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公開番号2025127111
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-01
出願番号2024023634
出願日2024-02-20
発明の名称慣性力センサおよび慣性力センサの製造方法
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社ミライズテクノロジーズ,トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01L 23/02 20060101AFI20250825BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リークパスの生成を抑制可能なパッケージを備える慣性力センサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】慣性力センサであるジャイロセンサ1は、矩形形状の開口枠103aを備えるパッケージ100と、パッケージ100の内部に配置されているセンサ部と、平板形状を有する金属製の蓋部であって、開口枠の全体を覆っているとともに複数のコーナを有しているリッド130と、開口枠に沿って配置されており、閉じたリング形状を備えており、開口枠と蓋部とを接合している接合枠120と、を備える。蓋部の上面において、複数のコーナの各々に対応する領域には、第1、第2突起部P1、P2が形成されており、第1、第2突起部は、接合枠に沿って延びている。第1突起部は、第2突起部に対して、リング形状の径方向の外側に配置されている。電極面60eを蓋部の上面に接触させた場合に、電極面が、第1、第2突起部のみに接触する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
矩形形状の開口枠を備えるパッケージと、
前記パッケージの内部に配置されているセンサ部と、
平板形状を有する金属製の蓋部であって、前記開口枠の全体を覆っているとともに複数のコーナを有している前記蓋部と、
前記開口枠に沿って配置されており、閉じたリング形状を備えており、前記開口枠と前記蓋部とを接合している接合枠と、
を備える慣性力センサであって、
前記蓋部の上面において、複数の前記コーナの各々に対応する領域には、第１突起部および第２突起部が形成されており、
前記第１突起部および前記第２突起部は、前記接合枠に沿って延びており、
前記第１突起部は、前記第２突起部に対して、前記リング形状の径方向の外側に配置されており、
電極面を前記蓋部の上面に接触させた場合に、前記電極面が、前記第１突起部および前記第２突起部のみに接触することが可能に構成されている、
慣性力センサ。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１突起部の頂部は、前記第２突起部の頂部よりも下方側に位置している、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項３】
前記蓋部の上面に対する垂直上方位置から見たときに、前記第１突起部および前記第２突起部は、前記コーナに沿って円弧状に曲がっている曲線領域を備えている、請求項２に記載の慣性力センサ。
【請求項４】
前記接合枠は、複数の前記コーナの各々に対応する第１区間と、隣接する前記第１区間の間に配置されている第２区間と、を備えており、
前記第１区間における前記接合枠の前記径方向の幅が、前記第２区間における前記接合枠の前記径方向の幅よりも大きい、請求項１－３の何れか１項に記載の慣性力センサ。
【請求項５】
前記接合枠は、複数の前記コーナの各々に対応する第１区間を備えており、
前記第１区間では、前記接合枠に、前記リング形状の周方向に延びている空隙が形成されており、
前記空隙は、前記径方向において、前記第１突起部と前記第２突起部との間の領域に位置している、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項６】
前記接合枠の延びる方向に垂直な断面における、前記空隙の断面形状は、略円形である、請求項５に記載の慣性力センサ。
【請求項７】
前記蓋部の上面において、４つの前記コーナの間には、４つの辺が位置しており、
前記４つの辺には、前記第１突起部および前記第２突起部が形成されている、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項８】
前記蓋部の上面に対する垂直上方位置から見たときに、前記第１突起部は、前記開口枠の外側の輪郭線よりも内側に位置している、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項９】
矩形形状の開口枠を備えるパッケージと、
前記パッケージの内部に配置されているセンサ部と、
平板形状を有する金属製の蓋部であって、前記開口枠の全体を覆っているとともに複数のコーナを有している前記蓋部と、
前記開口枠に沿って配置されており、閉じたリング形状を備えており、前記開口枠と前記蓋部とを接合している接合枠と、
を備える慣性力センサの製造方法であって、
前記蓋部の上面において、複数の前記コーナの各々に対応する領域には、第１突起部および第２突起部が形成されており、
前記第１突起部および前記第２突起部は、前記接合枠に沿って延びており、
前記第１突起部は、前記第２突起部に対して、前記リング形状の径方向の外側に配置されており、
ローラ電極の電極面を前記蓋部の上面に接触させた場合に、前記電極面が、前記第１突起部および前記第２突起部のみに接触することが可能に構成されており、
前記慣性力センサの製造方法は、
前記パッケージの内部に前記センサ部を固定する工程と、
前記開口枠の上に、前記接合枠を配置する工程と、
前記接合枠の上に、前記蓋部を配置する工程と、
真空雰囲気中において、前記開口枠と前記蓋部とを、前記ローラ電極によってシーム溶接する溶接工程と、
を備えており、
前記溶接工程では、前記電極面を前記第１突起部および前記第２突起部に同時に接触させて溶接が行われる、または、前記電極面を前記第１突起部に接触させて第１の溶接が行われた後に前記電極面を前記第２突起部に接触させて第２の溶接が行われる、
慣性力センサの製造方法。
【請求項１０】
前記第１突起部の頂部と前記第２突起部の頂部を含む平面は、前記蓋部の上面に対して第１の角度を有しており、
前記電極面は、前記蓋部の上面に対して第２の角度を有しており、
前記第１の角度と前記第２の角度とは、略一致している、請求項９に記載の慣性力センサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、慣性力センサおよび慣性力センサの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、セラミックパッケージ内に、電子部品素子（慣性力センサなど）を収容し、金属製蓋体を封止した電子部品が開示されている。具体的には、一面が開口した筺体状セラミックパッケージ内に、電子部品素子を収容する。セラミックパッケージの開口周囲に配置したシールリングを介して、矩形状金属製蓋体を被覆する。そして、金属製蓋体とセラミックパッケージとを溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－２２０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶接では、急激な温度上昇および下降により大きな残留応力が発生する。特に、矩形状の金属製蓋体のコーナでは、応力が集中する。この応力集中により、溶接の接合枠に亀裂が発生してしまう場合がある。発生した亀裂が広がると、外部とのリークパスが生成されてしまい、パッケージ内部を高真空状態に維持することが困難となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する慣性力センサは、矩形形状の開口枠を備えるパッケージと、パッケージの内部に配置されているセンサ部と、平板形状を有する金属製の蓋部であって、開口枠の全体を覆っているとともに複数のコーナを有している蓋部と、開口枠に沿って配置されており、閉じたリング形状を備えており、開口枠と蓋部とを接合している接合枠と、を備える。蓋部の上面において、複数のコーナの各々に対応する領域には、第１突起部および第２突起部が形成されている。第１突起部および第２突起部は、接合枠に沿って延びている。第１突起部は、第２突起部に対して、リング形状の径方向の外側に配置されている。電極面を蓋部の上面に接触させた場合に、電極面が、第１突起部および第２突起部のみに接触することが可能に構成されている。
【０００６】
溶接では、蓋部の上面と電極面との接触点が発熱することで、接合枠が溶融し、溶接部が形成される。上記の構造によると、コーナの各々に対応する領域に、第１突起部および第２突起部が配置されている。そして電極面を蓋部の上面に接触させた場合に、電極面が、第１突起部および第２突起部のみに接触することが可能に構成されている。これにより、リング形状の径方向に沿って、２つの発熱点を配置することができる。よって、１つの発熱点を用いる場合に比して、溶接部の径方向の幅を拡大することができる。溶接部の幅を拡大することにより、応力を分散することができるため、亀裂発生を防止することが可能となる。、外部と内部を結ぶ気体のリークパスの形成を、抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
ジャイロセンサ１の上面図である。
ジャイロセンサ１の上面図である。
ジャイロセンサ１の断面図である。
ジャイロセンサ１の断面図である。
接合枠１２０の上面図である。
シーム溶接を説明する断面図である。
シーム溶接を説明する断面図である。
ジャイロセンサ１の製造工程の概略を示すフローチャートである。
ジャイロセンサ１の製造工程の概略図である。
実施例２におけるジャイロセンサ１の上面図である。
実施例２における接合枠１２０の上面図である。
実施例３におけるジャイロセンサ１の断面図である。
実施例３における接合枠１２０の上面図である。
変形例におけるジャイロセンサ１の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】
図１に、本実施例に係るジャイロセンサ１の上面図を示す。図１では、見やすさのために、リッド１３０を取り除いた状態を示している。図２に、リッド１３０を備えたジャイロセンサ１の上面図を示す。図２では、下側に隠れている接合枠１２０を点線で示している。また図３に、図１および図２のIII－III線における断面図を示す。図３は、中心軸ＣＡを通る、ｘ－ｚ平面による断面図である。すなわち図３は、後述する第１突起部Ｐ１および第２突起部Ｐ２を通らない断面図である。また図４に、IV－IV線における断面図を示す。図４は、後述するコーナ領域ＣＲを通る、ｘ－ｚ平面による断面図である。すなわち図４は、第１突起部Ｐ１および第２突起部Ｐ２を通る断面図である。
【０００９】
ジャイロセンサ１は、センサ素子１０、パッケージ１００、リッド１３０を主に備えている。センサ素子１０は、パッケージ１００内に真空気密封止されている。
【００１０】
（センサ素子１０の構成）
センサ素子１０は、台座電極２０、ガラス振動子３０、ペースト４０、を主に備えている。台座電極２０は、ガラス基板２１上にシリコン基板２２が積層された構造を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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