(実施の形態1)
 図1は本発明の実施の形態1における角速度� �ンサの分解斜視図である。図2は本発明の実� ��の形態1における角速度センサの防振部の上 面図である。図3は本発明の実施の形態1にお� ��る角速度センサの防振部の下面図である。� ��4はパッケージに収納前の本発明の実施の形 態1における角速度センサの斜視図である。

 図1~図4において、本発明の実施の形態1に おける角速度センサは、音叉形状等の振動子 (図示せず)からなる振動型の角速度検出素子3 2と、加速度センサからなる加速度検出部33と 、IC34と、信号処理用のコンデンサ36と、パッ ケージ38と、蓋39と、を備えている。IC34は、� ��速度検出素子32および加速度検出部33から出 力される出力信号を処理する。また、パッケ ージ38と蓋39により、IC34と、信号処理用のコ� ��デンサ36と、これら角速度検出素子32、加速 度検出部33、IC34およびコンデンサ36が収納さ� ��ている。さらに、この角速度検出素子32お� �びIC34は後述する防振部を介してパッケージ3 8内に収納されている。なお、加速度検出部33 はパッケージ38の内底面に設けられている。

 ここで、防振部は、角速度検出素子32を� �層したIC34を載置する載置部40と外方部44とを 備えた、TAB(Tape Automated Bonding)テープ46で構� �される。外方部44は、載置部40の外方に分離� ��て配置されるとともに配線パターン42を介� �て載置部40に接続されている。このとき、角 速度検出素子32の重心と、IC34の重心と、載置 部40の重心とが互いに同一軸上に配置される� ��うに、載置部40上に角速度検出素子32とIC34� �が載置されている。

 載置部40および外方部44は絶縁フィルムで 形成されている。また、載置部40の中心に対� ��て点対称な形状および配置となるように、� ��線パターン42が絶縁フィルムに接着配置し� �形成されている。そして、パッケージ38の底 面部に設けた段差部47にTABテープ46の外方部44 を載置して取り付けることにより、載置部40� ��中空で保持させている。ここで、「中空で� ��持する」とは、防振部がパッケージ38の底� �部から離した状態で段差部47に装着されるこ とをいう。さらに、この空間を利用して、パ ッケージ38の底面に段差部47の高さ以下のコ� �デンサ36が配置されている。

 角速度検出素子32は入出力信号用の素子� �電極パッド48を有し、IC34は入出力信号用のIC 用電極パッド50を有し、パッケージ38は素子� �電極パッド48またはIC用電極パッド50との接� �用電極パッド52を有する。IC用電極パッド50� �角速度検出素子32の外方に配置され、素子用 電極パッド48または配線パターン42と電気的� �接続される。また、素子用電極パッド48、IC� ��電極パッド50、配線パターン42は、ボンディ ングワイヤー54によって電気的に接続してい� ��。さらに、配線パターン42は、接続用電極� �ッド52と電気的に接続している。そして、配 線パターン42を介して信号の入出力が行なわ� ��ている。

 このような角速度センサが、検出したい� ��出軸に対応させて車両等の移動体の姿勢制� ��装置やナビゲーション装置等に装着されて� ��る。

 このような構成により、角速度検出素子3 2がIC34に積層されているので、載置部40に対� �る実装面積を低減でき小型化が図れる。ま� �、載置部40が中空に保持され、配線パターン 42を介して接続された外方部44がパッケージ38 に取り付けられるので、配線パターン42が防� ��機能の役割を果たし、外乱振動を吸収する� ��よって、外乱振動を抑制しつつ検出精度を� ��なわずに小型化を図ることができる。

 図5は、外乱振動の振動周波数と振動伝達 率の関係を示す減衰特性図である。図5にお� �て、特性波Aを基準の減衰特性波とすると、� ��の特性波Aでは外乱振動の振動周波数が2000Hz 近傍にて振動伝達率が最大であり、高域側に 推移するにつれて振動伝達率は小さくなる。 また、特性波Bでは特性波Aよりも低域側にて� ��動伝達率が最大であり、特性波Cでは特性波 Aよりも高域側にて振動伝達率が最大である� �そして、特性波Bも特性波Cも高域側に推移す るにつれて振動伝達率は小さくなる。特性波 Aと特性波Bとを比較すると、特性波Aの振動伝 達率が最大を示す外乱振動の振動周波数値よ りも高域側の帯域では特性波Bの方が減衰率� �大きい。特性波Aと特性波Cとを比較すると、 特性波Cの振動伝達率が最大を示す外乱振動� �振動周波数値よりも高域側の帯域では特性� �Aの方が減衰率は大きい。このとき、共振振� ��周波数は、次式で表される。

 ここで、fは振動伝達率が最大となる共振 振動周波数、αは係数、kは配線パターン42に� ��るバネ定数、mは配線パターン42を介して外� ��部44に支持されている物体の合計の質量で� �る。本発明の実施の形態1において、mは主と して載置部40、角速度検出素子32およびIC34の� ��計質量である。

 本発明に係る慣性力センサ(角速度センサ )では、角速度検出素子32の振動周波数を約220 00Hz程度としており、高域側での減衰特性が� �い特性波Bのような波形を得るために、kの剛 性を加え、mを大きくしている。すなわち、� �発明の実施の形態1では、角速度検出素子32� �IC34に積層することにより、配線パターン42� �介して外方部44に支持されている物体の合計 の質量(m)を大きくして、より高帯域側におけ る外乱振動の吸収率を向上させている。これ により、角速度検出素子32が約22000Hz程度で振 動している際に、この振動周波数に近似した 周波数の外乱振動が加わっても、この外乱振 動を効率よく減衰させ、角速度検出素子32の� ��動に悪影響が生じるのを抑制できる。

 この際、角速度検出素子32の重心と、IC34� ��重心と、載置部40の重心とを互いに同一軸� �に配置しているので、載置部40の重心を中心 にして、配線パターン42には均等に質量がか� ��る。従って、角速度検出素子32を安定して� �置部40に載置でき、角速度検出素子32の感度� ��化を抑制できる。

 載置部40の重心とIC34の重心とが同一軸上� ��らずれたり、載置部40の重心と角速度検出� �子32の重心とが同一軸上からずれたりした場 合には、例えば、センサに外力が働くと、重 心のずれに起因して載置部40にモーメントが� ��く。すると、角速度検出素子32が安定して� �置されず、角速度検出素子32の感度に悪影響 を与える恐れがある。なお、上記において、 角速度検出素子32の重心と、IC34の重心と、載 置部40の重心とを互いに同一軸上に配置する� ��は、ほぼ同一軸上も含むものである。

 また、角速度検出素子32をIC34に積層して� ��るので、角速度検出素子32の小型化が図ら� �たとしてもIC34上に安定して実装できる。振� ��型の角速度検出素子32は、振動用の振動部� �と実装固定用の固定部位とを有する。振動� �ない固定部位の面積は角速度検出素子32の全 体の面積に比して小さくなるので、IC34の上� �角速度検出素子32の固定部位を配置して角速 度検出素子32を取り付けることにより、安定� ��が高くなり特性劣化を抑制できる。

 また、角速度検出素子32と配線パターン42 またはIC34と配線パターン42をボンディングワ イヤー54等によって電気的に接続しているの� ��、パッケージ38における電気的な接続箇所� �低減して小型化を図れる。

 さらに、安定度の向上のためにIC34の上に 角速度検出素子32を載置し、IC34用電極パッド は角速度検出素子32の外方に配置している。� ��た、防振部である載置部40の上にIC34を載置� ��、配線パターン42はIC34の外方に配置してい� ��。従って、素子用電極パッド48とIC34用電極� ��ッドとを必要に応じて電気的に接続するこ� ��ができ、素子用電極パッド48またはIC用電極 パッド50の全てをパッケージ38に配置した接� �用電極パッド52と電気的に接続する必要がな くなる。すなわち、パッケージ38に配置する� ��続用電極パッド52の数を少なくしても、素� �用電極パッド48またはIC用電極パッド50また� �配線パターン42と接続用電極パッド52とを電� ��的に接続することができ、信号の入出力の� ��めの電極パッドの配置数を低減して小型化� ��図れる。

 また、載置部40および外方部44は絶縁フィ ルムで形成し、絶縁フィルムに配線パターン 42を接着配置したTABテープ46を用いることに� �り、簡単に防振部を形成できる。

 さらに、配線パターン42を載置部40の中心 に対して点対称な形状や、中心を通る中心線 に対して線対称な形状とすれば、外乱振動の 特定方向に対する吸収率が劣化することもな い。配線パターン42の少なくとも載置部40と� �方部44との間に対応する部分が載置部40の中� ��に対して点対称な形状であれば、同様の効� ��を有する。なお、本発明の実施の形態1では 、角速度検出素子32の振動子は音叉型の形状� ��したが、振動型の振動子であれば、それ以� ��の形状のものでもよい。

 図6は本発明の実施の形態1における他の� �速度センサの分解斜視図である。図1ではパ� ��ケージ38の内底面に加速度検出部33を設けた が、図6に示すように、防振部における載置� �40の下面に加速度検出部55を設けても良い。� ��して、防振部における載置部40の上面側に� �けた角速度検出素子32とIC34との合計質量を� �載置部40の下面に設けた加速度検出部55の質� ��とほぼ同一とする。この場合、角速度検出� ��子32、IC34、載置部40および加速度検出部55を あわせた重心のずれに起因して角速度検出素 子32が検出する角速度以外の角速度が発生し� ��り、また加速度検出部55が検出する加速度� �外の加速度が発生したりすることがなくな� �。従って、角速度および加速度の検出信号� �精度が向上する。

 (実施の形態2)
 図7は本発明の実施の形態2における角速度� �ンサの側断面図である。図7において、防振� ��62は、載置部63と配線パターン64により接続� ��れた外方部65とにより構成されている。載� �部63の上面に角速度検出素子61が中空で保持� ��れている。加速度センサからなる加速度検� ��部66は、防振部62における外方部65の下面に� ��けられている。IC67は、角速度検出素子61お� ��び加速度検出部66からの出力信号を処理し� �いる。パッケージ68には、段差部69が設けら� ��、この段差部69に防振部62における外方部65� ��固着されている。また、IC67はパッケージ68� ��内底面に設けられている。蓋70はパッケー� �68を閉塞している。

 このように防振部62における載置部63が中 空に保持され、配線パターン64を介して接続� ��れた外方部65にてパッケージ68に取り付けて いる。よって、配線パターン64が防振機能の� ��割を果たし、外乱振動を吸収する。

 図8は本発明の実施の形態2における他の� �速度センサの分解斜視図である。図7では、� ��振部62における外方部65の下面に加速度検出 部66を設ける構成としたが、図8に示すように 、パッケージ68の内底面に加速度検出部71を� �けても同様の効果を有する。