CN105304581A - 压力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够通过简易的工序来进行引线框的加工，并且能够确保焊接面积的压力检测装置。压力检测装置的特征在于，具有：形成有腔室(23)的壳体(21)；设置于腔室(23)的压力传感器(15)；以及埋设于壳体(21)的多个引线框(31)，多个引线框(31)分别具有：向腔室(23)内部露出而与压力传感器(15)电连接的上部引线框(31a)；在壳体(21)的厚度方向上延伸的连接部(31d)；以及从壳体(21)的底面(21b)露出的露出部(31e)，连接部(31d)彼此相邻配置，上部引线框(31a)从连接部(31d)起向相同方向弯折，上部引线框(31a)侧的连接部(31d)彼此之间的间隔比露出部(31e)侧的连接部(31d)彼此之间的间隔大。

Description

压力检测装置

技术领域

本发明涉及一种压力检测装置，尤其是涉及一种与压力传感器电连接的引线框的结构。

背景技术

下述专利文献1中公开了一种关于引线框的位置精度以及防水性能高的压力检测装置(在专利文献1中记载为压力传感器封装体)的发明。图10(a)是现有例的压力检测装置的俯视图，图10(b)是现有例的压力检测装置的仰视图。另外，图11是以图10(a)以及图10(b)的XI-XI线剖开而从箭头方向观察时的剖视图。

如图10(a)以及图11所示，现有例的压力检测装置110具有：检测压力的压力传感器115；收纳压力传感器115的壳体121；以及与压力传感器115电连接的引线框131。在壳体121内形成有腔室123，在腔室123内设置有压力传感器115。

如图10(a)所示，引线框131的内端部131a向腔室123露出，经由接合线117而与压力传感器115电连接。如图11所示，引线框131从内端部131a向壳体121的底面121b侧弯折，从底面121b突出。如图10(b)所示，从底面121b突出的引线框131的外端部131b向底面121b的外周方向弯折而形成延出部131c。

在现有例的压力检测装置110中，如图11所示，通过弯折平面状的引线框，引线框131的内端部131a与外端部131b朝向相同方向。而且，壳体121使用树脂材料而与引线框131一体成形。由此，将内端部131a与外端部131b连结的连接部131d的周围由构成壳体121的树脂填埋，因此能够提高现有例的压力检测装置110的防水性能。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本再公表专利WO2010/016439号

然而，如图10(a)所示，多个内端部131a从压力导入凹部124的角部朝向压力传感器收纳凹部125的各边分别延伸出，分别朝向不同的方向。因此，在弯折平坦的金属板而形成引线框131时，需要分别弯折多个引线框131，从而产生了制造工序繁杂这一课题。

图12(a)是比较例的压力检测装置的俯视图，图12(b)是比较例的压力检测装置的仰视图。如图12(a)所示，在X1-X2方向上相邻的多个引线框231的内端部231a朝向相同方向(Y1方向或Y2方向)。从而，在形成引线框231时，能够在同一工序中弯折多个引线框231，从而能够通过简单的工序来制造压力检测装置210。

内端部231a从外端部231b向上方被引出，相邻的内端部231a彼此的间隔与外端部231b的间隔形成为相等。外端部231b为了取出检测信号而与外部电路(未图示)连接，为了使压力检测装置210小型化且使连接变得容易，外端部231b形成为靠近底面221b的中央部。因此，如图12(a)所示，由于相邻的内端部231a彼此之间的间隔变窄，且向压力导入凹部224露出的内端部231a的面积变小，因此无法确保用于与压力传感器215连接的焊接面积。另外，在内端部231a的延出长度较短的情况下，在弯折引线框231而形成内端部231a的工序中，无法获得内端部231a的弯曲加工稳定性，从而加工精度降低。

通过增大压力导入凹部224的外周，即使在相邻的内端部231a彼此之间的间隔较窄的状态下，也能够增大露出的面积，然而在此情况下，存在违背压力检测装置210的小型化这一课题。另外，在减小压力传感器收纳凹部225的面积的情况下，也能够增大露出的内端部231a的面积，但是产生无法确保压力传感器收纳凹部225的面积这一课题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供一种能够通过简易的工序来进行引线框的加工，并且能够确保焊接面积的压力检测装置。

本发明的压力检测装置的特征在于，具有：形成有腔室的壳体；设置于所述腔室的压力传感器；以及埋设于所述壳体的多个引线框，多个所述引线框分别具有：向所述腔室内部露出而与所述压力传感器电连接的上部引线框；在所述壳体的厚度方向上延伸的连接部；以及从所述壳体的底面露出的露出部，在相邻配置的两个所述引线框中，所述连接部相邻配置，并且所述上部引线框从所述连接部向相同方向弯折，所述上部引线框侧的所述连接部彼此之间的间隔比所述露出部侧的所述连接部彼此之间的间隔大。

由此，由于上部引线框从连接部向相同方向弯折，因而在弯折并形成引线框时，能够在同一工序中弯折并形成多个上部引线框。因而，能够通过简便的工序来进行引线框的加工。另外，由于上部引线框侧的连接部彼此之间的间隔比露出部侧的连接部彼此之间的间隔大，因而也能够增大从连接部弯折的上部引线框彼此之间的间隔。因此，向腔室内露出的上部引线框的面积变大，从而能够确保焊接面积。

因而，本发明的压力检测装置能够通过简易的工序来进行引线框的加工，并且能够确保焊接面积。

优选的是，相邻的所述连接部在相对于所述壳体的厚度方向交叉的方向上互为反向地弯折。由此，能够增大上部引线框侧的连接部彼此之间的间隔，从而能够增大向腔室内露出的上部引线框的面积。另外，由于能够进一步延长连接部与壳体之间的泄漏路径(间隙)，因而能够提高气密性。

优选的是，相邻的所述连接部的外侧的外缘形成为在所述上部引线框侧比所述露出部侧靠外侧。由此，能够可靠地增大从连接部弯折而向腔室内露出的上部引线框的面积。

优选的是，所述腔室在深度方向上依次具有压力导入凹部和压力传感器收纳凹部，所述压力导入凹部与所述压力传感器收纳凹部形成为在俯视下相位错开的大致矩形，所述上部引线框向所述压力导入凹部的角部露出。由此，能够有效地利用所述压力导入凹部与所述压力传感器收纳凹部的面积，在增大向腔室内露出的上部引线框的面积而确保焊接面积的同时，能够实现压力检测装置的小型化。

优选的是，所述上部引线框朝向所述压力传感器收纳凹部延伸，所述上部引线框的端部形成有与所述压力传感器收纳凹部的外周对置的倾斜部。由此，能够有效地利用所述压力导入凹部的面积，从而能够增大露出的上部引线框的面积。

优选的是，在相邻的所述引线框中，所述露出部分别向与上部引线框相同的方向弯折。由此，能够在弯折引线框而形成露出部以及连接部时，在同一工序中弯折并形成露出部以及连接部。由此，能够通过简易的工序来制造。另外，能够延长将壳体底面与腔室连结起来的泄漏路径(间隙)，从而能够抑制气体从压力导入部以外进入，能够提高气密性。

优选的是，所述露出部具有：从所述底面突出的突出部；以及在比所述突出部靠所述底面的外周侧的位置，与所述底面构成同一平面的平坦部。由此，能够在底面的中央侧形成突出部，使得与外部电路的连接变得容易，并且能够实现压力检测装置的小型化。

发明效果

根据本发明的压力检测装置，能够通过简易的工序来进行引线框的加工，并且能够确保焊接面积。

附图说明

图1是本发明的实施方式的压力检测装置的立体图。

图2是本实施方式的压力检测装置的俯视图。

图3是本实施方式的压力检测装置的仰视图。

图4是以图3的IV-IV线剖开而从箭头方向观察时的压力检测装置的剖视图。

图5是以图3的V-V线剖开而从箭头方向观察时的压力检测装置的剖视图。

图6示出弯折并形成引线框的工序图，(a)是没有弯折的状态下的引线框的俯视图，(b)是示出弯折工序的示意剖视图。

图7是将本实施方式的压力检测装置装入电子设备时的剖视图。

图8是在压力检测装置上连接有配线基板时的局部放大剖视图。

图9是示出本实施方式的变形例的压力检测装置的剖视图。

图10(a)是现有例的压力检测装置的俯视图，图10(b)是现有例的压力检测装置的仰视图。

图11是以图10(a)以及图10(b)示出的XI-XI线剖开而从箭头方向观察时的压力检测装置的剖视图。

图12(a)是比较例的压力检测装置的俯视图，图12(b)是比较例的压力检测装置的仰视图。

附图标记说明：

10、11压力检测装置

15压力传感器

21壳体

21a上表面

21b底面

21c抵接面

21d壁部

23腔室

24压力导入凹部

25压力传感器收纳凹部

31引线框

31a上部引线框

31b突出部

31c平坦部

31d连接部

31e露出部

31f倾斜部

31p第一弯折部

31q第二弯折部

31r第三弯折部

31s第四弯折部

31t第五弯折部

41支承构件

45框体

51配线基板

58弯折夹具

具体实施方式

以下，参照附图，对具体的实施方式的压力检测装置进行说明。需要说明的是，将各附图的尺寸适当地变更进行表示。

图1是实施方式的压力检测装置的立体图。图2是压力检测装置的俯视图，图3是压力检测装置的仰视图。而且，图4是以图3的IV-IV线剖开而从箭头方向观察时的压力检测装置的剖视图。图5是从与图4不同的方向观察到的剖视图，是以图3的V-V线剖开而从箭头方向观察时的压力检测装置的剖视图。

如图1所示，本实施方式的压力检测装置10具有：形成有腔室23的壳体21；设于腔室23的压力传感器15；以及埋设于壳体21并向腔室23内露出的引线框31。

在本实施方式中，壳体21使用热塑性树脂而通过树脂成形来形成。作为热塑性树脂，可以使用例如液晶聚合物(LiquidCrystalPolymer，LCP)、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)等。

如图4以及图5所示，形成于壳体21的腔室23在深度方向上依次具有压力导入凹部24和压力传感器收纳凹部25而构成。在压力传感器收纳凹部25的底面设置压力传感器15，在压力导入凹部24中以覆盖压力传感器15的方式设置浇注树脂16。浇注树脂16是凝胶状的粘弹性体，使用例如硅酮树脂或氟树脂。

如图2所示，压力传感器收纳凹部25是与压力传感器15的外形对应的俯视大致矩形形状。另外，压力导入凹部24是以压力传感器收纳凹部25的对角线的长度为一边的大小的俯视矩形形状。压力导入凹部24与压力传感器收纳凹部25以相位错开45°的方式形成。即，压力导入凹部24与压力传感器收纳凹部25在俯视下彼此倾斜45°而形成。由此，能够从压力导入凹部24导入外部的压力，而且，通过使压力传感器收纳凹部25的空间比压力导入凹部24小，能够通过浇注树脂16而更可靠地覆盖接合线17和压力传感器15。需要说明的是，只要在俯视下压力导入凹部24与压力传感器收纳凹部25彼此倾斜而形成，相位的角度为任意角度均可，然而，在45°时压力导入凹部24的角部的面积变为最大，且从角部露出的上部引线框的面积也变大，因而能够确保焊接面积，从而是优选的。

压力传感器15为MEMS(MicroElectroMechanicalSystem)结构，具有承受压力的薄膜部和检测薄膜部的变形的应变检测元件。作为应变检测元件，可以使用例如压电电阻元件，应变检测元件设于薄膜部的周边。根据向压力导入凹部24的浇注树脂16施加的压力，薄膜部发生变形，且压电电阻元件的电阻发生变化。基于该电阻变化，能够检测出向压力检测装置10施加的压力。

如图4所示，引线框31具有：向腔室23内部露出而与压力传感器15电连接的上部引线框31a；在壳体21的厚度方向上延伸出的连接部31d；以及从壳体21的底面21b露出的露出部31e。压力传感器15的检测信号经由引线框31而向外部电路传递。

如图4所示，上部引线框31a从壳体21的外周侧朝向压力传感器收纳凹部25而弯折。上部引线框31a以向压力导入凹部24露出的方式设置，且将露出的上部引线框31a与压力传感器15通过接合线17来连接。

如图4所示，在第一弯折部31p处从上部引线框31a弯折而成的连接部31d在壳体21的厚度方向上延伸出，且从壳体21的底面21b露出。在底面21b露出的引线框31在第二弯折部31q处向与上部引线框31a相同的方向弯折，形成从壳体21的底面21b突出的突出部31b。在本实施方式中，引线框31与壳体21树脂成形为一体，上部引线框31a与突出部31b之间、以及将上部引线框31a与突出部31b连结的连接部31d的周围由构成壳体21的树脂材料填埋。由此，能够延长将腔室23内部与壳体21的外部连结起来的泄漏路径而使气密性提高。

如图3所示，在底面21b上设有多个引线框31，且在X1-X2方向上相邻的突出部31b向相同方向(Y1方向或Y2方向)延伸而形成。而且，相邻的突出部31b在第三弯折部31r处从底面21b的中央侧向外周方向弯折大约90°，从底面21b的中央侧向外周侧(X1方向或X2方向)互为反向地延伸。

在本实施方式的压力检测装置10中，如图5所示，在底面21b露出的露出部31e具有：从底面21b突出的突出部31b；以及在比突出部31b靠底面21b的外周侧的位置，构成与底面21b相同的平面的平坦部31c。平坦部31c与突出部31b连续形成，平坦部31c在第四弯折部31s处以比突出部31b向壳体21的厚度方向凹陷的方式弯折为与突出部31b之间形成高低差，并从底面21b的中央向外周方向延伸出。如图3以及图5所示，在壳体21的底面21b上，形成有在厚度方向上凹陷的避让部22，而平坦部31c的延伸端部位于避让部22内且形成为比壳体21的侧面靠内侧。

另外，如图3所示，在各个引线框31中，在底面21b的中央部侧形成有突出部31b，并且在比突出部31b靠外周侧的位置，平坦部31c和底面21b构成同一平面。由此，在壳体21的底面21b上，绕外周一圈地形成不存在比底面21b突出的部分的平坦面。由此，在将压力检测装置10装入电子设备时，能够使壳体21的底面21b的外周作为抵接面21c而与外部的支承构件抵接。由此，能够抑制在壳体21上产生的应力分布的不均匀，能够抑制壳体21发生应变，因而能够确保外部的电子设备的框体与壳体21之间的气密性。

在本实施方式的压力检测装置10中，如图5所示，两个引线框31、31在X1-X2方向上相邻地配置。在相邻的引线框31、31上，连接部31d、31d彼此相邻配置，并且两个上部引线框31a、31a从连接部31d、31d向相同方向(Y1方向或Y2方向)弯折。由此，在使用平坦的金属板而弯折形成引线框31时，能够在同一工序中弯折并形成多个上部引线框31a、31a，从而能够通过简易的工序来加工引线框。

另外，如图5所示，相邻的连接部31d、31d形成有第五弯折部31t、31t，在相对于壳体21、21的厚度方向交叉的方向上互为反向地弯折。即，上部引线框31a侧的连接部31d、31d彼此之间的间隔形成为比露出部31e侧的连接部31d、31d彼此之间的间隔大。由此，能够增大与连接部31d连续的上部引线框31a、31a彼此之间的间隔。

如图2所示，压力导入凹部24与压力传感器收纳凹部25在俯视下形成为相位错开45°的大致矩形，压力导入凹部24的面积从压力导入凹部24的各边24a的中央朝向外侧而变大。如图2所示，上部引线框31a向Y1方向或Y2方向延伸出，向压力导入凹部24的角部露出。

因而，如上所述，通过在连接部31d中形成第五弯折部31t，增大与连接部31d连续的上部引线框31a、31a彼此之间的间隔，从而如图2所示，能够增大向腔室23内露出的上部引线框31a的面积，从而能够确保用于与压力传感器15电连接的焊接面积。

另外，通过使压力导入凹部24与压力传感器收纳凹部25的相位错开而形成，从而能够有效地利用腔室23内的面积。由此，在不会减小压力传感器收纳凹部25的面积或增大压力导入凹部24的面积的情况下，能够增大露出的上部引线框31a、31a的面积而确保焊接面积。因而，能够在确保收纳压力传感器15的面积和焊接面积的同时，实现压力检测装置10的小型化。

如上所述，本实施方式的压力检测装置10能够通过简易的工序来进行引线框的加工，并且能够确保较大的焊接面积。

另外，如图2所示，上部引线框31a朝向压力传感器收纳凹部25而向Y1方向或Y2方向延伸，上部引线框31a的端部形成与压力传感器收纳凹部25的外周对置的倾斜部31f。由此，与上部引线框31a的端部为矩形形状的情况相比，能够有效地利用压力导入凹部24的面积，从而增大露出的上部引线框31a的面积(焊接面积)。

另外，如图4所示，由于压力传感器15的周围被壳体21包围，因而与将压力传感器15与上部引线框31a形成在腔室23的同一底面的情况相比，能够提高壳体21的刚性。

需要说明的是，如图5所示，引线框31的连接部31d在第五弯折部31t处向相对于壳体21的厚度方向交叉的方向弯折，但是不限于此。例如也能够使直线状的连接部31d、31d分别向X1方向或X2方向倾斜，形成为随着朝向上部而间隔变大。其中，通过设置第五弯折部31t，能够进一步延长泄漏路径而使气密性提高。

图6示出弯折并形成引线框的工序图，图6(a)是没有弯折的状态下的引线框的俯视图，图6(b)是示出弯折工序的示意剖视图。在图6(a)示出的工序中，使用Cu、Cu合金等金属薄板，通过冲孔、蚀刻来形成平板状的引线框31。如图6(a)所示，突出部31b、连接部31d、上部引线框31a连续并延伸。向X1方向延伸出的引线框31设置间隔而在Y1-Y2方向上相邻配置，另外，向X2方向延伸出的引线框31设置间隔而在Y1-Y2方向上相邻配置。

在图6(b)的工序中，在四个引线框31的中央部设置弯折夹具58，且在第一弯折部31p以及第二弯折部31q处弯折而弯折形成引线框31的连接部31d以及上部引线框31a。

如图6(a)所示，在Y1-Y2方向上相邻的引线框31、31中，上部引线框31a、连接部31d、突出部31b朝向相同方向(X1方向或X2方向)。因此，如图6(b)所示，能够在同一工序中同时弯折形成多个引线框31，从而能够通过简易的工序来加工引线框。

另外，如图6(a)所示，由于在连接部31d中形成第五弯折部31t，增大在Y1-Y2方向上相邻的上部引线框31a彼此之间的间隔，因而能够延长向压力导入凹部24露出的上部引线框31a的延伸长度。因此，如图6(b)所示，将从第一弯折部31p起的上部引线框31a的长度形成得较长，从而能够容易地弯折形成而使加工精度稳定。

图7是将本实施方式的压力检测装置装入电子设备时的剖视图。如图7所示，朝向电子设备的框体45而配置有压力检测装置10，从而对设置于壳体21的上表面21a的壁部21d与框体45进行抵接。在上表面21a与框体45之间设有O型环46，以向O型环46施加负载并按压的方式固定压力检测装置10。由此，能够确保压力检测装置10与电子设备之间的气密性，从而能够良好地检测压力。

另外，如图7所示，支承压力检测装置10的支承构件41被设置为包围壳体21的底面21b以及周围。支承构件41形成为中空圆筒状，以从支承构件41的内周面突出的方式设有载置面41a。由壳体21的底面21b与引线框31的平坦部31c构成的抵接面21c与载置面41a抵接，并且，引线框31的突出部31b位于由支承构件41围成的空间内。

根据本实施方式的压力检测装置10，由于设置为引线框31与壳体21的底面21b构成同一平面，因而在将压力检测装置10装入外部的电子设备时，能够使支承构件41无间隙地抵接并支承于构成同一平面的壳体21的底面21b以及引线框31。因此，能够抑制在壳体21中产生的应力分布的不均匀，从而能够抑制壳体21的应变的产生而减少压力传感器15的输出变动。另外，由于能够抑制在壳体21中产生的应力分布的不均匀，因此能够在壳体21的上表面21a的整周上减少应变，能够确保外部的电子设备的框体45与壳体21之间的气密性。

图8是在压力检测装置上连接有配线基板时的局部放大剖视图。在本实施方式中，使用柔性印制基板等配线基板51。如图8所示，配线基板51构成为具有基板52、形成于基板52的配线53、对配线53进行保护的保护层54。基板52使用例如聚酰亚胺树脂或玻璃环氧树脂等形成，配线53使用Cu等金属材料或CuNi等合金材料等、或者将它们层叠多层而形成。而且，保护层54是阻焊层或覆盖膜，形成在连接部位以外的配线53上。

在本实施方式中，配线基板51的配线53与引线框31的突出部31b使用焊料56来接合。由此，如图8所示，容易直至突出部31b的侧面地形成焊脚(solderfillet)，接合强度得以提高。

另外，如图8所示，在壳体21的底面21b设置凹部28，突出部31b的侧面向凹部28内露出。凹部28是在将引线框31和壳体21树脂成形为一体时，将引线框31保持在成形模具内而形成的，由此，能够将引线框31可靠地定位。而且，如图8所示，突出部31b的侧面向凹部28内露出，能够直至凹部28内地形成焊脚，因此与配线基板51连接时的焊接接合面积变大，能够提高接合强度。

根据本实施方式的压力检测装置10，如图3所示，通过将突出部31b配置为靠近底面21b的中央，压力检测装置10的小型化变得可能，并且能够容易地进行与配线基板51的连接。另外，在使突出部31b靠近底面21b的中央部的情况下，如图5所示，在相对于壳体21的厚度方向交叉的方向上，相邻的连接部31d、31d也彼此反向地弯折。由此，能够增大向压力导入凹部24露出的上部引线框31a的面积，从而能够确保用于与压力传感器15电连接的焊接面积。因此，根据本实施方式的压力检测装置10，能够使突出部31b靠近中央而实现小型化，并且能够确保较大的焊接面积。

图9是示出本实施方式的变形例的压力检测装置的剖视图。需要说明的是，图9示出与图5的剖视图相同的部位。在本变形例的压力检测装置11中，上部引线框31a侧的连接部31d的宽度形成为大于露出部31e侧的连接部31d的宽度。即使是这样的形态，也能够增大向压力导入凹部24露出的上部引线框31a的面积，从而能够确保焊接面积。

Claims (8)

1.一种压力检测装置，其特征在于，

所述压力检测装置具有：形成有腔室的壳体；设置于所述腔室的压力传感器；以及埋设于所述壳体的多个引线框，

多个所述引线框分别具有：向所述腔室内部露出而与所述压力传感器电连接的上部引线框；在所述壳体的厚度方向上延伸的连接部；以及从所述壳体的底面露出的露出部，

在相邻配置的两个所述引线框中，所述连接部彼此相邻配置，并且所述上部引线框从所述连接部起向相同方向弯折，

所述上部引线框侧的所述连接部彼此的间隔比所述露出部侧的所述连接部彼此的间隔大。

2.根据权利要求1所述的压力检测装置，其特征在于，

相邻的所述连接部在相对于所述壳体的厚度方向交叉的方向上互为反向地弯折。

3.根据权利要求1或2所述的压力检测装置，其特征在于，

相邻的所述连接部的外侧的外缘形成为在所述上部引线框侧比所述露出部侧靠外侧。

4.根据权利要求1或2所述的压力检测装置，其特征在于，

所述腔室在深度方向上依次具有压力导入凹部和压力传感器收纳凹部，所述压力导入凹部与所述压力传感器收纳凹部形成为在俯视下相位错开的矩形，所述上部引线框向所述压力导入凹部的角部露出。

5.根据权利要求4所述的压力检测装置，其特征在于，

所述相位为45°。

6.根据权利要求4所述的压力检测装置，其特征在于，

所述上部引线框朝向所述压力传感器收纳凹部延伸，所述上部引线框的端部形成有与所述压力传感器收纳凹部的外周对置的倾斜部。

7.根据权利要求1或2所述的压力检测装置，其特征在于，

在相邻的所述引线框中，所述露出部分别向与上部引线框相同的方向弯折。

8.根据权利要求1或2所述的压力检测装置，其特征在于，

所述露出部具有：从所述底面突出的突出部；以及在比所述突出部靠所述底面的外周侧的位置，与所述底面构成同一平面的平坦部。