JP2006510920A

JP2006510920A - センサ装置

Info

Publication number: JP2006510920A
Application number: JP2005518250A
Authority: JP
Inventors: フェッセレトーマス; マスード　ハビビ; レッサークリスティアン; レーダーマンマルクス; ゲバウアーヤン
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-03-30
Also published as: EP1646854A1; WO2005008205A1; CN1823267A; US20050247133A1; DE10331967A1; US7036380B2

Abstract

本発明は、センサ装置、特に圧力センサであって、センサエレメント（９）が収容されているケーシング内室（１９）を備えたケーシング（１）が設けられており、電気的な接続エレメント（７）が設けられており、該接続エレメント（７）が外側からケーシング部分（２）を通って内室（１９）内まで案内されていて、前記ケーシング部分（２）の内面（１４）に、それぞれ１つの入口箇所（１５）でケーシング内室内に入っていてセンサエレメントに直接または間接に電気接続された接続区分（１７）を有しており、接続区分とセンサエレメントとを覆っている保護カバー材（２１）が設けられている形式のものに関する。保護カバー材内に侵入する空気泡を回避するために、封止材料（２０）が、少なくとも接続区分（１７）がケーシング内室（１９）内に入る入口箇所（１５）の領域において接続区分（１７）に塗布され、かつケーシング部分（２）の内面（１４）の、入口箇所（１５）を取り囲んでいる部分（１３）に塗布されており、保護カバー材（２１）が封止材料（２０）および接続区分（１７）に被着されている。

Description

本発明は、センサ装置、特に圧力センサであって、独立請求項１の上位概念部に記載した形式のものに関する。

前記形式のセンサ装置は、例えば米国再審査証明書第６５２１９６６号明細書に基づき公知である。センサエレメントがプリント配線板またはハイブリッド基板に被着されかつセンサ装置の接続エレメントがプリント配線板またはハイブリッド基板に接触接続された、比較的旧式の構造形式の公知のセンサ装置とは異なって、米国再審査証明書第６５２１９６６号明細書に示されたセンサ装置の場合、組み込まれた評価回路を備えたチップも配置されていてよいセンサエレメントが、プリント配線板またはハイブリッド基板の使用なしでセンサ装置のケーシングに内設される。このために、センサエレメントは直接または間接に接着剤によって、例えばプラスチックから製作された射出成形部分であるケーシング部分の内面へ接着され得、次いで、ボンディングワイヤによって、ケーシング内室内に突入している接続エレメントの接続区分に電気的に接触接続され得る。雑音防止（ＥＭＶコンデンサ）または類似の構成エレメントを接続区分へろう接するかまたは導電接着剤によって接着し、次いで、前記構成エレメントをボンディングワイヤによってセンサエレメントに接続することも可能である。組み込まれた評価回路を備えたセンサエレメントには、機械的または化学的な負荷から保護するために、ゲルから成る保護カバー材が被着され、この保護カバー材は、さらにボンディングワイヤと、接続エレメントがケーシングプラスチックから外へ出る出口箇所とを覆っている。

発明の利点
ゲルの塗布に際しては、空気包含物もゲル中に生じないことおよびセンサの寿命にわたって空気泡も形成されないことに、注意を払わなければならない。しかしながら、センサエレメントおよび接続区分へのゲルの塗布に際して保護カバー材中にまず空気包含物が存在しないことに注意する場合であっても、公知先行技術に基づき公知のセンサでは、接続エレメントとケーシング部分との間の領域に由来する空気（この空気はこの場所に差出成形プロセスによって初めから包含されていたか、またはセンサ装置の製作に引き続いて外側から接続エレメントに沿って前記領域に侵入してしまっている）が、接続区分がケーシング内室内に入る入口箇所で、ゲルから成る保護カバー材内に到達することを、排除することができない。特に圧力センサの場合、保護カバー材内に入ってしまった空気包含物は爆発的に膨張するかまたは急速にゲルを通り抜け、ひいてはボンディングワイヤに損傷を引き起こすことがあり得る。これにより、センサは使用不能になる。

本発明によるセンサ装置によって、有利には、接続エレメントとケーシングのプラスチックとの間の領域に侵入してしまっているかまたは製作に起因してこの場所に既に含まれていた空気が、ゲルから製作された保護カバー材内に侵入し得ることが防止される。このことは、有利には封止材料によって達成され、この封止材料は、少なくとも接続区分がケーシング内室内に入る入口箇所の領域において接続区分へ、かつケーシング部分の内面の、入口箇所を取り囲んでいる部分へ塗布される。封止材料は、ケーシングの内面における、接続区分の入口箇所を封止するので、空気が保護カバー材内に到達することはあり得ない。

本発明の有利な構成および実施態様は、従属請求項に含まれた手段によって可能になる。

特別に有利には、封止材料として封止接着材を使用することができる。この封止接着剤は、センサエレメントを備えたケーシング部分の内面へ、接続エレメントがケーシング内室内に入る入口箇所の領域に塗布される。

封止材料は、特に、硬化可能な封止材料であってよい。

有利には、ケーシングの内面に、接続区分の入口箇所を取り囲んでいる、封止材料のための収容部が形成されている。これにより、封止材料は調量装置で塗布され得、次いで、収容部内で分配される。

本発明の実施例を図面に示し、以下の実施例の説明で解説する。唯一の図面には、図示の例では圧力センサとして形成されている本発明によるセンサ装置の横断面図を示してある。

実施例の説明
唯一の図面には、センサ装置を横断面図で示してある。このセンサ装置は、図示の例では圧力センサである。センサ装置はケーシング１を有しており、このケーシング１はケーシング内室１９を有している。ケーシング１は２つの部分から、第１のケーシング部分２と第２のケーシング部分３とを備えて形成されており、このケーシング部分３は第１のケーシング部分２へ被せられ得る。第２のケーシング部分３は圧力接続部４を有しており、この圧力接続部４は、ケーシング内室１９に開口している圧力通路５を備えている。第１のケーシング部分２は第２のケーシング部分３に、接着、係止、溶接または他の適当な方式で結合されていてよい。両ケーシング部分２，３は、ここに示した実施例ではプラスチックから製作されている。第１のケーシング部分２は接続エレメント７を有しており、この接続エレメント７は差込み部材として第１のケーシング部分２内に埋設されている。このことは、例えば射出成形プロセスによって行われ得る。接続エレメント７は外側からケーシング部分２を通ってケーシング内室１９内まで案内されていて、接続区分１７を有している。これらの接続区分１７は第１のケーシング部分２の内面１４において、それぞれ１つの入口箇所でケーシング内室１９内に入っている。接続エレメント７の、接続区分１７とは逆の側の外側の端部１８は、後方へケーシング部分２から導出されていて（図面には示していない）、センサ装置を外部の機器に接触接続するために働く。

前記内面１４の、接続区分１７の入口箇所１５を取り囲んでいる部分１３は、収容部を形成しており、この収容部は、センサエレメントから離反した側が外壁１２によって制限もしくは画成され、センサエレメント寄りの側が内壁１１によって制限もしくは画成される。内壁１１と外壁１２との間では、封止材料２０がケーシング部分２の内面の前記部分１３へ被着されており、この結果、封止材料は入口箇所において、接続区分１７の外壁と、前記内面の、接続区分１７を取り囲んでいる部分１３とを覆っている。封止材料２０は、有利には、硬化可能な封止材料、例えば硬化可能な封止接着材であってよく、この封止接着材は入口箇所１５を気密封止している。

封止接着材は、硬化させられていない状態では、毛管内に侵入できるようにするために、可能な限り希薄液状であることが望ましいであろう。硬化させられた状態で、封止接着材は温度変化耐性でかつ依然として粘性であることが望ましく、温度変化負荷に際して亀裂を形成しないように非脆性であることが望ましいであろう。封止接着材として、例えば一成分または二成分・エポキシド樹脂接着剤を使用することができるであろう。しかしながら、ポリウレタン接着剤、アクリレート接着剤または他の適当な接着材料を使用することもできる。

接続区分１７の、内室１９内に突入している端部は、封止材料２０から相当に突出していて、ボンディングワイヤ１６を介してセンサエレメント９に接続されている。このセンサエレメント９は圧力センサチップであり、この圧力センサチップはガラス台座８へ被着されている。このガラス台座８自体はケーシング部分２の内面１４へ例えば接着されている。ゲル、例えばシリコーンゲルから成る保護カバー材２１が、外壁１２によって制限もしくは画成された領域の内側でケーシング部分２の内面１４へ塗布されている。ゲルは、接続区分１７の、封止材料から突出している端部と、ボンディングワイヤ１６と、内壁１１と、センサエレメント９とを完全に覆っている。

対抗措置なしに接続エレメント１７の入口箇所でケーシング内室１９および保護カバー材２１内に到達することがあり得る空気包含物は、封止材料２０によって侵入阻止されることがわかる。したがって、ボンディングワイヤ１６の損傷は有利に回避される。

本発明によるセンサ装置の横断面図である。

Claims

センサ装置、特に圧力センサであって、センサエレメント（９）が収容されているケーシング内室（１９）を備えたケーシング（１）が設けられており、電気的な接続エレメント（７）が設けられており、該接続エレメント（７）が外側からケーシング部分（２）を通って内室（１９）内まで案内されていて、前記ケーシング部分（２）の内面（１４）に、それぞれ１つの入口箇所（１５）でケーシング内室内に入っていてセンサエレメントに直接または間接に電気接続された接続区分（１７）を有しており、接続区分とセンサエレメントとを覆っている保護カバー材（２１）が設けられている形式のものにおいて、封止材料（２０）が、少なくとも接続区分（１７）がケーシング内室（１９）内に入る入口箇所（１５）の領域において接続区分（１７）に塗布され、かつケーシング部分（２）の内面（１４）の、入口箇所（１５）を取り囲んでいる部分（１３）に塗布されており、保護カバー材（２１）が封止材料（２０）および接続区分（１７）に被着されていることを特徴とするセンサ装置。
封止材料（２０）が硬化可能な封止材料である、請求項１記載のセンサ装置。
封止材料（２０）が封止接着材である、請求項１または２記載のセンサ装置。
保護カバー材（２１）がゲル、特にシリコーンゲルから製作されている、請求項１記載のセンサ装置。
ケーシング部分（２）の内面（１４）の、接続区分（１７）を取り囲んでいる部分（１３）が、封止材料のための収容部を形成しており、該収容部が、センサエレメント（９）寄りの内壁（１１）とセンサエレメント（９）から離反した外壁（１２）とを備えている、請求項１記載のセンサ装置。
外壁（１２）が同時に、保護カバー材（２１）を側方で制限しているフレームを形成している、請求項５記載のセンサ装置。
接続区分（１７）がボンディングワイヤを介してセンサエレメント（９）に電気接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ装置。
保護カバー材（２１）が封止材料（２０）を完全に覆っている、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサ装置。
保護カバー材（２１）が、接続区分（１７）の、封止材料（２０）から突出している端部を、完全に覆っている、請求項８記載のセンサ装置。
請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサ装置を製作する方法において、第１のステップで、封止材料（２０）を、少なくとも接続区分（１７）がケーシング内室内に入る入口箇所（１５）の領域において接続区分（１７）に塗布し、かつケーシング部分（２）の内面（１４）の、入口箇所（１５）を取り囲んでいる部分（１３）に塗布し、次いで、第２のステップで、保護カバー材（２１）を封止材料（２０）および接続区分（１７）に被着することを特徴とする、センサ装置を製作する方法。