JP2005265554A

JP2005265554A - Pressure sensor

Info

Publication number: JP2005265554A
Application number: JP2004077130A
Authority: JP
Inventors: Ineo Toyoda; 稲男豊田; Hiroaki Tanaka; 宏明田中; Ichiji Kondo; 市治近藤; Makoto Totani; 眞戸谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: JP4218558B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized highly-accurate pressure sensor having excellent corrosion resistance. <P>SOLUTION: In a pressure sensor chip 21, a plurality of pads 25a, 25b are arranged on positions symmetrical to the diaphragm, on the periphery of a diaphragm. On a wiring board 30, a plurality of patterned wiring 32a, 32b are sealed by a thermoplastic resin sheet 31. The thermoplastic resin sheet 31 on the wiring board 30 is thermo-compression bonded to the pressure sensor chip 21, and each wiring 32a, 32b on the wiring board 30 is bonded to each pad 25a, 25b of the pressure sensor chip 21, and each bonded part is sealed by the thermoplastic resin sheet 31. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、圧力センサに関するものである。 The present invention relates to a pressure sensor.

腐食性の強い流体の圧力を検出する圧力センサの構造として、特許文献１においては、圧力センサチップをワイヤボンディングでターミナルピンに接続し、センサチップ、ワイヤおよびターミナルピンをオイル中に入れ、耐食性のあるメタルダイアフラムで封止した構造を採用している。
特許第３１９８７７９号公報 As a structure of a pressure sensor that detects the pressure of a highly corrosive fluid, in Patent Document 1, a pressure sensor chip is connected to a terminal pin by wire bonding, and the sensor chip, the wire and the terminal pin are put in oil so that the corrosion resistance is high. A structure sealed with a metal diaphragm is adopted.
Japanese Patent No. 3198779

しかしながら、この構造では、メタルダイアフラムやオイル、シールのためのＯリングといった部材が必要となり、小型化できないという課題がある。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的は、耐食性に優れるとともに小型で高精度な圧力センサを提供することにある。 However, this structure requires members such as a metal diaphragm, oil, and an O-ring for sealing, and there is a problem that it cannot be reduced in size.
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a small and highly accurate pressure sensor that is excellent in corrosion resistance.

請求項１に記載の圧力センサによれば、配線基板における配線および接合部（電気的接続部）が熱可塑性樹脂製シートに封止され、これにより環境（雰囲気）からの腐食を防止することができる。また、配線基板において配線が配置されているので、ボンディングワイヤを用いなくてもよく小型化できる。さらに、圧力センサチップにおいてパッドがダイアフラムに対し対称となる位置に配置されており、これにより、熱応力のアンバランスを低減することができる。詳しくは、センサチップの材料と配線基板の配線の熱膨張係数差による熱応力がセンサチップのダイアフラムに不均一に印加されることを防ぐことができる。これによって、高精度に圧力を検出することができる。 According to the pressure sensor of the first aspect, the wiring and the joint portion (electrical connection portion) in the wiring board are sealed by the thermoplastic resin sheet, thereby preventing corrosion from the environment (atmosphere). it can. Further, since the wiring is arranged on the wiring board, the size can be reduced without using a bonding wire. Furthermore, in the pressure sensor chip, the pad is disposed at a position that is symmetric with respect to the diaphragm, thereby reducing the unbalance of thermal stress. Specifically, it is possible to prevent the thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the material of the sensor chip and the wiring of the wiring board from being applied unevenly to the diaphragm of the sensor chip. Thereby, the pressure can be detected with high accuracy.

請求項２に記載のように、請求項１に記載の圧力センサにおいて四角板状をなす圧力センサチップの中央部にダイアフラムを形成するとともに、パッドを圧力センサチップにおける少なくとも対角での角部に配置すると、対称性という観点から好ましい。 As described in claim 2, in the pressure sensor according to claim 1, a diaphragm is formed at the central portion of the pressure sensor chip having a square plate shape, and the pad is formed at at least a diagonal corner of the pressure sensor chip. Arrangement is preferable from the viewpoint of symmetry.

請求項３に記載のように、請求項２に記載の圧力センサにおいてパッドを、四角板状をなす圧力センサチップにおける四隅に配置すると、対称性という観点からより好ましい。
請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて配線基板の熱可塑性樹脂製シートを、複数の外部接続端子における圧力検出対象の流体が接する部位に熱圧着するとともに、各外部接続端子と各配線とを接合し、かつ、これら各接合部を熱可塑性樹脂製シートで封止すると、各外部接続端子についても環境（雰囲気）からの腐食を防止することができる。 As described in claim 3, in the pressure sensor according to claim 2, it is more preferable from the viewpoint of symmetry to arrange the pads at the four corners of the pressure sensor chip having a square plate shape.
According to a fourth aspect of the present invention, in the pressure sensor according to any one of the first to third aspects, the thermoplastic resin sheet of the wiring board is brought into contact with a portion of the plurality of external connection terminals in contact with the fluid to be pressure-detected. When thermocompression bonding is performed, each external connection terminal and each wiring are joined, and each joint is sealed with a thermoplastic resin sheet, each external connection terminal is also prevented from corrosion from the environment (atmosphere). be able to.

請求項５に記載のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて圧力検出対象の流体はエンジンの排気ガスであると、実用上より好ましい仕様形態となる。 As described in claim 5, in the pressure sensor according to any one of claims 1 to 4, when the fluid whose pressure is to be detected is exhaust gas of the engine, it becomes a more preferable specification form in practice.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施形態における圧力センサの平面図を示す。図２は、図１におけるＡ−Ａ線での縦断面図である。本圧力センサは車載エンジンの排気系部品に設けられ、排気ガスの圧力を検出するセンサである。つまり、圧力検出対象の流体（圧力媒体）がエンジンの排気ガスである。より具体的には、例えば、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）における排気ガス再循環経路での圧力測定のために用いられる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the top view of the pressure sensor in this embodiment is shown. FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. This pressure sensor is a sensor that is provided in an exhaust system component of an in-vehicle engine and detects the pressure of exhaust gas. That is, the pressure detection target fluid (pressure medium) is engine exhaust gas. More specifically, for example, it is used for pressure measurement in an exhaust gas recirculation path in an exhaust gas recirculation device (EGR).

図２において、ベース部材としての樹脂製ベースプレート１０の凹部１１内に圧力センサチップ２１が収納され、圧力センサチップ２１およびベースプレート１０の上面には、熱可塑性樹脂シート内に配線を施した配線基板３０が接着されている。 In FIG. 2, a pressure sensor chip 21 is accommodated in a recess 11 of a resin base plate 10 as a base member, and a wiring board 30 in which wiring is provided in a thermoplastic resin sheet on the upper surface of the pressure sensor chip 21 and the base plate 10. Is glued.

図３（ａ）には配線基板３０の平面図を示すとともに、図３（ｂ）には図３（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面を示す。図４には、図２において配線基板３０の下側に配置されるベースプレート１０等の部品の平面図を示し、図４におけるＡ−Ａ線での縦断面を図５に示す。 FIG. 3A shows a plan view of the wiring board 30, and FIG. 3B shows a longitudinal section taken along line AA of FIG. 3A. 4 shows a plan view of components such as the base plate 10 disposed on the lower side of the wiring board 30 in FIG. 2, and FIG. 5 shows a longitudinal section taken along line AA in FIG.

図４，５において、ベースプレート１０は四角板状をなしている。ベースプレート１０の上面での中央部分には凹部１１が形成されている。凹部１１内において、圧力センサチップ２１がガラス台座２０の上面に接合された状態で収容されている。圧力センサチップ２１としてシリコンチップを用いている。圧力センサチップ２１の中央部には下面に開口する凹部２２が形成され、この凹部２２により薄肉部、即ち、ダイアフラム２３が形成されている。このダイアフラム２３は平面形状が図４に示すように八角形をなしている。図５においてガラス台座２０と圧力センサチップ２１とが接合されている状態で圧力センサチップ２１の凹部２２内が基準圧力室（例えば真空室）となっている。ダイアフラム２３には４つのゲージ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが形成されている。このゲージ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは不純物拡散層よりなる（詳しくはｎ型シリコン基板の表面に形成したｐ型不純物拡散層よりなる）。圧力センサチップ２１内において、４つのゲージ（不純物拡散層）２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを用いたフルブリッジ回路が構成されるように結線されている。そして、ダイアフラム２３の両面に加わる圧力の差によりダイアフラム２３での応力が変化し、この応力の変化に伴ないピエゾ抵抗効果により各ゲージ（不純物拡散層）２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの抵抗が変化し、これがブリッジ回路により検出される。 4 and 5, the base plate 10 has a square plate shape. A concave portion 11 is formed in a central portion on the upper surface of the base plate 10. In the recess 11, the pressure sensor chip 21 is accommodated in a state of being bonded to the upper surface of the glass pedestal 20. A silicon chip is used as the pressure sensor chip 21. A concave portion 22 that opens to the lower surface is formed in the central portion of the pressure sensor chip 21, and a thin portion, that is, a diaphragm 23 is formed by the concave portion 22. The diaphragm 23 has an octagonal shape as shown in FIG. In FIG. 5, in the state where the glass pedestal 20 and the pressure sensor chip 21 are joined, the inside of the recess 22 of the pressure sensor chip 21 is a reference pressure chamber (for example, a vacuum chamber). Four gauges 24a, 24b, 24c, and 24d are formed on the diaphragm 23. The gauges 24a, 24b, 24c, and 24d are made of impurity diffusion layers (specifically, p-type impurity diffusion layers formed on the surface of an n-type silicon substrate). The pressure sensor chip 21 is connected so that a full bridge circuit using four gauges (impurity diffusion layers) 24a, 24b, 24c, and 24d is formed. The stress at the diaphragm 23 changes due to the difference in pressure applied to both surfaces of the diaphragm 23, and the resistance of each gauge (impurity diffusion layer) 24a, 24b, 24c, 24d changes due to the piezoresistance effect accompanying this change in stress. This is detected by the bridge circuit.

また、図４，５において、四角板状の圧力センサチップ２１にはその上面での四隅にアルミパッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが形成されている。アルミパッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄはアルミ薄膜よりなる。これらのパッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを介して前記ブリッジ回路に定電流を流すとともに圧力センサチップ２１の圧力検出信号を外部に取り出せるようになっている。アルミパッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ上にはニッケル（Ｎｉ）メッキ膜と金（Ａｕ）メッキ膜が順に形成され、この積層体２６によりアルミパッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄに半田接合することができる。 4 and 5, aluminum pressure pads 25a, 25b, 25c, and 25d are formed at the four corners of the upper surface of the square-plate-shaped pressure sensor chip 21. Aluminum pads 25a, 25b, 25c and 25d are made of an aluminum thin film. A constant current is allowed to flow through the bridge circuit via these pads 25a, 25b, 25c, and 25d, and the pressure detection signal of the pressure sensor chip 21 can be taken out to the outside. A nickel (Ni) plating film and a gold (Au) plating film are sequentially formed on the aluminum pads 25a, 25b, 25c, and 25d, and the laminated body 26 can be soldered to the aluminum pads 25a, 25b, 25c, and 25d. it can.

このようにして、圧力センサチップ２１には、感圧部であるダイアフラム２３の周辺に複数のパッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄがダイアフラム２３に対し平面的に対称となる位置に配置されている。具体的には、パッド２５ａとパッド２５ｄとが対称となる位置に配置されているとともに、パッド２５ｂとパッド２５ｃとが対称となる位置に配置されている。よって、パッドの数が「２」の場合には図４でのパッド２５ａとパッド２５ｄの位置に配置するか、パッド２５ｂとパッド２５ｃの位置に配置すればよい。つまり、四角板状をなす圧力センサチップ２１の中央部に形成されたダイアフラム２３に対し、二つのパッドを、圧力センサチップ２１における対角での角部に設ければよい。 In this way, in the pressure sensor chip 21, a plurality of pads 25 a, 25 b, 25 c, and 25 d are arranged at positions that are two-dimensionally symmetrical with respect to the diaphragm 23 around the diaphragm 23 that is a pressure-sensitive portion. Specifically, the pad 25a and the pad 25d are disposed at a symmetrical position, and the pad 25b and the pad 25c are disposed at a symmetrical position. Therefore, when the number of pads is “2”, they may be arranged at the positions of the pads 25a and 25d in FIG. 4 or at the positions of the pads 25b and 25c. That is, it is only necessary to provide two pads on the diagonal corners of the pressure sensor chip 21 with respect to the diaphragm 23 formed at the center of the pressure sensor chip 21 having a square plate shape.

また、図４，５において、ベースプレート１０の上面において、外部接続端子（ターミナル）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが埋設され、各外部接続端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは帯板状をなしている。より詳しくは、長方形状をなすベースプレート１０の上面においてその四隅に外部接続端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが位置し、各外部接続端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはベースプレート１０の長辺に沿って延びている。図５に示すように、圧力センサチップ２１の上面とベースプレート１０の上面と外部接続端子１２ａ〜１２ｄの上面とは同じ高さとなっている（同一面を構成している）。 4 and 5, external connection terminals (terminals) 12a, 12b, 12c, and 12d are embedded on the upper surface of the base plate 10, and each external connection terminal 12a, 12b, 12c, and 12d has a strip shape. . More specifically, external connection terminals 12 a, 12 b, 12 c, and 12 d are positioned at the four corners of the upper surface of the rectangular base plate 10, and each external connection terminal 12 a, 12 b, 12 c, 12 d extends along the long side of the base plate 10. It extends. As shown in FIG. 5, the upper surface of the pressure sensor chip 21, the upper surface of the base plate 10, and the upper surfaces of the external connection terminals 12a to 12d have the same height (constitute the same surface).

一方、図３（ａ），（ｂ）において、配線基板３０は四角板状をなしている。配線基板３０は熱可塑性樹脂製シート３１と配線（導体パターン）３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄからなり、熱可塑性樹脂製シート３１にて配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄがモールドされている。熱可塑性樹脂製シート３１の材料として、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、またはそれらの混合物を挙げることができる。熱可塑性樹脂製シート３１は電気絶縁性を有する。配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの材料として銅を挙げることができる。また、四角板状をなす配線基板３０（熱可塑性樹脂製シート３１）の中央部には円形の貫通孔３３が形成されている。貫通孔３３は圧力センサチップ２１のダイアフラム２３を露出（開口）させるためのものである。図３（ａ），（ｂ）において４つの配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは熱可塑性樹脂製シート３１における貫通孔３３の周囲において貫通孔３３から離れる方向に延設されている。 On the other hand, in FIGS. 3A and 3B, the wiring board 30 has a square plate shape. The wiring board 30 includes a thermoplastic resin sheet 31 and wirings (conductor patterns) 32a, 32b, 32c, and 32d. The wirings 32a, 32b, 32c, and 32d are molded by the thermoplastic resin sheet 31. Examples of the material for the thermoplastic resin sheet 31 include PEEK (polyetheretherketone), PEI (polyetherimide), PPS (polyphenylene sulfide), PBT (polybutylene terephthalate), PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate). ), LCP (liquid crystal polymer), or a mixture thereof. The thermoplastic resin sheet 31 has electrical insulation. An example of the material of the wirings 32a, 32b, 32c, and 32d is copper. In addition, a circular through hole 33 is formed in the central portion of the wiring board 30 (thermoplastic resin sheet 31) having a square plate shape. The through hole 33 is for exposing (opening) the diaphragm 23 of the pressure sensor chip 21. 3A and 3B, four wirings 32a, 32b, 32c, and 32d are extended in the direction away from the through hole 33 around the through hole 33 in the thermoplastic resin sheet 31.

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように熱可塑性樹脂製シート３１における配線３２ａ〜３２ｄの内方側端部において透孔（ビアホール）３４ａ〜３４ｄが形成され、透孔３４ａ〜３４ｄにより配線３２ａ〜３２ｄの内方側端部が露出している。また、配線３２ａ〜３２ｄの外方側端部も熱可塑性樹脂製シート３１から露出している。 Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, through holes (via holes) 34a to 34d are formed at inner side ends of the wirings 32a to 32d in the thermoplastic resin sheet 31, and the through holes 34a to 34d are formed. As a result, the inner ends of the wirings 32a to 32d are exposed. Further, the outer end portions of the wirings 32 a to 32 d are also exposed from the thermoplastic resin sheet 31.

このように、配線基板３０は、熱可塑性樹脂製シート３１で、パターニングした複数の配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを封止した構成となっている。
図３（ａ），（ｂ）に示す配線基板３０が、図４，５に示す圧力センサチップ２１上、ベースプレート１０上および外部接続端子１２ａ〜１２ｄ上に配置され、これらの部材に熱可塑性樹脂製シート３１が熱圧着されて図１，２の構造となっている。 Thus, the wiring board 30 has a configuration in which the plurality of patterned wirings 32a, 32b, 32c, and 32d are sealed with the thermoplastic resin sheet 31.
A wiring board 30 shown in FIGS. 3A and 3B is disposed on the pressure sensor chip 21, the base plate 10 and the external connection terminals 12a to 12d shown in FIGS. The manufactured sheet 31 is thermocompression-bonded to have the structure shown in FIGS.

図１，２において、配線基板３０の配線３２ａ〜３２ｄは、上記圧力センサチップ２１の各パッド２５ａ〜２５ｄおよび外部接続端子１２ａ〜１２ｄに半田によって接合されている。詳しくは、図３（ａ），（ｂ）での透孔３４ａ〜３４ｄによる配線３２ａ〜３２ｄの露出部に半田ペーストを塗布するとともに配線３２ａ〜３２ｄの外方側露出部に半田ペーストを塗布する。そして、この配線基板３０を圧力センサチップ２１、ベースプレート１０および外部接続端子１２ａ〜１２ｄ上に配置して熱可塑性樹脂製シート３１を圧力センサチップ２１、ベースプレート１０および外部接続端子１２ａ〜１２ｄに熱圧着する。この熱圧着時において、配線基板３０の配線３２ａ〜３２ｄの一端と圧力センサチップ２１のアルミパッド２５ａ〜２５ｄとが半田付けされるとともに配線基板３０の配線３２ａ〜３２ｄの他端と外部接続端子１２ａ〜１２ｄとが半田付けされる。これらの半田接合部は配線基板３０の熱可塑性樹脂製シート３１によって封止されている。また、配線基板３０の貫通孔３３により、圧力センサチップ２１のダイアフラム２３が露出（開口）している。つまり、上記圧力センサチップ２１およびベースプレート１０の上面は、圧力センサチップ２１のダイアフラム２３を除く領域が配線基板３０により覆われている。さらに、外部接続端子１２ａ〜１２ｄにおける排気ガスが接する部位も配線基板３０で覆われている。ただし、外部接続端子１２ａ〜１２ｄにおけるベースプレート１０から突出する部分は接続のために配線基板３０は無く露出している。 1 and 2, the wirings 32a to 32d of the wiring board 30 are joined to the pads 25a to 25d and the external connection terminals 12a to 12d of the pressure sensor chip 21 by soldering. Specifically, the solder paste is applied to the exposed portions of the wirings 32a to 32d through the through holes 34a to 34d in FIGS. 3A and 3B, and the solder paste is applied to the exposed portions of the wirings 32a to 32d. . The wiring board 30 is disposed on the pressure sensor chip 21, the base plate 10 and the external connection terminals 12a to 12d, and the thermoplastic resin sheet 31 is thermocompression bonded to the pressure sensor chip 21, the base plate 10 and the external connection terminals 12a to 12d. To do. At the time of this thermocompression bonding, one end of the wirings 32a to 32d of the wiring board 30 and the aluminum pads 25a to 25d of the pressure sensor chip 21 are soldered, and the other end of the wirings 32a to 32d of the wiring board 30 and the external connection terminal 12a. ~ 12d are soldered. These solder joints are sealed with a thermoplastic resin sheet 31 of the wiring board 30. Further, the diaphragm 23 of the pressure sensor chip 21 is exposed (opened) by the through hole 33 of the wiring board 30. That is, the upper surfaces of the pressure sensor chip 21 and the base plate 10 are covered with the wiring board 30 except for the diaphragm 23 of the pressure sensor chip 21. In addition, the portions of the external connection terminals 12 a to 12 d that are in contact with the exhaust gas are also covered with the wiring board 30. However, portions of the external connection terminals 12a to 12d protruding from the base plate 10 are exposed without the wiring board 30 for connection.

このようにして、配線基板３０の熱可塑性樹脂製シート３１を圧力センサチップ２１に熱圧着するとともに、配線基板３０の各配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと圧力センサチップ２１の各パッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄとを半田接合し、かつ、これら各接合部を熱可塑性樹脂製シート３１で封止している。これにより、配線基板３０における配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄおよび接合部（電気的接続部）が熱可塑性樹脂製シート３１に封止され、これにより環境（雰囲気）からの腐食を防止することができる。また、配線基板３０において配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが配置されているので、ボンディングワイヤを用いなくてもよく小型化できる。さらに、圧力センサチップ２１でのパッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄがダイアフラム２３に対し対称となる位置に配置されており、これにより、熱応力のアンバランスを低減することができる。詳しくは、センサチップ２１の材料（シリコン基板）と配線基板３０の配線（例えば銅）３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの熱膨張係数差による熱応力がセンサチップ２１のダイアフラム２３に不均一に印加されることを防ぐことができる。即ち、配線基板３０の熱膨張による圧力センサチップ２１に与える歪みを均一にすることができる。これによって、高精度に圧力を検出することができる。また、熱応力自体、センサ出力にとっての誤差成分であるため好ましくないものであるが、熱による影響が安定していれば、簡単な温度補正回路によってその影響を受けないようにすることが可能となる。 In this way, the thermoplastic resin sheet 31 of the wiring board 30 is thermocompression bonded to the pressure sensor chip 21, and each of the wirings 32 a, 32 b, 32 c, 32 d of the wiring board 30 and each of the pads 25 a, 25 b of the pressure sensor chip 21. , 25c and 25d are joined by soldering, and each joint is sealed with a thermoplastic resin sheet 31. Thereby, the wirings 32a, 32b, 32c, 32d and the joints (electrical connection parts) in the wiring board 30 are sealed with the thermoplastic resin sheet 31, thereby preventing corrosion from the environment (atmosphere). it can. Further, since the wirings 32a, 32b, 32c, and 32d are arranged on the wiring substrate 30, the size can be reduced without using bonding wires. Furthermore, the pads 25a, 25b, 25c, and 25d in the pressure sensor chip 21 are disposed at positions that are symmetrical with respect to the diaphragm 23, thereby reducing thermal stress imbalance. Specifically, the thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the material (silicon substrate) of the sensor chip 21 and the wiring (for example, copper) 32a, 32b, 32c, 32d of the wiring substrate 30 is applied nonuniformly to the diaphragm 23 of the sensor chip 21. Can be prevented. That is, the strain applied to the pressure sensor chip 21 due to the thermal expansion of the wiring board 30 can be made uniform. Thereby, the pressure can be detected with high accuracy. In addition, thermal stress itself is an undesirable component because it is an error component for the sensor output, but if the influence of heat is stable, it can be prevented from being affected by a simple temperature correction circuit. Become.

このように、耐食性に優れるとともに小型で高精度な圧力センサを提供することができる。さらに、前述の特許文献１においてはメタルダイアフラム、オイル、シール用Ｏリングといった部品が必要となり組み立てが複雑であったが、本実施形態においては熱圧着にて簡単に組み立てることができる。 Thus, it is possible to provide a pressure sensor that is excellent in corrosion resistance and is small and highly accurate. Further, in the above-mentioned Patent Document 1, parts such as a metal diaphragm, oil, and an O-ring for sealing are required and the assembly is complicated, but in this embodiment, it can be easily assembled by thermocompression bonding.

また、四角板状をなす圧力センサチップ２１の中央部にダイアフラム２３を形成するとともに、パッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを圧力センサチップ２１における少なくとも対角での角部に配置したので、対称性という観点から好ましい。特に、パッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを、四角板状をなす圧力センサチップ２１における四隅に配置したので、対称性という観点からより好ましい。 In addition, since the diaphragm 23 is formed at the center of the pressure sensor chip 21 having a square plate shape, and the pads 25a, 25b, 25c, and 25d are disposed at least at the corners of the pressure sensor chip 21, the symmetry. It is preferable from the viewpoint. In particular, since the pads 25a, 25b, 25c, and 25d are arranged at the four corners of the pressure sensor chip 21 having a square plate shape, it is more preferable from the viewpoint of symmetry.

また、配線基板３０の熱可塑性樹脂製シート３１を、複数の外部接続端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにおける圧力検出対象の流体が接する部位に熱圧着するとともに、各外部接続端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと各配線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとを接合し、かつ、これら各接合部を熱可塑性樹脂製シート３１で封止した。よって、各外部接続端子１２ａ〜１２ｄについても環境（雰囲気）からの腐食を防止することができる。 Further, the thermoplastic resin sheet 31 of the wiring board 30 is thermocompression-bonded to the portion of the plurality of external connection terminals 12a, 12b, 12c, and 12d that is in contact with the fluid to be pressure-detected, and the external connection terminals 12a, 12b, and 12c. , 12d and the wirings 32a, 32b, 32c, and 32d, and the respective joints are sealed with a thermoplastic resin sheet 31. Therefore, corrosion from the environment (atmosphere) can also be prevented for each of the external connection terminals 12a to 12d.

また、圧力検出対象の流体はエンジンの排気ガスであるので、実用上より好ましい仕様形態となる。
なお、圧力検出対象の流体はエンジンの排気ガスであったが、他にも例えば車両のタイヤ空気であってもよい。 Moreover, since the fluid whose pressure is to be detected is the exhaust gas of the engine, the specification form is more preferable in practice.
In addition, although the fluid of pressure detection object was the exhaust gas of the engine, other than that, for example, it may be vehicle tire air.

実施形態における圧力センサの平面図。The top view of the pressure sensor in an embodiment. 図１のＡ−Ａ線での縦断面図。The longitudinal cross-sectional view in the AA line of FIG. （ａ）は配線基板の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。(A) is a top view of a wiring board, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the AA line of (a). ベースプレート側の部品を示す平面図。The top view which shows the components by the side of a baseplate. 図４のＡ−Ａ線での縦断面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 4.

Explanation of symbols

１０…ベースプレート、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…外部接続端子、２１…圧力センサチップ、２３…ダイアフラム、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ…パッド、３０…配線基板、３１…熱可塑性樹脂製シート、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…配線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base plate, 12a, 12b, 12c, 12d ... External connection terminal, 21 ... Pressure sensor chip, 23 ... Diaphragm, 25a, 25b, 25c, 25d ... Pad, 30 ... Wiring board, 31 ... Sheet made of thermoplastic resin, 32a , 32b, 32c, 32d... Wiring.

Claims

A pressure sensor chip (21) in which a plurality of pads (25a, 25b, 25c, 25d) are arranged around the diaphragm (23) at positions symmetrical to the diaphragm (23);
A wiring board (30) in which a plurality of patterned wirings (32a, 32b, 32c, 32d) are sealed with a thermoplastic resin sheet (31);
With
The thermoplastic resin sheet (31) of the wiring board (30) is thermocompression bonded to the pressure sensor chip (21), and each wiring (32a, 32b, 32c, 32d) of the wiring board (30) and the pressure A pressure sensor characterized in that the pads (25a, 25b, 25c, 25d) of the sensor chip (21) are joined and the joints are sealed with the thermoplastic resin sheet (31).

The diaphragm (23) is formed at the center of the pressure sensor chip (21) having a square plate shape, and the pads (25a, 25b, 25c, 25d) are at least diagonally arranged on the pressure sensor chip (21). The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensor is disposed at a corner of the pressure sensor.

The pressure sensor according to claim 2, wherein the pads (25a, 25b, 25c, 25d) are arranged at four corners of the pressure sensor chip (21) having a square plate shape.

The thermoplastic resin sheet (31) of the wiring board (30) is thermocompression bonded to a portion of the plurality of external connection terminals (12a, 12b, 12c, 12d) in contact with the fluid to be pressure-detected, and each external connection The terminal (12a, 12b, 12c, 12d) and the wirings (32a, 32b, 32c, 32d) are joined, and the joints are sealed with the thermoplastic resin sheet (31). The pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:

The pressure sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure detection target fluid is engine exhaust gas.