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JP3528834B2 - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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Publication number
JP3528834B2
JP3528834B2 JP2001390794A JP2001390794A JP3528834B2 JP 3528834 B2 JP3528834 B2 JP 3528834B2 JP 2001390794 A JP2001390794 A JP 2001390794A JP 2001390794 A JP2001390794 A JP 2001390794A JP 3528834 B2 JP3528834 B2 JP 3528834B2
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JP
Japan
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acceleration
acceleration sensor
detection element
detecting element
electronic circuit
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JP2001390794A
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Inventor
昌大 松本
清光 鈴木
政之 三木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/45099Material
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    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate

Landscapes

  • Air Bags (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに係り、特
に自動車用に好適な加速度センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor, and more particularly to an acceleration sensor suitable for automobiles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の装置としては、例えば特公平4−5
5267号公報や特開平3−134570 号公報に記載されている
ようにガラスあるいはシリコンを積層して形成された加
速度センサがある。
2. Description of the Related Art As a conventional device, for example, Japanese Patent Publication No. 4-5
There is an acceleration sensor formed by laminating glass or silicon as described in Japanese Patent No. 5267 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-134570.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサ
は、検出加速度方向は加速度センサの取付け面と垂直方
向であり、また、金属ステムや金属カバーを使用したた
めに大きな重量を持つことになった。このことは本加速
度センサを装着したシステムに対して実装上種々の制約
を招いていた。例えば、エアバックシステムでは、これ
のコントロールユニットは通常車両の水平方向に取付け
られるが、検出すべき加速度の検出方向は車両の前後方
向である。このように加速度センサの検出加速度方向が
コントロールユニットの取付け面と垂直方向であるため
にエアバックのような用途では実装上の問題があった。
また、加速度センサ自体の重量が大きいことから機械的
に共振しやすく(機械的共振により加速度検出に誤差が
できる)、この影響を低減する意味からもコントロール
ユニットのケースの側面にねじにより強固に固定する必
要があった。つまり、上記従来技術はエアバックのよう
な用途に加速度センサを応用した時の実装の容易性につ
いて配慮がされていなかった。
In the conventional acceleration sensor, the detected acceleration direction is perpendicular to the mounting surface of the acceleration sensor, and since it uses the metal stem and the metal cover, it has a large weight. This has caused various restrictions in mounting the system equipped with this acceleration sensor. For example, in an airbag system, the control unit of the airbag system is usually mounted in the horizontal direction of the vehicle, but the detection direction of acceleration to be detected is the front-back direction of the vehicle. As described above, the direction of acceleration detected by the acceleration sensor is perpendicular to the mounting surface of the control unit, so there is a mounting problem in applications such as airbags.
Also, because the acceleration sensor itself is heavy, it easily resonates mechanically (mechanical resonance causes errors in acceleration detection), and to reduce this effect, it is firmly fixed to the side of the control unit case with screws. Had to do. In other words, the above-mentioned conventional technique does not consider the ease of mounting when the acceleration sensor is applied to an application such as an airbag.

【0004】本発明の目的は、検出加速度方向がプリン
ト板と平行で、且つ、プリント板に表面実装できる加速
度センサを提供することにある。
An object of the present invention is to detect the direction of acceleration in the print mode.
Another object of the present invention is to provide an acceleration sensor that is parallel to the printed circuit board and can be surface-mounted on the printed circuit board .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、加速度に応
じて変位する質量部及び該質量部を支持するビーム部と
を有する加速度検出素子と、前記加速度検出素子の情報
を入力して前記加速度に応じた電気信号を発生する電子
回路と、前記加速度検出素子と前記電子回路とが設置さ
れた基板と、前記基板に接着され、前記加速度検出素子
と前記電子回路とを内側で気密に封止する気密封止体を
構成するカバーと、前記電子回路と電気的に接続され、
前記気密封止体の内側の前記基板表面から前記気密封止
体の外側の前記基板表面に延在して設けられた第1の導
体パターンと、前記気密封止体の外側の前記カバー表面
に設けられた第2の導体パターンとを備え、前記第1の
導体パターンと前記第2の導体パターンとを半田により
プリント板に固定し、前記加速度検出素子により前記プ
リント板に平行な加速度を検出し、前記加速度に応じた
電気信号を前記半田を介して前記プリント板に出力する
加速度センサによって達成される。
[Means for Solving the Problems] The above object is to respond to acceleration.
A mass part that displaces and a beam part that supports the mass part
And an information of the acceleration detection element
To generate an electric signal in response to the acceleration
A circuit, the acceleration detecting element, and the electronic circuit are installed.
And the acceleration detection element bonded to the substrate
And an airtight sealing body that hermetically seals the electronic circuit inside and
And a cover that is electrically connected to the electronic circuit,
The airtight seal from the substrate surface inside the airtight seal
A first conductor extending on the surface of the substrate outside the body.
Body pattern and the cover surface outside the hermetic seal
A second conductor pattern provided on the first conductor pattern,
Solder the conductor pattern and the second conductor pattern.
It is fixed to the printed board and the acceleration detection element
Acceleration parallel to the lint plate is detected and measured according to the acceleration.
Output an electric signal to the printed board through the solder
It is achieved by an acceleration sensor .

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【作用】加速度センサの検出加速度方向が加速度センサ
の取付け面と並行になるように上記加速度検出素子を加
速度センサ内部に配置し、コントロールユニットの基板
表面に実装しても検出加速度方向が基板と水平方向にな
るようにしているため実装が容易になる。また、上記加
速度検出素子を配置した基板と上記基板に対抗して配置
されるカバーにより上記加速度検出素子を気密に封止す
ることにより、金属システムを省略し軽量化することで
プリント板のような機械的剛性の弱い材料に固定しても
共振が生じないようにすることができる。
[Function] Even if the acceleration detection element is arranged inside the acceleration sensor so that the acceleration direction detected by the acceleration sensor is parallel to the mounting surface of the acceleration sensor and is mounted on the board surface of the control unit, the detected acceleration direction is horizontal to the board. It is easy to implement because it is oriented. Further, by sealing the acceleration detecting element airtightly by the substrate on which the acceleration detecting element is arranged and the cover arranged opposite to the substrate, the metal system is omitted and the weight is reduced, such as a printed board. Resonance can be prevented even if it is fixed to a material having low mechanical rigidity.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の第1の実施例である加速度セ
ンサを図1により説明する。図1は第1の実施例による
加速度センサの断面図である。この加速度センサはセラ
ミック基板109にこの基板と水平方向の加速度を検出
する加速度検出素子102と加速度検出素子102の情
報から加速度に応じた電気信号を出力する電子回路10
3を配置し、セラミック基板109にセラミックカバー
101を接着することにより加速度検出素子102及び
電子回路103を気密に封止したものである。また、電
子回路103と外部との配線はセラミック基板109に
印刷された導体パターン104,106により行った。
また、導体パターン104,106はプリント板108
と固定及び配線をするための半田パッドとしても使用さ
れ、図1に示すように半田105,107によりエアバ
ックシステムにおけるコントロールユニット部のプリン
ト板108へ固定及び配線が行えるようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view of an acceleration sensor according to the first embodiment. The acceleration sensor includes an acceleration detection element 102 that detects acceleration in the horizontal direction of the ceramic substrate 109, and an electronic circuit 10 that outputs an electric signal corresponding to the acceleration from information of the acceleration detection element 102.
3 is arranged and the ceramic cover 101 is adhered to the ceramic substrate 109 to hermetically seal the acceleration detection element 102 and the electronic circuit 103. Wiring between the electronic circuit 103 and the outside was performed by the conductor patterns 104 and 106 printed on the ceramic substrate 109.
In addition, the conductor patterns 104 and 106 are printed boards 108.
It is also used as a solder pad for fixing and wiring, and as shown in FIG. 1, it can be fixed and wired to the printed board 108 of the control unit section in the airbag system by the solder 105, 107.

【0009】次にガラスあるいはシリコンを積層して形
成した加速度検出素子の一例を図2により説明する。図
2は加速度検出素子の断面構造である。本加速度検出素
子はガラス板204,208、シリコン板206より構
成され、中央のシリコン板206にはビーム210によ
り支持され加速度に応じて移動する可動電極202が配
置されている。また、上下のガラス板204,208に
は可動電極202に対向するように固定電極201,2
09が配置されており、固定電極201,209及び可
動電極202はそれぞれパッド203,207,205
に接続され、外部に電気的に接続できるようになってい
る。可動電極202はおもりの機能を有する質量(マ
ス)であり、加速度に応じてビーム210を変位させ
る。従って、本加速度検出素子に検出加速度方向の加速
度が働くと可動電極202は検出加速度方向に移動す
る。可動電極202が検出加速度方向に移動すると可動
電極202と固定電極201間の静電容量と可動電極2
02と固定電極209間の静電容量が変化する。つま
り、この静電容量の変化を検出することにより加速度に
応じた出力を得るものである。
Next, an example of the acceleration detecting element formed by laminating glass or silicon will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional structure of the acceleration detecting element. The present acceleration detecting element is composed of glass plates 204, 208 and a silicon plate 206, and a movable electrode 202 supported by a beam 210 and moving according to acceleration is arranged on the central silicon plate 206. Further, the fixed electrodes 201, 2 are provided on the upper and lower glass plates 204, 208 so as to face the movable electrode 202.
09 are arranged, and fixed electrodes 201, 209 and movable electrode 202 are pads 203, 207, 205, respectively.
It is connected to and can be electrically connected to the outside. The movable electrode 202 is a mass having a weight function, and displaces the beam 210 according to acceleration. Therefore, when the acceleration in the detected acceleration direction acts on the present acceleration detection element, the movable electrode 202 moves in the detected acceleration direction. When the movable electrode 202 moves in the detected acceleration direction, the capacitance between the movable electrode 202 and the fixed electrode 201 and the movable electrode 2
02 and the fixed electrode 209 change in capacitance. That is, an output according to the acceleration is obtained by detecting the change in the electrostatic capacitance.

【0010】次に、本発明の第1の実施例における加速
度検出素子の実装構造タイプAを図3により説明する。
図3において使用した加速度検出素子102は図2で説
明した加速度検出素子である。まず、加速度検出素子1
02のセラミック基板109への固定は加速度検出素子
102の並行度や接着強度を出すために加速度検出素子
102の積層方向の長さを長くしてセラミック基板10
9との接着面の面積を増加させ、シリコンゴム504を
使用して接着した。また、ビーム210が接着部から一
番遠くなる面を接着面に選び、セラミック基板109か
ら働く応力により加速度検出素子102が受ける影響を
低減している。次に、加速度検出素子102からの配線
はパッド203,205,207から金線501,50
2,503をワイヤーボンディングすることにより行っ
た。
Next, a mounting structure type A of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The acceleration detecting element 102 used in FIG. 3 is the acceleration detecting element described in FIG. First, the acceleration detection element 1
02 is fixed to the ceramic substrate 109 by increasing the length of the acceleration detecting element 102 in the stacking direction in order to obtain parallelism and adhesive strength of the acceleration detecting element 102.
The area of the adhesion surface with 9 was increased, and adhesion was performed using silicon rubber 504. In addition, the surface of the beam 210 farthest from the bonded portion is selected as the bonded surface to reduce the influence of the stress acting from the ceramic substrate 109 on the acceleration detecting element 102. Next, the wiring from the acceleration detection element 102 is connected to the gold wires 501, 50 from the pads 203, 205, 207.
2, 503 was wire-bonded.

【0011】次に、本発明の第1の実施例における加速
度検出素子の実装構造タイプBを図4により説明する。
まず、図4に示した加速度検出素子の構造を説明する。
この加速度検出素子はシリコン板802,805,80
8及びガラス板803,806より構成され、中央のシリ
コン板805には加速度に応じて移動する可動電極81
0と可動電極810を支持するビーム809が配置され
ている。また、ガラス層803,806には可動電極8
10に対向するように固定電極811,812を配置して
いる。従って、本加速度検出素子に加速度が働くと可動
電極810が移動し、可動電極810と固定電極811
間の静電容量と可動電極810と固定電極812間の静
電容量が変化する。この静電容量の変化を検出すること
により加速度に応じた出力を得ることができる。また、
固定電極811,812から外部への配線はそれぞれシ
リコン板802,808を介してパッド801,807
に接続され、可動電極810から外部への配線はパッド
804により外部に配線が取出せるようにしている。ま
た、セラミック基板109への固定は第1の実施例同様
シリコンゴム813により接着した。この時、第1の実
施例同様加速度検出素子の積層方向の長さを長くし接着
面積を拡大することで接着強度を上げ、ビーム809が
接着部から一番遠くなる接着面を選びセラミック基板1
09から加速度検出素子に働く応力の影響の低減を図っ
た。また、加速度検出素子からの配線はパッド801,
804,807に金線をワイヤーボンディングすること
により行った。
Next, a mounting structure type B of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
First, the structure of the acceleration detecting element shown in FIG. 4 will be described.
This acceleration detecting element is composed of silicon plates 802, 805, 80.
8 and glass plates 803 and 806, and a movable electrode 81 that moves in response to acceleration is provided on the central silicon plate 805.
0 and a beam 809 supporting the movable electrode 810 are arranged. In addition, the movable electrodes 8 are formed on the glass layers 803 and 806.
Fixed electrodes 811 and 812 are arranged so as to face 10. Therefore, when acceleration acts on the present acceleration detection element, the movable electrode 810 moves, and the movable electrode 810 and the fixed electrode 811 move.
The electrostatic capacitance between them and the electrostatic capacitance between the movable electrode 810 and the fixed electrode 812 change. An output according to the acceleration can be obtained by detecting the change in the electrostatic capacitance. Also,
Wiring from the fixed electrodes 811 and 812 to the outside is provided with pads 801 and 807 via silicon plates 802 and 808, respectively.
The wiring from the movable electrode 810 to the outside is connected to the outside by the pad 804. Further, the fixing to the ceramic substrate 109 was performed by using silicone rubber 813 as in the first embodiment. At this time, as in the first embodiment, the adhesive strength is increased by increasing the length of the acceleration detecting element in the stacking direction and expanding the adhesive area, and the ceramic substrate 1 is selected by selecting the adhesive surface where the beam 809 is farthest from the adhesive portion.
From 09, the effect of stress acting on the acceleration detecting element was reduced. Further, the wiring from the acceleration detecting element is the pad 801,
It was performed by wire-bonding a gold wire to 804 and 807.

【0012】次に、本発明の第1の実施例における加速
度検出素子の実装構造タイプCを図5により説明する。
本実装方法における加速度検出素子は図4に示したもの
とほぼ同じである。
Next, a mounting structure type C of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The acceleration detecting element in this mounting method is almost the same as that shown in FIG.

【0013】各シリコン板802,805,808のパ
ッド801,804,807を図に示すように加速度検
出素子の下部に設けて、半田ボール814,815,8
16を介してセラミック基板109へ接着,固定する方
法である。この場合、セラミック基板109へ形成した
導体パターン(図中には示していない)との電気的結線
が金線などのワイヤーボンディング作業なしに達成され
る。
Pads 801, 804, 807 of the silicon plates 802, 805, 808 are provided below the acceleration detecting element as shown in the figure, and solder balls 814, 815, 8 are provided.
This is a method of adhering and fixing to the ceramic substrate 109 via 16. In this case, electrical connection with a conductor pattern (not shown in the figure) formed on the ceramic substrate 109 is achieved without a wire bonding operation for a gold wire or the like.

【0014】次に、本発明の第1の実施例における加速
度検出素子の実装構造タイプDを図6により説明する。
本実装構造は図3に示した加速度検出素子の実装方法と
検出素子102の構造及び固定方法は同じであるが、配
線方法を一部変更した実装方法である。つまり、パッド
203,205,207から金線501,502,50
3をワイヤーボンディングにより、電子回路を集積化し
た集積回路604へ直接接続した実装方法である。
Next, a mounting structure type D of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This mounting structure is the same as the mounting method of the acceleration detecting element shown in FIG. 3 and the structure and fixing method of the detecting element 102, but the wiring method is partially changed. That is, from the pads 203, 205, 207 to the gold wires 501, 502, 50
3 is a mounting method in which 3 is directly connected to an integrated circuit 604 in which electronic circuits are integrated by wire bonding.

【0015】次に、本発明の第1の実施例における加速
度検出素子の実装構造タイプEを図7により説明する。
図7において使用した加速度検出素子は図2で説明した
加速度検出素子である。まず、加速度検出素子のセラミ
ック基板109への固定は加速度検出素子102をセラ
ミック基板907にシリコンゴム906により接着し、
セラミック基板907に施した導体パターン904,9
08によりセラミック基板109へ半田905,909
を介してセラミック基板907をセラミック基板109
に固定した。また、加検度検出素子102からセラミッ
ク基板109への配線はパッド203,205,207
から金線901,902,903により導体パターン9
04へワイヤーボンディングにより配線し、導体パター
ン904から半田905によりセラミック基板109へ
配線を施した。なお、導体パターン904及び半田90
5はそれぞれ3個あるのは言うまでもない。
Next, a mounting structure type E of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The acceleration detecting element used in FIG. 7 is the acceleration detecting element described in FIG. First, the acceleration detection element is fixed to the ceramic substrate 109 by bonding the acceleration detection element 102 to the ceramic substrate 907 with silicon rubber 906,
Conductor patterns 904, 9 applied to the ceramic substrate 907
08 to the ceramic substrate 109 solder 905, 909
Through the ceramic substrate 907 to the ceramic substrate 109
Fixed to. Further, the wiring from the detection degree detection element 102 to the ceramic substrate 109 is connected to the pads 203, 205, 207.
From the gold wires 901, 902, 903 to the conductor pattern 9
No. 04 was wire-bonded to the ceramic substrate 109 with solder 905 from the conductor pattern 904. The conductor pattern 904 and the solder 90
It goes without saying that there are three 5 each.

【0016】次に、本発明の第1の実施例における加速
度検出素子の実装構造タイプFを図8により説明する。
図8において使用した加速度検出素子は図2で説明した
加速度検出素子102である。本実装方法ではセラミッ
ク基板109に垂直部材1005を設け、この垂直部材10
05に加速度検出素子102をシリコンゴム1004に
より接着し、配線についてはパッド203,205,2
07から金線1001,1002,1003を垂直部材
1005へ配線することにより達成した。本実装方法で
は垂直部材1005をセラミック基板109に設けるこ
とにより、加速度検出素子102の取付けの垂直精度を
向上させている。
Next, a mounting structure type F of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The acceleration detecting element used in FIG. 8 is the acceleration detecting element 102 described in FIG. In this mounting method, a vertical member 1005 is provided on the ceramic substrate 109.
The acceleration detecting element 102 is adhered to 05 by a silicone rubber 1004, and the pads 203, 205, 2 are used for wiring.
It was achieved by wiring the gold wires 1001, 1002, 1003 from 07 to the vertical member 1005. In this mounting method, the vertical member 1005 is provided on the ceramic substrate 109 to improve the vertical accuracy of attachment of the acceleration detection element 102.

【0017】次に、本発明の第2の実施例である加速度
センサを図9により説明する。図9は第2の実施例によ
る加速度センサの断面図である。本加速度センサはセラ
ミック基板1101に検出加速度方向の加速度を検出す
る加速度検出素子1103と加速度検出素子1103の
情報から加速度に応じた電気信号を出力する電子回路1
104を配置し、セラミック基板1101にセラミック
カバー1102を接着することにより加速度検出素子1
103及び電子回路1104を気密に封止したものであ
る。また、電子回路1104と外部との配線はセラミッ
ク基板1101に印刷した導体パターン1105により
行った。また、導体パターン1105及びセラミックカ
バー1102の導体パターン1107はプリント基板1
08へ固定するための半田パッドとしても使用され、図
9に示すように半田1106,1108によりプリント
板108へ固定できるようになっている。
Next, an acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a sectional view of the acceleration sensor according to the second embodiment. This acceleration sensor is an electronic circuit 1 that outputs an electric signal according to the acceleration from the information of the acceleration detection element 1103 and the acceleration detection element 1103 that detects the acceleration in the detected acceleration direction on the ceramic substrate 1101.
By arranging 104 and adhering the ceramic cover 1102 to the ceramic substrate 1101, the acceleration detecting element 1
103 and the electronic circuit 1104 are hermetically sealed. Wiring between the electronic circuit 1104 and the outside was performed by a conductor pattern 1105 printed on the ceramic substrate 1101. Further, the conductor pattern 1105 and the conductor pattern 1107 of the ceramic cover 1102 are the printed circuit board 1
It is also used as a solder pad for fixing to 08, and as shown in FIG. 9, it can be fixed to the printed board 108 by solder 1106 and 1108.

【0018】次に、本発明の第3の実施例である加速度
センサを図10,図11により説明する。図10は第3
の実施例による加速度センサの斜視図、図11は図10
のA−A′の断面図である。本加速度センサはセラミッ
ク基板1207に検出加速度方向に加速度を検出する加
速度検出素子1301と加速度検出素子1301の情報
から加速度に応じた電気信号を出力する電子回路130
2を配置し、セラミック基板1207にセラミックカバ
ー1201を接着することにより加速度検出素子130
1及び電子回路1302を気密に封止したものである。
また、本加速度センサの取付けはセラミック基板120
7に配置した取付け穴1202,1203を使ってエアバッ
ク等のコントロールユニットに取付けられるようになっ
ている。
Next, an acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows the third
10 is a perspective view of an acceleration sensor according to the embodiment of FIG.
FIG. 9 is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. This acceleration sensor includes an acceleration detection element 1301 for detecting acceleration in the detected acceleration direction on the ceramic substrate 1207, and an electronic circuit 130 for outputting an electric signal corresponding to the acceleration from the information of the acceleration detection element 1301.
2 is arranged and the ceramic cover 1201 is adhered to the ceramic substrate 1207 to obtain the acceleration detection element 130.
1 and the electronic circuit 1302 are hermetically sealed.
The acceleration sensor is mounted on the ceramic substrate 120.
It can be attached to a control unit such as an air bag by using the attachment holes 1202 and 1203 arranged in 7.

【0019】また、リード1204,1205,120
6をセラミック基板1207に取付け、外部の機器との
配線を容易にしている。本実施例はエアバックシステム
のコントロールユニットが重力方向に実装されるときに
有効な方法である。
Further, the leads 1204, 1205, 120
6 is attached to the ceramic substrate 1207 to facilitate wiring with an external device. This embodiment is an effective method when the control unit of the airbag system is mounted in the gravity direction.

【0020】次に、本発明の第4の実施例である加速度
センサを図12により説明する。図12は第4の実施例
による加速度センサの断面図である。本加速度センサは
セラミック基板1405に検出加速度方向の加速度を検
出する加速度検出素子1402と加速度検出素子1402の
情報から加速度に応じた電気信号を出力する電子回路1
403を配置し、セラミック基板1405に金属カバー
1401に接着することにより加速度検出素子1402
及び電子回路1403を気密に封止したものである。ま
た、本加速度センサの取付けは金属カバー1401に配
置した取付け穴1404,1406によりエアバックシ
ステムのコントロールユニットに取付けられるようにな
っている。本実施例もまた、コントロールユニット自体
が地球の重力方向になるように車に装着されるときに有
効な方法である。
Next, an acceleration sensor according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a sectional view of the acceleration sensor according to the fourth embodiment. This acceleration sensor is an electronic circuit 1 that outputs an electric signal corresponding to the acceleration from the information of the acceleration detection element 1402 and the acceleration detection element 1402 that detects the acceleration in the detected acceleration direction on the ceramic substrate 1405.
By disposing 403 and adhering the metal cover 1401 to the ceramic substrate 1405, the acceleration detecting element 1402
The electronic circuit 1403 is hermetically sealed. Further, the acceleration sensor is attached to the control unit of the airbag system by attaching holes 1404 and 1406 arranged in the metal cover 1401. This embodiment is also an effective method when the control unit itself is mounted on the vehicle so that it is oriented in the direction of gravity of the earth.

【0021】次に、本発明の第5の実施例である加速度
センサを図13により説明する。図13は第5の実施例
による加速度センサの断面図である。本加速度センサは
セラミック基板1509に検出加速度方向の加速度を検
出する加速度検出素子1502と加速度検出素子1502の
情報から加速度に応じた電気信号を出力する電子回路1
503を配置し、セラミック基板1509にセラミック
カバー1501を接着することにより加速度検出素子1
502及び電子回路1503を気密に封止したものであ
る。また、本加速度センサの取付けはセラミック基板1
509に施した導体パターン1504,1506を使っ
て、半田1505,1507によりプリント基板150
8へ固定できるようになっている。また、導体パターン
1504,1506は電子回路1503からプリント板
1508への配線手段としても使用できる。本実施例の
加速度センサでは加速度センサの取付け面と検出加速度
方向は垂直である。それ故、エアバックシステムのコン
トロールユニットが重力方向に装着されるときやエアバ
ック以外の用途例えば車両の振動を制御するような用途
のシステムに表面実装できる加速度センサとして有効で
ある。
Next, an acceleration sensor according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a sectional view of the acceleration sensor according to the fifth embodiment. This acceleration sensor is an electronic circuit 1 that outputs an electric signal corresponding to the acceleration from the information of the acceleration detection element 1502 and the acceleration detection element 1502 that detect the acceleration in the detected acceleration direction on the ceramic substrate 1509.
503 is arranged and the ceramic cover 1501 is adhered to the ceramic substrate 1509 to obtain the acceleration detection element 1
502 and electronic circuit 1503 are hermetically sealed. The acceleration sensor is mounted on the ceramic substrate 1
By using the conductor patterns 1504 and 1506 applied to the printed wiring board 509, the printed circuit board 150 is soldered by the solder 1505 and 1507.
It can be fixed to 8. The conductor patterns 1504 and 1506 can also be used as wiring means from the electronic circuit 1503 to the printed board 1508. In the acceleration sensor of this embodiment, the mounting surface of the acceleration sensor and the detected acceleration direction are vertical. Therefore, it is effective as an acceleration sensor that can be surface-mounted on the system for mounting the control unit of the airbag system in the direction of gravity or for a system other than the airbag, such as a system for controlling the vibration of the vehicle.

【0022】次に、本発明による3軸加速度センサを図
14により説明する。この3軸加速度センサはセラミッ
ク基板1604に加速度検出素子1601,1602,
1603の検出加速度方向が各々直行するように配置したも
のである。なお、本図においては省略したが、この3軸
加速度センサには電子回路及びセラミックカバーを取付
けてある。つまり、加速度検出素子1601,160
2,1603により各々直行する3軸の加速度を検出
し、電子回路により、それぞれの加速度検出素子160
1,1602,1603からの情報を電気信号に変換す
ることにより3軸の加速度を検出するものである。な
お、各加速度検出素子は前記したような方法でセラミッ
ク基板1604に接着,固定され且つ電気的な結線が行
われる。
Next, a three-axis acceleration sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. This triaxial acceleration sensor has a ceramic substrate 1604, acceleration detecting elements 1601, 1602, and
The 1603 is arranged so that the detected acceleration directions are orthogonal to each other. Although not shown in this figure, an electronic circuit and a ceramic cover are attached to this triaxial acceleration sensor. That is, the acceleration detection elements 1601, 160
2, 1603 detect the acceleration of each of the three orthogonal axes, and the electronic circuit detects each acceleration detection element 160.
By converting the information from 1, 1602, 1603 into an electric signal, the triaxial acceleration is detected. The acceleration detecting elements are bonded and fixed to the ceramic substrate 1604 and electrically connected by the method described above.

【0023】次に、本発明の加速度センサを使用したエ
アバックシステムを図15,図16により説明する。図
15はこの加速度センサを使用したエアバックシステム
のコントロールユニットの断面図、図16はエアバック
システムの構成である。本エアバックシステムはこれを
収納するケース1701,加速度センサ1703及び電
子回路1702を搭載したプリント板1704により構
成される。本エアバックシステムでは加速度センサ17
03をプリント板1704に表面実装している特徴があ
る。また、加速度センサ1703の固定位置については
プリント基板の固定部の近くに配置し、プリント板17
04の共振による影響を低減している。
Next, an air bag system using the acceleration sensor of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a sectional view of a control unit of an airbag system using this acceleration sensor, and FIG. 16 is a configuration of the airbag system. The airbag system is composed of a case 1701 accommodating the airbag 1701, an acceleration sensor 1703, and a printed board 1704 on which an electronic circuit 1702 is mounted. In this airbag system, the acceleration sensor 17
03 is surface-mounted on the printed board 1704. Further, the fixed position of the acceleration sensor 1703 is arranged near the fixed part of the printed circuit board, and the printed circuit board 17
The effect of 04 resonance is reduced.

【0024】また、エアバックシステムの概略構成を図
16により説明しておく。本エアバックシステムは車両
の衝突加速度を検出する加速度センサ1801,加速度
センサ1801の出力から衝突の大きさを計算しエアバ
ックの展開の有無を判定するマイクロコンピュータ18
02,マイクロコンピュータ1802の出力を増幅しエ
アバックを駆動するドライブ回路1803より構成され
る。なお、本実施例においては静電容量式の加速度セン
サについて記載したが歪ゲージ式や圧電式の加速度セン
サについても適用できる。例えば、歪ゲージ式加速度セ
ンサを図2で考えると、可動電極202は単なるおもり
としてのみ機能し、ビーム210に形成した歪ゲージで
加速度を検出させることにより、前記した実装方法が全
たく同様に適用可能である。
The schematic structure of the airbag system will be described with reference to FIG. This airbag system calculates the size of a collision from the outputs of an acceleration sensor 1801 and an acceleration sensor 1801 that detect the collision acceleration of a vehicle, and determines whether or not the airbag is deployed.
02, a drive circuit 1803 for amplifying the output of the microcomputer 1802 and driving the airbag. Although the capacitance type acceleration sensor is described in the present embodiment, it is also applicable to a strain gauge type or a piezoelectric type acceleration sensor. For example, considering a strain gauge type acceleration sensor in FIG. 2, the movable electrode 202 functions only as a weight, and the strain gauge formed on the beam 210 detects acceleration to apply the above-described mounting method in almost the same manner. It is possible.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、検出加速度方向がプリ
ント板と平行で、且つ、プリント板に表面実装できる加
速度センサを構成できる
According to the present invention, the direction of detected acceleration is pre-set.
It is possible to configure an acceleration sensor that is parallel to the printed circuit board and can be surface-mounted on the printed board .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の加速度センサの断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of an acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に適用される加速度検出素子の一例の断
面構造図。
FIG. 2 is a sectional structural view of an example of an acceleration detecting element applied to the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例における加速度検出素子
の実装構造タイプA。
FIG. 3 is a mounting structure type A of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例における加速度検出素子
の実装構造タイプB。
FIG. 4 is a mounting structure type B of the acceleration detection element according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例における加速度検出素子
の実装構造タイプC。
FIG. 5 is a mounting structure type C of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例における加速度検出素子
の実装構造タイプD。
FIG. 6 is a mounting structure type D of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施例における加速度検出素子
の実装構造タイプE。
FIG. 7 is a mounting structure type E of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1の実施例における加速度検出素子
の実装構造タイプF。
FIG. 8 is a mounting structure type F of the acceleration detecting element according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例の加速度センサの断面
図。
FIG. 9 is a sectional view of an acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施例の加速度センサの斜視
図。
FIG. 10 is a perspective view of an acceleration sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図11】図10のA−A′の断面図。11 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

【図12】本発明の第4の実施例の加速度センサの断面
図。
FIG. 12 is a sectional view of an acceleration sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第5の実施例の加速度センサの断面
図。
FIG. 13 is a sectional view of an acceleration sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明による3軸加速度センサを示す図。FIG. 14 is a diagram showing a triaxial acceleration sensor according to the present invention.

【図15】本発明の加速度センサを使用したエアバック
システムのコントロールユニットの断面図。
FIG. 15 is a sectional view of a control unit of an airbag system using the acceleration sensor of the present invention.

【図16】エアバックシステムの構成図。FIG. 16 is a configuration diagram of an airbag system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,1102,1201,1501…セラミックカ
バー、102,302,1103,1301,140
2,1502,1601,1602,1603…加速度
検出素子、103,303,1104,1302,14
03,1503,1702…電子回路、104,10
6,904,908,1105,1107,1504,
1506…導体パターン、105,107,905,9
09,1106,1108,1505,1507…半田、1
08,404,1508,1704…プリント板、10
9,305,907,1101,1207,1405,
1509,1604…セラミック基板、201,209,8
11,812…固定電極、202,810…可動電極、2
03,205,207,801,804,807…パッ
ド、204,208,803,806…ガラス板、20
6,802,805,808…シリコン板、210,8
09…ビーム、304,307,1202,1203,
1404,1406…取付け穴、306…金属ステム、
401,1701…ケース、402,406…ねじ、40
3,1703…加速度センサ、405…リード線、50
1,502,503,601,602,603,90
1,902,903,1001,1002,1003…
金線、504,813,906,1004…シリコンゴ
ム、604…集積回路、814,815,816…半田
ボール、1005…垂直部材、1204,1205,1
206…リード、1401…金属カバー、1802…マ
イクロコンピュータ、1803…ドライブ回路。
101, 1102, 1201, 1501 ... Ceramic cover, 102, 302, 1103, 1301, 140
2, 1502, 1601, 1602, 1603 ... Acceleration detecting element, 103, 303, 1104, 1302, 14
03, 1503, 1702 ... Electronic circuit, 104, 10
6,904,908,1105,1107,1504
1506 ... Conductor pattern, 105, 107, 905, 9
09, 1106, 1108, 1505, 1507 ... Solder, 1
08,404,1508,1704 ... Printed board, 10
9,305,907,1101,1207,1405
1509, 1604 ... Ceramic substrate, 201, 209, 8
11, 812 ... Fixed electrode, 202, 810 ... Movable electrode, 2
03, 205, 207, 801, 804, 807 ... Pad, 204, 208, 803, 806 ... Glass plate, 20
6,802,805,808 ... Silicon plate, 210,8
09 ... Beam, 304, 307, 1202, 1203
1404, 1406 ... Mounting hole, 306 ... Metal stem,
401, 1701 ... Case, 402, 406 ... Screw, 40
3, 1703 ... Acceleration sensor, 405 ... Lead wire, 50
1,502,503,601,602,603,90
1,902,903,1001,1002,1003 ...
Gold wire, 504, 813, 906, 1004 ... Silicon rubber, 604 ... Integrated circuit, 814, 815, 816 ... Solder ball, 1005 ... Vertical member, 1204, 1205, 1
206 ... Lead, 1401 ... Metal cover, 1802 ... Microcomputer, 1803 ... Drive circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−312006(JP,A) 特開 平5−340963(JP,A) 特開 平5−288768(JP,A) 実開 平5−87569(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/125 G01P 15/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-312006 (JP, A) JP-A-5-340963 (JP, A) JP-A-5-288768 (JP, A) Actual Kaihei 5- 87569 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01P 15/125 G01P 15/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】加速度に応じて変位する質量部及び該質量
部を支持するビーム部とを有する加速度検出素子と、 前記加速度検出素子の情報を入力して前記加速度に応じ
た電気信号を発生する電子回路と、前記加速度検出素子と前記電子回路とが設置された基板
と、 前記基板に接着され、 前記加速度検出素子と前記電子回
路とを内側で気密に封止する気密封止体を構成するカバ
ーと、 前記電子回路と電気的に接続され、前記気密封止体の内
側の前記基板表面から前記気密封止体の外側の前記基板
表面に延在して設けられた第1の導体パターンと、前記気密封止体の外側の前記カバー表面に設けられた第
2の導体パターンとを備え、 前記第1の導体パターンと前記第2の導体パターンとを
半田によりプリント板に固定し、前記加速度検出素子に
より前記プリント板に平行な加速度を検出し、前記加速
度に応じた電気信号を前記半田を介して前記プリント板
に出力する 加速度センサ。
1. A mass part that displaces in response to acceleration and the mass.
An acceleration detection element having a beam section that supports the section, an electronic circuit that inputs information of the acceleration detection element and generates an electric signal according to the acceleration, the acceleration detection element, and the electronic circuit are installed. Board
And a cover forming an airtight sealing body which is adhered to the substrate and hermetically seals the acceleration detection element and the electronic circuit inside.
Chromatography and the electronic circuitry and is electrically connected to, among the hermetic seal body
The substrate outside the hermetically sealed body from the substrate surface on the side
A first conductor pattern provided extending to the surface , and a first conductor pattern provided on the cover surface outside the hermetically sealed body.
Two conductor patterns, and the first conductor pattern and the second conductor pattern
It is fixed to the printed board by soldering, and
Detects the acceleration parallel to the printed board,
Degree of electrical signal via the solder to the printed board
Accelerometer that outputs to .
【請求項2】請求項1において、 前記基板と前記カバーは、 セラミック材で構成されたこ
とを特徴とする加速度センサ。
2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the substrate and the cover are made of a ceramic material.
【請求項3】請求項1または2のいずれかにおいて、 前記加速度検出素子は静電容量式または歪ゲージ式また
は圧電式であることを特徴とする加速度センサ。
3. A claim 1 or 2, the acceleration sensor, wherein the acceleration detecting element is a capacitive or strain gauge type or piezoelectric type.
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