JP2006208087A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 ターミナルを有するケースに対して、圧力検出素子を設け、圧力検出素子の表面とターミナルとをボンディングワイヤにより接続してなる圧力センサにおいて、大幅な部品点数の削減を可能とし、小型で安価な構成を提供する。
【解決手段】 ターミナル１２は、ケース１０の軸方向に延びるようにケース１０に対して設けられており、縦長のケース１０の側面に、蓋１５で封止された圧力検出室１１を設け、この圧力検出室１１に圧力検出素子２０を設けるとともに圧力検出素子２０の表面２０ａとターミナル１２の他端部１２ｂとをボンディングワイヤ１３にて結線し、ケース１０にはこの圧力検出素子２０の裏面２０ｂに被測定圧力を導入するための圧力導入通路１４を設けている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ケースの軸方向に延びるように設けられたターミナルを有する縦長のケースに対して、圧力検出素子を設け、圧力検出素子の表面とターミナルとをボンディングワイヤにより接続してなる圧力センサに関する。

この種の圧力センサは、一般に、ケースと、ケースに設けられ被測定圧力を受けて歪む歪みゲージとしての圧力検出素子と、一端部がケースの軸一端側にて位置して外部などと電気的に接続可能となっており他端部がケースの軸他端側に延びるように配置されたターミナルと、圧力検出素子とターミナルの他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て構成されている。

ここで、このような圧力センサにおける圧力検出素子としては、半導体基板の裏面側に凹部を形成し、この凹部に対応した表面側に薄肉部としてのダイアフラムが形成されてなる構成としたものが一般的である。

そして、このような圧力検出素子において表面側には、拡散抵抗や配線部、さらにはボンディングワイヤ接続用の電極などの電気的要素が形成されている。一方、裏面側は、単にシリコンなどの面であるため、裏面側に被測定圧力が導入され、当該裏面側が圧力媒体にさらされても問題はない。

そして、従来では、このような圧力センサにおいて、圧力検出素子の表面側にボンディングワイヤが接続され、圧力検出素子の裏面側から被測定圧力が印加されるようになっているもの、すなわち、裏面受圧型の圧力センサが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

一方で、従来では、このような圧力センサにおいて、圧力検出素子の表面に被測定圧力を印加させるタイプ、すなわち表面受圧型の圧力センサが提案されている（たとえば、特許文献２、特許文献３参照）。

このような表面受圧型の圧力センサでは、その表面が直接、圧力媒体にさらされると、電気的要素が劣化するなど、素子特性に悪影響が生じる。

そのため、圧力検出素子とそれに接続されるボンディングワイヤなどの電気接続部を圧力媒体と隔絶するために、メタルダイアフラムやオイルなどを介在させている。そして、被測定圧力をメタルダイアフラムで受圧し、封入されているオイルを介して圧力検出素子に伝達し、圧力を検出するものとなっている。
特開平３−２３７３３２号公報 特開平７−２０９１１５号公報 特開平７−２４３９２６号公報

しかしながら、従来の裏面受圧型の圧力センサにおいては、縦長のケースにおいて、そのケースの長手方向にターミナルと圧力検出素子とを配置しているため、これらターミナルと圧力検出素子との接続において、部品点数が多く、また、構造も複雑なものとなっている。

たとえば、上記特許文献１に記載の圧力センサにおいては、圧力検出素子をステムに接合し、このステムをハウジングに固定して、回路基板と圧力検出素子とをボンディングワイヤで接続して、さらに貫通コンデンサを介してターミナルにはんだ接続するという構造が開示されている。

このように、圧力検出素子とターミナルとの間の接続部品の点数が多く、構造が複雑なため、コストが大変高くなり、また、体格も大きく重量も重くなるため、圧力センサを被測定部材に搭載するときの搭載性が悪いという問題が生じる。

また、上記特許文献２、特許文献３に記載されている表面受圧型の圧力センサにおいては、圧力検出素子とそれに接続されるボンディングワイヤなどの電気接続部を圧力媒体と隔絶するために、メタルダイアフラムやオイルなどを介在させているために、これも部品点数が多く、組付の手間がかかり、コストが高くなるという問題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ケースの軸方向に延びるように設けられたターミナルを有するケースに対して、圧力検出素子を設け、圧力検出素子の表面とターミナルとをボンディングワイヤにより接続してなる圧力センサにおいて、大幅な部品点数の削減を可能とし、小型で安価な構成を提供することを目的とする。

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）に設けられ被測定圧力を受けて歪む歪みゲージとしての圧力検出素子（２０）と、一端部（１２ａ）がケース（１０）の軸一端側に位置し他端部（１２ｂ）がケース（１０）の軸他端側に延びるように配置されたターミナル（１２）と、圧力検出素子（２０）とターミナル（１２）の他端部（１２ｂ）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、次のような点を特徴としている。

・ケース（１０）における軸一端と軸他端との間の側面に、圧力検出室（１１）が設けられていること。

・ケース（１０）には、ケース（１０）の軸他端側に開口部（１４ａ）を有し当該開口部（１４ａ）から圧力検出室（１１）へ被測定圧力を導入するための圧力導入通路（１４）が設けられていること。

・圧力検出室（１１）には、圧力検出素子（２０）が、その裏面（２０ｂ）を圧力導入通路（１４）に面した状態で収納されるとともに、圧力導入通路（１４）からの被測定圧力が、圧力検出素子（２０）の裏面（２０ｂ）に印加されるようになっていること。

・ターミナル（１２）の他端部（１２ｂ）が圧力検出室（１１）内に露出しており、圧力検出室（１１）内にて、圧力検出素子（２０）の表面（２０ａ）とターミナル（１２）の他端部（１２ｂ）とがボンディングワイヤ（１３）により結線されていること。

・ケース（１０）には、圧力検出室（１１）を閉塞する蓋（１５）が取り付けられており、蓋（１５）によって圧力検出室（１１）が封止されていること。本発明の圧力センサはこれらの点を特徴としている。

それによれば、まず、圧力検出素子（２０）の表面（２０ａ）側にボンディングワイヤ（１３）が接続され、圧力検出素子（２０）の裏面（２０ｂ）側から被測定圧力が印加されるようになっている裏面受圧型としているため、圧力検出素子（２０）の裏面（２０ｂ）を圧力媒体と隔絶することは不要であり、上記した表面受圧型のようなメタルダイアフラムやオイルなどの部品を省略することができる。

また、ケース（１０）の側面に圧力検出室（１１）を設け、その中に圧力検出素子（２０）を設けるとともにターミナル（１２）の他端部（１２ｂ）を露出させることにより、ボンディングワイヤ（１３）による圧力検出素子（２０）の表面（２０ａ）とターミナル（１２）との結線を可能としている。そのため、圧力検出素子（２０）とターミナル（１２）との電気的な接続において、部品点数の削減および構成の簡略化が図れる。

また、ケース（１０）の側面に設けられた圧力検出室（１１）は、蓋（１５）でシールされた空間として構成されるので、圧力検出室（１１）内の圧力検出素子（２０）などの部品の保護が適切に図れる。また、ケース（１０）に圧力導入通路（１４）を設けることで、被測定圧力を圧力検出室（１１）まで適切に導き、圧力検出素子（２０）の裏面（２０ｂ）に印加することができる。

また、従来では、ケース（１０）におけるデッドスペースであったケース（１０）の側面に圧力検出素子（２０）を実装する構成であるので、従来に比べて、特にケース（１０）自身の軸方向や径方向の体格を拡大することが無い。そのため、圧力センサの搭載性を何ら損なうことなく、適切な実装が実現できる。

よって、本発明によれば、軸方向に延びるように設けられたターミナル（１２）を有する縦長のケース（１０）に対して、圧力検出素子（２０）を設け、圧力検出素子（２０）の表面（２０ａ）とターミナル（１２）とをボンディングワイヤ（１３）により接続してなる圧力センサにおいて、従来に比べて大幅な部品点数の削減を可能とし、小型で安価な構成を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の圧力センサにおいて、圧力検出素子（２０）は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂またはエポキシ系樹脂からなる接着剤（２３）を介してケース（１０）に固定されることにより、圧力検出素子（２０）とケース（１０）との間は封止されていることを特徴としている。

このようにポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂またはエポキシ系樹脂からなる接着剤（２３）を用いて圧力検出素子（２０）とケース（１０）との間を封止することにより、圧力媒体に対する耐性に優れた接着剤（２３）とすることができ、圧力媒体の漏れを適切に防止できる。

ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載の圧力センサにおいては、圧力検出素子（２０）としては、裏面（２０ｂ）側に凹部が形成され、この凹部に対応した表面（２０ａ）側に薄肉部としてのダイアフラム（２１）を有する半導体基板からなるものにできる。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の圧力センサにおいては、圧力検出素子（２０）を構成する半導体基板の裏面（２０ｂ）側には、凹部に通じる貫通孔（２２ａ）を有するガラス台座（２２）が接合されており、圧力検出素子（２０）は、ガラス台座（２２）を介してケース（１０）に固定されており、圧力導入通路（１４）とガラス台座（２２）の貫通孔（２２ａ）とが連通しているものにできる。

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。

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、以下の各図相互において、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。

図１は、本発明の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に示される圧力センサ１００における圧力検出素子２０の近傍部の拡大図である。

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エンジンや駆動系の潤滑用オイル圧を検出する圧力センサ等に適用できる。

［構成等］
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（ケースプラグ）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、縦長形状をなしている。

本例では、コネクタケース１０は、図１中の上下方向に延びる略円柱状をなしている。ここで、図１において、コネクタケース１０の上端を軸一端、下端を軸他端と言うことにする。

このコネクタケース１０における軸一端と軸他端との間の側面には、凹部としての圧力検出室１１が設けられている。この圧力検出室１１には、被測定圧力を受けて歪む歪みゲージとしての圧力検出素子であるセンサチップ２０が配設されている。

本例のセンサチップ２０は、シリコン半導体などの半導体基板に対してダイアフラム２１（図２参照）を形成し、このダイアフラム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アフラム式のものである。

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、裏面（図２中の右面）２０ｂ側に凹部が形成され、この凹部に対応した表面（図２中の左面）２０ａ側に薄肉部としてのダイアフラム２１を有する半導体基板からなるものである。

つまり、センサチップ２０のダイアフラム２１は、センサチップ２０を構成する半導体基板の裏面２０ｂの一部をエッチングなどにより除去することで上記凹部を形成し、この凹部の底部として表面２０ａ側に形成されるものである。

ここで、上述したように、センサチップ２０において表面２０ａ側には、図示しないが、拡散抵抗や配線部、さらにはボンディングワイヤ接続用の電極などの電気的要素が形成されている。一方、センサチップ２０の裏面２０ｂ側は、そのような要素が形成されていない単にシリコンなどからなる面である。

そして、センサチップ２０を構成する半導体基板の裏面２０ｂ側には、当該裏面２０ｂの凹部に通じる貫通孔２２ａを有するガラス台座２２が、陽極接合などにより接合され、センサチップ２０と一体化されている。

そして、ガラス台座２２と一体化されたセンサチップ２０は、このガラス台座２２を圧力検出室１１の底面に接着剤２３（図２参照）を介して接着することで、コネクタケース１０に搭載され固定されている。

この接着剤２３は、冷媒などの圧力媒体に対する耐性に優れたものであり、たとえばポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂またはエポキシ系樹脂からなる接着剤を採用することができる。

また、図１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。図１では、ターミナル１２は１本であるが、このターミナル１２は、通常は複数個設けられている。

本例では、ターミナル１２は黄銅にＮｉ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。

図１に示されるように、ターミナル１２の一端部１２ａは、コネクタケース１０の軸一端側（にて露出しており、たとえばワイヤハーネス等の外部配線部材（図示せず）を介して外部回路（たとえば車両のＥＣＵ等）に電気的に接続できるようになっている。

また、ターミナル１２の中間部はコネクタケース１０に埋設されており、ターミナル１２は、その他端部１２ｂがコネクタケース１０の軸他端側に延びるように配置されている。そして、ターミナル１２の他端部１２ｂは、圧力検出室１１内にてセンサチップ２０の周囲に露出している。

そして、図１、図２に示されるように、圧力検出室１１の内部にて、センサチップ２０の表面２０ａとターミナル１２の他端部１２ｂとが、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。このボンディングワイヤ１３は、ワイヤボンディングにより形成されたＡｕ（金）やＡｌ（アルミ）などからなるものである。

こうして、本実施形態の圧力センサ１００においては、センサチップ２０と外部との間の信号の伝達は、ボンディングワイヤ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。

また、図１に示されるように、コネクタケース１０には、コネクタケース１０の軸他端側に開口部１４ａを有し当該開口部１４ａから圧力検出室１１へ被測定圧力を導入するための圧力導入通路１４が設けられている。

ここでは、圧力導入通路１４は、コネクタケース１０の軸他端側に開口部１４ａから、コネクタケース１０の軸一端側に沿って延び、圧力検出室１１に対応する部位で曲がって径方向に進路を変え、圧力検出室１１に至る略Ｌ字形状の通路となっている。

なお、圧力導入通路１４は、この図１に示されるようなＬ字形状に限定されるものではないことはもちろんであり、たとえば、Ｒ字形状や、上記開口部１４ａから圧力検出室１１まで斜めにストレートに延びる形状の通路であってもよい。これらの圧力導入通路１４は、型成形や切削加工などにより容易に形成することができる。

そして、圧力検出室１１において、圧力検出素子としての上記センサチップ２０が、その裏面２０ｂを圧力導入通路１４に面した状態で収納されている。ここでは、センサチップ２０は、ガラス台座２２を介してコネクタケース１０に固定されており、圧力導入通路１４とガラス台座２２の貫通孔２２ａとが連通している。

また、上述したように、センサチップ２０とコネクタケース１０との固定部は、上記接着剤２３により封止されている。つまり、本実施形態では、センサチップ２０を上記接着剤２３を介してコネクタケース１０に固定することにより、センサチップ２０とコネクタケース１０との間は封止されている。

それにより、圧力導入通路１４からの被測定圧力は、センサチップ２０に対してセンサチップ２０の裏面２０ｂ側から漏れなく印加されるようになっている。つまり、このような裏面受圧型を採用することで、センサチップ２０の裏面２０ｂが直接、圧力媒体にさらされるようになっている。

さらに、図１に示されるように、コネクタケース１０の側面には、圧力検出室１１を閉塞する蓋１５が取り付けられている。この蓋１５は、樹脂、セラミック、金属などどのような材質であってもよく、コネクタケース１０との固定方法も、接着、溶着などを採用することができる。そして、この蓋１５によって圧力検出室１１が封止されている。

なお、図１、図２に示される例では、ケース１０の側面に形成された凹部としての圧力検出室１１の底部は、平坦な面であるが、これに限定されるものではなく、たとえば凸部や凹部を持った面であったり、曲面などであってもよい。

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潤滑用オイル等である。

そして、ハウジング３０の圧力導入孔３２から導入された圧力媒体の圧力すなわち被測定圧力は、コネクタケース１０の圧力導入通路１４の開口部１４ａから圧力導入通路１４を通って、圧力検出室１１へ導入され、センサチップ２０の裏面２０ｂに受圧されるようになっている。

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等の箇所に固定するためのネジ部３３が形成されている。

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。

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。

［製造方法等］
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、圧力検出室１１および圧力導入通路１４が形成されたコネクタケース１０を用意する。

そして、ポリアミドイミド系樹脂などからなる上記接着剤２３を用いて、コネクタケース１０の圧力検出室１１内へ、センサチップ２０を、これに一体化されたガラス台座２２を介して接着し固定する。

次に、ワイヤボンディングを行って、ターミナル１２の他端部１２ｂとセンサチップ２０の表面２０ａとをボンディングワイヤ１３を介して結線する。その後、蓋１５をコネクタケース１０に取り付け、圧力検出室１１を封止する。

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の軸他端側の部分に嵌合させる。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。

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。

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潤滑用オイル等）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。

すると、導入された被測定圧力は、コネクタケース１０の圧力導入通路１４を介して圧力検出室１１へ導入され、センサチップ２０の裏面２０ｂに印加される。すると、センサチップ２０のダイアフラム２１が歪み、この歪みに基づいて、被測定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。

［効果等］
ところで、本実施形態によれば、コネクタケース１０と、コネクタケース１０に設けられ被測定圧力を受けて歪む歪みゲージとしての圧力検出素子であるセンサチップ２０と、一端部１２ａがコネクタケース１０の軸一端側に位置して外部と電気的に接続可能となっており、他端部１２ｂがコネクタケース１０の軸他端側に延びるように配置されたターミナル１２と、センサチップ２０とターミナル１２の他端部１２ｂ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、次のような点を特徴とする圧力センサ１００が提供される。

・コネクタケース１０における軸一端と軸他端との間の側面に、圧力検出室１１が設けられていること。

・コネクタケース１０には、コネクタケース１０の軸他端側に開口部１４ａを有し当該開口部１４ａから圧力検出室１１へ被測定圧力を導入するための圧力導入通路１４が設けられていること。

・圧力検出室１１には、センサチップ２０が、その裏面２０ｂを圧力導入通路１４に面した状態で収納されるとともに、圧力導入通路１４からの被測定圧力が、センサチップ２０の裏面２０ｂに印加されるようになっていること。

・ターミナル１２の他端部１２ｂが圧力検出室１１内に露出しており、圧力検出室１１内にて、センサチップ２０の表面２０ａとターミナル１２の他端部１２ｂとがボンディングワイヤ１３により結線されていること。

・コネクタケース１０には、圧力検出室１１を閉塞する蓋１５が取り付けられており、この蓋１５によって圧力検出室１１が封止されていること。本実施形態の圧力センサ１００はこれらの点を特徴としている。

それによれば、まず、センサチップ２０の表面２０ａ側にボンディングワイヤ１３が接続され、センサチップ２０の裏面２０ｂ側から被測定圧力が印加される裏面受圧型としているため、センサチップ２０の裏面２０ｂを圧力媒体と隔絶することは不要である。

そのため、上記した表面受圧型の圧力センサにおいて必要であったメタルダイアフラムやオイルなどの部品を省略することができる。

また、コネクタケース１０の側面に圧力検出室１１を設け、その中にセンサチップ２０を設けるとともにターミナル１２の他端部１２ｂを露出させることにより、ボンディングワイヤ１３によるセンサチップ２０の表面２０ａとターミナル１２との結線を実現可能としている。

具体的には、図１、図２に示されるように、本圧力センサ１００においては、ケース１００の側面に圧力検出素子としてのセンサチップ２０を設けるため、センサチップ２０における表面２０ａを、縦長のコネクタケース１０の軸方向（長手方向）に略平行な形とすることができる。これは、従来のこの種の圧力センサでは、実現し得なかった新規な配置構成である。

そして、このような新規なセンサチップ２０とケース１０との位置関係を採用することにより、コネクタケース１０の軸方向に延びるターミナル１２の他端部１２ｂのボンディング面とセンサチップ２０の表面２０ａとを、略平行な状態にすることができ、ワイヤボンディングによる両者の結線が容易になる。

そのため、本実施形態の圧力センサ１００によれば、センサチップ２０とターミナル１２との電気的な接続において、部品点数の削減および構成の簡略化が図れる。

また、コネクタケース１０の側面に設けられた圧力検出室１１は、蓋１５でシールされた空間として構成されるので、圧力検出室１１内のセンサチップ２０やボンディングワイヤ１３などの部品の保護が適切に図れる。また、コネクタケース１０に圧力導入通路１４を設けることで、被測定圧力を圧力検出室１１まで適切に導き、センサチップ２０の裏面２０ｂに印加することができる。

また、従来では、ケース１０におけるデッドスペースであったケース１０の側面にセンサチップ２０を実装する構成であるので、従来に比べて、特に縦長のコネクタケース１０自身の軸方向や径方向の体格を拡大することが無い。そのため、圧力センサ１００を車両の適所に搭載するときにセンサの搭載性を何ら損なうことなく、適切な実装を実現することができる。

このように、本実施形態によれば、軸方向に延びるように設けられたターミナル１２を有する縦長のコネクタケース１０に対して、センサチップ２０を設け、センサチップ２０の表面２０ａとターミナル１２とをボンディングワイヤ１３により接続してなる圧力センサにおいて、従来に比べて大幅な部品点数の削減を可能とし、小型で安価な構成を提供することができる。

また、本実施形態の圧力センサ１００においては、圧力検出素子としてのセンサチップ２０は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂またはエポキシ系樹脂からなる接着剤２３を介してケース１０に固定されることにより、センサチップ２０とコネクタケース１０との間は封止されていることも特徴のひとつである。

このようにポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂またはエポキシ系樹脂からなる接着剤２３を用いてセンサチップ２０とコネクタケース１０との間を封止することにより、圧力媒体に対する耐性に優れた接着剤２３とすることができ、圧力媒体の漏れを適切に防止できる。

ここで、本実施形態の圧力センサ１００においては、センサチップ２０として、裏面２０ｂ側に凹部が形成され、この凹部に対応した表面２０ａ側に薄肉部としてのダイアフラム２１を有する半導体基板からなるものとしていることも特徴のひとつである。

また、本実施形態の圧力センサ１００においては、センサチップ２０を構成する半導体基板の裏面２０ｂ側に、凹部に通じる貫通孔２２ａを有するガラス台座２２が接合されており、センサチップ２０は、ガラス台座２２を介してコネクタケース１０に固定されており、圧力導入通路１４とガラス台座２２の貫通孔２２ａとが連通していることも特徴のひとつである。

［変形例］
図３は、本実施形態の圧力センサにおける変形例を示す概略断面図である。

上記図２に示される例では、センサチップ２０は、ガラス台座２２に一体化され、このガラス台座２２を接着剤２３を介してコネクタケース１０に直接接着することにより、センサチップ２０をコネクタケース１０に固定していた。

この場合、接着面積は、ガラス台座２２の面積相当であるので、さほど大きなものとはできない。それとともに、樹脂からなるコネクタケース１０とガラスからなるガラス台座２２との熱膨張係数の差により生じる応力により、ガラス台座２２とコネクタケース１０とが剥離しやすくなる恐れがある。

それに対して、図３に示される例では、ガラス台座２２とコネクタケース１０との間に、ガラス台座２２（センサチップ２０）よりも大きく且つコネクタケース１０を構成する樹脂よりもガラス台座２２に熱膨張係数が近い金属などからなるプレート部材５０を介在させている。

ここで、ガラス台座２２とプレート部材５０との間は、上記接着剤２３やはんだなどにより接合固定し、プレート部材５０とコネクタケース１０との間は、上記接着剤２３を用いて接合固定する。

それによれば、ガラス台座２２よりも大きなプレート部材５０を用いることによって接着面積を大きくし、接着強度を増大させることができる。また、このプレート部材５０が介在することによって、コネクタケース１０とガラス台座２２との熱膨張係数の差により生じる応力を緩和することができる。そのため、本例によれば、ガラス台座２２とコネクタケース１０との剥離を抑制できる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、圧力検出素子としてのセンサチップ２０は、これに一体化されたガラス台座２２を介してコネクタケース１０に固定されていたが、可能ならば、ガラス台座２２を省略し、センサチップ２０を直接、接着剤２３を介してコネクタケース１０に接着するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、圧力検出素子としてのセンサチップ２０とコネクタケース１０との固定は、接着剤２３を利用した接着によるものであったが、これら両者の固定は、接着に限定されるものではない。

たとえば、上記図２において、ガラス台座２２とコネクタケース１０との間に介在する接着剤２３をＯリングなどのパッキン部材に置き換え、上記蓋１５に突起を設け、この突起によりセンサチップ２０をコネクタケース１０側に押さえつけるようにして、センサチップ２０をコネクタケース１０に固定してもよい。

また、縦長のケースや、このケースに設けられるターミナルの形状や配置構成などについては、上記図１に示されるコネクタケース１０やターミナル１２に限定されるものではない。

また、本発明の圧力センサにおいては、上記図１に示されるようなハウジング３０は無いものであってもよい。たとえば、コネクタケース１０の軸他端側を、被測定部材に直接取り付けることができるならば、圧力導入通路１４の開口部１４ａから、直接、被測定圧力を導入できるからである。

要するに、本発明は、ケースの軸方向に延びるように設けられたターミナルを有するケースに対して、圧力検出素子を設け、圧力検出素子の表面とターミナルとをボンディングワイヤにより接続してなる圧力センサにおいて、ケースの側面に、蓋で封止された圧力検出室を設け、この圧力検出室に圧力検出素子を設けるとともに圧力検出素子の表面とターミナルとをボンディングワイヤにて結線し、ケースにはこの圧力検出素子の裏面に被測定圧力を導入するための圧力導入通路を設けるようにしたことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。

本発明の実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。 図１に示される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。 上記実施形態の圧力センサにおける変形例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０…ケースとしてのコネクタケース、１１…圧力検出室、
１２…ターミナル、１２ａ…ターミナルの一端部、１２ｂ…ターミナルの他端部、
１３…ボンディングワイヤ、１４…圧力導入通路、１４ａ…圧力導入通路の開口部、
１５…蓋、２０…圧力検出素子としてのセンサチップ、
２０ａ…センサチップの表面、２０ｂ…センサチップの裏面、
２１…センサチップのダイアフラム、２２…ガラス台座、
２２ａ…ガラス台座の貫通孔、２３…接着剤。

Claims (4)

1. ケース（１０）と、
   前記ケース（１０）に設けられ被測定圧力を受けて歪む歪みゲージとしての圧力検出素子（２０）と、
   一端部（１２ａ）が前記ケース（１０）の軸一端側に位置しており、他端部（１２ｂ）が前記ケース（１０）の軸他端側に延びるように配置されたターミナル（１２）と、
   前記圧力検出素子（２０）と前記ターミナル（１２）の他端部（１２ｂ）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、
   前記ケース（１０）における軸一端と軸他端との間の側面には、圧力検出室（１１）が設けられており、
   前記ケース（１０）には、前記ケース（１０）の軸他端側に開口部（１４ａ）を有し当該開口部（１４ａ）から前記圧力検出室（１１）へ前記被測定圧力を導入するための圧力導入通路（１４）が設けられており、
   前記圧力検出室（１１）には、前記圧力検出素子（２０）が、その裏面（２０ｂ）を前記圧力導入通路（１４）に面した状態で収納されるとともに、前記圧力導入通路（１４）からの前記被測定圧力が、前記圧力検出素子（２０）の裏面（２０ｂ）に印加されるようになっており、
   前記ターミナル（１２）の他端部（１２ｂ）が前記圧力検出室（１１）内に露出しており、
   前記圧力検出室（１１）内にて、前記圧力検出素子（２０）の表面（２０ａ）と前記ターミナル（１２）の他端部（１２ｂ）とが前記ボンディングワイヤ（１３）により結線されており、
   前記ケース（１０）には、前記圧力検出室（１１）を閉塞する蓋（１５）が取り付けられており、前記蓋（１５）によって前記圧力検出室（１１）が封止されていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記圧力検出素子（２０）は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂またはエポキシ系樹脂からなる接着剤（２３）を介して前記ケース（１０）に固定されることにより、前記圧力検出素子（２０）と前記ケース（１０）との間は封止されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記圧力検出素子（２０）は、裏面（２０ｂ）側に凹部が形成され、この凹部に対応した表面（２０ａ）側に薄肉部としてのダイアフラム（２１）を有する半導体基板からなるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 前記圧力検出素子（２０）を構成する前記半導体基板の裏面（２０ｂ）側には、前記凹部に通じる貫通孔（２２ａ）を有するガラス台座（２２）が接合されており、
   前記圧力検出素子（２０）は、前記ガラス台座（２２）を介して前記ケース（１０）に固定されており、前記圧力導入通路（１４）と前記ガラス台座（２２）の前記貫通孔（２２ａ）とが連通していることを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。
   

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