JP2010223774A - Physical quantity detector - Google Patents

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実雄 岩本
Masataka Matsunaga
雅敬 松永
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菊池　　尊行
Kyoji Shimizu
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical quantity detector including a stress mitigating mechanism which will not develop cracks at a soldered joint of an electrode even when a thermal cycle is received due to the difference between the linear expansion coefficients of a ceramic package including a built-in physical quantity sensor such as a gyro sensor, and a user substrate on which the sensor is mounted. <P>SOLUTION: When a ceramic package including a physical quantity detection element is soldered and mounted, the package is not directly soldered on the mounting substrate but is mounted through a relay board. The relay board has a frame part surrounding the circumference of the ceramic package, and an inner projected part extending inward from the frame part is provided, and a land part is provided at the tip of the inner projected part and electrically connected to a terminal of the ceramic package. The linear expansion coefficient of the used relay board is smaller than that of the mounting substrate and is larger than that of the ceramic package. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は物理量検出装置に係り、特に、圧電振動片などを内蔵してジャイロセンサーなどとして機能するセラミックパッケージを実装基板に実装して形成される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 formed by mounting a ceramic package functioning as a gyro sensor or the like with a built-in piezoelectric vibrating piece and the like mounted on a mounting substrate.

圧電振動子を用いたいろいろな物理量検出装置が知られており、これは一般に圧電振動片を内蔵したセラミックパッケージを、処理回路が形成された実装基板に実装して構成されている。セラミックパッケージは圧電振動片から信号を取り出すために、その外面に外部電極を形成しており、この外部電極をガラスエポキシ材料からなる実装基板（以下、ガラエポ基板という）の回路端子にハンダ付けして電気的な結合を図っている。   Various physical quantity detection devices using a piezoelectric vibrator are known, which are generally configured by mounting a ceramic package containing a piezoelectric vibrating piece on a mounting substrate on which a processing circuit is formed. The ceramic package has an external electrode formed on its outer surface in order to extract a signal from the piezoelectric vibrating piece, and this external electrode is soldered to a circuit terminal of a mounting substrate (hereinafter referred to as a glass epoxy substrate) made of a glass epoxy material. Electrical coupling is intended.

ところが、セラミックパッケージをハンダ付けによりガラエポ基板に実装する場合、セラミックパッケージと基板との線膨張率の違いにより、特に、端子間距離が大きいときには、熱サイクルによりハンダクラックが生じるという問題がある。例えばハンダ結合のためにリフロー処理を行った後に冷却すると、セラミックパッケージは線膨張率の小さく、ガラエポ基板はセラミックパッケージよりは大きいため、ガラエポ基板の熱収縮が大きくなってハンダ結合部にクラックが生じる可能性がある。   However, when a ceramic package is mounted on a glass epoxy substrate by soldering, there is a problem that solder cracks occur due to thermal cycles, especially when the distance between terminals is large, due to the difference in linear expansion coefficient between the ceramic package and the substrate. For example, if the ceramic package has a low linear expansion coefficient and the glass epoxy substrate is larger than the ceramic package when cooled after reflow treatment for solder bonding, the thermal contraction of the glass epoxy substrate increases and cracks occur in the solder bonding portion. there is a possibility.

このような問題に対し、従来はセラミックパッケージの外部電極とガラエポ基板端子との間をリードフレームによって結合して、熱サイクルによる応力緩和を図っていたが、リードフレームを用いることによるコスト高の問題が大きく、工程的にも簡易に製造できる熱膨張吸収型の物理量検出装置が望まれていた。   To deal with this problem, the external electrode of the ceramic package and the glass epoxy substrate terminal are conventionally connected by a lead frame to relieve stress due to thermal cycling. However, the cost of using the lead frame is high. Therefore, there has been a demand for a thermal expansion absorption type physical quantity detection device that is large and can be easily manufactured in terms of process.

なお、実装するパッケージと基板との間の線膨張率の違いによるハンダクラックの問題に対処するための対策技術として特許文献１に記載されているものが知られている。   In addition, what is described in patent document 1 is known as a countermeasure technique for coping with the problem of solder cracks due to the difference in linear expansion coefficient between the package to be mounted and the substrate.

特開２００４−２４７４６４号公報JP 2004-247464 A

本発明は、上記従来の問題点に着目し、ジャイロセンサーなどの物理量検出センサーを内蔵するセラミックパッケージと、これを実装する客先基板との線膨張率の差に起因して、熱サイクルを受けたときでも、電極のハンダ付け部分にクラックを生じることのない応力緩和機構を備えた物理量検出装置を提供することを目的とする。   The present invention pays attention to the above-mentioned conventional problems, and is subjected to a thermal cycle due to a difference in linear expansion coefficient between a ceramic package incorporating a physical quantity detection sensor such as a gyro sensor and a customer substrate on which the ceramic package is mounted. An object of the present invention is to provide a physical quantity detection device having a stress relaxation mechanism that does not cause cracks in the soldered portion of an electrode.

上記目的を達成するために、本発明に係る物理量検出装置は、物理量検出素子を有するセラミックパッケージをハンダ実装する際、直接実装基板にハンダ付けするのではなく、中継基板を介して実装できるようにした構成とした。中継基板を前記セラミックパッケージの周囲を囲む枠部とを設け、枠部の内側に延在するインナー突出部を設けて、インナー突出部の先端にセラミックパッケージの端子と電気的に接続されるランド部を設けたものである。中継基板としては線膨張係数が実装基板より小さく、セラミックパッケージよりも大きい基板を用いるようにすればよい。具体的な適用例は以下のようになる。   In order to achieve the above object, the physical quantity detection device according to the present invention can be mounted via a relay board instead of directly soldering to a mounting board when a ceramic package having a physical quantity detection element is solder-mounted. The configuration was as follows. The relay board is provided with a frame portion that surrounds the ceramic package, and an inner protruding portion that extends inside the frame portion is provided, and a land portion that is electrically connected to a terminal of the ceramic package at the tip of the inner protruding portion Is provided. As the relay substrate, a substrate having a linear expansion coefficient smaller than that of the mounting substrate and larger than that of the ceramic package may be used. Specific application examples are as follows.

［適用例１］物理量検出素子を含み複数の端子を有するセラミックパッケージと、前記複数の端子を電気的に接続するランドを有し、外部への電気的接続のための外部電極を有する中継基板と、を含む物理量検出装置であって、前記中継基板は、前記セラミックパッケージを囲む枠状の構造を有し、前記枠の内側からセラミックパッケージ側の方向へ突出するインナー突出部を備え、前記ランドが前記突出部に形成されることを特徴とする物理量検出装置。   Application Example 1 A ceramic package including a physical quantity detecting element and having a plurality of terminals, a relay board having a land for electrically connecting the plurality of terminals, and having an external electrode for electrical connection to the outside The relay substrate has a frame-like structure surrounding the ceramic package, and includes an inner protrusion that protrudes from the inside of the frame toward the ceramic package. A physical quantity detection device formed on the protrusion.

このように構成することで、熱サイクルを受けてガラエポ基板などの実装基板とセラミックパッケージとの間に線膨張率の違いに起因する熱膨張・収縮による形状変化が生じても、中継基板のインナー突出部が変形してその形状変化を吸収するために、電極接続のためのハンダ部に応力が集中せず、クラックを生じることが有効に防止される。   With this configuration, even if a shape change occurs due to thermal expansion / contraction due to a difference in linear expansion coefficient between a mounting substrate such as a glass epoxy substrate and a ceramic package after receiving a thermal cycle, the inner side of the relay substrate Since the projecting portion is deformed and absorbs the shape change, stress is not concentrated on the solder portion for electrode connection, and it is effectively prevented that a crack is generated.

［適用例２］適用例１に記載の物理量検出装置であって、前記セラミックパッケージと電気的に接続される前記中継基板は、前記セラミックパッケージよりも線膨張係数が大きく、前記物理量検出装置が実装される基板よりも線膨張係数が小さくなるような、線膨張係数を有する材料で構成されていることを特徴とする物理量検出装置。   Application Example 2 In the physical quantity detection device according to Application Example 1, the relay substrate electrically connected to the ceramic package has a larger linear expansion coefficient than the ceramic package, and the physical quantity detection device is mounted. A physical quantity detection device comprising a material having a linear expansion coefficient such that the linear expansion coefficient is smaller than that of a substrate.

この構成では、中継基板の熱膨張による変化量がセラミックパッケージと実装基板の中間に相当するため、ハンダ接合部へ熱膨張変化量がセラミックパッケージ側と実装基板側で按分され、より高いハンダクラック防止効果が得られることになる。   In this configuration, the amount of change due to the thermal expansion of the relay board is equivalent to the middle between the ceramic package and the mounting board. Therefore, the amount of change in thermal expansion is apportioned to the solder joint at the ceramic package side and the mounting board side, thus preventing higher solder cracks. An effect will be obtained.

［適用例３］適用例１に記載の物理量検出装置であって、前記中継基板の少なくとも前記インナー突出部は前記ランド部より薄肉に形成してなることを特徴とする物理量検出装置。
この構成では、薄肉部の弾性変化を大きく形状変化の吸収率が高くなるので、ハンダ接合部への応力集中を抑制できる効果がある。 Application Example 3 The physical quantity detection device according to Application Example 1, wherein at least the inner protruding portion of the relay board is formed thinner than the land portion.
In this configuration, the elastic change of the thin-walled portion is greatly increased, and the absorption rate of the shape change is increased. Therefore, there is an effect that the stress concentration on the solder joint portion can be suppressed.

［適用例４］適用例１に記載の物理量検出装置であって、前記インナー突出部は屈曲部を備え、屈曲の先端部にてセラミックパッケージの外部端子が接続されたことを特徴とする物理量検出装置。
このように構成することにより、屈曲部に可撓性を持たせることができ、より高い応力集中防止効果が得られる。 Application Example 4 The physical quantity detection device according to Application Example 1, wherein the inner projecting portion includes a bent portion, and an external terminal of the ceramic package is connected at a bent tip portion. apparatus.
By comprising in this way, a bending part can be made flexible and the higher stress concentration prevention effect is acquired.

［適用例５］適用例１に記載の物理量検出装置であって、前記中継基板は前記ランド部と外部電極の形成部を厚肉とするとともにその他の部位をそれより薄肉に形成してなることを特徴とする物理量検出装置。
この構成では、薄肉部の弾性変化を大きく形状変化の吸収率が高くなるので、ハンダ接合部への応力集中を抑制できる効果がある。 Application Example 5 In the physical quantity detection device according to Application Example 1, the relay board is formed by forming the land portion and the external electrode forming portion thick and forming other portions thinner. A physical quantity detection device characterized by.
In this configuration, the elastic change of the thin-walled portion is greatly increased, and the absorption rate of the shape change is increased. Therefore, there is an effect that the stress concentration on the solder joint portion can be suppressed.

［適用例６］適用例１ないし５のいずれか１に記載の物理量検出装置であって、前記中継基板は枠部の外縁にアウタ突出部を設け、このアウタ突出部に外部電極が形成されていることを特徴とする物理量検出装置。
このような構成では、中継基板の枠部の内側と外側でそれぞれ熱膨張・収縮の変化を吸収できる。 Application Example 6 In the physical quantity detection device according to any one of Application Examples 1 to 5, the relay board has an outer protrusion provided on an outer edge of the frame portion, and an external electrode is formed on the outer protrusion. A physical quantity detection device characterized by comprising:
In such a configuration, changes in thermal expansion / contraction can be absorbed respectively inside and outside the frame portion of the relay substrate.

［適用例７］適用例１ないし５のいずれか１に記載の物理量検出装置であって、前記中継基板は枠部の外縁にアウタ突出部を設け、このアウタ突出部に外部電極が形成され、前記アウタ突出部は途中に減肉された脚部を設けてなることを特徴とする物理量検出装置。
アウタ突出部の減肉部での弾性によりハンダ接合部への応力集中抑制効果を高くすることができる。 Application Example 7 In the physical quantity detection device according to any one of Application Examples 1 to 5, the relay substrate includes an outer protrusion on an outer edge of the frame portion, and an external electrode is formed on the outer protrusion. The physical quantity detection device according to claim 1, wherein the outer projecting portion is provided with a leg portion that is thinned in the middle.
The effect of suppressing the stress concentration on the solder joint can be increased by the elasticity of the reduced thickness portion of the outer protrusion.

第１実施形態に係る物理量検出装置の実装状態の斜視図である。It is a perspective view of the mounting state of the physical quantity detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る物理量検出装置のセラミックパッケージを省略した平面図である。It is the top view which abbreviate | omitted the ceramic package of the physical quantity detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図２のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図２のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 2. 第２実施形態に係る物理量検出装置のセラミックパッケージを省略した平面図である。It is the top view which abbreviate | omitted the ceramic package of the physical quantity detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図５のＣ−Ｃ線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 図５のＤ−Ｄ線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line of FIG. 第３実施形態に係る物理量検出装置のセラミックパッケージを省略した平面図である。It is the top view which abbreviate | omitted the ceramic package of the physical quantity detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 図８のＥ−Ｅ線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line of FIG. 図８のＦ−Ｆ線断面図である。It is the FF sectional view taken on the line of FIG. 第４実施形態に係る物理量検出装置のセラミックパッケージを省略した平面図である。It is the top view which abbreviate | omitted the ceramic package of the physical quantity detection apparatus which concerns on 4th Embodiment. 図１１のＧ−Ｇ線断面図である。It is the GG sectional view taken on the line of FIG. 図１１のＨ−Ｈ線断面図である。It is the HH sectional view taken on the line of FIG. 第５実施形態に係る物理量検出装置のセラミックパッケージを省略した平面図である。It is the top view which abbreviate | omitted the ceramic package of the physical quantity detection apparatus which concerns on 5th Embodiment. 図１４のＩ−Ｉ線断面図である。It is the II sectional view taken on the line of FIG. 図１４のＪ−Ｊ線断面図である。It is the JJ sectional view taken on the line of FIG. 第６実施形態に係る物理量検出装置のセラミックパッケージを省略した平面図である。It is the top view which abbreviate | omitted the ceramic package of the physical quantity detection apparatus which concerns on 6th Embodiment. 図１７のＫ−Ｋ線断面図である。It is the KK sectional view taken on the line of FIG. 図１７のＬ−Ｌ線断面図である。It is the LL sectional view taken on the line of FIG. 第７実施形態に係る物理量検出装置のセラミックパッケージを省略した平面図である。It is the top view which abbreviate | omitted the ceramic package of the physical quantity detection apparatus which concerns on 7th Embodiment. 図２０のＭ−Ｍ線断面図である。It is the MM sectional view taken on the line of FIG. 図２０のＮ−Ｎ線断面図である。It is the NN sectional view taken on the line of FIG.

以下に本発明に係る物理量検出装置の具体的実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図４に第１実施形態に係る物理量検出装置１０を模式的に示している。この物理量検出装置は、例えばジャイロセンサーとして構成されたセラミックパッケージ１２を有している。セラミックパッケージ１２は、物理量検出素子としての圧電振動片を内蔵しており（図示せず）、金属リッド１４により内部が密閉され、パッケージ下面に内蔵素子からの検出信号を取り出すための金属パッドからなる外部端子１６が複数設けられた構造となっている。このようなセラミックパッケージ１２は、実装回路基板であるガラエポ基板１８にハンダ実装されることになるが、当該実施形態では中継基板２０を介して実装するように構成されている。 Hereinafter, specific embodiments of the physical quantity detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 4 schematically show a physical quantity detection device 10 according to the first embodiment. The physical quantity detection device has a ceramic package 12 configured as, for example, a gyro sensor. The ceramic package 12 incorporates a piezoelectric vibrating piece (not shown) as a physical quantity detection element, is sealed inside by a metal lid 14, and includes a metal pad for taking out a detection signal from the built-in element on the lower surface of the package. A plurality of external terminals 16 are provided. Such a ceramic package 12 is solder-mounted on a glass epoxy substrate 18 which is a mounting circuit board. In this embodiment, the ceramic package 12 is configured to be mounted via a relay board 20.

前記中継基板２０は、前記セラミックパッケージ１２を囲む枠状の構造を有し、枠部２２の内側からセラミックパッケージ１２側の方向へ突出するインナー突出部２４を備え、前記セラミックパッケージ１２を搭載するランド２６が前記インナー突出部２４の先端部に形成され、ランド２６が枠部２２の中央領域に間隔をおいて形成されている。前記ランド２６に前記セラミックパッケージ１２と前記複数の外部端子１６と各々電気的に接続される複数の端子電極２８を設けている。また、枠部２２の四隅部には肉厚のアイランド３４が形成されており、このアイランド３４の下面に、ガラエポ基板１８の回路配線３０の端子とハンダ実装される金属パッドからなる複数の外部電極３２を有している。これにより、セラミックパッケージ１２からの信号をガラエポ基板１８の回路配線３０の端子に中継する役割をなしている。当然ながら、中継基板２０の前記端子電極２８と外部電極３２とは、図示しないスルーホールや表面配線により電気的に接続されている。   The relay substrate 20 has a frame-like structure surrounding the ceramic package 12, and includes an inner projecting portion 24 projecting from the inside of the frame portion 22 toward the ceramic package 12, and the land on which the ceramic package 12 is mounted. 26 is formed at the tip of the inner protrusion 24, and the land 26 is formed in the central region of the frame 22 with a gap. A plurality of terminal electrodes 28 that are electrically connected to the ceramic package 12 and the plurality of external terminals 16 are provided on the land 26. Further, thick islands 34 are formed at the four corners of the frame portion 22, and a plurality of external electrodes made of metal pads to be soldered and terminals of the circuit wiring 30 of the glass epoxy substrate 18 are formed on the lower surface of the islands 34. 32. Thus, the signal from the ceramic package 12 is relayed to the terminal of the circuit wiring 30 of the glass epoxy substrate 18. Of course, the terminal electrode 28 of the relay substrate 20 and the external electrode 32 are electrically connected by a through hole or surface wiring (not shown).

セラミックパッケージ１２は長辺と短辺をもつ矩形平面を有しているが、前記ランド２６はそれより若干大きい相似の矩形平面をもつ平板形状とされ、枠部２２から内側に突出す前記インナー突出部２４は、ランド２６における互いに対向する長辺部に長辺と垂直方向であって、中継基板面と水平に延在する板状突起として形成されている。このようなインナー突出部２４は引き出し電極数の数だけ設けられ、模式的に示している図示の例では、セラミックパッケージ１２の外部端子１６が４箇所設けられているので、インナー突出部２４も４本設けた構成とされる。   Although the ceramic package 12 has a rectangular plane having a long side and a short side, the land 26 has a flat plate shape having a similar rectangular plane slightly larger than that, and the inner protrusion protrudes inward from the frame portion 22. The portion 24 is formed as a plate-like protrusion that extends in a direction perpendicular to the long side at the long side portions of the land 26 facing each other and extends horizontally with respect to the relay substrate surface. Such inner protrusions 24 are provided in the number corresponding to the number of extraction electrodes, and in the illustrated example schematically shown, four external terminals 16 of the ceramic package 12 are provided. This is the configuration provided.

このような中継基板２０を用い、そのランド２６にセラミックパッケージ１２をハンダ実装し、中継基板２０の枠部２２のコーナのアイランド３４の下面に形成した外部電極２８を介して実装基板であるガラエポ基板１８の回路配線２６の端子にハンダ実装することで、検出信号の電路が確保される。   Using such a relay substrate 20, the ceramic package 12 is solder-mounted on the land 26, and a glass epoxy substrate which is a mounting substrate via external electrodes 28 formed on the lower surface of the corner island 34 of the frame portion 22 of the relay substrate 20. By solder mounting on the terminals of the 18 circuit wirings 26, an electric circuit for the detection signal is secured.

前記中継基板２０の少なくとも前記インナー突出部２４は前記ランド２６より薄肉に形成することにより、インナー突出部の可撓性を確保するようにしている。更に、前記中継基板２０は前記ランド２６と外部電極の形成部であるアイランド３８を厚肉とするとともにその他の部位をそれより薄肉に形成するようにすることが望ましい。このように構成することで、電極形成部位は機械的加圧を受けるため、強度を確保しつつ、中継基板２０の可撓性を確保することができる。   At least the inner protrusion 24 of the relay substrate 20 is formed thinner than the land 26 so as to ensure the flexibility of the inner protrusion. Further, it is preferable that the relay substrate 20 is formed so that the land 26 and the island 38 as an external electrode forming portion are thick, and other portions are formed thinner. By configuring in this way, the electrode forming portion is subjected to mechanical pressure, so that the flexibility of the relay substrate 20 can be ensured while ensuring the strength.

このように構成することで、熱サイクルを受けてガラエポ基板１８などの実装基板とセラミックパッケージ１２との間に線膨張率の違いに起因する熱膨張・収縮による形状変化が生じても、中継基板２０のインナー突出部２４が変形してその形状変化を吸収するために、電極接続されているハンダ部に応力が集中せず、クラックを生じることが有効に防止される。   With this configuration, even if a shape change occurs due to thermal expansion / contraction caused by a difference in linear expansion coefficient between the mounting substrate such as the glass epoxy substrate 18 and the ceramic package 12 due to a thermal cycle, the relay substrate Since the inner projecting portion 24 of the 20 is deformed to absorb the shape change, the stress is not concentrated on the solder portion connected to the electrode, and it is effectively prevented that the crack is generated.

また、この第１実施形態では、前記セラミックパッケージ１２と電気的に接続される前記中継基板２０は、前記セラミックパッケージ１２を構成しているセラミック材料よりも線膨張係数が大きく、かつ、物理量検出装置１０が実装されるガラエポ基板１８よりも線膨張係数が小さくなるような、線膨張係数を有する材料で構成している。例えば、セラミック材料としてアルミナを用い、実装基板の材料としてガラスエポキシを用いた場合、各々の線膨張係数は、
セラミック材料（アルミナ）：α＝６．０×１０＾−５／℃
ガラスエポキシ ：α＝０．８〜３．０×１０＾−５／℃
となっているので、中継基板２０の材料としては、線膨張率αがそれらの中間の値をもつ、例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ）を用いて製作する。この線膨張率αは、α＝０．６〜３．０×１０＾−５／℃である。 In the first embodiment, the relay substrate 20 electrically connected to the ceramic package 12 has a linear expansion coefficient larger than that of the ceramic material constituting the ceramic package 12, and a physical quantity detection device. 10 is made of a material having a linear expansion coefficient such that the linear expansion coefficient is smaller than that of the glass epoxy substrate 18 on which 10 is mounted. For example, when alumina is used as the ceramic material and glass epoxy is used as the material of the mounting substrate, each linear expansion coefficient is
Ceramic material (alumina): α = 6.0 × 10 ^ −5 / ° C.
Glass epoxy: α = 0.8 to 3.0 × 10 ^ −5 / ° C.
Therefore, the relay substrate 20 is manufactured using, for example, polyphthalamide (PPA) whose linear expansion coefficient α has an intermediate value between them. The linear expansion coefficient α is α = 0.6 to 3.0 × 10 ^ −5 / ° C.

中継基板２０の熱膨張による変化量がセラミックパッケージ１２と実装基板であるガラエポ基板１８の中間に相当するため、ハンダ接合部へ熱膨張変化量がセラミックパッケージ１２側とガラエポ基板１８側で按分され、より高いハンダクラック防止効果が得られることになる。   Since the amount of change due to thermal expansion of the relay substrate 20 corresponds to the middle between the ceramic package 12 and the glass epoxy substrate 18 that is a mounting substrate, the amount of thermal expansion change is apportioned between the ceramic package 12 side and the glass epoxy substrate 18 side, A higher solder crack prevention effect can be obtained.

このような第１実施形態に係る物理量検出装置１０では、温度変化によって発生する応力のセラミックパッケージ１２を実装するハンダ接合部への集中を緩和することができ、ハンダクラックの発生を抑制することができる。   In the physical quantity detection device 10 according to the first embodiment as described above, it is possible to alleviate the concentration of the stress generated by the temperature change on the solder joint portion on which the ceramic package 12 is mounted, and to suppress the generation of solder cracks. it can.

図５〜図７に第２実施形態に係る物理量検出装置の中継基板２０２の平面図と断面図を示す。第２実施形態に係る物理量検出装置の中継基板２０２は、インナー突出部２４２に水平方向に湾曲する半円弧状の水平屈曲部３６２を設けた点が、第１実施形態と異なるのみである。水平屈曲部３６２は線対称に形成され、実施形態では同一縁辺に配置される屈曲部３６２の互いの屈曲方向が向き合うように形成されている。その他は第１実施形態と同様であるので、同一部材には同一番号を付して説明を省略する。
この実施形態では、水平方向の可撓性が強いインナー突出部２４２を構成することができる。 5 to 7 are a plan view and a sectional view of the relay board 202 of the physical quantity detection device according to the second embodiment. The relay board 202 of the physical quantity detection device according to the second embodiment is different from the first embodiment only in that a semicircular arc-shaped horizontal bent portion 362 that is curved in the horizontal direction is provided on the inner protruding portion 242. The horizontal bent portions 362 are formed in line symmetry, and in the embodiment, the bent portions 362 arranged on the same edge are formed so that the bending directions thereof face each other. Others are the same as those in the first embodiment, and thus the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In this embodiment, it is possible to configure the inner protrusion 242 that is highly flexible in the horizontal direction.

図８〜図１０に第３実施形態に係る物理量検出装置の中継基板２０３の平面図と断面図を示す。
この中継基板２０３は、第１実施形態の変形例であり、セラミックパッケージ１２を搭載するランド２６を矩形平板により形成するのではなく、インナー突出部２４によって形成している点が相違する。すなわち、中継基板２０３は前記セラミックパッケージ１２の周囲を囲む枠部２２を有し、枠部２２の四隅部に前記外部電極３２が設けられたアイランド３４を形成している。この枠部２２の対向する辺の内縁部にはインナー突出部２４が設けられ、その先端部にインナー突出部２４より肉厚のインナーアイランド３８を形成している。このインナーアイランド３８の上面部にセラミックパッケージ１２の端子１６と電気的接続をなす端子電極２８を設けた構成としている。そして、このインナー突出部４０の先端の複数のインナーアイランド３８によって前記セラミックパッケージ１２が搭載されるランドを形成してなる。 8 to 10 are a plan view and a sectional view of the relay board 203 of the physical quantity detection device according to the third embodiment.
This relay substrate 203 is a modification of the first embodiment, and is different in that the land 26 on which the ceramic package 12 is mounted is formed not by a rectangular flat plate but by the inner protrusion 24. That is, the relay substrate 203 has a frame portion 22 surrounding the ceramic package 12, and islands 34 having the external electrodes 32 provided at the four corners of the frame portion 22 are formed. An inner projecting portion 24 is provided on the inner edge of the opposite side of the frame portion 22, and an inner island 38 thicker than the inner projecting portion 24 is formed at the front end portion thereof. A terminal electrode 28 that is electrically connected to the terminal 16 of the ceramic package 12 is provided on the upper surface portion of the inner island 38. A land on which the ceramic package 12 is mounted is formed by a plurality of inner islands 38 at the tip of the inner protrusion 40.

この構成では、セラミックパッケージ１２がインナー突出部２４の先端に設けたインナーアイランド３８で支えられた形態となるので、セラミックパッケージ１２の移動自由度が大きくなり、温度変化に起因するハンダ接合部への応力集中緩和効果を高くできる。   In this configuration, since the ceramic package 12 is supported by the inner island 38 provided at the tip of the inner protruding portion 24, the degree of freedom of movement of the ceramic package 12 is increased, and the solder package due to the temperature change is prevented. The stress concentration relaxation effect can be enhanced.

図１１〜図１３は、第４実施形態に係る物理量検出装置の中継基板２０４の平面図と断面図を示している。この実施形態は、基本的に第１実施形態と同様であるが、外部電極３２を設けるアイランド３４を枠部２２から外方に突出させたアウタ突出部４０の先端に設けた点が相違する。枠部２２の四隅部には肉厚のアイランド３４が形成されており、このアイランド３４の下面に、ガラエポ基板１８の回路配線３０の端子とハンダ実装される金属パッドからなる複数の外部電極３２を有している。
アウタ突出部４０が可撓性を有するので、温度変化に起因する形状変形を吸収する効果が高く、ハンダ接合部への応力集中抑制効果が高いものとなっている。 11 to 13 are a plan view and a cross-sectional view of the relay board 204 of the physical quantity detection device according to the fourth embodiment. This embodiment is basically the same as the first embodiment, except that an island 34 on which the external electrode 32 is provided is provided at the tip of an outer protruding portion 40 that protrudes outward from the frame portion 22. Thick islands 34 are formed at the four corners of the frame portion 22, and a plurality of external electrodes 32 composed of metal pads to be soldered and terminals of the circuit wiring 30 of the glass epoxy substrate 18 are formed on the lower surface of the island 34. Have.
Since the outer protrusion 40 has flexibility, the effect of absorbing shape deformation due to temperature change is high, and the effect of suppressing stress concentration on the solder joint is high.

図１５〜図１７は第５実施形態に係る物理量検出装置の中継基板２０５の平面図と断面図である。
この中継基板１０５は、第４実施形態におけるアウタ突出部４０５を水平面から見てＬ字形状としたものである。したがって、アウタ突出部４０５はセラミックパッケージ１２の長辺に垂直な部分と水平な部分を有し、ＸＹ平面に沿った形状変形を吸収するのに好適となる。 15 to 17 are a plan view and a cross-sectional view of the relay board 205 of the physical quantity detection device according to the fifth embodiment.
The relay board 105 is formed in an L shape when the outer protrusion 405 in the fourth embodiment is viewed from a horizontal plane. Therefore, the outer protrusion 405 has a portion perpendicular to the long side of the ceramic package 12 and a horizontal portion, and is suitable for absorbing shape deformation along the XY plane.

図１７〜図１９は第６実施形態に係る物理量検出装置の中継基板２０６の平面図と断面図である。この実施形態はランド２６をインナー突出部２４の先端に設けたインナーアイランド３８で形成した第３実施形態の変形例である。第３実施形態における外部電極３２を設けるアイランド３４を、枠部２２から外方に突出させたアウタ突出部４０の先端に設けた点が相違する。
アウタ突出部４０が可撓性を有するので、温度変化に起因する形状変形を吸収する効果が高く、ハンダ接合部への応力集中抑制効果が高いものとなっている。 17 to 19 are a plan view and a cross-sectional view of the relay board 206 of the physical quantity detection device according to the sixth embodiment. This embodiment is a modification of the third embodiment in which the land 26 is formed by an inner island 38 provided at the tip of the inner protrusion 24. The island 34 which provides the external electrode 32 in 3rd Embodiment differs in the point provided in the front-end | tip of the outer protrusion part 40 protruded outward from the frame part 22. FIG.
Since the outer protrusion 40 has flexibility, the effect of absorbing shape deformation due to temperature change is high, and the effect of suppressing stress concentration on the solder joint is high.

図２０〜図２２は第７実施形態に係る物理量検出装置の中継基板２０７の平面図と断面図である。
この実施形態に係る装置の中継基板２０７は、セラミックパッケージ１２の搭載部をインナー突出部２４の先端に設けたインナーアイランド３８により形成するとともに、枠部２２の外側に形成するアイランド３４を、枠部２２から外方に突出させたアウタ突出部４０の先端に設けたものである。そして、アウタ突出部４０８を水平面から見てＬ字形状としたものである。したがって、アウタ突出部４０８はセラミックパッケージ１２の長辺に垂直な部分と水平な分を有し、ＸＹ平面に沿った形状変形を吸収するのに好適となる。 20 to 22 are a plan view and a cross-sectional view of the relay board 207 of the physical quantity detection device according to the seventh embodiment.
The relay substrate 207 of the apparatus according to this embodiment is formed by forming the mounting portion of the ceramic package 12 by the inner island 38 provided at the tip of the inner protruding portion 24, and forming the island 34 formed outside the frame portion 22 by the frame portion. 22 is provided at the front end of the outer protruding portion 40 that protrudes outward from 22. The outer protrusion 408 is L-shaped when viewed from the horizontal plane. Accordingly, the outer protruding portion 408 has a portion perpendicular to the long side of the ceramic package 12 and a horizontal portion, and is suitable for absorbing shape deformation along the XY plane.

この構成によれば、中継基板２０７の可撓性が高く、ハンダ接合部への応力集中防止効果が高い。
なお、本発明は角速度などその他の物理量を検出する装置として構成できる装置として構成できるのはいうまでもない。 According to this configuration, the flexibility of the relay substrate 207 is high, and the effect of preventing stress concentration on the solder joint is high.
Needless to say, the present invention can be configured as a device that can be configured as a device that detects other physical quantities such as angular velocity.

１０………物理量検出装置、１２………セラミックパッケージ、１４………金属リッド、１６………外部端子（金属パッド）、１８………ガラエポ基板、２０………中継基板、２２………枠部、２４………インナー突出部、２６………ランド、２８………端子電極、３０………回路配線、３２………外部電極、３４………アイランド、３６２………水平屈曲部、３８………インナーアイランド、４０………アウタ突出部。 10 ......... Physical quantity detection device, 12 ......... Ceramic package, 14 ......... Metal lid, 16 ......... External terminal (metal pad), 18 ...... Garaepo board, 20 ...... Relay board, 22 ... ... Frame, 24 ... Inner protrusion, 26 ......... Land, 28 ......... Terminal electrode, 30 ......... Circuit wiring, 32 ......... External electrode, 34 ......... Island, 362 ......... Horizontal Bending part, 38 ......... inner island, 40 ......... outer projecting part.

Claims (7)

物理量検出素子を含み複数の端子を有するセラミックパッケージと、
前記複数の端子を電気的に接続するランドを有し、外部への電気的接続のための外部電極を有する中継基板と、を含む物理量検出装置であって、
前記中継基板は、前記セラミックパッケージを囲む枠状の構造を有し、前記枠の内側からセラミックパッケージ側の方向へ突出するインナー突出部を備え、前記ランドが前記突出部に形成されることを特徴とする物理量検出装置。 A ceramic package including a physical quantity detection element and having a plurality of terminals;
A physical quantity detection device including a land for electrically connecting the plurality of terminals, and a relay substrate having an external electrode for electrical connection to the outside,
The relay board has a frame-like structure surrounding the ceramic package, includes an inner protrusion that protrudes from the inside of the frame toward the ceramic package, and the land is formed in the protrusion. A physical quantity detection device. 請求項１に記載の物理量検出装置であって、
前記セラミックパッケージと電気的に接続される前記中継基板は、前記セラミックパッケージよりも線膨張係数が大きく、前記物理量検出装置が実装される基板よりも線膨張係数が小さくなるような、線膨張係数を有する材料で構成されてい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,
The relay substrate that is electrically connected to the ceramic package has a linear expansion coefficient that is larger than that of the ceramic package and smaller than that of the substrate on which the physical quantity detection device is mounted. A physical quantity detection device comprising a material having the same. 請求項１に記載の物理量検出装置であって、
前記中継基板の少なくとも前記インナー突出部は前記ランド部より薄肉に形成してな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,
The physical quantity detection device according to claim 1, wherein at least the inner protruding portion of the relay substrate is formed thinner than the land portion. 請求項１に記載の物理量検出装置であって、
前記インナー突出部は屈曲部を備え、屈曲の先端部にてセラミックパッケージの外部端子が接続され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 inner protrusion includes a bent portion, and an external terminal of the ceramic package is connected to the bent tip. 請求項１に記載の物理量検出装置であって、
前記中継基板は前記ランド部と外部電極の形成部を厚肉とするとともにその他の部位をそれより薄肉に形成してな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,
The relay substrate is formed by forming the land portion and the external electrode forming portion thick and forming other portions thinner. 請求項１ないし５のいずれか１に記載の物理量検出装置であって、
前記中継基板は枠部の外縁にアウタ突出部を設け、このアウタ突出部に外部電極が形成されている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 1 to 5,
The relay board is provided with an outer protrusion on the outer edge of the frame, and an outer electrode is formed on the outer protrusion. 請求項１ないし５のいずれか１に記載の物理量検出装置であって、
前記中継基板は枠部の外縁にアウタ突出部を設け、このアウタ突出部に外部電極が形成され、前記アウタ突出部は途中に減肉された脚部を設けてなる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 1 to 5,
The relay board is provided with an outer projection on the outer edge of the frame, an external electrode is formed on the outer projection, and the outer projection is provided with a thinned leg in the middle. apparatus.
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