JP2003194768A - Water sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン濃度計測を
行う水質センサに関し、詳しくはセンサの実装構造に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water quality sensor for measuring ion concentration, and more particularly to a sensor mounting structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】イオン感応型電解効果トランジスタを用
いた水質センサとして例えば特願昭50−102678
号公報に記載のイオンセンサがあり、近年ではこのよう
な水質センサを組み込んだ電解水生成器も特願平5−1
28735号公報等にて提案されている。2. Description of the Related Art As a water quality sensor using an ion sensitive field effect transistor, for example, Japanese Patent Application No. 50-102678.
There is an ion sensor described in Japanese Patent Application Publication No. Hei 5-1.
It is proposed in Japanese Patent No. 28735.
【0003】水質センサにおいて半導体を用いたセンサ
チップと外部電極とを接合させる場合、その接合方法と
して特開平4−258755号公報に記載されているよ
うなバンプ接合が従来から用いられてきた。ところが、
上記のような水質センサを組み込んだ水処理機器にあっ
ては該水質センサが常時湿潤した状態となり、バンプ接
合を施したものでは短時間の湿潤状態では問題がないも
のの長期的な湿潤状態となれば接合部の腐食により絶縁
不良が生じるなど信頼性に問題があった。When a sensor chip using a semiconductor and an external electrode are bonded to each other in a water quality sensor, bump bonding as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-258755 has been conventionally used as a bonding method. However,
In the water treatment equipment incorporating the water quality sensor as described above, the water quality sensor is always in a wet state, and in the case where bump bonding is performed, there is no problem in a short-time wet state but a long-term wet state. For example, there was a problem with reliability such as insulation failure due to corrosion of the joint.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、長期的な湿潤状態にあっても
高い信頼性の確保される水質センサを提供することを課
題とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a water quality sensor that ensures high reliability even in a long-term wet condition. It is a thing.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第一の発明を、イオン感応型電解効果トランジスタを
有するセンサチップを設けた作用電極と比較電極とを備
えて成る水質センサにおいて、前記作用電極の外形を成
す成形体内部に、外部接続用の電極部とセンサチップ接
続用のワイヤボンディング電極部とを設けたプリント基
板を備えると共に該プリント基板上にセンサチップを配
設し、センサチップに設けたワイヤボンディング電極部
とプリント基板のワイヤボンディング電極部とをワイヤ
にて接続し、成形体内部の少なくとも前記接続部分を樹
脂封止したことを特徴としたものとする。このようにす
ることで、樹脂封止により水密性が確保され、家庭用水
処理機器に組み込まれて使用されるといった長期的な湿
潤状態にあっても高い信頼性が確保される。In order to solve the above-mentioned problems, the first aspect of the present invention provides a water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode. The molded body forming the outer shape of the working electrode is provided with a printed circuit board provided with an electrode part for external connection and a wire bonding electrode part for sensor chip connection, and the sensor chip is arranged on the printed circuit board. The wire bonding electrode portion provided on the printed circuit board and the wire bonding electrode portion of the printed circuit board are connected by a wire, and at least the connection portion inside the molded body is resin-sealed. By doing so, watertightness is secured by resin sealing, and high reliability is secured even in a long-term wet state such as being incorporated into a domestic water treatment device for use.
【0006】また、上記課題を解決するために第二の発
明を、イオン感応型電解効果トランジスタを有するセン
サチップを設けた作用電極と比較電極とを備えて成る水
質センサにおいて、前記作用電極の外形を成す成形体内
部に設置した補強板に、外部接続用の電極部とセンサチ
ップ接続用のワイヤボンディング電極部を備えて形成さ
れるフレキシブルプリント回路基板とセンサチップとを
隣接して配設し、センサチップに設けたワイヤボンディ
ング電極部とフレキシブルプリント回路基板のワイヤボ
ンディング電極部とをワイヤにて接続し、成形体内部の
少なくとも前記接続部分を樹脂封止したことを特徴とし
たものとしても良い。このようにすることで、樹脂封止
により水密性が確保され、家庭用水処理機器に組み込ま
れて使用されるといった長期的な湿潤状態にあっても高
い信頼性が確保される。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the second invention is to provide a water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode, and the outer shape of the working electrode. In the reinforcing plate installed inside the molded body forming the, the flexible printed circuit board and the sensor chip, which are provided with an electrode part for external connection and a wire bonding electrode part for sensor chip connection, are arranged adjacent to each other, The wire bonding electrode portion provided on the sensor chip and the wire bonding electrode portion of the flexible printed circuit board may be connected by a wire, and at least the connection portion inside the molded body may be resin-sealed. By doing so, watertightness is secured by resin sealing, and high reliability is secured even in a long-term wet state such as being incorporated into a domestic water treatment device for use.
【0007】また、上記課題を解決するために第三の発
明を、イオン感応型電解効果トランジスタを有するセン
サチップを設けた作用電極と比較電極とを備えて成る水
質センサにおいて、前記作用電極の外形を成す成形体内
部に、外部接続用の電極部とセンサチップ接続用のワイ
ヤボンディング電極部を備えて形成されるフレキシブル
プリント回路基板とセンサチップとを隣接して配設し、
センサチップに設けたワイヤボンディング電極部とフレ
キシブルプリント回路基板のワイヤボンディング電極部
とをワイヤにて接続し、成形体内部の少なくとも前記接
続部分を樹脂封止したことを特徴としたものとしても良
い。このようにすることで、樹脂封止により水密性が確
保され、家庭用水処理機器に組み込まれて使用されると
いった長期的な湿潤状態にあっても高い信頼性が確保さ
れる。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the third invention is to provide a water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode, and the outer shape of the working electrode. Inside the molded body forming the, the flexible printed circuit board and the sensor chip, which are provided with an electrode portion for external connection and a wire bonding electrode portion for sensor chip connection, are arranged adjacent to each other,
The wire bonding electrode portion provided on the sensor chip and the wire bonding electrode portion of the flexible printed circuit board may be connected by a wire, and at least the connection portion inside the molded body may be resin-sealed. By doing so, watertightness is secured by resin sealing, and high reliability is secured even in a long-term wet state such as being incorporated into a domestic water treatment device for use.
【0008】また、上記課題を解決するために第四の発
明を、イオン感応型電解効果トランジスタを有するセン
サチップを設けた作用電極と比較電極とを備えて成る水
質センサにおいて、前記作用電極の外形を成す成形体内
部に、外部接続用の電極部とセンサチップ接続用のワイ
ヤボンディング電極部とを備えて形成される導電板とセ
ンサチップとを隣接して配設し、センサチップに設けた
ワイヤボンディング電極部と導電板のワイヤボンディン
グ電極部とをワイヤにて接続し、成形体内部の少なくと
も前記接続部分を樹脂封止したことを特徴とする水質セ
ンサとしても良い。このようにすることで、樹脂封止に
より水密性が確保され、家庭用水処理機器に組み込まれ
て使用されるといった長期的な湿潤状態にあっても高い
信頼性が確保される。Further, in order to solve the above-mentioned problems, a fourth invention is directed to a water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode, and the outer shape of the working electrode. A wire provided on the sensor chip, in which a conductive plate formed with an electrode portion for external connection and a wire bonding electrode portion for sensor chip connection and a sensor chip are arranged adjacent to each other inside the molded body forming The water quality sensor may be characterized in that the bonding electrode portion and the wire bonding electrode portion of the conductive plate are connected by a wire, and at least the connection portion inside the molded body is resin-sealed. By doing so, watertightness is secured by resin sealing, and high reliability is secured even in a long-term wet state such as being incorporated into a domestic water treatment device for use.
【0009】また、第五の発明として、第二又は第三の
発明において、センサチップ接続用のワイヤボンディン
グ電極部をフレキシブルプリント回路基板の端部に設け
ることも好ましく、このようにすることで、フレキシブ
ルプリント回路基板とセンサチップとを所定距離だけ隔
てて配置させて夫々のワイヤボンディング電極部をワイ
ヤで接続させることができるので、フレキシブルプリン
ト回路板を大きな寸法に形成しなくても良くなる。Further, as a fifth invention, in the second or third invention, it is also preferable to provide a wire bonding electrode portion for connecting a sensor chip at an end portion of the flexible printed circuit board. Since the flexible printed circuit board and the sensor chip can be arranged at a predetermined distance and the respective wire bonding electrode portions can be connected by wires, it is not necessary to form the flexible printed circuit board in a large size.
【0010】また、第六の発明として、第二又は第三の
発明において、センサチップ接続用のワイヤボンディン
グ電極部をフレキシブルプリント回路基板の両端部に挟
まれる位置に設けることも好ましく、このようにするこ
とで、フレキシブルプリント回路基板上であってその端
部とワイヤボンディング電極部との間の部分にセンサチ
ップを配置することができ、その際にフレキシブルプリ
ント回路基板上のセンサチップの配置部分に位置決めの
線を示しておいたりセンサチップの収まる穴等を設ける
等しておくことで各ワイヤボンディング電極部の位置決
めが行いやすくなり、高精度のワイヤボンディングが可
能となる。As a sixth invention, in the second or third invention, it is also preferable that the wire bonding electrode portion for connecting the sensor chip is provided at a position sandwiched by both ends of the flexible printed circuit board. By doing so, the sensor chip can be arranged on the portion of the flexible printed circuit board between the end portion and the wire bonding electrode portion, and at that time, the sensor chip can be arranged on the portion of the flexible printed circuit board where the sensor chip is arranged. By indicating a positioning line or providing a hole for accommodating the sensor chip or the like, it becomes easy to position each wire bonding electrode portion, and highly accurate wire bonding becomes possible.
【0011】また、第七の発明として、第三、五、六の
いずれかの発明において、フレキシブルプリント回路基
板を成形体内部にインサート成形することも好ましく、
このようにすることで、フレキシブルプリント回路基板
が成形体と一体化されて信頼性が向上すると共に、成形
体の内部空間がなくなることから樹脂封止過程が減少し
て製造が簡素化される。As a seventh invention, in any one of the third, fifth and sixth inventions, it is preferable that the flexible printed circuit board is insert-molded inside the molded body.
By doing so, the flexible printed circuit board is integrated with the molded body to improve reliability, and since the internal space of the molded body is eliminated, the resin sealing process is reduced and the manufacturing is simplified.
【0012】また、第八の発明として、第四の発明にお
いて、導電板を成形体内部にインサート成形することも
好ましく、このようにすることで、導体板が成形体と一
体化されて信頼性が向上すると共に、成形体の内部空間
がなくなることから樹脂封止過程が減少して製造が簡素
化される。Further, as an eighth invention, in the fourth invention, it is also preferable that the conductive plate is insert-molded inside the molded body. By doing so, the conductive plate is integrated with the molded body and reliability is improved. In addition, since the internal space of the molded body is eliminated, the resin sealing process is reduced and the manufacturing is simplified.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施の形態に基づいて説明する。図1〜図3には、本発明
の実施の形態における第一の例の作用電極24やそれに
内蔵される各部材を示している。プリント基板1上には
複数の電極部が配線プリントされており、各電極部の一
端側が外部接続用のプリント基板側電極部2を形成して
いる。各電極部の他端側はセンサチップ接続用のプリン
ト基板側ワイヤボンディング電極部3を形成しており、
その表面にはワイヤボンディング用にNi及びAuでの
表面処理を施してある。更に、プリント基板1上にはプ
リント基板側ワイヤボンディング電極部3と隣接してセ
ンサチップ4を配設しており、該センサチップ4には水
素イオン濃度及びカルシウムイオン濃度測定用の感応膜
や温度補正用のダイオードを有して成るイオン感応型電
解効果トランジスタ(以下、ISFETと略す)29を
備えている。センサチップ4の端部であってプリント基
板側ワイヤボンディング電極部3と隣接する側にはセン
サチップ側ワイヤボンディング電極部6を設けており、
このセンサチップ側ワイヤボンディング電極部6とプリ
ント基板側ワイヤボンディング電極部3とを、金製のワ
イヤ5によって電気的に接続している。また、プリント
基板1上に形成したプリント基板側電極部2には、増幅
回路23等の外部入出力機器とのやり取りを行う為のリ
ード線7を接続させている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on the embodiments shown in the accompanying drawings. 1 to 3 show the working electrode 24 of the first example in the embodiment of the present invention and each member incorporated therein. A plurality of electrode portions are printed on the printed circuit board 1, and one end side of each electrode portion forms a printed circuit board side electrode portion 2 for external connection. On the other end side of each electrode part, a printed board side wire bonding electrode part 3 for connecting a sensor chip is formed,
The surface is subjected to surface treatment with Ni and Au for wire bonding. Further, a sensor chip 4 is arranged on the printed circuit board 1 adjacent to the printed circuit board side wire bonding electrode portion 3, and the sensor chip 4 has a sensitive film and a temperature for measuring hydrogen ion concentration and calcium ion concentration. An ion-sensitive field effect transistor (hereinafter, abbreviated as ISFET) 29 including a correction diode is provided. A sensor chip side wire bonding electrode portion 6 is provided on an end portion of the sensor chip 4 adjacent to the printed board side wire bonding electrode portion 3,
The sensor chip side wire bonding electrode portion 6 and the printed board side wire bonding electrode portion 3 are electrically connected by a gold wire 5. Further, a lead wire 7 for communicating with an external input / output device such as an amplifier circuit 23 is connected to the printed board side electrode portion 2 formed on the printed board 1.
【0014】前記したプリント基板1及びそれに配設さ
れる各部材は、作用電極24の外形を成す成形体8の内
部に収納されて保持されている。更に、長期間の湿潤状
態においても信頼性を確保する為に、プリント基板側ワ
イヤボンディング電極部3及びセンサチップ側ワイヤボ
ンディング電極部6とワイヤ5との接続箇所と、プリン
ト基板1の金属露出部分と、プリント基板側電極部2と
リード線7との接続箇所とを含めた成形体8内の空間部
分を、樹脂9で封止している。この樹脂9としては防水
性と耐久性の両面からシリコンやエポキシ系樹脂が好ま
しい。また、成形体8との密着性の面から熱硬化性のも
のを用いても良い。この場合、成形体8はPPS等の耐
熱性の材料により形成する。The printed circuit board 1 and the members arranged therein are housed and held inside a molded body 8 forming the outer shape of the working electrode 24. Further, in order to ensure reliability even in a wet condition for a long period of time, the connection portion between the wire bonding electrode portion 3 of the printed circuit board side and the wire bonding electrode portion 6 of the sensor chip side and the wire 5 and the metal exposed portion of the printed circuit board 1 And the space inside the molded body 8 including the connection part between the printed circuit board side electrode portion 2 and the lead wire 7 is sealed with the resin 9. The resin 9 is preferably silicone or epoxy resin from the viewpoint of both waterproofness and durability. In addition, a thermosetting material may be used in terms of adhesion with the molded body 8. In this case, the molded body 8 is formed of a heat resistant material such as PPS.
【0015】次に、本発明の実施の形態における第二の
例について図4〜図6に基づいて説明する。図6に示す
フレキシブルプリント回路基板(以下、FPCBと略
す)28は、ポリイミド等の絶縁フィルム10の内部に
薄型の導体箔11による電気配線回路を複数内在させて
形成したものであり、導体箔11の一端側には外部接続
用のフレキシブルプリント回路基板側電極部(以下、F
PCB側電極部と略す)12を形成し、他端側にはセン
サチップ接続用のフレキシブルプリント回路基板側ワイ
ヤボンディング電極部(以下、FPCB側ワイヤボンデ
ィング電極部と略す)13を形成している。外部接続用
のFPCB側電極部12は伝導性のもので表面処理が施
され、FPCB側ワイヤボンディング電極部13はNi
及びAuで表面処理が施されている。また、このFPC
B28は、ワイヤボンディングを容易にする為に図5等
に示すように補強板14に接着されている。尚、この補
強板14はワイヤボンディング時の熱に耐えられるよう
に例えばガラエポ等の耐熱性の材料を用いる。Next, a second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A flexible printed circuit board (hereinafter, abbreviated as FPCB) 28 shown in FIG. 6 is formed by including a plurality of electric wiring circuits formed of thin conductor foils 11 inside an insulating film 10 such as polyimide. The flexible printed circuit board side electrode portion for external connection (hereinafter, F
A PCB side electrode portion) 12 is formed, and a flexible printed circuit board side wire bonding electrode portion (hereinafter abbreviated as FPCB side wire bonding electrode portion) 13 for sensor chip connection is formed on the other end side. The FPCB side electrode portion 12 for external connection is made of a conductive material and surface-treated, and the FPCB side wire bonding electrode portion 13 is made of Ni.
And Au are surface-treated. Also, this FPC
B28 is adhered to the reinforcing plate 14 as shown in FIG. 5 and the like to facilitate wire bonding. The reinforcing plate 14 is made of a heat-resistant material such as glass epoxy so that it can withstand heat during wire bonding.
【0016】更に、補強板14にはFPCB側ワイヤボ
ンディング電極部13と隣接してセンサチップ4を配設
している。このセンサチップ4は第一の例と同様のもの
であり、センタチップ4に備えたセンサチップ側ワイヤ
ボンディング電極部6とFPCB28に備えたFPCB
側ワイヤボンディング電極部13とを、金製のワイヤ5
によって電気的に接続させている。前記した補強板14
及びそれに配設される各部材は、作用電極24の外形を
成す成形体8の内部に収納されて保持されており、長期
間の湿潤状態においても信頼性を確保する為に、少なく
ともFPCB側ワイヤボンディング電極部13及びセン
サチップ側ワイヤボンディング電極部6とワイヤ5との
接続箇所を含めた成形体8内の空間部分を樹脂9で封止
している。樹脂9については第一の例と同様のものを用
いる。Further, the sensor chip 4 is disposed on the reinforcing plate 14 adjacent to the FPCB side wire bonding electrode portion 13. The sensor chip 4 is the same as that of the first example, and the sensor chip side wire bonding electrode portion 6 provided in the center chip 4 and the FPCB provided in the FPCB 28.
The side wire bonding electrode portion 13 is connected to the gold wire 5
It is electrically connected by. Reinforcing plate 14 described above
And each member arranged therein are housed and held inside the molded body 8 forming the outer shape of the working electrode 24, and at least the FPCB side wire is secured in order to ensure reliability even in a wet state for a long period of time. A resin 9 is used to seal a space in the molded body 8 including the bonding electrode portion 13, the sensor chip side wire bonding electrode portion 6 and the connection portion of the wire 5. As the resin 9, the same resin as in the first example is used.
【0017】次に、本発明の実施の形態における第三の
例について図7に基づいて説明する。但し、第二の例と
同様の構成については説明を一部省略し、特徴的な構成
について以下に述べる。本例の作用電極24にあって
は、第二の例のように成形体8内部に補強板14を設け
るのではなくFPCB28を直接成形体8の内面に接着
剤等で固定して保持すると共に、このようにFPCB2
8と一体となった成形体8の内面であってFPCB側ワ
イヤボンディング電極部13と隣接する箇所にセンサチ
ップ4を配置し、センサチップ4とFPCB28とを金
製のワイヤ5で接続させている。そして、第二の例と同
様に、少なくとも前記接続個所を含めた成形体8内の空
間部分を樹脂9で封止して、湿潤状態での信頼性向上を
図っている。Next, a third example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the description of the same configuration as the second example is partially omitted, and the characteristic configuration will be described below. In the working electrode 24 of this example, the FPCB 28 is directly fixed to the inner surface of the molded body 8 with an adhesive or the like instead of providing the reinforcing plate 14 inside the molded body 8 as in the second example. , Like this FPCB2
The sensor chip 4 is arranged on the inner surface of the molded body 8 which is integrated with 8 and adjacent to the FPCB side wire bonding electrode portion 13, and the sensor chip 4 and the FPCB 28 are connected by the gold wire 5. . Then, as in the second example, at least the space portion inside the molded body 8 including the connection points is sealed with the resin 9 to improve reliability in a wet state.
【0018】この場合、第二の例と比較してFPCB2
8を固定する補強板14を備える必要がないことから部
品点数が削減されると共に成形体8内の空間部分が小さ
くて済み、樹脂封止の作業も簡素化される。In this case, the FPCB2 is compared with the second example.
Since it is not necessary to provide the reinforcing plate 14 for fixing the eight, the number of parts is reduced, the space portion in the molded body 8 is small, and the work of resin sealing is also simplified.
【0019】図8には本例のFPCB28とセンサチッ
プ4との位置関係を示しているが、このように本例にあ
ってはFPCB側ワイヤボンディング電極部13をFP
CB28の端部に設けると共に、このFPCB側ワイヤ
ボンディング電極部13を設けた端部からFPCB28
と離れる方に所定距離隔てた個所にセンサチップ4を配
置している。これに対して、図9に示すようにFPCB
側ワイヤボンディング電極部13をFPCB28の両端
部に挟まれる位置に設け、このFPCB28の端部とF
PCB側ワイヤボンディング電極部13との間であって
FPCB側電極部12とは反対側の箇所にセンサチップ
4を配置するようにしても良い。その際、FPCB28
上のセンサチップ4の配置部分に位置決めの線を示して
おいたりセンサチップ4の収まる穴を設ける等しておく
ことで、センサチップ側ワイヤボンディング電極部6と
FPCB側ワイヤボンディング電極部13との位置決め
が行いやすくなり、高精度のワイヤボンディングが可能
となる。FIG. 8 shows the positional relationship between the FPCB 28 and the sensor chip 4 of this example. As described above, in this example, the FPCB side wire bonding electrode portion 13 is connected to the FP.
The FPCB 28 is provided at the end of the CB 28 and from the end where the FPCB side wire bonding electrode portion 13 is provided.
The sensor chip 4 is arranged at a position separated by a predetermined distance from the sensor chip 4. On the other hand, as shown in FIG.
The side wire bonding electrode portion 13 is provided at a position sandwiched between both ends of the FPCB 28, and the end portion of the FPCB 28 and the F
The sensor chip 4 may be arranged at a location between the PCB side wire bonding electrode section 13 and the opposite side of the FPCB side electrode section 12. At that time, FPCB28
By arranging a positioning line in the upper portion where the sensor chip 4 is arranged or by providing a hole in which the sensor chip 4 can be accommodated, the sensor chip side wire bonding electrode portion 6 and the FPCB side wire bonding electrode portion 13 are separated. Positioning becomes easier, and highly accurate wire bonding becomes possible.
【0020】また、上述した本例のFPCB28とセン
サチップ4の配置と同様の配置を第二の例の作用電極2
4に用いても良い。In addition, the same arrangement as the arrangement of the FPCB 28 and the sensor chip 4 of the present example described above is applied to the working electrode 2 of the second example.
It may be used for 4.
【0021】次に、本発明の実施の形態における第四の
例について図10に基づいて説明する。但し、第二の例
と同様の構成については説明を一部省略し、特徴的な構
成について以下に述べる。本例の作用電極24にあって
は、外部接続用の導電板側電極部31とセンサチップ接
続用の電極板側ワイヤボンディング電極部16とを備え
て形成される導電板15を成形体8の内面に接着剤等で
固定して保持すると共に、このように導電板15と一体
となった成形体8の内面であって導電板15の端部に設
けた導電板側ワイヤボンディング電極部16と隣接する
箇所にセンサチップ4を配置し、センサチップ側ワイヤ
ボンディング電極部6と導電板側ワイヤボンディング電
極部16とを金製のワイヤ5で接続させている。そし
て、第二の例と同様に、少なくとも前記接続個所を含ん
だ成形体8内の空間部分を樹脂9で封止して、湿潤状態
での信頼性向上を図っている。Next, a fourth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the description of the same configuration as the second example is partially omitted, and the characteristic configuration will be described below. In the working electrode 24 of this example, the conductive plate 15 formed of the conductive plate side electrode portion 31 for external connection and the electrode plate side wire bonding electrode portion 16 for sensor chip connection is formed on the molded body 8. The wire bonding electrode portion 16 is provided on the inner surface of the molded body 8 integrally fixed to the inner surface of the electrically conductive plate 15 at the end portion of the electrically conductive plate 15. The sensor chip 4 is arranged at an adjacent position, and the sensor chip side wire bonding electrode portion 6 and the conductive plate side wire bonding electrode portion 16 are connected by the gold wire 5. Then, as in the second example, the space portion inside the molded body 8 including at least the connection portion is sealed with the resin 9 to improve reliability in a wet state.
【0022】本例においても、第二の例で用いた補強板
14のような部材を備える必要がないことから、部品点
数が少なくて済むと共に成形体8内の空間部分が小さく
て済み、樹脂封止の作業が簡素化される。Also in this example, since it is not necessary to provide a member such as the reinforcing plate 14 used in the second example, the number of parts can be small and the space in the molded body 8 can be small, and the resin can be used. The work of sealing is simplified.
【0023】次に、本発明の実施の形態における第五の
例について図11に基づいて説明する。本例の作用電極
24は第三の例と略同一のものであり、同様の構成につ
いては説明を省略するが、FPCB28を成形体8内部
にインサート成形してあることが第三の例と異なる特徴
的な構成となっている。このようにインサート成形を行
うことで、FPCB28の位置決めが精度良く行われる
と共に、成形体8とFPCB28との間の空間がなくな
ることから樹脂9による封止過程を削減することができ
る。また、第三の例と同様に、第二の例と比較すれば補
強板14のような部材が不要であることから部品点数の
削減となる。Next, a fifth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The working electrode 24 of this example is substantially the same as that of the third example, and the description of the same configuration is omitted, but it is different from the third example in that the FPCB 28 is insert-molded inside the molded body 8. It has a characteristic structure. By performing the insert molding in this way, the positioning of the FPCB 28 is performed accurately, and since the space between the molded body 8 and the FPCB 28 is eliminated, the sealing process by the resin 9 can be reduced. Further, as in the third example, as compared with the second example, a member such as the reinforcing plate 14 is not necessary, so the number of parts is reduced.
【0024】次に、本発明の実施の形態における第六の
例について図12に基づいて説明する。本例の作用電極
24は第四の例と略同一のものであり、同様の構成につ
いては説明を省略するが、導電板15を成形体8内部に
インサート成形してあることが第四の例と異なる特徴的
な構成となっている。このようにインサート成形を行う
ことで、導電板15の位置決めが精度良く行われると共
に、成形体8と導電板15との間の空間がなくなること
から樹脂9による封止過程を削減することができる。Next, a sixth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The working electrode 24 of this example is substantially the same as that of the fourth example, and the description of the same configuration is omitted, but it is the fourth example that the conductive plate 15 is insert-molded inside the molded body 8. It has a characteristic configuration different from. By performing the insert molding in this way, the conductive plate 15 is accurately positioned, and the space between the molded body 8 and the conductive plate 15 is eliminated, so that the sealing process by the resin 9 can be reduced. .
【0025】次に、既述したいずれかの例の作用電極2
4を備えた水質センサ30であって例えば家庭用水処理
機器内の流路に組み込まれて使用されるものについて図
13〜図15に基づいて説明する。図15に示すように
水質センサ30の本体ケース17の内部は二分割されて
おり、分割した一方の内部には、シリコンで形成される
上部パッキン18と、液絡セラミック19を備えた下部
パッキン20とで挟まれて成る空間を備えている。前記
空間内には長期使用時の液絡セラミック19からの溶出
量調整の為のCMCが入った飽和KCl21を充填して
おり、更に、前記飽和KCl21の内部にはAg/Ag
Cl等で形成される比較電極22を位置させている。本
体ケース17の分割した他方の内部空間には、ISFE
T29の入出力を処理する為の増幅回路23を配置する
と共に、下側から作用電極24の上部を嵌め込んで位置
させている。更に、この内部空間は家庭用水処理機器等
での使用を考慮してウレタン樹脂を用いたポッティング
剤で封止して防水を施しており、作用電極24の上部外
周にはポッティング剤の漏れ防止を目的として漏れ防止
用Oリング26を嵌合させている。また、前記増幅回路
23は、作用電極24に内蔵される外部接続用の電極
部、及び、比較電極22と夫々電気的に接続させてあ
る。Next, the working electrode 2 of any one of the examples described above.
A water quality sensor 30 provided with 4, which is used by being incorporated into a flow path in a domestic water treatment device will be described with reference to FIGS. 13 to 15. As shown in FIG. 15, the inside of the main body case 17 of the water quality sensor 30 is divided into two parts, and in one of the divided parts, an upper packing 18 made of silicon and a lower packing 20 having a liquid junction ceramic 19 are provided. It has a space sandwiched between and. The space is filled with saturated KCl21 containing CMC for adjusting the elution amount from the liquid junction ceramic 19 during long-term use, and further, inside the saturated KCl21, Ag / Ag is contained.
The reference electrode 22 formed of Cl or the like is located. ISFE is provided in the other internal space of the main body case 17 which is divided.
The amplifier circuit 23 for processing the input and output of T29 is arranged, and the upper portion of the working electrode 24 is fitted and positioned from the lower side. Further, this internal space is sealed with a potting agent using urethane resin for waterproofing in consideration of use in domestic water treatment equipment, etc., and the potting agent is prevented from leaking to the upper outer periphery of the working electrode 24. For the purpose, a leak prevention O-ring 26 is fitted. Further, the amplifier circuit 23 is electrically connected to the electrode portion for external connection built in the working electrode 24 and the comparison electrode 22, respectively.
【0026】その他、本体ケース17の上部には、防水
を目的として本体キャプ25を設けており、本体ケース
17及び作用電極24の流路への組み込み個所には、こ
の水質センサ30を家庭用水処理機器内の流路に組み込
んだ際の流路からの水漏れ防止を目的として防水用Oリ
ング27を夫々嵌合させている。In addition, a main body cap 25 is provided on the upper part of the main body case 17 for the purpose of waterproofing, and the water quality sensor 30 is installed at the place where the main body case 17 and the working electrode 24 are incorporated in the flow path. Waterproof O-rings 27 are fitted to each other for the purpose of preventing water leakage from the flow channel when incorporated into the flow channel in the device.
【0027】以上述べたような水質センサ30によれ
ば、該水質センサ30を水処理機器に組み込んで使用す
るに際して常時湿潤した状態となる場合であっても、作
用電極24内の各接続箇所や金属露出部分、及び、成形
体8内部の空間部分等が好適に樹脂封止されている為
に、高い信頼性が確保される。According to the water quality sensor 30 as described above, even when the water quality sensor 30 is installed in a water treatment apparatus and is always in a wet state, the connection points in the working electrode 24 and High reliability is ensured because the exposed metal portion, the space inside the molded body 8 and the like are preferably resin-sealed.
【0028】[0028]
【発明の効果】上記のように請求項1〜4記載の発明に
あっては、樹脂封止により水密性が確保され、家庭用水
処理機器に組み込まれて使用されるといった長期的な湿
潤状態にあっても高い信頼性が確保されるという効果が
ある。As described above, in the inventions according to claims 1 to 4, the watertightness is ensured by the resin sealing, and it is used in a long-term wet state such that it is incorporated into a domestic water treatment equipment for use. Even if there is, there is an effect that high reliability is secured.
【0029】また、請求項5記載の発明にあっては、請
求項2又は3記載の発明の効果に加えて、フレキシブル
プリント回路基板とセンサチップとを所定距離だけ隔て
て配置させて夫々のワイヤボンディング電極部をワイヤ
で接続させることができることから、フレキシブルプリ
ント回路板を大きな寸法に形成しなくても良くなるとい
う効果がある。According to the invention of claim 5, in addition to the effect of the invention of claim 2 or 3, the flexible printed circuit board and the sensor chip are arranged at a predetermined distance from each other. Since the bonding electrode portions can be connected by wires, there is an effect that it is not necessary to form the flexible printed circuit board in a large size.
【0030】また、請求項6記載の発明にあっては、請
求項2又は3記載の発明の効果に加えて、フレキシブル
プリント回路基板上であってその端部とワイヤボンディ
ング電極部との間の部分にセンサチップを配置すること
ができることから、その際にフレキシブルプリント回路
基板上のセンサチップの配置部分に位置決めの線を示し
ておいたりセンサチップの収まる穴を設ける等しておく
ことで各ワイヤボンディング電極部の位置決めが行いや
すくなって、高精度のワイヤボンディングが可能になる
という効果がある。According to the invention of claim 6, in addition to the effect of the invention of claim 2 or 3, a flexible printed circuit board is provided between the end portion and the wire bonding electrode portion. Since it is possible to place the sensor chip in that part, at that time, each wire can be provided by indicating a positioning line in the sensor chip placement part on the flexible printed circuit board or providing a hole in which the sensor chip can be placed. There is an effect that the positioning of the bonding electrode portion is facilitated and highly accurate wire bonding becomes possible.
【0031】また、請求項7記載の発明にあっては、請
求項3、5、6のいずれか記載の発明の効果に加えて、
フレキシブルプリント回路基板が成形体と一体化されて
信頼性が向上すると共に、成形体の内部空間がなくなる
ことから樹脂封止過程が減少して製造が簡素化されると
いう効果がある。According to the invention of claim 7, in addition to the effect of the invention of claim 3, 5, or 6,
The flexible printed circuit board is integrated with the molded body to improve reliability, and since the internal space of the molded body is eliminated, the resin sealing process is reduced and manufacturing is simplified.
【0032】また、請求項8記載の発明にあっては、請
求項4記載の発明の効果に加えて、導体板が成形体と一
体化されて信頼性が向上すると共に、成形体の内部空間
がなくなることから樹脂封止過程が減少して製造が簡素
化されるという効果がある。According to the invention of claim 8, in addition to the effect of the invention of claim 4, the conductor plate is integrated with the molded body to improve reliability, and the internal space of the molded body is improved. Since there is no such problem, there is an effect that the resin sealing process is reduced and the manufacturing is simplified.
【図1】本発明の実施の形態における第一の例の作用電
極を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a working electrode of a first example in an embodiment of the present invention.
【図2】同上の作用電極の成形体内に収納される各部材
を示す概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing each member housed in the molded body of the working electrode of the above.
【図3】同上の作用電極の成形体内に収納される各部材
を示す概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing each member housed in the molded body of the working electrode of the same.
【図4】本発明の実施の形態における第二の例の作用電
極を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a working electrode of a second example in the embodiment of the present invention.
【図5】同上の作用電極の成形体内に収納される各部材
を示す概略側面図である。FIG. 5 is a schematic side view showing each member housed in the molded body of the working electrode of the same.
【図6】同上の作用電極の成形体内に収納される各部材
を示す概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing each member housed in the molded body of the working electrode of the same.
【図7】本発明の実施の形態における第三の例の作用電
極を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a working electrode of a third example in the embodiment of the present invention.
【図8】同上の作用電極の成形体内に収納される各部材
を示す概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view showing each member housed in the molded body of the working electrode of the above.
【図9】同上の作用電極の成形体内に収納される各部材
の他の配置手段を示す概略平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing another arranging means of each member housed in the molded body of the working electrode of the same.
【図10】本発明の実施の形態における第四の例の作用
電極を示す該略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a working electrode of a fourth example in the embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施の形態における第五の例の作用
電極を示す該略断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view showing a working electrode of a fifth example in the embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施の形態における第六の例の作用
電極を示す該略断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a working electrode of a sixth example in the embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施の形態における第一〜第六の例
の作用電極のいずれかを用いた水質センサを示す斜視図
である。FIG. 13 is a perspective view showing a water quality sensor using any of the working electrodes of the first to sixth examples in the embodiment of the present invention.
【図14】同上の水質センサを示す分解図である。FIG. 14 is an exploded view showing the above water quality sensor.
【図15】同上の水質センサを示す概略断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the above water quality sensor.
1 プリント基板
2 プリント基板側電極部
3 プリント基板側ワイヤボンディング電極部
4 センサチップ
5 ワイヤ
6 センサチップ側ワイヤボンディング電極部
7 リード線
8 成形体
9 樹脂
12 フレキシブルプリント回路基板電極部
13 フレキシブルプリント回路基板側ワイヤボンディ
ング電極部
14 補強板
15 導電板
16 電極板側ワイヤボンディング電極部
22 比較電極
24 作用電極
28 フレキシブルプリント回路基板
29 イオン感応型電解効果トランジスタ
30 水質センサ
31 導電板側電極部1 Printed Circuit Board 2 Printed Circuit Board Side Electrode Section 3 Printed Circuit Board Side Wire Bonding Electrode Section 4 Sensor Chip 5 Wire 6 Sensor Chip Side Wire Bonding Electrode Section 7 Lead Wire 8 Molded Body 9 Resin 12 Flexible Printed Circuit Board Electrode Section 13 Flexible Printed Circuit Board Side wire bonding electrode portion 14 reinforcing plate 15 conductive plate 16 electrode plate side wire bonding electrode portion 22 reference electrode 24 working electrode 28 flexible printed circuit board 29 ion sensitive field effect transistor 30 water quality sensor 31 conductive plate side electrode portion
Claims (8)
するセンサチップを設けた作用電極と比較電極とを備え
て成る水質センサにおいて、前記作用電極の外形を成す
成形体内部に、外部接続用の電極部とセンサチップ接続
用のワイヤボンディング電極部とを設けたプリント基板
を備えると共に該プリント基板上にセンサチップを配設
し、センサチップに設けたワイヤボンディング電極部と
プリント基板のワイヤボンディング電極部とをワイヤに
て接続し、成形体内部の少なくとも前記接続部分を樹脂
封止したことを特徴とする水質センサ。1. A water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode, wherein an electrode portion for external connection is provided inside a molded body forming the outer shape of the working electrode. A printed circuit board provided with a wire bonding electrode part for connecting the sensor chip and a sensor chip on the printed circuit board, and the wire bonding electrode part provided on the sensor chip and the wire bonding electrode part of the printed circuit board. A water quality sensor characterized in that it is connected by a wire, and at least the connection portion inside the molded body is resin-sealed.
するセンサチップを設けた作用電極と比較電極とを備え
て成る水質センサにおいて、前記作用電極の外形を成す
成形体内部に設置した補強板に、外部接続用の電極部と
センサチップ接続用のワイヤボンディング電極部を備え
て形成されるフレキシブルプリント回路基板とセンサチ
ップとを隣接して配設し、センサチップに設けたワイヤ
ボンディング電極部とフレキシブルプリント回路基板の
ワイヤボンディング電極部とをワイヤにて接続し、成形
体内部の少なくとも前記接続部分を樹脂封止したことを
特徴とする水質センサ。2. A water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode, wherein a reinforcing plate installed inside a molded body forming the outer shape of the working electrode is externally mounted. A flexible printed circuit board formed by including an electrode portion for connection and a wire bonding electrode portion for connecting a sensor chip and a sensor chip are arranged adjacent to each other, and a wire bonding electrode portion and a flexible printed circuit provided on the sensor chip. A water quality sensor characterized in that a wire bonding electrode portion of a substrate is connected by a wire, and at least the connecting portion inside a molded body is resin-sealed.
するセンサチップを設けた作用電極と比較電極とを備え
て成る水質センサにおいて、前記作用電極の外形を成す
成形体内部に、外部接続用の電極部とセンサチップ接続
用のワイヤボンディング電極部を備えて形成されるフレ
キシブルプリント回路基板とセンサチップとを隣接して
配設し、センサチップに設けたワイヤボンディング電極
部とフレキシブルプリント回路基板のワイヤボンディン
グ電極部とをワイヤにて接続し、成形体内部の少なくと
も前記接続部分を樹脂封止したことを特徴とする水質セ
ンサ。3. A water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode, wherein an electrode portion for external connection is provided inside a molded body forming the outer shape of the working electrode. And a flexible printed circuit board formed by including a wire bonding electrode portion for connecting the sensor chip and the sensor chip are arranged adjacent to each other, and the wire bonding electrode portion provided on the sensor chip and the wire bonding electrode of the flexible printed circuit board. The water quality sensor is characterized in that at least the connection portion inside the molded body is resin-sealed by connecting the portion with a wire.
するセンサチップを設けた作用電極と比較電極とを備え
て成る水質センサにおいて、前記作用電極の外形を成す
成形体内部に、外部接続用の電極部とセンサチップ接続
用のワイヤボンディング電極部とを備えて形成される導
電板とセンサチップとを隣接して配設し、センサチップ
に設けたワイヤボンディング電極部と導電板のワイヤボ
ンディング電極部とをワイヤにて接続し、成形体内部の
少なくとも前記接続部分を樹脂封止したことを特徴とす
る水質センサ。4. A water quality sensor comprising a working electrode provided with a sensor chip having an ion-sensitive field effect transistor and a reference electrode, wherein an electrode part for external connection is provided inside a molded body forming the outer shape of the working electrode. And a wire bonding electrode portion for connecting the sensor chip, the conductive plate and the sensor chip are arranged adjacent to each other, and the wire bonding electrode portion provided on the sensor chip and the wire bonding electrode portion of the conductive plate are connected to each other. A water quality sensor characterized in that it is connected by a wire, and at least the connection portion inside the molded body is resin-sealed.
グ電極部を、フレキシブルプリント回路基板の端部に設
けたことを特徴とする請求項2又は3記載の水質セン
サ。5. The water quality sensor according to claim 2, wherein the wire bonding electrode portion for connecting the sensor chip is provided at an end portion of the flexible printed circuit board.
グ電極部を、フレキシブルプリント回路基板の両端部に
挟まれる位置に設けたことを特徴とする請求項2又は3
記載の水質センサ。6. A wire bonding electrode portion for connecting a sensor chip is provided at a position sandwiched by both ends of the flexible printed circuit board.
Water quality sensor described.
内部にインサート成形したことを特徴とする請求項3、
5、6のいずれか記載の水質センサ。7. The flexible printed circuit board is insert-molded inside the molded body.
The water quality sensor according to any one of 5 and 6.
たことを特徴とする請求項4記載の水質センサ。8. The water quality sensor according to claim 4, wherein a conductive plate is insert-molded inside the molded body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001392791A JP2003194768A (en) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | Water sensor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001392791A patent/JP2003194768A/en not_active Withdrawn
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