JP2006208088A - 圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ターミナルを有するケースにセンサチップを設け、ターミナルとセンサチップとを電気的に接続してなる圧力センサにおいて、圧力媒体がセンサチップの受圧面やそこに接続されるボンディングワイヤに、直接接触する構成としても、センサチップの保護や電気リークの防止を適切に行う。
【解決手段】 ケース１０に設けられたセンサチップ２０の受圧面２０ａに、圧力導入孔３２から圧力媒体が直接導入され、ボンディングワイヤ１３のうち一端部と他端部との間の中間部は、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材５１にて被覆され、ボンディングワイヤ１３とセンサチップ２０との接続部、ボンディングワイヤ１３とターミナル１２との接続部、および、センサチップ２０の受圧面２０ａは、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材５２にて被覆されている。
【選択図】 図２

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。

従来より、ケースと、ケースに設けられ圧力媒体からの圧力を受ける受圧面を有する圧力検出素子と、ケースのうち圧力検出素子の周囲に設けられたターミナルと、一端部が圧力検出素子の受圧面側と電気的に接続され、他端部がターミナルと電気的に接続された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。

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。

本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。

この凹部１１には、受圧面２０ａを有する圧力検出素子２０が配設されている。ここでは、圧力検出素子２０は、受圧面２０ａとは反対側の面にて台座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。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の受圧面２０ａ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。

また、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。

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。

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エンジンや駆動系の潤滑用オイル等である。

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。

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。

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が封入されているため、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。

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。

かかる圧力センサは、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。

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、圧力検出素子２０へ伝達され、圧力検出素子２０の受圧面２０ａ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、圧力検出素子２０から出力される。このセンサ信号は、圧力検出素子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

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。

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、上記図４におけるメタルダイアフラム３４およびオイル１５等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３４やオイル１５等を廃止した場合、エアコンの冷媒や自動車のエンジンや駆動系の潤滑用オイルなどの圧力媒体が直接、圧力検出素子２０の受圧面２０ａおよびボンディングワイヤ１３に導入される。

そして、圧力媒体中には、たとえば、水分や酸化性のガス・液体などが含有されており、圧力検出素子２０の受圧面２０ａやボンディングワイヤ１３に直接圧力媒体が接触した場合、圧力検出素子２０の特性劣化やボンディングワイヤ１３間の電気リークが発生し、センサ特性が悪化する恐れがある。

そこで、この場合には、圧力検出素子２０とボンディングワイヤ１３とを接続した後、これら圧力検出素子２０およびボンディングワイヤ１３を、スプレーを用いて絶縁コーティング材を散布することが考えられる。

しかしながら、このように、スプレーを用いて絶縁コーティングする場合は、ボンディングワイヤの全周を絶縁コーティング材で被覆することは困難で、完全な絶縁性を得るためには、コーティング材を多量に散布する必要がある。

すると、ボンディングワイヤ１３と接続されている圧力検出素子２０の受圧面２０ａの部分にも、必要以上に多量のコーティング材が付着してしまい、センサ特性を満足できなくなるという問題が生じる。

また、スプレーを用いて絶縁コーティングする方法では、ケース１０の部分にも絶縁コーティング材が付着してしまう。通常は、樹脂成形品であるケース１０とコーティング材との間の接着力は弱いため、たとえば、圧力センサが組み込まれているエアコンシステム等が稼動中に、このコーティング材が剥離して冷媒中に浮遊し、システムの目詰まりを引き起こすという問題が生じる。

また、スプレーを用いて絶縁コーティングする際に、ケース１０の部分にコーティング材がまったく付着しないように、マスキングすることは技術的に困難であり、コスト的にもメリットが無い。

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、圧力媒体が圧力検出素子の受圧面やそこに接続されるボンディングワイヤに、直接接触する構成としても、圧力検出素子の保護や電気リークの防止を適切に行えるように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）に設けられ圧力媒体からの圧力を受ける受圧面（２０ａ）を有する圧力検出素子（２０）と、ケース（１０）のうち圧力検出素子（２０）の周囲に設けられたターミナル（１２）と、一端部が圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）側と電気的に接続され、他端部がターミナル（１２）と電気的に接続された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。

すなわち、本発明の圧力センサにおいては、圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）に圧力媒体が直接導入されるようになっており、ボンディングワイヤ（１３）のうち一端部と他端部との間の中間部は、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材（５１）にて被覆されており、ボンディングワイヤ（１３）と圧力検出素子（２０）との接続部、ボンディングワイヤ（１３）とターミナル（１２）との接続部、および、圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）は、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材（５２）にて被覆されていることを特徴としている。

それによれば、ボンディングワイヤ（１３）の側と、その接続相手である圧力検出素子（２０）およびターミナル（１２）の側とで、コーティング材を２種類に分けることができる。

そのため、まず、ボンディングワイヤ（１３）として、一端部と他端部との間の中間部となる部位が第１のコーティング材（５１）にて被覆されたものを用い、このボンディングワイヤ（１３）の一端部、他端部をそれぞれ圧力検出素子（２０）、ターミナル（１２）に接続し、しかる後、ボンディングワイヤ（１３）と圧力検出素子（２０）およびターミナル（１２）との接続部、圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）を、第２のコーティング材（５２）にて被覆するというコーティング方法を採用できる。

それによって、ボンディング前に、ボンディングワイヤ（１３）のほぼ全体を第１のコーティング材（５１）によってコーティングすることになるため、ボンディング後にスプレーなどでコーティングを行う場合に比べて、ボンディングワイヤ（１３）の全体を、第１のコーティング材（５１）にて、効率よく被覆することができる。

また、ボンディング後は、ボンディングワイヤ（１３）と圧力検出素子（２０）およびターミナル（１２）との接続部、および、圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）に対して、ポッティングなどにより第２のコーティング材（５２）を配置することができるため、第２のコーティング材（５２）によって当該接続部や受圧面（２０ａ）に対して極力選択的な被覆を行うことができる。

そのため、コーティング材（５１、５２）を効率よく使用して各部を適切に被覆することができるとともに、コーティング材（５１、５２）がケース（１０）に付着することを極力防止することができる。

このようにして、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、圧力媒体が圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）やそこに接続されるボンディングワイヤ（１３）に、直接接触する構成としても、圧力検出素子（２０）の保護や電気リークの防止を適切に行うことができる。

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、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）は、同一の材料からなるものであることを特徴としている。

また、請求項３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、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）は、異なる材料からなるものであることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明では、請求項２または請求項３に記載の圧力センサにおいて、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものからなることを特徴としている。

このように、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）は、同一の材料でもよいし、異なる材料でもよく、具体的には、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の材料として、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものを採用することができる。

請求項５に記載の発明では、ケース（１０）に圧力検出素子（２０）およびターミナル（１２）を設け、圧力検出素子（２０）とターミナル（１２）との間にてワイヤボンディングを行うことにより、ボンディングワイヤ（１３）の一端部を圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）側に電気的に接続し、ボンディングワイヤ（１３）の他端部をターミナル（１２）に電気的に接続してなる圧力センサの製造方法において、次のような特徴的な工程を有する製造方法が提供される。

・受圧面（２０ａ）に圧力媒体が直接導入されるような位置に、圧力検出素子（２０）をケース（１０）に対して設けること。

・ワイヤボンディング工程では、ボンディングワイヤ（１３）として、一端部と他端部との間の中間部となる部位が、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材（５１）にて被覆されたものを用い、ボンディングワイヤ（１３）の一端部、他端部をそれぞれ圧力検出素子（２０）、ターミナル（１２）に接続すること。

・しかる後、ボンディングワイヤ（１３）と圧力検出素子（２０）との接続部、ボンディングワイヤ（１３）とターミナル（１２）との接続部、および、圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）を、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材（５２）にて被覆すること。本発明の製造方法はこれらの工程を有することを特徴としている。

それによれば、ボンディング前に、ボンディングワイヤ（１３）のほぼ全体を第１のコーティング材（５１）によってコーティングすることになるため、ボンディング後にスプレーなどでコーティングを行う場合に比べて、ボンディングワイヤ（１３）の全体を、第１のコーティング材（５１）にて、効率よく被覆することができる。

また、ボンディング後は、ボンディングワイヤ（１３）と圧力検出素子（２０）との接続部、ボンディングワイヤ（１３）とターミナル（１２）との接続部、および、圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）に対して、ポッティングなどにより第２のコーティング材（５２）を配置することができるため、第２のコーティング材（５２）によって当該接続部や受圧面（２０ａ）に対して極力選択的な被覆を行うことができる。

そのため、コーティング材（５１、５２）を効率よく使用して各部を適切に被覆することができるとともに、コーティング材（５１、５２）がケース（１０）に付着することを極力防止することができる。

したがって、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、圧力媒体が圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）やそこに接続されるボンディングワイヤ（１３）に、直接接触する構成としても、圧力検出素子（２０）の保護や電気リークの防止を適切に行うことができる。

また、請求項６に記載の発明のように、請求項５に記載の圧力センサの製造方法においては、第２のコーティング材（５２）による被覆は、ポッティングにより行うようにすることができる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の圧力センサの製造方法において、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）として、同一の材料からなるものを用いることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の圧力センサの製造方法において、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）として、異なる材料からなるものを用いることを特徴としている。

また、請求項９に記載の発明では、請求項７または請求項８に記載の圧力センサの製造方法において、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）として、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものを用いることを特徴としている。

このように、上記製造方法においても、第１のコーティング材（５１）および第２のコーティング材（５２）は、同一の材料でもよいし、異なる材料でもよく、具体的には、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の材料として、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものを採用することができる。

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、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。

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、表面（図２中の下面）が圧力媒体からの圧力を受ける受圧面２０ａとなっている。そして、センサチップ２０は、裏面（図２中の上面）側に凹部が形成され、この凹部に対応した表面側すなわち受圧面２０ａ側に薄肉部としてのダイアフラム２１を有するものである。

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形成されるものである。

そして、センサチップ２０は、その裏面側にてガラス当からなる台座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。

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に搭載されている。この接着剤２３はたとえばシリコン系接着剤などである。

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。

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。

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。つまり、コネクタケース１０のうちセンサチップ２０の周囲に、ターミナル１２が設けられている。

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の受圧面２０ａ側とは、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。

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、シリコン系樹脂よりなるものであり、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た状態となる。

これは、コネクタケース１０には、型成形の際にターミナル１２を埋設しているので、成型樹脂等からなるコネクタケース１０と金属であるターミナル１２との熱膨張係数の違いにより、コネクタケース１０とターミナル１２間の気密性が悪く、ターミナル１２の周囲に隙間が生じ、この隙間から圧力媒体の漏れが生じる恐れがある。そのため、ターミナル１２とコネクタケース１０との間にシール剤１４を設けている。

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。

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。

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。

そして、このような圧力センサ１０において、圧力検出素子としてのセンサチップ２０は、その受圧面２０ａが、ハウジング３０の圧力導入孔３２に面した状態で配置されている。つまり、本圧力センサ１００では、センサチップ２０の受圧面２０ａに圧力媒体が直接導入される、すなわち圧力媒体が直接接触するようになっている。

また、本実施形態のように、センサチップ２０が半導体ダイアフラム式のものであり、センサチップ２０の受圧面２０ａがダイアフラム２１の表面である場合、この受圧面２０ａには、ゲージ抵抗や配線などの電気的な素子が形成されており、これらの素子を保護するという点からも、圧力媒体からの保護は必要である。

そのため、本圧力センサ１００においては、圧力媒体にさらされるセンサチップ２０やそのセンサチップ２０に接続されたボンディングワイヤ１３を、圧力媒体から保護するために、これらセンサチップ２０およびボンディングワイヤ１３をコーティング材５１、５２により被覆している。

上述したように、本実施形態では、ボンディングワイヤ１３は、一端部がセンサチップ２０の受圧面２０ａ側と電気的に接続され、他端部がターミナル１２と電気的に接続されたものとなっている。

そして、図２に示されるように、本実施形態の圧力センサ１００においては、このような接続状態にあるボンディングワイヤ１３のうち一端部と他端部との間の中間部は、冷媒などの圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材５１にて被覆されている。

さらに、図２に示されるように、ボンディングワイヤ１３とセンサチップ２０との接続部、ボンディングワイヤ１３とターミナル１２との接続部、および、センサチップ２０の受圧面２０ａは、冷媒などの圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材５２にて被覆されている。

これら第１のコーティング材５１および第２のコーティング材５２は、同一の材料でもよいし、異なる材料でもよい。具体的には、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の材料として、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものを採用することができる。

［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２３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。こうして、受圧面２０ａに圧力媒体が直接導入されるような位置に、センサチップ２０をケース１０に対して設けることができる。

そして、凹部１１内へシール剤１４を注入し、硬化させることにより配置する。次に、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の受圧面２０ａとをボンディングワイヤ１３で結線する。

ここで、このワイヤボンディング工程では、ボンディングワイヤ１３として、一端部と他端部との間の中間部となる部位が上記第１のコーティング材５１にて被覆されたものを用い、このボンディングワイヤ１３の一端部、他端部をそれぞれセンサチップ２０、ターミナル１２に接続する。

図３は、具体的なボンディングワイヤ１３のコーティング方法を示す工程図である。ワイヤボンディングに用いられる金やアルミニウムなどからなるボンディングワイヤ１３を用意する（図３（ａ）参照）。

そして、上記した各樹脂等からなる第１のコーティング材５１の溶液を用意し、この溶液中にボンディングワイヤ１３を浸漬する。つまり、ディッピングなどの方法により、ボンディングワイヤ１３の全周を第１のコーティング材５１により被覆する（図３（ｂ）参照）。

次に、このコーティングされたボンディングワイヤ１３を用いて、ワイヤボンディング装置により、ワイヤボンディングを行う。

このワイヤボンディングにおいては、接続の直前に、ボンダーから引き出されたボンディングワイヤ１３の接続部に対して、第１のコーティング材５１を焼き飛ばしたり、溶媒で溶かしたり、機械的に除去したりすることで、当該接続部から第１のコーティング材５１を除去し、続いて、センサチップ２０やターミナル１２に対してボンディングを行う。

なお、図３（ｃ）に示されるように、全周がコーティングされたボンディングワイヤ１３のうち、あらかじめ接続部となる部位、つまり、最終的にセンサチップ２０、ターミナル１２に接続される一端部、他端部となる予定の部位について、上記方法と同様にして、第１のコーティング材５１を除去しておき、これをボンディング装置にセットして、ワイヤボンディングを行ってもよい。

こうして、ワイヤボンディング工程が終了すると、ボンディングワイヤ１３は、センサチップ２０の受圧面２０ａされた一端部およびターミナル１２と接続された他端部を除く中間部が、第１のコーティング材５１により被覆された状態となっている。

そして、次に、ボンディングワイヤ１３とセンサチップ２０との接続部、ボンディングワイヤ１３とターミナル１２との接続部、および、センサチップ２０の受圧面２０ａに対して、ディスペンサを用いたポッティング法などにより第２のコーティング材５２を選択的に塗布し、これらの部分を被覆する。こうして、センサチップ２０およびボンディングワイヤ１３のコーティングが終了する。

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。

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、導入された圧力が、センサチップ２０の受圧面２０ａに印加され、センサチップ２０のダイアフラム２１が歪む。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。

［効果等］
ところで、本実施形態によれば、ケース１０と、ケース１０に設けられ圧力媒体からの圧力を受ける受圧面２０ａを有する圧力検出素子としてのセンサチップ２０と、ケース１０のうちセンサチップ２０の周囲に設けられたターミナル１２と、一端部がセンサチップ２０の受圧面２０ａ側に電気的に接続され、他端部がターミナル１２に電気的に接続された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。

すなわち、本圧力センサ１００においては、センサチップ２０の受圧面２０ａに圧力媒体が直接導入されるようになっており、ボンディングワイヤ１３のうち一端部と他端部との間の中間部は、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材５１にて被覆されており、ボンディングワイヤ１３とセンサチップ２０との接続部、ボンディングワイヤ１３とターミナル１２との接続部、および、センサチップ２０の受圧面２０ａは、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材５２にて被覆されていることを特徴としている。

また、本実施形態によれば、ケース１０にセンサチップ２０およびターミナル１２を設け、センサチップ２０とターミナル１２との間にてワイヤボンディングを行うことにより、ボンディングワイヤ１３の一端部をセンサチップ２０の受圧面２０ａ側に電気的に接続し、ボンディングワイヤ１３の他端部をターミナル１２に電気的に接続してなる圧力センサの製造方法において、次のような特徴的な工程を有する製造方法が提供される。

・受圧面２０ａに圧力媒体が直接導入されるような位置に、センサチップ２０をケース１０に対して設けること。

・ワイヤボンディング工程では、ボンディングワイヤ１３として、一端部と他端部との間の中間部となる部位が、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材５１にて被覆されたものを用い、ボンディングワイヤ１３の一端部、他端部をそれぞれセンサチップ２０、ターミナル１２に接続すること。

・しかる後、ボンディングワイヤ１３とセンサチップ２０との接続部、ボンディングワイヤ１３とターミナル１２との接続部、および、センサチップ２０の受圧面２０ａを、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材５２にて被覆すること。本実施形態の製造方法はこれらの工程を有することを特徴としている。

本実施形態の圧力センサ１００は、ボンディングワイヤ１３の側と、その接続相手であるセンサチップ２０およびターミナル１２の側とで、コーティング材５１、５２を２種類に分けているという特徴点を持つため、その製造方法においても、上記特徴的な工程を実現することができる。

つまり、本実施形態によれば、ボンディング前に、ボンディングワイヤ１３のほぼ全体を第１のコーティング材５１によってコーティングすることになるため、ボンディング後にスプレーなどでコーティングを行う場合に比べて、ボンディングワイヤ１３の全体を、第１のコーティング材５１にて、効率よく被覆することができる。

また、ボンディング後は、ボンディングワイヤ１３とセンサチップ２０との接続部、ボンディングワイヤ１３とターミナル１２との接続部、および、センサチップ２０の受圧面２０ａに対して、ポッティングなどにより第２のコーティング材５２を配置することができるため、上記スプレーによる方法に比べて、第２のコーティング材５２によって当該接続部や受圧面２０ａに対して極力選択的な被覆を行うことができる。

そのため、コーティング材５１、５２を効率よく使用して各部を適切に被覆することができるとともに、コーティング材５１、５２がケース１０に付着することを極力防止することができる。

したがって、本実施形態によれば、ターミナル１２を有するケース１０にセンサチップ２０を設け、ターミナル１２とセンサチップ２０とを電気的に接続してなる圧力センサに１００おいて、圧力媒体がセンサチップ２０の受圧面２０ａやそこに接続されるボンディングワイヤ１３に、直接接触する構成としても、センサチップ２０の保護や電気リークの防止を適切に行うことができる。

また、本実施形態の製造方法においては、第２のコーティング材５２による被覆を、ポッティングにより行うことも特徴のひとつである。

もちろん、第２のコーティング材５２による被覆は、ボンディングワイヤ１３とセンサチップ２０との接続部、ボンディングワイヤ１３とターミナル１２との接続部、および、センサチップ２０の受圧面２０ａに対して、第２のコーティング材５２を選択的に配置するものであれば、ポッティング以外でもかまわない。

また、本実施形態の圧力センサ１００およびその製造方法においては、第１のコーティング材５１および第２のコーティング材５２は、同一の材料でもよいし、異なる材料でもよいことも特徴のひとつである。

さらに、本実施形態の圧力センサ１００およびその製造方法においては、第１のコーティング材５１および第２のコーティング材５２として、冷媒などの圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の材料であるポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものを採用できることも特徴のひとつである。

（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。

また、圧力検出素子は、上記半導体ダイア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。

要するに、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してなる圧力センサにおいて、上述したように、ボンディングワイヤの中間部と、ボンディングワイヤの接続部および圧力検出素子とで、コーティング材を２つに分け、ボンディングワイヤを接続前にコーティングし、ボンディングワイヤを接続後はその接続部および圧力検出素子を選択的にコーティングすることで、効率的かつ選択性に優れたコーティング技術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。 ボンディングワイヤのコーティング方法を示す工程図である。 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全体構成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、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、
２０ａ…センサチップの受圧面、５１…第１のコーティング材、
５２…第２のコーティング材。

Claims (9)

1. ケース（１０）と、
   前記ケース（１０）に設けられ圧力媒体からの圧力を受ける受圧面（２０ａ）を有する圧力検出素子（２０）と、
   前記ケース（１０）のうち前記圧力検出素子（２０）の周囲に設けられたターミナル（１２）と、
   一端部が前記圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）側と電気的に接続され、他端部が前記ターミナル（１２）と電気的に接続された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）の受圧面（２０ａ）に前記圧力媒体が直接導入されるようになっており、
   前記ボンディングワイヤ（１３）のうち前記一端部と前記他端部との間の中間部は、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材（５１）にて被覆されており、
   前記ボンディングワイヤ（１３）と前記圧力検出素子（２０）との接続部、前記ボンディングワイヤ（１３）と前記ターミナル（１２）との接続部、および、前記圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）は、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材（５２）にて被覆されていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記第１のコーティング材（５１）および前記第２のコーティング材（５２）は、同一の材料からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記第１のコーティング材（５１）および前記第２のコーティング材（５２）は、異なる材料からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
4. 前記第１のコーティング材（５１）および前記第２のコーティング材（５２）は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものからなることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力センサ。
5. ケース（１０）に圧力検出素子（２０）およびターミナル（１２）を設け、前記圧力検出素子（２０）と前記ターミナル（１２）との間にてワイヤボンディングを行うことにより、ボンディングワイヤ（１３）の一端部を前記圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）側に電気的に接続し、前記ボンディングワイヤ（１３）の他端部を前記ターミナル（１２）に電気的に接続してなる圧力センサの製造方法において、
   前記受圧面（２０ａ）に圧力媒体が直接導入されるような位置に、前記圧力検出素子（２０）を前記ケース（１０）に対して設け、
   前記ワイヤボンディング工程では、前記ボンディングワイヤ（１３）として、前記一端部と前記他端部との間の中間部となる部位が、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第１のコーティング材（５１）にて被覆されたものを用い、前記ボンディングワイヤ（１３）の一端部、他端部をそれぞれ前記圧力検出素子（２０）、前記ターミナル（１２）に接続し、
   しかる後、前記ボンディングワイヤ（１３）と前記圧力検出素子（２０）との接続部、前記ボンディングワイヤ（１３）と前記ターミナル（１２）との接続部、および、前記圧力検出素子（２０）の受圧面（２０ａ）を、圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第２のコーティング材（５２）にて被覆することを特徴とする圧力センサの製造方法。
6. 前記第２のコーティング材（５２）による被覆は、ポッティングにより行うことを特徴とする請求項５に記載の圧力センサの製造方法。
7. 前記第１のコーティング材（５１）および前記第２のコーティング材（５２）として、同一の材料からなるものを用いることを特徴とする請求項５または６に記載の圧力センサの製造方法。
8. 前記第１のコーティング材（５１）および前記第２のコーティング材（５２）として、異なる材料からなるものを用いることを特徴とする請求項５または６に記載の圧力センサの製造方法。
9. 前記第１のコーティング材（５１）および前記第２のコーティング材（５２）として、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂から選択されたものを用いることを特徴とする請求項７または８に記載の圧力センサの製造方法。

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