JP2006023191A - Pressure sensor - Google Patents

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Toshiya Ikezawa
敏哉 池沢
Hiroshi Tsuda
浩志 津田
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maximally avoid the corrosion of a pad of a pressure detecting element and a bonding wire for constituting an electric potential connecting part, when a pressure medium is directly introduced into the pressure detecting element, in a pressure sensor formed by electrically connecting a terminal to the pressure detecting element, by arranging the pressure detecting element in a casing having the terminal. <P>SOLUTION: This pressure sensor has the pressure detecting element 20 arranged on one end side of the casing 10, the terminal 12 arranged in the casing 10 and having one end part projecting to one end side of the casing 10, and the bonding wire 13 for electrically connecting the pad 23 of the pressure detecting element 20 to one end part of the terminal 12. The pressure medium is directly introduced into the pressure detecting element 20, and the pad 23 of the pressure detecting element 20 is covered with and protected by a coating member 24. The bonding wire 13 is composed of Au. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ターミナルを有するケースに圧力検出素子を設け、ターミナルと圧力検出素子とを電気的に接続するとともに、圧力検出素子に圧力媒体が直接導入されるようになっている圧力センサに関する。   The present invention relates to a pressure sensor in which a pressure detection element is provided in a case having a terminal, the terminal and the pressure detection element are electrically connected, and a pressure medium is directly introduced into the pressure detection element.

従来より、ケースと、ケースの一端側に設けられた圧力検出素子と、ケースに設けられ、一端部がケースの一端側に突出するターミナルと、圧力検出素子のパッドとターミナルの一端部とを電気的に接続するボンディングワイヤとを備える圧力センサが提案されている(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)
このような圧力センサにおいては、圧力検出素子をメタルダイアフラムで覆い、メタルダイアフラム内にオイル等の圧力伝達媒体を封止することで、圧力検出素子を圧力媒体から保護するとともに、メタルダイアフラムにて圧力媒体の圧力を受圧し、圧力伝達媒体を介して圧力検出素子へ伝達していた。
Conventionally, a case, a pressure detection element provided on one end of the case, a terminal provided on the case and having one end projecting to one end of the case, a pad of the pressure detection element, and one end of the terminal are electrically connected. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
In such a pressure sensor, the pressure detection element is covered with a metal diaphragm, and a pressure transmission medium such as oil is sealed in the metal diaphragm so that the pressure detection element is protected from the pressure medium and the pressure is detected by the metal diaphragm. The pressure of the medium is received and transmitted to the pressure detection element via the pressure transmission medium.

図4は、このようなメタルダイアフラムを有する従来の圧力センサの一般的な構成を示す概略断面図である。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a general configuration of a conventional pressure sensor having such a metal diaphragm.

この圧力センサにおいては、ケースとしてのコネクタケース10と圧力導入部材としてのハウジング30とが組み合わされている。コネクタケース10の一端側の表面(図4中、下方側の端面)には凹部11が形成されている。   In this pressure sensor, a connector case 10 as a case and a housing 30 as a pressure introducing member are combined. A recess 11 is formed on the surface of one end side of the connector case 10 (the end surface on the lower side in FIG. 4).

この凹部11には、圧力検出素子20が、図示しない接着剤を介して配設されている。ここでは、圧力検出素子20は、台座21に一体化されて、コネクタケース10に搭載されている。また、コネクタケース10には、複数個の金属製棒状のターミナル12が設けられている。   The pressure detecting element 20 is disposed in the recess 11 via an adhesive (not shown). Here, the pressure detection element 20 is integrated with the pedestal 21 and mounted on the connector case 10. The connector case 10 is provided with a plurality of metal rod-shaped terminals 12.

各ターミナル12の一端側(図4中、下方端側)の端部は、圧力検出素子20の搭載領域の周囲において凹部11の底面から突出している。そして、各ターミナル12の突出部の先端面と圧力検出素子20とは、ワイヤボンディングにより形成されたアルミニウムからなるワイヤ13を介して結線され電気的に接続されている。   An end portion on one end side (the lower end side in FIG. 4) of each terminal 12 protrudes from the bottom surface of the recess 11 around the mounting area of the pressure detection element 20. And the front end surface of the protrusion part of each terminal 12 and the pressure detection element 20 are connected and electrically connected through the wire 13 which consists of aluminum formed by wire bonding.

そして、凹部11内には、圧力検出素子20、ターミナル12、ワイヤ13を覆うように液体としてのオイル15が充填されている。このオイル15は、フッ素オイル等よりなり、主として圧力伝達媒体として機能するものである。   The recess 11 is filled with oil 15 as a liquid so as to cover the pressure detection element 20, the terminal 12, and the wire 13. The oil 15 is made of fluorine oil or the like and mainly functions as a pressure transmission medium.

次に、ハウジング30は、たとえばステンレス(SUS)等の金属材料よりなる。このハウジング30は、一端側(図4中の上方端側)に開口部31を有するとともに、他端側(図4中の下方端側)に外部から圧力媒体が導入される圧力導入孔32を有する。この圧力媒体は、たとえば上記したエアコンの冷媒や自動車の燃料、エンジンオイル等である。   Next, the housing 30 is made of a metal material such as stainless steel (SUS). The housing 30 has an opening 31 on one end side (upper end side in FIG. 4) and a pressure introduction hole 32 into which the pressure medium is introduced from the outside on the other end side (lower end side in FIG. 4). Have. This pressure medium is, for example, the air conditioner refrigerant, automobile fuel, engine oil or the like.

そして、ハウジング30には、その開口部31にコネクタケース10の一端側(図4中の下端側)が挿入された状態で、凹部11を覆うようにコネクタケース10に、かしめなどにより組み付けられている。   The housing 30 is assembled to the connector case 10 by caulking or the like so as to cover the recess 11 with one end side (lower end side in FIG. 4) of the connector case 10 inserted into the opening 31 thereof. Yes.

さらに、ハウジング30の一端側には、メタルダイアフラム34が設けられ、金属製の押さえ部材(リングウェルド)35を介して溶接などにより、ハウジング30に対して固定されている。それにより、メタルダイアフラム34はその周辺部がハウジング30に固定された状態となり、オイル15を封止しつつ凹部11と圧力導入孔32とを区画している。   Furthermore, a metal diaphragm 34 is provided on one end side of the housing 30 and is fixed to the housing 30 by welding or the like via a metal pressing member (ring weld) 35. As a result, the metal diaphragm 34 has a peripheral portion fixed to the housing 30, and seals the oil 15 and partitions the recess 11 and the pressure introduction hole 32.

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、コネクタケース10の凹部11とメタルダイアフラム34との間で、オイル15が封入されている。そして、このオイル15が封入された室が、圧力検出室40として構成されている。   In the case 10 and the housing 30 combined in this way, oil 15 is sealed between the recess 11 of the connector case 10 and the metal diaphragm 34. A chamber in which the oil 15 is enclosed is configured as a pressure detection chamber 40.

また、圧力検出室40の外周囲には、環状の溝(Oリング溝)41が形成され、この溝41内には、圧力検出室40を気密封止するためのOリング42が配設されている。そして、Oリング42は、コネクタケース10と押さえ部材35とにより挟まれて押圧されており、これによって、Oリング42はメタルダイアフラム34とともに圧力検出室40を封止する役割を果たしている。   An annular groove (O-ring groove) 41 is formed in the outer periphery of the pressure detection chamber 40, and an O-ring 42 for hermetically sealing the pressure detection chamber 40 is disposed in the groove 41. ing. The O-ring 42 is sandwiched and pressed between the connector case 10 and the pressing member 35, whereby the O-ring 42 plays a role of sealing the pressure detection chamber 40 together with the metal diaphragm 34.

かかる圧力センサ100は、たとえば、ハウジング30のネジ部33を介して、車両の適所に取り付けられる。そして、外部からの圧力媒体が、ハウジング30の圧力導入孔32を介して圧力センサ内に導入される。   Such a pressure sensor 100 is attached to an appropriate position of the vehicle via, for example, a screw portion 33 of the housing 30. Then, a pressure medium from the outside is introduced into the pressure sensor through the pressure introduction hole 32 of the housing 30.

すると、導入された圧力がメタルダイアフラム34に印加され、メタルダイアフラム34には応力が発生する。この応力は、圧力検出室40内のオイル15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。   Then, the introduced pressure is applied to the metal diaphragm 34, and stress is generated in the metal diaphragm 34. This stress is transmitted to the sensor chip 20 via the oil 15 in the pressure detection chamber 40 and applied to the pressure receiving surface of the sensor chip 20.

そして、印加された圧力に応じた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からワイヤ13、ターミナル12を介して、外部回路などへ伝達される。
特開平7−209115号公報 特開平7−243926号公報
Then, an electrical signal corresponding to the applied pressure is output from the sensor chip 20 as a sensor signal. This sensor signal is transmitted from the sensor chip 20 to an external circuit or the like via the wire 13 and the terminal 12.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-209115 JP 7-243926 A

ところで、上記したような従来の圧力センサは、たと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圧力センサ等に適用できる。   By the way, the conventional pressure sensor as described above is mounted on, for example, an automobile and can be applied to a pressure sensor that detects a refrigerant pressure of an air conditioner or a fuel pressure of a fuel injection system of the automobile.

ここにおいて、本発明者らは、コストダウンを目的として、この種の圧力センサにおいてメタルダイアフラムを廃止した構造を検討している。しかしながら、メタルダイアフラムを廃止した場合、エアコンの冷媒や自動車の燃料、エンジンオイルなどの圧力媒体が直接、圧力検出素子に導入される。   Here, for the purpose of cost reduction, the present inventors are examining a structure in which the metal diaphragm is eliminated in this type of pressure sensor. However, when the metal diaphragm is abolished, a pressure medium such as air conditioner refrigerant, automobile fuel, and engine oil is directly introduced into the pressure detecting element.

圧力媒体中には、たとえば酸化性のガスや液体などが含有されており、圧力検出素子に直接圧力媒体が接触した場合、圧力検出素子のパッドや当該パッドとターミナルとを接続するAlワイヤが腐食する懸念がある。   The pressure medium contains, for example, oxidizing gas or liquid, and when the pressure medium is in direct contact with the pressure detection element, the pad of the pressure detection element and the Al wire connecting the pad and the terminal are corroded. There are concerns.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ターミナルを有するケースに圧力検出素子を設け、ターミナルと圧力検出素子とを電気的に接続してなる圧力センサにおいて、圧力検出素子に圧力媒体が直接導入されるようにした場合に、圧力検出素子のパッドや電位接続部を構成するボンディングワイヤの腐食を極力回避できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems. In a pressure sensor in which a pressure detection element is provided in a case having a terminal and the terminal and the pressure detection element are electrically connected, a pressure medium is provided in the pressure detection element. It is an object of the present invention to avoid the corrosion of bonding wires constituting the pads of the pressure detection elements and the potential connection portions as much as possible when they are directly introduced.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ケース(10)と、ケース(10)の一端側に設けられた圧力検出素子(20)と、ケース(10)に設けられ一端部がケース(10)の一端側に突出するターミナル(12)と、圧力検出素子(20)のパッド(23)とターミナル(12)の一端部とを電気的に接続するボンディングワイヤ(13)とを備える圧力センサにおいて、圧力検出素子(20)に圧力媒体が直接導入されるようになっており、圧力検出素子(20)のパッド(23)はコーティング部材(24)により被覆され保護されており、ボンディングワイヤ(13)はAuからなることを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the case (10), the pressure detection element (20) provided on one end side of the case (10), and one end portion provided on the case (10) are provided. A terminal (12) protruding toward one end of the case (10), and a bonding wire (13) for electrically connecting the pad (23) of the pressure detecting element (20) and one end of the terminal (12). In the pressure sensor provided, the pressure medium is directly introduced into the pressure detection element (20), and the pad (23) of the pressure detection element (20) is covered and protected by the coating member (24), The bonding wire (13) is made of Au.

それによれば、圧力検出素子(20)のパッド(23)はコーティング部材(24)により被覆され保護されており、圧力媒体にさらされることはない。また、ボンディングワイヤ(13)は従来のAlよりも耐食性に優れたAuからなるものとしている。   According to this, the pad (23) of the pressure detecting element (20) is covered and protected by the coating member (24) and is not exposed to the pressure medium. The bonding wire (13) is made of Au, which has better corrosion resistance than conventional Al.

そのため、本発明によれば、ターミナル(12)を有するケース(10)に圧力検出素子(20)を設け、ターミナル(12)と圧力検出素子(20)とをボンディングワイヤ(13)にて電気的に接続してなる圧力センサにおいて、圧力検出素子(20)に圧力媒体が直接導入されるようにした場合でも、圧力検出素子(20)のパッド(23)やボンディングワイヤ(13)の腐食を極力回避することができる。   Therefore, according to the present invention, the pressure detection element (20) is provided in the case (10) having the terminal (12), and the terminal (12) and the pressure detection element (20) are electrically connected by the bonding wire (13). Even in the case where the pressure medium is directly introduced into the pressure detection element (20), the pad (23) of the pressure detection element (20) and the bonding wire (13) are corroded as much as possible. It can be avoided.

請求項2に記載の発明では、ケース(10)と、ケース(10)の一端側に設けられた圧力検出素子(20)と、ケース(10)に設けられ一端部がケース(10)の一端側に突出するターミナル(12)とを備える圧力センサにおいて、圧力検出素子(20)に圧力媒体が直接導入されるようになっており、圧力検出素子(20)は、そのパッド(23)が設けられている面をケース(10)側へ対向させて配置され、パッド(23)とターミナル(12)の一端部とがバンプ(25)を介して電気的に接続されていることを特徴としている。   In the invention according to claim 2, the case (10), the pressure detection element (20) provided on one end side of the case (10), and one end portion provided on the case (10) is one end of the case (10). In the pressure sensor including the terminal (12) protruding to the side, the pressure medium is directly introduced into the pressure detection element (20), and the pad (23) is provided in the pressure detection element (20). The pad (23) and one end of the terminal (12) are electrically connected via bumps (25), with the surface being disposed facing the case (10) side. .

それによれば、圧力検出素子(20)のパッド(23)が設けられている面をケース(10)側へ対向させて配置しているから、圧力媒体が向かってくる方向に対して、圧力検出素子(20)のパッド設置面が直接正対しない形となる。   According to this, since the surface on which the pad (23) of the pressure detection element (20) is provided is arranged facing the case (10) side, pressure detection is performed in the direction in which the pressure medium is directed. The pad mounting surface of the element (20) does not face directly.

また、本発明では、パッド(23)とターミナル(12)との電気的接続は、ボンディングワイヤではなくバンプ(25)にて行っているため、ボンディングワイヤの腐食という問題は回避される。   Further, in the present invention, the electrical connection between the pad (23) and the terminal (12) is made by the bump (25) instead of the bonding wire, so that the problem of corrosion of the bonding wire is avoided.

そのため、本発明によれば、ターミナル(12)を有するケース(10)に圧力検出素子(20)を設け、ターミナル(12)と圧力検出素子(20)とを電気的に接続してなる圧力センサにおいて、圧力検出素子(20)に圧力媒体が直接導入されるようにした場合でも、圧力検出素子(20)のパッド(23)やボンディングワイヤの腐食という問題を極力回避することができる。   Therefore, according to the present invention, the pressure sensor (20) is provided in the case (10) having the terminal (12), and the pressure sensor (20) is electrically connected to the terminal (12). However, even when the pressure medium is directly introduced into the pressure detection element (20), the problem of corrosion of the pad (23) of the pressure detection element (20) and the bonding wire can be avoided as much as possible.

ここで、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の圧力センサにおいては、バンプ(25)は、はんだまたはAuめっきからなるものにできる。   Here, as in the invention described in claim 3, in the pressure sensor described in claim 2, the bump (25) can be made of solder or Au plating.

また、請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3に記載の圧力センサにおいて、圧力検出素子(20)のパッド(23)は、Alからなるものであることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the pressure sensor according to the first to third aspects, the pad (23) of the pressure detecting element (20) is made of Al.

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。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧力センサ100の全体概略断面構成を示す図であり、図2は、図1中の圧力センサ100における圧力検出素子20の近傍部の拡大図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic cross-sectional configuration of a pressure sensor 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the pressure detection element 20 in the pressure sensor 100 in FIG. is there.

この圧力センサ100は、たと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圧力センサ等に適用できる。   The pressure sensor 100 is mounted on, for example, an automobile and can be applied to a pressure sensor that detects a refrigerant pressure of an air conditioner or a fuel pressure of a fuel injection system of the automobile.

本圧力センサ100においては、ケースとしてのコネクタケース10と圧力導入部材としてのハウジング30とが組み合わされている。   In the present pressure sensor 100, a connector case 10 as a case and a housing 30 as a pressure introducing member are combined.

コネクタケース10は、本例では、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。このコネクタケース10の一端側の表面(図1中、下方側の端面)には凹部11が形成されている。   In this example, the connector case 10 is made by molding a resin such as PPS (polyphenylene sulfide) or PBT (polybutylene terephthalate), and has a substantially cylindrical shape. A concave portion 11 is formed on the surface of one end side of the connector case 10 (the end surface on the lower side in FIG. 1).

この凹部11には、圧力検出素子としてのセンサチップ20が接着剤22aを介して配設されている。本例のセンサチップ20は、受圧面としてのダイヤフラム21(図2参照)を有し、このダイヤフラム21が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。   A sensor chip 20 as a pressure detection element is disposed in the recess 11 via an adhesive 22a. The sensor chip 20 of this example has a diaphragm 21 (see FIG. 2) as a pressure receiving surface, converts the pressure received by the diaphragm 21 into an electrical signal, and outputs the electrical signal as a sensor signal. Is.

より具体的には、図2に示されるように、センサチップ20は、表面(図2中の下面)がダイヤフラム21の受圧面となっている。そして、このダイヤフラム21は、センサチップ20の裏面(図2中の上面)の一部をエッチングなどにより除去することで凹部を形成し、この凹部の底部として形成されるものである。   More specifically, as shown in FIG. 2, the surface of the sensor chip 20 (the lower surface in FIG. 2) is a pressure receiving surface of the diaphragm 21. And this diaphragm 21 forms a recessed part by removing a part of back surface (upper surface in FIG. 2) of the sensor chip 20 by an etching etc., and is formed as a bottom part of this recessed part.

そして、センサチップ20は、ガラス等よりなる台座22に陽極接合等により一体化されている。ここで、センサチップ20の裏面の凹部は、センサチップ20と台座22との間で気密に封止され、たとえば真空などの基準圧力室として構成されている。   The sensor chip 20 is integrated with a base 22 made of glass or the like by anodic bonding or the like. Here, the recess on the back surface of the sensor chip 20 is hermetically sealed between the sensor chip 20 and the pedestal 22, and is configured as a reference pressure chamber such as a vacuum.

そして、台座22と一体化されたセンサチップ20は、この台座22を凹部11の底面に接着剤22aで接着することで、コネクタケース10に搭載されている。   The sensor chip 20 integrated with the pedestal 22 is mounted on the connector case 10 by bonding the pedestal 22 to the bottom surface of the recess 11 with an adhesive 22a.

また、図1、図2に示されるように、コネクタケース10には、センサチップ20と外部の回路等とを電気的に接続するための複数個の金属製棒状のターミナル(コネクタピン)12が設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the connector case 10 has a plurality of metal rod-like terminals (connector pins) 12 for electrically connecting the sensor chip 20 and an external circuit or the like. Is provided.

本例では、ターミナル12は黄銅にNiメッキ、Auメッキ等のメッキ処理を施した材料よりなり、インサートモールドによりコネクタケース10と一体に成形されることによりコネクタケース10内にて保持されている。   In this example, the terminal 12 is made of a material obtained by plating brass with Ni plating, Au plating or the like, and is held in the connector case 10 by being integrally formed with the connector case 10 by insert molding.

各ターミナル12の一端側(図1中、下方端側)の端部は、センサチップ20の搭載領域の周囲において凹部11の底面から突出している。   An end portion on one end side (the lower end side in FIG. 1) of each terminal 12 protrudes from the bottom surface of the recess 11 around the mounting area of the sensor chip 20.

そして、図2に示されるように、各ターミナル12の突出部の先端面とセンサチップ20のパッド23とは、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13を介して結線され電気的に接続されている。   As shown in FIG. 2, the front end surface of the protruding portion of each terminal 12 and the pad 23 of the sensor chip 20 are connected and electrically connected via a bonding wire 13 formed by wire bonding. .

ここで、センサチップ20のパッド23は、センサチップ20の表面に設けられたものであり、たとえばAl(アルミニウム)をスパッタリング法や蒸着法などにて成膜してなるものである。本例ではパッド23はAlからなる。また、ボンディングワイヤ13はAu(金)からなるものである。   Here, the pad 23 of the sensor chip 20 is provided on the surface of the sensor chip 20, and is formed by, for example, forming a film of Al (aluminum) by a sputtering method or a vapor deposition method. In this example, the pad 23 is made of Al. The bonding wire 13 is made of Au (gold).

図2に示されるように、このセンサチップ20の表面においてパッド23とボンディングワイヤ13との接続部は、コーティング部材24により被覆され保護されている。つまり、圧力検出素子であるセンサチップ20のパッド23はコーティング部材24により被覆され保護されている。   As shown in FIG. 2, the connection portion between the pad 23 and the bonding wire 13 on the surface of the sensor chip 20 is covered and protected by a coating member 24. That is, the pad 23 of the sensor chip 20 that is a pressure detection element is covered and protected by the coating member 24.

このコーティング部材24は、たとえば、ポリアミドやポリイミド等の樹脂をディッピングしたり、パリレン等を蒸着したりすることにより形成されたものであり、その厚さは、たとえば10μm以下とできる。このコーティング部材24の配設は、センサチップ20のパッド23とボンディングワイヤ13とを接続した後に行うものである。   The coating member 24 is formed by, for example, dipping a resin such as polyamide or polyimide, or vapor-depositing parylene or the like, and can have a thickness of 10 μm or less, for example. The coating member 24 is disposed after the pads 23 of the sensor chip 20 and the bonding wires 13 are connected.

また、図1に示されるように、各ターミナル12の突出部の周囲には、コネクタケース10とターミナル12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、たと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12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。   Further, as shown in FIG. 1, a sealing agent 14 for sealing a gap between the connector case 10 and the terminal 12 is provided around the protruding portion of each terminal 12. This sealing agent 14 is made of, for example, a silicon-based resin. Even if there is a gap in the bottom surface portion of the recess 11 from which the terminal 12 protrudes, the sealing agent 14 seals the gap.

一方、コネクタケース10の他端側(図1中、上方端側)は、ターミナル12における上記突出部とは反対側の他端側を、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16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、ワイヤ13およびターミナル12を介して行われるようになっている。   On the other hand, the other end side (the upper end side in FIG. 1) of the connector case 10 is the other end side of the terminal 12 opposite to the protruding portion, for example, an external wiring member (not shown) such as a wire harness. The connection portion 16 is electrically connected to the external circuit (e.g., an ECU of the vehicle). Thus, signal transmission between the sensor chip 20 and the outside is performed via the wire 13 and the terminal 12.

次に、ハウジング30は、たとえばステンレス(SUS)等の金属材料よりなる。このハウジング30は、一端側(図1中の上方端側)に開口部31を有するとともに、他端側(図1中の下方端側)に外部から圧力媒体が導入される圧力導入孔32を有する。この圧力媒体は、たとえば上記したエアコンの冷媒や自動車の燃料、エンジンオイル等である。   Next, the housing 30 is made of a metal material such as stainless steel (SUS). The housing 30 has an opening 31 on one end side (upper end side in FIG. 1) and a pressure introduction hole 32 into which the pressure medium is introduced from the outside on the other end side (lower end side in FIG. 1). Have. This pressure medium is, for example, the air conditioner refrigerant, automobile fuel, engine oil or the like.

また、ハウジング30の他端側の外面には、圧力センサ100を自動車の適所、たとえば、エアコンの冷媒配管や自動車の燃料配管、エンジンブロック等の箇所に固定するためのネジ部33が形成されている。   The outer surface of the other end of the housing 30 is formed with a screw portion 33 for fixing the pressure sensor 100 to an appropriate location of the automobile, for example, a refrigerant pipe of an air conditioner, a fuel pipe of the automobile, an engine block, or the like. Yes.

そして、ハウジング30には、その開口部31にコネクタケース10の一端側(図1中の下端側)が挿入された状態で、凹部11を覆うようにコネクタケース10に組み付けられている。ここで、ハウジング30の一端側の端部30aがコネクタケース10にかしめ固定されている。   And the housing 30 is assembled | attached to the connector case 10 so that the recessed part 11 may be covered in the state in which the one end side (lower end side in FIG. 1) of the connector case 10 was inserted in the opening part 31. Here, an end 30 a on one end side of the housing 30 is caulked and fixed to the connector case 10.

さらに、ハウジング30の一端側には、環状の溝(Oリング溝)40が形成され、この溝40内には、ハウジング30とコネクタケース10との間を気密に封止するためのOリング41が配設されている。このOリング41は、たとえばシリコンゴム等の弾性材料よりなる。   Furthermore, an annular groove (O-ring groove) 40 is formed on one end side of the housing 30, and an O-ring 41 for hermetically sealing between the housing 30 and the connector case 10 in the groove 40. Is arranged. The O-ring 41 is made of an elastic material such as silicon rubber.

次に、上記圧力センサ100の製造方法について述べる。ターミナル12がインサート成形されたコネクタケース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、コネクタケース10の凹部11内へ、センサチップ20を台座22を介して接着し固定する。   Next, a method for manufacturing the pressure sensor 100 will be described. A connector case 10 in which the terminal 12 is insert-molded is prepared. The sensor chip 20 is bonded and fixed to the recess 11 of the connector case 10 via the base 22 using an adhesive made of silicon resin or the like.

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12の周囲へ行き渡らせた後、硬化させる。次に、Auのワイヤボンディングを行って、各ターミナル12の突出部の先端面とセンサチップ20とをワイヤ13で結線する。   Then, the sealant 14 is injected into the recess 11, and the sealant 14 is spread around the terminals 12 and then cured. Next, Au wire bonding is performed, and the tip surface of the protruding portion of each terminal 12 and the sensor chip 20 are connected by the wire 13.

このように、センサチップ20のパッド23とボンディングワイヤ23とを接続した後、センサチップ20の表面においてパッド23とボンディングワイヤ13との接続部を、コーティング部材24により被覆する。具体的には、上述したが、ポリアミドやポリイミド等の樹脂のディッピングや、パリレン等の蒸着によりコーティング部材24を形成することができる。   As described above, after the pads 23 of the sensor chip 20 and the bonding wires 23 are connected, the connecting portions of the pads 23 and the bonding wires 13 on the surface of the sensor chip 20 are covered with the coating member 24. Specifically, as described above, the coating member 24 can be formed by dipping a resin such as polyamide or polyimide, or vapor deposition of parylene or the like.

続いて、ハウジング30を用意し、Oリング41を介してハウジング30の開口部31をコネクタケース10の一端部に嵌合させる。次に、ハウジング30の端部30aをコネクタケース10にかしめることにより、ハウジング30とコネクタケース10と一体化する。   Subsequently, the housing 30 is prepared, and the opening 31 of the housing 30 is fitted to one end of the connector case 10 via the O-ring 41. Next, the housing 30 and the connector case 10 are integrated by caulking the end 30 a of the housing 30 to the connector case 10.

こうして、コネクタケース10とハウジング30との組合せ固定がなされ、図1に示される圧力センサ100が完成する。   In this way, the connector case 10 and the housing 30 are combined and fixed, and the pressure sensor 100 shown in FIG. 1 is completed.

かかる圧力センサ100の基本的な圧力検出動作について述べる。圧力センサ100は、たとえば、ハウジング30のネジ部33を介して、車両の適所に取り付けられる。そして、外部からの圧力媒体(上記したエアコンの冷媒や自動車の燃料、エンジンオイル等)が、ハウジング30の圧力導入孔32を介して圧力センサ100内に導入される。   A basic pressure detection operation of the pressure sensor 100 will be described. The pressure sensor 100 is attached to an appropriate position of the vehicle via, for example, a screw portion 33 of the housing 30. Then, an external pressure medium (such as the above-described air conditioner refrigerant, automobile fuel, and engine oil) is introduced into the pressure sensor 100 through the pressure introduction hole 32 of the housing 30.

すると、導入された圧力が、センサチップ20の受圧面であるダイヤフラム21に印加される。そして、印加された圧力に応じた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からボンディングワイヤ13、ターミナル12を介して、上記外部回路へ伝達される。以上が、圧力センサ100における基本的な圧力検出動作である。   Then, the introduced pressure is applied to the diaphragm 21 which is the pressure receiving surface of the sensor chip 20. Then, an electrical signal corresponding to the applied pressure is output from the sensor chip 20 as a sensor signal. This sensor signal is transmitted from the sensor chip 20 to the external circuit via the bonding wire 13 and the terminal 12. The above is the basic pressure detection operation in the pressure sensor 100.

ところで、本実施形態によれば、ケース10と、ケース10の一端側に設けられた圧力検出素子としてのセンサチップ20と、ケース10に設けられ一端部がケース10の一端側に突出するターミナル12と、圧力検出素子20のパッド23とターミナル12の一端部とを電気的に接続するボンディングワイヤ13とを備える圧力センサにおいて、圧力検出素子20に圧力媒体が直接導入されるようになっており、圧力検出素子20のパッド23はコーティング部材24により被覆され保護されており、ボンディングワイヤ13はAuからなることを特徴とする圧力センサ100が提供される。   By the way, according to the present embodiment, the case 10, the sensor chip 20 as a pressure detection element provided on one end side of the case 10, and the terminal 12 provided on the case 10 and having one end portion protruding to one end side of the case 10. In addition, in the pressure sensor including the bonding wire 13 that electrically connects the pad 23 of the pressure detection element 20 and one end of the terminal 12, a pressure medium is directly introduced into the pressure detection element 20, The pressure sensor 100 is provided in which the pad 23 of the pressure detection element 20 is covered and protected by a coating member 24, and the bonding wire 13 is made of Au.

それによれば、圧力検出素子20のパッド23はコーティング部材24により被覆され保護されており、圧力媒体にさらされることはない。また、ボンディングワイヤ13は従来のAlよりも耐食性に優れたAuからなるものとしている。   Accordingly, the pad 23 of the pressure detecting element 20 is covered and protected by the coating member 24 and is not exposed to the pressure medium. The bonding wire 13 is made of Au, which has better corrosion resistance than conventional Al.

そのため、本実施形態によれば、ターミナル12を有するケース10に圧力検出素子20を設け、ターミナル12と圧力検出素子20とをボンディングワイヤ13にて電気的に接続してなる圧力センサにおいて、圧力検出素子20に圧力媒体が直接導入されるようにした場合でも、圧力検出素子20のパッド23やボンディングワイヤ13の腐食を極力回避することができる。   Therefore, according to this embodiment, in the pressure sensor in which the pressure detection element 20 is provided in the case 10 having the terminal 12 and the terminal 12 and the pressure detection element 20 are electrically connected by the bonding wire 13, the pressure detection is performed. Even when the pressure medium is directly introduced into the element 20, corrosion of the pad 23 and the bonding wire 13 of the pressure detection element 20 can be avoided as much as possible.

(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係る圧力センサの要部概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記図1に示される圧力センサにおいて、圧力検出素子20の配置形態、電気接続形態を変形したものである。上記実施形態との相違点を中心に述べる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a main part of a pressure sensor according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the arrangement of the pressure detection elements 20 and the electrical connection form are modified in the pressure sensor shown in FIG. Differences from the above embodiment will be mainly described.

上記実施形態では、圧力検出素子であるセンサチップ20の受圧面すなわち表面を圧力媒体が向かってくる方向に正対して配置させていた。   In the above-described embodiment, the pressure receiving surface, that is, the surface of the sensor chip 20 that is a pressure detection element is arranged in a direction facing the pressure medium.

それに対して、本実施形態では、図3に示されるように、センサチップ20の受圧面すなわち表面をケース10の凹部11の底面に向け、センサチップ20の裏面および台座22を圧力媒体が向かってくる方向に正対して配置させている。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the pressure receiving surface, that is, the surface of the sensor chip 20 faces the bottom surface of the recess 11 of the case 10, and the pressure medium faces the back surface of the sensor chip 20 and the pedestal 22. It is arranged facing the coming direction.

それにより、センサチップ20のパッド23が設けられている面すなわちパッド設置面をケース10側へ対向させて配置した形になる。そして、パッド23とターミナル12の一端部とがバンプ25を介して電気的に接続されている。   Accordingly, the surface of the sensor chip 20 on which the pad 23 is provided, that is, the pad installation surface is arranged facing the case 10 side. The pad 23 and one end of the terminal 12 are electrically connected via the bump 25.

ここで、バンプ25は、はんだや金メッキなどの耐食性に優れた導電性接続材料からなる。また、シール剤14から突出するターミナル12の部分とバンプ25とを足し合わせた高さは、センサチップ20の表面に圧力媒体が入り込んで充分に圧力検出が可能な程度の高さとする。   Here, the bump 25 is made of a conductive connection material having excellent corrosion resistance such as solder or gold plating. Further, the height of the terminal 12 protruding from the sealant 14 and the bump 25 is set to such a height that the pressure medium can enter the surface of the sensor chip 20 and sufficiently detect pressure.

本実施形態の圧力センサは、たとえば次のようにして製造できる。パッド設置面をケース10に向け且つパッド23とターミナル12との間にバンプ25を介在させた状態で、台座22と一体化したセンサチップ20を、凹部11に挿入する。そして、バンプ25のリフローを行うなどにより、パッド23とターミナル12とをバンプ25を介して接合する。   The pressure sensor of this embodiment can be manufactured as follows, for example. The sensor chip 20 integrated with the pedestal 22 is inserted into the recess 11 with the pad installation surface facing the case 10 and the bumps 25 interposed between the pads 23 and the terminals 12. Then, the pad 23 and the terminal 12 are joined via the bump 25 by reflowing the bump 25 or the like.

その後は、凹部11内へのシール剤14の注入および硬化、コネクタケース10とハウジング30とのOリング41を介した組み付けを行うことにより、本実施形態の圧力センサを完成させることができる。   Thereafter, the pressure sensor of the present embodiment can be completed by injecting and curing the sealant 14 into the recess 11 and assembling the connector case 10 and the housing 30 via the O-ring 41.

かかる本実施形態の圧力センサにおいても、外部からの圧力媒体が、ハウジング30の圧力導入孔32を介して圧力センサ100内に導入されると、導入された圧力が、センサチップ20の受圧面であるダイヤフラム21に印加される。   Also in the pressure sensor of this embodiment, when an external pressure medium is introduced into the pressure sensor 100 through the pressure introduction hole 32 of the housing 30, the introduced pressure is applied to the pressure receiving surface of the sensor chip 20. Applied to a certain diaphragm 21.

そして、印加された圧力に応じた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からバンプ25、ターミナル12を介して、上記外部回路へ伝達される。これが、本実施形態の圧力センサにおける基本的な圧力検出動作である。   Then, an electrical signal corresponding to the applied pressure is output from the sensor chip 20 as a sensor signal. This sensor signal is transmitted from the sensor chip 20 to the external circuit via the bump 25 and the terminal 12. This is a basic pressure detection operation in the pressure sensor of the present embodiment.

ところで、本実施形態によれば、ケース10と、ケース10の一端側に設けられた圧力検出素子としてのセンサチップ20と、ケース10に設けられ一端部がケース10の一端側に突出するターミナル12とを備える圧力センサにおいて、圧力検出素子20に圧力媒体が直接導入されるようになっており、圧力検出素子20は、そのパッド23が設けられている面をケース10側へ対向させて配置されており、パッド23とターミナル12の一端部とがバンプ25を介して電気的に接続されていることを特徴とする圧力センサが提供される。   By the way, according to the present embodiment, the case 10, the sensor chip 20 as a pressure detection element provided on one end side of the case 10, and the terminal 12 provided on the case 10 and having one end portion protruding to one end side of the case 10. In this pressure sensor, a pressure medium is directly introduced into the pressure detection element 20, and the pressure detection element 20 is arranged with the surface on which the pad 23 is provided facing the case 10 side. The pressure sensor is characterized in that the pad 23 and one end of the terminal 12 are electrically connected via the bump 25.

それによれば、圧力検出素子20のパッド23が設けられている面をケース10側へ対向させて配置しているから、圧力媒体が向かってくる方向に対して、圧力検出素子20のパッド設置面が直接正対しない形となる。   According to this, since the surface on which the pad 23 of the pressure detection element 20 is provided is arranged facing the case 10 side, the pad installation surface of the pressure detection element 20 with respect to the direction in which the pressure medium is directed. Is not directly facing.

たとえば、上記図4に示される従来の圧力センサでは、メタルダイヤフラム34を廃止した場合、圧力検出素子20のパッド設置面が、圧力媒体が向かってくる方向に正対する形となる。その場合、次々と流れてくる圧力媒体によってパッドの腐食が促進される懸念がある。それに比べて、本実施形態では、パッドの腐食は抑制できる。   For example, in the conventional pressure sensor shown in FIG. 4, when the metal diaphragm 34 is abolished, the pad installation surface of the pressure detection element 20 faces the direction in which the pressure medium is directed. In that case, there is a concern that corrosion of the pad is promoted by the pressure medium flowing one after another. In contrast, in this embodiment, corrosion of the pad can be suppressed.

また、本実施形態では、パッド23とターミナル12との電気的接続は、ボンディングワイヤではなくバンプ25にて行っているため、ボンディングワイヤの腐食という問題は回避される。   In the present embodiment, since the electrical connection between the pad 23 and the terminal 12 is performed by the bump 25 instead of the bonding wire, the problem of corrosion of the bonding wire is avoided.

そのため、本実施形態によれば、ターミナル12を有するケース10に圧力検出素子20を設け、ターミナル12と圧力検出素子20とを電気的に接続してなる圧力センサにおいて、圧力検出素子20に圧力媒体が直接導入されるようにした場合であっても、圧力検出素子20のパッド23やボンディングワイヤの腐食という問題を極力回避することができる。   Therefore, according to the present embodiment, in the pressure sensor in which the pressure detection element 20 is provided in the case 10 having the terminal 12 and the terminal 12 and the pressure detection element 20 are electrically connected, the pressure detection element 20 has a pressure medium. Even if it is made to introduce | transduce directly, the problem of corrosion of the pad 23 and the bonding wire of the pressure detection element 20 can be avoided as much as possible.

(他の実施形態)
なお、ケースは、一端側に圧力検出素子を設置できるとともにターミナルを有し、さらに一端側にターミナルの一端部が突出しているものであればよく、上記コネクタケースに限定されるものではない。
(Other embodiments)
Note that the case is not limited to the connector case as long as the pressure detection element can be installed on one end side, a terminal is provided, and one end portion of the terminal protrudes on one end side.

また、圧力検出素子は、上記半導体ダイヤフラム式のものに限定されるものではなく、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できるものであればよい。   Further, the pressure detection element is not limited to the semiconductor diaphragm type, and may be any element that can convert the received pressure into an electric signal and output the electric signal as a sensor signal.

本発明の第1実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。1 is an overall schematic cross-sectional view of a pressure sensor according to a first embodiment of the present invention. 図1中の圧力センサにおける圧力検出素子の近傍部の拡大図である。It is an enlarged view of the vicinity part of the pressure detection element in the pressure sensor in FIG. 本発明の第2実施形態に係る圧力センサの要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing of the pressure sensor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. メタルダイヤフラムを有する従来の圧力センサの一般的な構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the general structure of the conventional pressure sensor which has a metal diaphragm.

符号の説明Explanation of symbols

10…ケースとしてのコネクタケース、12…ターミナル、
13…ボンディングワイヤ、20…圧力検出素子としてのセンサチップ、
23…センサチップのパッド、24…コーティング部材、25…バンプ。
10 ... Connector case as a case, 12 ... Terminal,
13 ... bonding wire, 20 ... sensor chip as pressure detecting element,
23 ... Pads of sensor chip, 24 ... Coating member, 25 ... Bump.

Claims (4)

ケース(10)と、
前記ケース(10)の一端側に設けられた圧力検出素子(20)と、
前記ケース(10)に設けられ、一端部が前記ケース(10)の一端側に突出するターミナル(12)と、
前記圧力検出素子(20)のパッド(23)と前記ターミナル(12)の一端部とを電気的に接続するボンディングワイヤ(13)とを備える圧力センサにおいて、
前記圧力検出素子(20)に圧力媒体が直接導入されるようになっており、
前記圧力検出素子(20)のパッド(23)はコーティング部材(24)により被覆され保護されており、
前記ボンディングワイヤ(13)はAuからなることを特徴とする圧力センサ。
Case (10);
A pressure detection element (20) provided on one end side of the case (10);
A terminal (12) provided in the case (10) and having one end projecting toward one end of the case (10);
In the pressure sensor comprising a bonding wire (13) for electrically connecting the pad (23) of the pressure detection element (20) and one end of the terminal (12),
A pressure medium is directly introduced into the pressure detecting element (20);
The pad (23) of the pressure detection element (20) is covered and protected by a coating member (24),
The pressure sensor, wherein the bonding wire (13) is made of Au.
ケース(10)と、
前記ケース(10)の一端側に設けられた圧力検出素子(20)と、
前記ケース(10)に設けられ、一端部が前記ケース(10)の一端側に突出するターミナル(12)とを備える圧力センサにおいて、
前記圧力検出素子(20)に圧力媒体が直接導入されるようになっており、
前記圧力検出素子(20)は、そのパッド(23)が設けられている面を前記ケース(10)側へ対向させて配置され、前記パッド(23)と前記ターミナル(12)の一端部とがバンプ(25)を介して電気的に接続されていることを特徴とする圧力センサ。
Case (10);
A pressure detection element (20) provided on one end side of the case (10);
A pressure sensor provided on the case (10) and having a terminal (12) whose one end protrudes toward one end of the case (10);
A pressure medium is directly introduced into the pressure detecting element (20);
The pressure detecting element (20) is arranged with the surface on which the pad (23) is provided facing the case (10) side, and the pad (23) and one end of the terminal (12) are arranged. A pressure sensor characterized in that it is electrically connected via a bump (25).
前記バンプ(25)は、はんだまたはAuめっきからなるものであることを特徴とする請求項2に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 2, wherein the bump (25) is made of solder or Au plating. 前記パッド(23)は、Alからなるものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧力センサ。
The pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the pad (23) is made of Al.
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