JP2002098607A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力検出用のセンサチップと外部接続用のタ
ーミナルとをワイヤボンディングにより結線するととも
に、オイルを介してメタルダイヤフラムで封止してなる
圧力センサにおいて、オイル漏れによるメタルダイヤフ
ラムとボンディングワイヤとの短絡の発生を、センサの
出力信号の異常として適切に検出できるようにする。 【解決手段】 ターミナル１２ａ〜１２ｃとセンサチッ
プ２０のパッド部との間にてメタルダイヤフラム３４に
向かう凸形状をなす各々のボンディングワイヤ１３ａ〜
１３ｃのうち、センサチップ２０における信号出力用パ
ッド部に対応する信号出力用ボンディングワイヤ１３ａ
の頂部が、この信号出力用ボンディングワイヤ１３ａ以
外の他のボンディングワイヤ１３ｂ、１３ｃの頂部に比
べてメタルダイヤフラム１３に最も近くに位置してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力検出用の検出
素子と外部接続用のターミナルとをワイヤボンディング
により結線するとともに、オイルを介してメタルダイヤ
フラムで封止してなる圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の圧力センサとして
は、特開平７−２４３９２６号公報に記載のものが提案
されている。このものは、一面に凹部が形成されたケー
スと、この凹部内に配設され圧力の印加に応じたレベル
の電気信号を出力する圧力検出用の検出素子とを備えて
いる。

【０００３】そして、ケースの凹部内における検出素子
の周囲には、検出素子における信号出力用および電源用
を含む複数のパッド部のそれぞれに対応して、複数個の
ターミナルが配設されており、検出素子における個々の
パッド部はそれぞれ対応するターミナルにボンディング
ワイヤにより電気的に接続されている。

【０００４】さらに、ケースの凹部には、検出素子、タ
ーミナルおよびボンディングワイヤを覆うようにオイル
が充填されており、凹部の開口部を覆うようにメタルダ
イヤフラムが設けられることにより、凹部内のオイルが
封止されている。

【０００５】このような圧力センサ（以下、オイル封止
型の圧力センサという）においては、メタルダイヤフラ
ムに圧力が印加されたときに発生する応力を、オイルを
介して検出素子へ伝達するようにし、検出素子にて出力
された信号は、ボンディングワイヤ、ターミナルを介し
て外部へ出力されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の検討によれば、上記のオイル封止型の圧力センサ
においては、メタルダイヤフラムによるオイルのシール
性が損なわれ、凹部内のオイル漏れが発生した場合、次
のような問題が生じることがわかった。

【０００７】上述したように、上記従来のオイル封止型
の圧力センサにおいて、検出素子は、信号出力用および
電源用を含む複数のパッド部を有するものであり、検出
素子と外部とを接続するためのターミナルおよびボンデ
ィングワイヤも、これら複数のパッド部に応じて複数個
設けられている。

【０００８】ここで、オイル漏れが発生すると、凹部内
のオイル量が減少した分、メタルダイヤフラムは正常時
よりも検出素子側へ変位し、凹部内のボンディングワイ
ヤに接触しようとする。このとき、従来のオイル封止型
の圧力センサでは、全てのボンディングワイヤの高さが
略同じであるため、メタルダイヤフラムが、どのボンデ
ィングワイヤに接触するかは、わからない。

【０００９】もし、このとき、メタルダイヤフラムが、
検出素子における信号出力用のパッド部に対応するボン
ディングワイヤに接触すると、センサの出力信号の異常
として検出される。しかし、メタルダイヤフラムが、検
出素子における電源用のパッド部に対応するボンディン
グワイヤに接触してしまうと、外部回路の電源供給が損
なわれ、好ましくない。

【００１０】通常、この種の圧力センサは、例えば自動
車に搭載されてエアコン装置やブレーキ制御システム等
のシステムの一部として組み込まれ、冷媒圧やブレーキ
油圧等を検出する機能を果たすものである。従って、外
部回路（例えばＥＣＵ等）の電源供給が損なわれると、
システム中の他の構成要素にも悪影響を及ぼし、ひいて
は、システム自体のシャットダウンを引き起こす結果と
なる。

【００１１】本発明は、以上のような本発明者等の検討
に基づいて見出された問題に鑑みてなされたもので、オ
イル封止型の圧力センサにおいて、オイル漏れによるメ
タルダイヤフラムとボンディングワイヤとの短絡の発生
を、センサの出力信号の異常として適切に検出できるよ
うにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、オイル封止型の圧力セ
ンサ圧力センサにおいて、各々のボンディングワイヤ
（１３ａ〜１３ｄ）は、ターミナル（１２ａ〜１２ｄ）
と検出素子（２０）のパッド部（２２ａ〜２２ｄ）との
間にてメタルダイヤフラム（３４）に向かう凸形状をな
しており、各々のボンディングワイヤのうち、検出素子
における信号出力用のパッド部（２２ａ）に対応する信
号出力用ボンディングワイヤ（１３ａ）の頂部が、この
信号出力用ボンディングワイヤ以外の他のボンディング
ワイヤ（１３ｂ〜１３ｄ）の頂部に比べてメタルダイヤ
フラムに最も近くに位置していることを特徴としてい
る。

【００１３】本発明によれば、各々のボンディングワイ
ヤのうち信号出力用ボンディングワイヤを、メタルダイ
ヤフラムに最も近くに位置させることができる。そのた
め、オイル漏れが発生し、メタルダイヤフラムが検出素
子側へ変位してきた場合、全てのボンディングワイヤの
中で信号出力用ボンディングワイヤを、最優先にメタル
ダイヤフラムに接触させることができる。

【００１４】つまり、オイル漏れが発生した場合、メタ
ルダイヤフラムと信号出力用ボンディングワイヤとの短
絡のみを確実に発生させることができ、電源用のパッド
部に対応するボンディングワイヤを含む他のボンディン
グワイヤとメタルダイヤフラムとの短絡を防止すること
ができる。

【００１５】そして、メタルダイヤフラムとセンサ信号
を出力するための信号出力用ボンディングワイヤとの短
絡により、センサの出力信号が正常な範囲外にずれるこ
とから、上記のオイル漏れおよび短絡をセンサの故障と
して検知することができる。よって、本発明によれば、
オイル漏れによるメタルダイヤフラムとボンディングワ
イヤとの短絡の発生を、センサの出力信号の異常として
適切に検出できる。

【００１６】また、請求項２に記載の発明によれば、信
号出力用ボンディングワイヤ（１３ａ）の頂部を、他の
ボンディングワイヤ（１３ｂ〜１３ｄ）の頂部よりも
０．１ｍｍ以上メタルダイヤフラム（３４）に近く配置
させるようにしたことを特徴としている。

【００１７】つまり、本発明によれば、検出素子側から
みた場合、信号出力用ボンディングワイヤの頂部を、他
のボンディングワイヤの頂部に比べて０．１ｍｍ以上高
くしてメタルダイヤフラムに近くした構成を採用してい
る。ボンディングワイヤの形成時における当該頂部の高
さばらつきを考慮した場合、このような構成とすること
が好ましい。

【００１８】また、請求項３に記載の発明では、信号出
力用ボンディングワイヤ（１３ａ）の頂部を、他のボン
ディングワイヤ（１３ｂ〜１３ｄ）の頂部に比べてメタ
ルダイヤフラム（３４）に最も近くに位置させること
が、信号出力用ボンディングワイヤと他のボンディング
ワイヤとで凸形状を異ならせることでなされていること
を特徴としている。

【００１９】本発明は、具体的には、信号出力用ボンデ
ィングワイヤの凸形状を他のボンディングワイヤの凸形
状に比べて急峻としたり（請求項４の発明）、信号出力
用ボンディングワイヤの凸の弧を他のボンディングワイ
ヤに比べて大きくしたりすることで、実現可能なもので
ある。

【００２０】それにより、ターミナル等の構成を大きく
変えることなく、ボンディングワイヤの形状変更のみ
で、信号出力用ボンディングワイヤの頂部が、他のボン
ディングワイヤの頂部に比べてメタルダイヤフラムに最
も近くに位置した構成（これを、信号出力用ワイヤの最
近接構成という）を適切に実現することができる。

【００２１】また、請求項５に記載の発明では、複数個
のターミナル（１２ａ〜１２ｄ）を、それぞれ凹部（１
１）の底面からメタルダイヤフラム（３４）に向かって
突出して設け、信号出力用ボンディングワイヤ（１３
ａ）に接続されるターミナル（１２ａ）を、他のボンデ
ィングワイヤ（１３ｂ〜１３ｄ）に接続されるターミナ
ル（１２ｂ〜１２ｄ）よりも突出高さが高くなるように
したことを特徴としている。

【００２２】それによれば、上記した信号出力用ワイヤ
の最近接構成を、信号出力用ボンディングワイヤの全長
を他のボンディングワイヤに比べて長くすることなく、
実現することができる。

【００２３】また、上記した信号出力用ワイヤの最近接
構成は、請求項６に記載の発明のように、信号出力用ボ
ンディングワイヤ（１３ａ）と他のボンディングワイヤ
（１３ｂ〜１３ｄ）とでワイヤの延びる方向が異なって
いるものに対しても、好適に用いることができる。

【００２４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は本実施形態に係るオイル封止
型の圧力センサＳ１の全体概略を示す断面図であり、こ
の圧力センサＳ１は例えば、自動車に搭載され、エアコ
ンの冷媒圧や自動車の燃料噴射系の燃料圧を検出するも
のに適用することができる。また、図２は、図１に示す
圧力センサＳ１においてセンサチップ２０及びその周辺
部をセンサチップ２０の受圧面（図１中、下方側の面）
側から視た拡大平面図である。

【００２６】１０はケース（コネクタケース）であり、
本例では、このケース１０は、ＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレー
ト）等の樹脂を型成形することにより作られ、略円柱状
をなしている。このケース１０の一端面（図１中、下方
側の端面）には凹部１１が形成されている。

【００２７】この凹部１１には、圧力の印加に応じたレ
ベルの電気信号を出力する圧力検出用の検出素子として
のセンサチップ２０が配設されている。本例のセンサチ
ップ２０は、受圧面としてのダイヤフラム（図示せず）
を有し、受けた圧力を電気信号に変換しこの電気信号を
センサ信号として出力する半導体ダイヤフラム式のもの
である。

【００２８】また、センサチップ２０内には、上記した
圧力の印加に応じたレベルの電気信号（センサ信号）を
出力するための図示しない集積回路（検出回路）が形成
されている。そして、センサチップ２０は、ガラス等よ
りなる台座２１に陽極接合等により一体化されて、台座
２１を凹部１１の底面に接着することで、ケース１０に
搭載されている。

【００２９】また、凹部１１内におけるセンサチップ２
０の周囲には、複数個のターミナル１２ａ、１２ｂ、１
２ｃ、１２ｄが配設されている（図２参照、図１では１
２ｄは図示されていない）。これらターミナル１２ａ〜
１２ｄは、センサチップ２０と外部の回路（車両のＥＣ
Ｕ等）等とを電気的に接続するためもので、例えば、黄
銅（真鍮）にメッキ処理（例えばＮｉメッキ）を施した
金属よりなる。

【００３０】本例では、各ターミナル１２ａ〜１２ｄは
棒状をなし、インサートモールドによりケース１０と一
体に成形されてケース１０内に保持されている（図１参
照）。そして、各ターミナル１２ａ〜１２ｄの一端側
（図１中、下方端側）の部位が、凹部１１内におけるセ
ンサチップ２０の周囲において凹部１１の底面から突出
している。

【００３１】また、図２に示す様に、センサチップ２０
の受圧面側には、上記集積回路における信号出力用およ
び電源用を含む複数のパッド部２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄが形成されており、上記ターミナル１２ａ〜
１２ｄは、これら複数個のパッド部２２ａ〜２２ｄに対
応して複数個設けられている。

【００３２】本例では、図２に示す様に、センサチップ
２０に形成された各パッド部は、センサ信号を出力する
ための信号出力用パッド部２２ａ、上記集積回路へ電源
を供給するための電源用パッド部２２ｂ、製造時にセン
サ信号を調整する際に使用する調整用パッド部２２ｃ、
さらには、接地用パッド部（ＧＮＤパッド部）２２ｄの
４個により構成されている。

【００３３】これら信号出力用パッド部２２ａ、電源用
パッド部２２ｂ、調整用パッド部２２ｃ、接地用パッド
部２２ｄに対応して、信号出力用ターミナル（Ｖｏｕ
ｔ）１２ａ、電源用ターミナル（Ｖｃｃ）１２ｂ、調整
用ターミナル（Ｖｃ）１２ｃ、接地用ターミナル（ＧＮ
Ｄ）１２ｄが設けられている。

【００３４】そして、各パッド部２２ａ〜２２ｄは、そ
れぞれ対応するターミナル１２ａ〜１２ｄの一端側の端
面に、金やアルミニウム等のワイヤボンディングにより
形成されたボンディングワイヤ１３ａ、１３ｂ、１３
ｃ、１３ｄを介して結線され電気的に接続されている。
各ボンディングワイヤ１３ａ〜１３ｄは、ターミナル１
２ａ〜１２ｄとパッド部２２ａ〜２２ｄとの間にて凹部
１１の開口部側に向かう（つまり、後述するメタルダイ
ヤフラム３４に向かう）凸形状をなしている。

【００３５】ここで、信号出力用のパッド部２２ａおよ
びターミナル１２ａ、電源用のパッド部２２ｂおよびタ
ーミナル１２ｂ、調整用のパッド部２２ｃおよびターミ
ナル１２ｃ、接地用のパッド部２２ｄおよびターミナル
１２ｄに対応するボンディングワイヤを、それぞれ、信
号出力用ボンディングワイヤ１３ａ、電源用ボンディン
グワイヤ１３ｂ、調整用ボンディングワイヤ１３ｃ、接
地用ボンディングワイヤ１３ｄとする。

【００３６】また、図１に示す様に、各ターミナル１２
ａ〜１２ｄの側面の周囲には、ケース１０とターミナル
１２ａ〜１２ｄとの隙間を封止するためのシール剤１４
が設けられている。このシール剤１４は例えばシリコン
系樹脂よりなるもので、このシール剤１４により、も
し、ターミナル１２ａ〜１２ｄが突出する凹部１１の底
面部分に隙間があってもその隙間は封止される。

【００３７】一方、図１において、ケース１０の他端側
（図１中、上方端側）は、ターミナル１２ａ〜１２ｄの
他端側を例えばワイヤハーネス等の外部配線部材（図示
せず）を介して上記外部回路（車両のＥＣＵ等）に電気
的に接続するための接続部１５となっている。こうし
て、センサチップ２０と外部との間の信号の伝達は、ボ
ンディングワイヤ１３ａ〜１３ｄ及びターミナル１２ａ
〜１２ｄを介して行われるようになっている。

【００３８】次に、図１において、３０はハウジングで
あり、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料よりな
る本体部３１を備える。この本体部３１は、被測定媒体
（上記したエアコンの冷媒や自動車の燃料等）が導入さ
れる圧力導入孔３２と、圧力センサＳ１を被測定部材
（エアコンの冷媒配管や自動車の燃料配管等）に固定す
るためのネジ部３３とを有する。

【００３９】更に、ハウジング３０は、薄い金属（例え
ばＳＵＳ等）製のメタルダイヤフラム３４と金属（例え
ばＳＵＳ等）製の押さえ部材（リングウェルド）３５と
が本体部３１に全周溶接され、圧力導入孔３２の一端に
気密接合されたものとなっている。そして、メタルダイ
ヤフラム３４はケース１０の凹部１１の開口部を覆うよ
うに設けられている。

【００４０】このハウジング３０は、図１に示す様に、
本体部３１の端部３６をケース１０にかしめることによ
りケース１０と固定され一体化されている。こうして組
み合わせられたケース１０とハウジング３０において、
ケース１０の凹部１１とハウジング３０のメタルダイヤ
フラム３４との間で、圧力検出室４０が構成されてい
る。

【００４１】この圧力検出室４０には圧力伝達媒体であ
るオイル（フッ素オイル等）４１が封入されている。こ
のオイル４１は、センサチップ２０、ターミナル１２ａ
〜１２ｄ及びワイヤ１３ａ〜１３ｄ等の電気接続部分を
覆うように、凹部１１内に充填されている。そして、オ
イル４１は、凹部１１の開口部を覆うメタルダイヤフラ
ム３４により、凹部１１内に封止された形となる。

【００４２】また、圧力検出室４０の外周囲には、環状
の溝（Ｏリング溝）４２が形成され、この溝４２内に
は、圧力検出室４０を気密封止するためのＯリング４３
が配設されている。このＯリング４３は例えばシリコン
ゴム等の弾性材料よりなり、ケース１０とハウジング３
０の押さえ部材３５とにより挟まれて押圧されている。
こうして、メタルダイヤフラム３４とＯリング４３とに
より圧力検出室４０が封止され閉塞されている。

【００４３】なお、本例では、上記溝４２内には、Ｏリ
ング４３の外周にバックアップリング４４が設けられて
いる。このバックアップリング４４は、例えば４フッ化
エチレン樹脂等の樹脂材料よりなり、Ｏリング４３が広
がったときにＯリング４３がケース１０と押さえ部材３
５との隙間に入り込んで損傷するのを防止する等の役割
を担うものである。

【００４４】更に、本圧力センサＳ１においては、ボン
ディングワイヤ１２ａ〜１２ｄについて、次のような独
自の構成が採用されている。すなわち、図１に示す様
に、各々のボンディングワイヤ１２ａ〜１２ｄのうち、
センサチップ２０における信号出力用パッド部２２ａに
対応する信号出力用ボンディングワイヤ１３ａの頂部
が、信号出力用ボンディングワイヤ１３ａ以外の他のボ
ンディングワイヤ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの頂部に比べ
てメタルダイヤフラム３４に最も近くに位置している。
以下、この構成を「信号出力用ワイヤの最近接構成」と
いう。

【００４５】この「信号出力用ワイヤの最近接構成」に
ついて、図３を参照して詳述する。図３は、図１中のセ
ンサチップ２０およびその周辺部を拡大して示す断面図
である。図３に示す例では、信号出力用ボンディングワ
イヤ１３ａの凸の度合を、他のボンディングワイヤ１３
ｂ〜１３ｄよりも急峻とすることによって、信号出力用
ボンディングワイヤ１３ａの頂部を他のワイヤ１３ｂ〜
１３ｄの頂部よりも高くして、メタルダイヤフラム３４
に近づけている。

【００４６】ここで、信号出力用ボンディングワイヤ１
３ａの頂部を、他のボンディングワイヤ１３ｂ〜１３ｄ
の頂部よりも０．１ｍｍ以上メタルダイヤフラム３４に
近づけた位置とすることが好ましい。つまり、図３に示
される距離Ｌ１が０．１ｍｍ以上であること（Ｌ１≧
０．１ｍｍ）が好ましい。

【００４７】本例において、図３に示す各部材の寸法の
一例を述べる。まず、センサチップ２０としては、３ｍ
ｍ□であり、凹部１１の底面からセンサチップ２０の受
圧面までの高さＨ１は、約１．９ｍｍとすることができ
る。また、各ターミナル１２ａ〜１２ｄの突出高さＨ２
は、上記高さＨ１と同程度とすることができ、ターミナ
ル１２ａ〜１２ｄとセンサチップ２０との距離Ｌ２は約
０．６ｍｍとすることができる。

【００４８】また、信号出力用ボンディングワイヤ１３
ａの高さＨ３は、０．６ｍｍ±０．１ｍｍ、他のボンデ
ィングワイヤ１３ｂ〜１３ｄの高さＨ４は、０．３ｍｍ
±０．１ｍｍとすることができる。また、センサチップ
２０の受圧面からメタルダイヤフラム３４までの高さＨ
５は、約１ｍｍとすることができる。

【００４９】このように、本例では、凹部１１の底面か
ら突出する各ターミナル１２ａ〜１２ｄの突出高さＨ２
は互いに変えずに、各ボンディングワイヤの凸形状の急
峻度を変えることで、「信号出力用ワイヤの最近接構
成」を実現している。なお、ボンディングワイヤの凸形
状の急峻度を変えることは、ワイヤボンディング装置を
用いて容易に実現することができる。

【００５０】ここで、ボンディングワイヤ１３ａ〜１３
ｄは、ワイヤボンディング装置を用いて形成されるが、
装置の性能等から、ワイヤの高さＨ３、Ｈ４には形成時
のばらつきによって、±０．１ｍｍの誤差が生じる。そ
のため、信号出力用ボンディングワイヤ１３ａでは、高
さＨ３が０．６ｍｍを狙い、他のボンディングワイヤ１
３ｂ〜１３ｄでは、高さＨ４が０．３ｍｍを狙ってワイ
ヤボンディングを行う。

【００５１】すると、両高さＨ３、Ｈ４が近づく方向に
上記誤差が生じたとしても、高さＨ３は０．５ｍｍ、高
さＨ４は０．４ｍｍ、上記距離Ｌ１（Ｈ３からＨ４を差
し引いた値）は０．１ｍｍであり、上述したＬ１≧０．
１ｍｍという好ましい範囲となる。

【００５２】もし、距離Ｌ１を０．１ｍｍ未満にしよう
とすると、上記のワイヤボンディング時における±０．
１ｍｍの誤差があるため、信号出力用ボンディングワイ
ヤ１３ａの高さＨ３を、他のボンディングワイヤ１３ｂ
〜１３ｄの高さＨ４よりも大きくするようにワイヤボン
ディングを行うことが容易ではなくなる。従って、距離
Ｌ１が０．１ｍｍ以上であることが好ましい。

【００５３】次に、上記構成を有する圧力センサＳ１の
製造方法について述べる。各ターミナル１２ａ〜１２ｄ
がインサート成形されたケース１０を用意する。シリコ
ン系樹脂等よりなる接着剤を用いて、ケース１０の凹部
１１内へセンサチップ２０を台座２１を介し接着固定す
る。

【００５４】そして、凹部１１内へシール剤１４を注入
し、シール剤１４を各ターミナル１２ａ〜１２ｄの側面
の周囲へ行き渡らせた後、硬化させる。次に、ワイヤボ
ンディングを行って、各ターミナル１２ａ〜１２ｄとセ
ンサチップ２０の各パッド部２２ａ〜２２ｄとをワイヤ
１３ａ〜１３ｄで結線する。

【００５５】そして、センサチップ２０側を上にしてケ
ース１０を配置し、ケース１０の上方から、ディスペン
サ等によりフッ素オイル等よりなるオイル４１を、凹部
１１へ一定量注入する。

【００５６】続いて、メタルダイヤフラム３４及び押さ
え部材３５が全周溶接され、圧力導入孔３２の一端に気
密接合されたハウジング３０を用意し、このハウジング
３０を上から水平を保ったまま、ケース１０に嵌合する
ように降ろす。この状態のものを真空室に入れて真空引
きを行い圧力検出室４０内の余分な空気を除去する。

【００５７】その後、ケース１０とハウジング３０の押
さえ部材３５とが十分接するまで押さえ、メタルダイヤ
フラム３４とＯリング４３によりシールされた圧力検出
室４０を形成する。次に、ハウジング３０における本体
部３１の端部３６をケース１０にかしめることによりケ
ース１０と一体化する。こうして、ケース１０とハウジ
ング３０との組合せ固定がなされ、図１に示す圧力セン
サＳ１が完成する。

【００５８】かかる圧力センサＳ１の基本的な圧力検出
動作について述べる。圧力センサＳ１は、例えば、ハウ
ジング３０のネジ部３３を介して、被測定部材（エアコ
ンの冷媒配管や自動車の燃料配管等）の適所に取り付け
られる。そして、この被測定部材内の被測定媒体（冷媒
や燃料等）がハウジング３０の圧力導入孔３２より圧力
センサＳ１内に導入される。

【００５９】すると、導入された被測定媒体による圧力
がメタルダイヤフラム３４に印加され、メタルダイヤフ
ラム３４には応力（歪み応力）が発生する。この応力
は、圧力検出室４０内のオイル４１を介して、センサチ
ップ２０へ伝達され、センサチップ２０の受圧面に印加
される。

【００６０】そして、印加された圧力に応じたレベルの
電気信号がセンサ信号として、センサチップ２０から出
力される。このセンサ信号は、センサチップ２０の信号
出力用パッド部２２ａから信号出力用ボンディングワイ
ヤ１３ａ、信号出力用ターミナル１２ａを介して、上記
外部回路へ伝達される。以上が、圧力センサＳ１におけ
る基本的な圧力検出動作である。

【００６１】ところで、上記圧力センサＳ１において
は、もし、上記Ｏリング４３の劣化や破損等によるシー
ル性の低下やメタルダイヤフラム３４とハウジング３０
との溶接部の破損等により、オイル４１が凹部１１の外
部へ漏れ出した場合には、図４に示す様に、メタルダイ
ヤフラム３４は、凹部１１内のオイル４１の量が減少し
た分、正常時（オイル漏れ無き場合）よりもセンサチッ
プ２０側へ大きく変位する。

【００６２】このとき、本実施形態によれば、各々のボ
ンディングワイヤ１３ａ〜１３ｄのうち信号出力用ボン
ディングワイヤ１３ａを、メタルダイヤフラム３４に最
も近くに位置させているため、図４に示す様に、信号出
力用ボンディングワイヤ１３ａを、他のボンディングワ
イヤ１３ｂ〜１３ｄよりも最優先にメタルダイヤフラム
３４に接触させることができる。

【００６３】つまり、オイル漏れが発生した場合、メタ
ルダイヤフラム３４と信号出力用ボンディングワイヤ１
３ａとの短絡のみを確実に発生させることができ、電源
用ボンディングワイヤ１３ｂを含む他のボンディングワ
イヤ１３ｂ〜１３ｄとメタルダイヤフラム３４との短絡
を防止することができる。

【００６４】ここで、圧力センサＳ１においては、セン
サが取り付けられる被測定部材（自動車等）がグランド
に接地されており、ボディアースの状態となっているた
め、メタルダイヤフラム３４も接地された状態となって
いる。そのため、メタルダイヤフラム３４と信号出力用
ボンディングワイヤ１３ａとの短絡により、信号出力用
ターミナル１２ａから外部へ出力されるセンサ信号は、
ほぼ０Ｖとなる。

【００６５】外部へ出力されるセンサ信号は、正常時に
は検出圧力が０であっても、ある所定の信号レベル（例
えば０．５Ｖ）となるように、検出圧力とセンサ信号と
の関係がオフセットを持たせた関係となっている。その
ため、メタルダイヤフラム３４と信号出力用ボンディン
グワイヤ１３ａとの短絡により、センサ信号が正常な出
力範囲（例えば０．５Ｖ〜４．５Ｖ）の外にずれる。こ
のことから、このずれを外部回路等により検知すること
で上記のオイル漏れおよび短絡をセンサの故障として検
出することができる。

【００６６】なお、メタルダイヤフラム３４と信号出力
用ボンディングワイヤ１３ａとの短絡により、信号出力
用ターミナル１２ａから外部へ出力されるセンサ信号
が、センサ信号が正常な出力範囲外にまでずれれば良
く、ほぼ０Ｖとなるまで変化する必要はない。

【００６７】このように、本実施形態によれば、上記し
た「信号出力用ワイヤの最近接構成」を採用することに
より、オイル漏れによるメタルダイヤフラムとボンディ
ングワイヤとの短絡の発生を、センサの出力信号の異常
として適切に検出することができる。

【００６８】また、上記「信号出力用ワイヤの最近接構
成」は、上記図３に示したように、信号出力用ボンディ
ングワイヤ１３ａの凸形状を他のボンディングワイヤ１
３ｂ〜１３ｄの凸形状に比べて急峻とすることで実現し
ても良いが、次のような手法でも実現可能である。

【００６９】１つには、信号出力用ターミナル１２ａを
他のターミナル１２ｂ〜１２ｄに比べてセンサチップ２
０の端部から遠くに位置させ、信号出力用ボンディング
ワイヤ１３ａの凸の弧を他のボンディングワイヤ１３ｂ
〜１３ｄに比べて大きくする構成である。

【００７０】このような、ボンディングワイヤの凸度合
を急峻としたり、弧を大きくするといったボンディング
ワイヤの凸形状を変える手法によれば、ターミナル等の
構成を大きく変えることなく、ボンディングワイヤの形
状変更のみで、「信号出力用ワイヤの最近接構成」を適
切に実現することができる。

【００７１】また、「信号出力用ワイヤの最近接構成」
を適切に実現するには、ボンディングワイヤの方ではな
く、ターミナルの方の構成を変えても良い。図５に、変
形例として、ターミナルの構成を変えることにより「信
号出力用ワイヤの最近接構成」を実現する手法を示す。

【００７２】図５においては、凹部１１の底面からメタ
ルダイヤフラム３４に向かって突出して設けられた複数
個のターミナル１２ａ〜１２ｄのうち、信号出力用ボン
ディングワイヤ１３ａに接続される信号出力用ターミナ
ル１２ａを、他のボンディングワイヤ１３ｂ〜１３ｄに
接続されるターミナル１２ａ〜１２ｄよりも突出高さを
高くしている。

【００７３】この図５に示す変形例によれば、上記した
「信号出力用ワイヤの最近接構成」を、信号出力用ボン
ディングワイヤ１３ａの全長を他のボンディングワイヤ
１３ｂ〜１３ｄに比べて長くすることなく、実現するこ
とができる。なお、「信号出力用ワイヤの最近接構成」
を実現するために、本変形例において、さらに、ボンデ
ィングワイヤの凸形状（凸の弧の大きさや、急峻度）を
変えても良い。

【００７４】また、上記した「信号出力用ワイヤの最近
接構成」においては、信号出力用ボンディングワイヤ１
３ａと他のボンディングワイヤ１３ｂ〜１３ｄとでワイ
ヤの延びる方向が互いに異なっているが、本構成は、例
えば、各ボンディングワイヤ１３ａ〜１３ｄがセンサチ
ップ２０の同一辺側に位置して、略同一方向に延びるも
のにも適用できる。

【００７５】この場合には、略同一方向に延びる信号出
力用ボンディングワイヤ１３ａと他のボンディングワイ
ヤ１３ｂ〜１３ｄとが近接した配置となるが、本構成を
採用すれば、信号出力用ボンディングワイヤ１３ａと他
のボンディングワイヤ１３ｂ〜１３ｄとの高さが異なる
ため、両者の接触を極力抑制し、ワイヤ間の短絡を防止
するという効果もある。

【００７６】しかし、「信号出力用ワイヤの最近接構
成」の主たる効果は、あくまでもメタルダイヤフラム３
４と信号出力用ボンディングワイヤ１３ａとを最優先に
短絡させるということであり、上記図１及び図２に示す
様に、信号出力用ボンディングワイヤ１３ａと他のボン
ディングワイヤ１３ｂ〜１３ｄとでワイヤの延びる方向
を互いに異ならせることにより、ワイヤ間の短絡の心配
のない構成としたものにまで適用しても有意義なもので
ある。

【００７７】（他の実施形態）なお、各ターミナルは凹
部の底面から凹部内へ突出したものでなくとも良く、凹
部の側面から凹部内へ突出していても良い。

【００７８】要するに、本発明は、オイル封止型の圧力
センサにおいて、上記した「信号出力用ワイヤの最近接
構成」という独自の構成を採用したことを主旨とするも
のであり、細部は適宜設計変更可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る圧力センサの全体概略
断面図である。

【図２】図１の圧力センサにおけるセンサチップ及びそ
の周辺部の拡大平面図である。

【図３】図１の圧力センサにおけるセンサチップ及びそ
の周辺部の拡大断面図である。

【図４】本発明の効果を具体的に説明するための模式図
である。

【図５】上記実施形態の変形例におけるセンサチップ及
びその周辺部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０…ケース、１１…凹部、１２ａ…信号出力用ターミ
ナル、１２ｂ…電源用ターミナル、１２ｃ…調整用ター
ミナル、１２ｄ…接地ターミナル、１３ａ…信号出力用
ボンディングワイヤ、１３ｂ…電源用ボンディングワイ
ヤ、１３ｃ…調整用ボンディングワイヤ、１３ｄ…接地
ボンディングワイヤ、２０…センサチップ、２２ａ…信
号出力用パッド部、２２ｂ…電源用パッド部、２２ｃ…
調整用パッド部、２２ｄ…接地パッド部、３４…メタル
ダイヤフラム、４１…オイル。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F055 AA21 AA39 CC02 DD04 EE40 FF28 GG01 GG12 GG22 GG25 HH03 HH08 4M112 AA01 CA11 CA13 EA14 EA15 GA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面に凹部（１１）が形成されたケース
   （１０）と、 この凹部内に配設され圧力の印加に応じたレベルの電気
   信号を出力する圧力検出用の検出素子（２０）と、 前記検出素子における信号出力用および電源用を含む複
   数のパッド部（２２ａ〜２２ｄ）のそれぞれに対応し
   て、前記凹部内における前記検出素子の周囲に配設され
   た複数個のターミナル（１２ａ〜１２ｄ）と、 前記検出素子における個々の前記パッド部をそれぞれ対
   応する前記ターミナルに電気的に接続するボンディング
   ワイヤ（１３ａ〜１３ｄ）と、 前記検出素子、前記ターミナルおよび前記ボンディング
   ワイヤを覆うように前記凹部内に充填されたオイル（４
   １）と、 前記凹部の開口部を覆うように設けられ前記オイルを封
   止するメタルダイヤフラム（３４）とを備え、 前記メタルダイヤフラムに圧力が印加されたときに発生
   する応力を、前記オイルを介して前記検出素子へ伝達す
   るようにした圧力センサにおいて、 前記各々のボンディングワイヤは、前記ターミナルと前
   記パッド部との間にて前記メタルダイヤフラムに向かう
   凸形状をなしており、 前記各々のボンディングワイヤのうち、前記検出素子に
   おける信号出力用のパッド部（２２ａ）に対応する信号
   出力用ボンディングワイヤ（１３ａ）の頂部が、この信
   号出力用ボンディングワイヤ以外の他のボンディングワ
   イヤ（１３ｂ〜１３ｄ）の頂部に比べて前記メタルダイ
   ヤフラムに最も近くに位置していることを特徴とする圧
   力センサ。
2. 【請求項２】 前記信号出力用ボンディングワイヤ（１
   ３ａ）の頂部は、前記他のボンディングワイヤ（１３ｂ
   〜１３ｄ）の頂部よりも０．１ｍｍ以上前記メタルダイ
   ヤフラム（３４）に近いことを特徴とする請求項１に記
   載の圧力センサ。
3. 【請求項３】 前記信号出力用ボンディングワイヤ（１
   ３ａ）の頂部を、前記他のボンディングワイヤ（１３ｂ
   〜１３ｄ）の頂部に比べて前記メタルダイヤフラム（３
   ４）に最も近くに位置させることは、前記信号出力用ボ
   ンディングワイヤと前記他のボンディングワイヤとで凸
   形状を異ならせることでなされていることを特徴とする
   請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 【請求項４】 前記信号出力用ボンディングワイヤ（１
   ３ａ）と前記他のボンディングワイヤ（１３ｂ〜１３
   ｄ）とで凸形状を異ならせることは、前記信号出力用ボ
   ンディングワイヤの凸形状を前記他のボンディングワイ
   ヤの凸形状に比べて急峻とすることであることを特徴と
   する請求項３に記載の圧力センサ。
5. 【請求項５】 前記複数個のターミナル（１２ａ〜１２
   ｄ）は、それぞれ前記凹部（１１）の底面から前記メタ
   ルダイヤフラム（３４）に向かって突出して設けられて
   おり、 前記信号出力用ボンディングワイヤ（１３ａ）に接続さ
   れる前記ターミナル（１２ａ）は、前記他のボンディン
   グワイヤ（１３ｂ〜１３ｄ）に接続される前記ターミナ
   ル（１２ｂ〜１２ｄ）よりも突出高さが高くなっている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記
   載の圧力センサ。
6. 【請求項６】 前記信号出力用ボンディングワイヤ（１
   ３ａ）と前記他のボンディングワイヤ（１３ｂ〜１３
   ｄ）とでは、ワイヤの延びる方向が異なっていることを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧
   力センサ。