惯性传感器装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种惯性传感器、惯性传感器装置及其制造方法。惯性传感器能够在不使检测元件的检测性能恶化的情况下将检测轴设定为预定角度。惯性传感器具有：与安装基板电连接的多个引线；陀螺传感器(10)，其根据由上述多个引线构成的引线端子(20)的形状来确定设置角度，而且包括响应相对于检测轴(70)的动作的传感器；以及模制件，其固定陀螺传感器(10)，并使模制外壳的底面(61)的垂线和检测轴(70)构成预定角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加速度传感器和陀螺传感器等惯性传感器及其制造方法，本专利技术特别适用于车载用导航装置等。
技术介绍
汽车导航装置已广泛普及。在此类汽车导航装置中，在检测汽车等车辆的当前位置时，并用了使用所谓的GPS (Global Positioning System 全球定位系统)来进行测位的方法，以及独立测量车辆的移动方向和移动距离的方法。因此，在汽车导航装置中，安装了检测施加在车辆上的加速度和角速度等的陀螺传感器(角速度传感器)和加速度传感器等惯性传感器，以便独立测量车辆的移动方向和移动距离。在通过此类惯性传感器检测角速度和加速度等的情况下，需要使检测轴朝向应检测方向，例如，如果是陀螺传感器，则需要将检测轴朝向铅直上方地设置。但是，近年来，汽车导航装置不断小型化，以往开发了使配置于座位下和行李箱内等中的装置主体(以下称为“导航主体”)设置于位于驾驶席和助手席之间的副仪表板的类型的导航装置。图15是表示在副仪表板上设置的导航主体的图，(a)是其整体立体图，(b)是表示在导航主体上安装的陀螺传感器的图。如图15(a)所示，在副仪表板102上设置导航主体100的情况下，基于安装在导航主体100上的显示装置101的视认性和未图示的操作面板的操作性的观点，优选使显示装置101和操作面板的板面朝向驾驶员的视线方向。即，优选使导航主体100从水平方向向斜上方倾斜地设置在副仪表板102内。但是，在使导航主体100向斜上方倾斜地设置在副仪表板102上的情况下，由于如图15(b)所示，在导航主体100内的印刷基板103上安装的陀螺传感器104的检测轴G从本来应朝向的方向即铅直方向V倾斜了导航主体100的安装角度(倾斜角)θ，所以在陀螺传感器104检测到的角速度会产生误差。在通常的汽车导航装置中，为了修正陀螺传感器104等的由于导航主体100的安装角度而产生的检测误差，通过软件的运算处理来进行检测结果的修正，但这种通过软件进行的修正处理存在极限，现状为例如在导航主体100的倾斜角θ为30°以上时，通过软件的运算处理无法完全修正。因此，在汽车导航装置中，需要即使在倾斜安装的情况下也能正确地进行检测的惯性传感器，这样的传感器已提出了多种方案。例如，在专利文献1中，公开了这样的角速度传感器通过保持部件使传感器内部的角速度检测元件倾斜，从而在不改变传感器的形状和传感器的安装方法的情况下使检测轴倾斜。此外，在专利文献2中，公开了这样的传感器装置具备检测元件和固定支撑检测元件的安装部，该检测元件对具有固定的方向性的物理量的有关方向以及大小进行检测， 在该传感器装置中，检测元件以向减小方向倾斜预先设定的减小角度的方式固定在安装部上，所述减小方向是使作为成为检测方向和大小的基准的检测轴的方向与在相应检测时实际施加在检测元件上的物理量的方向的差而预测的角度差减小的方向。另外，在专利文献3中，公开了这样的振子的支撑结构通过将振子连接在支撑基板上的脚部、以及将该支撑基板和封装用基板连接起来的粘接剂，设定封装内的振子的角度，使振子的检测轴定向为希望的方向。专利文献1 :W003/100350专利文献2 日本特开2003-227844号公报专利文献3 日本特开2005-249428号公报但是，在上述专利文献1、2所公开的传感器中，由于将作为检测元件的水晶振子直接固定在安装部上，所以安装部成为来自水晶振子的振动泄漏和无用振动模式等的产生原因，因而存在使检测性能恶化的可能。此外，在上述专利文献1、2所公开的传感器中，由于需要使检测元件本身倾斜安装，所以每个安装角度都需要专用的工具，从而导致制造成本的上升。像这样需要专用工具是因为在专利文献1、2所公开的传感器中，在将检测元件安装到安装部上之后，向检测元件照射激光来进行传感器的调整，所以在改变了检测元件的安装角度的情况下，按照每个安装角度，激光的焦点不同，因而不能使工具通用。另外，在上述专利文献2中，为了使检测元件倾斜安装，在检测元件其本身上形成狭缝。因此，检测元件的加工成本增高，从这一点考虑也导致了制造成本的上升。再有，在上述专利文献1、2中，由于在传感器的内部使检测元件倾斜，所以在将传感器安装到安装基板上时，存在不能将检测轴的角度改变成任意角度的问题。此外，在专利文献3中，将振动片(振子)连接到支撑基板上的脚部(接合线)与来自振动片的振动泄漏和无用振动模式的产生有很深的关联，存在使传感器的检测性能恶化的情况。此外，通过粘接剂来改变角度在制造方面偏差大，且设定的角度的精度差。另外，专利文献1、2中的安装部是将元件直接固定的部件，安装部成为来自振动片的振动泄漏和无用振动模式等的产生原因，存在使物理量的检测性能变差的情况。于是，本专利技术的专利技术人把目标对准了将利用现有的接合方法固定传感器元件的传感器设备接合到引线框上并进行浇铸的方法。根据该方法，由于传感器元件利用现有的接合方法固定，所以抑制了振动泄漏和无用振动模式的产生，能够根据引线框的形状来控制与传感器的响应动作的检测轴对应的设置角度，而且能够通过浇铸来确保机械强度。但是，在该方法中，容纳了传感器的传感器设备通过控制引线框的形状来根据传感器的响应动作的检测轴来相对于安装面倾斜。因此，在使用沿传感器设备的外形进行浇铸的现有模塑方法来形成传感器装置时，传感器装置的外形相对于安装面不平行。因此，存在安装工序中的作业性变差的可能。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种能够在不使检测元件的检测5性能恶化的情况下将检测轴设定为预定角度的惯性传感器及其制造方法。此外，本专利技术的目的是提供一种即使安装在具有预定倾斜的安装面上也能够高精度地设定传感器的检测轴，能够将传感器的检测轴和铸模的底面及顶面设定为希望的角度的作业性良好的。为了实现上述目的，本专利技术的惯性传感器的特征在于，该惯性传感器具有对检测轴方向的物理量的大小进行检测的检测元件；支撑检测元件的大致中央的具有挠性的多个支撑部件；以及容纳检测元件和所述多个支撑部件的封装用基板，在将多个支撑部件的延长方向设为χ轴、将在检测元件的平面内与X轴正交的轴设为Y轴、将与X轴和Y轴正交的轴设为Z轴时，施加在支撑部件上的检测元件的Y轴方向的载荷分量在多个支撑部件之间大致相同，而且Z轴方向的载荷分量在多个支撑部件之间大致相同。通过这样构成，由于在多个支撑部件上因加速度而作用有相等的作用，所以能够使支撑部件的机械共振频率的设定条件相对于与加速度相伴的力的变化而不易紊乱。艮口， 可防止支撑部件的共振频率紊乱成非预期值，例如还可以防止以下不良情况在惯性传感器的驱动频率随温度变化而变化的过程中，在该共振频率移到惯性传感器的驱动振动附近时，惯性传感器的驱动频率与支撑部件的共振频率结合(被诱导)，从而导致惯性传感器的输出信号跳跃。此外，本专利技术的惯性传感器的特征在于，检测元件的检测角速度的检测轴是Z轴方向，而且Z轴和铅直方向所构成的角为θ，合成了 Y轴方向的载荷分量和Z轴方向的载荷分量的载荷分量至少是基于重力加速度的载荷分量。在如此构成惯性传感器时，由于即使在将惯性传感器倾斜配置的情况下，也是在多个支撑部件上因加速度而作用有相等的作用，所以能够使支撑部件的机械共振频率的设定条件相对于与加速度相伴的力的变化而不易紊乱。即，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种惯性传感器装置的制造方法，所述惯性传感器装置是利用树脂对传感器设备和引线框进行模塑封装而形成的装置，所述传感器设备中封装有对检测轴方向的物理量的大小进行检测的检测元件，所述引线框包括与所述传感器设备电连接的多个引线端子，所述惯性传感器装置的制造方法的特征在于，在该惯性传感器装置的制造方法中，使用了上模具和下模具，所述上模具具有：用于形成型腔的第一凹部；以及用于在所述第一凹部的两侧形成连接通道的第二凹部，所述下模具具有：用于形成所述型腔的第三凹部；以及用于在所述第三凹部的两侧形成所述连接通道的第四凹部，所述惯性传感器装置的制造方法包括以下工序：将所述传感器设备收纳到通过使所述第一凹部与所述第三凹部重合而设置的所述型腔中的工序；将所述引线框收纳到通过使所述第二凹部和所述第四凹部重合而设置的所述连接通道中的工序；以及从所述连接通道向所述型腔中填充所述树脂来进行浇铸的工序，所述上模具的第一凹部以及所述下模具的第三凹部中的至少一方的凹底部分相对于与所述引线框平行的平行线倾斜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松永雅敬，佐藤健二，
申请(专利权)人：爱普生拓优科梦株式会社，
类型：发明
国别省市：JP