CN113728217B - 压力传感器 - Google Patents

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Abstract

压力传感器具备:芯柱(10),形成有供压力介质被导入的压力导入孔,并且形成有能够根据压力介质的压力而变形的隔膜(13);应变检测元件(30),隔着绝缘膜(20)被配置在隔膜(13)上,输出与隔膜(13)的变形相应的检测信号。应变检测元件(30)构成为具有由多晶硅构成的部分。而且,在绝缘膜(20)与应变检测元件(30)之间配置有低掺杂层(23),低掺杂层(23)的电阻率比多晶硅高,并且结晶性比绝缘膜提高。

Description

压力传感器
对相关申请的交叉引用
本申请以在2019年4月26日提出申请的第2019-85904号日本专利申请以及在2020年4月10日提出申请的第2020-71350号日本专利申请为基础,并且其记载内容通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及在芯柱上形成有应变检测元件的压力传感器。
背景技术
以往曾提出了在芯柱上形成有应变检测元件的压力传感器(例如参照专利文献1)。具体而言,在该压力传感器中,芯柱的一端部被设为开口部以便压力介质被导入,另一端部侧被设为能够根据压力介质的压力而变形的隔膜。而且,在隔膜上形成有应变检测元件,应变检测元件具有通过变形使电阻值变化的计量表电阻。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-249520号公报
发明内容
然而,近年来期望在上述那样的压力传感器中进一步提高可靠性。
本公开的目的是提供一种能够提高可靠性的压力传感器。
根据本公开的一个观点,压力传感器具备:芯柱,形成有供压力介质被导入的压力导入孔,并且形成有能够根据压力介质的压力而变形的隔膜;应变检测元件,隔着绝缘膜被配置在隔膜上,输出与隔膜的变形相应的检测信号,应变检测元件具有由多晶硅构成的部分,在绝缘膜与应变检测元件之间配置有低掺杂层,低掺杂层的电阻率比多晶硅高,并且结晶性比绝缘膜提高。
据此,在绝缘膜与应变检测元件之间配置有低掺杂层。因此,与将应变检测元件直接形成于绝缘膜上的情况相比,能够减小在低掺杂层与应变检测元件之间形成的非晶体层。另外,虽然在低掺杂层与绝缘膜之间形成有非晶体层,但该非晶体层的延迟弹性带来的影响通过低掺杂层得到缓解,难以传递至应变检测元件。而且,低掺杂层由电阻率比多晶硅高的材料构成。因此,即使是在低掺杂层与绝缘膜之间形成有非晶体层,非晶体层的延迟弹性带来的影响波及到低掺杂层时,也能够减小与应变检测元件相关的影响。因而,能够抑制应变检测元件的特性变化,提高压力传感器的可靠性。
另外,对各构成要素等赋予的带括号的参照附图标记,是表示该构成要素等与在后述的实施方式中所记载的具体构成要素等的对应关系的一个例子。
附图说明
图1是表示第一实施方式中的压力传感器的整体结构的图。
图2是图1中的隔膜附近的放大图。
图3A是用于说明未形成有薄壁部的芯柱的变形的图。
图3B是用于说明形成有薄壁部的芯柱的变形的图。
图3C是用于说明形成有薄壁部及对位部的芯柱的变形的图。
图4是第二实施方式中的隔膜附近的放大图。
图5是表示第二实施方式中的应变检测元件的平面形状的图。
图6是沿着图5中的VI-VI线的剖面图。
图7是第二实施方式中的应变检测元件的电路图。
图8是表示第三实施方式中的应变检测元件的平面形状的图。
图9是表示第三实施方式的变形例的应变检测元件的平面形状的图。
图10是表示第四实施方式中的隔膜附近的剖面图的图。
图11是表示第五实施方式中的电子部件的结构的图。
图12是表示第五实施方式中的电路基板的表面侧的结构的俯视图。
图13是表示电子部件与电极部用连接盘的关系的俯视图。
图14A是表示电极部及侧方连接盘的大小的关系的俯视图。
图14B是表示电极部及对置连接盘的大小的关系的俯视图。
图15是表示第六实施方式中的电路基板的表面侧的结构的俯视图。
图16是表示第六实施方式中的电路基板的背面侧的结构的俯视图。
图17是表示第七实施方式中的阻挡构造的剖面图。
图18是表示第八实施方式中的阻挡构造的俯视图。
图19是第九实施方式中的外壳的立体图。
图20是沿着图19中的XX-XX线的剖面图。
图21是第十实施方式中的外壳的立体图。
图22是第十一实施方式中的外壳及电路基板的剖面图。
图23是第十一实施方式的变形例中的外壳及电路基板的剖面图。
图24第十二实施方式中的外壳及电路基板的俯视图。
图25是沿着图24中的XXV-XXV线的剖面图。
图26是图24所示的电路基板的导通端子部附近的立体图。
图27是第十三实施方式中的电路基板的导通端子部附近的立体图。
具体实施方式
下面,根据附图对本公开的实施方式进行说明。另外,在以下的各实施方式中对彼此相互相同或者均等的部分标注相同的标号进行说明。
(第一实施方式)
关于第一实施方式的压力传感器参照附图进行说明。另外,本实施方式的压力传感器例如适合用于检测内燃机的燃烧压。
首先,对本实施方式中的压力传感器的整体结构进行说明。压力传感器如图1及图2所示构成为具备芯柱10、应变检测元件30、外壳40、电路基板50以及连接器壳体80等。
芯柱10如图1所示,在一端部侧形成有开口部11,并且被设为形成有从该开口部11朝向另一端部侧而延伸的压力导入孔12的有底圆筒状。而且,芯柱10在另一端部侧构成有能够根据压力而变形的隔膜13。即,在芯柱10以在另一端部侧构成有隔膜13的方式形成有压力导入孔12。而且,芯柱10如图2所示,在隔膜13上隔着绝缘膜20配置有应变检测元件30。
另外,在图1中,纸面下侧相当于一端部侧,纸面上侧相当于另一端部侧。另外,以下对于各部件都一样地设纸面下侧为一端部侧、设纸面上侧为另一端部侧进行说明。换言之,如后述那样,压力传感器是将芯柱10、外壳40、连接器壳体80一体化而构成的。因此,压力传感器的芯柱10侧成为一端部侧,连接器壳体80侧成为另一端部侧。
芯柱10如图1所示,在开口部11侧的外壁面形成有能够与燃料管等被安装部件螺纹结合的螺钉部14。另外,芯柱10在一端部与另一端部之间迫使以轴向为中心的周向的外壁面的长度变化。具体而言,芯柱10在另一端部侧的外壁面上的周向的长度比一端部侧的外壁面上的周向的长度短。而且,芯柱10如后述那样外壁面的周向的长度变化的部分与外壳40通过焊接部15被接合。
应变检测元件30如图2所示隔着绝缘膜20被配置在芯柱10的隔膜13上。应变检测元件30构成为具有电阻值根据变形而变化的计量表电阻31、和未图示的布线层及焊盘部。而且,应变检测元件30构成为计量表电阻31以构成电桥的方式经由布线层被连接,以各计量表电阻31与外部电路连接的方式在布线层上配置有焊盘部。另外,在芯柱10的隔膜13上形成有覆盖应变检测元件30的保护膜21。而且,在保护膜21上配置有保护部件22。
另外,在保护膜21中,在与图2不同的截面形成有使焊盘部露出的开口部。而且,应变检测元件30如图1所示,该焊盘部经由接合线52被连接于电路基板50。另外,在本实施方式中,绝缘膜20由硅氧化膜等构成。计量表电阻31以及布线层由被掺杂了硼的多晶硅构成。焊盘部由金或者以金为主要成分的合金等的电极膜构成。保护膜21由氮化硅膜等构成。保护部件22由有机硅凝胶等凝胶构成。
外壳40如图1所示形成为一端部侧及另一端部侧被开口的筒状,而且是对置的内壁面的间隔在一端部侧比另一端部侧短的筒状。具体而言,外壳在一端部侧与另一端部侧之间形成有台阶部41,对置的内壁面的间隔通过该台阶部41而变化。台阶部41如后述那样形成为构成能够搭载电路基板50的搭载部42。
而且,外壳40以芯柱10中的隔膜13位于比台阶部41靠另一端部侧的状态、与芯柱10经由焊接部15被接合。即,外壳40及芯柱10的各尺寸等被设计成使芯柱10中的隔膜13比台阶部41靠另一端部侧突出。
另外,芯柱10与外壳40的焊接部15通过激光焊接或电子束焊接等构成。另外,外壳40中比台阶部41靠另一端部侧的部位形成为外形呈六边形状等,以便安装扳手等安装夹具。而且,搭载部42对应该外形形成为平面形状的外形呈六边形状。
电路基板50由印刷基板等构成,对应搭载部42的平面形状的外形形成为外形呈六边形状。另外,在电路基板50的表面50a侧形成有与未图示的应变检测元件30连接的元件用连接盘、与后述的电子部件70连接的电极部用连接盘、与后述的端子部件85连接的外部连接用连接盘、以及规定的布线图案等,但在这里没有详细说明。而且,电路基板50以背面50b与外壳40的搭载部42对置的方式,经由接合部件60被配置于搭载部42。
具体而言,电路基板50在大致中央部形成有贯通表面50a与背面50b之间的贯通孔51,并被配置为使芯柱10的另一端部侧位于贯通孔51。而且,电路基板50经由接合线52与在芯柱10形成的应变检测元件30电连接。另外,在电路基板50搭载有电子部件70。
另外,电子部件70在本实施方式中,形成有放大电路和校正电路等的电路芯片被收纳于壳体中,由在壳体形成有电极部的QFN(quad flat non-leaded package(四扁平封装无铅)的略称)等构成。而且,电子部件70经由焊料71被搭载于在电路基板50形成的电极部用连接盘。
连接器壳体80被设为由PPS(即聚丙烯硫醚)、或PBT(即聚对苯二甲酸丁二醇酯)等树脂进行模具成形而构成的柱状。而且,连接器壳体80在一端部侧形成有凹部81,并且在另一端部侧形成有开口部82。
连接器壳体80具有实现与外部电路的电连接的端口83。该端口83例如在连接器壳体80被成形之后进行配置,但也可以通过嵌入成型等与连接器壳体80一体成形。
端口83被设于连接器壳体80内,使得一端部在凹部81内露出,并且另一端部由开口部露出。另外,在本实施方式中,端口83的一端部被朝向端子部件85侧弯折,以便能够与后述的端子部件85的接触部852a抵接。
另外,在连接器壳体80中,在一端部侧形成有用于配置端子部件85的搭载孔84。而且,在搭载孔84配置有与端口83接触、而且与电路基板50抵接的端子部件85。
端子部件85构成为具有基部851和可动体852和施力部件853。基部851以及可动体852分别通过对导电性的金属部件进行打孔加工、弯折加工而构成,并且形成为具有一对侧面和底面的U字状剖面。另外,在基部851的侧面形成有凸部,在可动体852的侧面形成有滑动槽,但是没有特别图示。而且,基部851以及可动体852在各自的底面对置的状态下,凸部被插入滑动槽中,可动体852以能够相对于基部851滑动的状态进行组装。
另外,在基部851的侧面形成有固定用的卡定部,但是没有特别图示。在可动体852设有被向一方的侧面弯折的接触部852a。
施力部件853由线圈弹簧等构成,被配置于基部851与可动体852之间,以便使一端部按压可动体852的底面,另一端部按压基部851的底面。
而且,这种端子部件85被压入在连接器壳体80形成的搭载孔84中,在基部851形成的卡定部扎入连接器壳体80,由此被保持于搭载孔84。另外,被保持于搭载孔84的是基部851,可动体852处于能够相对于基部851滑动的状态。另外,端子部件85以接触部852a与端口83接触的方式被保持于搭载孔84。更详细地说,端子部件85以即使是在滑动时也维持接触部852a与端口83接触的状态的方式被保持于搭载孔84。
而且,连接器壳体80通过一端部侧被插入外壳40中的另一端部侧,在外壳40形成的爪部43被铆接,而与外壳40一体化。此时,连接器壳体80以端子部件85与在电路基板50形成的外部连接用连接盘抵接的方式被插入。由此,端口83通过端子部件85、电路基板50、接合线52等与应变检测元件30电连接。
另外,在连接器壳体80的一端部与外壳40的搭载部42之间配置有垫圈等密封部件90。而且,密封部件90被压扁,由此内部的空间被密封。
以上是本实施方式中的压力传感器的基本结构。而且,在本实施方式中,芯柱10具有第一芯柱101和第二芯柱102,通过这些芯柱被焊接接合而构成。
具体而言,第一芯柱101形成为一端部侧被设为开口端,在另一端部侧具有隔膜13的有底筒状。第二芯柱102形成为一端部侧及另一端部侧被设为开口端,在一端部侧具有螺钉部14的筒状。即,第一芯柱101构成了芯柱10的另一端部侧,第二芯柱102构成了芯柱10的一端部侧。另外,外壳40与第二芯柱102被焊接接合。
而且,第一芯柱101及第二芯柱102通过由外壁面侧对第一芯柱101的一端部侧和第二芯柱102的另一端部侧进行激光焊接或电子束焊接等而被接合。即,第一芯柱101和第二芯柱102通过焊接部103被接合。另外,焊接部103也可以形成为到达第一芯柱101中的内壁面,也可以形成为不到达。
另外,第二芯柱102在比形成有与第一芯柱101的焊接部103的部分靠一端部侧,具有内壁面与外壁面之间的厚度比形成有该焊接部103的部分薄的薄壁部121。即,第二芯柱102在比形成有与第一芯柱101的焊接部103的部分靠一端部侧,具有刚性比形成有该焊接部103的部分低的薄壁部121。
另外,在本实施方式中,第一芯柱101由隔膜13构成,因此由强度比第二芯柱102高的材料构成。例如,第一芯柱101使用SUS630构成,第二芯柱102使用SUS430构成。
而且,在第二芯柱102的另一端部侧形成有被插入第一芯柱101内的对位部122。
这种压力传感器例如经由在芯柱10形成的螺钉部14被安装于燃料供给管等。而且,压力传感器在燃料供给管内的压力介质被导入压力导入孔12时,应变检测元件30输出与压力介质相应的检测信号。而且,压力传感器将检测信号经由接合线52、电路基板50、端子部件85、端口83等向外部电路传递。由此,进行压力介质的压力的检测。
如以上说明的那样,芯柱10构成为具有第一芯柱101和第二芯柱102。因此,与通过切削或冷轧锻造等一体地形成芯柱10整体的情况相比,能够实现制造工序的简化。
另外,第二芯柱102在比形成有与第一芯柱101的焊接部103的部分靠一端部侧具有薄壁部121。因此,能够提高焊接部103的针对疲劳损坏的寿命,能够提高压力传感器的可靠性。
即,当在第二芯柱102未形成有薄壁部121的情况下,如图3A所示,在压力介质被导入压力导入孔12内时,芯柱10的变形的支点成为焊接部103。在该情况下,焊接部103被施加拉伸应力。
与此相对,在本实施方式中,如图3B所示,在压力介质被导入压力导入孔12时,芯柱10的变形的支点成为薄壁部121。在该情况下,焊接部103被施加压缩应力。因此,在本实施方式中,能够提高焊接部103的针对疲劳损坏的寿命。
而且,在本实施方式中,在第二芯柱102形成有被插入第一芯柱101内的对位部122。因此,如图3C所示,在焊接接合第一芯柱101和第二芯柱102时,能够抑制产生第一芯柱101和第二芯柱102的位置偏移,能够抑制焊接部103的完成效果在每个部分出现偏差。因而,能够抑制焊接部103被施加的压缩应力在每个部分出现偏差,能够抑制产生局部的应力集中。由此,能够进一步提高焊接部103的针对疲劳损坏的寿命。
另外,在本实施方式中,第一芯柱101由强度比第二芯柱102高的材料构成。因此,例如与第一芯柱101由与第二芯柱102相同的材料构成的情况相比,能够提高隔膜13的强度,能够抑制隔膜13损坏。
而且,在第二芯柱102形成有对位部122。因此,在焊接接合第一芯柱101和第二芯柱102时,在将对位部122插入第一芯柱101的状态下进行即可,因此能够实现制造工序的简化。
(第二实施方式)
对第二实施方式进行说明。本实施方式是相对于第一实施方式在应变检测元件30与绝缘膜20之间配置了低掺杂层的方式。其他与第一实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图4所示,在绝缘膜20上形成有低掺杂层23,其电阻率比构成应变检测元件30的多晶硅高,并且结晶性比绝缘膜20提高。另外,在本实施方式中,低掺杂层23由硼的掺杂量比构成应变检测元件30的多晶硅减少的多晶硅构成。例如,低掺杂层23由被掺杂了比在构成应变检测元件30的多晶硅中掺杂的硼的量少50%的硼的多晶硅构成。而且,在低掺杂层23上形成有应变检测元件30。即,在本实施方式中构成为在应变检测元件30与绝缘膜20之间配置有低掺杂层23。
另外,应变检测元件30如图5所示进行连接,以便使计量表电阻31通过布线层32构成电桥电路。具体而言,布线层32构成为具有连结部分321和延伸设置部分322。而且,应变检测元件30构成为相邻的计量表电阻31通过连结部分321被连接,并从连结部分321引出延伸设置部分322。
另外,焊盘部33构成为如上述那样含有金,并且形成为与各布线层32连接。在本实施方式中,焊盘部33形成为仅与延伸设置部分322连接。换言之,焊盘部33形成为仅覆盖延伸设置部分322。而且,焊盘部33构成为在连结部分321侧的端部使宽度L变窄,以便借助锚栓效应使焊盘部33难以从应变检测元件30剥离。
另外,构成焊盘部33的金是耐腐蚀性比构成计量表电阻31和布线层32的多晶硅高的材料。另外,图5是省略了保护部件22的俯视图,虽然不是剖面图,但为了容易理解而对焊盘部33赋予了阴影线。而且,在后述的相同的附图中,为了容易理解也对焊盘部33赋予了阴影线。图4是沿着图5中的IV-IV线的剖面图。但是,在图4中为了容易理解而夸大地表示计量表电阻31。
而且,在保护膜21形成有使焊盘部33露出的开口部21a。在本实施方式中形成有两个开口部21a,各开口部21a形成为使相邻的焊盘部33一体地露出。即,相邻的焊盘部33由共用的开口部21a露出。而且,在焊盘部33中由开口部21a露出的部分连接有与电路基板50电连接用的接合线52。
另外,在本实施方式中,如图6所示,在焊盘部33与布线层32之间形成有阻挡金属34,是从布线层32侧起依次层叠NiCr(镍铬)膜341、Pd(钯)膜342而构成的。NiCr膜341的耐腐蚀性较高,用于发挥保护构成应变检测元件30的多晶硅的功能。Pd膜342用于发挥抑制构成焊盘部33的金向应变检测元件30侧扩散的功能。而且,焊盘部33形成为覆盖布线层32及阻挡金属34。
这种阻挡金属34以及焊盘部33是如以下那样构成的。即,首先配置形成有NiCr膜341的区域被开口的金属掩模,通过进行蒸镀等形成NiCr膜341。接下来,配置形成有Pd膜342的区域被开口的金属掩模,通过进行蒸镀等形成Pd膜342,由此形成阻挡金属34。在该情况下,NiCr膜341以及Pd膜342被层叠配置于相同的区域,因此通过使用共用的金属掩模,能够实现制造工序的简化。
而且,在形成焊盘部33时,使用开口部比在形成NiCr膜341及Pd膜342时使用的金属掩模大的金属掩模,以便阻挡金属34被覆盖。由此,如上述那样,焊盘部33形成为覆盖布线层32及阻挡金属34。
如以上说明的那样,在本实施方式中,应变检测元件30形成于低掺杂层23上。因此,能够实现压力传感器的可靠性的提高。
即,本发明人们研究的结果是,确认了当在绝缘膜20上直接形成由多晶硅构成的应变检测元件30的情况下,在成膜多晶硅时,在多晶硅与绝缘膜20之间形成有非晶体层。而且,确认了压力传感器由于非晶体层进行延迟弹性,应变检测元件30的特性有可能变化。
因此,在本实施方式中,在绝缘膜20上配置结晶性比绝缘膜20提高的低掺杂层23,在低掺杂层23上形成应变检测元件30。由此,与在绝缘膜20上形成应变检测元件30的情况相比,能够减小在低掺杂层23与应变检测元件30之间形成的非晶体层。另外,虽然在低掺杂层23与绝缘膜20之间形成有非晶体层,但该非晶体层的延迟弹性带来的影响通过低掺杂层23得到缓解,难以传递至应变检测元件30。
而且,低掺杂层23由电阻率比计量表电阻31高的材料构成。因此,即使是在低掺杂层23与绝缘膜20之间形成有非晶体层,非晶体层的延迟弹性带来的影响波及到低掺杂层23时,也能够减小关于计量表电阻31的电阻值的影响。因而,能够抑制应变检测元件30的特性变化,能够进一步提高压力传感器的可靠性。
另外,布线层32仅延伸设置部分322与焊盘部33连接。因此,如图7所示,延伸设置部分322与焊盘部33的接触电阻Rc形成于比相邻的计量表电阻31的连接点靠焊盘部33侧。由此,各接触电阻Rc的变化同样被施加于相邻的计量表电阻31。因而,在这种压力传感器中,能够抑制检测精度因接触电阻Rc的变化而降低。
这里,保护部件22如上述那样由有机硅凝胶等凝胶构成。而且,凝胶是水分能够透过的材料。因此,在本实施方式中,焊盘部33形成为覆盖布线层32及阻挡金属34。由此,即使是水分透过保护部件22时,也能够抑制水分通过焊盘部33而到达布线层32(即应变检测元件30)和阻挡金属34。另外,焊盘部33由针对水分的耐腐蚀性较高的金构成。因此,即使是焊盘部33被置于水分环境中时,影响也较小。因而,能够抑制应变检测元件30的特性变动。
(第三实施方式)
对第三实施方式进行说明。本实施方式是相对于第二实施方式变更了在保护膜21形成的开口部21a的形状的方式。其他与第二实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图8所示,在保护膜21形成的开口部21a形成为在相对于隔膜13的面方向的法线方向上,使焊盘部33及布线层32重叠的部分露出。另外,该开口部21a形成为使焊盘部33中与覆盖延伸设置部分322的端部的部分不同的部分露出。换言之,开口部21a不与延伸设置部分322的端部相交地形成于延伸设置部分322的内侧。即,开口部21a形成为使在焊盘部33形成有台阶的部分不露出。另外,所谓在相对于隔膜13的面方向的法线方向上,是指从相对于隔膜13的面方向的法线方向观察。
据此,抑制在保护部件22透过的水分通过焊盘部33进入。因此,能够抑制水分到达应变检测元件30和阻挡金属34,能够抑制压力传感器的可靠性降低。
即,焊盘部33如上述那样通过蒸镀等而形成。然而,在应变检测元件30及阻挡金属34的高度与宽度之比即纵横尺寸比较大的情况下等,存在难以完全覆盖应变检测元件30及阻挡金属34的情况。即,有时处于应变检测元件30及阻挡金属34的侧面从焊盘部33露出的状态。在该情况下,当开口部21a形成为使焊盘部33中覆盖延伸设置部分322的端部的部分露出时,当在该部分未适当地形成有焊盘部33的情况下,在保护部件22透过的水分有可能从该部分进入。
与此相对,在本实施方式中,在保护膜21形成的开口部21a形成为使焊盘部33及延伸设置部分322重叠的部分、即焊盘部33中与覆盖延伸设置部分322的端部的部分不同的部分露出。即,使难以形成有焊盘部33的部分不露出。因此,能够抑制在保护部件22透过的水分到达应变检测元件30和焊盘部33,能够抑制压力传感器的可靠性降低。
(第三实施方式的变形例)
对上述第三实施方式的变形例进行说明。在上述第三实施方式中,由于布线的限制等,存在不得不以使焊盘部33中覆盖延伸设置部分322的端部的部分露出的方式形成开口部21a的可能性。在该情况下,优选的是,开口部21a与应变检测元件30中从焊盘部33露出的部分的距离较远。例如对比图5与图9,使焊盘部33中覆盖延伸设置部分322的端部的部分露出的开口部21a、与应变检测元件30中从焊盘部33露出的部分的距离是图5中更长。因此,优选如图5那样,使应变检测元件30中从焊盘部33露出的部分与开口部21a的端部的距离较远。
(第四实施方式)
对第四实施方式进行说明。本实施方式是相对于第二实施方式在第一芯柱101形成了薄壁部的方式。其他与第二实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图10所示,在第一芯柱101中,在焊接部103与隔膜13之间形成有使内壁面与外壁面之间的厚度比形成有焊接部103的部分变薄的薄壁部111。在本实施方式中,薄壁部111构成为形成有环绕外壁面一周的槽部112。
据此,在第一芯柱101形成有薄壁部111,因此能够进一步提高压力传感器的可靠性。
即,上述压力传感器当在第一芯柱101形成应变检测元件30之后,第一芯柱101和第二芯柱102被焊接接合而构成芯柱10。在该情况下,在焊接接合第一芯柱101和第二芯柱102时被施加热量,但该热量使在薄壁部111的热阻变高,所以难以被传递至隔膜13侧。因此,能够减少针对在隔膜13上配置的应变检测元件30和焊盘部33的焊接时的热量的影响。特别是,构成焊盘部33的金因受热而容易扩散,因此能够抑制金扩散。因而,能够进一步提高压力传感器的可靠性。
(第四实施方式的变形例)
在上述第四实施方式中,槽部112也可以形成为不环绕第一芯柱101的外壁面一周。另外,槽部112也可以不形成于外壁面,而形成于内壁面。即使是这样形成槽部112时,在第一芯柱101中也在焊接部103与隔膜13之间的部分形成有薄壁部111,因此能够获得与上述第四实施方式相同的效果。
(第五实施方式)
对第五实施方式进行说明。本实施方式是相对于第一实施方式变更了电路基板50的结构的方式。其他与第一实施方式相同,因此这里省略说明。
首先,对本实施方式的电子部件70的结构进行说明。电子部件70是QFN,形成有放大电路和校正电路等的电路芯片被收纳于壳体中。而且,电子部件70如图11所示构成为具有两组对置的一条边701a~701d,并被设为各组的一条边701a~701d垂直的平面矩形状,在各一条边具有多个电极部702。另外,图11是表示电子部件70中与电路基板50对置的一侧的俯视图。另外,在图11中,电子部件70被设为平面矩形状,但电子部件70也可以不设为平面大致呈矩形状,还可以设为角部被倒角而带有圆弧的形状。
而且,如图12所示,电子部件70被配置为使虚拟线K、与两组对置的一条边701a~701d中的两条边701a、701c的中心相交的状态,虚拟线K连结贯通孔51的中心和电路基板50的外缘部。换言之,电子部件70被配置为使虚拟线K与两组对置的一条边701a~701d中的两条边701a、701c垂直的状态。更详细地说,电路基板50被设为外形呈六边形状。而且,电子部件70被配置为在从相对于电路基板50的面方向的法线方向观察时,使与电路基板50的外缘部对置的一条边701c和该电路基板50中的外缘部的一条边平行。
在电路基板50中与电极部702对置的位置形成有电极部用连接盘501a、501b,电极部702形成于电子部件70中与贯通孔51侧的一条边701a相交的二条边701b、701d。另外,在电路基板50中与电极部702对置的位置形成有电极部用连接盘501c,电极部702形成于电子部件70中与贯通孔51侧的一条边701a对置的一条边701c。以下,把与电极部702对置的位置的电极部用连接盘501a、501b也称为侧方连接盘501a、501b,电极部702形成于电子部件70中与贯通孔51侧的一条边701a相交的二条边701b、701d。另外,把与电极部702对置的位置的电极部用连接盘501b也称为对置连接盘501c,电极部702形成于电子部件70中与贯通孔51侧的一条边701a对置的一条边701c。
另外,在本实施方式中,在电路基板50中与电极部702对置的位置未形成有电极部用连接盘501c,电极部702形成于电子部件70中的贯通孔51侧的一条边701a。另外,在电路基板50中,如上述那样在与端子部件85对置的位置还形成有与端子部件85连接的外部连接用连接盘502a~502c。在本实施方式中,外部连接用连接盘502构成为具有被施加电源电压的电源用连接盘502a、与大地连接的接地用连接盘502b、被输出检测结果的输出用连接盘502c。另外,在电路基板50中,在贯通孔51侧的部分还形成有与应变检测元件30电连接的元件用连接盘503。而且,在电路基板50中,在与电子部件70对置的位置还形成有接地图案504,接地图案504被维持为规定电位,抑制电子部件70的电位变动。另外,在电路基板50还连接有将规定部位彼此连接的布线图案511a~511c、512。而且,在电路基板50形成有保护布线图案511a~511c、512等的抗蚀剂等保护层。在保护层中与接合线52连接的部分和与端子部件85连接的部分适当形成有开口部。另外,在图12中省略图示该保护层。
这里,电子部件70如上述那样通过焊料71被固定于电极部用连接盘501a~501c。而且,构成焊料71的焊料膏通过使用了规定区域被开口的金属掩模的丝网印刷进行配置。在该情况下,电极部用连接盘501a~501c用于提高丝网印刷时的焊料脱离性,因此优选较大尺寸,以便使金属掩模的开口部大于规定面积。
因而,在本实施方式中,如图13所示,侧方连接盘501a、501b在相对于电路基板50的面方向的法线方向上,将自电子部件70的突出长度L1加长,以便能够提高焊料脱离性。然而,对置连接盘501c如图12所示被配置于电路基板50的外缘部侧,如果与侧方连接盘501a、501b一样地将自电子部件70的突出长度L2加长,则成为使电路基板50大型化的原因。另外,所谓突出长度L1是指相对于电子部件70中与侧方连接盘501a、501b对置的一条边701b、701c垂直的方向的长度。所谓突出长度L2是指相对于电子部件70中与对置连接盘501c对置的一条边701c垂直的方向的长度。
因此,在本实施方式中,对置连接盘501c的突出长度L2比突出长度L1变短。然而,在该情况下,在仅缩短突出长度L2时,对置连接盘501c的面积变小,因此该对置连接盘501c所对应的金属掩模的开口部的尺寸也变小。因此,在缩短对置连接盘501c的突出长度L2的情况下,存在焊料脱离性的变差之隐患。
因而,在本实施方式中,在电子部件70的一条边701c形成的电极部702多数还与共用的对置连接盘501c连接。即,对置连接盘501c是将相邻的多个电极部用连接盘相连构成的。换言之,在电子部件70的一条边701c形成的多个电极部702与共用的对置连接盘501c对置。在本实施方式中,形成有两个对置连接盘501c。而且,在各对置连接盘501c分别连接有在电子部件70的一条边701c形成的四个电极部702。
另外,电子部件70被设为使壳体的内部的电路芯片与规定的电极部702电连接的状态。因此,与共用的对置连接盘501c连接的电极部702被设为与电路芯片中成为同电位的部分连接或者不与电路芯片连接的状态。
如以上说明的那样,对置连接盘501c的突出长度L2比突出长度L1短。因此,与突出长度L2被设为和突出长度L1相同的情况相比,能够实现电路基板50的小型化。
另外,对置连接盘501c是将相邻的多个电极部用连接盘相连构成的。因此,能够增大对置连接盘501c的面积,能够抑制焊料脱离性降低。因而,能够抑制产生电子部件70与电路基板50的连接不良,提高压力传感器的可靠性。
即,如图14A所示,侧方连接盘501a、501b被设定为使焊料脱离性良好的突出长度L1。而且,焊料71按照侧方连接盘501a、501b的尺寸进行配置。因此,能够增大配置焊料膏时的金属掩模的开口部。
另一方面,如图14B所示,对置连接盘501c的突出长度L2比突出长度L1短。因此,对置连接盘501c通过将相邻的电极部用连接盘相连,能够使焊料71也在电极部702的排列方向扩散。即,能够增大配置焊料膏时的金属掩模的开口部。因而,能够抑制焊料脱离性降低,抑制产生电子部件70与电路基板50的连接不良。另外,图14B示出了将两个电极部702连接于共用的对置连接盘501c的状态。
另外,在本实施方式中,在电路基板50中与电极部702对置的位置未形成有电极部用连接盘,电极部702形成于贯通孔51侧的一条边701a。因此,能够使电子部件70接近到贯通孔51的最近处进行配置,能够实现电路基板50的小型化。
另外,在本实施方式中,如上述那样电子部件70被配置于电路基板50,因此电子部件70的三个区域与电极部用连接盘501a~501c连接。在该情况下,当对置连接盘501c与电极部702之间的焊料71过多时,存在导致电子部件70相对于电路基板50倾斜的隐患。因而,优选的是,在对置连接盘501配置的焊料71被调整量(即厚度),以便使电子部件70不倾斜。
(第六实施方式)
对第六实施方式进行说明。本实施方式是相对于第五实施方式变更了电路基板50的结构的方式。其他与第五实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图15所示,外部连接用连接盘502a~502c与电极部用连接盘501b经由外部连接用图案511a~511c相连接。元件用连接盘503与电极部用连接盘501a经由传感检测用图案512相连接。而且,外部连接用图案511a~511c与传感检测用图案512形成于不同的区域。
具体而言,外部连接用图案511a~511c与传感检测用图案512形成为相对于连结贯通孔51的中心和电路基板50的外缘部的虚拟线K,分别与不同的虚拟线K相交。换言之,外部连接用图案511a~511c和传感检测用图案512形成为不与相同的虚拟线K相交。例如,图15中的虚拟线K仅与传感检测用图案512相交。
而且,在电路基板50中,在连接电源用连接盘502a和电极部用连接盘501a的电源用图案511a与传感检测用图案512之间,形成有被维持为规定电位的保护图案520。
在本实施方式中,保护图案520被维持为接地电位。具体而言,在电路基板50中如图16所示,在背面50b侧还形成有保护图案521,并且形成有多个通孔电极522。而且,背面50b侧的保护图案521在通孔电极522中通过,并与接地用连接盘502b所连接的接地用图案511b连接,由此被维持为接地电位。而且,表面50a侧的保护图案520在通孔电极522中通过,并与背面50b侧的保护图案521连接,由此被维持为接地电位。
而且,在本实施方式中,在电路基板50中,在背面50b侧形成有本体接地用的接地图案523。另外,在本实施方式中,在外壳40的搭载部42与电路基板50之间配置的接合部件60使用导电性粘合剂。而且,电路基板50的连接部位523a经由接合部件60被电连接于外壳40,由此接地图案523被设为本体接地。
据此,外部连接用图案511a~511c和传感检测用图案512被形成于不同的区域。而且,外部连接用图案511a~511c经由端子部件85与外部电路连接,所以容易被施加噪声。因此,与外部连接用图案511a~511c和传感检测用图案512被形成于相同的区域(即接近)的情况相比,能够抑制噪声从外部连接用图案511a~511c被传递至传感检测用图案512。
另外,在外部连接用图案511a~511a中,特别是电源用图案511a容易被施加噪声。而且,在本实施方式中,在电源用图案511a与传感检测用图案512之间形成有被维持为规定电位的保护图案520。因此,即使是电源用图案511a被施加噪声时,也能够抑制该噪声被耦合在传感检测用图案512上。因而,抑制检测精度降低,能够实现压力传感器的可靠性的提高。
(第七实施方式)
对第七实施方式进行说明。本实施方式是相对于第五实施方式变更了电路基板50的结构的方式。其他与第五实施方式相同,因此这里省略说明。
如上述那样,在电路基板50形成有抗蚀剂等保护层,在保护层中与接合线52连接的部分和与端子部件85连接的部分适当形成有开口部。而且,在本实施方式中,如图17所示,在保护层530形成有使元件用连接盘503整体露出而且到达贯通孔51的开口部531。另外,在电路基板50的背面50b侧,保护层530中位于贯通孔51侧的端部的部分被去除。另外,在本实施方式中,该开口部531相当于阻挡构造。另外,图17相当于沿着图12中的XVII-XVII线的剖面图。
据此,在保护层530形成有使元件用连接盘503整体露出而且到达贯通孔51的开口部531。因此,能够实现压力传感器的可靠性的提高。
即,应变检测元件30和元件用连接盘503经由接合线52被电连接。另外,在应变检测元件30上如图2所示配置有由有机硅凝胶等凝胶构成的保护部件22。在该情况下,保护部件22有可能在接合线52中传递并向电路基板50上漫延。而且,在保护部件22向电路基板50上漫延并到达端子部件85与外部连接用连接盘502a~502c之间时,有可能产生端子部件85与外部连接用连接盘502a~502c的连接不良。
因此,在本实施方式中,在保护层530形成有使元件用连接盘503整体露出而且到达贯通孔51的开口部531。由此,与在保护层530形成有仅元件用连接盘503的一部分开口的开口部531的情况相比,在保护部件22漫延到元件用连接盘503侧时,能够增加储存保护部件22的区域。另外,在保护部件22漫延到元件用连接盘503侧时,还能够通过贯通孔51使保护部件22流到电路基板50的背面50b侧。因而,抑制保护部件22到达外部连接用连接盘502a~502c,抑制产生端子部件85与外部连接用连接盘502a~502c的连接不良,因此能够实现压力传感器的可靠性的提高。
(第八实施方式)
对第八实施方式进行说明。本实施方式是相对于第七实施方式变更了电路基板50的结构的方式。其他与第七实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图18所示,在应变检测元件30所连接的元件用连接盘503、与外部连接用连接盘502a~502c之间形成有堰堤部540。具体而言,堰堤部540通过在保护层530形成有凹凸构造而构成。即,堰堤部540例如通过在保护层530形成有比周围凹陷的凹部而构成。另外,堰堤部540例如通过形成有比周围突出的凸部而构成。
另外,在本实施方式中,堰堤部540相当于阻挡构造。另外,在图18中示出了在电路基板50配置有保护层530的状态。但是,关于在保护层530形成的元件用连接盘503和使外部连接用连接盘502a~502c露出的开口部则省略图示。
如此,也可以在元件用连接盘503与外部连接用连接盘502a~502c之间形成堰堤部540。作为这种结构,在保护部件22漫延到元件用连接盘503侧时,通过堰堤部540抑制保护部件22到达外部连接用连接盘502a~502c,因此能够获得与上述第七实施方式相同的效果。
另外,也可以在元件用连接盘503与外部连接用连接盘502a~502c之间形成有多个堰堤部540。
(第九实施方式)
对第九实施方式进行说明。本实施方式是相对于第一实施方式变更了外壳40的形状的方式。其他与第一实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图19所示,在外壳40中,在搭载部42形成有作为凸部的高度用突起421。具体而言,高度用突起421形成于三处。另外,外壳40形成为具有以一个方向为中心轴a的中空部的筒状。而且,各高度用突起421以中心轴a为中心沿周向以相等间隔而形成,并被设为相同的高度。另外,各高度用突起421是在准备外壳40时通过冲压成形等而形成的。即,各高度用突起使用相同的加工装置而形成。
而且,电路基板50如图20所示被配置为与各高度用突起421抵接。即,电路基板50在三处与沿周向以相等间隔形成的高度用突起抵接进行配置。而且,在电路基板50与搭载部42之间配置有接合部件60。
另外,在本实施方式中,电路基板50被配置为使贯通孔51的中心与外壳40的中心轴a一致。因此,电路基板50中与高度用突起421抵接的部分,可以说是位于以贯通孔51为中心沿周向为相等间隔的位置。另外,图20表示外壳40以及电路基板50,芯柱10等的结构被省略图示。
另外,在本实施方式中,高度用突起421中的一个形成为隔着电路基板50位于与端子部件85相反的一侧,但没有特别图示。
据此,电路基板50在三处与各高度用突起421抵接。另外,各高度用突起421沿周向以相等间隔而形成,被设为相同的高度。因此,能够抑制电路基板50相对于搭载部42倾斜。因而,抑制产生端子部件85与电路基板50的连接不良,能够实现压力传感器的可靠性的提高。
而且,搭载部42与电路基板50的间隔根据高度用突起421的高度进行规定。因此,能够使搭载部42与电路基板50的间隔形成为希望的间隔。即,在搭载部42与电路基板50之间配置希望厚度的接合部件60。因而,能够使接合部件60发挥希望的应力缓和功能,能够减少从外壳40向电路基板50传递的应力。
然而,还可以考虑通过在电路基板50与搭载部42之间配置与外壳40分体地准备的隔件等,确保电路基板50与搭载部42的间隔。然而,在该结构中是分别形成隔件,因此可以设想各隔件的高度存在偏差。另外,通过准备隔件,部件数量也增加。
与此相对,在本实施方式中,各高度用突起421是使用相同的加工装置被形成于外壳40,能够抑制高度不同。因此,在本实施方式中,与通过配置与外壳40分体地准备的隔件等来确保电路基板50与搭载部42的间隔的情况相比,能够抑制电路基板50相对于搭载部42倾斜,而且能够实现部件数量的减少。
另外,在由与外壳40不同的材料构成隔件的情况下,还存在该隔件因与外壳40的热膨胀系数差而产生裂纹的隐患。然而,在本实施方式中,各高度用突起421由外壳40的一部分构成,因此还抑制由于热膨胀系数之差而使裂纹被传递至高度用突起421。
而且,在本实施方式中,高度用突起421中的一个形成为隔着电路基板50位于与端子部件85相反的一侧。因此,能够通过高度用突起421支承端子部件85的按压力,因此进一步抑制电路基板50倾斜。
(第九实施方式的变形例)
对上述第九实施方式的变形例进行说明。在上述第九实施方式中,也可以是,高度用突起421以中心轴a为中心沿周向以相等间隔被形成于四处以上。但是,在形成四处以上的高度用突起421时,电路基板50从原理上讲是在三处与各高度用突起421抵接。
而且,在上述第九实施方式中,高度用突起421也可以不形成为隔着电路基板50位于与端子部件85相反的一侧。
(第十实施方式)
对第十实施方式进行说明。本实施方式是相对于第九实施方式变更了外壳40的形状的方式。其他与第九实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图21所示,在外壳40中,在搭载部42形成有一个高度用突起421、和具有规定长度的一个边部422。具体而言,高度用突起421以及边部422形成为以中心轴a为中心,使高度用突起421与边部422的各端部之间的周向的长度成为相等间隔。另外,高度用突起421与边部422的高度被设为相同高度。另外,边部422例如被设为相对于构成外壳40的外形的六边形状的一条边为1/2左右的长度。另外,在本实施方式中,高度用突起421以及边部422相当于凸部。
而且,电路基板50被配置为与高度用突起421及边部422抵接。因此,电路基板50成为与高度用突起421及边部422这两处抵接的状态。而且,边部422成为沿着规定长度与电路基板50抵接的状态。
如此,即使是在外壳40形成一个高度用突起421和一个边部422、并在两处与电路基板50抵接时,也能够获得与上述第九实施方式相同的效果。
(第九、十实施方式的变形例)
对上述第十实施方式的变形例进行说明。在上述第十实施方式中,也可以不形成高度用突起421,而具备两个边部422。在该情况下,两个边部422只要形成为各端部彼此之间的周向的长度为相等间隔即可。即使是这种结构,电路基板50也在两处与边部422抵接,因此能够获得与上述第九实施方式相同的效果。
另外,在上述第九实施方式中,只要电路基板50在三处与高度用突起421抵接,则也可以在外壳40形成有边部422。例如,也可以在外壳40形成有三个边部422。在这种情况下,只要各边部422形成为端部彼此的间隔以中心轴a为中心沿周向为相等间隔即可。另外,例如也可以在外壳40形成有一个高度用突起421和两个边部422。在这种情况下,只要一个高度用突起421及两个边部422形成为高度用突起421和各边部422的端部彼此的间隔以中心轴a为中心沿周向为相等间隔即可。
(第十一实施方式)
对第十一实施方式进行说明。本实施方式是相对于第九实施方式变更了外壳40的结构的方式。其他与第九实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图22所示,在外壳40形成有高度用突起421及对位用突起423。在本实施方式中,对位用突起423被形成于高度用突起421上,对置的外壁面的长度比高度用突起421短。
在电路基板50中,在与对位用突起423对应的位置形成有供对位用突起423插入的凹部53。而且,电路基板50被配置为对位用突起423被插入凹部53、高度用突起421与电路基板50抵接的状态。
据此,电路基板50由于对位用突起423被插入凹部53,因此难以产生位置偏移。另外,在配置电路基板50时,只要是将对位用突起423插入凹部53的状态即可,因此容易进行对位。
(第十一实施方式的变形例)
对上述第十一实施方式的变形例进行说明。在上述第十一实施方式中,如图23所示,对位用突起423也可以与高度用突起421分开形成。另外,凹部53如图23所示也可以形成于电路基板50的外缘部。即,凹部5也可以是在电路基板50的外缘部形成的缺口。
(第十二实施方式)
对第十二实施方式进行说明。本实施方式是相对于第一实施方式在电路基板50具备导通端子部的方式。其他与第一实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图24~图26所示,在电路基板50中,在表面50a侧形成有本体接地用的焊盘部550。具体而言,在电路基板50中,在外缘部形成有缺口部54。在本实施方式中,电路基板50被设为在形成有缺口部54之前外形呈六边形状,缺口部54通过将构成六边形状的一个角部切掉而构成。而且,焊盘部550被配置于该缺口部54的周围。在本实施方式中,焊盘部550形成于夹持缺口部54的各区域55a、55b。
另外,焊盘部550至少表面由金构成。另外,在图24等中,在电路基板50的俯视图中,省略图示与焊盘部550连接的规定的布线图案和其他布线图案等。
而且,导通端子部900被配置为与焊盘部550电连接,并且与外壳40的搭载部42电连接。导通端子部900构成为具有与电路基板50接合的基板侧连接部910、与外壳40的搭载部42连接的外壳侧连接部920、连结基板侧连接部910和外壳侧连接部920的连结部930。
基板侧连接部910被设为平板状,并且对应各焊盘部550的形状被设置了两个。外壳侧连接部920被设为圆板状,在大致中央部形成有作为喷射部的凸部921。
另外,基板侧连接部910和外壳侧连接部920形成为位于不同的面上。另外,基板侧连接部910和外壳侧连接部920形成为使外壳侧连接部920不与连结两个基板侧连接部910的虚拟面相交。即,外壳侧连接部920被配置于相对于连结两个基板侧连接部910的虚拟面突出的位置。
连结部930具有基板侧连结部931及外壳侧连结部932。基板侧连结部931与各基板侧连接部910连接,并且从基板侧连接部910所在的部分一直延伸设置到外壳侧连结部932所在的面上。另外,基板侧连结部931沿着相对于基板侧连接部910的面方向的法线方向而延伸设置。外壳侧连结部932被设置为连结基板侧连结部931中与基板侧连接部910相反的一侧的部分和外壳侧连接部920。
另外,连结部930构成为具有能够弹性变形的弹性部933。在本实施方式中,弹性部933通过在外壳侧连结部932形成刚性比基板侧连接部910等低的部分,而构成于外壳侧连结部932。例如,在本实施方式中,外壳侧连结部932构成为厚度被设为与基板侧连接部910等相同,但是具有外壳侧连结部932的宽度L1比基板侧连接部910的宽度L2狭窄的部分。由此,在外壳侧连结部932构成有弹性部933。
而且,导通端子部900的基板侧连接部910经由焊料560与在电路基板50的表面50a形成的各焊盘部550连接。另外,导通端子部900被配置为通过在缺口部54配置有基板侧连结部931,使外壳侧连接部920位于电路基板50的背面50b侧。
此时,导通端子部900被配置为不会从形成缺口部54之前的电路基板50的外缘飞出到外侧。即,导通端子部900形成为在相对于电路基板50的面方向的法线方向上,外壳侧连接部920及连结部930被收纳于缺口部54的状态。即,在本实施方式中,缺口部54及导通端子部900被设为当配置导通端子部900时该导通端子部900不会从形成缺口部54之前的电路基板50的外缘飞出到外侧的尺寸及形状。另外,导通端子部900被配置为在相对于电路基板50的面方向的法线方向上,该导通端子部900的重心位于两个焊盘部550的中心。
而且,外壳侧连接部920与外壳40的搭载部42通过电阻焊接被连接。即,外壳侧连接部920和外壳40的搭载部42经由焊接部940被电连接。由此,电路基板50的焊盘部550成为经由导通端子部900被以本体接地方式连接于外壳40的搭载部42的状态。另外,导通端子部900在基板侧连接部910被连接于电路基板50的焊盘部550之后,外壳侧连接部920与外壳40的搭载部42被电阻焊接。
本实施方式的外壳40与上述第九实施方式的参照图19说明的外壳40相同,构成为在搭载部42形成有以中心轴a为中心沿周向为相等间隔的三个高度用突起421。而且,电路基板50构成为在六边形状的一个角部形成有缺口部54,并被配置为使三个高度用突起421分别处于三处的角部附近。即,电路基板50被配置为使一个高度用突起421隔着中心轴a位于与导通端子部900相反的一侧。
另外,电路基板50经由在与外壳40的搭载部42之间配置的接合部件60被机械式地连接于外壳40的搭载部42。在本实施方式中,电路基板50经由导通端子部900与外壳40的搭载部42电连接。因此,接合部件60使用仅机械地连接电路基板50与外壳40的搭载部42的部件即可,例如使用有机硅系粘合剂等。
接合部件60在本实施方式中被配置于五处。具体而言,三处的接合部件60被配置于各高度用突起421的周围。另外,两处的接合部件60被配置于电路基板50中与配置有高度用突起421的角部不同的两处角部附近。即,两处的接合部件60被配置于隔着中心轴a位于与导通端子部900相反的一侧的高度用突起421、和与该高度用突起421相邻的各高度用突起421之间的周向的中心。
如以上说明的那样,在本实施方式中,在电路基板50形成有本体接地用的焊盘部550,该焊盘部550经由导通端子部900与外壳40的搭载部42电连接。而且,导通端子部900与外壳40的搭载部42经由焊接部940被接合。另外,电路基板50与外壳40的搭载部42经由接合部件60被机械地连接。因此,能够提高电路基板50与外壳40的搭载部42的接合性,而且实现电路基板50的焊盘部550与外壳40的搭载部42的电连接的稳定性。
即,例如在将电路基板50以本体接地方式连接于外壳40时,可以考虑在电路基板50的背面50b侧构成本体接地用的焊盘部,在该焊盘部与外壳40的搭载部42之间配置由银膏构成的导电性部件,由此以本体接地方式连接焊盘部和外壳40。另外,焊盘部至少表面由金构成。
然而,在该结构中,由银膏构成的导电性部件与由金构成的焊盘部的接合性容易降低,导电性部件的厚度容易出现偏差。因此,在该结构中,存在焊盘部550与外壳40的搭载部42之间的接触电阻的偏差之隐患,有可能电连接的稳定性降低。
与此相对,在本实施方式中,使用经由焊接部940与外壳40的搭载部42电连接的导通端子部900,因此能够实现电路基板50与外壳40的搭载部42的电连接的稳定性。另外,虽然在基板侧连接部910与焊盘部550之间配置有焊料560,但焊料560与构成焊盘部550的金的接合性比银高,容易稳定。因此,焊料560的厚度难以有偏差,抑制接触电阻出现偏差。即,基板侧连接部910与焊盘部550经由焊料560以稳定的状态电连接。
另外,在本实施方式中,焊盘部550形成于电路基板50的表面50a,经由焊料560与导通端子部900的基板侧连接部910连接。因此,焊料560能够与将电子部件70配置于电路基板50时的焊料膏等同时进行配置。因而,能够抑制制造工序变得复杂。
而且,导通端子部900构成为在连结部930具有弹性部933。因此,在将外壳侧连接部920的凸部921电阻焊接于外壳40的搭载部42时,弹性部933进行弹性变形,由此能够抑制过大的应力传递至基板侧连接部910。即,能够抑制产生基板侧连接部910从焊盘部550剥离等不良情况。
另外,导通端子部900被配置为在相对于电路基板50的面方向的法线方向上,该导通端子部900的重心位于两个焊盘部550的中心。因此,在将导通端子部900连接于外壳40的搭载部42之前等,抑制导通端子部900倾斜,能够抑制将外壳侧连接部920电阻焊接于外壳40的搭载部42的工序变得复杂。
而且,导通端子部900被配置为不会从形成缺口部54之前的电路基板50的外缘飞出到外侧。因此,能够抑制压力传感器通过配置导通端子部900而大型化。
(第十二实施方式的变形例)
对第十二实施方式的变形例进行说明。在上述第十二实施方式中说明了在电路基板50的外缘部形成缺口部54的例子,但也可以在电路基板50的内缘部形成贯通孔,在该贯通孔配置导通端子部900。
另外,在上述第十二实施方式中,焊盘部550也可以形成于电路基板50的背面50b侧,导通端子部900的基板侧连接部910也可以在电路基板50的背面50b侧与焊盘部550连接。在该情况下,导通端子部900被适当调整形状,以便能够与电路基板50的背面50b侧连接。
(第十三实施方式)
对第十三实施方式进行说明。本实施方式是相对于第十二实施方式变更了导通端子部900的结构的方式。其他与第十二实施方式相同,因此这里省略说明。
在本实施方式中,如图27所示,导通端子部900的基板侧连结部931构成为具有:第一连结部931a,与基板侧连接部910连接,并且在比基板侧连接部910靠与外壳侧连接部920相反的一侧延伸设置;第二连结部931b,连接第一连结部931a和外壳侧连结部932。即,导通端子部900形成为一部分从电路基板50的表面50a侧突出的状态。
而且,弹性部933构成于外壳侧连结部932及第二连结部931b。具体而言,第二连结部931b通过被设为与外壳侧连结部932相同的宽度而成为弹性部933。即,与上述第一实施方式进行比较,导通端子部900中的弹性部933的区域扩大。
如以上说明的那样,在本实施方式中,弹性部933构成于外壳侧连结部932及第二连结部931b。因此,在将外壳侧连接部920的凸部921电阻焊接于外壳40的搭载部42时,弹性部933进一步地弹性变形,由此进一步抑制过大的应力被传递至基板侧连接部910。
(其他实施方式)
根据实施方式对本公开进行了记述,但应理解为,本公开并不限定于该实施方式和构造。本公开还包含各种变形例和均等范围内的变形。除此之外,各种组合及方式、进而是在它们之中包含仅一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他组合及方式也落入本公开的范畴和思想范围内。
例如,在上述第二~第十一实施方式中,第一芯柱101及第二芯柱102也可以使用相同的材料构成。另外,在第二芯柱102也可以不形成对位部122。而且,在上述第二、第三、第五~第十一实施方式中,芯柱10也可以不是具有第一芯柱101及第二芯柱102的结构,而由一个部件构成。
另外,还能够将上述各实施方式适当组合。例如,也可以将上述第二实施方式组合于上述第三~第十三实施方式中,配置低掺杂层23,焊盘部33还可以仅与延伸设置部分322连接。另外,也可以将上述第三实施方式组合于上述第四~第十三实施方式中,规定形成开口部21a的位置。而且,也可以将上述第四实施方式组合于上述第五~第十三实施方式中,在第一芯柱101形成薄壁部111。而且,也可以将上述第五实施方式组合于上述第六~第十三实施方式中,使对置连接盘501c构成为将相邻的多个电极部用连接盘相连。另外,也可以将上述第六实施方式组合于上述第七~第十三实施方式中,在电路基板50形成保护图案521。而且,也可以将上述第七实施方式组合于上述第八~第十三实施方式中,在电路基板50的保护层530形成使元件用连接盘503露出而且到达贯通孔51的开口部531。而且,也可以将上述第八实施方式组合于上述第九~第十三实施方式中,相对于电路基板50的保护层530,在元件用连接盘503与外部连接用连接盘502a~502c之间形成堰堤部540。另外,也可以将第十实施方式组合于第十一~第十三实施方式中,电路基板50在两处被支承于外壳40的搭载部42。另外,也可以将第十一实施方式组合于第十二、第十三实施方式中,在外壳40形成高度用突起421及对位用突起423。而且,还可以对将上述各实施方式组合而得的方式彼此进一步进行组合。

Claims (4)

1.一种检测压力介质的压力的压力传感器,其特征在于,所述压力传感器具备:
芯柱(10),形成有供所述压力介质被导入的压力导入孔(12),并且形成有能够根据所述压力介质的压力而变形的隔膜(13);以及
应变检测元件(30),隔着绝缘膜(20)被配置在所述隔膜上,输出与所述隔膜的变形相应的检测信号,
所述应变检测元件具有由多晶硅构成的部分,
在所述绝缘膜与所述应变检测元件之间配置有低掺杂层(23),所述低掺杂层的电阻率比所述多晶硅的电阻率高,并且结晶性比所述绝缘膜的结晶性高。
2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
所述应变检测元件具有:多个计量表电阻(31)及布线层(32),由所述多晶硅构成,所述计量表电阻(31)的电阻值根据所述隔膜的变形而变化,所述布线层(32)连接所述计量表电阻以便构成电桥电路;焊盘部(33),由电极膜构成,并与所述布线层连接,
所述布线层具有:连结部分(321),连接相邻的所述计量表电阻以便构成所述电桥电路;延伸设置部分(322),从所述连结部分被引出,
所述焊盘部仅与所述延伸设置部分连接。
3.根据权利要求1或2所述的压力传感器,其特征在于,
所述应变检测元件具有:多个计量表电阻(31)及布线层(32),由所述多晶硅构成,所述计量表电阻(31)的电阻值根据所述隔膜的变形而变化,所述布线层(32)连接所述计量表电阻以便构成电桥电路;焊盘部(33),由电极膜构成,并与所述布线层连接,
所述布线层具有:连结部分(321),连接相邻的所述计量表电阻以便构成所述电桥电路;延伸设置部分(322),从所述连结部分被引出,
在所述隔膜上形成有保护膜(21),所述保护膜(21)覆盖所述应变检测元件,并且形成有使所述焊盘部露出的开口部(21a),
所述开口部在相对于所述隔膜的面方向的法线方向上,以不与所述延伸设置部分的端部相交的方式形成于所述延伸设置部分的内侧。
4.根据权利要求1或2所述的压力传感器,其特征在于,
所述芯柱具有构成所述隔膜侧的第一芯柱(101)和构成所述压力导入孔的开口端侧的第二芯柱(102),并通过所述第一芯柱和所述第二芯柱经由焊接部(103)被接合而构成,
所述第一芯柱在所述焊接部与所述隔膜之间具有薄壁部(111),所述薄壁部(111)的内壁面与外壁面之间的厚度比形成有所述焊接部的部分的厚度薄。
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