CN105784217A - 传感器模块和传感器模块的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器模块和传感器模块的制造方法。具备在隔板部的平面部涂敷流动性的导电材料而形成的检测部，检测部具有：电阻元件（3）；电阻元件用电极（4），以使位于电阻元件（3）的彼此相反侧的一部分分别重叠的方式连接；以及线状导体，分别连接于电阻元件用电极（4）。电阻元件用电极（4）具有：直线边部（40S），彼此相向的内侧边被做成直线；以及端缘部（40E），直线边部（40S）的两端之中的至少一个连接于线状导体，直线边部（40S）的全部以内侧边（40L）分别平行的方式配置，电阻元件（3）连接于直线边部（40S），端缘部（40E）不连接于电阻元件（3）而露出。

Description

传感器模块和传感器模块的制造方法

技术领域

本发明涉及传感器模块和传感器模块的制造方法。

背景技术

在构成压力传感器的传感器模块中，存在在隔板（diaphragm）部形成有对应变量进行检测的4个电阻元件以及连接于这些电阻元件的电阻元件用电极和线状导体的传感器模块。线状导体用于连接电阻元件用电极与端子部等，具有规定的布线图案。

在传感器模块中，存在在隔板部通过丝网印刷形成多个线状导体和电阻元件用电极并且在多个电阻元件用电极之中的相邻的电阻元件用电极之间通过丝网印刷形成电阻元件的以往例（文献1；日本特许第3691842号公报）。

在文献1中，将细长地形成的电阻元件用电极相向配置，并且，以使用两侧部覆盖这些电阻元件用电极的方式形成平面矩形状的电阻元件。

在检测力学量的力学量传感器中，存在具备力学量施加的金属基板、包覆该金属基板的表面的多层绝缘层、在该多层绝缘层的表面印刷烧结的长方形状的应变电阻元件、以及以连接于该应变电阻元件的方式印刷烧结的线状导体的以往例（文献2；日本特开平9-243472号公报）。

在印刷电阻体中，存在应用于电子电路单元并且在与绝缘基板的一个表面彼此平行的状态下形成一对带状的线状导体图案并在这些线状导体图案之间形成电阻体的以往例（文献3；日本特开2004-55946号公报）。

在文献1的以往例中，通过从丝网的开口部使用刮板（squeegee）推出导电性的浆的丝网印刷来形成电阻元件、电阻元件用电极、线状导体。具体地，为了形成一对电阻元件用电极而将导电性的浆细长地涂敷在隔板部，为了形成电阻元件，在一对电阻元件用电极之间呈平面矩形状地涂敷导电性的浆。通常，为了使涂敷的导电性的材料变少，以电阻元件的端缘与电阻元件用电极的端部对准的方式涂敷导电性的浆。

但是，浆具有流动性，因此，当通过丝网印刷在隔板部呈直线状地涂敷导电性的浆时，在开始涂敷的端缘部中，浆的平面形状带有圆形。当在通过丝网印刷形成的电阻元件用电极中存在带有圆形的部分并且电阻元件搭在该部分时，电阻元件的距离即电阻值遍及电阻元件用电极的长尺寸方向而不同。4个电阻元件的电阻值需要为规定值，但是，当电阻元件和电阻元件用电极的连接条件不同时，各个电阻元件的电阻值不同。当像这样电阻值不同时，在传感器的偏移值产生偏差，在使用时输出调整变得繁杂。

在文献2的以往例中，应变电阻元件的宽度尺寸相对于线状导体的宽度尺寸较大，因此，即使应变电阻元件在印刷时偏离，也减少应变电阻元件的温度特性的偏差。但是，文献2的以往例与文献1的以往例同样地，丝毫未对开始印刷线状导体时的课题进行解决。

文献3的以往例用于电子电路单元，并且，不对压力进行测定。而且，仅公开了1组一对导电图案和电阻体，即不存在与构成桥式电路（bridgecircuit）的4个电阻元件中的电阻值的差有关的课题的提示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使多个电阻元件的电阻值的差变少而输出调整容易的传感器模块和传感器模块的制造方法。

本发明的传感器模块的特征在于，具备：有底筒状的模块主体，具有隔板部；以及检测部，在所述隔板部的平面部涂敷流动性的导电材料而形成并且对压力进行检测，所述检测部具有：多个电阻元件，检测应变量；一对电阻元件用电极，以使位于这些电阻元件的彼此相反侧的一部分分别重叠的方式连接；以及线状导体，分别连接于所述一对电阻元件用电极的端部，所述一对电阻元件用电极具有：直线边部，彼此相向的内侧边被做成直线；以及端缘部，所述直线边部的两端之中的至少一个连接于所述线状导体，所述直线边部的全部以所述内侧边分别平行的方式配置，所述电阻元件连接于所述直线边部，所述端缘部不连接于所述电阻元件而露出。

在本发明中，电阻元件从一对电阻元件用电极的端缘部离开并且一定搭在直线边部。因此，即使在通过印刷在隔板部形成检测部时产生印刷的问题，电阻元件的一对电阻元件用电极之间的尺寸也为固定。因此，多个电阻元件的电阻值的差消失，因此，输出调整变得容易。

在本发明的传感器模块中，优选如下的结构，所述模块主体具备：金属制的有底筒状构件，具有筒状部和闭塞所述筒状部的一个开口的闭塞部；以及陶瓷制的板部，设置在所述有底筒状构件，所述隔板部包含所述有底筒状构件的所述闭塞部和所述板部而构成，在所述板部的平面设置所述检测部。

在该结构中，在陶瓷制的板部通过印刷形成检测部，之后，将板部与有底筒状构件的闭塞部接合，由此，能够高效地制造传感器模块。

在该结构中，在板部直接形成检测部，由此，能够容易地进行传感器模块的大量生产。例如，准备大张的陶瓷制板，在该板通过印刷分别形成多个检测部，对规定位置进行剪切来制造设置有检测部的板部。然后，只要通过粘接剂等将设置有检测部的板部与另外制造的金属制的有底筒状构件的闭塞部接合，就能够更高效地实施传感器模块的大量生产。

在传感器模块中，优选如下的结构，所述电阻元件用电极与所述线状导体的材料不同。

在该结构中，对于重要的电阻元件用电极使用高价的材料、例如金，对于线状导体使用廉价的材料、例如银钯合金（银钯），由此，能够作为整体来谋求成本降低。

在传感器模块中，优选如下的结构，所述电阻元件为平面矩形状，所述电阻元件的彼此相反侧的直线边位于所述一对电阻元件用电极的位于彼此相反侧的外侧边与所述直线边部的内侧边之间。

在该结构中，电阻元件不从电阻元件用电极的外侧边突出，因此，能够使材料变少。

在传感器模块中，优选如下的结构，所述电阻元件用电极的宽度尺寸全部相同。

在该结构中，传感器模块的制造变得容易。

本发明的传感器模块的制造方法是制造前述的传感器模块的方法，所述方法的特征在于，沿着从所述隔板部的平面内的规定的一个方向朝向另一个方向的第一方向涂敷流动性的导电材料来形成所述一对电阻元件用电极，之后，在所述一对电阻元件用电极之间，沿着所述隔板部的平面内的与所述第一方向交叉的第二方向涂敷流动性的导电材料来形成所述电阻元件，在形成所述电阻元件之后，形成所述线状导体。

在本发明中，能够起到与前述的传感器模块的发明同样的效果。

附图说明

图1A是本发明的第一实施方式的传感器模块的平面图。

图1B是本发明的第一实施方式的传感器模块的截面图。

图2是示出第一实施方式的主要部分的平面图。

图3A是示出制造传感器模块的工序的平面图。

图3B示出制造传感器模块的工序，是图3A的B-B线截面图。

图4A示出本发明的第二实施方式的传感器模块，是相当于图1A的图。

图4B示出本发明的第二实施方式的传感器模块，是相当于图1B的图。

图5是本发明的第三实施方式的传感器模块的平面图。

具体实施方式

[第一实施方式]

基于图1A至图3B来说明本发明的第一实施方式。

图1A、图1B示出第一实施方式的传感器模块1的整体，图1A示出传感器模块1的平面，图1B示出传感器模块1的截面。

如图1A、图1B所示，传感器模块1具备模块主体10以及设置在模块主体10并且涂敷流动性的导电材料而形成的检测部20。

模块主体10是具有筒状部11和闭塞筒状部11的一个开口的薄壁（thinwall）的隔板部12的有底筒状构件，由陶瓷形成。

在隔板部12的平面部设置有检测部20。由隔板部12的设置有检测部20的平面的相反侧的面和筒状部11的内周面形成导入被测定流体的凹部10A。

第一实施方式的传感器模块1是通过导入到凹部10A的被测定流体的压力使隔板部12产生移位而通过检测部20感测该移位的压力传感器元件。

在检测部20之上设置有保护膜（未图示）。

如图1A所示，检测部20具有：检测应变量的4个电阻元件3、连接于电阻元件3的电阻元件用电极4、以及连接于电阻元件用电极4的端部的线状导体5。

电阻元件3是由氧化钌等电阻元件用浆形成的应变仪，电阻元件用电极4由金（Au）形成，线状导体5由银钯合金（银钯）形成。这些材料是流动性的导电材料。

再有，在图1A中，为了容易理解与其他的构件的不同，划出多个竖线来显示电阻元件用电极4。

4个电阻元件3之中的2个是在X方向上排列且接近配置于隔板部12的中心的第一电阻元件31，剩下的2个是以夹持着2个第一电阻元件31的方式沿着Y方向配置的第二电阻元件32。4个电阻元件3为相同的平面形状。

关于第一电阻元件31和第二电阻元件32，其平面形状为长方形，其长尺寸方向分别沿着Y方向配置。

电阻元件用电极4具备分别连接于第一电阻元件31的一对第一电阻元件用电极41A、41B、以及分别连接于第二电阻元件32的一对第二电阻元件用电极42A、42B。4个电阻元件用电极4为相同的平面形状。

在图2中示出了第一电阻元件用电极41A、41B与第一电阻元件31的连接关系。

在图2中，第一电阻元件用电极41A、41B位于第一电阻元件31的彼此相反侧，以其中央部分分别重叠的方式连接于第一电阻元件31。

关于第一电阻元件用电极41A、41B，平面分别形成为长方形，并且，具有彼此相向的内侧边40L被做成直线的直线边部40S和分别连续地设置在直线边部40S的两端的端缘部40E。

直线边部40S被配置为至少内侧边40L分别平行。直线边部40S是用于与第一电阻元件31连接的区域。

端缘部40E不连接于第一电阻元件31而露出。直线边部40S的长度尺寸和宽度尺寸被设定为包含印刷第一电阻元件31时的误差。关于端缘部40E的内侧的边，优选的是处于与内侧边40L同一线上，但是，并不限定于此。

关于第一电阻元件用电极41A、41B，一个端缘部40E分别连接于线状导体5（参照图1A）。

第一电阻元件31的彼此相反侧的直线边30L位于第一电阻元件用电极41A、41B的位于彼此相反侧的外侧边40M与直线边部40S的内侧边40L之间。

第二电阻元件用电极42A、42B位于第二电阻元件32的彼此相反侧，以其一部分分别重叠的方式连接于第二电阻元件32。

第二电阻元件用电极42A、42B为与第一电阻元件用电极41A、41B同样的结构。也就是说，关于第二电阻元件用电极42A、42B，平面分别形成为长方形，具有直线边部40S和端缘部40E。直线边部40S和第二电阻元件32彼此连接。端缘部40E不连接于第二电阻元件32而露出。

关于第二电阻元件用电极42A，与第二电阻元件用电极42B相比，被配置在靠近隔板部12的中心的位置，一个端缘部40E连接于线状导体5（参照图1A）。第二电阻元件用电极42B被配置在远离隔板部12的中心的位置，两个端缘部40E连接于线状导体5（参照图1A）。

第一电阻元件用电极41A、41B和第二电阻元件用电极42A、42B的宽度尺寸全部相同。

第二电阻元件32的彼此相反侧的直线边位于第二电阻元件用电极42A、42B的位于彼此相反侧的外侧边和直线边部40S的内侧边之间。

在图1A中，线状导体5具备：连接第一电阻元件用电极41A与第二电阻元件用电极42A的第一导体51、连接第一电阻元件用电极41A与第二电阻元件用电极42B的第二导体52、连接第一电阻元件用电极41B与第二电阻元件用电极42A的第三导体53、连接第一电阻元件用电极41B与第二电阻元件用电极42B的第四导体54、以及连接第二电阻元件用电极42B与未图示的焊盘（pad）的第五导体55。

这些第一导体51至第五导体55分别具有宽度大的直线部分。

接着，基于图3A、图3B来对制造传感器模块1的方法进行说明。图3A是示意性地示出了主要部分的平面的图，图3B是示意性地示出了主要部分的截面的图。

在图3A、图3B中，首先，在预先制造的模块主体10的隔板部12的平面内沿着第一方向（例如，X方向）涂敷流动性的金来形成第一电阻元件用电极41A、41B和第二电阻元件用电极42A、42B。在该状态下，第一电阻元件用电极41A、41B和第二电阻元件用电极42A、42B为中央部分稍微鼓起的截面形状（参照图3B）。

之后，在隔板部12的平面内沿着与第一方向正交的第二方向（例如，Y方向）涂敷流动性的电阻元件用浆来丝网印刷电阻元件3。

也就是说，以连接于第一电阻元件用电极41A和41B的方式印刷第一电阻元件31，以连接第二电阻元件用电极42A和42B的方式印刷第二电阻元件32。第一电阻元件31为其两端搭在第一电阻元件用电极41A和41B的状态，第二电阻元件32为其两端搭在第二电阻元件用电极42A和42B的状态（参照图3B）。

进而，涂敷流动性的银钯合金来丝网印刷线状导体5。

在此，由于印刷的问题，有时第一电阻元件用电极41A、41B和第二电阻元件用电极42A、42B的角部R有缺口而成为圆弧状（参照图2的假想线）。

进而，在第一电阻元件用电极41A、41B和第一电阻元件31之间产生印刷误差，存在第一电阻元件31相对于第一电阻元件用电极41A、41B在X方向上偏离（参照图2的附图标记30X）或者在Y方向上偏离（参照图2的附图标记30Y）的情况。第一电阻元件用电极41A、41B和第一电阻元件31之间的印刷偏差在第二电阻元件用电极42A、42B和第二电阻元件32之间也同样地产生。

即使由于印刷偏差而第一电阻元件用电极41A、41B或第二电阻元件用电极42A、42B的角部R有缺口，该处也留在端缘部40E。

进而，在第一电阻元件31（第二电阻元件32）相对于第一电阻元件用电极41A、41B（第二电阻元件用电极42A、42B）在X方向上偏离的情况（参照附图标记30X）或在Y方向上偏离的情况（参照附图标记30Y）下，由于第一电阻元件31（第二电阻元件32）搭在直线边部40S，所以，第一电阻元件31（第二电阻元件32）的一对第一电阻元件用电极41A、41B（第二电阻元件用电极42A、42B）的直线边部40S之间的尺寸保持固定的状态，第一电阻元件31（第二电阻元件32）的电阻值的差与印刷偏差的有无无关。

因此，在第一实施方式中，能够起到以下的效果。

（1）具备在隔板部12的平面部涂敷流动性的导电材料来形成的检测部20，检测部20具有电阻元件3、以使位于电阻元件3的彼此相反侧的一部分分别重叠的方式连接的电阻元件用电极4、以及分别连接于电阻元件用电极4的线状导体5。电阻元件用电极4具有彼此相向的内侧边被做成直线的直线边部40S、以及直线边部40S的两端之中的至少一个连接于线状导体5的端缘部40E，直线边部40S的全部以内侧边40L分别平行的方式配置，电阻元件3连接于直线边部40S，端缘部40E不连接于电阻元件3而露出。因此，即使产生印刷偏差，偏差情况在全部的电阻元件3和电阻元件用电极4之间也相同。因此，电阻元件3的电阻元件用电极4之间的尺寸为固定，在各电阻元件3之间的面积的差即电阻值的差消失，因此，输出调整变得容易。

（2）对于电阻元件用电极4仅使用金，对于线状导体5使用廉价的银钯合金，因此，与将它们的全部用作金的情况相比，能够谋求成本降低。

（3）电阻元件3为平面矩形状，电阻元件3的彼此相反侧的直线边30L位于电阻元件用电极4的位于彼此相反侧的外侧边与内侧边之间。因此，电阻元件3不从电阻元件用电极4的外侧边突出，因此，能够使材料变少。

（4）电阻元件用电极4分别具备2个2个的第一电阻元件用电极41A、41B和第二电阻元件用电极42A、42B，它们的宽度尺寸全部相同，因此，传感器模块1的制造变得容易。

（5）4个电阻元件用电极4为相同的平面形状，因此，能够抑制电阻值的偏差，因此，输出调整变得容易。

[第二实施方式]

基于图4A、图4B来说明本发明的第二实施方式。

第二实施方式的线状导体的平面形状与第一实施方式不同，其他的结构与第一实施方式相同。在第二实施方式的说明中，关于与第一实施方式相同结构要素，标注相同附图标记，并省略说明。

图4A、图4B示出第二实施方式的传感器模块，为与图1A、图1B同样的图。

在图4A、图4B中，在隔板部12的平面部设置有检测部20A。

检测部20A具有电阻元件3、电阻元件用电极4和线状导体6。

线状导体6具备：连接第一电阻元件用电极41A与第二电阻元件用电极42A的第一导体61、连接第一电阻元件用电极41A与第二电阻元件用电极42B的第二导体62、连接第一电阻元件用电极41B与第二电阻元件用电极42A的第三导体63、连接第一电阻元件用电极41B与第二电阻元件用电极42B的第四导体64、以及连接第二电阻元件用电极42B与未图示的焊盘的第五导体65。

关于第一导体61至第五导体65，与第一实施方式的第一导体51至第五导体55相比，宽度形成得窄，规定的部分被形成为平面圆弧状。

第二实施方式的制造传感器模块1的方法和效果与第一实施方式同样。

[第三实施方式]

基于图5来说明本发明的第三实施方式。

第三实施方式的形成有检测部20的部位与第一实施方式不同，其他的结构与第一实施方式相同。在第三实施方式的说明中，关于与第一实施方式相同结构要素，标注相同附图标记，并省略说明。

图5示出第三实施方式的传感器模块。

在图5中，第三实施方式的传感器模块1为模块主体7与接头8（joint）整体地形成的构造。

接头8为具有形成有导入被测定流体的导入孔8A的轴部81和从轴部81的中央部分沿径向延伸而形成的凸缘部82的金属制构件。

轴部81的一个端部为与未图示的被安装部拧接的螺钉部83。

第三实施方式的模块主体7具备：具有筒状部11和闭塞筒状部11的一个开口的闭塞部11A的金属制的有底筒状构件12A、以及设置在有底筒状构件12A的陶瓷制的板部9。

通过粘接层90接合有底筒状构件12A的闭塞部11A和板部9。再有，在图5中，为了容易观察而将板部9和粘接层90图示得较厚。

在第三实施方式中，以包含闭塞部11A、板部9和粘接层90的方式构成隔板部9A。

为了将接头8的轴部81的另一个端部和有底筒状构件12A整体地形成，也可以为对金属的棒状构件进行研磨加工等的结构。此外，也可以为分别制造有底筒状构件12A和接头8而通过熔接来彼此接合它们的结构。

板部9在图中为与有底筒状构件12A的平面形状同样的圆形。在本实施方式中，板部9的平面形状并不限定于圆形，例如，也可以为八边形状。

在板部9的平面设置有检测部20。板部9为陶瓷制，因此，不需要一定在平面形成绝缘层。

再有，检测部20的平面形状与第一实施方式相同（参照图1A、图1B），但是，并不限定于此，也可以与第二实施方式的检测部20A的平面形状相同。

接着，对制造传感器模块1的方法进行说明。

首先，准备用于构成板部9的大张的陶瓷制板，在该大张的陶瓷制板形成多个检测部20、20A。因此，在大张的陶瓷制板的平面的多处沿着第一方向涂敷流动性的金来形成第一电阻元件用电极41A、41B和第二电阻元件用电极42A、42B，之后，沿着第二方向涂敷流动性的电阻元件用浆来丝网印刷电阻元件3。进而，涂敷流动性的银钯合金来丝网印刷线状导体5。

在大张的陶瓷制板形成了多个检测部20、20A之后，以分割这些检测部20、20A的方式对大张的陶瓷制板进行剪切，制造多个分别形成有检测部20、20A的板部9。

进而，在预先制造的有底筒状构件12A的闭塞部11A设置粘接层90，将形成有检测部20、20A的板部9粘接固定在该粘接层90之上。

因此，在第三实施方式中，除了能够起到第一实施方式的（1）~（5）的效果之外，还能够起到以下的效果。

（6）模块主体7具备金属制的有底筒状构件12A和设置在有底筒状构件12A的陶瓷制的板部9，在板部9的平面设置有检测部20、20A，因此，通过在板部9高精度地形成检测部20、20A，从而能够容易地进行传感器模块1的大量生产。

（7）在制造传感器模块1时，在大张的陶瓷制板形成多个检测部20、20A，之后，进行剪切，由此，能够制造多个形成有检测部20、20A的板部9。因此，能够高效地实施传感器模块1的大量生产。

再有，本发明并不限定于前述的实施方式，能够达成本发明的目的的范围内的变形、改良等被包含在本发明中。

例如，在前述各实施方式中，由不同的材料形成了电阻元件用电极4和线状导体5，但是，在本发明中，也可以由相同的材料例如金形成。

进而，第一电阻元件用电极41A、41B和第二电阻元件用电极42A、42B的宽度尺寸全部形成为相同的平面矩形状，但是，在本发明中，宽度尺寸也可以不同。

此外，在前述各实施方式中，将传感器模块1说明为对被测定流体的压力进行感测的压力传感器元件，但是，在本发明中，也可以为用于检测温度等的物理量测定用传感器。

进而，在第三实施方式中，在制造传感器模块时，不是在大张的陶瓷制板形成多个检测部20、20A，而是对大张的陶瓷制板进行剪切来形成板部9，在该板部9形成检测部20、20A也可。

Claims (6)

1.一种传感器模块，其特征在于，具备：

有底筒状的模块主体，具有隔板部；以及检测部，在所述隔板部的平面部涂敷流动性的导电材料而形成并且对压力进行检测，

所述检测部具有：多个电阻元件，检测应变量；一对电阻元件用电极，以使位于这些电阻元件的彼此相反侧的一部分分别重叠的方式连接；以及线状导体，分别连接于所述一对电阻元件用电极的端部，

所述一对电阻元件用电极具有：直线边部，彼此相向的内侧边被做成直线；以及端缘部，所述直线边部的两端之中的至少一个连接于所述线状导体，所述直线边部的全部以所述内侧边分别平行的方式配置，

所述电阻元件连接于所述直线边部，所述端缘部不连接于所述电阻元件而露出。

2.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，

所述模块主体具备：金属制的有底筒状构件，具有筒状部和闭塞所述筒状部的一个开口的闭塞部；以及陶瓷制的板部，设置在所述有底筒状构件，

所述隔板部包含所述有底筒状构件的所述闭塞部和所述板部而构成，

在所述板部的平面设置所述检测部。

3.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，

所述电阻元件用电极与所述线状导体的材料不同。

4.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，

所述电阻元件为平面矩形状，所述电阻元件的彼此相反侧的直线边位于所述一对电阻元件用电极的位于彼此相反侧的外侧边与所述直线边部的内侧边之间。

5.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，

所述电阻元件用电极的宽度尺寸全部相同。

6.一种传感器模块的制造方法，所述方法是制造根据权利要求1至权利要求5的任一项所述的传感器模块的方法，所述方法的特征在于，

沿着从所述隔板部的平面内的规定的一个方向朝向另一个方向的第一方向涂敷流动性的导电材料来形成所述一对电阻元件用电极，

之后，在所述一对电阻元件用电极之间，沿着所述隔板部的平面内的与所述第一方向交叉的第二方向涂敷流动性的导电材料来形成所述电阻元件，

在形成所述电阻元件之后，形成所述线状导体。