JP2010096505A - Fine atmospheric pressure sensor and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微気圧センサおよび微気圧センサの製造方法に関する。 The present invention relates to a micro atmospheric pressure sensor and a method for manufacturing the micro atmospheric pressure sensor.
従来の微小な気圧変化を検出するセンサとして、図4に示すように通気孔を有した金属製のCAN14とSTEM15が抵抗溶接により封止されたリードタイプのセンサパッケージに検知素子と、その検知素子からの信号処理部を収納した風圧変位センサが提案されている。
しかしながら、上述のような従来のCANとSTEMから構成された微気圧センサは、リードタイプの部品のため、製品基板への微気圧センサ実装時、手半田、半田ディップ実装での対応が必要となる。近年、実装部品の大部分は表面実装化が進み、リードタイプの部品の比率が低下している。このため、リードタイプの部品実装には、通常の表面実装用の工程とは別で専用の工程を追加する必要が生じ、生産ラインの自動化、生産性向上のネックとなっている。 However, since the micro pressure sensor composed of the conventional CAN and STEM as described above is a lead type component, it is necessary to deal with manual soldering or solder dip mounting when mounting the micro pressure sensor on the product substrate. . In recent years, most mounting components have been surface-mounted, and the ratio of lead-type components has decreased. For this reason, lead-type component mounting requires the addition of a dedicated process in addition to the normal surface mounting process, which is a bottleneck in automation of the production line and productivity improvement.
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、経済性に優れた微気圧センサ、および、複雑な実装工程を必要としない微気圧センサを経済的に製造するために、微気圧センサパッケージの表面実装化と、センサパッケージ製造方法を簡素化する。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In order to economically manufacture a microbarometric sensor excellent in economic efficiency and a microbarometric sensor that does not require a complicated mounting process, Simplify the surface mounting of the pressure sensor package and the sensor package manufacturing method.
本発明は、微気圧センサのパッケージを表面実装対応可能とすることで、製品基板への微気圧センサ実装時、従来のリードタイプセンサ実装工程で必要であった、手半田、半田ディップといった工程が不要となり、表面実装により対応が可能になることにより、生産ラインの自動化、生産性向上につながる。また、微気圧センサの表面実装可能なパッケージへの蓋材の設置を、樹脂蓋材を圧入、金属のカシメ付け、もしく樹脂成型技術のモールディングにより構成することで微気圧センサ製造工程においても工程簡素化、生産効率の高い微気圧センサを提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to mount a micro-pressure sensor package on a surface, and when mounting a micro-pressure sensor on a product board, a process such as manual soldering or solder dipping, which is necessary in the conventional lead type sensor mounting process, is performed. By eliminating the need for surface mounting, it is possible to automate production lines and improve productivity. In addition, the installation of the lid material on the surface mountable package of the micro-pressure sensor is made by press-fitting the resin lid material, caulking the metal, or molding the resin molding technology. It is possible to provide a micro-pressure sensor that is simplified and has high production efficiency.
本発明を実施するための最良の形態(以下実施形態)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
図1は本発明の実施例1にかかわる断面構造図である。
図1において、1は表面実装に対応した箱型の形状を有するセラミックパッケージであり、このパッケージ下部所定の位置には、内部の配線パターンと導通する外部接続端子2(外部接続端子)を有する。
FIG. 1 is a sectional structural view according to Example 1 of the present invention.
In FIG. 1,
3は焦電素子であり、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、又はチタン酸バリウム(BaTiO2)で、両面にNiCr、Ag等を蒸着し、信号取り出し用の電極を形成してある。焦電素子は前記以外にもLiTiO3等その他焦電素子でも良い。
4は支持台である、支持台4は図1中にあるように二つの高さ平面をも直方体で、支持台中央部が低く、両端が高い高さ平面を持つ。セラミックパッケージ1の内部底面に接着剤等で接着、設置される。この支持台4の両端に導電性接着剤を塗布し、焦電素子3固定される。この形状は焦電素子の熱絶縁を確保するためになされている。この支持台4はアルミナ、もしくはガラスエポキシからなる。この支持台4高さは、焦電素子3を固定した際、焦電素子3の高さがセラミックパッケージ1の外壁部より低くなるような高さに調節される必要がある。また、支持台4は焦電素子3から取り出した電荷を外部に取り出せるよう配線してあり、ワイヤボンディング可能となるような電極を有する。
5は表面実装タイプの電界効果トランジスタ(FET)であり、ワイヤボンディング可能となる電極を有す。FET5はセラミックパッケージの内部底面に接着剤で接着、設置される。
センサ信号出力は前記支持台4、FET5、セラミックパッケージ1内部の配線パターンをAuワイヤによりボンディングされることにより接続されることにより内部配線が形成される。また、必要に応じてRg(図示せず)を実装し、内部配線を形成する。
6は外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込むための通気孔7を有する樹脂製の蓋材である。図1の中では通気口7は蓋材6の中央にあるが、必ずしも蓋材6の中央にある必要はなく外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込めれば良い。通気孔の大きさは1mm程度が好ましい。また、通気孔を有するセンサパッケージの場合、センサパッケージ内部を気密封止する必要がないため、蓋材6はセラミックパッケージ1に抵抗溶接、もしくは半田付けされる必要がなく、蓋材6はセラミックパッケージ1に圧入されることにより設置される。このとき通気孔7以外から空気が漏れることがないように蓋材6を圧入し、取り付けなければいけない。
The sensor signal output is connected by bonding the wiring pattern inside the
焦電素子3,支持台4、FET5を含む信号処理部は樹脂保護膜8によりコーティングされている。樹脂保護膜8は、コーティング或は、希釈な被膜構成材を溶解させた溶液にデッピング(DIPPING)法で処理をして生成される。樹脂保護膜8を施すことにより、外気の湿度やガスの影響からセンサを保護する機能を持つ。同時に、樹脂保護膜8の厚さを制御することによってセンサとしての感度の適正化を図る機能の併用効果を有する。
保護樹脂膜に使用される樹脂はフッ素系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、パラキシレン系ポリマー等が使用される。
The signal processing unit including the
As the resin used for the protective resin film, a fluorine polymer, a polyolefin polymer, a paraxylene polymer, or the like is used.
図2は本発明の実施例2にかかわる断面構造図である。
図2において、表面実装に対応した箱型の形状を有するセラミックパッケージ1焦電素子3、支持台4、FET5、樹脂保護膜8は実施例1と同様に構成、配置される。
FIG. 2 is a sectional structural view according to
In FIG. 2, a
9は外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込むための通気孔10を有する金属製の蓋材である。図2の中では通気口は蓋材9の中央にあるが、必ずしも蓋材9の中央にある必要はなく外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込めれば良い。通気孔の大きさは1mm程度が好ましい。また、通気孔を有するセンサパッケージの場合、センサパッケージ内部を気密封止する必要がないため、蓋材8はセラミックパッケージ1にカシメつけられることにより設置される。このとき通気孔10以外から空気が漏れることがないようカシメつけられなければいけない。
Reference numeral 9 denotes a metal lid member having a vent hole 10 for taking in an air flow resulting from an external pressure change into the package. In FIG. 2, the vent is at the center of the lid member 9, but it is not necessarily at the center of the lid member 9, and it is sufficient if the air flow resulting from the change in the external atmospheric pressure can be taken into the package. The size of the vent is preferably about 1 mm. Further, in the case of a sensor package having a vent hole, since the inside of the sensor package does not need to be hermetically sealed, the
図3は本発明の実施例3にかかわる断面構造図である。
図3において、11は表面実装に対応したの形状を有する金属性リードフレームである。
3は焦電素子であり、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、又はチタン酸バリウム(BaTiO2)で、両面にNiCr、Ag等を蒸着し、信号取り出し用の電極を形成してある。焦電素子は前記以外にもLiTiO3等その他焦電素子でも良い。
4は支持台である、支持台4は図1中にあるように二つの高さ平面をも直方体で、支持台中央部が低く、両端が高い高さ平面を持つ。リードフレーム11の上に接着剤等で接着、設置される。この支持台4の両端に導電性接着剤を塗布し、焦電素子3固定される。この形状は焦電素子の熱絶縁を確保するためになされている。この支持台4はアルミナ、もしくはガラスエポキシからなる。また、支持台4は焦電素子3から取り出した電荷を外部に取り出せるよう配線してあり、ワイヤボンディング可能となるような電極を有する。
5は表面実装タイプの電界効果トランジスタ(FET)であり、ワイヤボンディング可能となる電極を有す。FET5はリードフレーム11の上に接着剤で接着、設置される。
センサ信号出力は前記支持台4、FET5、リードフレーム11の配線パターンをAuワイヤによりボンディングされることにより接続されることにより内部配線が形成される。また、必要に応じてRg(図示せず)を実装し、内部配線を形成する。
12は樹脂パッケージであり、前記リードフレーム11上の焦電素子3、支持台4、FET5を含む信号処理部覆う中空状であり、樹脂成型技術のモールディングによって構成される。樹脂パッケージ12は外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込むための通気孔13を有する。図3の中では通気口13は樹脂モールディングパッケージ12の上面中央にあるが、必ずしも樹脂モールディングパッケージ12の上面中央にある必要はなく外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込めれば良い。通気孔の大きさは1mm程度が好ましい。
FIG. 3 is a sectional structural view according to
In FIG. 3, 11 is a metallic lead frame having a shape corresponding to surface mounting.
The sensor signal output is connected by bonding the wiring pattern of the
A resin package 12 is a hollow shape covering the signal processing unit including the
焦電素子3,支持台4、FET5を含む信号処理部は樹脂保護膜8によりコーティングされている。樹脂保護膜8は、コーティング或は、希釈な被膜構成材を溶解させた溶液にデッピング(DIPPING)法で処理をして生成される。樹脂保護膜8を施すことにより、外気の湿度やガスの影響からセンサを保護する機能を持つ。同時に、樹脂保護膜8の厚さを制御することによってセンサとしての感度の適正化を図る機能の併用効果を有する。
保護樹脂膜に使用される樹脂はフッ素系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、パラキシレン系ポリマー等が使用される。
The signal processing unit including the
As the resin used for the protective resin film, a fluorine polymer, a polyolefin polymer, a paraxylene polymer, or the like is used.
本発明の微気圧センサは前記実施例1、2、3のように構成されることにより、微気圧センサ実装時、表面実装による対応が可能となり、高い生産性を持つ生産ラインにて微気圧センサユニットが製造できる。また、パッケージへの蓋材の設置を樹脂蓋材を圧入、金属のカシメ、もしく樹脂成型技術のモールディングとすることで製造工程の簡素化、生産効率の高い微気圧センサを提供することが可能となる。 Since the micro-pressure sensor of the present invention is configured as in the first, second, and third embodiments, it is possible to cope with surface mounting when mounting the micro-pressure sensor, and the micro-pressure sensor can be used in a production line with high productivity. Units can be manufactured. In addition, it is possible to provide a micro-pressure sensor that simplifies the manufacturing process and provides high production efficiency by press-fitting the resin lid material into the package, press-fitting the resin lid material, and metal molding or molding of the resin molding technology. It becomes.
1 セラミックパッケージ
2 外部接続端子
3 焦電素子
4 支持台
5 電界効果トランジスタ(FET)
6 樹脂製蓋材
7 通気孔
8 樹脂保護膜
9 金属製蓋材
10 通気孔
11 リードフフレーム
12 樹脂モールディングパッケージ
13 CAN
14 STEM
DESCRIPTION OF
6
14 STEM
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008264788A JP2010096505A (en) | 2008-10-14 | 2008-10-14 | Fine atmospheric pressure sensor and method of manufacturing the same |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018191860A1 (en) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 深圳大学 | Method and device for manufacturing optical fiber end face thin film air pressure sensor |
DE112013001218B4 (en) | 2012-02-29 | 2023-05-11 | Omron Corporation | Pressure sensor housing and method for its manufacture |
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2008
- 2008-10-14 JP JP2008264788A patent/JP2010096505A/en active Pending
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