JP2017026387A - 物理量センサ - Google Patents

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Abstract

【課題】パッケージ基板の変形がセンサ素子の計測精度に与える影響を抑制できるようにした物理量センサを提供すること。
【解決手段】物理量センサ１は、所定の物理量を検出して電気信号を出力するセンサ素子１０と、センサ素子に接続される複数のリード部２２と、センサ素子および複数のリード部を収容するパッケージ基板３０とを備える。複数のリード部は、その基端側がパッケージ基板側に接続され、その先端側がセンサ素子側に接続されており、複数のリード部は、センサ素子がパッケージ基板に接触しないように、かつパッケージ基板側の変形がセンサ素子へ伝わるのを抑制するように、センサ素子を支持する。
【選択図】図２

Description

本発明は、物理量センサに関する。
加速度などの物理量を計測対象とする物理量センサは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて製造される。物理量センサは、例えば、半導体製造プロセスを応用した成膜、フォトリソグラフィ、エッチングなどの技術を用いて加工される、微細な三次元構造体である。外部からの信号（圧力、加速度、角速度など）が物理量センサの三次元構造体に作用すると、物理量センサは、三次元構造体の変形量に応じた電気信号を出力する。
特許文献１に記載の物理量センサは、梁、錘、検出電極から構成されている。特許文献１の物理量センサでは、外部からの信号（加速度、角速度）が加わると、梁につながった錘が駆動する。物理量センサは、錘の駆動による検出電極間の容量変化を検出して、信号を出力する。
特許文献２に記載の物理量センサのように、検出電極の代わりにピエゾ抵抗素子を梁に形成してもよい。特許文献２に記載の物理量センサでは、外部からの信号よって錘が駆動すると、ピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化し、この結果電圧が変化する。このように、物理量センサは、物理量を容量変化や電圧変化として検出することができる。
ところで、計測対象の物理量の検出時に、検出対象外の温度、湿度、不要な振動などが物理量センサに加わると、パッケージ基板などが変形する。この変形は、本来の計測対象の物理量の計測精度に悪影響を及ぼす。
特許文献３では、振動型の角速度検出素子をパッケージ基板に収納した角速度センサにおいて、リードフレームを長くすることで、リードの共振周波数を低くする。これにより、特許文献３に記載の角速度センサでは、リードの共振周波数による高共振周波数（数千Ｈｚ）への影響を低減する。
特許文献４では、力学量センサの内部ユニットとケーシングとの間に防振部材を設けている。特許文献４に記載の力学量センサは、ケーシングから伝達する振動を防振部材で吸収し、測定対象の振動のみを内部ユニットに伝達する。
非特許文献１には、角速度センサチップをワイヤボンディングにより、パッケージングに宙吊りに実装する。これにより、非特許文献１では、パッケージ基板の変形が角速度センサチップに伝達するのを防止する。
特開２０１０−２４３４７９号公報 特開２００２−２９６２９３号公報 特開２００７−６４７５３号公報 特開２０１０-１８１３９２号公報
ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲＳ２０１３，ｐｐ１９６２−１９６５
特許文献３では、検出素子を実装したパッケージ基板の各辺のうち対向する二辺にリードを設置するため、リードを設置した方向からの不要信号の影響を抑制できる。しかし、特許文献３のセンサでは、リードを配置していない方向への捻れや傾きにより生じる不要信号の影響を受けやすい。
特許文献４に記載の力学量センサでは、センサ素子とケーシングとの間に防振部材を設けるため、防振部材の変形が力学量センサの検出信号に影響を与えるおそれがある。
非特許文献１では、センサチップをボンディングワイヤで宙吊りにしているが、センサに加わる振動などによってワイヤが切れるおそれもあり、耐久性や信頼性の面で改善の余地がある。
本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、その目的は、パッケージ基板の変形がセンサ素子の計測精度に与える影響を抑制できるようにした物理量センサを提供することにある。
上記課題を解決すべく、本発明に従う物理量センサは、物理量を計測する物理量センサであって、所定の物理量を検出して電気信号を出力するセンサ素子と、センサ素子に接続される複数のリード部と、センサ素子および複数のリード部を収容するパッケージ基板と、を備え、複数のリード部は、その基端側がパッケージ基板側に接続され、その先端側がセンサ素子側に接続されており、複数のリード部は、センサ素子がパッケージ基板に接触しないように、かつパッケージ基板側の変形がセンサ素子へ伝わるのを抑制するように、センサ素子を支持する。
本発明によれば、複数のリード部は、センサ素子がパッケージ基板に接触しないように、かつパッケージ基板側の変形がセンサ素子へ伝わるのを抑制するように、センサ素子を支持するため、パッケージ基板の変形がセンサ素子の検出信号に与える影響を低減して、センサ素子の計測精度を高めることができる。
第１実施例に係る物理量センサの分解斜視図である。 物理量センサの断面図である。 第２実施例に係る物理量センサの分解斜視図である。 物理量センサの断面図である。 第３実施例に係る物理量センサの分解斜視図である。 物理量センサの断面図である。 第４実施例に係る物理量センサのリード基板の平面図である。 第５実施例に係る物理量センサの断面図である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、以下に詳述するように、物理量センサチップ１０への計測対象外の物理量（温度、湿度、不要振動）の影響を抑制する。このために、本実施形態では、「センサ素子」としての物理量センサチップ１０を矩形状のリード基板２０上に設置する。以下、物理量センサチップ１０をセンサチップ１０と略記する場合がある。
リード基板２０の四辺には、それぞれ「リード部」としてのリード２２が所定間隔で配置されている。リード基板２０は、その四辺からそれぞれ延びるリード３３により、パッケージ基板３０内で宙吊りされている。センサチップ１０の表面およびリード基板２０の裏面は、パッケージ基板３０の内面からそれぞれ僅かに離間しており、所定の隙間を形成する。
センサチップ１０およびリード基板２０は、中空のパッケージ基板３０内で宙吊り状態で支持されており、パッケージ基板３０に接触していない。このため、パッケージ基板３０に加わる衝撃や変形がセンサチップ１０に与える影響を抑制できる。
さらに、センサチップ１０の表面とパッケージ基板３０の内面との間に形成される隙間、および、リード基板２０の裏面とパッケージ基板３０の内面との間に形成される隙間を、いわゆる気体ダンパとして利用し、パッケージ基板３０からセンサチップ１０やリード基板２０へ伝わる振動を減衰させることができる。
さらに、対称形状である矩形状に形成されるリード基板２０の四辺には、複数のリード２２が所定間隔で配置されるため、リード基板２０およびセンサチップ１０を四方向から対称に支持する。このため、本実施形態では、パッケージ基板３０に生じる捻れや傾きがセンサチップ１０へ伝わるのを抑制することができる。換言すれば、本実施形態では、パッケージ基板３０に生じる振動や捻れ、傾きを複数のリード２２で吸収できるため、計測対象外の物理量の影響を低減して、Ｓ／Ｎを高めることができる。
さらに、センサチップ１０の線膨張係数とリード基板２０の線膨張係数の差が小さくなるように設定するか、または、リード基板２０の両面のうちセンサチップ１０を搭載する面とは反対側の面に、センサチップ１０と同様の線膨張係数を有する所定の基板５０を設けても良い。所定の基板５０は、例えば、センサチップ１０の検出信号を増幅する増幅回路基板である。これにより、リード基板２０が熱膨張により変形するのを抑制することができる。センサチップ１０とリード基板２０の線膨張係数がほぼ等しければ、温度変化した場合でも、リード基板２０が変形するのを抑制できる。センサチップ１０とリード基板２０の線膨張係数が異なる場合、センサチップ１０と同様の線膨張係数を持つ所定の基板をリード基板２０の両面のうちセンサチップ１０の搭載面とは逆の面に設ける。これにより、温度変化が生じた場合でも、リード基板２０の一方の面で生じるセンサチップ１０の熱膨張と、リード基板２０の他方の面で生じる所定の基板５０の熱膨張とを、結果的に打ち消すことができ、リード基板２０およびセンサチップ１０の変形を抑制できる。
さらに本実施形態では、リード２２をボンディングワイヤよりも剛性の高いリードフレームとして形成するため、センサチップ１０を載せたリード基板２０を均一かつ強固に支持することができる。以下、本実施形態を詳細に説明する。
図１および図２を用いて第１実施例を説明する。図１は、本実施例に係る物理量センサ１の分解斜視図である。図２は、物理量センサの断面図である。
物理量センサ１は、例えば、加速度や角速度などの所定の物理量（計測対象の物理量）を検出して信号を出力するデバイスである。物理量センサ１は、例えば、センサチップ１０、リード基板２０、パッケージ基板３０を含んで構成される。
センサチップ１０は、計測対象の物理量が加わると、その内部の三次元構造が変形して電気信号を出力する。センサチップ１０は、三次元構造の変形に応じた容量変化や抵抗変化などを利用して、その変形を電気信号に変換する。センサチップ１０は、対称形状に形成される。対称形状の例としては、平面視において、長方形、正方形、二等辺三角形、正三角形、円、楕円などがある。正方形や円形は、センサチップ１０にとって好ましい形状の一つである。ただし、センサチップ１０は、正方形や円形に限定されない。
リード基板２０は、センサチップ１０とパッケージ基板３０とを電気的に接続し、センサチップ１０を図外の外部システムへ接続するための基板である。リード基板２０は、例えば、電極基板２１と、リード２２と、接続素子２３を備える。
電極基板２１は、センサチップ１０と同様の線膨張係数を有する材料から、対称形状に形成される。対称形状としては、平面視において、例えば長方形、正方形、二等辺三角形、正三角形、円、楕円などがある。正方形や円形は、リード基板２０の電極基板２１にとって好ましい形状の一つである。ただし、電極基板２１の形状は、正方形や円形に限定しない。
本実施例では、センサチップ１０とリード基板２０の電極基板２１を、いずれも同一の対称形状（ここでは正方形）に形成している。そして、電極基板２１の周縁を構成する四辺には、それぞれ複数のリード２２が同数ずつ所定間隔で配置されている。各リード２２は、ボンディングワイヤよりも剛性の高いリードフレームとして形成されている。
各リード２２の基端側は、パッケージ基板３０の電極３３に半田などで電気的に接続されている。各リード２２の先端側は、電極基板２１の配線パターン（図示せず）を介して、センサチップ１０に半田などで電気的に接続されている。なお、各リード２２は、電極基板２１に半田などで固定されることで、センサチップ１０に機械的に接続されている。各リード２２は、リード基板２０の電極基板２１を介して、センサチップ１０をパッケージ基板３０で宙吊りで、電極基板２１の四辺から均一に支持している。
電極基板２１の表面（図１中の上面）には、センサチップ１０内の電気回路と電気的に接続するための接続素子２３が所定位置に配置されている。
パッケージ基板３０は、センサチップ１０およびリード基板２０を収容する中空の密閉構造を有する。パッケージ基板３０は、センサチップ１０およびリード基板２０と同様に、対称形状としての正方形（平面視において）に形成されている。
パッケージ基板３０は、例えば蓋部３１と、基板部３２を備える。パッケージ基板３０の基板部３２の表面には、電極３３が配置されている。電極３３は、図２に示す他の電極３４を介して、図外の外部システムに電気的に接続される。センサチップ１０は、リード基板２０およびパッケージ基板３０を介して、外部システムに電気的に接続される。
物理量センサ１の製造工程の一例を簡単に説明すると、第１に、センサチップ１０、リード基板２０、パッケージ基板３０を製造して用意する。第２に、センサチップ１０をリード基板２０に実装し、センサチップ１０とリード基板２０を電気的かつ機械的に接続する。第３に、センサチップ１０の実装されたリード基板２０を、パッケージ基板３０の基板部３２に電気的かつ機械的に接続する。第４に、基板部３２を覆うようにして、蓋部３１を基板部３２に気密に取り付ける。パッケージ基板３０は、その内部に不活性ガスまたは乾燥空気を封入した状態で気密に密閉される。
図２を参照する。図２（ａ）は、組立後の物理量センサ１の断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大して示す断面図である。
センサチップ１０の実装されたリード基板２０は、四辺から延びる各リード２２により、パッケージ基板３０内に宙吊り状態で支持されている。パッケージ基板３０の基板部３２に接続されている各リード２２の基端側を除く他の部分、即ちセンサチップ１０および電極基板２１は、パッケージ基板３０に接触せずに宙に浮いたかのような状態で、各リード２２により支持されている。
センサチップ１０の表面（図２中の上面）とパッケージ基板３０の蓋部３１の裏面との間には、微小な隙間δ１が形成される。リード基板２０の電極基板２１の下面とパッケージ基板３０の基板部３２の上面との間には、他の微少な隙間δ２が形成される。これらの隙間δ１，δ２は、例えば、数μｍ〜十数μｍの値に設定される。
このように構成される本実施例によれば、温度や湿度が変化して、パッケージ基板３０が変形した場合でも、その変形は各リード２２が若干撓むなどして吸収する。従って、パッケージ基板３０の変形がセンサチップ１０に与える影響を抑制することができる。この結果、本実施例の物理量センサは、小型化、薄型化した場合でも、計測精度および信頼性を向上できる。
本実施例によれば、センサチップ１０を実装するリード基板２０は、中空構造のパッケージ基板３０内において、リード２２の基端側以外はパッケージ基板３０に接触しないように、宙吊り状態で支持されている。そして、センサチップ１０とパッケージ基板３０の蓋部３１の間には隙間δ１が形成されており、リード基板２０とパッケージ基板３０の基板部３２の間には隙間δ２が形成されている。つまり、本実施例では、センサチップ１０およびリード基板２０の構造体の上下には、それぞれ微小な隙間δ１，δ２が形成されており、それらの隙間δ１，δ２は気体ダンパとして機能する。従って、本実施例では、物理量センサ１に不要な振動が加わった場合、各隙間δ１，δ２で生じる気体のダンピング効果により、その不要な振動を低減できる。このため、センサチップ１０が不要振動を検出する信号の強度を、計測対象の物理量の信号の強度よりも小さくして、Ｓ／Ｎを高めることができる。
本実施例では、センサチップ１０およびリード基板２０を錘とし、各リード２２をバネとする、三次元構造に対して共振周波数が加えられた場合でも、隙間δ１，δ２の気体ダンパ効果により、その共振周波数に起因する振動がセンサチップ１０へ伝わるのを抑制することができる。
本実施例では、リード基板２０の電極基板２１から引き出す各リード２２を、電極基板２１の四辺方向にそれぞれ配置するため、パッケージ基板３０に不要振動が加わったときの、リード基板２０の変形も抑制できる。センサチップ１０を実装したリード基板２０は、その四辺を剛性の高い各リード２２で均一に支持されているため、センサチップ１０およびリード基板２０が、図１中のＺ軸回りに回動したり、Ｘ軸回りに回動したり、Ｙ軸回りに回動したりするのを抑制できる。そして、上述のように、センサチップ１０およびリード基板２０の全体が上下方向（Ｚ軸方向）へ変位する場合、隙間δ１，δ２がその上下方向への動きを阻害するため、上下方向への変位量を少なくできる。
図３および図４を参照して第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例は、第１実施例の変形例に該当するため、第１実施例との相違を中心に説明する。本実施例の物理量センサ１Ａは、増幅回路基板５０を内蔵する。図３は、物理量センサ１Ａの分解斜視図である。図４は、物理量センサ１Ａの断面図である。
物理量センサ１Ａは、センサチップ１０、リード基板２０、パッケージ基板３０、および増幅回路基板５０を含んで構成されている。増幅回路基板５０は、センサチップ１０からの信号を処理する「所定の基板」の一例であり、センサチップ１０の信号を増幅して出力する。以下、回路基板５０と略記する場合がある。
回路基板５０は、対称形状としての正方形または長方形に形成されている。回路基板５０は、パッケージ基板３０Ａの基板部３２Ａの中央に形成された回路基板収容部３５に収容されて、基板部３２Ａに設けられた電極３６と電気的に接続される。センサチップ１０は、例えば、リード２２からパッケージ基板３０の電極３３を介して、基板部３２内の配線パターン（不図示）に接続され、その配線パターンから電極３６を介して回路基板５０に接続される。
物理量センサ１Ａの製造工程の一例を説明する。第１に、センサチップ１０、リード基板２０、パッケージ基板３０を製造して用意する。第２に、センサチップ１０をリード基板２０に実装し、センサチップ１０とリード基板２０を電気的かつ機械的に接続する。第３に、回路基板５０をパッケージ基板３０の収容部３５へ実装し、電極３６と電気的に接続する。第４に、センサチップ１０の実装されたリード基板２０を、パッケージ基板３０の基板部３２に電気的かつ機械的に接続する。第５に、基板部３２を覆うようにして、蓋部３１を基板部３２に気密に取り付ける。パッケージ基板３０は、その内部に不活性ガスまたは乾燥空気を封入した状態で気密に密閉される。
本実施例においても、センサチップ１０の上面とパッケージ基板３０の蓋部３１との間には微少な隙間δ１が形成される。さらに、リード基板２０の電極基板２１の下面とパッケージ基板３０の基板部３２との間にも微少な隙間δ２が形成される。より詳しくは、本実施例では、基板部３２の中央部の収容部３５に回路基板５０を収容するため、隙間δ２は、回路基板５０の上面または基板部３２の上面のうちいずれか高い方の面とリード基板２０の電極基板２１の下面との間の隙間として定義される。即ち、センサチップ１０およびリード基板２０は、回路基板５０とも接触しない。
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例の物理量センサ１Ａは、回路基板５０を内蔵するため、センサチップ１０の信号を増幅して外部システムへ出力でき、利便性が向上する。回路基板５０は、増幅回路以外の他の機能を発揮する回路を含んでもよい。例えば、波形成形回路やノイズ除去回路などを回路基板５０に含めたり、アナログ／デジタル変換回路などを回路基板５０に含めたりしてもよい。
図５および図６を用いて第３実施例を説明する。本実施例の物理量センサ１Ｂは、リード基板２０の電極基板２１の下面に回路基板５０Ｂを搭載している。さらに、本実施例の物理量センサ１Ｂでは、電極基板２１の下面と基板部３２の上面の間に回路基板５０Ｂを配置するための空間を形成すべく、各リード２２はわずかに折り曲げられている。図５は物理量センサ１Ｂの分解斜視図である。図６は物理量センサ１Ｂの断面図である。
物理量センサ１Ｂは、センサチップ１０、リード基板２０Ｂ、パッケージ基板３０、回路基板５０Ｂを含んで構成される。リード基板２０Ｂの電極基板２１の四辺からは、図６に示すように、各リード２２Ｂが斜め下向きに折り曲げられて引き出されている。
リード２２Ｂは、電極板２１を基準の水平面とすると、その水平面から角度θだけ斜め下向きに延びている。リード２２Ｂの先端側は、電極板２１に接続される平坦部となっており、リード２２Ｂの基端側はパッケージ基板３０の電極３３に接続される平坦部となっている。
センサチップ１０を実装するリード基板２０Ｂは、水平方向から角度θだけ斜めに折り曲げられた各リード２２Ｂにより、中空構造のパッケージ基板３０内に宙吊り状態で支持されている。各リード２２Ｂが傾斜している分だけ、リード基板２０の電極基板２１とパッケージ基板３０の基板部３２との間の隙間δ２Ｂは、前記各実施例で述べた隙間δ２よりも大きくなっている（δ２Ｂ＞δ２）。この拡張された隙間δ２Ｂに位置して、電極板２１の下面中央部に、回路基板５０Ｂが実装されている。
「所定の基板」の他の一例である回路基板５０Ｂは、対称形状としての正方形または長方形に形成されている。回路基板５０Ｂは、センサチップ１０からの信号を増幅する増幅回路基板であってもよいし、増幅以外の機能を実現する回路基板であってもよい。回路基板５０Ｂには、リード基板２０Ｂと電気的に接続するための複数の電極５１が形成されている。
回路基板５０Ｂは、リード基板２０の電極板２１の略中央部に位置して、下面に半田付けなどで固定される。回路基板５０Ｂは、センサチップ１０と同程度の線膨張係数を有するように形成される。これにより、物理量センサ１Ｂに温度変化が生じた場合でも、リード基板２０から見ると、センサチップ１０の熱膨張による変位と回路基板５０Ｂの熱膨張に変位とが互いに相殺される。従って、リード基板２０の変位量を少なくでき、線膨張係数の相違に起因する影響がセンサチップ１０に及ぶのを抑制できる。なお、センサチップ１０および回路基板５０Ｂのそれぞれの線膨張係数をほぼ等しく設定するだけでなく、リード基板２０の電極基板２１の線膨張係数もそれら線膨張係数にほぼ等しくすれば、より一層、熱膨張による影響を低減することができる。
物理量センサ１Ｂの製造工程の一例を説明する。第１に、センサチップ１０、リード基板２０Ｂ、パッケージ基板３０を製造して用意する。第２に、センサチップ１０をリード基板２０Ｂに実装し、センサチップ１０とリード基板２０Ｂを電気的かつ機械的に接続する。第３に、回路基板５０Ｂをリード基板２０Ｂに実装し、電極５１を介して回路基板５０Ｂとリード基板２０Ｂおよびセンサチップ１０を電気的に接続する。第４に、センサチップ１０および回路基板５０Ｂを実装したリード基板２０Ｂを、パッケージ基板３０の基板部３２に電気的かつ機械的に接続する。第５に、基板部３２を覆うようにして、蓋部３１を基板部３２に気密に取り付ける。パッケージ基板３０は、その内部に不活性ガスまたは乾燥空気を封入した状態で気密に密閉される。
このように構成される本実施例も第１、第２実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例では、回路基板５０Ｂをセンサチップ１０の反対側に位置してリード基板２０Ｂに実装するため、回路基板５０Ｂとセンサチップ１０との配線パターン長を短くすることができる。従って、センサチップ１０の信号にノイズが乗るのを抑制でき、より一層信頼性および使い勝手を向上できる。
図７を用いて第４実施例を説明する。本実施例の物理量センサ１Ｃでは、リード基板２０Ｃの電極基板２１から、「第１リード部」としてのリード２２と、「第２リード部」としてのダミーリード２２Ｃを引き出している。図７では、リード２２に斜線を付して、ダミーリード２２Ｃと区別している。
リード２２は、上述のようにセンサチップ１０とパッケージ基板３０とを電気的に接続すると共に、センサチップ１０を電極基板２１を介してパッケージ基板３０に機械的に接続するものである。
これに対し、ダミーリード２２Ｃは、センサチップ１０を電極基板２１を介してパッケージ基板３０に機械的に接続するだけのものであり、ダミーリード２２Ｃはセンサチップ１０に電気的に接続されない。つまり、ダミーリード２２Ｃは、支持用の梁としてのみ機能し、電気回路を構成しない。
通常のリード２２には電気信号が流れるため、リード２２の先端は、温度変化に起因する応力のかかりにくい所定の領域に位置して、電極板２１に設けられている。所定の領域とは、例えば、電極基板２１の四辺それぞれの中央部である。電極板２１の中央部は、熱膨張による変位量が少ないため、リード２２に加わる応力を小さくできる。この結果、リード２２を流れる信号にノイズが乗ったりするのを抑制できる。
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。本実施例は、第２、第３実施例のいずれかと組み合わせることもできる。本実施例によれば、通常のリード２２を応力の比較的かかりにくい領域に配置し、比較的応力のかかる領域には信号の流れないダミーリード２２Ｃを配置するため、より一層信頼性を向上できる。
図８を用いて第５実施例を説明する。図８は物理量センサ１Ｄの断面図である。本実施例の物理量センサ１Ｄは、リード基板２０を廃止し、センサチップ１０Ｄとパッケージ基板３０Ｄとを複数のリード３７を介して直接的に接続する。
センサチップ１０Ｄの下面には複数の電極１１が設けられている。パッケージ基板３０Ｄの基板部３２からは、電極１１に対応するリード３７が斜め上向きに折り曲げられて引き出されている。センサチップ１０Ｄの検出した信号は、電極１１、リード３７、電極３３、電極３４を介して外部システムに送られる。
センサチップ１０Ｄの上面とパッケージ基板３０Ｄの蓋部３１との間には、隙間δ１が形成されている。センサチップ１０Ｄの下面とパッケージ基板３０Ｄの基板部３２との間にも、隙間δ１Ｄが形成されている。
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。本実施例は、第２、第３、第４実施例のいずれかと組み合わせることができる。本実施例では、リード基板２０を廃止したため、物理量センサ１Ｄの構成を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。各実施例で述べた特徴は、他の実施例の構成と適宜組み合わせて用いることができる。例えば、センサチップとリード基板とを一体的に形成してもよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ：物理量センサ、１０，１０Ｄ：センサチップ、２０，２０Ｂ，２０Ｃ：リード基板、２２，２２Ｂ，２２Ｃ：リード、３０，３０Ａ，３０Ｄ：パッケージ基板、３７：リード、５０，５０Ｂ：回路基板

Claims (11)

  1. 物理量を計測する物理量センサであって、
    所定の物理量を検出して電気信号を出力するセンサ素子と、
    前記センサ素子に接続される複数のリード部と、
    前記センサ素子および前記複数のリード部を収容するパッケージ基板と、
    を備え、
    前記複数のリード部は、その基端側が前記パッケージ基板側に接続され、その先端側が前記センサ素子側に接続されており、
    前記複数のリード部は、前記センサ素子が前記パッケージ基板に接触しないように、かつ前記パッケージ基板側の変形が前記センサ素子へ伝わるのを抑制するように、前記センサ素子を支持する、
    物理量センサ。
  2. 前記パッケージ基板は気密構造を有しており、前記パッケージ基板内に封入された気体によって、前記センサ素子と前記パッケージ基板の間の隙間に気体ダンパが形成される、
    請求項１に記載の物理量センサ。
  3. 前記複数のリード部は、前記センサ素子を対称に支持する、
    請求項２に記載の物理量センサ。
  4. 前記センサ素子は対称形状を有しており、
    前記センサ素子の周縁側に前記複数のリード部が所定間隔で配置されており、
    前記複数のリード部は、前記センサ素子を均一に支持する、
    請求項３に記載の物理量センサ。
  5. 前記複数のリード部はリード基板に設けられており、
    前記センサ素子は、前記リード基板に搭載されており、
    前記複数のリード部は、前記リード基板を介して前記センサ素子を支持する、
    請求項４に記載の物理量センサ。
  6. 前記リード基板の線膨張係数と前記センサ素子の線膨張係数との差が小さくなるように設定されているか、または、前記リード基板の両面のうち前記センサ素子が搭載されている一方の面とは反対側の他方の面に前記センサ素子と同様の線膨張係数を有する所定の基板が設けられている、請求項５に記載の物理量センサ。
  7. 前記所定の基板は、前記センサ素子からの出力信号を処理する基板である、
    請求項６に記載の物理量センサ。
  8. 前記複数のリード部は、ボンディングワイヤよりも剛性の高いリードフレームとして形成される、
    請求項７に記載の物理量センサ。
  9. 前記複数のリード部には、前記センサ素子に電気的かつ機械的に接続される複数の第１リード部と、前記センサ素子に機械的に接続される複数の第２リード部が含まれる、
    請求項８に記載の物理量センサ。
  10. 前記各第１リード部は、その先端側が前記リード基板のうち、前記リード基板に力が加わった場合の応力の小さい所定領域に設けられている、
    請求項９に記載の物理量センサ。
  11. 前記リード基板は、平面視矩形状に形成されており、
    前記複数のリード部は、前記リード基板の四辺に所定間隔で配置されている、
    請求項５に記載の物理量センサ。
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