特許 7552377 センサーモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】センサーモジュール

(51)【国際特許分類】

   G01P 15/08 20060101AFI20240910BHJP

   G01P 15/18 20130101ALI20240910BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20240910BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

G01P15/08 102Z

G01P15/18

H01L23/02 J

H05K1/18 S

H05K1/18 R

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021007141

(22)【出願日】2021-01-20

(65)【公開番号】P2022111603

(43)【公開日】2022-08-01

【審査請求日】2023-11-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 正泰

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０２８４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４２５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００９９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６８０２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第３９９３５８４（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｐ １５／００ ～ １５／１８

Ｇ０１Ｃ １９／００ ～ １９／７２

Ｂ８１Ｂ １／００ ～ ７／０４

Ｂ８１Ｃ １／００ ～ ３／００

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

Ｈ０５Ｋ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主面と、前記主面において第１の辺に設けられる第１の凹部と、前記第１の辺に対向する第２の辺に設けられる第２の凹部と、前記第１の辺と前記第２の辺とに隣り合う第３の辺に設けられる第３の凹部と、前記第３の辺に対向する第４の辺に設けられる第４の凹部と、を有する矩形状のプリント基板と、
前記プリント基板の前記第１の凹部と接着される第１の凸部と、前記第２の凹部と接着される第２の凸部と、前記第３の凹部と接着される第３の凸部と、前記第４の凹部と接着される第４の凸部と、を有する金属キャップと、
前記プリント基板の前記主面に設けられ、前記主面と前記金属キャップとの間に収容される第１慣性センサーと、
前記プリント基板の前記主面に設けられ、前記主面と前記金属キャップとの間に収容される第２慣性センサーと、
を備え、
前記プリント基板の前記主面に直交する方向からの平面視で、前記第１慣性センサーと、前記第２慣性センサーと、は前記プリント基板の前記第１の凹部の幅方向の両端と、前記第２の凹部の幅方向の両端と、を結ぶ線分により囲まれる領域及び前記第３の凹部の幅方向の両端と、前記第４の凹部の両端と、を結ぶ線分により囲まれる領域の外側に配置される、
センサーモジュール。

【請求項2】

前記第１慣性センサーは、
第１加速度センサー素子と、
前記第１加速度センサー素子に電気的に接続される第１内部電極と、
を備え、
前記平面視で、前記第１加速度センサー素子と、前記第１内部電極と、は第１の方向に並んで配置されており、
前記第１加速度センサー素子は、前記第１の方向において、前記第１内部電極よりも前記プリント基板の外縁に近い位置に配置され、
前記第２慣性センサーは、
第２加速度センサー素子と、
前記第２加速度センサー素子に電気的に接続される第２内部電極と、
を備え、
前記平面視で、前記第２加速度センサー素子と、前記第２内部電極と、は第２の方向に並んで配置されており、
前記第２加速度センサー素子は、前記第２の方向において、前記第２内部電極よりも前記プリント基板の外縁に近い位置に配置される、
請求項１記載のセンサーモジュール。

【請求項3】

前記第１慣性センサーは、
第１加速度センサー素子と、
第１角速度センサー素子と、
を備え、
前記平面視で、前記第１加速度センサー素子と、前記第１角速度センサー素子と、は第３の方向に並んで配置されており、
前記第１加速度センサー素子は、前記第３の方向において、前記第１角速度センサー素子よりも前記プリント基板の外縁に近い位置に配置され、
前記第２慣性センサーは、
第２加速度センサー素子と、
第２角速度センサー素子と、
を備え、
前記平面視で、前記第２加速度センサー素子と、前記第２角速度センサー素子と、は第４の方向に並んで配置されており、
前記第２加速度センサー素子は、前記第４の方向において、前記第２角速度センサー素子よりも前記プリント基板の外縁に近い位置に配置される、
請求項１記載のセンサーモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサーモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に示すように、プリント基板などの絶縁基板上に搭載した電子部品を覆うように金属キャップを配置するために、金属キャップの裾部に設けた突片と絶縁基板面とを半田などにより接続する電子デバイスが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－３１７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の電子デバイスでは、金属キャップの２つの対向する裾部の中央部から突出させた突片と絶縁基板とを接続しているため、電子デバイスの実装工程や電子デバイスの使用環境における熱サイクルにおいて、金属キャップと絶縁基板との熱膨張率の差に起因する応力が絶縁基板に加わる。この応力は、金属キャップの２つの対向する突片を結ぶ直線状の領域において絶縁基板に強く加わるため、絶縁基板上に搭載される圧電振動子などの電子部品が、金属キャップの２つの対向する突片を結ぶ直線状の領域に配置された場合、電子部品にも応力が加わり、電子部品の特性が変化する。

【0005】

このような電子部品の特性の変化は、発振器以外の電子部品、例えば、水晶などの圧電基板やシリコンなどの半導体基板からＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて形成した慣性素子の振動などを利用するセンサーにおいても同様である。このようなセンサーにおいては、センサーに応力が加わることにより、センサーの特性が変化し、センサーの検出精度が低下するという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

センサーモジュールは、主面と、前記主面において第１の辺に設けられる第１の凹部と、前記第１の辺に対向する第２の辺に設けられる第２の凹部と、前記第１の辺と前記第２の辺とに隣り合う第３の辺に設けられる第３の凹部と、前記第３の辺に対向する第４の辺に設けられる第４の凹部と、を有する矩形状のプリント基板と、前記プリント基板の前記第１の凹部と接着される第１の凸部と、前記第２の凹部と接着される第２の凸部と、前記第３の凹部と接着される第３の凸部と、前記第４の凹部と接着される第４の凸部と、を有する金属キャップと、前記プリント基板の前記主面に設けられ、前記主面と前記金属キャップとの間に収容される第１慣性センサーと、前記プリント基板の前記主面に設けられ、前記主面と前記金属キャップとの間に収容される第２慣性センサーと、を備え、前記プリント基板の前記主面に直交する方向からの平面視で、前記第１慣性センサーと、前記第２慣性センサーと、は前記プリント基板の前記第１の凹部の幅方向の両端と、前記第２の凹部の幅方向の両端と、を結ぶ線分により囲まれる領域及び前記第３の凹部の幅方向の両端と、前記第４の凹部の両端と、を結ぶ線分により囲まれる領域の外側に配置される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態１に係るセンサーモジュールの平面図。

【図2】実施形態１に係るセンサーモジュールの下面図。

【図3】図１中のＡ－Ａ線での断面図。

【図4】図１中のＥ部を示す平面図。

【図5】図１中のＦ部を示す平面図。

【図6】実施形態２に係るセンサーモジュールの平面図。

【図7】図６中のＧ部を示す平面図。

【図8】図６中のＨ部を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

１．実施形態１
実施形態１に係るセンサーモジュール１について、図１～図５を参照して説明する。なお、図１は、センサーモジュール１の内部の構成を説明する便宜上、金属キャップ７の天板部７０を取り外した状態を図示している。図４及び図５は、第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４の内部の構成を説明する便宜上、加速度センサー素子、角速度センサー素子、及び内部電極以外の構成要素を省略して図示している。なお、各図の各構成要素の寸法比率は実際と異なる。

【0009】

図面に付記する座標においては、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸として説明する。Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ方向」とし、矢印の方向がプラス方向である。また、Ｚ方向のプラス方向を「上」又は「上方」、Ｚ方向のマイナス方向を「下」又は「下方」として説明する。また、Ｚ方向からの平面視において、Ｚ方向プラス側の面を上面、これと反対側となるＺ方向マイナス側の面を下面として説明する。

【0010】

図１～図３に示すように、センサーモジュール１は、プリント基板２と、プリント基板２の上面である主面２１に接着された金属キャップ７と、プリント基板２の主面２１に設けられ、主面２１と金属キャップ７との間に収容される第１慣性センサー３、第２慣性センサー４、及び角速度センサー５と、プリント基板２の下面２２に搭載された半導体装置８と、プリント基板２の下面２２に電気的に接続された複数のリード端子９を備えるリード群９０と、を有する。

【0011】

プリント基板２は、プリント基板２の主面２１に直交するＺ方向からの平面視で、外形が矩形状の板状である。プリント基板２としては、例えば、セラミック基板、ガラスエポキシ基板などを用いることができる。なお、説明の便宜上、プリント基板２に形成される配線については図示を省略し、下面２２に配置される外部接続端子２９２のみを図示している。

【0012】

プリント基板２は、Ｚ方向からの平面視で、第１の辺２Ａと、第１の辺２Ａに対向する第２の辺２Ｂと、第１の辺２Ａと第２の辺２Ｂとに隣り合う第３の辺２Ｃと、第３の辺２Ｃに対向する第４の辺２Ｄと、を有する。

【0013】

なお、「矩形」とは正方形及び長方形を含み、さらに矩形の一部に矩形とは相違する非矩形部分を有する形状を含む概念である。非矩形部分とは、例えば、矩形の角が曲線状または直線状に面取りされる部分や、矩形を囲む辺の一部が矩形の外側に突出する凸部又は矩形の内側に陥没している切り欠きなどの凹部などである。このように、矩形を構成する各辺は、非矩形部により分断されていても構わない。

【0014】

また、「隣り合う」とは、矩形を構成する各辺のうち互いに交差する２辺が直接的に接触する場合に限らず、非矩形部分を介して間接的に接触する場合を含む概念である。例えば、第１の辺２Ａと、第３の辺２Ｃと、が隣り合うとは、第１の辺２Ａと、第３の辺２Ｃと、が矩形の角において接触する場合に限らず、矩形の角が面取りされる部分などの非矩形部分を介して接触していても構わない。

【0015】

プリント基板２の主面２１において、第１の辺２Ａには第１の凹部２３Ａが設けられ、第２の辺２Ｂには第２の凹部２３Ｂが設けられ、第３の辺２Ｃには第３の凹部２３Ｃが設けられ、第４の辺２Ｄには第４の凹部２３Ｄが設けられる。なお、本実施形態では、凹部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄは、それぞれ辺２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの中央部に設けられているが、辺２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの中央部以外に設けても構わない。

【0016】

次に、プリント基板２の主面２１側に位置する各部について説明する。
図１及び図３に示すように、プリント基板２の主面２１には、金属キャップ７が接着される。また、プリント基板２の主面２１には、第１慣性センサー３、第２慣性センサー４、及び角速度センサー５が設けられる。プリント基板２の主面２１に、金属キャップ７が接着されることにより、プリント基板２の主面２１と、金属キャップ７と、の間に、第１慣性センサー３、第２慣性センサー４、及び角速度センサー５が収容される。

【0017】

金属キャップ７は、Ｚ方向からの平面視で、プリント基板２とほぼ相似形を呈する矩形状である。金属キャップ７としては、例えば、鉄－ニッケル系合金である４２アロイを用いることができる。

【0018】

金属キャップ７は、天板部７０と、天板部７０の外周縁から下方に延設される側壁７１と、天板部７０と側壁７１とにより形成される凹部７１１と、側壁７１の下端部から内側に向けて突出する第１の凸部７２Ａ、第２の凸部７２Ｂ、第３の凸部７２Ｃ、第４の凸部７２Ｄと、を有する。

【0019】

金属キャップ７は、凹部７１１内に第１慣性センサー３、第２慣性センサー４、及び角速度センサー５を収容するようにして、プリント基板２の主面２１に配置される。

【0020】

金属キャップ７の凸部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄは、Ｚ方向からの平面視で、プリント基板２の凹部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄとそれぞれ重なるように配置される。

【0021】

金属キャップ７の第１の凸部７２Ａは、プリント基板２の第１の凹部２３Ａと、接着部材７４を介して接着される。同様に、金属キャップ７の第２の凸部７２Ｂは、プリント基板２の第２の凹部２３Ｂと、接着部材７４を介して接着され、第３の凸部７２Ｃは、第３の凹部２３Ｃと、接着部材７４を介して接着され、第４の凸部７２Ｄは、第４の凹部２３Ｄと、接着部材７４を介して接着される。

【0022】

接着部材７４としては、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂などによる樹脂系接着剤を用いることができる。なお、接着部材７４は、導電性を有していても構わない。また、接着部材７４は、樹脂系接着剤の他、例えば、半田などを用いても構わない。

【0023】

第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸回りの角速度と、３軸に沿った方向の加速度と、を検出する、いわゆる６軸慣性センサーである。

【0024】

角速度センサー５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸のうち、所望の検出軸回りの角速度を高精度に検出するために設けられる。本実施形態では、角速度センサー５は、Ｚ軸回りの角速度を検出する。なお、角速度センサー５はなくても構わない。

【0025】

ここで、本実施形態における第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４の配置について、説明する。

【0026】

図１に示すように、プリント基板２の主面２１に直交するＺ方向からの平面視で、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、はプリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と、第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３及び第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と、第４の凹部２３Ｄの両端と、を結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４の外側に配置される。

【0027】

プリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と、第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ１は、Ｚ方向からの平面視で、第１の凹部２３Ａと第２の凹部２３Ｂとの幅方向のＹ方向プラス側の端部を結ぶ第１の線分Ｌ１１と、第１の凹部２３Ａと第２の凹部２３Ｂとの幅方向のＹ方向マイナス側の端部を結ぶ第２の線分Ｌ１２と、を有する。なお、第１の線分Ｌ１１と、第２の線分Ｌ１２と、は交差しない。

【0028】

プリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と、第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３は、具体的には、Ｚ方向からの平面視で、第１の線分Ｌ１１と、第２の線分Ｌ１２と、第１の凹部２３Ａの幅方向の外縁と、第２の凹部２３Ｂの幅方向の外縁と、により囲まれる領域である。

【0029】

プリント基板２の第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と、第４の凹部２３Ｄの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ２は、Ｚ方向からの平面視で、第３の凹部２３Ｃと第４の凹部２３Ｄとの幅方向のＸ方向プラス側の端部を結ぶ第３の線分Ｌ２１と、第３の凹部２３Ｃと第４の凹部２３Ｄとの幅方向のＸ方向マイナス側の端部を結ぶ第４の線分Ｌ２２と、を有する。なお、第３の線分Ｌ２１と、第４の線分Ｌ２２と、は交差しない。

【0030】

プリント基板２の第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と、第４の凹部２３Ｄの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４は、具体的には、第３の線分Ｌ２１と、第４の線分Ｌ２２と、第３の凹部２３Ｃの幅方向の外縁と、第４の凹部２３Ｄの幅方向の外縁と、により囲まれる領域である。

【0031】

プリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と、第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３は、Ｚ方向からの平面視で、Ｘ方向に沿って延在している。プリント基板２の第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と、第４の凹部２３Ｄの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４は、Ｚ方向からの平面視で、Ｙ方向に沿って延在している。

【0032】

プリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端とを結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３と、プリント基板２の第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と第４の凹部２３Ｄの幅方向の両端とを結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４と、はプリント基板２の中央部において交差しており、第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端とを結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３と、第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と第４の凹部２３Ｄの幅方向の両端とを結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４と、を重ね合わせた形状は、十字形状になっている。

【0033】

このように、本実施形態では、プリント基板２の主面２１は、線分Ｌ１により囲まれる領域２４３と、線分Ｌ２により囲まれる領域２４４と、により十字形状に区分される。プリント基板２の主面２１は、線分Ｌ１により囲まれる領域２４３と、線分Ｌ２により囲まれる領域２４４と、領域２４３と領域２４４とにより区分された第１の実装領域２４６、第２の実装領域２４７、第３の実装領域２４８、及び第４の実装領域２４９と、を有する。第１の実装領域２４６、第２の実装領域２４７、第３の実装領域２４８、及び第４の実装領域２４９は、Ｚ方向からの平面視で、線分Ｌ１により囲まれる領域２４３と、線分Ｌ２により囲まれる領域２４４と、の外側にある領域である。

【0034】

具体的には、第１の実装領域２４６は、Ｚ方向からの平面視で、第１の線分Ｌ１１よりもＹ方向プラス側にあり、かつ、第３の線分Ｌ２１よりもＸ方向プラス側にある領域である。同様に、第２の実装領域２４７は、第１の線分Ｌ１１よりもＹ方向プラス側にあり、かつ、第４の線分Ｌ２２よりもＸ方向マイナス側にある領域であり、第３の実装領域２４８は、第２の線分Ｌ１２よりもＹ方向マイナス側にあり、かつ、第４の線分Ｌ２２よりもＸ方向マイナス側にある領域であり、第４の実装領域２４９は、第２の線分Ｌ１２よりもＹ方向マイナス側にあり、かつ、第３の線分Ｌ２１よりもＸ方向プラス側にある領域である。

【0035】

プリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端とを結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３と、プリント基板２の第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と第４の凹部２３Ｄの幅方向の両端とを結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４と、は金属キャップ７と、プリント基板２と、のそれぞれの熱膨張率の差に起因する応力がプリント基板２に強く加わる領域である。

【0036】

第１の実装領域２４６、第２の実装領域２４７、第３の実装領域２４８、及び第４の実装領域２４９は、金属キャップ７と、プリント基板２と、のそれぞれの熱膨張率の差に起因する応力がプリント基板２に加わり難い領域である。すなわち、第１の実装領域２４６、第２の実装領域２４７、第３の実装領域２４８、及び第４の実装領域２４９は、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、をプリント基板２の主面２１に配置するのに好適な領域である。

【0037】

本実施形態では、第１慣性センサー３は第１の実装領域２４６に配置され、第２慣性センサー４は第３の実装領域２４８に配置されている。ただし、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、の配置は、これに限らず、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、は第１の実装領域２４６、第２の実装領域２４７、第３の実装領域２４８、及び第４の実装領域２４９のうち、任意の実装領域に配置しても構わない。

【0038】

このように、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、をＺ方向からの平面視で、プリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と、第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３及び第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と、第４の凹部２３Ｄの両端と、を結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４の外側である実装領域２４６，２４７，２４８，２４９に配置することにより、金属キャップ７と、プリント基板２と、のそれぞれの熱膨張率の差に起因する応力は、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、に加わり難くなる。これにより、センサーモジュール１の使用環境などが変化しても、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、の検出精度が低下し難くなり、高精度なセンサーモジュール１を得ることができる。

【0039】

次に、第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４の基本構成について説明する。
図４及び図５に示すように、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、の基本構成は、互いに同様であり、第２慣性センサー４は、Ｚ方向からの平面視で、第１慣性センサー３を反時計回りに９０度回転させた姿勢で実装されている。

【0040】

図４に示すように、第１慣性センサー３は、Ｚ方向からの平面視で、長辺３１と、長辺３１とは長さが異なる短辺３２と、により囲まれた長方形状の外形を有する。本実施形態では、長辺３１はＸ方向に平行であり、短辺３２はＹ方向に平行である。

【0041】

第１慣性センサー３は、第１加速度センサー素子３０と、第１角速度センサー素子３ｒと、図示しない配線により第１加速度センサー素子３０と第１角速度センサー素子３ｒとに電気的に接続される複数の第１内部電極３３と、を有する。なお、本実施形態では、第１加速度センサー素子３０、及び第１角速度センサー素子３ｒは、それぞれシリコン基板を用いて形成されているが、シリコン以外の半導体基板や水晶などの圧電基板を用いて形成されていても構わない。

【0042】

第１加速度センサー素子３０は、長辺３１に沿ったＸ方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサー素子３ｘと、長辺３１と短辺３２とを含む平面に垂直なＺ方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサー素子３ｚと、短辺３２に沿ったＹ方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサー素子３ｙと、を有する。なお、本実施形態では、第１加速度センサー素子３０は、Ｘ軸加速度センサー素子３ｘと、Ｚ軸加速度センサー素子３ｚと、Ｙ軸加速度センサー素子３ｙと、を有しているが、第１加速度センサー素子３０は、そのうち１つ以上を有していれば構わない。

【0043】

また、本実施形態では、Ｘ軸加速度センサー素子３ｘと、Ｚ軸加速度センサー素子３ｚと、Ｙ軸加速度センサー素子３ｙと、は短辺３２に沿ったＹ方向において、Ｙ方向プラス側からＹ方向マイナス側に向かって、この順に並んで配置されている。ただし、Ｘ軸加速度センサー素子３ｘ、Ｚ軸加速度センサー素子３ｚ、Ｙ軸加速度センサー素子３ｙの配置は、これに限らず、例えば、Ｘ軸加速度センサー素子３ｘ、Ｚ軸加速度センサー素子３ｚ、Ｙ軸加速度センサー素子３ｙが、長辺３１に沿ったＸ方向に並んで配置されていても構わない。

【0044】

第１角速度センサー素子３ｒは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸回りの角速度を検出する３軸角速度センサー素子である。第１加速度センサー素子３０と、第１角速度センサー素子３ｒと、は長辺３１に沿ったＸ方向に並んで配置される。なお、第１角速度センサー素子３ｒは無くても構わない。

【0045】

ここで、第１加速度センサー素子３０と、第１内部電極３３と、の配置について説明する。
複数の第１内部電極３３は、長辺３１に沿ったＸ方向に並んで配置されている。第１加速度センサー素子３０と、複数の第１内部電極３３と、は短辺３２に沿った方向であるＹ方向に並んで配置されている。

【0046】

このように、本実施形態では、第１加速度センサー素子３０と、複数の第１内部電極３３と、は第１の方向としてのＹ方向に並んで配置されている。そして、第１加速度センサー素子３０は、Ｙ方向において、第１内部電極３３よりもプリント基板２の外縁である第３の辺２Ｃに近い位置に配置される。これにより、金属キャップ７とプリント基板２とのそれぞれの熱膨張率の差に起因する応力が、第１加速度センサー素子３０に加わり難くなり、第１慣性センサー３における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。

【0047】

図５に示すように、第２慣性センサー４は、Ｚ方向からの平面視で、長辺４１と、長辺とは長さが異なる短辺４２と、により囲まれた長方形状の外形を有する。本実施形態では、長辺４１はＹ方向に平行であり、短辺４２はＸ方向に平行である。

【0048】

第２慣性センサー４は、第２加速度センサー素子４０と、第２角速度センサー素子４ｒと、図示しない配線により第２加速度センサー素子４０と第２角速度センサー素子４ｒとに電気的に接続される複数の第２内部電極４３と、を有する。

【0049】

第２加速度センサー素子４０は、長辺４１に沿ったＹ方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサー素子４ｙと、長辺４１と短辺４２とを含む平面に垂直なＺ方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサー素子４ｚと、短辺４２に沿ったＸ方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサー素子４ｘと、を有する。

【0050】

また、本実施形態では、Ｙ軸加速度センサー素子４ｙと、Ｚ軸加速度センサー素子４ｚと、Ｘ軸加速度センサー素子４ｘと、は短辺４２に沿ったＸ方向において、Ｘ方向マイナス側からＸ方向プラス側に向かって、この順に並んで配置されている。

【0051】

第２角速度センサー素子４ｒは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸回りの角速度を検出する３軸角速度センサー素子である。第２加速度センサー素子４０と、第２角速度センサー素子４ｒと、は長辺４１に沿ったＹ方向に並んで配置される。

【0052】

ここで、第２加速度センサー素子４０と、第２内部電極４３と、の配置について説明する。
複数の第２内部電極４３は、長辺４１に沿ったＹ方向に並んで配置される。第２加速度センサー素子４０と、複数の第２内部電極４３と、は短辺４２に沿った方向であるＸ方向に並んで配置されている。

【0053】

このように、本実施形態では、第２加速度センサー素子４０と、複数の第２内部電極４３と、は第２の方向としてのＸ方向に並んで配置されている。そして、第２加速度センサー素子４０は、Ｘ方向において、第２内部電極４３よりもプリント基板２の外縁である第２の辺２Ｂに近い位置に配置される。これにより、金属キャップ７とプリント基板２とのそれぞれの熱膨張率の差に起因する応力が、第２加速度センサー素子４０に加わり難くなり、第２慣性センサー４における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。

【0054】

上述したように、本実施形態では、第１加速度センサー素子３０を、複数の第１内部電極３３よりもプリント基板２の外縁である第３の辺２Ｃに近い位置に配置することにより、第１慣性センサー３における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。そして、同様に、第２加速度センサー素子４０を、複数の第２内部電極４３よりもプリント基板２の外縁である第２の辺２Ｂに近い位置に配置することにより、第２慣性センサー４における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。このように、本実施形態では、第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４におけるそれぞれの加速度の検出精度をさらに低下し難くすることができるので、さらに高精度なセンサーモジュール１を得ることができる。

【0055】

以上、プリント基板２の上面である主面２１側に位置する各部について説明した。次に、プリント基板２の下面２２側に位置する各部について説明する。
図２及び図３に示すように、プリント基板２の下面２２には半導体装置８が搭載されている。半導体装置８は、プリント基板２に設けられる図示しない配線を介して第１慣性センサー３、第２慣性センサー４、及び角速度センサー５と電気的に接続している。半導体装置８は、回路素子であり、例えば、半導体チップであるベアチップをモールドした構成である。半導体装置８は、第１慣性センサー３、第２慣性センサー４、及び角速度センサー５の駆動を制御するとともに、第１慣性センサー３、第２慣性センサー４、及び角速度センサー５からの検出信号に対するサンプリング処理、ゼロ点補正、感度調整、フィルター処理、温度補正等の各種の処理を行い、処理後の検出信号を出力する。

【0056】

また、半導体装置８は、第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４からそれぞれ出力される検出軸が同じ検出信号を合成することにより、検出信号に含まれるノイズを低減し、信号品質を向上させることができる。例えば、半導体装置８は、第１慣性センサー３のＸ軸加速度センサー素子３ｘから出力されるＸ方向の検出信号と、第２慣性センサー４のＸ軸加速度センサー素子４ｘから出力されるＸ方向の検出信号を合成することにより、検出信号に含まれる熱雑音などの、検出信号とは無相関なノイズなどを低減し、信号品質を向上させることができる。

【0057】

また、プリント基板２の下面２２には、図示しない配線を介して半導体装置８に電気的に接続されている外部接続端子２９２が設けられている。外部接続端子２９２は、図示しない半田などの導電性を有する接合部材を介してリード群９０と電気的に接続される。

【0058】

次にリード群９０について説明する。図１に示すように、リード群９０は、プリント基板２の下面２２において、第１の辺２Ａに沿って配置された複数のリード端子９を備える第１リード群９０Ａと、第２の辺２Ｂに沿って配置された複数のリード端子９を備える第２リード群９０Ｂと、第３の辺２Ｃに沿って配置された複数のリード端子９を備える第３リード群９０Ｃと、第４の辺２Ｄに沿って配置された複数のリード端子９を備える第４リード群９０Ｄと、を有する。

【0059】

リード群９０に含まれる複数のリード端子９は、例えば、製造時においてリードフレームを切断加工することにより形成されたものであり、例えば、鉄系材料や銅系材料で形成されている。図２及び図３に示すように、このような複数のリード端子９は、それぞれ、プリント基板２に接続される接続部９１を有する。接続部９１は、図示しない半田などの導電性を有する接合部材を介してプリント基板２の下面２２に形成された外部接続端子２９２に電気的に接続される。

【0060】

以上述べた通り、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
プリント基板２の主面２１に直交するＺ方向からの平面視で、第１慣性センサー３と、第２慣性センサー４と、はプリント基板２の第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と、第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端と、を結ぶ線分Ｌ１により囲まれる領域２４３及び第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と、第４の凹部２３Ｄの両端と、を結ぶ線分Ｌ２により囲まれる領域２４４の外側に配置される。これにより、金属キャップ７とプリント基板２との熱膨張率の差に起因する応力は第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４に加わり難くなるため、第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４の検出精度が安定し、高精度なセンサーモジュール１を得ることができる。

【0061】

２．実施形態２
次に、実施形態２に係るセンサーモジュール１ａを、図６～図８を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した実施形態１との相違点を中心に説明し、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

【0062】

本実施形態に係るセンサーモジュール１ａは、図８に示すように、第２慣性センサー４の姿勢が実施形態１とは異なる。具体的には、第２慣性センサー４は、Ｚ方向からの平面視で、第１慣性センサー３を時計回りに９０度回転させた姿勢で実装されている。なお、図６に示すように、本実施形態に係るセンサーモジュール１ａでは、実施形態１と同様に、第１慣性センサー３が第１の実装領域２４６に配置され、第２慣性センサー４が第３の実装領域２４８に配置されている。

【0063】

まず、第１慣性センサー３における第１加速度センサー素子３０と、第１角速度センサー素子３ｒと、の配置について説明する。
図７に示すように、第１慣性センサー３の構成及び姿勢は実施形態１と同様であり、第１加速度センサー素子３０と、第１角速度センサー素子３ｒと、は長辺３１に沿ったＸ方向に並んで配置される。

【0064】

このように、本実施形態では、第１加速度センサー素子３０と、第１角速度センサー素子３ｒと、は第３の方向としてのＸ方向に並んで配置されている。そして、第１加速度センサー素子３０は、Ｘ方向において、第１角速度センサー素子３ｒよりもプリント基板２の外縁である第１の辺２Ａに近い位置に配置される。これにより、金属キャップ７とプリント基板２とのそれぞれの熱膨張率の差に起因する応力が、第１加速度センサー素子３０に加わり難くなり、第１慣性センサー３における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。

【0065】

次に、第２慣性センサー４における第２加速度センサー素子４０と、第２角速度センサー素子４ｒと、の配置について説明する。

【0066】

図８に示すように、第２加速度センサー素子４０は、長辺４１に沿ったＹ方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサー素子４ｙと、長辺４１と短辺４２とを含む平面に垂直なＺ方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサー素子４ｚと、短辺４２に沿ったＸ方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサー素子４ｘと、を有し、Ｙ軸加速度センサー素子４ｙと、Ｚ軸加速度センサー素子４ｚと、Ｘ軸加速度センサー素子４ｘと、は短辺４２に沿ったＸ方向において、Ｘ方向プラス側からＸ方向マイナス側に向かって、この順に並んで配置されている。

【0067】

第２加速度センサー素子４０と、第２角速度センサー素子４ｒと、は長辺４１に沿ったＹ方向に並んで配置される。

【0068】

このように、本実施形態では、第２加速度センサー素子４０と、第２角速度センサー素子４ｒと、は第４の方向としてのＹ方向に並んで配置されている。そして、第２加速度センサー素子４０は、第２角速度センサー素子４ｒよりもプリント基板２の外縁である第４の辺２Ｄに近い位置に配置される。これにより、金属キャップ７とプリント基板２とのそれぞれの熱膨張率の差に起因する応力は、第２加速度センサー素子４０に加わり難くなり、第２慣性センサー４における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。

【0069】

本実施形態によれば、実施形態１での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
第１加速度センサー素子３０と第１角速度センサー素子３ｒとが並んで配置される第３の方向であるＸ方向において、第１加速度センサー素子３０を、第１角速度センサー素子３ｒよりもプリント基板２の外縁である第１の辺２Ａに近い位置に配置することにより、第１慣性センサー３における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。そして、同様に、第２加速度センサー素子４０と第２角速度センサー素子４ｒとが並んで配置される第４の方向であるＹ方向において、第２加速度センサー素子４０を、第２角速度センサー素子４ｒよりもプリント基板２の外縁である第４の辺２Ｄに近い位置に配置することにより、第２慣性センサー４における加速度の検出精度はさらに低下し難くなる。このように、第１慣性センサー３及び第２慣性センサー４におけるそれぞれの加速度の検出精度をさらに低下し難くすることができるので、さらに高精度なセンサーモジュール１ａを得ることができる。

【0070】

なお、センサーモジュール１，１ａは、例えば、建設機械や農業機械などの車両、ロボット、ドローン等の移動体や、スマートフォン、ヘッドマウントディスプレイ等の電子機器等に適用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１，１ａ…センサーモジュール、２…プリント基板、２Ａ…第１の辺、２Ｂ…第２の辺、２Ｃ…第３の辺、２Ｄ…第４の辺、３…第１慣性センサー、４…第２慣性センサー、７…金属キャップ、２１…主面、２２…下面、２３Ａ…第１の凹部、２３Ｂ…第２の凹部、２３Ｃ…第３の凹部、２３Ｄ…第４の凹部、３０…第１加速度センサー素子、３３…第１内部電極、４０…第２加速度センサー素子、４３…第２内部電極、７２Ａ…第１の凸部、７２Ｂ…第２の凸部、７２Ｃ…第３の凸部、７２Ｄ…第４の凸部、Ｌ１…第１の凹部２３Ａの幅方向の両端と第２の凹部２３Ｂの幅方向の両端とを結ぶ線分、Ｌ２…第３の凹部２３Ｃの幅方向の両端と第４の凹部２３Ｄの幅方向の両端とを結ぶ線分、２４３…線分Ｌ１に囲まれる領域、２４４…線分Ｌ２に囲まれる領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】