JP2008032506A

JP2008032506A - センサ装置およびその製造方法

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Publication number: JP2008032506A
Application number: JP2006205686A
Authority: JP
Inventors: Akira Furukawa; 晃古川; Shinji Ishida; 伸二石田; Yuji Nakano; 勇次中野; Koji Sakurai; 公二桜井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: JP4887959B2

Abstract

【課題】センサ装置１において、電子部品６の封止用樹脂（第２の樹脂）と端子３の素材との線膨張係数の差異に基づく熱応力の影響を緩和することにある。
【解決手段】センサ装置１によれば、電子部品６および取付部１０は、線膨張係数が外装７をなす第１の樹脂よりも端子３の素材に近い第２の樹脂で封止され、取付部１０は、端子３の長手方向とは異なる方向に伸びる突起１３を有している。これにより、突起１３の周囲に第２の樹脂が回り込み、突起１３は第２の樹脂により包囲されるので、突起１３に作用する熱応力は部分的に打ち消しあって緩和される。このため、突起１３と一体に設けられる取付部１０に作用する熱応力も緩和される。この結果、第２の樹脂と端子３の素材との線膨張係数の差異に基づく熱応力の影響を緩和することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、物理量を電気信号に変換するセンサを具備し、センサに電気的に接続される端子を介して電気信号を出力するセンサ装置およびその製造方法に関する。

従来から、上記のようなセンサ装置では、静電気、電波ノイズ等がセンサに悪影響を及ぼすのを阻止するため、コンデンサや抵抗体のような電子部品を、はんだや導電性接着剤で端子に取り付けることが行われている。そして、端子において電子部品が取り付けられる部分（取付部）および電子部品を、線膨張係数が端子の素材に近いエポキシ樹脂等により封止し、さらにセンサ装置の外装を例えばＰＢＴ樹脂で形成している。

しかし、エポキシ樹脂の線膨張係数（例えば、ガラス転移点が１５０℃のエポキシ樹脂の場合、１５０℃以下の線膨張係数は１１ｐｐｍ）と、端子素材の線膨張係数（例えば、黄銅の線膨張係数は１７ｐｐｍ）とは、近似していても差異があり、この差異に基づく熱応力は、長期の使用を考慮した場合に無視できない影響がある。つまり、長期の使用により熱応力の負荷が繰り返される結果、電子部品と取付部との接続部が破壊されたり、電子部品自体が破損したりする虞がある。また、使用環境の変動によりエポキシ樹脂による封止部の温度が急激に変化する場合にも、同様の虞が高まる（例えば、特許文献１参照）。

さらに、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂用の型は極めて高価である。そして、必要な電子部品の数等が変更になるたびに、このような高価な型を作り直す必要があり、センサ装置の高コスト要因となっている。
国際公開第０３／０３６２５１号パンフレット

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、第１に、エポキシ樹脂等の封止用樹脂と端子素材との線膨張係数の差異に基づく熱応力の影響を緩和すること、第２に、高価な熱硬化性樹脂用の型を用いずにエポキシ樹脂等による封止部を形成することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のセンサ装置は、物理量を電気信号に変換するセンサに電気的に接続される複数の端子と、複数の端子に取り付けられる電子部品とを備え、第１の樹脂により外装が形成されるものである。また、このセンサ装置によれば、電子部品、および複数の端子の一部であって電子部品が取り付けられる取付部は、線膨張係数が第１の樹脂よりも複数の端子の素材に近い第２の樹脂で封止され、取付部は、端子の長手方向とは異なる方向に伸びる突起を有している。
これにより、突起の周囲に第２の樹脂が回り込み、突起は第２の樹脂により包囲されるので、突起に作用する熱応力は部分的に打ち消しあって緩和される。このため、突起と一体に設けられる取付部に作用する熱応力も緩和される。この結果、第２の樹脂（例えば、エポキシ樹脂等の封止用樹脂）と端子素材との線膨張係数の差異に基づく熱応力の影響を緩和することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のセンサ装置によれば、取付部は、穴を有している。
これにより、穴および穴を形成する取付部周辺に第２の樹脂が回り込み、穴周囲の取付部は第２の樹脂により包囲される。このため、請求項１の手段と同様の効果を得ることができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のセンサ装置の製造方法によれば、取付部が空中に露出するように、第１の樹脂によりセンサおよび複数の端子を一体にモールド成形した後、取付部に電子部品を取り付け、第２の樹脂により電子部品および取付部を封止する。
これにより、第２の樹脂により封止する部分の型（つまり、熱硬化性樹脂用の型に相当するもの）を、センサおよび複数の端子を第１の樹脂により一体にモールド成形することで設けることができる。このため、高価な熱硬化性樹脂用の型を用いずにエポキシ樹脂等による封止部を形成することができる。

最良の形態１のセンサ装置は、物理量を電気信号に変換するセンサに電気的に接続される複数の端子と、複数の端子に取り付けられる電子部品とを備え、第１の樹脂により外装が形成されるものである。また、このセンサ装置によれば、電子部品、および複数の端子の一部であって電子部品が取り付けられる取付部は、線膨張係数が第１の樹脂よりも複数の端子の素材に近い第２の樹脂で封止され、取付部は、端子の長手方向とは異なる方向に伸びる突起を有している。

また、このセンサ装置の製造方法によれば、取付部が空中に露出するように、第１の樹脂によりセンサおよび複数の端子を一体にモールド成形した後、取付部に電子部品を取り付け、第２の樹脂により電子部品および取付部を封止する。
最良の形態２のセンサ装置によれば、取付部は、穴を有している。

〔実施例１の構成〕
実施例１のセンサ装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
センサ装置１は、例えば、図１に示すように、物理量を検出して電気信号に変換するセンサ（図示せず）を内蔵する検出装置２と、センサに電気的に接続される３つの端子３と、端子３に取り付けられる電子部品６とを備え、第１の樹脂により外装７が形成されている。

ここで、第１の樹脂とは、例えば、ＰＰＳやＰＢＴ等の熱可塑性樹脂であり、外装７は、第１の樹脂を射出成形することで設けられる。また、検出装置２が内蔵するセンサは、物理量を電気信号に変換するセンサ回路、電気信号を演算処理する補償回路等を搭載した半導体チップである。また、電子部品６は、コンデンサや抵抗体等のチップ部品であり、はんだや導電性接着剤で端子３に取り付けられる。

３つの端子３は、例えば、接地されるグランド端子、センサから得られる電気信号を出力する出力端子、および電源に接続される電源端子である。そして、端子３は、センサと電気的に接続するリード部８と抵抗溶接等により接続されている。なお、端子３の素材は、例えば、黄銅であり、錫をプリメッキしプレス加工することで得られる。

また、３つの端子３の各々の一部であって電子部品６が取り付けられる取付部１０は、電子部品６とともに、線膨張係数が第１の樹脂よりも端子３の素材に近い第２の樹脂で封止され、封止部１１が形成されている。この第２の樹脂は、例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂である。そして、取付部１０は、図２に示すように、端子３の長手方向とは異なる方向に伸びる２つの突起１３を有している。なお、実施例１の突起１３は、長手方向に垂直に突出し、さらに長手方向に平行な２方向に分かれて伸びる鉤状をなしている。さらに、実施例１の突起１３は、平面視で平行な方向に、つまり３つの端子３が並ぶ方向に突出している。

〔実施例１の製造方法〕
実施例１のセンサ装置１の製造方法を、図３を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、端子３をリード部８に接続して検出装置２と端子３とを一体化する。次に、図３（ｂ）に示すように、取付部１０が空中に露出するように、第１の樹脂により検出装置２および端子３の一体化物をモールド成形する。その後、図３（ｃ）に示すように、取付部１０に電子部品６を取り付け、第２の樹脂により電子部品６および取付部１０を封止する。

〔実施例１の効果〕
実施例１のセンサ装置１によれば、電子部品６および取付部１０は、線膨張係数が外装７をなす第１の樹脂よりも端子３の素材に近い第２の樹脂で封止され、取付部１０は、端子３の長手方向とは異なる方向に伸びる突起１３を有している。
これにより、突起１３の周囲に第２の樹脂が回り込み、突起１３は第２の樹脂により包囲されるので、突起１３に作用する熱応力は部分的に打ち消しあって緩和される。このため、突起１３と一体に設けられる取付部１０に作用する熱応力も緩和される。この結果、第２の樹脂と端子３の素材との線膨張係数の差異に基づく熱応力の影響を緩和することができる。

また、実施例１のセンサ装置１の製造方法によれば、取付部１０が空中に露出するように、第１の樹脂により検出装置２および端子３を一体にモールド成形した後、取付部１０に電子部品６を取り付け、第２の樹脂により電子部品６および取付部１０を封止する。
これにより、第２の樹脂により封止する部分の型（つまり、熱硬化性樹脂用の型に相当するもの）を、検出装置２および端子３を第１の樹脂により一体にモールド成形することで設けることができる。このため、高価な熱硬化性樹脂用の型を用いずにエポキシ樹脂等の第２の樹脂による封止部１１を形成することができる。

実施例２のセンサ装置１によれば、図４に示すように、取付部１０は長手方向に２つの穴１５を有している。また、穴１５は、平面視で垂直な方向に、つまり端子３が並ぶ方向とは垂直な方向に、取付部１０を貫通するように設けられている。
これにより、穴１５および穴１５を形成する取付部１０の周辺に第２の樹脂が回り込み、穴１５の周囲の取付部１０は第２の樹脂により包囲される。このため、実施例１のセンサ装置１と同様の効果を得ることができる。

〔変形例〕
実施例１のセンサ装置１によれば、突起１３は、長手方向に垂直に突出し、さらに長手方向に平行な２方向に分かれて伸びる鉤状をなしていたが、このような形態に限定されず、単に、長手方向に垂直かつ直線状に突出する棒状をなしていてもよく、さらに垂直でなくともよく、曲線状であってもよい。また、突起１３の個数は１でもよく、３以上でもよい。
さらに、実施例１の突起１３は、端子３が並ぶ方向に突出していたが、突出する方向は任意である。また、２以上の突起１３が設けられる場合、突出する方向が互いに異なっていてもよい。

また、実施例２のセンサ装置１によれば、穴１５は、平面視で垂直な方向に、取付部１０を貫通するように設けられていたが、このような形態に限定されず、穴１５を設ける方向は任意である。また、穴１５が取付部１０を貫通している必要もなく、穴１５の個数は、１でもよく３以上でもよい。さらに、２以上の穴１５が設けられる場合、穴１５を設ける方向が互いに異なっていてもよい。

センサ装置の構成を示す説明図である（実施例１）。端子を示す説明図である（実施例１）。（ａ）は端子を検出装置に接続した状態を示す説明図であり、（ｂ）は端子と検出装置とに外装をモールドした状態を示す説明図であり、（ｃ）は電子部品を組み付けて封止した状態を示す説明図である（実施例１）。端子を示す説明図である（実施例２）。

符号の説明

１センサ装置
３端子
６電子部品
７外装
１０取付部
１３突起
１５穴

Claims

物理量を電気信号に変換するセンサに電気的に接続される複数の端子と、この複数の端子に取り付けられる電子部品とを備え、第１の樹脂により外装が形成されるセンサ装置において、
前記電子部品、および前記複数の端子の一部であって前記電子部品が取り付けられる取付部は、線膨張係数が前記第１の樹脂よりも前記複数の端子の素材に近い第２の樹脂で封止され、
前記取付部は、前記端子の長手方向とは異なる方向に伸びる突起を有していることを特徴とするセンサ装置。
物理量を電気信号に変換するセンサに電気的に接続される複数の端子と、この複数の端子に取り付けられる電子部品とを備え、第１の樹脂により外装が形成されるセンサ装置において、
前記電子部品、および前記複数の端子の一部であって前記電子部品が取り付けられる取付部は、線膨張係数が前記第１の樹脂よりも前記複数の端子の素材に近い第２の樹脂で封止され、
前記取付部は、穴を有していることを特徴とするセンサ装置。
請求項１または請求項２に記載のセンサ装置の製造方法であって、
前記取付部が空中に露出するように、前記第１の樹脂により前記センサおよび前記複数の端子を一体にモールド成形した後、
前記取付部に前記電子部品を取り付け、前記第２の樹脂により前記電子部品および前記取付部を封止することを特徴とするセンサ装置の製造方法。