CN112136024B - 物理量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种容纳在缺口基板中而能够使芯片封装体的安装高度低高度化的小型物理量检测装置。在本发明的物理量检测装置中，搭载有流量检测部和处理部的支承体的厚度方向的一部分被容纳在设置于印刷电路基板上的切口中。

Description

物理量检测装置

技术领域

本发明例如涉及一种检测内燃机的吸入空气的物理量的物理量检测装置。

背景技术

作为测量在主通路中流动的被测量气体的物理量的装置，有空气流量测定装置。在空气流量测定装置中，配置有搭载有压力传感器、湿度传感器、进气温度传感器、存储器LSI、芯片电容器等安装构件的电路基板、内装有流量传感器的芯片封装体等。

例如，在专利文献1中，示出了将存储器LSI封装体在布线基板的凹部两层重叠，与基板电连接的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-316606号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1所述的以往的装置中，通过将存储器LSI封装体在布线基板的凹部安装成两层，能够在有限的安装区域内安装在该区域上可排列的数量以上的存储器，对传感器装置的小型化没有贡献。测定吸入内燃机的吸入空气的流量的传感器，需要用于降低压力损失的小型化的结构。另外，由于安装高度，对于封装的连接部的可靠性来说，Z方向的垂直变形的影响大，不希望安装高度大的结构。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种小型的物理量检测装置，能够使芯片封装体的安装高度低高度化，并且能够提高该芯片封装体连接部的可靠性。

解决技术问题的技术手段

解决所述课题的本发明的物理量检测装置，其特征在于，包括：

支承体，其搭载有流量检测部和处理部；以及

电路基板，其具有容纳所述支承体的一部分的容纳部，

在所述支承体中，所述支承体的厚度方向的至少一部分被容纳在所述容纳部中，包含所述流量检测部的一部分从所述容纳部突出。

发明效果

根据本发明，能够将芯片封装体的一部分容纳在基板的容纳部中来抑制芯片封装体的安装高度。因此，提供一种物理量检测装置，其能够实现物理量检测装置自身的小型化，即便使封装安装低高度化，也能够提高有助于连接部的寿命的端子结构。

与本发明关联的进一步的特征根据本说明书的叙述、附图而变得明确。另外，上述以外的技术问题、结构和效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。

附图说明

图1是示出将本发明的物理量检测装置用于内燃机控制系统的一个实施例的系统图。

图2A是物理量检测装置的主视图。

图2B是物理量检测装置的右侧视图。

图2C是物理量检测装置的后视图。

图2D是物理量检测装置的左侧视图。

图2E是物理量检测装置的俯视图。

图2F是物理量检测装置的仰视图。

图3A是图2D的IIIA－IIIA线剖面图。

图3B是图2A的IIIB－IIIB线剖面图。

图3C是图2A的IIIC－IIIC线剖面图。

图3D是仅拆卸了盖的外壳的主视图。

图4A是拆卸了盖组装体的外壳的主视图。

图4B是图4A的IVB－IVB线剖面图。

图5A是说明盖组装体的结构的图。

图5B是图5A的VB-VB线剖面图。

图6A是装配有芯片封装体与电路构件的电路基板的主视图。

图6B是图6A的VIB－VIB线剖面图。

图6C是图6A的VIC－VIC线剖面图。

图6D是说明电路基板的其他结构例的图。

图7A是说明电路基板的结构例的图。

图7B是说明电路基板的其他结构例的图。

图7C是说明电路基板的其他结构例的图。

图8A是芯片封装体的主视图。

图8B是芯片封装体的后视图。

图8C是芯片封装体的侧视图。

图8D是芯片封装体的仰视图。

图8E是芯片封装体的等角投影图。

图9是说明本实施方式的连接端子的弯曲形状的图。

图10是说明比较例的连接端子的弯曲形状的图。

图11是表示连接端子的弯曲高度与相当应变的关系的图。

图12是说明在电路基板上直接安装传感器的结构的图。

具体实施方式

以下说明的用于实施发明的方式(下面称为实施例)解决了作为实际的产品而要求的各种技术问题，特别是解决为了用作检测车辆的吸入空气的物理量的检测装置而期望的各种各样的技术问题，起到各种效果。下述实施例所解决的各种各样的技术问题之一是在所述发明要解决的技术问题这栏中记载的内容，另外，下述实施例所起到的各种效果之一是在发明效果这栏中记载的效果。关于下述实施例所解决的各种各样的技术问题，进一步地关于通过下述实施例而起到的各种效果，在下述实施例的说明中进行叙述。因此，在下述实施例中叙述的实施例所解决的技术问题、效果还记载了发明要解决的技术问题这栏、发明效果这栏的内容以外的内容。

在以下的实施例中，即使图号不同，相同附图标记也表示相同的结构，达到相同的作用效果。关于已经说明的结构，有时在图中仅附加附图标记，省略说明。

图1是示出将本发明的物理量检测装置用于电子燃料喷射方式的内燃机控制系统1的一个实施例的系统图。基于具备发动机气缸11与发动机活塞12的内燃机10的动作，将吸入空气作为被测量气体2而从空气滤清器21吸入，经由作为主通路22的例如进气体、节气门体23与进气歧管24引导到发动机气缸11的燃烧室。引导到燃烧室的吸入空气即被测量气体2的物理量由本发明的物理量检测装置20检测，基于该检测出的物理量，从燃料喷射阀14供给燃料，与被测量气体2一起以混合气体的状态被引导到燃烧室。此外，在本实施例中，燃料喷射阀14设置于内燃机的进气口，喷射到进气口的燃料与被测量气体2一起构成混合气体，经由进气阀15被引导到燃烧室，进行燃烧而产生机械能。

引导到燃烧室的燃料和空气成为燃料与空气的混合状态，通过火花塞13的火花引燃，爆炸性地燃烧，产生机械能。将燃烧后的气体从排气阀16引导到排气管，作为废气3从排气管排出到车外。引导到所述燃烧室的吸入空气即被测量气体2的流量通过基于油门踏板的操作而其开度变化的节气门体25来控制。基于引导到所述燃烧室的吸入空气的流量来控制燃料供给量，司机控制节气门体25的开度而控制引导到所述燃烧室的吸入空气的流量，从而能够控制内燃机所产生的机械能。

＜内燃机控制系统的控制的概要＞

由物理量检测装置20检测从空气滤清器21引入并流过主通路22的吸入空气即被测量气体2的流量、温度、湿度、压力等物理量，从物理量检测装置20将表示吸入空气的物理量的电信号输入到控制装置4。另外，将对节气门体25的开度进行测量的节气门角度传感器26的输出输入到控制装置4，为了进一步地对内燃机的发动机活塞12、进气阀15、排气阀16的位置和状态、以及内燃机的旋转速度进行测量，将旋转角度传感器17的输出输入到控制装置4。为了根据废气3的状态而对燃料量与空气量的混合比的状态进行测量，将氧传感器28的输出输入到控制装置4。

控制装置4基于物理量检测装置20的输出即吸入空气的物理量以及基于旋转角度传感器17的输出而测量出的内燃机的旋转速度，运算燃料喷射量、点火时间。基于这些运算结果，控制从燃料喷射阀14供给的燃料量，并且控制由火花塞13进行点火的点火时间。燃料供给量、点火时间实际上进一步地基于由物理量检测装置20检测出的温度、节气门角度的变化状态、发动机旋转速度的变化状态、由氧传感器28测量出的空燃比的状态来极为细致地进行控制。控制装置4进一步地在内燃机的怠速运行状态下，通过怠速空气控制阀体27控制绕过节气门体25的空气量，控制怠速运行状态下的内燃机的旋转速度。

作为内燃机的主要控制量的燃料供给量、点火时间均是将物理量检测装置20的输出作为主参数来运算的。因此，提高物理量检测装置20的检测精度、抑制随时间变化、提高可靠性对于提高车辆的控制精度、确保可靠性是重要的。

特别是近年来，关于车辆的节省油耗的要求非常高，另外，关于废气净化的要求也非常高。为了满足这些要求，由物理量检测装置20检测的吸入空气即被测量气体2的物理量的检测精度的提高是极为重要的。另外，物理量检测装置20维持高的可靠性也很关键。

搭载有物理量检测装置20的车辆在温度、湿度的变化大的环境中使用。关于物理量检测装置20，期望还考虑针对其使用环境中的温度、湿度的变化的应对措施、针对尘埃、污染物质等的应对措施。

另外，物理量检测装置20装载于受到来自内燃机的发热的影响的进气管中。因此，内燃机的发热经由作为主通路22的进气管传到物理量检测装置20。物理量检测装置20通过与被测量气体2进行传热来检测被测量气体2的流量，所以，尽可能抑制来自外部的热的影响很重要。

搭载于车的物理量检测装置20如在下面说明的那样，并非仅仅解决在发明要解决的技术问题这栏中记载的技术问题、起到在发明效果这栏中记载的效果，还如在下面说明的那样，充分考虑所述各种各样的技术问题，解决作为产品而要求的各种各样的技术问题，起到各种各样的效果。物理量检测装置20所解决的具体技术问题、所起到的具体效果在以下的实施例的记载中进行说明。

＜物理量检测装置的外观结构＞

图2A至图2F是示出物理量检测装置的外观的图。此外，在以下说明中，设为被测量气体沿着主通路的中心轴流动。

物理量检测装置20从设置在主通路22的通路壁上的安装孔插入到主通路22的内部来利用。物理量检测装置20具备外壳201和安装在外壳201上的盖202。外壳201通过将合成树脂制材料注射成型而构成，盖202由例如由铝合金等导电性材料构成的板状构件构成。盖202形成为薄板状，具有宽阔平坦的冷却面。

外壳201具有用于将物理量检测装置20固定在作为主通路22的进气体上的凸缘211、从凸缘211突出并且为了进行与外部设备的电连接而从进气体露出到外部的连接器212、以及从凸缘211以朝向主通路22的中心突出的方式延伸的测量部213。

测量部213成为从凸缘211朝向主通路22的中心方向延伸的薄且长的形状，具有宽度宽的正面221与背面222、以及宽度窄的一对侧面223、224。测量部213在将物理量检测装置20安装于主通路22的状态下，从主通路22的内壁朝向主通路22的通路中心地突出。然后，正面221与背面222沿着主通路22的中心轴平行地配置，在测量部213的宽度窄的侧面223、224中，将测量部213的短边方向一侧的侧面223与主通路22的上游侧相对配置，将测量部213的短边方向另一侧的侧面224与主通路22的下游侧相对配置。在将物理量检测装置20安装于主通路22的状态下，将测量部213的顶端部设为下表面226。

物理量检测装置20的副通路入口231设置于从凸缘211朝向主通路22的中心方向延伸的测量部213的顶端部，所以，物理量检测装置20能够将不是主通路22的内壁面附近、而是远离内壁面的接近中央部的部分的气体引入到副通路。因此，物理量检测装置20能够测定从主通路22的内壁面离开的部分的气体的流量，能够抑制由热等的影响导致的测量精度的下降。

在主通路22的内壁面附近，容易受到主通路22的温度的影响，变成被测量气体2的温度相对于气体的本来的温度不同的状态，变得与主通路22内的主气体的平均状态不同。特别是在主通路22是发动机的进气体的情况下，受到来自发动机的热的影响，维持于高温的情况较多。因此，主通路22的内壁面附近的气体相对于主通路22的本来的气温较高的情况较多，成为使测量精度下降的原因。另外，在主通路22的内壁面附近，流体阻力大，与主通路22的平均流速相比流速变低。因此，如果将主通路22的内壁面附近的气体作为被测量气体2引入到副通路，则流速相对于主通路22的平均流速的下降有可能会导致测量误差。

物理量检测装置20将副通路入口231设置于从凸缘211朝向主通路22的中央延伸的薄且长的测量部213的顶端部，所以，能够降低与内壁面附近的流速下降相关的测量误差。另外，物理量检测装置20不仅将副通路入口231设置于从凸缘211朝向主通路22的中央延伸的测量部213的顶端部，还将副通路的第1出口232和第2出口233设置于测量部213的顶端部，所以，能够进一步地降低测量误差。

关于物理量检测装置20，测量部213成为沿着从主通路22的外壁朝向中央的轴而较长地延伸的形状，但侧面223、224的宽度如图2B和图2D所示，成为窄的形状。由此，物理量检测装置20能够相对于被测量气体2将流体阻力抑制为小的值。

<温度检测部的结构>

如图2B所示，物理量检测装置20在测量部213内设有作为温度检测部的进气温度传感器203。进气温度传感器203配置在温度测量通路的通路中途，该温度测量通路的一端238在副通路入口231附近开口，另一端239在测量部213的背面222开口。温度测量通路由外壳201和盖202构成。

如图6A所示，进气温度传感器203由轴向引线部件构成，该轴向引线部件具有圆柱状的传感器主体203a和从传感器主体203a的轴向两端部向相互离开的方向突出的一对引线203b。进气温度传感器203通过引线203b安装在测量部213内的电路基板207上，在温度测量通路内，传感器主体203a配置成与被测量气体2的流动方向正交的方向。

由于进气温度传感器203配置在由外壳201和盖202构成的温度测量通路上，所以在物理量检测装置20的搬运时或安装作业时等，可以防止进气温度传感器203与其他物体直接接触而破损。

根据本实施方式的物理量检测装置20，进气温度传感器203配置于测量部213的上游侧，所以，能够使从上游径直流来的被测量气体2直接接触到进气温度传感器203。因此，能够提高进气温度传感器203的散热性。

＜凸缘的结构＞

物理量检测装置20的测量部213从设置于主通路22的安装孔插入到内部，物理量检测装置20的凸缘211抵接到主通路22，用螺钉固定于主通路22。凸缘211具有由规定的板厚构成的俯视时大致矩形的形状，如图2E和图2F所示，在对角线上的角部，成对地设置有固定孔部241。固定孔部241具有贯通凸缘211的贯通孔242。通过将未图示的固定螺钉插通到固定孔部241的贯通孔242并拧入到主通路22的螺纹孔，使得凸缘211固定于主通路22。

如图2E所示，多个肋部设置于凸缘211的上表面。肋部具有将固定孔部241与连接器212之间直线地连接的第1肋部243、围绕固定孔部241的贯通孔242的周围的剖面锥形形状的第2肋部244、沿着凸缘211的外周部地设置的第3肋部245以及在凸缘211的对角线上并且在与第1肋部243交叉的方向上延伸的第4肋部246。

第1肋部243直线地设置在对主通路22作用螺纹固定力的固定孔部241与因立体形状而刚性较高的连接器212之间，所以，凸缘加强效果高。因此，与不具有第1肋部243的情况相比，能够使凸缘211的厚度变薄，能够实现外壳整体的轻质化，另外，在外壳201的成型时，能够降低构成凸缘211的树脂的收缩的影响。

如图2E所示，连接器212在其内部设置有4根外部端子247与校正用端子248。外部端子247是用于输出物理量检测装置20的测量结果即流量、温度等物理量的端子以及用于供给用于物理量检测装置20进行动作的直流电力的电源端子。

校正用端子248是用于进行所生产的物理量检测装置20的测量、求出与各个物理量检测装置20相关的校正值、并将校正值存储到物理量检测装置20内部的存储器的端子，在其后的物理量检测装置20的测量动作中，使用表示所述存储于存储器中的校正值的校正数据，不使用该校正用端子248。

因此，在外部端子247与其他外部设备的连接中，为了避免校正用端子248造成妨碍，校正用端子248呈与外部端子247不同的形状。在该实施例中，校正用端子248呈比外部端子247短的形状，即使将针对连接到外部端子247的外部设备的连接端子插入到连接器212，也不会成为连接的障碍。

＜外壳的整体结构＞

图3A是图2D的IIIA－IIIA线剖面图，图3B是图2A的IIIB－IIIB线剖面图，图3C是图2A的IIIC－IIIC线剖面图，图3D是仅拆卸了盖的外壳的主视图。

如图3D所示，在外壳201处，设置有用于形成副通路234的副通路槽250以及用于容纳电路基板207的电路室235。电路室235与副通路槽250凹陷设置于测量部213的正面。电路室235设置于在主通路22中作为被测量气体2的流动方向上游侧的位置的短边方向一侧(侧面223侧)的区域。然后，副通路槽250设置于相比电路室235更靠测量部213的长边方向顶端侧(下表面226侧)的区域以及相比电路室235更靠作为主通路22中的被测量气体2的流动方向下游侧的位置的短边方向另一侧(侧面224侧)的区域。

副通路槽250通过与盖202的协同作用形成副通路234。副通路234沿测量部的突出方向(长度方向)延伸设置。形成副通路234的副通路槽250具有第1副通路槽251和在第1副通路槽251的中途分支的第2副通路槽252。第1副通路槽251形成为在副通路入口231和第1出口232之间沿测量部213的短边方向延伸，副通路入口231在测量部213的一侧的侧面223上开口，第1出口232在测量部213的另一侧的侧面224上开口。第1副通路槽251构成第1副通路，该第1副通路从副通路入口231取入在主通路22内流动的被测量气体2，使该取入的被测量气体2从第1出口232返回到主通路22。第1副通路从副通路入口231开始沿主通路22内的被测量气体2的流动方向延伸，并连接到第1出口232。

第2副通路槽252在第1副通路槽251的中途位置处分支，朝向测量部213的基端部侧(凸缘侧)折弯，沿着测量部213的长边方向延伸。然后，在测量部213的基端部处朝向测量部213的短边方向另一侧(侧面224侧)折弯，朝向测量部213的顶端部进行U形转弯，再次沿着测量部213的长边方向延伸。然后，在第1出口232的近前处朝向测量部213的短边方向另一侧折弯，以连续到在测量部213的另一侧的侧面224开口的第2出口233的方式设置。第2出口233朝向主通路22中的被测量气体2的流动方向下游侧地相对配置。第2出口233具有与第1出口232大致等同或者稍大的开口面积，形成于比第1出口232更靠近测量部213的长边方向基端部侧的位置。

第2副通路槽252构成第2副通路，该第2副通路使从第1副通路分支而流入的被测量气体2通过并从第2出口233返回主通路22。第2副通路具有沿测量部213的长度方向往复的路径。即，第2副通路具有在第1副通路的中途分支、朝向测量部213的基端部侧延伸、在测量部213的基端部侧折回而朝向测量部213的顶端部侧延伸、并与第2出口233相连的路径，该第2出口233在比副通路入口231更靠主通路22内的被测量气体2的流动方向下游侧，朝向被测量气体2的流动方向下游侧相对配置。流量传感器205设置在第2副通路槽252的中途位置。第2副通路槽252能够确保第2副通路的通路长度更长，在主通路内产生脉动的情况下，能够减小对流量传感器205的影响。

根据上述结构，能够沿着测量部213的延伸方向形成副通路234，能够确保副通路234的长度足够长。由此，物理量检测装置20能够具备足够长度的副通路234。因此，物理量检测装置20能够将流体阻力抑制为较小的值，并且能够高精度地测量被测量气体2的物理量。

由于第1副通路槽251从副通路入口231到第1出口232沿测量部213的短边方向延伸设置，因此，能够将从副通路入口231进入第1副通路内的尘埃等异物直接从第1出口232排出。因此，能够防止异物侵入第2副通路，能够防止对第2副通路内的流量传感器205造成影响。

关于第1副通路槽251的副通路入口231与第1出口232，副通路入口231具有大于第1出口232的开口面积。通过使副通路入口231的开口面积大于第1出口232，从而还能够将流入到第1副通路的被测量气体2可靠地引导到在第1副通路的中途分支的第2副通路。

在第1副通路槽251的副通路入口231处，在长边方向中央位置处设置有突起部253。突起部253将副通路入口231的大小在长边方向上进行2等分，使各自的开口面积小于第1出口232和第2出口233。突起部253将能够从副通路入口231侵入到第1副通路的异物的大小限制为小于第1出口232和第2出口233的物体，能够防止由于异物而堵塞住第1出口232、第2出口233。

＜外壳单体的结构＞

图4A是拆卸了盖组装体的外壳的主视图，图4B是图4A的IVB－IVB线剖面图。

如图4A所示，外壳201在电路室235的底面设置有肋部237。肋部237具有沿着测量部213的长边方向延伸的多个纵肋部以及沿着测量部213的短边方向延伸的多个横肋部，格子状地设置。

通过将肋部237设置于测量部213，从而不使外壳201的厚度变厚就能够得到高的刚性。外壳201在凸缘211与测量部213处厚度大不相同，注塑成型后的热收缩率的差异大，与凸缘211相比厚度较薄的测量部213容易变形。因此，通过将平面状地扩展的格子状的肋部237设置于电路室235的底面，能够抑制热收缩时的测量部213的畸变。

外壳201不在测量部213的外壁，而在电路室235的底面设置有肋部237。在将肋部237设置于测量部213的外壁的情况下，有可能对穿过主通路22的被测量气体2的流动造成影响。另外，在例如以容纳单面装配的电路基板207作为前提而设定了电路室235的深度的情况下，在为了容纳双面装配的电路基板207而规格发生了变更时，必须使电路室235的深度增大，但如果将肋部设置于测量部213的外壁，则肋部与使电路室235的深度增大相应地突出，测量部213的厚度变大。因此，在单面装配的情况与双面装配的情况下，测量部213的厚度变得不同，有可能对检测精度造成影响。

与此相对地，在本实施例中，将肋部237设置于电路室235的底面，所以，能够防止对穿过主通路22的被测量气体2的流动造成影响，使被测量气体2顺利地流过。然后，仅通过变更电路室235内的肋部237的高度，就能够变更电路室235的底面的深度，无论电路基板207是单面装配与双面装配中的哪一方，都不需要变更测量部的厚度。

<盖组装体的结构>

图5A是说明盖组装体的结构的图，图5B是图5A的VB-VB线剖面图。

盖组装体由盖202和安装芯片封装体208的电路基板207构成。盖202由例如铝合金或不锈钢合金等金属制的导电性材料构成。盖202由具有覆盖测量部213的正面的大小的平板构件构成，通过粘接剂固定在测量部213上。盖202覆盖测量部213的电路室235，另外，通过与测量部213的副通路槽250的协同动作而构成副通路。盖202通过在与规定的连接器终端214之间夹设导电性的中间构件而与接地电连接，具有静电消除功能。

在盖202的背面固定有安装芯片封装体208的电路基板207。电路基板207例如由印刷基板构成，具有沿测量部213的长边方向延伸的长方形状。芯片封装体208以在电路基板207的长边方向中央位置沿着电路基板207的短边方向从端部向侧方突出的状态固定在电路基板207上。芯片封装体208的封装主体271具有厚度方向的至少一部分容纳在电路基板207的容纳部207a中的基端部271a、和沿着电路基板207的短边方向从电路基板207的端部向侧方突出的顶端部271b。

盖组装体通过将盖202安装在外壳201上，将电路基板207容纳在电路室235中，并且，使芯片封装体208在副通路234和电路室235之间延伸，能够将封装主体271的顶端部271b配置在副通路234内。在封装主体271的顶端部271b上设有流量传感器205，配置在第2副通路槽252内。

<电路室内的密封结构>

在电路室235中，图3D中用阴影线表示的部分通过粘接剂粘接在盖202上。在电路室235中，如图3A所示，电路基板207的正面侧被气密地分隔成3个室R1、R2、R3。具体而言，形成有第1室R1、第2室R2和第3室R3，其中，第1室R1连接与外壳201一体成型的连接器终端214和电路基板207的连接端子部，第2室R2容纳压力传感器204和芯片封装体208的一部分，第3室R3容纳温湿度传感器206且供进气温度传感器203的引线203b插通。

第1室R1的正面侧由盖202密封，背面侧如图2C所示，由外壳201的开口部227开放。但是，在连接器终端214和电路基板207的连接端子部之间通过引线接合而电连接后，开口部227被树脂材料填埋。即，第1室R1的正面侧和背面侧被密封，成为与测量部213的外侧隔离的密闭空间。因此，能够防止连接器终端214与连接端子的连接部分与被测量气体2中含有的气体接触而腐蚀。

第2室R2经由与盖202之间的间隙与副通路234连通。电路基板207在配置于第2室R2的位置安装有压力传感器204。因此，在第2室R2中，可以通过压力传感器204测量压力。第3室R3在R3入口255与测量部213的外侧连通。电路基板207在配置于第3室R3的位置安装有温湿度传感器206。因此，在第3室R3中，能够通过温湿度传感器206测量温湿度。另外，压力传感器204构成检测作为被测量气体的第1物理量的压力的第1传感器，温湿度传感器206构成检测作为被测量气体的第2物理量的温湿度的第2传感器。

<电路基板的结构>

图6A是安装有芯片封装体和电路构件的电路基板的主视图，图6B是图6A的VIB-VIB线剖面图，图6C是图6A的VIC-VIC线剖面图。而且，图7A是说明电路基板的结构例的图。

电路基板207整体上具有沿测量部213的长边方向的长方形状。电路基板207具有用于容纳芯片封装体208的一部分的容纳部分207a。如图7A所示，容纳部207a通过将电路基板207的长边方向中央且偏向短边方向一侧的部位局部切除而构成(切口部)，电路基板207具有俯视大致U字形状。

如图6A、图6B及图6C所示，芯片封装体208的封装主体271的厚度方向的至少一部分进入电路基板207的容纳部207a而被容纳。具体而言，在封装主体271的基端部271a且封装主体271的设置有流量传感器205的一侧的部分即封装体表面部271c以进入电路基板207的容纳部207a的状态被容纳。

在本实施例中，作为封装主体271的厚度方向的一部分的封装体表面部271c被容纳到电路基板207的容纳部207a，所以，能够抑制包括芯片封装体208的厚度与端子的高度在内的整体的装配高度。由此，例如能够降低至与在电路基板207上与芯片封装体208混合装载的小型的压力传感器相同的装配高度。另外，与将芯片封装体208重叠地装配于电路基板207之上的情况相比，能够将装配构件的装配高度抑制得更低。因此，能够实现测量部213的低矮化，如图3B所示，能够使物理量检测装置20薄型化，能够使主通路中的流量阻力降低。此外，在本实施例中，以封装主体271的封装体表面部271c被容纳到电路基板207的容纳部207a的结构的情况为例进行了说明，但也可以做成封装主体271的厚度方向的整体被容纳的结构。通过做成所述结构，能够进一步地促进测量部213的低矮化，能够实现物理量检测装置20的薄型化。

<各传感器的配置位置>

如图6A所示，在电路基板207上安装有芯片封装体208、压力传感器204和温湿度传感器206。芯片封装体208在封装主体271的基端部271a突出设置有多个连接端子272，通过用焊料将这些连接端子272与电路基板207的焊盘264连接而固定在电路基板207上。在芯片封装体208上安装有流量传感器205和作为驱动流量传感器205的电子部件的LSI。流量传感器205设置在封装主体271的顶端部271b上。芯片封装体208构成搭载作为流量检测部的流量传感器205和作为处理部的LSI的支承体。

在图6A至图6C所示的结构示例中，以作为芯片封装体208的厚度方向上的一侧的封装体表面部271c位于电路基板207的背面侧、即与盖202相对的表面侧的方式，将芯片封装体208安装在电路基板207上。因此，能够将流量传感器205与作为导电性构件的盖202相对配置，能够进行流量传感器205及其周边的静电消除。通过该静电消除，能够预防流量传感器205及其周边的带电，能够抑制因带电的吸附力而堆积尘埃，能够得到高的检测精度。

另外，如图6D所示，也可以以使设置有流量传感器205的封装体表面部271c位于电路基板207的表面侧、即远离盖202的表面侧的方式，将芯片封装体208安装在电路基板207上，芯片封装体208可以在电路基板207的表面侧和背面侧的任意一侧露出流量传感器205。即使是这样的结构，也能够在电路基板207的容纳部207a中容纳芯片封装体208的厚度方向的一部分，抑制整体的安装高度，实现低高度化，实现物理量检测装置20的薄型化。另外，能够确保与电路基板207的安装面的距离，并且能够控制芯片封装体208相对于电路基板207的安装高度，还能够确保后述的连接端子的形状。

压力传感器204相比芯片封装体208装配于电路基板207的长边方向一侧，温湿度传感器206相比芯片封装体208装配于电路基板207的长边方向另一侧。然后，将进气温度传感器203的引线203b连接到电路基板207之上。进气温度传感器203装配成引线连接到相比温湿度传感器206更靠电路基板207的长边方向另一侧的位置，传感器主体203a配置于从电路基板207在长边方向上鼓出而露出到测量部213的外部的位置。

在测量部213处，沿着其长边方向从基端部侧朝向顶端部侧(朝向测量部213的突出方向)，依次配置有(1)压力传感器204、(2)流量传感器205、(3)温湿度传感器206、(4)进气温度传感器203。(1)压力传感器204检测被测量气体2的压力，流量传感器205检测被测量气体2的流量。温湿度传感器206检测被测量气体2的湿度，进气温度传感器检测被测量气体的温度。

物理量检测装置20例如配置于汽车的发动机室内。发动机室内的温度是60℃至100℃，穿过主通路22的被测量气体2的温度是平均25℃。因此，在物理量检测装置20中，从凸缘211侧传递发动机室内的热，其温度分布是随着从凸缘211侧朝向测量部213的顶端部侧转移而温度逐渐变低。

因此，在本实施方式的测量部213中，构成为将热影响最小的(1)压力传感器204配置于基端侧，将在高温侧热影响次小的(2)流量传感器205配置于相比(1)压力传感器204更靠近测量部213的顶端部侧。然后，将在低温侧热影响次小的(3)温湿度传感器206配置于相比(2)流量传感器205更靠近测量部213的顶端部侧，将最容易受到热影响的(4)进气温度传感器203配置于测量部213的顶端部。

根据本实施例，由于将电路基板207配置成沿测量部213的长边方向延伸，所以能够确保距凸缘211的热传导距离直到主通路22的中心轴附近。而且，由于将(1)～(4)的各传感器从测量部213的基端部朝向顶端部按照热影响从小到大的顺序排列配置，所以能够确保各传感器的传感器性能。另外，通过将电路基板207配置在测量部213的短边方向一侧，能够促进对空气的热传导率。

另外，在电路基板207上连接有进气温度传感器203。如图6A所示，进气温度传感器203从电路基板207的顶端部沿长边方向突出配置。进气温度传感器203的一对引线203b，沿着电路基板207的表面弯曲，从电路基板207的顶端部突出。在与一对引线203b相对的电路基板207的基板面上，设置有焊接用的焊盘263，焊接有引线203b。传感器主体203a通过一对引线203b被支承在从电路基板207离开规定距离的位置上。

根据本实施例，电路基板207的长边方向中央被切除而形成有容纳部207a，容纳有芯片封装体208的基端部208a。然后，在芯片封装体208的基端部208a处，设置有沿着封装主体271的短边方向向相互间隔开的方向突出的多个连接端子272。关于芯片封装体208，包括流量传感器205的顶端部271b朝向与副通路的通路方向正交的方向地突出，多个连接端子272在副通路的通路方向一侧与另一侧分开配置。

在电路基板207处，将多个焊盘264被分开设置在隔着容纳部207a相对的部位即电路基板207的长边方向一侧与另一侧，分别焊接于各焊盘264而固定。芯片封装体208成为将封装主体271的基端部271a的短边方向两端支承于电路基板207并稳定地支承的结构。

另外，在本实施例中，在封装主体271的长边方向相对于第2副通路槽252的延伸方向正交的方式，配置芯片封装体208，在第2副通路槽252的延伸方向上空出规定间隔地分成两组的多个连接端子272具有接合到电路基板207的焊盘264的结构。因此，在将芯片封装体208安装到电路基板207时，能够相对于电路基板207安装到准确的位置，成为容易取得第2副通路槽252与封装主体271的通路槽273的平行度的结构。

根据本实施例，芯片封装体208配置于压力传感器204与温湿度传感器206的中间位置，在这些各传感器之间进行信号的交换。因此，能够缩短芯片封装体208与各传感器之间的信号的传递路径，提高信号的传递速度，另外，能够抑制噪声的产生。

图7B和图7C是说明电路基板的其他结构例的图。

在上述的实施例中，以电路基板207的容纳部207a由切口构成的情况为例进行了说明，但容纳部只要是能够将芯片封装体208的一部分容纳在电路基板207内的结构即可，也可以由槽或锪孔构成。

例如，如图7B所示，也可以在电路基板207的表面设置凹部，构成容纳部207b。容纳部207b沿着芯片封装体208的封装主体271的顶端部271b突出的方向连续到电路基板207的侧面。容纳部207b的电路基板207的厚度变薄，芯片封装体208的厚度方向的至少一部分进入。因此，与上述的容纳部207a同样，与将芯片封装体208重叠安装在电路基板207上的情况相比，能够将安装构件的安装高度抑制得较低，能够使测量部213的整体厚度变薄。由此，实现物理量检测装置20的薄型化，能够降低主通路中的流量阻力。

另外，在上述的实施例中，说明了将电路基板207的容纳部207a设置在电路基板207的长边方向中央的情况，但也可以设置在其他场所。例如，如图7C所示，也可以将电路基板207的长边方向一侧的端部切除，使电路基板207的整体形状为大致L字状，将该切口部分作为容纳部207c。

容纳部207c被设计成使得封装主体271的基端部271a进入到容纳部207c中。因此，与上述的容纳部207a同样，与将芯片封装体208重叠安装在电路基板207的表面上的情况相比，能够将安装构件的安装高度抑制得较低，能够使测量部213的整体厚度变薄。由此，实现物理量检测装置20的薄型化，能够降低主通路中的流量阻力。

<芯片封装体208的结构>

图8A是芯片封装体的正视图，图8B是芯片封装体的后视图，图8C是芯片封装体的侧视图，图8D是芯片封装体的仰视图，图8E是芯片封装体的等角投影图。

芯片封装体208通过将LSI和流量传感器205搭载在引线框上，并用热固性树脂密封而构成。芯片封装体208具有树脂成型为大致平板形状的封装主体271。封装主体271具有长方形，沿测量部213的短边方向延伸，封装主体271的长边方向一侧的基端部271a配置在电路室235中，封装主体271的长边方向另一侧的顶端部271b配置在第2副通路槽252内。

芯片封装体208通过将设置在封装主体271的基端部271a上的多个连接端子272焊接在电路基板207的焊盘264上而电导通，并且一体地固定在电路基板207上。在封装主体271的顶端部271b上设置有流量传感器205。流量传感器205在第2副通路内露出配置。流量传感器205设置在通路槽273内，该通路槽273凹陷设置在封装主体271的表面上。通路槽273以在第2副通路槽252内沿着第2副通路槽252延伸的方式，在从封装主体271的短边方向一侧的端部到短边方向另一侧的端部的整个宽度上形成。流量传感器205具有隔膜结构。在用树脂成型芯片封装体208时，为了使树脂不流入到流量传感器205的表面，在流量检测部205的表面安放镶块而进行树脂成型。

图9是说明本实施方式中的连接端子的弯曲形状的图，图10是说明比较例的连接端子的弯曲形状的图。

如图9所示，芯片封装体208的连接端子272具有作为基端部的突出部272a、上升部272b、下降部272c以及作为顶端部的端部272d。突出部272a从封装主体271的厚度方向中央沿着封装主体271的短边方向笔直地突出，上升部272b具有从突出部272a的顶端向封装主体271的厚度方向一侧即封装体背面部271d侧折弯而上升的形状。然后，下降部272c具有与上升部272b连续地在第1弯曲高度位置处向封装主体271的厚度方向另一侧即封装体表面部271c侧折弯而下降的形状，端部272d具有与下降部272c连续地在第2弯曲高度位置处向从封装主体271离开的方向突出的形状。

突出部272a与端部272d形成为封装主体271的厚度方向的位置不同，端部272d与突出部272a相比，向封装主体271的厚度方向一侧即封装体背面部271d侧高出δ。然后，在将封装主体271的基端部271a容纳于电路基板207的容纳部207c的情况下，将连接端子272的根部即突出部272a设为抵接于电路基板207的上表面地放置的状态，使端部272d配置于在与电路基板207的上表面的焊盘264之间具有间隙δ地相对的位置。即，成为突出部272a抵接到电路基板207之上、端部272d从电路基板207浮起的状态。

上升部272b与下降部272c形成为下降部272c的下降角度θa2被设定成大于上升部272b的上升角度θa1，下降部272c相对于电路基板207比上升部272b更加倾倒，下降部272c的倾斜更缓，具有平缓的倾斜度。在本实施例中，作为将端部272d与电路基板207的焊盘264接合的接合构件，使用焊料281，在连接端子272与电路基板207之间，在沿着连接端子272的轴向从端部272d返回到突出部272a的方向，形成焊料281突出的、所谓焊料背角281a。

图10所示的比较例的芯片封装体208’配置在电路基板207之上，该连接端子272具有突出部272e、下降部272f和端部272g。突出部272e具有从封装主体271的厚度方向中央沿着封装主体271的短边方向地突出的形状，下降部272f具有从突出部272e的顶端向封装体背面部271d侧折弯而下降的形状。然后，端部272g具有在下降部272f的下端向从封装主体271离开的方向折弯并沿着封装主体271的短边方向突出的形状。下降部272f形成为相对于电路基板207的上表面大致垂直的角度。

在将比较例的芯片封装体208’装配于电路基板207的情况下，其整体厚度hb为将封装主体271的封装体背面部271d的厚度h1、封装体表面部271c的厚度h2、与电路基板207的间隙h3和电路基板207的厚度h4全部相加而得到的值(hb＝h1+h2+h3+h4)。比较例的芯片封装体208’由于装配于电路基板207之上，所以，整体的装配高度变高。另外，关于焊料的等效形变，认为由Z方向的垂直形变的变化带来的影响大，装配高度大的结构对于焊料的寿命来说是不期望的。

与此相对地，在本实施例中，将本实施方式的芯片封装体208装配于电路基板207时的整体厚度ha为封装体背面部271d的厚度h2与电路基板207的厚度h1相加而得到的值(ha＝h2+h1)。因此，能够使本实施例相比比较例而低矮化。此外，在本实施例中，能够使电路基板207的厚度与封装主体271的封装体背面部271d的厚度h1相同。

另外，根据本实施例，连接端子272的下降部272c相对于电路基板207平缓地倾斜，所以，与比较例的、相对于电路基板207大致垂直的下降部272f相比较，能够使焊料背角281a的长度L1变长(L2＜L1)。因此，能够降低焊料形变，能够实现焊料的长寿命化。另外，通过使连接端子272的上升部272b的倾斜角度小于下降部272c，从而能够缩短连接端子272的整体的突出量，能够使芯片封装体208小型化。

在比较例中，由于将设置在连接端子272的弯曲的顶端的端部272g放置在电路基板207的焊盘上进行焊接，所以芯片封装体208相对于电路基板207的定位困难，另外，端子高度的偏差大，存在影响流量传感器205的位置精度的问题。与此相对，在本实施例中，将芯片封装体208的一部分容纳在容纳部207a中，将作为连接端子272的根部的突出部272a放置在电路基板207上，由此进行芯片封装体208的定位。因此，与比较例相比，芯片封装体208相对于电路基板207的定位容易，具有流量传感器205的位置精度高的优点。

图11是表示连接端子的弯曲高度与相当应变的关系的图，是表示温度变化中的端子连接的寿命预测的图表。根据本实施例，即使芯片封装体208的连接端子272的端子高度比芯片封装体208低，也能够确保充分的寿命。另外，由于能够将连接端子272的端子高度提高到相邻的压力传感器204的表面高度位置，所以即使在如本实施例那样使其低高度化的情况下，也没有连接端子272的形成限制，能够进一步提高芯片封装体208的机械连接的可靠性。

另外，在上述的实施例中，说明了使用焊料作为接合电路基板207的焊盘264和连接端子272的接合构件的情况，但不限于此，例如也可以使用焊接合金或导电性粘接剂。

图12是说明在电路基板上直接安装传感器的结构的图，是表示图6A所示的电路基板207的变形例的俯视图。

包含流量测定部205’的测定元件也可以通过安装在作为印刷基板的电路基板207’上的支承体209安装在电路基板207’上。根据该结构，与将包含流量测定部205’的测定元件等部件直接安装在电路基板207上的情况相比，能够降低作用在测定元件上的应力，提高物理量检测装置20的耐久性和可靠性。

另外，所谓在电路基板207上安装部件，例如包括在电路基板207上安装部件，以及在电路基板207的布线上对部件进行电连接。作为支承体209的例子，可以举出金属制的引线框、LTCC基板、印刷基板等能够形成电气布线的构件。在支承体209上形成有与外壳201的定位用的孔或突起，也可以通过在外壳201上形成的定位用的突起或孔进行定位。

以上，关于本发明的实施方式，进行了详细叙述，但本发明不限定于上述实施方式，在不脱离权利要求书所记载的本发明的精神的范围内，能够进行各种设计变更。例如，上述实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细进行了说明，不一定限定于具备所说明的全部结构。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换成其他实施方式的结构，另外，还能够对某个实施方式的结构添加其他实施方式的结构。进一步地，关于各实施方式的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

符号说明

1 内燃机控制系统

2 被测量气体

20 物理量检测装置

22 主通路

201 外壳

202 盖

203 进气温度传感器

204 压力传感器

205 流量传感器

206 温湿度传感器

207 电路基板

208 芯片封装体

211 凸缘

212 连接器

213 测量部

214 连接器终端

221 正面

222 背面

223 一侧的侧面

224 另一侧的侧面

226 下表面

231 副通路入口

232 第1出口

233 第2出口

234 副通路

235 电路室

237 肋部（电路室底面）

240 换气通路

241 固定孔部

242 贯通孔

243 第1肋部

244 第2肋部

245 第3肋部

246 第4肋部

247 外部端子

248 校正用端子

249 换气孔（换气通路出口）

250 副通路槽

251 第1副通路槽

252 第2副通路槽

253 突起部

254 换气孔（换气通路入口）

255 R3入口

256 换气槽

263 焊盘（进气温度传感器用）

264 焊盘（芯片封装体端子用）

265 定位孔

271 封装主体

272 连接端子

273 通路槽。

Claims (4)

1.一种物理量检测装置，其特征在于，具备：

支承体，其搭载有流量检测部和处理部；以及

电路基板，其具有容纳所述支承体的一部分的容纳部，

在所述支承体中，所述支承体的厚度方向的至少一部分被容纳在所述容纳部中，包含所述流量检测部的一部分从所述容纳部突出，

所述容纳部通过将所述电路基板的一部分切除而构成，

所述支承体分别固定在所述电路基板的隔着所述容纳部而相对的部位上，

所述支承体具有向相互分离的方向突出的多个连接端子，

所述多个连接端子与所述电路基板之间通过接合构件接合而电导通，

所述物理量检测装置具有：容纳所述电路基板的电路室；和配置在该电路室的侧方、供被测量气体流动的副通路，

所述支承体的所述流量检测部配置在所述副通路中，

所述支承体的包含所述流量检测部的一部分向与所述副通路的通路方向正交的方向突出，所述多个连接端子被分开配置在所述副通路的通路方向一侧和另一侧，

所述电路基板隔着所述容纳部在所述副通路的通路方向一侧和另一侧配置有检测第1物理量的第1传感器和检测第2物理量的第2传感器。

2.根据权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述多个连接端子的基端部与所述电路基板抵接，

所述多个连接端子的顶端部与所述电路基板之间具有规定的间隙，所述接合构件介于所述多个连接端子的顶端部与所述电路基板之间。

3.根据权利要求2所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述多个连接端子包括：

突出部，其从所述支承体笔直地突出；

上升部，其在所述突出部的顶端向所述支承体的厚度方向一侧弯曲而上升；

下降部，其与所述上升部连续，在第1弯曲高度位置向所述支承体的厚度方向另一侧弯曲而下降；以及

端部，其与所述下降部连续，在第2弯曲高度位置向离开所述支承体的方向突出，所述下降部的倾斜比所述上升部的倾斜平缓。

4.根据权利要求3所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述接合构件是焊料。