JP2001337063A - ガスセンサおよびその製造方法 - Google Patents
ガスセンサおよびその製造方法Info
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- JP2001337063A JP2001337063A JP2000154506A JP2000154506A JP2001337063A JP 2001337063 A JP2001337063 A JP 2001337063A JP 2000154506 A JP2000154506 A JP 2000154506A JP 2000154506 A JP2000154506 A JP 2000154506A JP 2001337063 A JP2001337063 A JP 2001337063A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【解決手段】 ガスセンサの新規なハウジング構造に関
して、ハウジング４の凹部２２に、センサ本体１４を感
ガス部１８が下を向くように挿入し、バンプ１６を加熱
すれば、リード８，９等とバンプ１６とが接続され、セ
ンサ本体１４はリード８，９側に向けてバンプ１６の溶
融に連れて僅かに下降し、その高さは緑２４で定まる。 【効果】 １工程で、センサ本体のハウジングへの実装
が完了する。
して、ハウジング４の凹部２２に、センサ本体１４を感
ガス部１８が下を向くように挿入し、バンプ１６を加熱
すれば、リード８，９等とバンプ１６とが接続され、セ
ンサ本体１４はリード８，９側に向けてバンプ１６の溶
融に連れて僅かに下降し、その高さは緑２４で定まる。 【効果】 １工程で、センサ本体のハウジングへの実装
が完了する。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、ガスセンサの新規なハ
ウジング構造に関する。
ウジング構造に関する。
【０００２】
【従来技術】絶縁基板上にヒータと金属酸化物半導体膜
とを備えた感ガス部を設け、ヒータをパルス的に発熱さ
せるガスセンサが知られている（特許第２７９１４７
２，実公平７−１０２８６他）。またこのようなガスセ
ンサでは基板自体の昇温は小さいことが、知られてい
る。
とを備えた感ガス部を設け、ヒータをパルス的に発熱さ
せるガスセンサが知られている（特許第２７９１４７
２，実公平７−１０２８６他）。またこのようなガスセ
ンサでは基板自体の昇温は小さいことが、知られてい
る。
【０００３】ガスセンサの製造では、センサ本体のハウ
ジングへの組み付けがかなりのコストを占める。この点
に付き先の実公平７−１０２８６は、基板の電極にＦ型
クランプを取り付け感ガス部をキャップで保護する、あ
るいは基板自体を表面実装に用い感ガス部を同様にキャ
ップで覆うことを提案している。
ジングへの組み付けがかなりのコストを占める。この点
に付き先の実公平７−１０２８６は、基板の電極にＦ型
クランプを取り付け感ガス部をキャップで保護する、あ
るいは基板自体を表面実装に用い感ガス部を同様にキャ
ップで覆うことを提案している。
【０００４】
【発明の課題】この発明の基本的課題は、シンプルな実
装構造を備えたガスセンサと、その製造方法とを提供す
ることにあり、特にハウジングへの基板の組み付けを簡
単にすることにある（請求項１〜６）。請求項２〜５の
発明での追加の課題は、後述の発明の作用効果から明ら
かになる。
装構造を備えたガスセンサと、その製造方法とを提供す
ることにあり、特にハウジングへの基板の組み付けを簡
単にすることにある（請求項１〜６）。請求項２〜５の
発明での追加の課題は、後述の発明の作用効果から明ら
かになる。
【０００５】
【発明の構成】この発明のガスセンサは、樹脂製のハウ
ジングに設けた凹部の底部で、リードの一部が露出する
ように、複数のリードを前記ハウジングに固着し、かつ
絶縁基板の片面に感ガス部と電極とを設けたセンサ本体
を、感ガス部と電極とが前記凹部の底面を向くようにし
て凹部内に配置して、前記電極を前記リードの露出部に
接続したものである。
ジングに設けた凹部の底部で、リードの一部が露出する
ように、複数のリードを前記ハウジングに固着し、かつ
絶縁基板の片面に感ガス部と電極とを設けたセンサ本体
を、感ガス部と電極とが前記凹部の底面を向くようにし
て凹部内に配置して、前記電極を前記リードの露出部に
接続したものである。
【０００６】好ましくは、前記凹部の底部からハウジン
グの反対面へ貫通するように、ハウジングに通気孔を設
ける。好ましくは、前記電極を前記リードの露出部に、
バンプで接続する。また好ましくは、前記凹部の入り口
側で前記絶縁基板の反対面が、外気と接するように露出
している。好ましくは、前記センサ本体が絶縁基板上の
感ガス部にヒータとガスにより抵抗値が変化する金属酸
化物半導体膜とを設けてこれらを電極へ接続したもので
あり、かつ前記ヒータをパルス的に発熱させて、前記金
属酸化物半導体膜をパルス的に加熱する。
グの反対面へ貫通するように、ハウジングに通気孔を設
ける。好ましくは、前記電極を前記リードの露出部に、
バンプで接続する。また好ましくは、前記凹部の入り口
側で前記絶縁基板の反対面が、外気と接するように露出
している。好ましくは、前記センサ本体が絶縁基板上の
感ガス部にヒータとガスにより抵抗値が変化する金属酸
化物半導体膜とを設けてこれらを電極へ接続したもので
あり、かつ前記ヒータをパルス的に発熱させて、前記金
属酸化物半導体膜をパルス的に加熱する。
【０００７】この発明のガスセンサの製造方法では、樹
脂製のハウジングに設けた凹部の底部で、リードの一部
が露出するように、複数のリードを前記ハウジングに固
着し、絶縁基板の片面に感ガス部と電極とを設けたセン
サ本体を設けて、感ガス部と電極とが前記凹部の底面を
向くようにして凹部内にセットして、前記電極を前記リ
ードの露出部に接続する。
脂製のハウジングに設けた凹部の底部で、リードの一部
が露出するように、複数のリードを前記ハウジングに固
着し、絶縁基板の片面に感ガス部と電極とを設けたセン
サ本体を設けて、感ガス部と電極とが前記凹部の底面を
向くようにして凹部内にセットして、前記電極を前記リ
ードの露出部に接続する。
【０００８】
【発明の作用と効果】この発明のガスセンサでは、セン
サ本体の電極を、ハウジングの凹部底部で、リードの露
出部に接続すると、センサ本体をハウジングに組み付け
ることができる。このためガスセンサの製造が容易にな
る（請求項１〜６）。
サ本体の電極を、ハウジングの凹部底部で、リードの露
出部に接続すると、センサ本体をハウジングに組み付け
ることができる。このためガスセンサの製造が容易にな
る（請求項１〜６）。
【０００９】請求項２の発明では、凹部の底部側からハ
ウジングの反対面へ通気孔を設けるので、通気孔の形成
が容易になる。請求項３の発明では、バンプ接続を用い
るので、簡単に信頼性のある接続が得られる。請求項４
の発明では、凹部の入り口側を別途に封じる必要がな
い。
ウジングの反対面へ通気孔を設けるので、通気孔の形成
が容易になる。請求項３の発明では、バンプ接続を用い
るので、簡単に信頼性のある接続が得られる。請求項４
の発明では、凹部の入り口側を別途に封じる必要がな
い。
【００１０】この発明のガスセンサの製造方法では、ハ
ウジングの凹部にセンサ本体をセットし、電極をリード
の露出部に接続すれば、組み付けができる。
ウジングの凹部にセンサ本体をセットし、電極をリード
の露出部に接続すれば、組み付けができる。
【００１１】
【実施例】図１〜図６に、実施例を示す。各図におい
て、２はガスセンサで、４はハウジングで合成樹脂から
成り、６は通気孔で、例えば１〜４個設ける。通気孔６
の位置を変えて、図１に示す通気孔７としても良いが、
この位置では通気孔７のために、ハウジング４の成型に
可動型を用いるか、ハウジング４の成型後に後加工する
必要がある。８〜１１は例えば４本のリードで、ハウジ
ング４と一体に成型し、その向きは互いに平行である。
１２はリード８〜１１の識別用のマークで、マーク１２
は設けなくても良い。リード８〜１１はハウジング４の
成型前にはリードフレームの一部をなしており、実施例
ではリード８〜１１をハウジング４の同じ方向に引き出
し、シングルインラインの構造としたが、ハウジング４
の両側に引き出して、デュアルインラインの構造として
も良い。
て、２はガスセンサで、４はハウジングで合成樹脂から
成り、６は通気孔で、例えば１〜４個設ける。通気孔６
の位置を変えて、図１に示す通気孔７としても良いが、
この位置では通気孔７のために、ハウジング４の成型に
可動型を用いるか、ハウジング４の成型後に後加工する
必要がある。８〜１１は例えば４本のリードで、ハウジ
ング４と一体に成型し、その向きは互いに平行である。
１２はリード８〜１１の識別用のマークで、マーク１２
は設けなくても良い。リード８〜１１はハウジング４の
成型前にはリードフレームの一部をなしており、実施例
ではリード８〜１１をハウジング４の同じ方向に引き出
し、シングルインラインの構造としたが、ハウジング４
の両側に引き出して、デュアルインラインの構造として
も良い。
【００１２】１４はセンサ本体で、１５はその絶縁基板
でアルミナやムライト、チタニア、ジルコニアなどを用
い、基板１５の片面に感ガス部１８と図示しない４つの
電極とがあり、各電極上にバンプ１６を設ける。感ガス
部１８は、例えばヒータと層間絶縁膜とガスにより抵抗
値が変化する金属酸化物半導体の膜とをこの順に積層し
たもので、ヒータに２つの電極を接続し、金属酸化物半
導体膜にも２つの電極を接続し、ヒータを例えば１秒〜
６０秒に１回、５〜１００ｍ秒等の幅でパルス的に発熱
させ、金属酸化物半導体膜をパルス的に加熱する。金属
酸化物半導体膜の最高温度は例えば３００〜５００℃程
度で、それ以外の期間はほぼ室温に保たれ、センサ本体
１４の絶縁基板１５はほとんど昇温しない。なおセンサ
本体１４での電極の位置はバンプ１６の下側である。
でアルミナやムライト、チタニア、ジルコニアなどを用
い、基板１５の片面に感ガス部１８と図示しない４つの
電極とがあり、各電極上にバンプ１６を設ける。感ガス
部１８は、例えばヒータと層間絶縁膜とガスにより抵抗
値が変化する金属酸化物半導体の膜とをこの順に積層し
たもので、ヒータに２つの電極を接続し、金属酸化物半
導体膜にも２つの電極を接続し、ヒータを例えば１秒〜
６０秒に１回、５〜１００ｍ秒等の幅でパルス的に発熱
させ、金属酸化物半導体膜をパルス的に加熱する。金属
酸化物半導体膜の最高温度は例えば３００〜５００℃程
度で、それ以外の期間はほぼ室温に保たれ、センサ本体
１４の絶縁基板１５はほとんど昇温しない。なおセンサ
本体１４での電極の位置はバンプ１６の下側である。
【００１３】バンプ１６には、半田や鉛，錫，銀−パラ
ジウム合金等の金属バンプを用い、バンプ１６に代えて
銀ペーストなどの導電性接着剤等を用いても良い。バン
プ１６は、センサ本体１４をハウジング４にセットした
後、簡単にバンプ１６をリード８〜１１の露出部に接続
できるようにするため、半田，鉛，錫等の低融点金属バ
ンプが好ましい。
ジウム合金等の金属バンプを用い、バンプ１６に代えて
銀ペーストなどの導電性接着剤等を用いても良い。バン
プ１６は、センサ本体１４をハウジング４にセットした
後、簡単にバンプ１６をリード８〜１１の露出部に接続
できるようにするため、半田，鉛，錫等の低融点金属バ
ンプが好ましい。
【００１４】リード８〜１１は、前記のようにハウジン
グ４と一体成型し、２０はリード９，１０とハウジング
４の結合強度を増すための突起で、設けなくても良い。
２２はハウジング４に設けた凹部で、リード８〜１１の
表面は凹部２２の底面とほぼ平行で、ほぼ同じ高さレベ
ルにあり、前記の通気孔６は凹部２２の底部から、ハウ
ジング４の反対面へと貫通している。２４は凹部２２の
周囲の４カ所に設けた縁で、センサ本体１４の基板１５
の高さを定める。縁２４は設けなくても良いが、設ける
場合は３カ所以上に設けることが好ましい。
グ４と一体成型し、２０はリード９，１０とハウジング
４の結合強度を増すための突起で、設けなくても良い。
２２はハウジング４に設けた凹部で、リード８〜１１の
表面は凹部２２の底面とほぼ平行で、ほぼ同じ高さレベ
ルにあり、前記の通気孔６は凹部２２の底部から、ハウ
ジング４の反対面へと貫通している。２４は凹部２２の
周囲の４カ所に設けた縁で、センサ本体１４の基板１５
の高さを定める。縁２４は設けなくても良いが、設ける
場合は３カ所以上に設けることが好ましい。
【００１５】図１は、ハウジング４を凹部２２の反対側
から見た図であり、通気孔６，６が見えており、通気孔
６の個数は１〜４個とする。なお凹部２２のサイズをセ
ンサ本体１４のサイズよりもやや大きくして、この間の
隙間を通気孔としても良い。図２は、図４の姿からリー
ド８，９等の下面の高さでハウジング４を切断し、下か
ら上を見上げた状態に対応し、リード８〜１１の露出部
にバンプ１６が接続され、凹部２２はセンサ本体１４で
塞がれている。
から見た図であり、通気孔６，６が見えており、通気孔
６の個数は１〜４個とする。なお凹部２２のサイズをセ
ンサ本体１４のサイズよりもやや大きくして、この間の
隙間を通気孔としても良い。図２は、図４の姿からリー
ド８，９等の下面の高さでハウジング４を切断し、下か
ら上を見上げた状態に対応し、リード８〜１１の露出部
にバンプ１６が接続され、凹部２２はセンサ本体１４で
塞がれている。
【００１６】図３は、センサ本体１４をセットする前の
ハウジング４を凹部２２側から見たものである。なお凹
部２２のサイズとセンサ本体１４のサイズはほぼ等し
く、センサ本体１４は凹部２２にやや押しばめされてい
る。図４，図５は、ガスセンサ２の水平方向断面図で、
基板１５の高さは縁２４で定まり、これに伴って接続後
のバンプ１６の高さも縁２４で定まる。
ハウジング４を凹部２２側から見たものである。なお凹
部２２のサイズとセンサ本体１４のサイズはほぼ等し
く、センサ本体１４は凹部２２にやや押しばめされてい
る。図４，図５は、ガスセンサ２の水平方向断面図で、
基板１５の高さは縁２４で定まり、これに伴って接続後
のバンプ１６の高さも縁２４で定まる。
【００１７】図６に、ガスセンサ２の製造方法を示す。
図示しない上下の金型内にリードフレームを配置し、合
成樹脂の射出成型等によりハウジング４を成型し、これ
と同時にリード８〜１１をハウジング４に固着する。次
いでリードフレームのタイバーを切断することによりリ
ード８〜１１が得られる。
図示しない上下の金型内にリードフレームを配置し、合
成樹脂の射出成型等によりハウジング４を成型し、これ
と同時にリード８〜１１をハウジング４に固着する。次
いでリードフレームのタイバーを切断することによりリ
ード８〜１１が得られる。
【００１８】これとは別に、アルミナ等のウェハーを用
いて、その片面に感ガス部１８と４つの電極とを設け、
次いで半田ペーストの印刷等によりバンプ１６を構成す
る。ウェハーを切断して、個々の基板１５を取り出し、
感ガス部１８やバンプ１６を凹部２２の底部側に向け
て、センサ本体１４をハウジング４内にセットする。こ
こでバンプ１６を加熱すれば、リード８，９等とバンプ
１６とが接続され、センサ本体１４はリード８，９側に
向けてバンプ１６の溶融に連れて僅かに下降し、その高
さは縁２４で定まる。
いて、その片面に感ガス部１８と４つの電極とを設け、
次いで半田ペーストの印刷等によりバンプ１６を構成す
る。ウェハーを切断して、個々の基板１５を取り出し、
感ガス部１８やバンプ１６を凹部２２の底部側に向け
て、センサ本体１４をハウジング４内にセットする。こ
こでバンプ１６を加熱すれば、リード８，９等とバンプ
１６とが接続され、センサ本体１４はリード８，９側に
向けてバンプ１６の溶融に連れて僅かに下降し、その高
さは縁２４で定まる。
【００１９】バンプ１６の加熱には、センサ本体１４を
ハウジング４にセットする際の治具自体を用いて、セッ
トと同時に加熱しても良く、あるいはセット後に電気炉
や別の治具、あるいは赤外線等により加熱しても良い。
バンプ１６はリード８〜１１に接触していれば良く、バ
ンプ１６をリード８〜１１に当接させ、図示しないバネ
でバンプ１６をリード８〜１１へ向けて押圧しても良
い。
ハウジング４にセットする際の治具自体を用いて、セッ
トと同時に加熱しても良く、あるいはセット後に電気炉
や別の治具、あるいは赤外線等により加熱しても良い。
バンプ１６はリード８〜１１に接触していれば良く、バ
ンプ１６をリード８〜１１に当接させ、図示しないバネ
でバンプ１６をリード８〜１１へ向けて押圧しても良
い。
【００２０】完成したガスセンサ２では、外部との通気
は通気孔６を介してなされ、防爆が必要であれば、通気
孔６に金網をセットする、あるいはテフロン（登録商
標）膜等の防爆用のフィルムを貼り付ける。ただし通気
孔６の径を小さくすれば、感ガス部１８からハウジング
４の外部へ引火することはなく、防爆用の金網やフィル
ムは不要である。センサ本体１４は凹部２２に押しばめ
されており、センサ本体１４の凹部２２の入り口側はほ
とんど昇温しないので、センサ本体１４が凹部２２の入
り口側で露出したままで、凹部２２の入り口側を塞がな
くても問題は生じない。このように実施例では、センサ
本体１４をハウジング４の凹部２２にセットし、バンプ
１６でリード８〜１１と接続するだけで、ハウジングへ
のセンサ本体の組み付けができる。
は通気孔６を介してなされ、防爆が必要であれば、通気
孔６に金網をセットする、あるいはテフロン（登録商
標）膜等の防爆用のフィルムを貼り付ける。ただし通気
孔６の径を小さくすれば、感ガス部１８からハウジング
４の外部へ引火することはなく、防爆用の金網やフィル
ムは不要である。センサ本体１４は凹部２２に押しばめ
されており、センサ本体１４の凹部２２の入り口側はほ
とんど昇温しないので、センサ本体１４が凹部２２の入
り口側で露出したままで、凹部２２の入り口側を塞がな
くても問題は生じない。このように実施例では、センサ
本体１４をハウジング４の凹部２２にセットし、バンプ
１６でリード８〜１１と接続するだけで、ハウジングへ
のセンサ本体の組み付けができる。
【図１】 実施例のガスセンサの平面図
【図２】 実施例のガスセンサを、リード上面の高さ
で水平に切断した状態を示す断面図
で水平に切断した状態を示す断面図
【図３】 実施例で用いたハウジングの底面図
【図４】 図３のＸ−Ｘ方向断面図
【図５】 図３のＹ−Ｙ方向断面図
【図６】 実施例のガスセンサの製造方法を示す断面
図
図
２ ガスセンサ ４ ハウジング ６ 通気孔 ８〜１１ リード １２ マーク １４ センサ本体 １５ 絶縁基板 １６ バンプ １８ 感ガス部 ２０ 突起 ２２ 凹部 ２４ 縁
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G046 AA01 BA01 BA09 BB02 BC04 BE03 BF05 DA05 DB05 EA12 FB02 5E033 AA03 BB02
Claims (6)
- 【請求項１】 樹脂製のハウジングに設けた凹部の底部
で、リードの一部が露出するように、複数のリードを前
記ハウジングに固着し、かつ絶縁基板の片面に感ガス部
と電極とを設けたセンサ本体を、感ガス部と電極とが前
記凹部の底面を向くようにして凹部内に配置して、前記
電極を前記リードの露出部に接続したガスセンサ。 - 【請求項２】 前記凹部の底部からハウジングの反対面
へ貫通するように、ハウジングに通気孔を設けたことを
特徴とする、請求項１のガスセンサ。 - 【請求項３】 前記電極を前記リードの露出部に、バン
プで接続したことを特徴とする、請求項１または２のガ
スセンサ。 - 【請求項４】 前記凹部の入口側で前記絶縁基板の反対
面が、外気と接するように露出していることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれかのガスセンサ。 - 【請求項５】 前記センサ本体が絶縁基板上の感ガス部
にヒータとガスにより抵抗値が変化する金属酸化物半導
体膜とを設けてこれらを電極へ接続したもので、かつ前
記ヒータをパルス的に発熱させて、前記金属酸化物半導
体膜をパルス的に加熱するようにしたことを特徴とす
る、請求項１〜４のいずれかのガスセンサ。 - 【請求項６】 樹脂製のハウジングに設けた凹部の底部
で、リードの一部が露出するように、複数のリードを前
記ハウジングに固着し、 絶縁基板の片面に感ガス部と電極とを設けたセンサ本体
を設けて、 感ガス部と電極とが前記凹部の底面を向くようにして凹
部内にセットして、前記電極を前記リードの露出部に接
続する、ガスセンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154506A JP2001337063A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | ガスセンサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154506A JP2001337063A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | ガスセンサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001337063A true JP2001337063A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18659589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000154506A Pending JP2001337063A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | ガスセンサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001337063A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010509759A (ja) * | 2006-11-09 | 2010-03-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 構成素子を不動態化するための装置および該装置を製造するための方法 |
| JP2012078089A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Figaro Eng Inc | ガスセンサ |
| JP2012098233A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Figaro Eng Inc | ガスセンサ及びその製造方法 |
| JP2012098234A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Figaro Eng Inc | ガスセンサ |
| EP2731129A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-14 | ams AG | Molded semiconductor sensor device and method of producing the same at a wafer-level |
| JP2015230315A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | センシリオン アクチエンゲゼルシャフト | ガスセンサパッケージ |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000154506A patent/JP2001337063A/ja active Pending
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