JP2010217101A - 燃料レベルセンサの回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料レベルセンサの回路基板において、基板パターンの抵抗値の調整幅を広げる技術を提供する
【解決手段】燃料タンク内に設置される抵抗板１０は、絶縁体からなる基板１１上に、抵抗体１２と、ＩＧ側導体パターンである第１の検知用導体１３と、ＧＮＤ側導体パターンである第２の検知用導体１４とが形成されている。第１の検知用導体１３と第２の検知用導体１４は、それぞれ複数の短冊状の形状（セグメント４１）で配置され形成されている。また、隣接するセグメント４１同士の略中央部分を渡すようにブリッジが形成されている。そして、セグメント４１間に抵抗値を設定すべく、ブリッジがトリミングされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車輌の燃料レベルセンサに利用される燃料センサ用の回路基板及びその製造方法に関する。

車輌の燃料レベルセンサとして、抵抗体を基板に形成した回路基板が用いられることがある。図１に一般的に用いられている回路基板の標準パターンの例を示す。具体的には、図１（ａ）は導体パターンに抵抗パターンが形成されている標準パターンの例を示し、図１（ｂ）は抵抗パターンが形成される前の導体パターンのみが形成されている状態を示す。

一般には、ＩＧ（イグニション）側導体パターン１１３の各セグメント間に抵抗パターン１１２が形成され、抵抗パターン１１２をレーザ等でトリミングすることで抵抗値を調整し、所望の要求性能を満足させている。

ところで、トリミング等により抵抗値を調整する技術は様々提案されている。例えば、抵抗体膜に抵抗値調整のためにレーザ工法によりトリミング溝を形成する技術がある（例えば特許文献１や特許文献２参照）。これらの技術では、抵抗体にトリミングを施すことで、その抵抗体の抵抗値を増加させている。

特開２００２−２３１５０５号公報 特開昭６３−２１８０１号公報

ところで、トリミングによる抵抗値調整は、一般には初期抵抗の１０倍程度までが限界であり、図１に示した燃料レベルセンサの回路基板に提供する場合、抵抗値の調整幅が狭いという課題があった。例えば、各セグメント１４１間の初期抵抗値が４Ωの場合、トリミング等による調整範囲は約４〜４０Ωであり、調整幅を広げる技術が求められていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、燃料レベルセンサの回路基板において、基板パターンの抵抗値の調整幅を広げる技術を提供することを目的とする。

本発明のある態様は、燃料レベルセンサの回路基板の製造方法に関する。この製造方法は、絶縁体の基板上に所定の複数の導体セグメントを、それら導体セグメント間を連絡するブリッジにより電気的に短絡させた形状で形成する導体セグメント形成工程と、前記導体セグメントのそれぞれの一部又は全面を覆って、前記導体セグメント間をわたして抵抗体を形成する抵抗体形成工程と、前記ブリッジをトリミングするトリミング工程とを備え、前記トリミング工程において、複数の前記ブリッジのうち一部のブリッジがトリミングにより切除されない。
また、前記トリミング工程は、前記抵抗体をトリミングする処理を含んでもよい。
また、前記抵抗体形成工程は、前記ブリッジの上面を覆って前記抵抗体を形成し、前記トリミング工程は、前記ブリッジをトリミングする際に、前記ブリッジの上面に形成された前記抵抗体とともにトリミングしてもよい。
本発明のある態様は燃料レベルセンサの回路基板に関する。この回路基板は、絶縁体の基板上に形成される複数の導体セグメントが配置されて形成された導体パターンと、前記導体パターンの上面に形成された抵抗体パターンと、を備え、前記導体パターンは、隣あう導体セグメント間がトリミング可能に導体の結合部により電気的に連通している。

本発明によれば、燃料レベルセンサの回路基板において、基板パターンの抵抗値の調整幅を広げる技術を提供することができる。

従来技術に係る、回路基板の標準パターン例を示した図である。 本発明の実施形態に係る、回路基板の標準パターン例を示した図である。 本発明の実施形態に係る、第１の検知用導体の一部を拡大して示した状態を示した図である。 本発明の実施形態に係る、抵抗体がセグメントの上面を覆って形成された状態を示した図である。 本発明の実施形態に係る、セグメントの上面を覆って形成された抵抗体がトリミングされた状態を示した図である。 本発明の実施形態に係る、抵抗板のセグメント及びブリッジにより形成される回路の等価回路を示した図である。 本発明の実施形態の変形例に係る、抵抗体がセグメントの上面を覆って形成された状態を示した図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、車輌などの燃料タンク内に燃料レベルセンサ（残量計）として設置される抵抗板の標準パターン（回路パターン）について説明する。

図２は、本実施形態に係る抵抗板１０の外観を示す平面図である。具体的には、図２（ａ）は導体パターンと抵抗パターンが形成されている標準パターンの例を示し、図２（ｂ）は抵抗パターンが形成される前の導体パターンのみが形成されている状態を示す。本実施形態では、抵抗パターンの下に形成されている導体パターンに特徴があり、図２（ａ）では導体パターンが隠れており、外観上は図１（ａ）と略同一である。

まず、この抵抗板１０は、燃料タンク（図示せず）内に設置される。そして、抵抗板１０は、絶縁体からなる基板１１上に、本図において中央左側の領域に上から、抵抗体１２と、ＩＧ側導体パターンである第１の検知用導体１３と、ＧＮＤ（グランド）側導体パターンである第２の検知用導体１４とが形成されている。第１の検知用導体１３と第２の検知用導体１４は、それぞれ複数の短冊状の形状で配置され形成されている。第１の検知用導体１３には第２の引出導体２４が、更にフューズ抵抗体３０を介して第２のフューズ抵抗引出導体２２が形成されており、さらにまた第２の検知用導体１４には第３の引出導体２６が形成されている。

そして、燃料タンク内の燃料液面に浮かぶフロート（図示せず）に連動する指針１９に併設されている接点１９ａ、１９ｂが、第１の検知用導体１３と第２の検知用導体１４に接触し、電気的に回路形成されることで、フロート位置に応じた抵抗値信号を出力する。つまり、抵抗板１０及び指針１９で可変抵抗として機能する。この抵抗値を見ることで、燃料の残量が判別される。

つぎに図３に第１の検知用導体１３の一部を拡大して示した状態を示す。図３（ａ）は本実施形態の第１の検知用導体１３の拡大図であり、図３（ｂ）は従来技術（図１）の第１の検知用導体１１３の拡大図である。

従来の第１の検知用導体１１３は、図３（ｂ）に示すように、細長く形成された短冊状のセグメント１４１が複数並列に配置された状態で構成されている。より詳細には、長手方向の辺が対向するように配置されている。そして、図１（ａ）のように、セグメント１４１の図示下側部分を露出させて、上側部分を覆うように抵抗体１１２が形成される。

一方、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、細長い短冊状（矩形状）に形成された導体のセグメント４１（４１ａ〜４１ｅ）が複数並列に配置されて形成されるとともに、隣接するセグメント４１（４１ａ〜４１ｅ）同士の略中央部分を渡すようにブリッジ４２（４２ａ〜４２ｄ）が形成されている。なお、ブリッジ４２（４２ａ〜４２ｄ）の形成位置は、指針１９の接点１９ａの摺動部分以外の位置であれば中央部分に限らず、適宜設定することができ、例えば、セグメント４１（４１ａ〜４１ｅ）の上端部分や下端部分であってもよい。ここでは、５本のセグメント４１（４１ａ〜４１ｅ）が示されている。また、ブリッジ４２（４２ａ〜４２ｄ）は、上記のセグメント４１（４１ａ〜４１ｅ）と同様に導体であって、セグメント４１（４１ａ〜４１ｅ）及びブリッジ４２（４２ａ〜４２ｄ）は一体で形成される。そして、セグメント４１（４１ａ〜４１ｅ）の図示下側部分を露出させて、上側部分を覆うように抵抗体１２が形成されている。ここでは、便宜的に図示左から「第１のセグメント４１ａ」「第２のセグメント４１ｂ」・・・「第５のセグメント４１ｅ」と呼び、特にそれらを区別しないときは、「セグメント４１」と呼ぶ。また、第１のセグメント４１ａと第２のセグメント４１ｂとをわたすブリッジ４２を「第１のブリッジ４２ａ」、第２のセグメント４１ｂと第３のセグメント４１ｃとをわたすブリッジ４２を「第２のブリッジ４２ｂ」、第３のセグメント４１ｃと第４のセグメント４１ｄとをわたすブリッジ４２を「第３のブリッジ４２ｃ」、第４のセグメント４１ｄと第５のセグメント４１ｅとをわたすブリッジ４２を「第４のブリッジ４２ｄ」といい、これらを特に区別しないときは「ブリッジ４２」という。またさらに、抵抗体１２のうち、第１のセグメント４１ａと第２のセグメント４１ｂとの間に形成されている領域を「第１の抵抗領域１２ａ」、第２のセグメント４１ｂと第３のセグメント４１ｃとの間に形成されている領域を「第２の抵抗領域１２ｂ」、第３のセグメント４１ｃと第４のセグメント４１ｄとの間に形成されている領域を「第３の抵抗領域１２ｃ」、第４のセグメント４１ｄと第５のセグメント４１ｅとの間に形成されている領域を「第４の抵抗領域１２ｄ」という。なお、図３及び後述する図４、５、７において、セグメント４１の配列は、模式的にそれらの上端及び下端を揃えて図示しているが、実際には、図２に示すように、指針１９の揺動及び指針１９の接点１９ａの摺動位置に対応して円弧状に配列されている。

図４は、抵抗体１２がセグメント４１の上面を覆って形成された状態、つまり、図３（ａ）に示したセグメント４１及びブリッジ４２の上面に抵抗体１２を形成した状態を模式的に示している。ここでは、抵抗体１２に覆われているセグメント４１の領域を破線で示している。なお、セグメント４１の図示上側の一部が抵抗体１２に覆われず露出しているが、全て覆われる形態であってもよい。

そして、セグメント４１間に抵抗値を設定すべく、ブリッジ４２がトリミングされる。より具体的には、セグメント４１間の抵抗値を所望の値に設定すべく、抵抗体１２及びブリッジ４２がレーザ工法によってトリミング切除される。なお、ブリッジ４２をトリミングする際には、ブリッジ４２の上面に形成されている抵抗体１２も一緒に切除される。

図５は、トリミングされた状態の抵抗体１２を示している。図５（ａ）は、抵抗体１２とセグメント４１を示しており、また、図５（ｂ）は、理解が容易になるように、抵抗体１２を取り除いてセグメント４１のみを示している。図示においては、第１のセグメント４１ａと第２のセグメント４１ｂの間の領域Ａにおいて、第１のブリッジ４２ａが、抵抗体１２の領域のうち第１のブリッジ４２ａの上面に形成されていた抵抗体１２とともにトリミングされている。また、第３のセグメント４１ｃと第４のセグメント４１ｄの間の領域Ｂにおいて、第３のブリッジ４２ｃが、抵抗体１２の領域のうち第３のブリッジ４２ｃの上面に形成されていた抵抗体１２とともにトリミングされている。さらに、この領域Ｂでは、第３のブリッジ４２ｃの上面に形成されていた抵抗体１２のみでなく、第３のブリッジ４２ｃが形成されていない領域の抵抗体１２においてもトリミングされて、第３のセグメント４１ｃと第４のセグメント４１ｄの間の抵抗値が所望の値に設定されている。一方、第２のセグメント４１ｂと第３のセグメント４１ｃの間の第２のブリッジ４２ｂ及び、第４のセグメント４１ｄと第５のセグメント４１ｅの間の第４のブリッジ４２ｄは、トリミングされず残存している。つまり、第２のセグメント４１ｂと第３のセグメント４１ｃの間、及び第４のセグメント４１ｄと第５のセグメント４１ｅの間はそれぞれ電気的に短絡されている。

図６は、抵抗板１０のセグメント４１及びブリッジ４２により形成される回路の等価回路を示した図である。図６（ａ）は、図４に示した状態、つまり、ブリッジ４２（第１及び第３のブリッジ４２ａ、４２ｃ）がトリミングされていない状態の等価回路を示している。また、図６（ｂ）は、図５に示した状態にトリミングがされた状態の等価回路を示している。

図６（ａ）に示すように、図４では、第１及び第３のブリッジ４２ａ、４２ｃがトリミングされる前の状態であるため、第１〜第４の抵抗領域１２ａ〜１２ｄと並列に導通経路が形成されている。なお、各セグメント４１間の抵抗Ｒａ〜Ｒｄは、トリミングにより抵抗値が調整可能であることから可変抵抗として表記し、また、導通経路であるブリッジ４２は、適宜トリミングされることからスイッチ端子として表記している。

一方、図６（ｂ）では、第１及び第３のブリッジ４２ａ、４２ｃをトリミングしているため、第１及び第３の抵抗領域１２ａ、１２ｃと並列に形成されていた導通経路（第１及び第３のブリッジ４２ａ、４２ｃ）がオフになっている。第１及び第３の抵抗領域１２ａ、１２ｃの抵抗は、トリミング後の抵抗Ｒａ’、Ｒｃ’として示している。

抵抗板１０の製造方法を簡単にまとめると以下の通りである。
まず、導体セグメント形成工程として、絶縁体の基板１１上に導体のセグメント４１及びブリッジ４２が所望の形状で一体に形成される。このセグメント４１及びブリッジ４２は、例えば、スクリーン印刷手法によって、導電性に優れかつ耐劣化・耐腐食性に優れた銀パラジウム等の材料によって形成される。この状態では、セグメント４１は電気的に短絡した状態である。

つづいて、抵抗体形成工程として、前記セグメント４１のそれぞれの一部又は全面を覆って、隣り合うセグメント４１間をわたして抵抗体１２が形成される。抵抗体１２は、スクリーン印刷手法によって、耐劣化・耐腐食性に優れた酸化ルテニウム等の材料を用いて形成される。なお、セグメント４１、ブリッジ４２及び抵抗体１２の材料は、上記の材料に限る趣旨ではなく、抵抗板１０が設置される環境に好ましい材料が適宜選択可能である。

つぎに、トリミング工程として、所望のブリッジ４２がトリミングされる。上述したように、所望の抵抗値のパターンを設定するために、一部のブリッジ４２がトリミングされなくてもよい。トリミング手法として、例えばレーザ工法がある。

また上記のトリミング工程において、各セグメント４１間の抵抗値を調整する必要があれば、ブリッジ４２のトリミングとともに抵抗体１２の一部がトリミングされる。このような製造方法によって、所望の回路パターンが形成される。なお、図５では、トリミング処理において、セグメント４１間の所望のブリッジ４２や抵抗体１２が、そのセグメント４１間の領域全てで取り除かれているが、これに限る趣旨ではない。例えば、セグメント４１間を電気的に離間した状態にするためには、ブリッジ４２を取り除かず、線状の溝が形成されてもよい。抵抗体１２についても同様に、線状の溝が所望の長さで形成され、所望の抵抗値に調整されればよい。より具体的には、領域Ｂにおけるトリミングでは、第３のブリッジ４２ｃが全て削除される形態について例示しているが、これに限る趣旨ではなく、第３のセグメント４１ｃと第４のセグメント４１ｄの間を電気的にオフした状態になればよく、第３のブリッジ４２ｃに図示で左右に分離する溝が線状に形成されてもよい。さらに、第３の抵抗領域１２ｃにおいても、同様に、所望の長さだけ、線状の溝が形成されてもよい。

以上、本実施形態によるＩＧ側の導体パターンである第１の検知用導体１３の各セグメント４１をブリッジ４２で結合することで、抵抗値調整幅を拡大することができる。より具体的には、抵抗板１０において、従来より低抵抗への調整が可能となり、その結果、幅広い様々な仕様要求に対応可能な標準パターンを有する抵抗板１０を実現することができる。つまり、各セグメント４１間がブリッジ４２により結合された状態の抵抗板１０をあらかじめ用意し、仕様に応じて所望のトリミング処理を施すことで、様々な仕様に対応することができ、その結果、抵抗板１０を共通化することができる。また、その共通化において、パターンの設計工数の低減、第１の検知用導体１３、第２の検知用導体１４、抵抗体１２等を印刷形成する際に使用されるマスクの設定費の低減等、コスト低減が実現される。

また、トリミング処理を施さないブリッジ４２を必要に応じて所望数だけ残存させることで、ブリッジ４２によりわたされる各ブリッジ４２の抵抗値が０Ωに設定されるので、第１の検知用導体１３の全体抵抗をより低くすることができる。また、残存させるブリッジ４２の組み合わせを適宜設定することで、抵抗板１０の分解能を所望の値に設定することができる。

以上、本発明を実施形態を基に説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、図７に変形例の抵抗体１２がセグメント４１の上面を覆って形成された状態を示した図を示す。図示のように、抵抗体１２がセグメント４１を覆う際に、ブリッジ４２が覆われないようにしてもよい。

１０ 抵抗板
１１ 基板
１２ 抵抗体
１３ 第１の検知用導体
１４ 第２の検知用導体
４１ セグメント
４２ ブリッジ

Claims (4)

1. 燃料レベルセンサの回路基板の製造方法であって、
   絶縁体の基板上に所定の複数の導体セグメントを、それら導体セグメント間を連絡するブリッジにより電気的に短絡させた形状で形成する導体セグメント形成工程と
   前記導体セグメントのそれぞれの一部又は全面を覆って、前記導体セグメント間をわたして抵抗体を形成する抵抗体形成工程と、
   前記ブリッジをトリミングするトリミング工程とを備え、
   前記トリミング工程において、複数の前記ブリッジのうち一部のブリッジがトリミングにより切除されないことを特徴とする燃料レベルセンサの回路基板の製造方法。
2. 前記トリミング工程は、前記抵抗体をトリミングする処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料レベルセンサの回路基板の製造方法。
3. 前記抵抗体形成工程は、前記ブリッジの上面を覆って前記抵抗体を形成し、
   前記トリミング工程は、前記ブリッジをトリミングする際に、前記ブリッジの上面に形成された前記抵抗体とともにトリミングすることを特徴とする請求項１また２に記載の燃料レベルセンサの回路基板の製造方法。
4. 絶縁体の基板上に形成される複数の導体セグメントが配置されて形成された導体パターンと、
   前記導体パターンの上面に形成された抵抗体パターンと、
   を備え、
   前記導体パターンは、隣あう導体セグメント間がトリミング可能に導体の結合部により電気的に連通していることを特徴とする燃料レベルセンサの回路基板。

Images