CN105051501A - 传感器及传感器的制造方法 - Google Patents

Abstract

传感器(10)具有：霍尔IC(45)，其输出与作为检测对象的液位相应的电气信号；电容器(50)，其与该霍尔IC(45)一起被使用；多个引线框(30)，其包括连接引线的端子部(31)、及连接霍尔IC(45)的引脚(45a)的基部(32)；及内侧部件(41)，其保持多个引线框(30)。保持引线框(30)的内侧部件(41)形成有以凹状洼下的空间部(41a)，在该空间部(41a)收容有霍尔IC(45)。并且，霍尔IC(45)使该霍尔IC(45)所具备的多个引脚(45a)从空间部(41a)伸出并分别与多个引线框(30)的基部(32)连接，在存在于空间部(41a)的一对引脚(45a)间安装电容器(50)。由此，能够提供一种构造小型化及噪声除去的效率优异的传感器(10)及其制造方法。

Description

传感器及传感器的制造方法

技术领域

本发明涉及传感器及其制造方法。

背景技术

以往，已知对与检测对象相关的物理量或检测对象的变化量进行检测的各种传感器，可将温度、压力、流量等作为检测对象列举出。这样的传感器中的一种，有将液位作为检测对象的液位传感器。液位传感器根据因液位的变化而上下移动的浮标的举动来进行该液位的检测。例如，浮标的举动向臂传递，该臂转动，从而使旋转自由地安装于传感器壳体的圆环状的磁体旋转。并且，利用配置在传感器壳体内的检测电路来检测在磁体的周围产生的磁通密度的变化，进行液位的检测。

例如在专利文献1中公开了检测箱内的液面的液面检测装置。该液面检测装置包括作为壳体的主体部，该主体部包括：作为检测元件的霍尔集成电路(霍尔IC)，其根据浮标的举动来对旋转的旋转部的旋转角度进行检测；及端子，其用于将霍尔IC与外部电气连接。霍尔IC内置有霍尔元件和前置放大器等。当霍尔元件在对其施加有电压的状态下被从外部施加磁场时，会产生与通过该霍尔元件的该磁场的磁通密度成比例的霍尔电压。该霍尔电压被前置放大器等进行放大等并向作为上位装置的外部电路传递。端子由导电性金属板形成，包括霍尔IC的测量信号用的信号端子、霍尔IC的接地用的接地端子、及霍尔IC的电源用的电源端子。信号端子与霍尔IC的信号引脚连接，接地端子与霍尔IC的接地引脚连接，电源端子与霍尔IC的电源引脚连接。

在该液面检测装置中，当静电等高电压的脉冲施加于信号端子、电源端子时，霍尔IC的前置放大器等有可能会电气损伤。因此，在端子的安装座上用锡焊固定有电气保护霍尔IC的第1片状电容器和第2片状电容器，并与端子电气连接。具体而言，一个片状电容器的一端与接地端子电气连接，另一端与信号端子电气连接。另外，另一个片状电容器的一端与接地端子电气连接，另一端与电源端子电气连接。由此，即使在输入有高电压的脉冲的情况下，也由于经由片状电容器向接地端子流出，所以不会向霍尔IC的前置放大器等施加。其结果是，能够防止霍尔IC的前置放大器等电气损伤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008－14917号公报

发明内容

本发明欲解决的技术问题

但是，根据专利文献1所公开的方法，电容器与检测元件配置在分离的位置，因此，有可能噪声除去的效果会降低。另外，将电容器与检测元件分离地配置，因此，妨碍了构造的小型化。

本发明是鉴于该情况而完成的，其目的在于提供一种构造小型化及噪声除去的效率优异的传感器及其制造方法。

用于解决问题的技术方案

为了解决该问题，本发明的传感器的特征在于，具有：检测元件，其输出与关于检测对象的物理量或检测对象的变化量相应的电气信号；电子元件，其被与检测元件一起使用；多个引线框，其包括连接导电线的端子部、及连接检测元件的引脚的基部；及内侧部件，其保持多个引线框，内侧部件包括以凹状洼下的空间部，在该空间部收容检测元件，检测元件使检测元件所具备的多个引脚从空间部伸出并分别与多个引线框的基部连接，并且，在存在于空间部的一对引脚间安装电子元件。

此处，在本发明的传感器中，优选的是，空间部由填充在空间内的树脂材料模塑封装。

另外，优选的是，本发明的传感器还具有嵌入成形而成的传感器壳体，该传感器壳体以将多个引线框及内侧部件作为嵌入零件，并使引线框的端子部露出并收容其余部分的方式嵌入成形。

同样，为了解决该问题，本发明的传感器的制造方法是将输出与关于检测对象的物理量或检测对象的变化量相应的电气信号的检测元件收容在传感器壳体的内部的传感器的制造方法，其特征在于，包括以下工序：制作多个引线框的工序，该多个引线框在末端具有连接导电线的端子部；将多个引线框作为嵌入零件进行嵌入成形，形成对多个引线框的基端侧进行保持并且包括以凹状洼下的空间部的内侧部件的工序；在内侧部件的空间部收容检测元件，并且使检测元件所具备的多个引脚从空间部伸出并分别与多个引线框连接的工序；将被与检测元件一起使用的电子元件安装到存在于空间部的一对引脚间的工序；在空间部填充树脂材料，将该空间部的空间内模塑封装的工序；以使引线框的端子部露出并收容其余部分的方式形成传感器壳体的工序。

发明效果

根据本发明，通过将检测元件和电子元件收容在空间部内，从而能够将这些零件集约到1处，因此，能够实现构造小型化。另外，通过将电子元件直接安装于检测元件的引脚，并且收容在同一空间内，从而能够将电子元件和检测元件以近的距离配置。由此，能够抑制噪声除去的效率变低这种事态。

附图说明

图1是示意性地示出本实施方式的液位传感器的立体图。

图2是引线框组件的说明图。

图3是示出将形成于内侧部件的空间部放大的立体图。

图4是示出液位传感器的制造工序的说明图。

图5是示出液位传感器的制造工序的说明图。

图6是示出液位传感器的制造工序的说明图。

附图标记说明

10液位传感器(传感器)

12浮标

14臂

16保持架

20传感器壳体

21片部

22钩部

23周壁部

24引线插通部

30引线框

31端子部

32基部

40引线框组件

41内侧部件

41a空间部

45霍尔IC(检测元件)

45a引脚

50电容器(电子元件)

60树脂材料

具体实施方式

图1是示意性地示出本实施方式的液位传感器10的立体图，图2是引线框组件40的说明图。液位传感器10是将积存在汽车的燃料箱内的燃料的液位作为检测对象的传感器，包括浮标12、臂14、保持架16、及传感器壳体20。

浮标12随着燃料箱内的液位的变动而上下移动。臂14的一端连接于浮标12，另一端连接于保持架16。保持架16能够转动地安装在传感器壳体20的预定位置，在保持架16的内侧配置有环状的磁体(未图示)。

传感器壳体20是将组合有后述的引线框30、霍尔IC45(参照图3)等的引线框组件40作为嵌入零件并被嵌入成形的。在本实施方式中，传感器壳体20在仅使引线框30的端子部31露出到外部的状态下将其余部分收容在内部。作为传感器壳体20，能够利用聚缩醛树脂、PPS树脂等。

传感器壳体20在左右的侧面部分别包括片部21、及朝向上下方向延伸设置并能够弹性变形的钩部22。此处，燃料箱具有将燃料向外部送出的泵(未图示)，液位传感器10例如安装在泵的泵保持架上。这些片部21及钩部22通过与泵保持架侧的卡合部件卡合，从而能够将液位传感器10无晃动地固定于泵保持架。

另外，传感器壳体20在后述的引线框30的端子部31露出的上缘部形成有以将端子部31的周围包围的方式形成的周壁部23。通过这样用周壁部23覆盖端子部31的周围，从而能够抑制在端子部31之间发生的漏电流。

另外，在该周壁部23，通过将周壁部23在传感器壳体20的深入方向切口，从而形成有引线插通部24。该引线插通部24用于将与端子部31连接的引线(导电线)固定并保持。

如图2所示，引线框组件40包括引线框30、内侧部件41、霍尔IC45、及电容器50。

引线框30是用于将霍尔IC45与外部电路电气连接的金属板制的电路部件，例如能够用对黄铜实施了镀锡而成的金属板、或者不锈钢、铁等形成。与霍尔IC45所具备的引脚45a的数量相对应地准备有引线框30，在本实施方式中，准备有3个引线框30。各个引线框30由1张板状部件构成，在末端侧构成有端子部31，在基端侧构成有基部32。在端子部31，在其中央部形成有用于将引线插通的通孔。

内侧部件41包含引线框30的基端侧即基部32，并保持该基部32。另外，该内侧部件41上形成有朝向深入方向、即传感器壳体20的厚度方向以凹状洼下的空间部41a。该空间部41a由填充在空间内的树脂材料60模塑封装。换言之，空间部41a被树脂材料60填充。

图3是示出将形成于内侧部件41的空间部41a放大的立体图。此外，在该图3中，省略了填充在空间部41a中的树脂材料60的记载。作为检测元件的霍尔IC45由霍尔元件、放大电路等构成，被收容在内侧部件41的空间部41a的内部。另外，该霍尔IC45包括与信号、接地、电源对应的3个引脚45a。这些引脚45a在空间部41a的内部平行地延伸之后，从该空间部41a向外部伸出，并与所对应的引线框30(基部32)分别连接。

霍尔IC45对臂14的转动位置进行磁检测，将与该转动位置相应的电气信号作为液位信号输出。具体而言，在燃料箱内的液位发生了变化的情况下，浮标12的上下位置会变动，因此，通过臂14而保持架16及配置在该保持架16上的磁体被旋转。此时，通过霍尔元件的磁场的磁通密度会变化，从而从霍尔IC45(霍尔元件)输出的输出电压会变化。因此，通过检测该霍尔IC45的输出电压即液位信号，从而能够检测臂14的转动位置、即液位。

电容器50是与霍尔IC45一起被使用的电子元件，在本实施方式中，是在两端形成有电极的片状电容器。该电容器50能够电气保护霍尔IC45而使其不受静电等高电压的影响，该电容器50直接安装于霍尔IC45的引脚45a。具体而言，电容器50安装在与接地及信号对应的一对引脚45a之间，并且安装在与接地及电源对应的一对引脚45a之间。各个电容器50以位于空间部41a的范围内的方式设置。

如上所述，如图2所示，内侧部件41的空间部41a由填充在空间内的树脂材料60模塑封装。由此，霍尔IC45、一对电容器50也成为被树脂材料60模塑封装的状态。

以下，参照图4至图6，说明本实施方式的液位传感器10的制造方法。图4至图6是示出液位传感器的制造工序的说明图。

如图4所示，在第1工序中，对作为基材的金属板实施冲裁加工，制作3个引线框30。各个引线框30是按照端子部31及基部32这种必要的形状而形成的，并由带状连结部3一体地连接。

如图5所示，在第2工序中，将这些引线框30作为嵌入零件来进行嵌入成形，形成内侧部件41。该内侧部件41包括与预定的模具形状相应地被形成为凹状的空间部41a，另外，该内侧部件41以保持3个引线框30的基部32侧的方式形成。另外，上述的带状连结部3在必要的时机被切断除去。

在第3工序中，在内侧部件41的空间部41a中收容霍尔IC45。霍尔IC45所具备的3个引脚45a从空间部41a伸出，分别与3个引线框30的基部32连接。各个引脚45a考虑到与引线框30的连接而被预先加工成预定的弯折形状。另外，引脚45a与引线框30的连接能够利用例如焊接。

在第4工序中，在霍尔IC45的引脚45a上安装电容器50。具体而言，3个引脚45a在空间部41a的内部中互相平行地延伸，以与接地对应的引脚45a为中心，在其两侧分别并列有与电源及信号对应的引脚45a。由此，如图6所示，在相邻的一对引脚45a之间分别安装电容器50。作为电容器50的安装方法，能够使用例如锡焊。

在第5工序中，如图2所示，在空间部41a中填充树脂材料60，将空间部41a的空间内模塑封装。换言之，第5工序中，在空间部41a的空间内填充树脂材料60。利用到该第5工序为止的工艺，制作组合有引线框30、霍尔IC45等的引线框组件40。

在第6工序中，将引线框组件40作为嵌入零件，进行嵌入成形，从而形成传感器壳体20。如图1所示，该传感器壳体20被形成为：仅使引线框30的端子部31露出到外部，并将引线框组件40的其余部分收容在传感器壳体20内。另外，该传感器壳体20以利用周壁部23将露出到外部的端子部31包围的方式形成。

在第7工序中，在臂14的一端连接浮标12，并使另一端与保持架16嵌合。然后，在保持架16的内侧配置环状的磁体，并将该保持架16安装在传感器壳体20的预定位置。此时，在保持架16的内侧配置有轴承等部件，保持架16被形成为相对于传感器壳体20能够转动的状态。

经过这样的一系列的工序，制造图1至图3所示那样的本实施方式的液位传感器10。

在本实施方式中，保持引线框30的内侧部件41形成有凹状地洼下的空间部41a，并在该空间部41a中收容有霍尔IC45。并且，霍尔IC45使该霍尔IC45所具备的多个引脚45a从空间部41a伸出并与多个引线框30的基部32分别连接，在存在于空间部41a的一对引脚45a之间安装有电容器50。

根据该构成，通过将霍尔IC45和电容器50收容在空间部41a内，从而能够将这些零件集约到1处，因此，能够实现构造小型化。另外，通过将电容器50直接安装于霍尔IC45的引脚45a，并且收容在同一空间内，从而能够将霍尔IC45和电容器50以近的距离配置。由此，能够抑制噪声除去的效率变低这种事态。另外，在引线框30上安装有电容器50的情况下，会直接受到引线框30的膨胀、收缩所产生的影响，但是，在引脚45a上直接安装电容器50的情况下，能够获得引脚45a的弯曲所产生的吸收缓和，因此，具有引线框30的膨胀、收缩所产生的影响小这种效果。

另外，在本实施方式中，空间部41a由填充在空间内的树脂材料60模塑封装。

根据该构成，通过在空间部41a填充树脂材料60，从而能够保护霍尔IC45、电容器50。另外，如上所述，霍尔IC45和电容器50被集约在1处，因此，能够有效率地进行树脂材料60的涂布作业，并且能够抑制其涂布量。

另外，在本实施方式的液位传感器10的制造工序中，如第3工序所示，在内侧部件41的空间部41a收容霍尔IC45，使多个引脚45a从空间部41a伸出并与多个引线框30分别连接。然后，在第4工序中，将电容器50安装在一对引脚45a之间。

例如，也能够在霍尔IC45的引脚45a上安装了电容器50之后，将其收容到空间部41a，将多个引脚45a分别与多个引线框30连接。当然也可以将该方法应用于本实施方式，但是，在搭载有电容器50的状态下进行引脚45a与引线框30的连接时，有可能因引脚45a的变形等而对连接部作用应力。关于这一点，如上所述，通过在收容于空间部41a之后搭载电容器50，能够降低这样的可能性。

以上，说明了本实施方式的液位传感器，但是，本发明不限定于本实施方式，能够在其发明的范围内进行各种变更。另外，不仅液位传感器，该液位传感器的制造方法也作为本发明的一部分而发挥作用。

例如，在上述的实施方式中，说明了检测车辆用的燃料水准的液位传感器，但是，本发明不限于车辆用，也可以用于其他用途。另外，在上述的实施方式中，说明了非接触式液位传感器，但是，本发明不限于非接触式，也可以是接触式等其他形式。另外，作为与作为检测元件的霍尔IC一起被使用的电子元件，例示了电容器，但是，也可以是除此以外的电子元件。

另外，本发明也能够广泛地应用于液位传感器以外的传感器。即，本发明的传感器不将检测对象限定于液位，只要检测元件具有输出与关于检测对象的物理量或检测对象的变化量相应的电气信号那样的构成就足够。

Claims (4)

1.一种传感器，其特征在于，

所述传感器具有：

检测元件，其输出与关于检测对象的物理量或检测对象的变化量相应的电气信号；

电子元件，其与所述检测元件一起被使用；

多个引线框，其包括连接导电线的端子部、及连接所述检测元件的引脚的基部；及

内侧部件，其保持所述多个引线框，

所述内侧部件包括以凹状洼下的空间部，在该空间部收容所述检测元件，

所述检测元件使该检测元件自身所具备的多个引脚从所述空间部伸出并分别与所述多个引线框的基部连接，并且，在存在于所述空间部的一对引脚间安装所述电子元件。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，

所述空间部由填充在空间内的树脂材料模塑封装。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，

所述传感器还具有嵌入成形的传感器壳体，该传感器壳体以将所述多个引线框及所述内侧部件作为嵌入零件，并使所述引线框的端子部露出并收容其余部分的方式嵌入成形。

4.一种传感器的制造方法，是将输出与关于检测对象的物理量或检测对象的变化量相应的电气信号的检测元件收容在传感器壳体的内部的传感器的制造方法，所述传感器的制造方法的特征在于，

具有以下工序：

制造多个引线框的工序，该多个引线框在末端具有连接导电线的端子部；

将所述多个引线框作为嵌入零件并进行嵌入成形，形成对所述多个引线框的基端侧进行保持并且具有凹状洼下的空间部的内侧部件的工序；

在所述内侧部件的空间部收容所述检测元件，并且，使所述检测元件所具备的多个引脚从所述空间部伸出并分别与所述多个引线框连接的工序；

将与所述检测元件一起被使用的电子元件安装到存在于所述空间部的一对引脚间的工序；

在所述空间部填充树脂材料，将该空间部的空间内模塑封装的工序；及

以使所述引线框的端子部露出并收容其余部分的方式形成传感器壳体的工序。