JP2551281Y2 - Acceleration sensor - Google Patents
Acceleration sensorInfo
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- JP2551281Y2 JP2551281Y2 JP1990110457U JP11045790U JP2551281Y2 JP 2551281 Y2 JP2551281 Y2 JP 2551281Y2 JP 1990110457 U JP1990110457 U JP 1990110457U JP 11045790 U JP11045790 U JP 11045790U JP 2551281 Y2 JP2551281 Y2 JP 2551281Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加速度センサ部の回路基板への実装を無く
した回路基板一体化の加速度センサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an acceleration sensor integrated with a circuit board in which an acceleration sensor unit is not mounted on a circuit board.
半導体基板を用いた半導体式加速度センサは、異方性
エッチング等により製作される小型のカンチレバーが用
いられている。しかしながら、このチップから信号を取
出すには、ハイブリッド集積回路(HIC)基板等に接着
した後、ワイヤボンディングを行なわければならず、そ
の接着面やワイヤボンディングするためのスペースが必
要となるため、そのチップの小型のメリットはあまりな
く、実装によるコストアップにもなっていた。A semiconductor type acceleration sensor using a semiconductor substrate uses a small cantilever manufactured by anisotropic etching or the like. However, in order to extract signals from this chip, wire bonding must be performed after bonding to a hybrid integrated circuit (HIC) substrate or the like, which requires a bonding surface and space for wire bonding. There was not much merit of the small size of the chip, and the cost was increased by mounting.
本考案の目的は、加速度センサ部と回路基板部とを同
一基板上に構成し、加速度センサ部の回路基板への実装
を無くした回路基板一体化の高感度の加速度センサを提
供することである。An object of the present invention is to provide a high-sensitivity acceleration sensor integrated with a circuit board in which the acceleration sensor section and the circuit board section are configured on the same board, and the mounting of the acceleration sensor section on the circuit board is eliminated. .
上記の目的を達成するため、本考案の加速度センサは
セラミック基板の一部が片持構造の薄肉部分に作製さ
れ、該薄肉部分の先端に厚肉部分により形成された重り
部を一体に設けた振動を感知するカンチレバーと、前記
セラミック基板上に設けられ、前記カンチレバーに配置
されたひずみゲージおよび該ひずみゲージの検出信号を
処理する回路とを具備した構成にある。In order to achieve the above object, in the acceleration sensor of the present invention, a part of the ceramic substrate is formed in a thin portion of a cantilever structure, and a weight portion formed by a thick portion is integrally provided at a tip of the thin portion. The present invention is configured to include a cantilever for sensing vibration, a strain gauge provided on the ceramic substrate and arranged on the cantilever, and a circuit for processing a detection signal of the strain gauge.
カンチレバーに薄肉部分を設けたことによりひずみが
より発生しやすくなる。ステムに振動が伝わると、フリ
ーである重り部を持つカンチレバーが感度良く振れるた
め、このときのカンチレバーの根元部分に加わる応力に
よるひずみゲージで検出する。By providing the cantilever with a thin portion, distortion is more likely to occur. When the vibration is transmitted to the stem, the cantilever having a free weight portion swings with high sensitivity, and is detected by a strain gauge due to the stress applied to the root portion of the cantilever at this time.
以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。第
1図はセラミック基板で作製されたカバー密閉前の加速
度センサ部が示されている。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an acceleration sensor unit made of a ceramic substrate before a cover is closed.
金属製のステム1は、中央に基板2が接着され、この
基板2に近接して出力ピン3が配置されている。この出
力ピン3は、第2図に示すように、ガラスシール4によ
りステム1に固定されている。A substrate 2 is adhered to the center of the metal stem 1, and an output pin 3 is arranged close to the substrate 2. The output pin 3 is fixed to the stem 1 by a glass seal 4 as shown in FIG.
基板2は、例えばアルミナなどのセラミック基板であ
り、このセラミック基板上には増幅回路や温度補償回路
などの処理回路部6および振動を検出する加速度センサ
部7が一体成形されている。The substrate 2 is, for example, a ceramic substrate such as alumina, on which a processing circuit section 6 such as an amplifier circuit and a temperature compensation circuit and an acceleration sensor section 7 for detecting vibration are integrally formed.
処理回路部6は、ワイヤ5により出力ピン3に接続さ
れ、この出力ピン3から信号が取り出される。ワイヤ5
の接続は、Al線やAu線でワイヤボンディングによって行
われる。The processing circuit unit 6 is connected to the output pin 3 by a wire 5, and a signal is extracted from the output pin 3. Wire 5
Is made by wire bonding with an Al wire or an Au wire.
加速度センサ部7は、ステム1の凹部1aに位置して一
体成形された片持構造のカンチレバー8と振動を感知す
るひずみゲージ9によって構成されている。カンチレバ
ー8は、第3図に示すように、セラミック基板の一部を
薄肉部分10と重り部を成す厚肉部分11が一体成形され
る。またひずみゲージ9は、カンチレバー8がたわんだ
時に応力が加わる根元部分12に厚膜ひずみ抵抗を印刷す
ることにより構成され、この抵抗は同様に厚膜印刷され
た導体により処理回路部6に接続されている。尚、13は
金属性の保護カバーでありステム1と密閉溶接されてい
る。The acceleration sensor unit 7 is constituted by a cantilever 8 having a cantilever structure integrally formed and located in the concave portion 1a of the stem 1 and a strain gauge 9 for sensing vibration. As shown in FIG. 3, the cantilever 8 is formed integrally with a thin portion 10 and a thick portion 11, which forms a weight portion, of a part of the ceramic substrate. The strain gauge 9 is formed by printing a thick-film strain resistor on a root portion 12 to which stress is applied when the cantilever 8 bends, and the resistor is connected to the processing circuit section 6 by a thick-film-printed conductor. ing. Reference numeral 13 denotes a metallic protective cover which is hermetically welded to the stem 1.
次に加速度センサ部のカンチレバーの製作の具体例に
ついて説明する。Next, a specific example of manufacturing the cantilever of the acceleration sensor unit will be described.
(1)セラミック粉末成形による方法 セラミック基板は溶剤にセラミック粉末を混ぜた液体
からスプレードライヤーにより乾燥した粉末を生成し、
この粉末を用いて加速度センサ部のカンチレバーを含む
形状のものを射出成型した後に焼成する。カンチレバー
は、第1図に示すように、コ字状に貫通させた片持構造
に成っており、その厚さは第3図に示すように、基板の
厚みより薄い薄肉部分と先端に基板の厚みと同じ厚肉部
分が設けられている。この厚肉部分は感度を向上するた
めの重りとして作用する。(1) Method by ceramic powder molding The ceramic substrate produces powder dried by a spray dryer from a liquid obtained by mixing ceramic powder in a solvent,
Using this powder, a shape including the cantilever of the acceleration sensor portion is injection molded, and then fired. As shown in FIG. 1, the cantilever has a cantilever structure penetrated in a U-shape, and has a thin portion thinner than the thickness of the substrate and a tip of the substrate, as shown in FIG. The same thick portion as the thickness is provided. This thick portion acts as a weight for improving the sensitivity.
(2)ラミネート基板による方法 溶剤にセラミック粉末を混ぜた液体をコンベア上で所
定の厚さに乾燥させてグリーンシートを作製し、このグ
リーンシートを加工、切断、穴明け、ラミネートなどを
施した後に焼成する。(2) Method using a laminate substrate A liquid in which a ceramic powder is mixed with a solvent is dried on a conveyor to a predetermined thickness to produce a green sheet, which is processed, cut, drilled, laminated, and the like. Bake.
グリーンシートを2枚使ってセラミック基板を形成す
る場合、一枚の平板と一枚の一部に穴の明いた平板をラ
ミネートして仮焼成したセラミック基板20をレーザ加工
した後に焼成して仕上げる。即ち、セラミック基板20
は、第4図に示すように、破線21で示す部分をレーザに
よって切断し、第1図と同じ加速度センサ部のカンチレ
バー22を形成する。このようにラミネート基板を用いた
セラミック基板20では、第5図に示すように、カンチレ
バーの薄肉部分23と重り部を構成する厚肉部分24を同時
に形成することができる。When a ceramic substrate is formed using two green sheets, one flat plate and a flat plate with a hole are laminated on one part thereof, and the preliminarily fired ceramic substrate 20 is laser-processed and then fired to finish. That is, the ceramic substrate 20
As shown in FIG. 4, a portion shown by a broken line 21 is cut by a laser to form a cantilever 22 of the same acceleration sensor section as in FIG. In the ceramic substrate 20 using the laminated substrate as described above, the thin portion 23 of the cantilever and the thick portion 24 forming the weight can be formed at the same time, as shown in FIG.
次に上記実施例の作用を説明する。ステム1に振動が
伝わった時、処理回路部6が形成されたセラミック基板
2がステム1に接着固定されているために、フリーであ
るカンチレバー8が振動によって振れる。このときカン
チレバー8の先端の重り部11により感度良く振れるの
で、その振動によるひずみをひずみゲージ9で検出する
ことによって振動(加速度)が測定される。Next, the operation of the above embodiment will be described. When the vibration is transmitted to the stem 1, the free cantilever 8 swings due to the vibration because the ceramic substrate 2 on which the processing circuit section 6 is formed is adhered and fixed to the stem 1. At this time, the vibration (acceleration) is measured by detecting the strain caused by the vibration with the strain gauge 9 because the weight 11 at the tip of the cantilever 8 swings with high sensitivity.
上述のとおり、本考案によれば、処理回路基板とカン
チレバーを同一基板で製作したので、カンチレバーのセ
ンサ部と処理回路部の接続は処理回路部を構成するため
の導体と同じ工程で行うことができ、また処理回路基板
と加速度センサ部のカンチレバーをセラミック基板の一
部を薄肉とし、先端を厚肉にして重りを一本化したこと
により、後から重りを接着する必要がなくなることか
ら、コストの低減およびセンサの高感度化が図れる。更
に半導体加速度センサを実装する場合と比較してカンチ
レバーは、多少大きくなるが、実装(接着面とワイヤボ
ンディングする場所)面がいらないために同等の小型化
も可能である。As described above, according to the present invention, since the processing circuit board and the cantilever are manufactured on the same substrate, the connection between the sensor section of the cantilever and the processing circuit section can be performed in the same step as the conductor for forming the processing circuit section. In addition, the processing circuit board and the cantilever of the acceleration sensor part are made thinner with a part of the ceramic substrate and the tip is made thicker to unify the weight, eliminating the need to glue the weight later. And the sensitivity of the sensor can be increased. Furthermore, the cantilever is slightly larger than when a semiconductor acceleration sensor is mounted, but the mounting (the bonding surface and the place where wire bonding is performed) is not required, so the same downsizing is possible.
第1図は加速度センサ部の平面図、第2図はカバー密閉
前の第1図A−A線に沿った断面図、第3図は第1図B
−B線に沿った断面図、第4図は切断加工前のラミネー
ト基板の平面図、第5図は第4図C−C線に沿った断面
図である。 1……ステム、2……セラミック基板、6……処理回路
部、7……加速度センサ部、8……カンチレバー、9…
…ひずみゲージ、11……重り部。1 is a plan view of the acceleration sensor unit, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 before the cover is sealed, and FIG. 3 is FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-C, FIG. 4 is a plan view of the laminate substrate before cutting, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... stem, 2 ... ceramic board, 6 ... processing circuit part, 7 ... acceleration sensor part, 8 ... cantilever, 9 ...
… Strain gauge, 11… weight part.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 糸魚川 貢一 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田1番 地 株式会社東海理化電機製作所内 (56)参考文献 特開 平1−315173(JP,A) 特開 昭61−97572(JP,A) 実開 平2−41165(JP,U) 実開 平3−91972(JP,U) 特表 昭63−502850(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Koichi Itoigawa No. 1 Noda, Toyota, Oguchi-cho, Niwa-gun, Aichi Prefecture Inside Tokai Rika Electric Works, Ltd. (56) References JP-A-1-315173 (JP, A JP-A-61-97572 (JP, A) JP-A-2-41165 (JP, U) JP-A-3-91972 (JP, U)
Claims (1)
分に作製され、該薄肉部分の先端に厚肉部分により形成
された重り部を一体に設けた振動を感知するカンチレバ
ーと、前記セラミック基板上に設けられ、前記カンチレ
バーに配置されたひずみゲージおよび該ひずみゲージの
検出信号を処理する回路とを具備する加速度センサ。1. A cantilever for sensing vibration, wherein a part of a ceramic substrate is formed in a thin portion of a cantilever structure, and a weight portion formed by a thick portion is integrally provided at a tip of the thin portion; An acceleration sensor provided on a substrate, comprising: a strain gauge disposed on the cantilever; and a circuit for processing a detection signal of the strain gauge.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990110457U JP2551281Y2 (en) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | Acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990110457U JP2551281Y2 (en) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | Acceleration sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0466581U JPH0466581U (en) | 1992-06-11 |
JP2551281Y2 true JP2551281Y2 (en) | 1997-10-22 |
Family
ID=31857798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1990110457U Expired - Lifetime JP2551281Y2 (en) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | Acceleration sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2551281Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3091972U (en) * | 2002-08-07 | 2003-02-21 | 株式会社慶洋エンジニアリング | Vehicle article support |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP1990110457U patent/JP2551281Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0466581U (en) | 1992-06-11 |
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