CN104246465B - 压力检测装置及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种压力检测装置及其生产方法，该压力检测装置具有故障保护结构，可极力地抑制作为压力检测对象的流体流出的情况。压力检测装置(100)包括：具有流路(13)的流体流入部件(10)；检测流入到流路(13)中的流体压力的压力传感器(20)；具有包围压力传感器(20)的第一树脂部(32)的基板组件；盖部(40)，其按照从上侧覆盖压力传感器(20)的方式与第一树脂部(32)结合、形成密闭空间，该压力传感器(20)位于该密闭空间的内部；端子组件；树脂外罩部(60)，其将流体流入部件(10)、基板组件、盖部(40)以及端子组件结合。盖部(40)与第一树脂部(32)结合，并且被树脂外罩部(60)从上侧按压。

Description

压力检测装置及其生产方法

技术领域

本发明涉及压力检测装置及其生产方法。

背景技术

作为现有的压力检测装置，比如具有在专利文献1中公开的类型。专利文献1的压力检测装置包括：下壳体，该下壳体具有导入流体压力的压力导入部；压力传感器(半导体式压力传感器)，该压力传感器经由底板而设置于压力导入部上；电路基板，该电路基板通过导线而与压力传感器电连接；上壳体，该上壳体通过加热压紧于下壳体上的方式设置，接纳底板、压力传感器、电路基板等，并且形成连接部，其中，从电路基板起，按照第一引线端子、设置有用于吸收外来噪音的贯通电容器的第一引线管脚、从连接部看到的电极引线的顺序，构成通电结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2002—257663号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的压力检测装置中，构成下述结构，即，虽然压力传感器的上部由上壳体基本覆盖，但是在压力传感器和上壳体之间仍有空间。故如果通过从压力导入部流入的流体对压力传感器施加过大的压力，则压力传感器被破坏，流体泄漏至压力传感器上部的空间，进一步泄漏到上壳体的上部，无法完全解决流体流出至装置外部的可能性。由此，在希望有故障保护结构的今天，存在有需要改善的余地。

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的目的在于提供一种压力检测装置及其生产方法，该压力检测装置具有故障保护结构，可极力地抑制作为压力的检测对象的流体漏出的情况。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的第一方面的压力检测装置的特征在于，该压力检测装置包括：

流体流入部件，该流体流入部件具有可流入流体的流路；

半导体式压力传感器，该半导体式压力传感器设置于该流体流入部件的上面，检测流入上述流路中的流体压力；

第一组件，该第一组件设置于上述流体流入部件的上面，具有第一树脂部和第一引线端子，该第一树脂部包围上述半导体式压力传感器，该第一引线端子保持于该第一树脂部上，其一端部与上述半导体式压力传感器电连接；

盖部，该盖部按照从上侧覆盖上述半导体式压力传感器的方式与上述第一树脂部结合、形成密闭空间，上述半导体式压力传感器位于该密闭空间的内部；

第二组件，该第二组件具有第二树脂部与第二引线端子，该第二树脂部从上侧覆盖上述盖部，该第二引线端子保持于该第二树脂部上，与上述第一引线端子的另一端部电连接；

树脂外罩部，该树脂外罩部将上述流体流入部件、上述第一组件、上述盖部以及上述第二组件结合，覆盖上述第一组件、上述盖部以及上述第二组件，其中，上述第二组件中的上述第二引线端子的一部分向外部露出；

上述盖部与上述第一树脂部结合，并且被上述树脂外罩部从上侧按压。

为了实现上述目的，本发明的第二方面的压力检测装置的生产方法的特征在于，该方法包括下述的步骤：

在具有可流入流体的流路的流体流入部件的上面，设置半导体式压力传感器，该半导体式压力传感器检测流入到上述流路中的流体压力；

在上述流体流入部件的上侧设置第一组件，该第一组件具有第一树脂部与第一引线端子，该第一树脂部包围上述半导体式压力传感器，该第一引线端子保持于该第一树脂部上，其一端部与上述半导体式压力传感器电连接；

在上述第一树脂部上结合盖部，该盖部从上侧覆盖上述半导体式压力传感器，通过该盖部形成密闭空间，上述半导体式压力传感器位于该密闭空间的内部；

在上述盖部的上侧设置第二组件，该第二组件具有第二树脂部与第二引线端子，该第二引线端子保持于该第二树脂部上，与上述第一引线端子的另一端部电连接；

在设置上述第二组件后，通过外嵌成型而对树脂外罩部成型，该树脂外罩部将上述流体流入部件、上述第一组件、上述盖部以及上述第二组件结合，覆盖上述第一组件、上述盖部以及上述第二组件，其中，上述第二组件中的上述第二引线端子的一部分向外部露出。

发明的效果

按照本发明，可提供一种压力检测装置及其生产方法，该压力检测装置具有故障保护结构，可极力地抑制作为压力的检测对象的流体流出的情况。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式的压力检测装置的主要部分的外观结构剖视图；

图2为流体流入部件和半导体压力传感器的俯视图；

图3为底板组件的立体图；

图4为表示组装流体流入部件和底板组件与盖体的状态的立体图；

图5为表示组装流体流入部件和底板组件与盖体以及端子组件的状态的立体图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的一个实施方式的压力检测装置进行说明。

本实施方式的压力检测装置100像图1～图5所示的那样，包括：流体流入部件10；半导体式压力传感器(在下面也简称为“压力传感器”)20；底板组件30；盖部40；端子组件50；树脂外罩部60。

另外，底板组件30为第一组件的一个例子，端子组件50为第二组件的一个例子。此外，在下面，为了容易理解压力检测装置100的结构，按照对应于图1所示的两端箭头而表示的上下方向，适当地对各部分的配置进行说明。

流体流入部件10由不锈钢(SUS)等的金属材料形成，为由六棱柱状的筒体部11与螺纹部12成一体地形成的部件，该螺纹部12为位于筒体部的下侧的基本呈圆柱状的部分，在该螺纹部12的外周具有螺旋状的槽。另外，在图1中，以省略螺纹槽的方式示出螺纹部12。

在流体流入部件10中形成流路13，该流路13为在上下方向贯通筒体部11和螺纹部12的孔。流体可从该流路13的下侧流入(比如油)。在流路13中，越向上则呈尖头状。

筒体部11包括：凸部11a，该凸部11a从筒体部11上面突出，像图2所示的那样从平面看呈环状；底座11b，该底座11b从平面看位于凸部11a的中间，像图1所示的那样，其高度与凸部11a基本相同。由此，在凸部11a和底座11b之间形成了凹部11c。

在底座11b上放置压力传感器20，通过规定的方法而固定。作为流路13的顶端部的开口部13a位于底座11b的中心部。

在压力传感器20中，在玻璃底座21上设置有半导体芯片22，该半导体芯片22具有以较小厚度形成硅等的半导体基板而成的隔膜。在与隔膜相对应的部位，通过对硼等的杂质进行扩散处理，形成了具有压电电阻效果的压敏元件的四个电阻，通过各电阻和采用铝等的导电性材料的布图，在压力传感器20中构成了电桥电路。

流路13通过隔膜而接受从下侧导入的流体压力，压力传感器20通过伴随隔膜的位移的电桥电路的输出电压，检测流体压力。

底板组件30主要像图3所示的那样，包括：环状部件31；第一树脂部32；第一引线端子33。通过环状部件31和第一树脂部32，构成基本呈圆盘状的底板，该底板设置于流体流入部件10上，并且保持第一引线端子33。

环状部件31和第一树脂部32与第一引线端子33通过嵌入成型而一体地成型。即，底板组件30为通过像这样一体地成型的各部分而构成的组件。

环状部件31由SUS等的金属材料构成，环状的第一树脂部32位于其内部。通过将环状部件31的底面部与上述凸部11a接合(比如采用电阻焊接)，从而与流体流入部件10接合。由此，底板组件30与流体流入部件10连接。

第一树脂部32由比如PPS(Poly Phenylene Sulfide，聚苯硫醚)树脂形成，在其中间部形成有包围压力传感器20的开口部320。在第一树脂部32的开口部320的周围设置有附近部321，该附近部321露出第一引线端子33的一端部，将该第一引线端子33的一端部置于压力传感器20的附近。第一树脂部32保持第一引线端子33。

另外，第一树脂部32具有管脚32a，该管脚32a向上方立设，用于确定盖部40相对于底板组件30的位置。

此外，在第一树脂部32的底面侧形成凹部32b，如果将底板组件30设置于流体流入部件10上，则在该凹部32b和形成于流体流入部件10的筒体部11上的凹部11c之间，形成有空间C。

第一引线端子33由比如磷青铜材料形成，像图1所示的那样，为截面基本呈L状的部件。第一引线端子33像图3所示的那样为三个，对于每个分别为电源线、信号线、接地线。

在下面，三个第一引线端子33中的位于图3的中间部的端子的标号为331、位于端子331右侧的端子的标号为332、位于端子331左侧的端子的标号为333。适当地进行说明。虽然三个第一引线端子331、332、333的位置不同，但是由于具有同样的结构，故对于三者共同的事项采用标号33进行汇总说明。

第一引线端子33的一端部像前述那样，位于压力传感器20的附近，另一方面，其另一端部朝向上方而延伸，位于可与端子组件50的后述的第二引线端子51结合的位置。第一引线端子33的各两端部按照上述那样设置的方式以弯曲地形成。

第一引线端子33的一端部通过导线W(比如由铝构成)而与压力传感器20导通连接。导线W的连接采用引线键合装置。

另外，对第一树脂部32和第一引线端子33的接触部位进行浸含处理，该浸含处理为在嵌入成型时产生的间隙中填充密封材料的处理。同样地，也对环状部件31和第一树脂部32的接触部位进行浸含处理。

盖部40由比如PPS树脂形成，其为下述的部件，该部件按照从上侧覆盖压力传感器20的方式与底板组件30的第一树脂部32结合，形成压力传感器20位于内部的密闭空间。在下面，将该密闭空间称为压力基准室B(参照图1)。

盖部40的内面像图1所示的那样，为凹曲面41。盖部40与第一树脂部32的上端面焊接(比如激光焊接)，由此，在盖部40和第一树脂部32之间形成有压力基准室B。

在盖部40中，形成使第一树脂部32的管脚32a穿过的管脚插入孔42、使第一引线端子33(331、332、333)穿过的端子插入孔43、以及与后述的第二树脂部53所具有的突起部532b进行嵌合的突起部插入孔44。另外，图4表示作为将盖部40放置于第一树脂部32上的状态下，将两者焊接之前的状态。

端子组件50像图1和图5所示的那样，包括第二引线端子51、噪音吸收用电容器52与第二树脂部53。

第二引线端子51由比如磷青铜材料形成，像图1所示的那样，为截面基本呈L状的部件。第二引线端子51的一端部朝向上方而延伸，与第一引线端子33的另一端部(与压力传感器20侧相反的一侧的端部)接合(比如电阻焊接)。第二引线端子51的另一端部比上述一端部更进一步朝向上方而延伸，构成后述的连接部70。

第二引线端子51像图5所示的那样有三个，每个与各第一引线端子331、332、333相对应。即，对于三个第二引线端子51中的每个，分为电源线、信号线、接地线。

在下面，三个第二引线端子51中的与第一引线端子331结合的端子的标号为511、与第一引线端子332结合的端子的标号为512、与第一引线端子333结合的端子的标号为513，适当地进行说明。虽然三个第二引线端子511、512、513的位置不同，但是由于具有同样的结构，故对于三者共同的事项，采用标号51进行总体说明。

噪音吸收用电容器52由比如引线型的陶瓷电容器构成，像图1所示的那样，具有电容部520和侧面呈L状的引线521。电容部520设置于图1中的第二引线端子51的左侧部。与电容部520连接的引线521的前端部与第二引线端子51结合(比如电阻焊接)。噪音吸收用电容器52用于吸收与电源线和信号线重叠的外来噪音，比如沿贯穿图1的纸面的方向而设置两个。

第二树脂部53由比如PPS树脂形成，其为下述的部件，该部件保持第二引线端子51，并且从上侧覆盖噪音吸收用电容器52。第二树脂部53通过像这样覆盖噪音吸收用电容器52，故在树脂外罩部60成型时，防止噪音吸收用电容器52受到注射成型温度和压力的影响。

第二树脂部53像图5所示的那样，呈外形为半圆柱状的第一部分531和外形为半圆板状的第二部分532对合的形状。在本实施方式中，主要通过第一部分531，像上述那样保护噪音吸收用电容器52(电容部520)。

第二树脂部53通过嵌入成型与第二引线端子51一体地成型，由此，保持第二引线端子51。像这样保持的第二引线端子51的一部分(与第一引线端子33所连接的端部相反一侧的端部)朝向上方贯穿第一部分531，构成后述的连接部70。

另外，与构成第二引线端子51的连接部70的端部相反一侧的端部，朝向上方贯穿第二部分532，与第一引线端子33焊接。此外，对第二树脂部53和第二引线端子51的接触部位，进行浸含处理。

在第二树脂部53的第二部分532，开设有贯穿第一引线端子33的孔532a。即，有三个孔532a，各孔与第一引线端子331、332、333相对应。另外，在第二部分532的外周侧的端部，设置有朝向下侧而突起的突起部532b，通过将该突起部532b插入上述盖部40的突起插入孔44中，将端子组件50临时固定于盖部40上。

树脂外罩部60为位于比如由PPS树脂形成的流体流入部件10的上侧的外罩部。树脂外罩部60以覆盖底板组件30、盖部40、以及端子组件50，但端子组件50中的第二引线端子51的一部分按照向外部露出的形状成型(即，第二引线端子511、512、513的一部分向树脂外罩部60的外侧露出)。

通过第二引线端子51中的从树脂外罩部60向外侧露出的部分、与树脂外罩部60中的包围露出的第二引线端子51的部分，构成连接部70(直接连接部)。该连接部70可与规定的外部设备的端子结合，由此，从已结合的外部设备对压力传感器20施加电源电压，另外，可将压力传感器20的检测信号提供给连接的外部设备。获得了检测信号的外部设备根据已获得的检测信号，获得流体的压力(比如液压)值。

树脂外罩部60通过外嵌于流体流入部件10而成型的方式获得。已成型的树脂外罩部60将流体流入部件10(流体流入部件10的上端部)、作为第一组件的一个例子的底板组件30、盖部40、作为第二组件的一个例子的端子组件50结合。在像这样将各部分结合的状态，特别是，盖部40被树脂外罩部60从上侧而按压。

盖部40像前述那样，通过激光焊接而与第一树脂部32结合，另外，像这样，通过树脂外罩部60而按压，盖部40牢固地固定于底板组件30的第一树脂部32上。由此，即使从流路13而流入的流体(比如油)产生过剩压力，将压力传感器20破坏，流体到达压力基准室B内部，仍可阻止流体从盖部40的上部和侧部流出。

本实施方式的压力检测装置100像这样，具有故障保护结构，其极力地抑制作为压力的检测对象的流体流出的情况。

由以上的结构构成的压力检测装置100包括：流体流入部件10，该流体流入部件10具有可流入流体的流路13；半导体式压力传感器20，该半导体式压力传感器20设置于流体流入部件10的上面，检测流入流路13中的流体压力；底板组件30(第一组件的一个例子)，该底板组件30设置于流体流入部件10的上面，具有第一树脂部32和第一引线端子33，该第一树脂部32包围半导体式压力传感器20，该第一引线端子33保持于该第一树脂部32上，其一端部与半导体式压力传感器20(通过导线W)电连接；盖部40，该盖部40按照从上侧覆盖半导体式压力传感器20的方式与第一树脂部32结合、形成密闭空间，半导体式压力传感器20位于密闭空间的内部；端子组件50(第二组件的一个例子)，该端子组件50具有第二树脂部53和第二引线端子51，该第二树脂部53从上侧覆盖盖部40，该第二引线端子51保持于该第二树脂部53上，与第一引线端子33的另一端部电连接；树脂外罩部60，该树脂外罩部60将流体流入部件10、底板组件30、盖部40、端子组件50结合，虽然覆盖底板组件30、盖部40与端子组件50，但端子组件50中的第二引线端子51的一部分向外部露出，盖部40与第一树脂部32结合，并且通过树脂外罩部60而从上侧按压。

通过该结构，像前述那样，可极力地抑制作为压力的检测对象的流体泄漏的情况。即，压力检测装置100具有故障保护结构。

另外，压力检测装置100的结构为组装简单，且可抑制部件数量和工时的增加的结构。

其原因在于:在前述的专利文献1的压力检测装置100中，针对由压力传感器到连接部的电极引线的连接结构，必须要求1)将经由导线而与压力传感器导通的电路基板与第一引线端子连接；2)将第一引线管脚与贯通电容器连接，通过焊锡而将第一引线管脚与第一引线端子连接；3)通过焊锡而将第一引线管脚与电极引线连接的复杂步骤，组装性的提高方面具有改进的余地，但是，在本实施方式的压力检测装置100中，从压力传感器20到连接部70的导通结构主要由底板组件30所保持的第一引线端子33和端子组件50所保持的第二引线端子51构成。按照该结构，组装作为组件化的第一组件的一个例子的底板组件30、与作为第二组件的一个例子的端子组件50等，仅仅焊接各端子的连接部即可。

由此，按照本实施方式的压力检测装置100的结构，不需要焊锡的供给、焊接的温度管理等(或保留在必要的最小限度)，还可提高组装性，抑制产品成本。

另外，按照本实施方式的压力检测装置100的结构，由于不必设置上述专利文献1的压力检测装置那样的电路基板，故可抑制部件的增加。

从这里起，简单地对压力检测装置100的生产方法的一个例子进行说明。

1)将压力传感器20设置于流体流入部件10上。

2)配备通过嵌入成型一体地成型的底板组件30(第一组件的一个例子)，将底板组件30设置于流体流入部件10上。

具体来说，通过电阻焊接，将流体流入部件10的凸部11a与底板组件30的环状部件31接合。另外，通过引线键合装置，借助导线W将压力传感器20和第一引线端子33导通连接。

3)在底板组件30的第一树脂部32上通过激光焊接而结合从上侧覆盖压力传感器20的盖部40，通过盖部40，形成密闭空间，压力传感器20位于密闭空间的内部。

4)配备通过嵌入成型一体地成型的端子组件50(第二组件的一个例子)，将其设置于盖部40的上侧。

具体来说，将端子组件50的第二树脂部53所具有的突起部532b插入盖部40的突起部插入孔44中，将端子组件50临时固定于盖部40上。接着，通过电阻焊接而将第一引线端子33和第二引线端子51结合。

5)在设置端子组件50后，通过外嵌成型而对树脂外罩部60进行成型。

压力检测装置100通过比如像上述那样而生产。另外，关于上述1)～4)的步骤中的一部分的顺序，可适当替换。

(变形例)

另外，本发明不限于上述实施方式，可以有各种变形。

在下面给出变形的一个例子。

在以上的说明中，给出了在第二引线端子51上连接由引线型的陶瓷电容器构成的噪音吸收用电容器52的例子，但是并不限于此。作为噪音吸收用电容器，也可将芯片电容器与第二引线端子51连接。

此外，不仅与第二引线端子51连接，而且还可将噪音吸收用电容器与第一引线端子33连接。在该场合，比如可利用形成于第一树脂部32的凹部32b和流体流入部件10的凹部11c之间的空间C(参照图1)，在空间C的内部设置与第一引线端子33连接的芯片电容器。如果像这样形成，则可进一步降低外来噪音。

另外，在以上的说明中，给出了通过第二引线端子51中的从树脂外罩部60向外侧露出的部分与树脂外罩部60中的包围已露出的第二引线端子51的部分构成连接部70(直接耦合部)的例子，但是并不限于此。

也可采用下述的方式等，其中，使树脂外罩部不构成直接耦合部，仅仅与第二引线端子51连接的(比如通过焊接)电线向外部露出，不将检测信号从该电线而供给到外部。

此外，本发明并不受到以上的实施方式和附图的限定。可在不改变本发明的实质的范围内适当地改变(还包括结构部件的删除)实施方式和附图。

产业上的利用可能性

在上述实施方式中，对作为适用例子的车辆用等的压力检测装置为例而进行了说明，但是并不限于用于车辆，也可用于船舶用或农业用机械、建筑机械等的特殊车辆等，另外，显然在客车以外，可用于各种的压力检测装置。

标号的说明：

标号100表示压力检测装置；

标号10表示流体流入部件；

标号13表示流路；

标号20表示半导体式压力传感器；

标号30表示底板组件(第一组件的一个例子)；

标号31表示环状部件；

标号32表示第一树脂部；

标号33表示第一引线端子；

标号40表示盖部；

标号50表示端子组件(第二组件的一个例子)；

标号51表示第二引线端子；

标号52表示噪音吸收用电容器；

标号53表示第二树脂部；

标号60表示树脂外罩部；

标号70表示连接部；

符号B表示压力基准室(密闭空间)；

符号C表示空间。

Claims (8)

1.一种压力检测装置，其包括：

流体流入部件，该流体流入部件具有能流入流体的流路；

半导体式压力传感器，该半导体式压力传感器设置于该流体流入部件的上面，检测流入上述流路中的流体压力；

第一组件，该第一组件设置于上述流体流入部件的上面，具有第一树脂部和第一引线端子，该第一树脂部包围上述半导体式压力传感器，该第一引线端子保持于该第一树脂部上，其一端部与上述半导体式压力传感器电连接；

第二组件，该第二组件具有第二树脂部与第二引线端子，该第二引线端子保持于该第二树脂部上，与上述第一引线端子的另一端部电连接；

树脂外罩部，该树脂外罩部覆盖上述第一组件以及上述第二组件，其中，上述第二组件中的上述第二引线端子的一部分向外部露出，其特征在于，

上述压力检测装置进一步包括盖部，该盖部被第二树脂部从上侧覆盖，并且该盖部按照从上侧覆盖上述半导体式压力传感器的方式与上述第一树脂部结合、形成密闭空间，上述半导体式压力传感器位于该密闭空间的内部，

并且，上述树脂外罩部将上述流体流入部件、上述第一组件、上述盖部以及上述第二组件结合，并覆盖上述盖部，

上述盖部与上述第一树脂部结合，并且被上述树脂外罩部从上侧按压，

此外，上述第一引线端子通过与上述第一树脂部一体地成型，被保持于上述第一树脂部上；

上述第二引线端子通过与上述第二树脂部一体地成型，被保持于上述第二树脂部上。

2.根据权利要求1所述的压力检测装置，其特征在于，在上述第一引线端子和/或上述第二引线端子上连接噪音吸收用电容器。

3.根据权利要求1所述的压力检测装置，其特征在于，上述第一引线端子和上述第二引线端子通过焊接而电连接。

4.根据权利要求2所述的压力检测装置，其特征在于，上述第一引线端子和上述第二引线端子通过焊接而电连接。

5.根据权利要求1～4中任何一项所述的压力检测装置，其特征在于，上述盖部由树脂材料构成，通过激光焊接而与上述第一树脂部结合。

6.根据权利要求1～4中任何一项所述的压力检测装置，其特征在于，从上述树脂外罩部露出的上述第二引线端子的一部分与上述树脂外罩部的一部分形成连接部。

7.根据权利要求5所述的压力检测装置，其特征在于，从上述树脂外罩部露出的上述第二引线端子的一部分与上述树脂外罩部的一部分形成连接部。

8.一种压力检测装置的生产方法，其特征在于，该方法包括下述的步骤：

在具有能流入流体的流路的流体流入部件的上面，设置半导体式压力传感器，该半导体式压力传感器检测流入到上述流路中的流体压力；

在上述流体流入部件的上侧设置第一组件，该第一组件具有第一树脂部与第一引线端子，该第一树脂部包围上述半导体式压力传感器，该第一引线端子保持于该第一树脂部上，其一端部与上述半导体式压力传感器电连接；

在上述第一树脂部上结合盖部，该盖部从上侧覆盖上述半导体式压力传感器，通过该盖部形成密闭空间，上述半导体式压力传感器位于该密闭空间的内部；

在上述盖部的上侧设置第二组件，该第二组件具有第二树脂部与第二引线端子，该第二引线端子保持于该第二树脂部上，与上述第一引线端子的另一端部电连接；

在设置上述第二组件后，通过外嵌成型而对树脂外罩部成型，该树脂外罩部将上述流体流入部件、上述第一组件、上述盖部以及上述第二组件结合，覆盖上述第一组件、上述盖部以及上述第二组件，其中，上述第二组件中的上述第二引线端子的一部分向外部露出。