支持基板と上記中継基板との間を電気的に接続する配線部材とを備えた振動型ジャイロセンサであって、
上記配線部材は、上記支持基板の周囲に複数配置された導電性弾性材料からなるとともに、
上記中継基板には、上記配線部材の先端部が挿着されることで当該配線部材と電気的機械的に接合される接合部が設けられていることを特徴とする。

中継基板に対して支持基板を配線部材によって弾性的に支持する構造とすることで、中継基板に生じた歪みが支持基板に伝達されるのを阻止することができ、振動素子の振動特性の安定化を図ることができる。また、配線部材の先端部を中継基板に挿着して（突き刺して）電気的機械的接合を図る構成であるので、接合部の接続信頼性を高めることができる。

配線部材の先端部が挿着される中継基板の接合部の構成としては、配線部材の先端部を収容する接合孔と、この接合孔の内部に収容された導電性接着剤とで構成される。このような構成とすることにより、中継基板に対する配線部材先端部の抜け方向に作用する外力に対して強い耐久性を発揮でき、接合部における配線部材の接続信頼性を確保することができる。

また、本発明の振動型ジャイロセンサの製造方法は、角速度を検出する振動素子が実装された支持基板の周囲に複数本のバネ性の配線部材が接合されており、外部接続端子を有する中継基板上に上記支持基板が上記複数本の配線部材を介して接続されてなる振動型ジャイロセンサの製造方法であって、
上記振動素子が実装された支持基板を準備する工程と、
上記支持基板の周囲に上記複数本の配線部材を接合する工程と、
上記中継基板に対して上記配線部材の先端部を挿着することで、上記支持基板と上記中継基板の間を電気的機械的に接合する工程とを有する。

以上のようにして製造される本発明の振動型ジャイロセンサにおいては、外部歪みによる影響を抑えた安定した振動特性および出力特性を得ることができる振動型ジャイロセンサの製造を容易に行うことができるとともに、接合部における配線部材の接続信頼性を高めることができる。

以上述べたように、本発明によれば、外部歪みによる影響を抑えて安定した振動特性と出力特性を得ることができる。また、外部歪みによる影響を受けず、接合部の接続信頼性を高めた振動型ジャイロセンサを容易に作製することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

図１は、本発明の実施形態による振動型ジャイロセンサ１０の構成を概略的に示す側断面図である。

本実施形態の振動型ジャイロセンサ１０は、図１に示すように、一対の振動素子１Ｘ，１Ｙと、これらの振動素子１Ｘ，１Ｙを支持する支持基板２と、支持基板２と電気的に接続され外部接続端子３を有する中継基板４と、センサ高さ方向に対向する支持基板２と中継基板４との間に配置された複数の配線部材５と、中継基板４の上面を被覆するキャップ部材６とを備えている。

本実施形態の振動型ジャイロセンサ１０は、例えばビデオカメラに搭載されて手振れ補正機構を構成する。また、振動型ジャイロセンサ１０は、例えばバーチャルリアリティ装置に用いられて動作検知器を構成したり、カーナビゲーションシステムに用いられて方向検知器を構成する。

支持基板２は、例えば、セラミックス基板やガラス基板等で構成されている。支持基板２の一方の主面（図１において下面）は、後述する振動素子１Ｘ，１Ｙが実装される複数個のランドを含む配線パターンが形成された部品実装面２Ａとされている。部品実装面２Ａには、一対の振動素子１Ｘ，１Ｙ（以下、個別に説明する場合を除いて振動素子１と総称する）、ＩＣ回路素子７、更には多数個のセラミックコンデンサ等の適宜の電子部品８が混載されている。なお、簡略のため、図１には電子部品８を一部のみ示している。

図２は、支持基板２の部品実装面２Ａを上から見たときの平面図である。支持基板２は四角形状とされているが、勿論、形状はこれに限られない。支持基板２の部品実装面２Ａには、所定の配線パターン（図示略）が形成されているとともに、振動素子１がそれぞれバンプ１３（図１参照）を介して支持基板２上にフリップチップ実装されている。本実施形態では、バンプ１３は金のスタッドバンプからなり、支持基板２上に超音波接合されている。振動素子１は、支持基板２上の配線パターンを介して、ＩＣ回路素子７に電気的に接続されている。

支持基板２は両面配線基板として構成され、部品実装面２Ａ上に形成された配線パターンが支持基板２の他方の面（図１において上面）に導出されている。図３は図１に示した振動型ジャイロセンサ１０をキャップ部材６を取り外して見たときの平面図である。この支持基板２の他方側の面は端子形成面２Ｂとされており、図３に示すように、この端子形成面２Ｂの周囲に沿って複数の端子部２ｔが形成されている。各端子部２ｔには、後述する複数の配線部材５がそれぞれ接合されている。

中継基板４は、例えばガラスエポキシ材料を基材とする有機系両面多層配線基板で構成されている。中継基板４の一方の面（図１において下面）４Ａには複数の外部接続端子３が配列されている。振動型ジャイロセンサ１０は、これら外部接続端子３を介して外部の制御基板９に対して電気的・機械的に接続される。制御基板９は、振動型ジャイロセンサ１０に対する入出力配線が形成された配線基板であり、デジタルカメラ等の電子機器に搭載される。この制御基板９には、振動型ジャイロセンサ１０だけでなく、図示せずとも他の電気・電子部品が実装されている。制御基板９上の各種部品は、例えばリフロー炉に装填されることで一括的にはんだ付けされる。

中継基板４の他方の面（図１において上面）４Ｂは、支持基板２を支持するとともに支持基板２と電気的に接続される端子形成面とされている。支持基板２は、複数の配線部材５を介して中継基板４の端子形成面４Ｂ上に支持されている。後述するように、配線部材５は導電性材料で構成されており、これら複数の配線部材５と接する端子形成面４Ｂ上の領域には、外部接続端子３と電気的に連絡する端子部４ｔ（図１）がそれぞれ形成されている。なお、端子部４ｔは、中継基板４の内層部に形成された配線パターンの一部で形成されている。

配線部材５は線状の導電性バネ部材からなり、支持基板２と中継基板４との間を電気的に接続する配線としての機能のほか、中継基板４に対して支持基板２を弾性的に支持する機能を有している。配線部材５の構成材料としては、バネ性と導電性を有するものであれば特に限定されず、金属材料が好適であり、特に本実施形態では、リン青銅からなるバネ部材が用いられている。

配線部材５は、支持基板２の端子形成面２Ｂに形成された端子部２ｔに接合される第１アーム５ａと、中継基板４の端子形成面４Ｂに形成された端子部４ｔに接合される第２アーム５ｂとを備えている。第１アーム５ａと第２アーム５ｂは、線状の配線部材５を所定位置で９０度方向に屈曲加工して形成され、後述するような形態で、第１，第２アーム５ａ，５ｂの各々の先端部が端子部２ｔ，４ｔにそれぞれ接合される。各アーム５ａ，５ｂと端子部２ｔ，４ｔとの間の接合は、導電性接着剤やはんだ等の導電性接合材を用いることができ、本実施形態では、Ａｇ（銀）ペーストが用いられている。

配線部材５は、支持基板２と中継基板４との間における歪み及び振動の伝達を減衰させる機能を有する。具体的には、中継基板４側から支持基板２側へ伝達される歪みを緩和する機能と、支持基板２上の振動素子１の振動が中継基板４に伝達されるのを防ぐ機能を有している。従って、配線部材５は、振動素子１の駆動周波数に対して吸収を示す振動系をもつように構成されている。

例えば、一方の振動素子１Ｘの駆動共振周波数が３６ｋＨｚ、他方の振動素子１Ｙの駆動共振周波数が３９ｋＨｚである場合、各配線部材５は、厚みが５０μｍ、幅が１００μｍのリン青銅材からなる板バネで、その共振周波数は、振動素子１Ｘ，１Ｙの駆動周波数の１／５以下（本例では約７ｋＨｚ以下）となるように設定されている。

キャップ部材６は、中継基板４に支持されている支持基板２と、この支持基板２に実装されている振動素子１、ＩＣ回路素子７、電子部品８などを外部から遮蔽するためのものである。キャップ部材６の側壁部は、中継基板の端子形成面４Ｂの周囲に接着、嵌め込み等により密着固定されている。特に本実施形態においては、支持基板２の部品実装面２Ａと中継基板４の端子形成面４Ｂとを対向配置させることで、振動型ジャイロセンサ１０の薄型化を図るようにしている。

キャップ部材６の構成材料は特に制限されないが、電磁シールド機能を持たせるために少なくとも一部が導電性材料で構成されるのが好ましく、本実施形態では、ステンレス板やアルミニウム板等の導電性板材のプレス成形体で構成されている。キャップ部材６は、制御基板９上のグランド端子に接続されることで、所定の電磁シールド機能を行う。

次に、振動素子１の構成について説明する。

振動素子１は、支持基板２に支持される基部１１と、この基部１１の一側周部から一体的に突出形成された片持ち梁構造の振動子部１２とからなる。各振動素子１Ｘ，１Ｙは、その振動子部１２をそれぞれ異なる方向に向けて実装され、本実施形態では、各々の振動子部１２が互いに直交するように配置されている。即ち、一方の振動素子１Ｘは振動子部１２の軸方向をＸ軸方向に向けて配置されており、他方の振動素子１Ｙは振動子部１２の軸方向をＹ軸方向に向けて配置されている。

図４は、振動素子１の構成を概略的に示す裏面図である。振動素子１は、シリコン単結晶からなり、一枚のシリコンウエハから多数個同時に製造された後、図示する素子形状に切り出される。具体的な素子寸法としては、基部１１の厚みが３００μｍ、基部１１の形成幅が１ｍｍ、振動子部１２の厚みが１００μｍ、振動子部１２の幅が１００μｍ、振動子部１２の長さが２．５ｍｍ、素子全体の長さが３ｍｍとされる。

図４に示すように、支持基板２の部品実装面２Ａに対向する振動素子１の基板対向面１Ａには、基準電極層１４、圧電体薄膜層１５、駆動電極１６、左右の検出電極１７Ｌ，１７Ｒ、リード配線部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄなどがそれぞれ形成されている。

基準電極層１４は、振動子部１２のほぼ全領域と基部１１の一部領域とに形成されており、例えば、Ｔｉ（チタン）とＰｔ（白金）のスパッタ積層膜で構成されている。圧電体薄膜層１５は、基準電極層１４の形成領域のほぼ全域に形成されており、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）のスパッタ膜で構成されている。駆動電極１６及び左右の検出電極１７Ｌ，１７Ｒは、圧電体薄膜層１５の上に形成された例えばＰｔスパッタ膜のパターン加工体からなる。駆動電極１６は、振動子部１２の中央部に軸方向に沿って形成されており、左右の検出電極１７Ｌ，１７Ｒは駆動電極１６を挟むように所定の間隔をあけて形成されている。リード配線部１８ａ〜１８ｄは、それぞれ基部１１の上にパターン形成された例えばＴｉとＣｕ（銅）の積層膜からなるもので、基準電極層１４、駆動電極１６及び左右の検出電極１７Ｌ，１７Ｒと各バンプ１３との間を電気的に接続している。

基準電極層１４には所定の基準電位（例えばグランド電位）に接続され、駆動電極１６にはＩＣ回路素子７から所定電圧の駆動交流電圧が印加される。これにより、基準電極層１４と駆動電極１６との間に挟まれた圧電体薄膜層１５の逆圧電効果によって振動子部１２が振動する。このとき、検出電極１７Ｌ，１７Ｒは、振動子部１２の振動に伴って、圧電体薄膜層１５の圧電効果によって発生する電圧値を検出しＩＣ回路素子７へ供給する。振動子部１２のまわりに角速度が生じていない場合、両検出電極１７Ｌ，１７Ｒからの出力は同等又はほぼ同等である。

一方、振動子部１２の長手方向のまわりに角速度が生じると、コリオリ力により振動子部１２の振動方向が変化する。この場合、検出電極１７Ｌ，１７Ｒの一方の出力は増加し、他方の出力は減少する。何れか一方の出力あるいは両方の出力の変化量をＩＣ回路素子７により検出測定して、振動子部１２の長手方向のまわりの入力角速度を検出する。本実施形態では、振動素子１Ｘ，１Ｙの各々の振動子部１２がそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に向けて配置されているので、この振動型ジャイロセンサ１０によって、Ｘ軸まわりの角速度とＹ軸まわりの角速度とが同時に検出されることになる。

以上のように構成される本実施形態の振動型ジャイロセンサ１０においては、振動素子１が実装される支持基板２が、複数の配線部材５を介して中継基板４上に弾性的に支持される構造であるので、中継基板４に生じた歪みが支持基板２に伝達されるのを阻止することができる。これにより、例えば、振動型ジャイロセンサ１０を制御基板９の上にリフローはんだ付けする際に生じる中継基板４の歪みを配線部材５の弾性変形によって減衰させ、支持基板２上の振動素子１の振動特性および出力特性の安定化を図ることができる。

続いて、配線部材５と支持基板２及び中継基板４との接合構造について説明する。

図５Ａ，Ｂは、配線部材５と支持基板２及び中継基板４の接合部の構成を示す断面模式図である。図６は、配線部材５と支持基板２の接合部の構成を示す要部平面図である。配線部材５の第１アーム５ａは、支持基板２の端子部２ｔに銀ペースト等の導電性接着材料からなる接合材５３を介して電気的機械的に接合されている。

第１アーム５ａの先端部には鉤部５１が設けられている。鉤部５１は、図６に示すように、支持基板２に対して当該第１アーム５ａの基部（先端部とは逆側の端部）の方向への抜け止めとなる楔形状に形成されている。鉤部５１は図示するように直列的に複数段にわたって設けられているが、単段であっても構わない。第１アーム５ａの先端部を上記のように構成することにより、中継基板４の歪みなどの外部ストレスを原因とする支持基板２からの第１アーム５ａの抜けを防止して、配線部材５と支持基板２の間の接合部の接続信頼性を高めることが可能となる。

また、本実施形態においては、第１アーム５ａの先端部であって、支持基板２と接合される接合領域の近傍位置に、くびれ部５２が設けられている。くびれ部５２は、第１アーム５ａの形成幅を局所的に狭くして形成される。くびれ部５２を接合領域近傍に設けることにより、支持基板２から中継基板４へ伝播する振動、又は中継基板４から支持基板２へ伝播する歪みを当該くびれ部５２の形成位置で減衰させることが可能となる。これにより、振動素子１の振動特性および出力特性の更なる安定化を図れるようになる。

一方、配線部材５の第２アーム５ｂは、図５Ｂに示すように、先端部を中継基板４の端子形成面４Ｂに挿着する（突き刺す）ことで電気的機械的接続を図るようにしている。中継基板４の端子形成面４Ｂには、第２アーム５ｂの先端部を収容する接合孔５５が形成されている。接合孔５５は、中継基板４の内層部に形成された端子部４ｔを外部に露出させる程度の深さに形成されており、接合孔５５の内部には銀ペースト等の導電性接着材料からなる接合材５４が収容されている。接合孔５５と接合材５４は本発明の「接合部」を構成し、この接合部に第２アーム５ｂの先端部が挿着されることによって、配線部材５と中継基板４との間が電気的機械的に接合される。なお、第２アーム５ｂの先端部形状を第１アーム５ａと同様な楔形状とすることによって、更に強固な接合部構造を実現することができる。

図７は配線部材５の断面構造を示している。リン青銅からなる基材５６の表面にニッケルめっき層５７及び金めっき層５８が順次形成されている。ニッケルめっき層５７は金めっき層５８の密着性を高めるための下地膜であり、金めっき層５８は接合材５３，５４との接着性を高めて低接触抵抗化を図るためのものである。なお、金めっき層５８は金ペーストの塗膜や金蒸着膜などであってもよい。

本実施形態によれば、上述のように、配線部材５と中継基板４との間の接合構造を中継基板４に対する配線部材５の第２アーム５ｂ先端部の突き刺し構造としているので、中継基板４に対する第２アーム５ｂ先端部の抜け方向に作用する外力に対して強い耐久性を発揮でき、接合部における配線部材の接続信頼性を確保することができる。

図８Ａ，Ｂは、中継基板２４に対する配線部材２５の接合構造の相違による接合部の引っ張り強度の測定結果の一例を比較して示している。図８Ａは、配線部材２５として「コ」の字形状に屈曲加工した線状のバネ部材を用い、下方側の水平アームの下面を接合材２６によって中継基板２４上に貼り付けた構成例を示している。他方、図８Ｂは、配線部材２５として「く」の字形状に屈曲加工した線状のバネ部材を用い、垂直アームを中継基板２４上の接合部２６の収容孔に挿着した構成例を示している。中継基板４を固定し、支持基板２２側を上方側へ引き上げることによって、配線部材２５と中継基板２４の間の接合部の引っ張り強度を測定した結果、図８Ａに示した構成例では５．５Ｎであったのに対し、図８Ｂに示した構成例では１２Ｎであった。なお、図８Ｂにおいて、垂直アームの突き刺し深さは、約０．２ｍｍとした。

一般に、図９Ａ，Ｂに示すように、固定物２４に対し接合材３６を用いて被着物３５を接合する場合、外力の作用する方向が被着物３５の接合面に対して垂直な場合よりも、被着物３５の接合面に対して平行な場合の方が、引っ張り強度が高い。従って、図８Ｂに示した構成の方が、図８Ａに示した構成に比べて、中継基板２４に対する配線部材２５の引っ張り接合強度を大幅に高めることが可能となる。

続いて、以上のように構成される本実施形態の振動型ジャイロセンサ１０の製造方法を説明する。

本実施形態の振動型ジャイロセンサ１０の製造方法は、
（１）振動素子１やＩＣ回路素子、コンデンサ等の各種電子部品８が実装された支持基板２を準備する工程と、
（２）支持基板２の周囲に複数本の配線部材５を接合する工程と、
（３）中継基板に対して配線部材５の（第２アーム５ｂの）先端部を挿着することで、支持基板２と中継基板４の間を電気的機械的に接合する工程、とを有する。

特に、本実施形態では、複数本の配線部材５は、あらかじめ、支持基板２に対する配列形態で打ち抜き形成された帯体をなしている。図１０は、複数本の配線部材５がユニット単位で形成された帯体（フープ）４０の構成例を示す平面図である。帯体４０は、リン青銅からなる基材表面にＮｉめっき層および金めっき層が形成されたものである。配線部材５は、帯体の面内において長手方向に沿ってユニット単位で複数組配列されている。

図１１は、支持基板２の周囲に配線部材５を接合する工程を説明する図である。まず、図１１Ａに示すように、帯体４０にプレス加工を施すことにより、各配線部材５の外方側（第２アーム側）の先端部を分離形成するとともに、各配線部材５を所定位置において帯体４０の面内に対して９０度方向に屈曲加工する。曲げ角度は、製品完成後の９０度としてもよいが、本実施形態では、９０度未満の角度（例えば８０度程度）とする。なお、配線部材５の屈曲加工位置には、局所的に幅狭に形成したくびれ部５９（図６参照）を設けておくことで、屈曲作業性を高めることができる。

次に、図１１Ｂに示すように、配線部材の内方側（第１アーム側）の端部位置に接合材５３を塗布形成する。接合材５３の塗布は、例えば、ディスペンサノズルを用いて行うことができる。次いで、図１１Ｃに示すように、帯体４０上に支持基板２を実装し、接合材５３の硬化処理を施すことにより、各配線部材５と支持基板２の端子形成面２Ｂ上の各端子部２ｔとが電気的機械的に複数本同時に接合される。その後、レーザ加工装置を用いて各配線部材５を個片化するとともに、帯体４０から分離する。

図１２は、支持基板２と一体化された配線部材５を中継基板４に接合する工程を説明する図である。図１２Ａに示すように、配線部材５の第１アーム５ａは、支持基板２に接合され、配線部材５の第２アーム５Ｂは第１アーム５ａに対して９０度未満の角度で折り曲げ加工されている。中継基板４への接合の際は、図１２Ｂ，Ｃに示すように第２アーム５ｂをチャック用治具などで第１アーム５ａに対して垂直方向に曲げ付勢した状態で、第２アーム５ｂの先端部を中継基板４上の接合孔５５に突き刺すようにして挿着する。これにより、配線部材５の屈曲工程の加工精度によることなく、中継基板４の接合孔５５に対する配線部材５の接合を安定かつ高精度に行うことが可能となる。その後、接合孔５５に収容されている接合材５４の硬化処理を行うことにより、本実施形態の振動型ジャイロセンサ１０が作製される。

本実施形態の振動型ジャイロセンサの製造方法によれば、複数本の配線部材５を支持基板２に対して所定の配列形態で複数本同時に接合することができるので、作業が容易となり、生産性の向上を図ることが可能となる。また、配線部材５と支持基板２および中継基板４との間の電気的機械的接合工程を高精度に行うことが可能となる。

本発明の実施形態による振動型ジャイロセンサの概略構成を示す側断面図である。 図１に示した振動型ジャイロセンサにおける支持基板の概略平面図である。 図１に示した振動型ジャイロセンサのキャップ部材を取り外して見たときの平面図である。 図１に示した振動型ジャイロセンサを構成する振動素子の構成を説明する裏面図である。 図１に示した振動型ジャイロセンサにおける配線部材と支持基板及び中継基板との間の接合部の構成を拡大して示す側断面図である。 図１に示した振動型ジャイロセンサにおける配線部材と支持基板との間の接合部の構成を示す要部平面図である。 図１に示した振動型ジャイロセンサにおける配線部材の概略断面図である。 中継基板に対する配線部材の接合構造を異ならせて引っ張り強度を測定したときの実験結果を示す図である。 接合構造の違いによる強度の相違を説明する模式図である。 本発明の実施形態による振動型ジャイロセンサの製造方法を説明する一工程図であり、配線部材を形成する帯体の構成例を示す平面図である。 本発明の実施形態による振動型ジャイロセンサの製造方法を説明する工程図である。 本発明の実施形態による振動型ジャイロセンサの製造方法を説明する工程図である。

符号の説明

１，１Ｘ，１Ｙ…振動素子、２…支持基板、２Ａ…部品実装面、２Ｂ…端子形成面、３…外部接続端子、４…中継基板、５…配線部材、５ａ…第１アーム、５ｂ…第２アーム、６…キャップ部材、７…ＩＣ回路素子、８…電子部品、９…制御基板、１０…振動型ジャイロセンサ、１１…基部、１２…振動子部、１３…バンプ、１４…基準電極層、１５…圧電体薄膜層、１６…駆動電極、１７Ｌ，１７Ｒ…検出電極、１８ａ〜１８ｄ…リード配線部、４０…帯体、５１…鉤部、５２…くびれ部、５３，５４…接合材（導電性接着材料）、５５…接合孔

Claims (8)

1. 角速度を検出する振動素子と、
   前記振動素子と電気的に接続され当該振動素子を支持する支持基板と、
   前記支持基板と電気的に接続され外部接続端子を有する中継基板と、
   前記支持基板と前記中継基板との間を電気的に接続する配線部材とを備えた振動型ジャイロセンサであって、
   前記配線部材は、前記支持基板の周囲に複数配置された導電性弾性材料からなるとともに、
   前記中継基板には、前記配線部材の先端部が挿着されることで当該配線部材と電気的機械的に接合される接合部が設けられている
   ことを特徴とする振動型ジャイロセンサ。
2. 前記接合部は、前記配線部材の先端部を収容する接合孔と、この接合孔の内部に収容された導電性接着材料とからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動型ジャイロセンサ。
3. 前記配線部材は、線状のバネ部材を屈曲して形成される第１，第２アームを備えており、
   前記第１アームの先端部は前記支持基板に接合され、
   前記第２アームの先端部は前記中継基板に接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動型ジャイロセンサ。
4. 前記第１アームの先端部には、前記支持基板と接合される接合領域の近傍位置に、くびれ部が設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載の振動型ジャイロセンサ。
5. 前記第１アームの先端部は、前記支持基板に対して導電性接着材料を介して接合されているとともに、
   前記第１アームの先端部形状は、前記支持基板に対して当該第１アームの基部の方向への抜け止めとなる楔形状に形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の振動型ジャイロセンサ。
6. 角速度を検出する振動素子が実装された支持基板の周囲に複数本のバネ性の配線部材が接合されており、外部接続端子を有する中継基板上に前記支持基板が前記複数本の配線部材を介して接続されてなる振動型ジャイロセンサの製造方法であって、
   前記振動素子が実装された支持基板を準備する工程と、
   前記支持基板の周囲に前記複数本の配線部材を接合する工程と、
   前記中継基板に対して前記配線部材の先端部を挿着することで、前記支持基板と前記中継基板の間を電気的機械的に接合する工程とを有する
   ことを特徴とする振動型ジャイロセンサの製造方法。
7. 前記複数本の配線部材は、あらかじめ、前記支持基板に対する配列形態で打ち抜き形成された帯体をなしており、
   前記支持基板の周囲に前記複数本の配線部材を接合する工程では、
   前記複数本の配線部材の一方側を屈曲加工する工程と、
   前記複数本の配線部材の他方側を前記支持基板の周囲に一括して接合する工程と、
   前記複数本の配線部材を個々に分離する工程とを有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の振動型ジャイロセンサの製造方法。
8. 前記配線部材の一方側を屈曲加工する工程では、前記配線部材の一方側を９０度未満の角度で折り曲げ加工し、
   前記中継基板に対する前記配線部材の接合工程では、前記配線部材の一方側を前記中継基板に対して垂直方向に曲げ付勢した状態で前記中継基板に挿着する
   ことを特徴とする請求項７に記載の振動型ジャイロセンサの製造方法。

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