DE10360972A1

DE10360972A1 - Drucksensoranordnung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE10360972A1
Application number: DE10360972A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kariya Nomura; Keiji Kariya Horiba; Tetsuo Kariya Fujii
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2004-07-15
Also published as: US7089799B2; US20040163477A1; JP2004219402A

Abstract

Eine Drucksensoranordnung besitzt ein Gehäuse (10), welches ein Sensorelement (20) aufgenommen hat, das auf einem Anbringungsteil (30) angebracht ist. Das Gehäuse (10) enthält eine Öffnung (11) in einer Oberfläche davon. Das Sensorelement (20) ist in der Öffnung (11) zur Messung des Drucks außerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse (10) ist vorzugsweise auf der Leiterplatte angebracht, welche das Anbringungsteil (30) ist. Das Gehäuse (10) ist auf der Leiterplatte in einem Zustand derart angebracht, daß die Öffnungsseite (11) der Leiterplatte gegenüberliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksensoranordnung mit einem Gehäuse, in welchem ein Drucksensorelement untergebracht ist, das auf einem Anbringungsteil angebracht ist.
Eine Drucksensoranordnung kann üblicherweise eine Sensoreinheit enthalten, welche ein Sensorelement aufweist, das in einem Gehäuse mit einer Öffnung in einer Oberfläche davon zur Messung des Drucks an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist. Die Sensoreinheit ist auf einem Anbringungsteil wie einer Leiterplatte angebracht.
Als eine derartige Drucksensoranordnung wurde ein Halbleiterdrucksensor entwickelt, welcher beispielsweise eine Drucksensoreinheit aufweist, die in einer Öffnung eines Gehäuses untergebracht ist, das auf einem Anbringungsteil wie einer Leiterplatte über Leiterrahmen angebracht ist, die für das Gehäuse vorgesehen sind (vergleiche beispielsweise JP-A-10-90095 ).
Es wurde von den Erfindern dieser Erfindung herausgefunden, daß eine wie oben beschrieben strukturierte Drucksensoranordnung die folgenden Schwierigkeiten aufweist. 7 zeigt eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen beispielhaften Halbleiterdrucksensor einer verwandten Technik veranschaulicht.
Das Sensorelement 20 weist einen Siliziumchip 21 auf, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit des Drucks erzeugt. Der Siliziumchip 21 ist auf einer Grundplatte 22 wie Glas gesichert. Das Sensorelement 20 ist dadurch ge sichert, daß es in einer Öffnung 11 eines Gehäuses 10 aufgenommen ist. Das Gehäuse 10 ist mit Leiterrahmen 12 als Leiterteile versehen, und das Sensorelement ist elektrisch mit den Leiterrahmen 12 durch Bonddrähte 23 verbunden.
Eine Sensoreinheit 40 ist auf einem Anbringungsteil 30 angebracht, wobei eine Öffnung 11 in dem Gehäuse 10 der Seite gegenüber dem Anbringungsteil 30 gegenüberliegt, und wird daran durch Löten oder dergleichen über die Leiterrahmen 12 gesichert.
In der Drucksensoranordnung ist ein Verschluß 100 auf dem Gehäuse 10 derart angebracht, daß die Öffnung 11 des Gehäuses 10 bedeckt wird. Der Verschluß 100 ist mit einem Loch 101 zum Einführen des äußeren Drucks in das Sensorelement 20 versehen.
Der Verschluß 100 ist aus den unten beschriebenen Gründen vorgesehen. Zuerst muß in dem Schritt des Zusammenbauens der Drucksensoranordnung wie in 8A veranschaulicht eine haftende Oberfläche für eine Anbringungsanordnung K1 zur Zeit des Anbringens der Sensoreinheit 40 auf dem Anbringungsteil 30 beibehalten bzw. aufrechterhalten werden. Die Anbringungsanordnung K1 arbeitet dahingehend, daß die Sensoreinheit 40 unter Anwendung einer Saugkraft daran anhaftet, so daß die Sensoreinheit 40 von einer Palette K2 aufgenommen und auf dem Anbringungsteil 30 angebracht wird. Dabei ist ein Verschluß 100 notwendig, welcher als haftende Oberfläche der Sensoreinheit 40 für die Anbringungsanordnung K1 dient.
Zweitens ist der Verschluß 100 notwendig, um zu verhindern, daß das Sensorelement 20 fehlerhaft durch Licht betrieben wird. Wenn beispielsweise das Sensorelement 20 einen Halbleiter wie Silizium aufweist, regt eine Strah lung mit intensivem äußeren Licht Elektronen in dem Halbleiter an, wodurch eine Schwankung des Ausgangs des Sensorelements hervorgerufen wird. Wie in 8B dargestellt ist der Verschluß 100 dafür vorgesehen, den Einfall von Licht zu unterdrücken.
Da diese Drucksensoranordnung den Verschluß 100 enthalten muß, erfolgt ein Ansteigen der Kosten in Bezug auf den Verschluß 100 selbst und den Zusammenbau des Verschlusses 100.
Ebenfalls kann eine derartige Drucksensoranordnung, welche einen Verschluß enthält, noch dahingehend aussetzen, einen Durchgang von externem Licht zu verhindern, da es wahrscheinlich ist, daß das externe Licht direkt durch das Loch 101 des Verschlusses 100 wie in 8B dargestellt eindringt und noch ein fehlerhafter Betrieb hervorgerufen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, im Hinblick auf die obigen Schwierigkeiten, eine kostengünstige Drucksensoranordnung, bei welcher keine Komplikationen bei dem Zusammenbauprozeß auftreten und/oder die Sensorcharakteristik beeinträchtigt wird, und ein geeignetes Verfahren zur Herstellung der obigen Drucksensoranordnung zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Dementsprechend wird eine Drucksensoranordnung bereitgestellt, welche ein Gehäuse 10 mit einer Öffnung 11 in einer Oberfläche davon, ein Sensorelement 20, welches in der Öffnung zur Messung des Drucks außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und eine Leiterplatte aufweist, die ein Anbringungsteil 30 darstellt, auf welchem das Ge häuse angebracht ist, wobei das Gehäuse derart auf dem Anbringungsteil in einem derartigen Zustand angebracht ist, daß die Seite mit der Öffnung dem Anbringungsteil gegenüberliegt.
Sogar ohne den Verschluß kann daher die Oberfläche auf der Seite gegenüber der einen Oberfläche des Gehäuses, d.h. eine äußere Oberfläche 13 auf der Bodenoberflächenseite der Öffnung, als haftende Oberfläche für die Anbringunganordnung verwendet werden. Daher kann die Sensoreinheit 40, welche das Sensorelement in dem Gehäuse aufgenommen hat, geeignet auf der Leiterplatte angebracht werden, welche das Anbringungsteil ist.
Des weiteren wird ohne den Verschluß die Öffnung des Gehäuses im wesentlichen von der Leiterplatte abgeschirmt, welche das Anbringungsteil ist, und es fällt ein begrenzter Betrag von Licht durch die Öffnung des Gehäuses auf das Sensorelement. Dies ermöglicht es, den Betrag von einfallendem Licht zu verringern und daher einen fehlerhaften Betrieb zu verhindern.
Daher wird durch die vorliegende Erfindung eine kostengünstige Drucksensoranordnung bereitgestellt, ohne daß der Zusammenbauprozeß verkompliziert und die Sensorcharakteristik beeinträchtigt wird.
Entsprechend einer zweiten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der ersten Ausbildung bereitgestellt, wobei das Gehäuse 10 mit Leiterteilen 12 versehen ist, die Leiterteile und das Sensorelement 20 elektrisch miteinander verbunden sind, das Gehäuse auf dem Anbringungsteil 30 über die Leiterteile angebracht ist und dem Anbringungsteil über eine Lücke 50 gegenüberliegt, und es wird der äußere Druck in das Gehäuse durch die Lücke eingeführt.
Somit wird das Gehäuse von dem Anbringungsteil durch die Leiterteile geeignet getragen, und es wird der äußere Druck in das Gehäuse durch die Lücke zwischen dem Gehäuse und dem Anbringungsteil eingeführt, welche einander gegenüberliegen, wodurch ermöglicht wird, daß der Druck geeignet erfaßt wird.
Entsprechend einer dritten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung bereitgestellt, welche ein Gehäuse 10 mit einer Öffnung 11 in einer Oberfläche davon, ein Sensorelement 20, welches in der Öffnung zur Messung des Drucks außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und ein Anbringungsteil 30 aufweist, auf welchem das Gehäuse angebracht ist, wobei das Gehäuse auf dem Anbringungsteil in einem Zustand angebracht ist, bei welchem die Öffnungsseite dem Anbringungsteil gegenüberliegt, und es wird der äußere Druck in das Gehäuse durch eine Lücke 50 zwischen dem Gehäuse und dem Anbringungsteil eingeführt, welche einander gegenüberliegen. Sogar ohne den Verschluß kann daher die Oberfläche auf der Seite gegenüberliegend einer Oberfläche des Gehäuses, d.h. eine äußere Oberfläche 13 auf der Bodenoberflächenseite der Öffnung, als haftende Oberfläche für die Anbringungsanordnung verwendet werden. Daher kann die Sensoreinheit 40, welche das Sensorelement in dem Gehäuse aufgenommen hat, auf dem Anbringungsteil geeignet angebracht werden.
Des weiteren wird sogar ohne den Verschluß die Öffnung des Gehäuses im wesentlichen von dem Anbringungsteil abgeschirmt, und es fällt ein sehr begrenzter Betrag von Licht durch die Öffnung des Gehäuses auf das Sensorelement. Dadurch wird es ermöglicht, den Betrag von einfallendem Licht zu verringern und daher einen fehlerhaften Betrieb zu verhindern.
Des weiteren wird der äußere Druck in das Gehäuse durch die Lücke zwischen dem Gehäuse und dem Anbringungsteil eingeführt, welche einander gegenüberliegen, wodurch ermöglicht wird, daß der Druck geeignet erfaßt wird.
Daher stellt die vorliegende Erfindung eine kostengünstige Drucksensoranordnung bereit, ohne daß der Zusammenbauprozeß verkompliziert oder die Sensorcharakteristik beeinträchtigt wird.
Entsprechend einer vierten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der dritten Ausbildung bereitgestellt, wobei das Gehäuse 10 mit Leiterteilen 12 versehen ist, die Leiterteile und das Sensorelement 20 elektrisch miteinander verbunden sind und das Gehäuse auf dem Anbringungsteil 30 über die Leiterteile angebracht ist.
Somit wird das Gehäuse von dem Anbringungsteil durch die Leiterteile geeignet getragen.
Entsprechend einer achten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der zweiten oder vierten Ausbildung bereitgestellt, in welcher das Gehäuse 10 über die Leiterteile 12 getragen wird, wobei die Leiterteile 12 derart gefaltet sind, daß sie in einen Abschnitt der Lücke 50 eingesetzt sind, und das Gehäuse 10 und das Anbringungsteil 30 befinden sich miteinander über Abschnitten der in die Lücke eingesetzten Leiterteile in Kontakt.
Mit den auf die Gehäuseseite zu gefalteten Leiterteilen kann eine Anbringungsfläche (d.h. eine dadurch eingenommene Fläche) der Sensoreinheit 40, welche auf dem Anbringungsteil angebracht ist, vorzugsweise verringert werden.
Da das Gehäuse 10 und das Anbringungsteil 30 direkt miteinander über Abschnitte der in die Lücke eingesetzten Leiterteile kontaktiert sind, kann des weiteren das Gehäuse stabiler getragen werden, wodurch eine Verschlechterung der Leiterteile hervorgerufen durch die äußere Belastung wie Vibrationen unterdrückt wird.
Entsprechend einer sechsten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der zweiten bis fünften Ausbildungen bereitgestellt, wobei der gesamte Umfang bzw. Rand eines Abschnitts des Gehäuses 10, welcher dem Anbringungsteil 30 gegenüberliegt, dem gegenüberliegt, um mit Zwischenraum dazu angeordnet zu sein, und eine Lücke des Abschnitts, welche mit Zwischenraum angeordnet ist, als Lücke 50 dient.
Entsprechend einer siebenten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der zweiten bis fünften Ausbildungen bereitgestellt, wobei ein Abschnitt des Gehäuses 10, welcher dem Anbringungsteil 30 gegenüberliegt, weggeschnitten ist, um mit einem Zwischenraum dazu angeordnet zu sein, und der weggeschnittene Abschnitt 50 dient als Lücke.
Die Lücke in den Drucksensoranordnungen der zweiten bis fünften Ausbildungen kann die Formen der Erfindung entsprechend den sechsten und siebenten Ausbildungen annehmen.
Entsprechend einer achten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der zweiten oder vierten Ausbildung bereitgestellt, wobei ein Abschnitt des Gehäuses 10, welcher dem Anbringungsabschnitt 30 gegenüberliegt, weggeschnitten ist, um mit einem Zwischenraum dazu angeordnet zu sein, der weggeschnittene Abschnitt 50 als Lücke dient, die Leiterteile 12 zu dem äußeren Rand des Gehäuses herausragen und Abschnitte besitzen, welche der äußeren Randoberfläche des Gehäuses gegenüberliegen, und die weggeschnittenen Abschnitte an Abschnitten des Gehäuses gebildet sind, denen die Leiterteile gegenüberliegen.
Es wird bevorzugt, daß die weggeschnittenen Abschnitte an Abschnitten des Gehäuses gebildet werden, denen die Leiterteile unter den Bedingungen gegenüberliegen, bei welchen das Gehäuse von den Leiterteilen 12 getragen wird, die Leiterteile zu dem äußeren Rand des Gehäuses herausragen und Abschnitte besitzen, welche der äußeren Randoberfläche des Gehäuses gegenüberliegen, und die weggeschnittenen Abschnitte als Lücken in den Abschnitten des Gehäuses gebildet werden, welche dem Anbringungsteil 30 gegenüberliegen.
Die Leiterteile sind an den äußeren Rändern der weggeschnittenen Abschnitte wie den Lücken vorhanden. Wenn ein Fremdkörper in das Gehäuse von der äußeren Seite aus durch die weggeschnittenen Abschnitte eindringt, arbeiten die Leiterteile als Sperrmauer gegen den Fremdkörper, und kein Fremdkörper dringt in das Gehäuse ein.
Entsprechend einer neunten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der zweiten bis siebenten Ausbildungen bereitgestellt, wobei ein Filterteil 60 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Anbringungsteil 30 eingesetzt ist und das Filterteil 60 eine Luftdurchlässigkeit besitzt und verhindert, daß der Fremdkörper in das Gehäuse von außen in die Lücken eindringt.
Daher wird infolge des Filterteils vorzugsweise verhindert, daß ein Fremdkörper in das Gehäuse von außen eindringt.
Entsprechend einer zehnten Ausbildung der Erfindung wird eine Drucksensoranordnung der ersten bis neunten Ausbildung bereitgestellt, wobei ein Abschnitt des Gehäuses 10, welcher dem Anbringungsteil 30 gegenüberliegt, mit einer Ausstülpung 14 versehen ist, welche auf das Anbringungsteil zu vorspringt, ein Loch 31 in dem Anbringungsteil in einem Abschnitt, welchem die Ausstülpung gegenüberliegt, derart gebildet ist, daß die Ausstülpung darin eingesetzt werden kann, und das Gehäuse und das Anbringungsteil positioniert werden, wenn die Ausstülpung in das Loch eingesetzt wird.
Beim Anbringen der Sensoreinheit 40 auf dem Anbringungsabschnitt wird daher das Positionieren zwischen der Sensoreinheit und dem Anbringungsteil leicht erzielt.
Entsprechend einer elften Ausbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Drucksensoranordnung der ersten bis zehnten Ausbildungen bereitgestellt, wobei, nachdem das Sensorelement 20 in der Öffnung 11 des Gehäuses 10 angeordnet ist, das Gehäuse dem Anbringungsteil 30 gegenüberliegt und auf dem Anbringungsteil in einem Zustand angebracht wird, wo die äußere Oberfläche 13 des Gehäuses auf der Seite gegenüberliegend der einen Oberfläche davon an einer haftenden Anordnung K1 anhaftet.
Das Verfahren zur Herstellung einer Drucksensoranordnung der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, die Drucksensoranordnungen der ersten bis zehnten Ausbildungen geeigneter herzustellen.
Bezugszeichen, die der obigen Einrichtung zugeordnet sind, entsprechen konkreten Einrichtungen, welche in den später erscheinenden Ausführungsformen beschrieben werden.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Drucksensoranordnung einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt eine Ansicht, welche einen Schritt des Zusammenbauens der in 1 dargestellten Drucksensoranordnung veranschaulicht;
3 zeigt eine Querschnittsansicht der Drucksensoranordnung einer zweiten Ausführungsform;
4A zeigt eine Querschnittsansicht der Drucksensoranordnung einer dritten Ausführungsform;
4B zeigt eine perspektivische Ansicht, welche die Erscheinung der Drucksensoranordnung von 4A veranschaulicht;
5 zeigt eine Querschnittsansicht der Drucksensoranordnung einer vierten Ausführungsform;
6A zeigt eine Querschnittsansicht der Drucksensoranordnung einer fünften Ausführungsform in einem Zustand, bevor eine Sensoreinheit und eine Leiterplatte zusammengebaut worden sind;
6B zeigt eine Querschnittsansicht, welche die Drucksensoranordnung der fünften Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
7 zeigt eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Halbleiterdrucksensor einer verwandten Technik veranschaulicht;
8A zeigt eine Ansicht, welche den Schritt des Zusammenbauens eines Drucksensors von 7 veranschaulicht; und
8B zeigt eine Ansicht, welche einen Zustand veranschaulicht, bei welchem Licht auf die Drucksensoranordnung einer verwandten Technik einfällt.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsformen beschrieben, welche in den Figuren veranschaulicht sind. Bei den folgenden Ausführungsformen werden dieselben oder äquivalente Abschnitte mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um die Beschreibung zu vereinfachen. Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden im Hinblick auf eine beispielhafte Implementierung zur Messung eines atmosphärischen Drucks wie eines äußeren Drucks erörtert. Jedoch wird diese beispielhafte Implementierung lediglich für die Beschreibung erörtert und dient keinerlei Beschränkung.
Erste Ausführungsform
Anhand von 1 wird die erste Ausführungsform einer Drucksensoranordnung 51 erörtert. Die Drucksensoranordnung S1 enthält ein Gehäuse 10 mit einer Öffnung 11 in einer Oberfläche davon, ein Sensorelement 20, welches einen äußeren Druck außerhalb des Gehäuses 10 mißt, d.h. den atmosphärischen Druck, und ein Anbringungsteil 30, auf welchem das Gehäuse 10 angebracht ist. Das Gehäuse 10 ist auf dem Anbringungsteil 30 in einem derartigen Zustand angebracht, daß die eine Oberflächenseite oder die Seite mit der Öffnung 11 (Öffnungsseite) dem Anbringungsteil 30 gegenüberliegt.
Dabei ist bei dieser Ausführungsform das Anbringungsteil 30 eine Leiterplatte 30 wie eine gedruckte Leiterplatte oder eine Keramikplatte. Jedoch kann das Anbringungsteil 30 irgendein Gehäuse oder ein zu messender Gegenstand zusätzlich zu der Leiterplatte sein.
Das Gehäuse kann aus einem Harz oder aus Keramik gebildet sein und besitzt eine Öffnung 11 als Ergebnis des Bildens eines Aussparungsabschnitts in einer Oberflächenseite davon. Des weiteren ist das Gehäuse 10 mit Leiterteilen 12 versehen. Bei dieser Ausführungsform werden Leiterrahmen 12, welche aus einem elektrisch leitfähigen Material wie Kupfer gebildete Leiterteile 12 sind, durch Einspritzformen bereitgestellt und gesichert.
Das Sensorelement 20 wird durch Sichern eines Siliziumchips 21, welcher ein elektrisches Signal in Abhängigkeit eines Drucks auf eine Grundplatte 22 eines Glases oder dergleichen erzeugt, durch eine anodische Verbindung oder unter Verwendung eines Haftmittels erlangt. Der Siliziumchip 21 kann in Form eines Halbleiterdiaphragmas, welches ein Diaphragma aufweist, das sich entsprechend dem Aufbringen eines Drucks bewegt, und eines Meßwiderstands zur Messung der Bewegung des Diaphragmas realisiert werden.
Das Sensorelement 20 ist in der Öffnung 11 des Gehäuses 10 aufgenommen und an dem Gehäuse 10 unter Verwendung eines Haftmittels oder dergleichen gesichert. Das Sensorelement 20 und die Leiterrahmen 12 sind durch Bonddrähte 23 aus etwa Au oder Al elektrisch miteinander verbunden.
Somit ist eine Sensoreinheit 40 gebildet, welche das Gehäuse 10, das Sensorelement 30, Leiterrahmen 12 und Bonddrähte 23 besitzt.
Die Sensoreinheit 40 ist auf der Leiterplatte 30 in einem Zustand dahingehend angebracht, daß eine Öffnungsseite 11 des Gehäuses 10 der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 gegenüberliegt und an der Leiterplatte 30 durch Löten oder dergleichen über die Leiterrahmen 12 gesichert ist.
Es ist nämlich in der Drucksensoranordnung S1 die Sensoreinheit 40 als auf der Oberfläche angebrachtes Teil (SMD, surface mounted part) gebildet, welches auf der Leiterplatte 30 angebracht ist.
Das Gehäuse 10 ist auf der Leiterplatte 30 angebracht und wird davon getragen, welche das Anbringungsteil durch die Leiterrahmen 12 ist, die die Leiterteile sind. Die Leiterplatte 30 und das Gehäuse 10 liegen einander über die Lücke 50 gegenüber.
Dabei liegt bei dieser Ausführungsform der gesamte Rand bzw. Umfang eines Abschnitts des Gehäuses 10, welcher der Leiterplatte 30 gegenüberliegt, dem gegenüber und ist davon mit einem Zwischenraum angeordnet, und eine Lücke des Abschnitts, welcher mit einem Zwischenraum angeordnet ist, dient als die Lücke 50.
Bei dieser Drucksensoranordnung S1 wird der atmosphärische Druck in die Öffnung 11 durch die Lücke 50 zwischen dem Gehäuse 10 und der Leiterplatte 30 eingeführt, welche einander gegenüberliegen. D.h., es wird der atmosphärische Druck dem Sensorelement 20 in der Öffnung 11 durch die Lücke zwischen der Leiterplatte 30 und dem Rand der Öffnung 11 eingeführt, welche dem gegenüberliegt.
Ein elektrisches Signal wird von dem Sensorelement 20 in Abhängigkeit von dem atmosphärischen Druck ausgegeben und der Leiterplatte 30 durch den Bonddraht 23 und den Leiterrahmen 12 gesendet. Das gesendete elektrische Signal wird durch die Leiterplatte 30 verstärkt oder eingestellt, um den atmosphärischen Druck zu messen.
Auf das Versehen des Sensorelements 20 mit einem Schaltungsabschnitt wird es ebenfalls ermöglicht, die elektrischen Signale an der Seite des Sensorelements 20 zu verstärken oder einzustellen.
Beim Anbringen der Sensoreinheit 40 auf der Leiterplatte 30 in dem Schritt des Zusammenbauens der Drucksensoranordnung S1 wird die äußere Oberfläche 13 auf der Bodenoberflächenseite der Öffnung 11 des Gehäuses 10 zu der haftenden Oberfläche für die Anbringungsanordnung.
Insbesondere wird wie in 2 dargestellt die Anbringungsanordnung K1 in Kontakt mit der äußeren Oberfläche 13 auf der Bodenoberflächenseite der Öffnung 11 des Gehäuses 10 gebracht, um beispielsweise durch Saugen daran anzuhaften, wodurch die auf die Palette K2 platzierte Sensoreinheit 40 von der Palette K2 aufgenommen und auf der Leiterplatte 30 angebracht wird. Danach wird die Sensoreinheit 40 auf der Leiterplatte 30 durch Aufschmelzlöten gesichert.
Bei der Drucksensoranordnung S2 dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 10 auf der Leiterplatte 30 in einem Zustand dahingehend angeordnet, daß die Öfnungsseite 11 der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 gegenüberliegt. Sogar ohne den Verschluß wird daher die äußere Oberfläche 13 des Gehäuses 10 als die haftende Oberflache verwendet, um die Sensoreinheit 40 geeignet auf der Leiterplatte 30 anzuordnen.
Wie in 1 dargestellt wird sogar ohne den Verschluß die Öffnung 11 des Gehäuses 10 von der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 derart abgeschirmt, daß lediglich ein sehr begrenzter Betrag von Licht auf das Sensorelement 20 durch die Öffnung 11 des Gehäuses 10 fällt. Dies ermöglicht es, den Betrag von einfallendem Licht zu verringern und daher einen fehlerhaften Betrieb zu verhindern.
Bei dieser Ausführungsform kann des weiteren der atmosphärische Druck, welcher der äußere Druck ist, in das Gehäuse 10 durch die Lücke zwischen dem Gehäuse 11 und der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 eingeführt werden, welche einander gegenüberliegen, wodurch ermöglicht wird, daß der Druck geeignet erfaßt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird es wie oben beschrieben ermöglicht, die Struktur ohne den Verschluß zu verwenden, und daher die Kosten des Verschlusses und des Zusammenbaus des Verschlusses zu verringern, ohne die Funktion des Verschlusses als die haftende Oberfläche oder die Lichtabschirmfunktion zu beeinträchtigen. Somit kann eine Drucksensoranordnung S1 bereitgestellt werden, die weniger kostenintensiv als jene nach dem Stand der Technik ist, ohne daß die Einfacheit des Zusammenbaus und die Sensorcharakteristik beeinträchtigt wird.
Des weiteren ist in der Drucksensoranordnung S1 dieser Ausführungsform das Gehäuse 10 mit Leiterahmen 12 versehen, welche Leiterteile sind, und ist auf der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 über die Leiterrahmen 12 angebracht. Daher liegen das Gehäuse 10 und die Leiterplatte 30 einander über die Lücke 50 gegenüber.
Somit wird das Gehäuse 10 von der Leiterplatte 30 über die Leiterrahmen 12 geeignet getragen, während eine geeignete Lücke 50 zwischen dem Gehäuse und dem Anbringungsteil gebildet wird, welche einander gegenüberliegen.
Entsprechend dieser Ausführungsform wird des weiteren wie bezüglich 2 beschrieben ein Verfahren zur Herstellung der Drucksensoranordnung S1 bereitgestellt, wobei, nachdem das Sensorelement 20 in der Öffnung 11 des Gehäuses 10 angeordnet worden ist, das Gehäuse 10 der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 gegenüberliegt und auf der Leiterplatte 30 in einem Zustand angebracht wird, bei welchem die andere Oberfläches des Gehäuses 10 auf der Seite gegenüberliegend der einen Oberfläche davon an der Anbringungsanordnung K1 angeheftet wird. Insbesondere wird die äußere Oberfläche 13 auf der Bodenoberflächenseite der Öffnung 11 des Gehäuses 10 an der Anbringungsvorrichtung K1 angeheftet, welche vorzugsweise eine Drucksauganordnung ist.
Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht es, die Drucksensoranordnung 51 dieser Ausführungsform geeignet herzustellen.
Zweite Ausführungsform
Anhand von 3 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung der Drucksensoranordnung S2 im wesentlichen durch Hervorhebung von Unterschieden zu der obigen ersten Ausführungsform erörtert. Die Leiterrahmen 12, welche Leiterteile sind, sind derart gefaltet, daß sie in einen Abschnitt der Lücke 50 eingesetzt werden. Das Gehäuse 10 befindet sich mit der Leiterplatte 30, welche das Anbringungsteil ist, über Abschnitte der Leiterrahmen 12, die in die Lücke 50 eingesetzt sind, in Kontakt.
In diesem Fall wirkt ein Abschnitt der Lücke 50, in welche kein Leiterrahmen 12 eingesetzt ist, als die Lücke 50 zum Einführen des atmosphärischen Drucks.
Diese Ausführungsform zeigt denselben Eingriff und dieselbe Wirkungsweise wie jene der obigen ersten Ausführungsform. Die Leiterrahmen 12 sind vorzugsweise auf die Seite des Gehäuses 10 zu anstatt auf die Seite gegenüberliegend dem Gehäuse 10 der ersten Ausführungsform zu gefaltet. Daher wird eine verringerte Anbringungsfläche oder eine verringerte Fläche verwendet, welche eingenommen wird, um die Sensoreinheit 40 auf der Leiterplatte 30 anzubringen.
Da das Gehäuse 10 und die Leiterplatte 30 über Abschnitte der in die Lücke 50 eingesetzten Leiterrahmen 12 direkt miteinander kontaktiert sind, kann des weiteren das Gehäuse 10 im Vergleich mit der ersten Ausführungsform stabil getragen werden, in welcher das Gehäuse 10 auf der Leiterplatte 30 locker angeordnet ist. Dadurch wird die Verschlechterung der Leiterrahmen 12, hervorgerufen durch äußere Belastung wie Vibrationen, unterdrückt. Insbesondere wird verhindert, daß gefaltete Abschnitte der Leiterrahmen 12 in einem Fall gebrochen werden, bei welchem Vibrationen ausgeübt werden, wodurch der Bruch in dem Verbindungsabschnitt zwischen den Leiterrahmen 12 und der Leiterplatte 30 und in dem Verbindungsabschnitt zwischen den Leiterrahmen 12 und den Bonddrähten 23 minimiert wird.
Dritte Ausführungsform
Anhand von 4A-4B wird die Drucksensoranordnung S3 einer dritten Ausführungsform erörtert. Ein Abschnitt des Gehäuses 10, welcher der Leiterplatte 30 ge genüberliegt, welche das Anbringungsteil ist, ist derart weggeschnitten, daß er von der Leiterplatte 30 aus mit Zwischenraum angeordnet ist. Dieser weggeschnittene Abschnitt 50 dient als Lücke.
Bei der obigen Ausführungsform liegt der ganze Umfang bzw. Rand (die äußeren peripheren Ränder) des Gehäuses 10 der Leiterplatte 30 gegenüber. Ein Abschnitt dieses ganzen Rands ist von der Leiterplatte 30 mit Zwischenraum angeordnet, um als Lücke 50 zu dienen. Die Lücke 50 kann in den Abschnitten des Gehäuses 10 gebildet werden, welche der Leiterplatte 30 gegenüberliegen, und die anderen Abschnitte können mit der Leiterplatte 30 in Kontakt sein.
Der atmosphärische Druck, welcher der äußere Druck ist, kann in das Gehäuse 10 durch den weggeschnittenen Abschnitt 50 eingeführt werden, um geeignet den Druck zu erfassen. Diese Ausführungsform zeigt Funktionen und Wirkungen ähnlich denen bei der ersten Ausführungsform.
Bei der in 4A-4B veranschaulichten Ausführungsform ragen die Leiterrahmen 12 aus dem äußeren Rand des Gehäuses 10 heraus und besitzen Abschnitte, welche der äußeren Randoberfläche des Gehäuses 10 gegenüberliegen, und die weggeschnittenen Abschnitte sind an Abschnitten des Gehäuses 10 gebildet, welchen die Leiterrahmen 12 gegenüberliegen.
Bei der in 4A-4B veranschaulichten Ausführungsform wird es bevorzugt, daß die weggeschnittenen Abschnitte 50 an Abschnitten des Gehäuses 10 gebildet werden, wo die Leiterrahmen angeordnet sind, wenn das Gehäuse 10 von den Leiterrahmen 12 getragen wird. Es wird ebenfalls bevorzugt, daß die Leiterrahmen 12 auf den äußeren Rand des Gehäuses 10 zu herausragen und Abschnitte besitzen, welche der äußeren Randoberfläche des Gehäuses 10 gegenüberliegen, und daß die weggeschnittenen Abschnitte 50 in dem Gehäuse 10 gebildet werden.
Die Leiterrahmen 12 werden auf den äußeren Rändern der weggeschnittenen Abschnitte 50 angeordnet. Wenn ein Fremdkörper in das Gehäuse 10 von der äußeren Seite aus durch die weggeschnittenen Abschnitte 50 eindringt, wirken die Leiterrahmen 12 als Sperrmauer gegen den Fremdkörper, und es dringt kein Fremdkörper in das Gehäuse 10 ein. Alternativ zu dem weggeschnittenen Abschnitt 50 kann eine Öffnung 50a in dem Gehäuse 10 wie durch eine gestrichelte Linie in 4B dargestellt gebildet werden. Diese Öffnung 50a kann als die Lücke verwendet werden.
Vierte Ausführungsform
Anhand von 5 wird die Drucksensoranordnung S4 einer vierten Ausführungsform der Erfindung erörtert. Die Drucksensoranordnung S4 enthält ein Filterteil 60, welches in die Lücke zwischen dem Gehäuse 10 und der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 eingesetzt ist, wobei das Filterteil eine Luftdurchlässigkeit besitzt und verhindert, daß ein Fremdkörper in das Gehäuse 10 von der Außenseite aus eindringt.
Genauer dargestellt, das Filterteil 60 ist aus einem Material, welches üblicherweise als Luftfilter verwendet wird, wie Harz oder einem faserigen Material gebildet, welches eine Luftdurchlässigkeit besitzt.
Diese Ausführungsform zeigt dieselbe Funktion und Wirkung wie jene bei der ersten Ausführungsform, und es wird vorzugsweise verhindert, daß infolge des Filterteils 60 irgendein Fremdkörper in das Gehäuse 10 von der Außenseite aus durch die Lücke 50 eindringt.
Fünfte Ausführungsform
Anhand von 6A-6B wird eine Drucksensoranordnung S5 einer fünften Ausführungsform der Erfindung erörtert. 6A veranschaulicht die Drucksensoranordnung S5 in einem Zustand, bevor die Sensoreinheit 40 und die Leiterplatte 30 zusammengebaut sind. 6B zeigt eine Querschnittsansicht, welche die Drucksensoranordnung S5 schematisch veranschaulicht.
Wie in 6A dargestellt, ist ein Abschnitt des Gehäuses 10, welcher der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 gegenüberliegt, mit einer Ausstülpung 14 versehen, welche auf die Leiterplatte 30 zu herausragt. Ein Loch 31 ist in der Leiterplatte 30 in einem Abschnitt gebildet, wo die Ausstülpung 16 derart gegenüberliegt, daß die Ausstülpung 14 darin eingesetzt werden kann. Das Gehäuse 10 und die Leiterplatte 30 werden positioniert, wenn die Ausstülpung 14 in das Loch 31 eingesetzt wird.
Diese Ausführungsform zeigt dieselbe Wirkung und Funktion wie jene bei der ersten Ausführungsform. Beim Anbringen der Sensoreinheit 40 auf der Leiterplatte (Anbringungsteil) 30 wird daher das Positionieren zwischen der Sensoreinheit 40 und der Leiterplatte 30 leicht bewirkt.
Bei der in 6A-6B dargestellten Ausführungsform ist das Loch 31 ein Durchgangsloch, welches die Leiterplatte 30 in der Richtung der Dicke durchdringt. Das Loch 31 kann jedoch eine ausgesparte Form besitzen, welche von der Oberfläche der Leiterplatte 30 aus, die der Sensoreinheit 40 gegenüberliegt, ausgespart ist.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhaft, und somit liegen Variationen, welche nicht vom Kern der Erfindung abweichen, im Rahmen der Erfindung. Derartige Variationen werden nicht als Weggang vom Rahmen der Erfindung angesehen. Beispielsweise können die obigen Ausführungsformen miteinander in einem Bereich kombiniert werden, in welchem sie in den praktischen Gebrauch gesetzt werden können. Der Drucksensor kann ein Sensorelement in der Öffnung des Gehäuses zusätzlich zu dem atmosphärischen Drucksensor besitzen und kann auf eine zur Messung des Drucks an der Außenseite des Gehäuses entworfene Drucksensoranordnung angewandt werden.
Vorstehend wurde eine Drucksensoranordnung und ein Verfahren zur Herstellung derselben offenbart. Die Drucksensoranordnung besitzt ein Gehäuse (10), welches ein Sensorelement (20) aufgenommen hat, das auf einem Anbringungsteil (30) angebracht ist. Das Gehäuse (10) enthält eine Öffnung (11) in einer Oberfläche davon. Das Sensorelement (20) ist in der Öffnung (11) zur Messung des Drucks außerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse (10) ist vorzugsweise auf der Leiterplatte angebracht, welche das Anbringungsteil (30) ist. Das Gehäuse (10) ist auf der Leiterplatte in einem Zustand derart angebracht, daß die Öffnungsseite (11) der Leiterplatte gegenüberliegt.

Claims

Drucksensoranordnung mit: einem Gehäuse (10), welches eine Öffnungsseite (11) in einer Oberfläche davon aufweist; einem Sensorelement (20), welches in der Öffnungsseite (11) zur Messung eines externen Drucks außerhalb des Gehäuses (10) angeordnet ist; und einem Anbringungsteil (30), auf welchem das Gehäuse (10) in einem Zustand angebracht ist, bei welchem die Öffnungsseite (11) dem Anbringungsteil gegenüberliegt, wobei das Anbringungsteil (30) eine Leiterplatte aufweist.
Drucksensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit Leiterteilen (12) versehen ist, wobei die Leiterteile und das Sensorelement (20) elektrisch miteinander verbunden sind, das Gehäuse (10) auf dem Anbringungsteil (30) angebracht ist und über die Leiterteile (12) davon getragen wird, das Gehäuse (10) über eine Lücke (50) dem Anbringungsteil (30) gegenüberliegt und der externe Druck in das Gehäuse (10) über die Lücke (50) eingeführt wird.
Drucksensoranordnung mit: einem Gehäuse (10), welches eine Öffnungsseite (11) in einer Oberfläche davon besitzt, einem Sensorelement (20), welches in der Öffnungsseite (11) zur Messung eines externen Drucks angeordnet ist, welcher außenhalb des Gehäuses auftritt; einem Anbringungsteil (30), auf welchem das Gehäuse angebracht ist, wobei das Gehäuse (10) auf dem Anbringungsteil (30) in einem Zustand angebracht ist, bei welchem die Öffnungsseite (11) dem Anbringungsteil (30) gegenüberliegt, wobei der äußere Druck in das Gehäuse (10) über eine Lücke (50) zwischen dem Gehäuse (10) und dem Anbringungsteil (30) eingeführt wird, welche einander gegenüberliegen.
Drucksensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit Leiterteilen (12) versehen ist, wobei die Leiterteile (12) und das Sensorelement (20) elektrisch miteinander verbunden sind und das Gehäuse (10) auf dem Anbringungsteil über die Leiterteile (12) angebracht ist.
Drucksensoranordnung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterteile (12) gefaltet sind, um in einen Abschnitt der Lücke (50) eingesetzt zu werden, und das Gehäuse (10) und das Anbringungsteil (30) über Abschnitte der in die Lücke (50) eingesetzten Leiterteile (12) sich in Kontakt miteinander befinden.
Drucksensoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein gesamter Rand eines Abschnitts des Gehäuses (10), welcher dem Anbringungsteil (30) gegenüberliegt, von dem Gehäuse (10) aus mit Zwischenraum angeordnet ist, um eine Lücke (50) zu bilden.
Drucksensoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Gehäuses (10), welcher dem Anbringungsteil (30) gegenüberliegt, weggeschnitten ist, um mit Zwischenraum davon angeordnet zu sein, um einen weggeschnittenen Abschnitt (50) zu bilden, der als Lücke dient.
Drucksensoranordnung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Gehäuses (10), welcher dem Anbringungsteil (30) gegenüberliegt, weggeschnitten ist, um mit Zwischenraum davon angeordnet zu sein, wobei der weggeschnittene Abschnitt (50) als Lücke dient, die Leiterteile (12) auf den äußeren Rand des Gehäuses (10) zu herausragen und Abschnitte besitzen, welche der äußeren Randoberfläche des Gehäuses (10) gegenüberliegen und der weggeschnittene Abschnitt (50) an einem Abschnitt des Gehäuses gebildet ist, welches den Leiterteilen (12) gegenüberliegt.
Drucksensoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterteil (60) zwischen dem Gehäuse (10) und dem Anbringungsteil (30) eingesetzt ist und eine Luftdurchlässigkeit aufweist und verhindert, daß ein Fremdkörper in das Gehäuse (10) eindringt.
Drucksensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Gehäuses (10), welcher dem Anbringungsteil (30) gegenüberliegt, mit einer Ausstülpung (14) versehen ist, welche auf das Anbringungsteil (30) zu herausragt, ein in dem Anbringungsteil (30) in einem Abschnitt, wo die Ausstülpung (14) gegenüberliegt, derart gebildet ist, daß die Ausstülpung (14) darin eingesetzt werden kann und das Gehäuse (10) und das Anbringungsteil (30) derart positioniert sind, daß die Ausstülpung in das Loch eingesetzt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Drucksensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem das Sensorelement (20) in der Öffnung (11) des Gehäuses (10) angeordnet worden ist, das Gehäuse (10) dem Anbringungsteil (30) gegenüberliegt und auf dem Anbringungsteil (30) in einem Zustand angebracht wird, bei welchem die äußere Oberfläche (13) des Gehäuses auf der Seite gegenüberliegend der einen Oberfläche davon auf eine haftende Anordnung K1 angeheftet wird.