CN103487204A

CN103487204A - 压力传感器

Info

Publication number: CN103487204A
Application number: CN201310198891.1A
Authority: CN
Inventors: 石川琢郎; 泷本和哉; 石桥和德
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-01-01
Also published as: KR20130139764A; CN108375447A; KR101567938B1

Abstract

本发明提供一种压力传感器，该压力传感器即使在封入树脂因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂被冷却而收缩的情况下，压力检测元件与连接外部引线的基板之间也不会产生热应力，基板不会出现破损损伤，能够可靠地进行压力检测。该压力传感器具备：形成有流路（12）的接头部件（14）；以与接头部件的流路对置的方式配置的压力检测元件（16）；与压力检测元件连接的外部引线（54）；以及填充至形成于罩部件（42）的内部的间隙并构成粘接剂的封入树脂部（52），压力检测元件（16）与连接外部引线（54）的基板（38）以抵接的状态进行配置。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及液封式压力传感器。

背景技术

一直以来，作为检测流体压力用的压力传感器，在专利文献1（日本特开2012-68105号公报）中公开了构成为没有间隙以使水分不会从外部侵入的液封式压力传感器100。

如图5所示，该压力传感器100由压力检测元件102、接头部件104、以及罩部件106的结合体构成。

并且，金属制膜片108的外周边缘部通过焊接被气密性地紧固在压力检测元件102的一方的端面（下底面）上。引线接合112通过引线脚114与设置在压力检测元件102的下表面的传感器片110连接。

并且，如图5所示，该引线脚114连接于基板116，与外部引线118连接。并且，罩部件106内的空间中封入有由粘接剂构成的封入树脂122，并且，在罩部件106与接头部件104之间的空间中，也封入有由粘接剂构成的封入树脂124。由此，不存在间隙，阻止了水分等液体进入内部。

此外，在专利文献1的压力传感器100中，如图5所示，构成防水壳体的罩部件106的形状是由作为大径部的罩主体部120a、延伸设置于内径侧的台阶部120b、以及从该台阶部120b垂直地竖立设置的小径部120c构成的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-68105号公报

发明内容

但是，在这样现有的专利文献1记载的那种液封式压力传感器100中，如图5所示，压力检测元件102与基板116之间形成了隔开一定间隔的间隙T。

因此，在该专利文献1的压力传感器100中，封入树脂122进入压力检测元件102与基板116之间，在封入树脂122因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂122被冷却而收缩的情况下，如图5的箭头A所示，产生热应力。

由此，因该热应力，基板116有时会破损损伤，无法可靠地进行压力的检测。

此外，在封入树脂122因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂122被冷却而收缩的情况下，压力检测元件102和与外部引线118连接的基板116之间产生热应力。

由此，与连接压力检测元件102和基板116的引线脚114的连接部分128产生损伤，电连接被切断，连接基板116与外部引线118的连接部分130有时产生损伤而电连接被切断，无法进行准确的压力检测。

并且，如图5所示，压力检测元件102和与外部引线118连接的基板116以离开的状态进行配置，所以压力检测元件102与和外部引线118连接的基板116之间存在间隙T。因此，需要大量的构成粘接剂封入树脂122，成本变高，并且压力传感器自身也变得大型。

本发明鉴于这样的现状，其目的在于提供如下的压力传感器，该压力传感器即使在封入树脂因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂被冷却而收缩的情况下，压力检测元件与连接外部引线的基板之间也不会产生热应力，基板不会出现破损损伤，能够可靠地进行压力检测。

此外，本发明的目的在于提供如下压力传感器，该压力传感器在封入树脂因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂被冷却而收缩的情况下，不会出现与将压力检测元件与基板连接的引线脚的连接部分损伤而电连接被切断的情况，或连接基板与外部引线的连接部分损伤而电连接被切断的情况，能够可靠地进行压力检测。

另外，本发明的目的在于提供如下压力传感器，在该压力传感器中，构成粘接剂封入树脂的量变少，能够减少成本且能够使得压力传感器变得紧凑且小型。

本发明是为了实现上述的现有技术中的课题及目的而完成的发明，本发明的压力传感器的特征在于，具备：形成有流路的接头部件；为了检测上述流路内的流体压力而紧固在上述接头部件上，且以与接头部件的流路对置的方式配置的压力检测元件；与上述压力检测元件连接的外部引线；以及填充至形成于罩部件的内部的间隙并构成粘接剂的封入树脂部，上述压力检测元件与连接外部引线的基板以抵接的状态进行配置。

通过这样构成，由于压力检测元件与连接外部引线的基板以抵接的状态进行配置，所以压力检测元件与连接外部引线的基板之间不存在间隙。由此，在注入构成粘接剂的封入树脂的情况下，在压力检测元件与连接外部引线的基板之间也不存在封入树脂。

因此，在封入树脂因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂被冷却而收缩的情况下，压力检测元件与连接外部引线的基板之间也不会产生热应力，基板不会出现破损损伤，能够可靠地进行压力检测。

此外，因为压力检测元件与连接外部引线的基板之间不产生热应力，所以不会出现与将压力检测元件和基板连接的引线脚的连接部分损伤而电连接被切断的情况，或连接基板与外部引线的连接部分损伤而电连接被切断的情况，能够可靠地进行压力检测。

并且，由于压力检测元件与连接外部引线的基板以抵接的状态进行配置，所以在压力检测元件与连接外部引线的基板之间不存在间隙。因此，构成粘接剂的封入树脂的量变少，能够减少成本且能够使得压力传感器变得紧凑且小型。

此外，本发明的压力传感器的特征在于，上述罩部件是在容纳封入树脂部的部分中具备大致铅直地竖立设置的部分的筒形状。

通过这样构成，罩部件是在容纳封入树脂的部分中具备大致铅直地竖立设置的部分的筒形状，因此不像以往那样存在延伸设置于内径侧的台阶部，罩部件的封入树脂部为开放的状态。

因此，即使在封入树脂因受热而膨胀的情况下，在封入树脂与压力检测元件的元件主体之间也不会因热应力而产生剥离，不会因水分从外部进入而产生绝缘不良、或给压力检测元件带来腐蚀等影响，能够进行准确的压力检测。

此外，罩部件是在容纳封入树脂部的部分中具备大致铅直地竖立设置的部分的筒形状，所以，不像以往那样，存在延伸设置于内径侧的台阶部、小径部，罩部件的封入树脂部成为开放的状态。

因此，在注入封入树脂时，注入作业容易，无需花费时间和劳力，能够减少成本，并且，树脂遍及整个构成防水壳体的罩，不会产生注入不良，产生气泡，不会产生裂纹，不会因水分从外部进入而产生绝缘不良、或给压力检测元件带来腐蚀等影响，能够进行准确的压力检测。

本发明的效果如下。

根据本发明，由于压力检测元件与连接外部引线的基板以抵接的状态进行配置，所以压力检测元件与连接外部引线的基板之间不存在间隙。由此，在注入构成粘接剂的封入树脂的情况下，在压力检测元件与连接外部引线的基板之间也不存在封入树脂。

附图说明

图1是本发明的压力传感器的纵剖视图。

图2是本发明的压力传感器的另一个实施例的纵剖视图。

图3是图2的本发明的压力传感器的局部放大纵剖视图。

图4是表示应力解析的图。

图5是表示现有的液封式的压力传感器100的纵剖视图。

图中：

10—压力传感器，12—流路，14—接头部件，14a—凸缘部，16—压力检测元件，18—元件主体，18a—上表面，20—中央开口，22—密封玻璃，24—膜片，26—连通孔，28—膜片保护罩，30—液封室，32—传感器片，34—引线脚，34a—前端，36—金属线，38—基板，38a—贯通孔，40—压力室，42—罩部件，44—基端部，46—元件主体嵌合部，48—封入树脂容纳部，48a—封入树脂容纳部主体，48b—台阶部，48c—小径部，50—开口部，52—封入树脂部，54—外部引线，100—压力传感器，102—压力检测元件，104—接头部件，106—罩部件，108—膜片，110—传感器片，112—引线接合，114—引线脚，116—基板，118—外部引线，120a—罩主体部，120b—台阶部，120c—小径部，122—封入树脂，124—封入树脂，126—元件主体，128—连接部分，130—连接部分。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式（实施例）进行更详细的说明。

实施例1

图1是本发明的压力传感器的纵剖视图。

在图1中，符号10整体地表示本发明的压力传感器。

如图1所示，本发明的压力传感器10是液封式压力传感器，具备形成有流路12的接头部件14、以及检测流路12内的流体压力的压力检测元件16。

并且，压力检测元件16以与该接头部件14的流路12对置的方式进行配置，在其周缘部与接头部件14焊接紧固。

压力检测元件16具备例如不锈钢、铝等金属制的元件主体18，在形成于元件主体18的中央开口20内嵌入紧固有密封玻璃22。

此外，如图1所示，压力检测元件16的元件主体18、金属制的膜片24、以及形成有连通孔26的膜片保护罩28在它们的外周边缘部通过焊接紧固为一体。

并且，通过该结构，在元件主体18的中央开口20的部分，在密封玻璃22与膜片24之间形成了封入油的液封室30。

另一方面，如图1所示，在密封玻璃22的液封室30一侧的面部，通过粘接剂固定有单片结构的传感器片32。

该传感器片32配设于液封室30内，作为检测压力的压力元件、以及对该压力检测元件的输出信号进行处理的集成电路形成为一体的压力传感器片而构成。

此外，在密封玻璃22上分别以贯通状态利用密封处理固定有多个引线脚34，该多个引线脚34用于进行针对传感器片32的信号的输入输出。

在该实施例中，虽然未图示，但引线脚34共设有八根。即、设有作为输入输出用端子的后述的外部引线62a（Vout）、62b（Vcc）、62c（GND）用的三根引线脚34、和作为传感器片32的调整用的端子的五根引线脚34。

引线脚34由例如金制或铝制的金属线36与传感器片32导通连接（引线接合），构成传感器片32的外部输出端子、外部输入端子。

并且，从接头部件14的流路12传递到压力室40内的流体压力通过膜片保护罩28的连通孔26而按压膜片24的表面，并利用液封室30内的传感器片32来探测该押压力。

此外，图1所示，在压力检测元件16的上方，压力检测元件16和连接外部引线54的基板38以抵接的状态进行配置。引线脚34的前端34a以贯通的方式插通形成于该基板38的一方的端部的贯通孔38a，并通过例如软钎焊等与基板38的未图示的电路电连接。

另一方面，在基板38的另一方的端部，外部引线54通过例如软钎焊等与基板38的未图示的电路电连接。

此外，如图1所示，以与接头部件14的凸缘部14a抵接的状态，安装罩部件42的基端部44。罩部件42的基端部44与接头部件14的凸缘部14a之间利用例如软钎焊、焊接、粘接剂等进行紧固。

另外，虽然对罩部件42的基端部44与接头部件14的凸缘部14a之间进行紧固，但是也可以进行嵌合安装。

在这种情况下，如图1所示，罩部件42由这样与接头部件14的凸缘部14a抵接的基端部44、与压力检测元件16的元件主体18嵌合的元件主体嵌合部46、以及直径比该元件主体嵌合部46小且容纳封入树脂部52的封入树脂容纳部48一体构成。

此外，如图1所示，封入树脂容纳部48为由封入树脂容纳部主体48a、向内径侧延伸设置的台阶部48b、以及从该台阶部48b垂直地竖立设置的小径部48c构成的结构。

此外，如图1所示，罩部件42为在封入树脂容纳部48的上方具有开口部50的筒形状。

由此，如图1所示，在罩部件42的封入树脂容纳部48的内部形成间隙S，从罩部件42的开口部50一侧将构成粘接剂的封入树脂填充至该间隙S，形成封入树脂部52。

在这样构成的本发明的压力传感器10中，如图1所示，压力检测元件16与连接外部引线54的基板38以抵接的状态进行配置，所以压力检测元件16与连接外部引线54的基板38之间不存在间隙。因此，即使注入构成粘接剂的封入树脂的情况下，压力检测元件16与连接外部引线54的基板38之间也不存在封入树脂部52。

因此，在封入树脂因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂被冷却而收缩的情况下，压力检测元件16与连接外部引线54的基板之间也不会产生热应力，基板38不会出现破损损伤，能够可靠地进行压力检测。

此外，因为压力检测元件16与连接外部引线54的基板38之间不产生热应力，所以不会出现与将压力检测元件16与基板38连接的引线脚34的连接部分（引线脚34的前端34a）损伤而电连接被切断的情况，或连接基板38与外部引线54的连接部分（54a）损伤而电连接被切断的情况，能够可靠地进行压力检测。

实施例2

图2是本发明的压力传感器的另一个实施例的纵剖视图，图3是图2的本发明的压力传感器的局部放大纵剖视图，图4是表示应力解析的图。

本实施例的压力传感器10与图1～图2所示的压力传感器10基本为同样的结构，对于相同的构成部件，标注同样的参照符号，省略其详细说明。

与图1所示的实施例1的实施例的压力传感器10相同，压力检测元件16与连接外部引线54的基板38以抵接的状态进行配置。

此外，如图2所示，罩部件42呈该封入树脂容纳部48构成大致铅直地竖立设置的部分且其上方具有开口部50的筒形状。

这种情况下，罩部件42的形状在作为容纳封入树脂部52的部分的封入树脂容纳部48中所说的大致铅直地竖立设置的部分的意思中的“大致铅直”是指，如图3所示，例如，压力检测元件16的元件主体18的上表面18a与封入树脂容纳部48所成的角度α为90°左右，优选在90°±1°的范围内，就能够实现后述的效果。

在这样构成的本发明的压力传感器10中，如图2所示，罩部件42在作为容纳封入树脂部52的部分的封入树脂容纳部48中，是大致铅直地竖立设置的部分，是具备该大致铅直地竖立设置的部分的筒形状，因此不像以往那样存在延伸设置于内径侧的台阶部，罩部件42的封入树脂部52为开放的状态。

因此，即使在封入树脂因受热而膨胀的情况下，或者，封入树脂被冷却而收缩的情况下，如图3所示，在封入树脂部52与压力检测元件16的元件主体18之间（由图3的椭圆形包围的部分A），不会因热应力而产生剥离，不会因水分从外部进入而产生绝缘不良、或给压力检测元件带来腐蚀等影响，能够进行准确的压力检测。

此外，如图2所示，罩部件42是在作为容纳封入树脂部52的部分的封入树脂容纳部48中具备大致铅直地竖立设置的部分的筒形状，所以不像以往那样存在延伸设置于内径侧的台阶部、小径部，封入至罩部件42的封入树脂容纳部48的内部的间隙S的封入树脂部52成为利用罩部件42的开口部50而开放的状态。

因此，在注入封入树脂时，注入作业容易，无需花费时间和劳力，能够减少成本，并且，树脂遍及整个构成防水壳体的罩部件42，不会产生注入不良、产生气泡，不会产生裂纹，不会因水分从外部进入而产生绝缘不良、或给压力检测元件16带来腐蚀等影响，能够进行准确的压力检测。

图4是表示从100℃变化至-40℃的情况下的应力解析的图，如图4（A）所示，如专利文献1的压力传感器100那样，如果构成防水壳体的罩部件106的形状是由作为大径部的罩主体部120a、延伸设置于内径侧的台阶部120b、以及从该台阶部120b垂直地竖立设置的小径部120c构成的结构，则在封入树脂122与压力检测元件102的元件主体126之间，应力值大到21MPa。

与此相对，如图4（B）所示，如本发明的压力传感器10那样，构成防水壳体的罩部件42的形状在作为容纳封入树脂部52的部分的封入树脂容纳部48中是大致铅直地竖立设置的部分，是具备该大致铅直地竖立设置的部分的筒形状的情况下，可知应力值为6MPa，能够降低至三分之一。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，例如，在上述实施例中，罩部件42由与接头部件14的凸缘部14a抵接的基端部44、与压力检测元件16的元件主体18嵌合的元件主体嵌合部46、以及直径比该元件主体嵌合部46稍小且容纳封入树脂部52的封入树脂容纳部48一体构成，但是也可以做成由分体部件构成并相互紧固的罩部件等，在不脱离本发明的目的的范围内能够进行各种变更。

产业上的可利用性

本发明能够应用于液封式压力传感器。

Claims

1.一种压力传感器，其特征在于，

具备：形成有流路的接头部件；

为了检测上述流路内的流体压力而紧固在上述接头部件上，且以与接头部件的流路对置的方式配置的压力检测元件；

与上述压力检测元件连接的外部引线；以及

填充至形成于罩部件的内部的间隙并构成粘接剂的封入树脂部，

上述压力检测元件与连接外部引线的基板以抵接的状态进行配置。