JP2010256213A - Pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空筒状のステムの軸一端側に設けられたダイアフラムの外面に、検出部を設け、この検出部と回路基板に備えられたセンサ回路およびターミナル構成部材に備えられたターミナルとを電気的に接続してなる圧力センサに関するものである。 The present invention provides a detection unit on the outer surface of a diaphragm provided on one end side of a shaft of a hollow cylindrical stem, and includes a detection circuit, a sensor circuit provided on a circuit board, and a terminal provided on a terminal component member. The present invention relates to an electrically connected pressure sensor.
従来、特許文献1において、小型化を図ることができる圧力センサが提案されている。この圧力センサでは、外周に雄ネジ溝が形成されたステム(ポートフィッティング)の一端側を圧力導入孔の開口部、他端側の隔壁をダイアフラムとし、ステムの雄ネジ溝を用いたネジ締め固定により、測定対象物への固定を行っている。雄ネジ溝よりもダイアフラム側においてステムの外周を囲むように支持フランジが備えられ、ダイアフラム上にゲージセンサが配置されている。また、ステムのうちダイアフラム側の先端およびゲージセンサを囲むように絶縁支持部材が配置され、この絶縁支持部材の表面にセンサ回路を構成するフレキシブル回路基板が備えられている。そして、ステムにおけるダイアフラム側の端部、ゲージセンサおよびフレキシブル回路基板が貼り付けられた絶縁支持部材を覆うように、側壁を構成するハウジング部やターミナルが内蔵されたコネクタ部を備えたハウジング部材が備えられている。
Conventionally, in
上記従来の圧力センサは、側壁を構成するハウジング部やターミナルが内蔵されたコネクタ部を備えたハウジング部材を別途形成しておいたのち、このハウジング部材をステムや支持フランジおよびフレキシブル回路基板を貼り付けた絶縁支持基板を一体化したアッセンブリに固定することによって形成される。このような構造は、当該圧力センサを圧力の測定対象物に取り付けて使用するというだけの形態であれば良いが、例えば、圧力センサを測定対象物に取り付けた後、二次成形を行ってコネクタ部を形成するという構造には適用できない。仮に適用できたとしても、車両搭載スペースを考慮した小型化の要求から、従来のように体格が大きな圧力センサ全体を二次成形するという形態を採用することができない。 In the above conventional pressure sensor, a housing part having a housing part constituting a side wall and a connector part with a built-in terminal is separately formed, and then the stem, a support flange, and a flexible circuit board are attached to the housing member. The insulating support substrate is fixed to an integrated assembly. Such a structure is only required to be used by attaching the pressure sensor to the object to be measured. For example, after the pressure sensor is attached to the object to be measured, secondary molding is performed. It cannot be applied to the structure of forming a part. Even if it can be applied, it is not possible to adopt a form in which the entire pressure sensor having a large physique is secondarily molded as in the past because of the demand for downsizing in consideration of the vehicle mounting space.
一方、このような構造の圧力センサにおいて、ハウジング部材を取り付ける前の状態、つまり一体化しておいたステムや支持フランジおよびフレキシブル回路基板を貼り付けた絶縁支持基板に対して二次成形を行ってコネクタ部を形成することも考えられる。しかしながら、二次成形時に使用する樹脂がフレキシブル基板に付着し、断線などの不具合を発生させるため、やはり二次成形を行うことができない。また、圧力センサを測定対象物に固定してから二次成形を行う場合に限らず、二次成形によってコネクタ部を構成するような場合にも、同様のことが言える。 On the other hand, in the pressure sensor having such a structure, a connector is formed by performing secondary molding on the insulating support substrate to which the integrated stem, support flange, and flexible circuit substrate are attached, before the housing member is attached. It is also possible to form a part. However, since the resin used at the time of secondary molding adheres to the flexible substrate and causes problems such as disconnection, secondary molding cannot be performed. The same applies to the case where the connector part is formed by secondary molding as well as the case where secondary molding is performed after the pressure sensor is fixed to the measurement object.
本発明は上記点に鑑みて、二次成形時に樹脂がセンサ回路に付着して不具合が発生することが防止できる構造の圧力センサを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a pressure sensor having a structure that can prevent a resin from adhering to a sensor circuit during secondary molding to cause a malfunction.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、一方向を軸として、該軸の一端側に圧力によって変形可能なダイアフラムを構成する底部(2c)が備えられていると共に、軸の他端側に圧力が導入される開口部(2b)が備えられた有底中空筒状のステム(2)と、ステム(2)のうち底部(2c)側の端面に備えられ、ダイアフラムの変形に応じた電気信号を出力する検出部(3)と、中空部(4a)を有し、該中空部(4a)内にステム(2)が底部(2c)側から嵌め込まれることで、軸を中心としてステム(2)の側面を囲み、かつ、ステム(2)に対して固定されたハウジング(4)と、検出部(3)と電気的に接続されるセンサ回路が備えられた回路基板(5b)が内蔵されていると共に、樹脂部(5b)によって回路基板(5b)がモールドされ、かつ、中空部(5a)を有し、ハウジング(4)に対して密着して配置された板状モールドIC(5)と、板状モールドIC(5)のうちハウジング(4)と密着させられる面(5t)と反対側の面(5s)に対して密着させられ、板状モールドIC(5)に形成された中空部(5a)を覆って密閉する蓋部材(6、7)と、を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a bottom portion (2c) constituting a diaphragm that can be deformed by pressure is provided on one end side of the shaft with one direction as an axis. A bottomed hollow cylindrical stem (2) provided with an opening (2b) into which pressure is introduced on the other end side, and provided on an end surface of the stem (2) on the bottom (2c) side, and deformation of the diaphragm And a hollow portion (4a), and the stem (2) is fitted into the hollow portion (4a) from the bottom (2c) side so that the shaft is A circuit board that includes a housing (4) that surrounds the side surface of the stem (2) as a center and is fixed to the stem (2), and a sensor circuit that is electrically connected to the detector (3). 5b) is built-in and the circuit is formed by the resin part (5b). Of the plate-shaped mold IC (5) and the plate-shaped mold IC (5), the plate (5b) is molded and has a hollow portion (5a), and is disposed in close contact with the housing (4). A lid member that is in close contact with the surface (5s) opposite to the surface (5t) to be in close contact with the housing (4) and covers and seals the hollow portion (5a) formed in the plate-shaped mold IC (5). (6, 7).
このように、板状モールドIC(5)の中空部(5a)を蓋部材(6、7)にて覆い、中空部(5a)が密閉されるようにしている。このため、二次成形を行う際に、板状モールドIC(5)や蓋部材(6、7)によって樹脂が中空部(5a)側に浸入することを防止できる。これにより、圧力センサを二次成形時に樹脂が検出部(3)やボンディングワイヤ(8)に付着して不具合が発生することが防止できる構造とすることができる。 Thus, the hollow part (5a) of the plate-shaped mold IC (5) is covered with the lid members (6, 7) so that the hollow part (5a) is sealed. For this reason, when secondary molding is performed, it is possible to prevent the resin from entering the hollow portion (5a) by the plate-shaped mold IC (5) and the lid members (6, 7). Thereby, it can be set as the structure which can prevent that a resin adheres to a detection part (3) and a bonding wire (8), and a malfunction generate | occur | produces at the time of secondary molding of a pressure sensor.
例えば、請求項2に記載したように、板状モールドIC(5)には、蓋部材(6、7)側の面(5s)において部分的に切り欠きが設けられ、該切り欠きより回路基板(5b)の一部を露出させており、該露出した箇所において回路基板(5b)に備えられたセンサ回路と検出部(3)とがボンディングワイヤ(8)を介して電気的に接続される構造とすることができる。
For example, as described in
この場合、請求項3に記載したように、板状モールドIC(5)に対して中空部(5a)が形成されている内周側にのみ切り欠きを設け、該切り欠きよりも外側において、樹脂部(5c)にて中空部(5a)が一周囲まれた構成となるようにすると好ましい。
In this case, as described in
また、請求項4に記載したように、板状モールドIC(5)のうち切り欠きから露出させられた回路基板(5b)が、検出部(3)が備えられたステム(2)の底部(2c)側の端面と同一平面とされるようにすると好ましい。このようにすれば、センサ回路と検出部(3)とをボンディングワイヤ(8)にて電気的に接続する際に、容易にボンディングが行える。
Further, as described in
請求項5に記載の発明では、板状モールドIC(5)における樹脂部(5c)のうち蓋部材(6、7)と密着させられる面(5s)には、切り欠きを囲む溝部(5r)が備えられていることを特徴としている。
In the invention according to
このような構成にすれば、板状モールドIC(5)とシールドケース(6)を固定する手段として接着剤を使用する場合は、この接着剤が回路基板(5b)を露出させるための切り欠き部に浸入しようとしても溝部(5r)によって堰き止められる。また、仮に、二次成形用の樹脂が樹脂部(5c)と蓋部材(6、7)の隙間を通って回路基板(5b)を露出させるための切り欠き側に回ってきたとしても、溝部(5r)にて堰き止められる。このため、より確実に二次成形用の樹脂が切り欠き内に浸入しないようにすることができる。 With such a configuration, when an adhesive is used as a means for fixing the plate-shaped mold IC (5) and the shield case (6), the adhesive is notched for exposing the circuit board (5b). Even if it tries to enter the part, it is blocked by the groove part (5r). Further, even if the resin for secondary molding passes through the gap between the resin portion (5c) and the lid member (6, 7) and turns to the notch side for exposing the circuit board (5b), the groove portion Dammed at (5r). For this reason, it is possible to prevent the resin for secondary molding from entering the notch more reliably.
請求項6に記載の発明では、蓋部材は、板状モールドIC(5)を覆うように被せられる金属製のシールドケース(6)を含んでいることを特徴としている。
The invention according to
このように、金属製のシールドケース(6)にて板状モールドIC(5)を覆うようにすれば、ESD(Electrostatic discharge)対策を行うことが可能となる。 Thus, if the plate-shaped mold IC (5) is covered with the metal shield case (6), it is possible to take ESD (Electrostatic discharge) countermeasures.
請求項7に記載の発明では、ハウジング(4)およびステム(2)は金属にて構成されており、シールドケース(6)は、ハウジング(4)に対して電気的に接続されることにより、ハウジング(4)を介してステム(2)と電気的に接続されていることを特徴としている。
In the invention according to
このように、シールドケース(6)をハウジング(4)およびステム(2)に接続すれば、ステム(2)を測定対象物に取り付けたときに測定対象物が車体に繋がる部材に接続されることで、シールドケース(6)をボデーアースすることができる。 In this way, if the shield case (6) is connected to the housing (4) and the stem (2), the measurement object is connected to a member connected to the vehicle body when the stem (2) is attached to the measurement object. Thus, the shield case (6) can be body-grounded.
請求項8に記載の発明では、請求項1に記載した蓋部材(6、7)に代えて、ステム(2)およびハウジング(4)によって構成され、検出部(3)が配置される内部空間が板状モールドIC(5)によって密閉されるようにしたことを特徴としている。
In the invention described in
このように、板状モールドIC(5)によって、検出部(3)が配置される内部空間を密閉することもできる。このような構造としても、請求項1と同様の効果を得ることが可能である。 In this way, the internal space in which the detection unit (3) is arranged can be sealed by the plate-shaped mold IC (5). Even with such a structure, it is possible to obtain the same effect as that of the first aspect.
この場合、請求項9に記載したように、板状モールドIC(5)の回路基板(5b)を検出部(3)が備えられたステム(2)の底部(2c)側において露出させ、該露出させられた部位において検出部(3)とセンサ回路とが電気的に接続させるようにすることができる。
In this case, as described in
例えば、請求項10に記載したように、回路基板(5b)と検出部(3)との間にバンプ(12)を配置し、回路基板(5b)のセンサ回路と検出部(3)とがスタンドパンプ構造にて電気的に接続される構造とすることができる。
For example, as described in
請求項11に記載の発明では、ハウジング(4)およびステム(2)は金属にて構成され、ステム(2)は中空円筒状で構成されており、ステム(2)の外周にはフランジ部(2g)が備えられていると共に、該フランジ部(2g)において溶接されることでハウジング(4)と接合されていることを特徴としている。
In the invention according to
このように、ステム(2)に対してフランジ部(2g)を備え、フランジ部(2g)において溶接によりハウジング(4)と接合することができる。 Thus, a flange part (2g) is provided with respect to a stem (2), and it can join with a housing (4) by welding in a flange part (2g).
この場合、請求項12に記載したように、フランジ部(2g)の溶接部位は底部(2c)に向かうに連れて外径が徐々に拡大した傾斜面とされるようにすると良い。より好ましくは、請求項13に記載したように、フランジ部(2g)の傾斜面が軸に対する勾配が底部(2c)側に向かうに連れて徐々に大きくなるフィレット形状となるようにすると良い。 In this case, as described in claim 12, it is preferable that the welded portion of the flange portion (2g) be an inclined surface having an outer diameter that gradually increases toward the bottom portion (2c). More preferably, as described in claim 13, the inclined surface of the flange portion (2g) may have a fillet shape in which the gradient with respect to the axis gradually increases toward the bottom portion (2c).
フランジ部(2g)は、ハウジング(4)との接合ができるものであればどのような形状であっても構わず、傾斜面とせずに例えば単なる円筒形状にすることもできる。しかしながら、その場合、円筒形状のうちハウジング(4)と接する部分の外周のみが溶接箇所となり、その溶接箇所において溶融部に凹みが形成される。このような凹みが形成されると応力集中によるクラックが生じるなど、溶接品質を低下させることになる。このため、フランジ部(2g)を傾斜面とすることで、フランジ部(2g)の広範囲にわたって溶接されるようでき、溶融後の溶融部形状がフィレット形状になり、応力集中部が発生せず、溶接品質を向上させることが可能となる。 The flange portion (2g) may have any shape as long as it can be joined to the housing (4). For example, the flange portion (2g) may have a simple cylindrical shape without an inclined surface. However, in that case, only the outer periphery of the portion in contact with the housing (4) in the cylindrical shape becomes a welded portion, and a recess is formed in the melted portion at the welded portion. If such a dent is formed, cracks due to stress concentration will occur, resulting in a decrease in welding quality. For this reason, by making the flange part (2g) as an inclined surface, it can be welded over a wide range of the flange part (2g), the melted part shape after melting becomes a fillet shape, and no stress concentration part occurs, It becomes possible to improve welding quality.
請求項14に記載の発明では、板状モールドIC(5)は、外部接続端子(5l〜5o)を備え、該外部接続端子(5l〜5o)が樹脂部(5c)から露出させられており、外部接続端子(5l〜5o)に接続されるターミナル(7a)を樹脂部(7b)にてモールドしたターミナル構成部材(7)を含んでいることを特徴としている。 In the invention according to claim 14, the plate-shaped mold IC (5) includes external connection terminals (5l to 5o), and the external connection terminals (5l to 5o) are exposed from the resin portion (5c). And a terminal component member (7) obtained by molding a terminal (7a) connected to the external connection terminals (5l to 5o) with a resin portion (7b).
このように、ターミナル(7a)を樹脂部(7b)にてモールドしたターミナル構成部材(7)を備え、このターミナル構成部材(7)のターミナル(7a)に外部接続端子(5l〜5o)を電気的に接続させることで、ターミナル(7a)を介して外部との電気的接続が行える構造とすることができる。 As described above, the terminal component (7) in which the terminal (7a) is molded with the resin portion (7b) is provided, and the external connection terminals (5l to 5o) are electrically connected to the terminal (7a) of the terminal component (7). By connecting them electrically, it is possible to make a structure that can be electrically connected to the outside via the terminal (7a).
例えば、請求項15に示すように、ターミナル(7a)に外部接続用のパッド部(7g〜7j)を備え、ターミナル構成部材(7)の樹脂部(7b)の一面からパッド部(7g〜7j)が露出させられるようにすれば、パッド部(7g〜7j)を通じて外部との電気的接続が行える。 For example, as shown in claim 15, the terminal (7a) includes a pad portion (7g-7j) for external connection, and the pad portion (7g-7j) is formed from one surface of the resin portion (7b) of the terminal component member (7). ) Can be exposed, electrical connection with the outside can be made through the pad portions (7g to 7j).
請求項16に記載の発明では、パッド部(7g〜7j)は、樹脂部(7b)から露出させられる部分が該樹脂部(7b)内に埋め込まれる部分よりも幅狭とされていることを特徴としている。 In the invention described in claim 16, the pad portion (7g-7j) is such that the portion exposed from the resin portion (7b) is narrower than the portion embedded in the resin portion (7b). It is a feature.
これにより、各パッド部(7g〜7j)のうち幅狭とされた部分に樹脂部(7b)が入り込むため、樹脂部(7b)から各パッド部(7g〜7j)が剥がれて浮き上がることを抑制できる。 As a result, since the resin portion (7b) enters the narrowed portion of each pad portion (7g-7j), the pad portion (7g-7j) is prevented from peeling off and floating from the resin portion (7b). it can.
請求項17に記載の発明では、回路基板(5b)にはセンサ回路の構成部品となる回路部品(5h〜5k)が備えられ、該回路部品(5h〜5h)がボンディングワイヤ(9)を介して接続されており、該ボンディングワイヤ(9)が板状モールドIC(5)をモールドしている樹脂部(5c)の成形時の樹脂注入口とは反対側に配置されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 17, the circuit board (5b) is provided with circuit parts (5h to 5k) which are constituent parts of the sensor circuit, and the circuit parts (5h to 5h) are provided via the bonding wires (9). And the bonding wire (9) is disposed on the side opposite to the resin injection port at the time of molding the resin part (5c) molding the plate-shaped mold IC (5). Yes.
このように、樹脂の注入口をボンディングワイヤ(9)の配置場所と反対側にすることで、注入口からのボンディングワイヤ(9)に至るまでに距離を稼ぐことができる。このため、注入口から注入される高圧な樹脂をボンディングワイヤ(9)に至るまでに低圧化させることができ、樹脂圧力によってボンディングワイヤ(9)が断線するなどの不具合が発生することを抑制することができる。 In this way, by setting the resin injection port on the side opposite to the position where the bonding wire (9) is disposed, it is possible to gain a distance from the injection port to the bonding wire (9). For this reason, the high-pressure resin injected from the injection port can be reduced in pressure before reaching the bonding wire (9), and the occurrence of problems such as disconnection of the bonding wire (9) due to the resin pressure is suppressed. be able to.
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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
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、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ1は、例えば車両におけるインジェクタやブレーキアクチュエータを測定対象物として、インジェクタ内における供給燃料圧やブレーキアクチュエータ内のブレーキ液圧の測定に用いられる。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. The
図1は、本実施形態にかかる圧力センサ1を示した図であり、(a)は圧力センサ1の上面図、(b)は圧力センサ1の斜視図である。図2は、図1(a)のA−A矢視断面図である。また、図3〜図8は、圧力センサ1の構成部品の詳細構造を示した図である。以下、これらの図を参照して、本実施形態の圧力センサ1について説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a
図1および図2に示す圧力センサ1は、ステム2、センサチップ3、ハウジング4、板状モールドIC5、シールドケース6およびターミナル構成部材7を有した構成とされている。
The
図2に示すように、ステム2は、例えば鉄とニッケルの合金などの金属で構成された有底中空状部材にて構成されている。本実施形態では、ステム2は、図2の紙面左右方向の一点鎖線を中心軸とし、この軸方向一端側が圧力導入孔となる中空部2aの開口部2bとされ、他端側が所定厚さに設定された底部2cとされている。開口部2bは、測定対象となる圧力媒体が伝えられる測定対象物に接続される。このため、開口部2bおよび中空部2aを通じて測定媒体が底部2cまで伝えられる。また、底部2cは、中空部の先端位置を調整することにより、所定厚さに設定されている。この底部2cがダイアフラムとして機能し、圧力導入孔を通じて底部2cに伝えられた圧力媒体の圧力に応じて底部2cが歪む構造とされている。
As shown in FIG. 2, the
ステム2の外形は、本実施形態では中心軸に対して径方向に切断した断面が円形状となるように構成され、その外周面に雄ネジ溝2dが形成されている。このため、雄ネジ溝2dにてネジ結合することで、図示しない雌ネジ溝が形成された圧力媒体を伝える測定対象物に対してステム2が固定される。
In the present embodiment, the outer shape of the
また、ステム2における雄ネジ溝2dよりも開口部2b側であって、開口部2bの周囲を囲む端面は第1シール面2eとされている。第1シール面2eは、中心軸に対して垂直な面とされ、測定対象物に圧力センサ1を固定する際に、第1シール面2eが測定対象物の座面に接してシールが確保できるようにされている。
Further, the end surface of the
また、ステム2の外周面のうち第1シール面2eと雄ネジ溝2dとの間には、第2シール面2fが形成されている。第2シール面2fは、中心軸に対して傾斜させられ、開口部2b側に近づくほど径が縮小するテーパ面とされている。この第2シール面2fは、圧力センサ1の単品での品質検査などの時に、ステム2の開口部2bを通じて圧力印加が行えるようにしている。つまり、第2シール面2fに対して検査用器具を密着させ、シールされた状態で所定圧力が開口部2bを通じてダイアフラムとして機能する底部2cに印加できるようになっている。
A second seal surface 2f is formed between the
なお、ここでは第1シール面2eと第2シール面2fとを別々に構成したが、これらを1つのシール面によって兼ねるようにしても良い。
In addition, although the
ステム2のうち雄ネジ溝2dと底部2c側の端部との間には、部分的にステム2の外径を拡大したフランジ部2gが形成されている。このフランジ部2gは、ステム2とハウジング4との接合のために用いられる。本実施形態では、フランジ部2gの形状は、底部2cに向かうに連れて外径が徐々に拡大した傾斜面とされており、好ましくは中心軸に対する傾斜面の勾配が前記底部2c側に向かうに連れて徐々に大きくなるように変化した状態、すなわち傾斜面が凹んだフィレット状とされている。フランジ部2gは、ハウジング4との接合ができるものであればどのような形状であっても構わず、傾斜面とせずに例えば単なる円筒形状にすることもできる。しかしながら、その場合、円筒形状のうちハウジング4と接する部分の外周のみが溶接箇所となり、その溶接箇所において溶融部に凹みが形成される。このような凹みが形成されると応力集中によるクラックが生じるなど、溶接品質を低下させることになる。このため、本実施形態では、フランジ部2gを傾斜面とすることで、フランジ部2gの広範囲にわたって溶接されるようにし、溶接品質を向上させている。
A
さらに、ステム2のうちフランジ部2gよりも底部2c側において、ステム2は外周面が段付形状とされている。この段付形状とされた部位を境界としてステム2の外周面の径が変えられており、ステム2のうち底部2c側の外径がフランジ部2g側の外径よりも小さくされている。以下、ステム2におけるフランジ部2gよりも底部2c側の部位のうち、段付形状とされた部位よりもフランジ部2g側を中径部2h、底部2c側を小径部2iという。
Furthermore, the
中径部2hおよび小径部2iは、後述するハウジング4に形成された中空部4a内に嵌め込まれる。そして、中径部2hが中空部4aの内壁に接することで、ハウジング4がステム2の中心軸に対して同軸的に固定されている。ただし、中径部2hの軸方向の長さL1、つまり同方向におけるフランジ部2gからステム2のうち段付形状とされた部位までの距離は、後述するハウジング4の厚みL2よりも短くされている。このため、ステム2の中径部2hのハウジング4の中空部4aへの嵌め込みによる中心軸決めについては十分に行いつつ、圧力センサ1の使用環境を考慮した冷熱サイクル試験による応力や圧力センサ1を測定対象物に固定するためにハウジング4に力を加えたときに生じる応力を極力小さくできる。一方、小径部2iは、その先端である底部2cの端面がハウジング4から所定量突き出した状態とされている。
The
センサチップ3は、例えばシリコンなどの半導体基板に対して感圧素子が形成されたものであり、ステム2の底部2cの端面に接合され、底部2cの歪みに応じた出力を発生させることにより、測定媒体の圧力を検出するための検出部として機能する。例えば、感圧素子は、歪みゲージをブリッジ状に形成したブリッジ回路にて構成され、ブリッジ回路の中間電位をセンサ出力として発生させる。例えば、センサチップ3は、ガラス接合によりステム2に対して接合されるが、センサチップ3をシリコンで構成し、かつ、ステム2を上述したニッケルと鉄の合金などで構成すれば、センサチップ3とステム2とを接合するガラス材料に線膨張係数を近似させられる。このため、センサチップ3とステム2との線膨張係数差に起因する応力がセンサチップ3に対して伝えられることを抑制でき、温度によらずに正確に印加された圧力に応じた底部2cの歪みをセンサチップ3で検出することが可能となる。
The
図3は、ハウジング4の詳細構造を示した図であり、(a)は、ハウジング4の上面図、(b)は、ハウジング4のB−O−B断面図である。図3(a)に示されるように、ハウジング4は、中空部4aを有する板状リング部材とされている。本実施形態では、ハウジング4は、外形が六角形とされていると共に、中空部4aが円形とされている。ハウジング4の外形の六角形部分は、六角レンチにより圧力センサ1を測定対象物に固定させるために用いられる。ハウジング4の中空部4aは、上述したようにステム2における中径部2hおよび小径部2iが嵌め込まれ、中空部4aの内周面と中径部2hの外周面とが接触することで、ハウジング4とステム2の中心軸が一致させられている。ハウジング4の厚みは任意であるが、本実施形態では、中径部2hの軸方向長さよりも厚くされている。
3A and 3B are diagrams illustrating a detailed structure of the
また、ハウジング4は、例えば鉄(例えばSUS430)などの金属にて構成されており、一方の端面4bにおいてステム2のフランジ部2gが全周溶接により固定されている。また、ハウジング4のうちフランジ部2gが溶接される側の端面4bとは反対側の端面4cには、位置決孔4dが形成されている。本実施形態では、位置決孔4dを3箇所形成してある。3箇所の位置決孔4dは、すべてが同じ直線上に並ばず、図3(a)に記載したように、3角形を構成するように配置され、中空部4aを囲むように配置されている。なお、本実施形態では、位置決孔4dは、ハウジング4の厚み方向に貫通して両端面4b、4cに至る貫通孔とされているが、少なくとも端面4c側から凹んだものであれば良い。
The
図4は、板状モールドIC5の詳細構造を示した図であり、(a)は、板状モールドIC5の上面図、(b)は、(a)に示す板状モールドIC5を紙面右側から見た側面図、(c)は、(a)の板状モールドIC5を紙面下側から見た側面図である。 4A and 4B are diagrams showing the detailed structure of the plate mold IC5. FIG. 4A is a top view of the plate mold IC5, and FIG. 4B is a view of the plate mold IC5 shown in FIG. (C) is the side view which looked at the plate-shaped mold IC5 of (a) from the lower side of the drawing.
図2および図4(a)から分かるように、板状モールドIC5は、円形もしくは多角形状(図では七角形の各角部を面取りした多角形)等の中空部5aを有する環状部材にて構成されており、外形がハウジング4の形状と対応する六角形に収まる寸法とされている。そして、板状モールドIC5は、図示しない接着剤等により、ハウジング4に対して位置決めされた状態で密着固定されている。この板状モールドIC5は、圧力センサ1におけるセンサ回路を構成する回路基板5bを樹脂部5cにてモールドすることで形成されている。
As can be seen from FIGS. 2 and 4 (a), the plate-shaped mold IC5 is constituted by an annular member having a
図5は、回路基板5bの上面図である。回路基板5bには、センサチップ3に備えられたブリッジ回路に対して駆動用電圧Vs(例えば5V)を印加する電源端子5d、GNDに接続するためのGND端子5e、および、センサチップ3に備えられたブリッジ回路の2つの中点電位それぞれを入力する第1、第2入力端子5f、5gが備えられている。これら各端子5d〜5gは、ボンディングワイヤ8を通じてセンサチップ3の各所と電気的接続されている。
FIG. 5 is a top view of the
また、回路基板5bには、総合処理IC5h、EEPROM5i、セラロック5j、チップコンデンサ5kなどの回路部品が備えられており、これらが高密度実装されている。総合処理IC5hは、センサ信号処理回路、通信回路、電源ドライバなどを含む集積回路が内蔵されたICである。例えば、電源ドライバは、図示しないバッテリからの電圧に基づいて駆動用電圧Vsを生成し、センサチップ3に対して駆動用電圧Vsを印加する。また、センサ信号処理回路は、センサチップ3から出力されるセンサ出力を入力したのち、それを信号処理し、外部に出力する役割を果たす。通信回路は、EEPROMに対してデータ記憶させるためにEEPROMや外部との通信を行う。EEPROM5iは、総合処理IC5hの通信回路を介して所定のデータを記憶する。このデータを例えば補正データとして、総合処理IC5hは、センサ信号処理回路で測定対象物の個体差等を補正しながら信号処理を行うようになっている。セラロック5jは、クロック信号を生成するものであり、このクロック信号に基づいてセンサ信号処理回路が駆動される。チップコンデンサ5kは、ノイズ対策用に備えられている。
The
さらに、回路基板5bには、総合処理IC5hに接続される通信端子5l、GND端子5m、電源端子(+B端子)5n、センサ出力端子5o、ボデーGND端子5pが備えられている。
Further, the
そして、総合処理IC5hと上述したセンサチップ3に繋がる各端子5d〜5g、EEPROM5i、セラロック5jおよび外部に繋がる各端子5l〜5oの間や、GND端子5mとボデーGND端子5pとの間を含め、所望の部位がボンディングワイヤ9を通じて電気的に接続されている。これにより、センサ回路が構成されている。なお、各端子5d〜5g、5l〜5o等は、金属板の打ち抜きやエッチングによるパターニングによって形成されているため、同じ平面内においてすべての端子が配置された状態となるが、レイアウト設計を最適にすることで、回路基板5bの面積の縮小化が図られている。
And, including between the
このように構成された回路基板5bを予め用意しておき、樹脂成形によって樹脂部5cで一部を除いて回路基板5bを覆うようにモールドすることで、板状モールドIC5が構成されている。この樹脂部5cは、ハウジング4の外形形状である六角形に収まるように寸法設計されている。そして、樹脂部5cのうちセンサチップ3との接続用とされる端子5d〜5gが配置された部分が切り欠かれることで、その切り欠き部分から欠く端子5d〜5gの一部が露出させられている。なお、図5中の破線は、参照として樹脂部5cの切り欠き部分を示したものであり、この破線よりも中空部5a側が回路基板5bの露出部分となる。この露出部分は、図2に示すように、ステム2が固定されたハウジング4に板状モールドIC5を接触させたときに、センサチップ3が搭載されたステム2の底部2c側の端面と同一平面となる。このため、各端子5dとセンサチップ3とをボンディングワイヤ8にて電気的に接続する際に、容易にボンディングが行えるようになっている。
The
また、この樹脂部5cのうち、中心軸を挟んで端子5d〜5gを露出させるための切り欠きとは反対側の外周部から外部接続用の端子5l〜5oが突き出している。図4(a)および図5では、端子5l〜5oを回路基板5bの表面と平行に突き出した図としてあるが、これら各端子5l〜5oのうち、通信端子5l、GND端子5m、電源端子5n、センサ出力端子5oについては図2および図4(c)に示すようにターミナル構成部材7側に折り曲げられている。また、ボデーGND端子5pは図2に示すようにハウジング4側に曲げられ、ハウジング4に対して溶接等により電気的に接続されている。このため、ステム2を測定対象物に取り付けたときに測定対象物が車体に繋がる部材に接続されていることから、ボデーGND端子5pは、ボデーアースされることになる。
Further, in this
このような樹脂部5cは、端子5d〜5gを露出させるための切り欠きよりも外側(中空部5aと反対側)において、板状モールドIC5の外縁を一周囲む構造とされている。このため、後述するようにシールドケース6を板状モールドIC5に取り付けたときに、シールドケース6によって板状モールドIC5の中空部5aが蓋閉めされ、密封される。したがって、圧力センサ1を仮に測定対象物に組付けた後に二次成形する場合に、シールドケース6に樹脂部5cの外周が隙間無く接した状態となるため、二次成形用の樹脂が中空部5a内に入り込まないようにできる。これにより、二次成形用の樹脂が樹脂部5cの切り欠き内に浸入することで、センサチップ3と各端子5d〜5gとを接続するボンディングワイヤ8に付着し、温度変化時にボンディングワイヤ8を切断してしまうなどの不具合が発生することを防止している。
Such a
さらに、樹脂部5cのうちシールドケース6側の面5qには、端子5d〜5gを露出させるための切り欠きを囲むように、溝部5rが形成されている。このため、仮に、板状モールドIC5とシールドケース6を固定する手段として接着剤を使用する場合は、この接着剤が回路基板5bを露出させるための切り欠き部に浸入しようとしても溝部5rによって堰き止められる。また、二次成形用の樹脂が樹脂部5cとシールドケース6の隙間を通って端子5d〜5gを露出させるための切り欠き側に回ってきたとしても、溝部5rにて堰き止められる。このため、より確実に二次成形用の樹脂が切り欠き内に浸入しないようにすることができる。
Further, a
また、樹脂部5cのうち、ハウジング4に接する面5tには位置決め用の突起5uが形成されている。突起5uは3つあり、ハウジング4の位置決孔4dと対応した位置にそれぞれ備えられている。この突起5uが位置決孔4d内に入り込むことにより、ハウジング4と板状モールドIC5との位置決めが行われている。また、樹脂部5cのうち、シールドケース6側の面5qにも位置決め用の突起5vが形成されている。突起5vも3つあり、すべてが同じ直線上に並ばず、図4(a)に記載したように、3角形を構成するように配置され、中空部5aを囲むように配置されている。各突起5vは、その先端に荷重が加えられたときに内部の回路部品等を破損してしまわないように、その影響が出易い場所、例えばEEPROM5iなどを避けた場所に配置されている。
A
図6は、シールドケース6の詳細構造を示した図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のC−C断面図である。シールドケース6は、板状モールドIC5の少なくとも中空部を覆う金属製の蓋部材であり、図示しない接着剤等を介して板状モールドIC5に密着固定されている。このように、シールドケース6にて板状モールドIC5を覆うことで、ESD対策を行うことができる。
6A and 6B are diagrams illustrating a detailed structure of the
このシールドケース6は、図6(a)に示すように板状モールドIC5の外形形状を対応する形状とされている。具体的には、シールドケース6は、六角形の角の一つが面取りされた上面形状とされ、六角形のうち板状モールドIC5の外部接続用の端子5l〜5oと対応する箇所が切り欠かれた形状の上面部6aと、上面部6aのうち端子5l〜5oを除いた場所以外に備えられた側面部6bと、側面部6bから延設されたGND端子6cとを有した構成とされている。
As shown in FIG. 6A, the
上面部6aには、板状モールドIC5の位置決め用の突起5vと対応する場所に位置決孔6dが形成されている。この位置決孔6d内に位置決め用の突起5vが入り込むことにより、シールドケース6と板状モールドIC5との位置決めが行われている。
A
また、GND端子6cは部分的にハウジング4側に向かって凹まされており、この凹み部分において抵抗溶接することでGND端子6cが端面4cに対して電気的に接続され、シールドケース6がボデーアースされている。
The
図7は、ターミナル構成部材7の詳細構造を示した図であり、(a)はターミナル構成部材7の上面図、(b)は(a)を紙面右側から見たときの側面図、(c)は(a)を紙面下側から見たときの側面図である。
FIG. 7 is a diagram showing a detailed structure of the
図2および図7に示されるように、ターミナル構成部材7は、金属製のターミナル7aを樹脂部7bにて覆って一体化したものであり、インサート成形などによって形成されている。このターミナル構成部材7は、図示しない接着剤等を介して、シールドケース6に対して密着固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 7, the
図8は、ターミナル構成部材7からターミナル7aのみを取り出したときの上面図である。この図に示されるように、ターミナル7aは、直線状の端子7c〜7fと、端子7eの先端に備えられた円形状部分を中心として同心円弧状に配置され、各端子7c〜7fに接続された外部接続用のパッド部として機能する平板電極部7g〜7jにて構成されている。
FIG. 8 is a top view when only the terminal 7 a is taken out from the
各端子7c〜7fは、平板電極部7g〜7jが配置された先端とは反対側の先端部が樹脂部7bから突き出して露出させられている。そして、各端子7c〜7fのうち樹脂部7bから露出した部分の先端において、ハウジング4側に突き出した突起が形成されており、この突起部において各端子7c〜7fが板状モールドIC5から突き出した端子5l〜5oとそれぞれ抵抗溶接されている。これにより、各端子7c〜7fと端子5l〜5oが電気的に接続され、平板電極部7g〜7jが板状モールドIC5内に配置された回路基板5bの各所と電気的導通させられている。
Each terminal 7c-7f has a tip portion opposite to the tip on which the
各平板電極部7g〜7jは、端子7c〜7fよりも厚くされることで端子7c〜7fよりもハウジング4から離れる側に突き出している。この突き出した部分において、平板電極部7g〜7jが樹脂部7bから露出させられ、それよりも凹んでいる端子7c〜7dが樹脂部7b内に埋め込まれた状態とされている。これら各平板電極部7g〜7jは、基本的には同じ幅で形成されているが、図2に示されるように部分的に樹脂部7bから露出させられる部分が樹脂部7b内に埋め込まれる部分よりも幅狭とされている。これにより、各平板電極部7g〜7jのうち幅狭とされた部分に樹脂部7bが入り込むため、樹脂部7bから各平板電極部7g〜7jが剥がれて浮き上がることを抑制できる。
Each flat-plate-
例えば、ターミナル7aは、一枚の金属板のプレス加工によって形成されるが、プレス加工時に端子7c〜7fと平板電極部7g〜7jとの厚みを変える加工や平板電極部7g〜7jの一部を幅狭にする加工、および、端子7c〜7fの先端に突起を設ける加工を行うことができる。
For example, although the terminal 7a is formed by pressing a single metal plate, processing for changing the thickness of the
以上のようにして、本実施形態にかかる圧力センサ1が構成されている。続いて、本実施形態の圧力センサ1の製造方法について説明する。
As described above, the
まず、ステム2およびセンサチップ3を用意し、ステム2の底部2c側の端面にガラスペースト等を印刷したのちセンサチップ3を搭載し、焼成工程等を行うことでステム2に対してセンサチップ3を組付ける。次に、ハウジング4を用意したのち、ハウジング4の中空部4a内にステム2の中径部2hや小径部2iおよびセンサチップ3を挿入した後、中径部2hを中空部4aが内壁に接するように嵌め込み、ハウジング4がフランジ部2gと接するようにする。このとき、中径部2hの外形寸法が中空部4aの内形寸法よりも若干大きくしておくことで中径部2hが中空部4aに圧入されるようにしても良い。
First, the
そして、レーザ溶接等により、フランジ部2gにおいてハウジング4とステム2とを固定する。このレーザ溶接時にフランジ部2gの傾斜面がなだらかに凹んだ状態となり、フィレット形状となる。
Then, the
続いて、板状モールドIC5を用意する。板状モールドIC5は、回路部品を実装した回路基板5bを用意した後、回路基板5bを成形型内に配置し、成形型内に樹脂を注入して硬化させることで形成される。このとき、樹脂の注入口を例えば図5の矢印で示した場所、つまり総合処理IC5hなどと各部とを電気的に接続するボンディングワイヤ9の配置場所と反対側にしているため、注入口からのボンディングワイヤ9に至るまでに距離を稼ぐことができる。このため、注入口から注入される高圧な樹脂をボンディングワイヤ9に至るまでに低圧化させることができ、樹脂圧力によってボンディングワイヤ9が断線するなどの不具合が発生することを抑制することができる。特に、各端子5d〜5f、5l〜5oに接続されるボンディングワイヤ9は、樹脂の流れに沿った方向を向けられているため、より樹脂圧力の影響を受け難くすることも可能である。
Subsequently, a
このような板状モールドIC5を各位置決め用の突起5uがハウジング4に形成された位置決孔4dに嵌め込まれるようにして配置し、接着剤を介して貼り合せる。位置決め用の突起5uと位置決孔4dを備えているため、板状モールドIC5をハウジング4に対して容易に組み付けることができる。そして、接着剤を硬化させるための加熱処理などを行うことで、板状モールドIC5をハウジング4に密着固定させる。
Such a plate-shaped
この後、ボンディングツールを用い、板状モールドIC5から露出している各端子5d〜5gとセンサチップ3の各所とをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。このとき、ステム2の底部2cの端面と回路基板5bとが同一平面上に配置され、底部2cの端面に配置されたセンサチップ3もこれらとほぼ同一平面上にあることから、容易にボンディングを行うことができる。そして、必要に応じて、センサチップ3の表面およびボンディングワイヤ8の表面にシリコーンゲルなどを塗布して表面保護を行った後、板状モールドIC5における面5sに接着剤を塗布し、シールドケース6を板状モールドIC5に被せる。このときも、シールドケース6に備えられた位置決孔6dに対して板状モールドIC5の突起5vが嵌るようにすることで、シールドケース6を容易に板状モールドIC5に組み付けることが可能となる。このようにして、シールドケース6が板状モールドIC5に対して隙間なく密着固定される。
Thereafter, using a bonding tool, the
さらに、ターミナル構成部材7を用意し、シールドケース6の表面もしくはターミナル構成部材7の裏面に接着剤を塗布し、シールドケース6とターミナル構成部材7とを貼り合せる。これにより、シールドケース6とターミナル構成部材7とが隙間なく密着固定される。
Furthermore, a
なお、シールドケース6と板状モールドIC5とを接着剤にて密着固定させる場合、および、シールドケース6とターミナル構成部材7とを接着剤にて密着固定させる場合、各接着剤を硬化させるための加熱処理などを別々に行っても良いが、同時に行うと硬化工程を1回で済ませることが可能となる。
When the
最後に、板状モールドIC5の各端子5l〜5oとターミナル構成部材7の各端子7c〜7fを抵抗溶接によって電気的に接続すると共に、端子5pをハウジング4に抵抗溶接し、さらに、シールドケース6のGND端子6cをハウジング4に抵抗溶接する。このようにして、本実施形態の圧力センサ1が完成する。
Finally, the terminals 5l to 5o of the
以上説明した本実施形態の圧力センサ1では、板状モールドIC5の中空部5aをシールドケース6もしくはターミナル構成部材7にて覆い、中空部5aが密閉されるようにしている。このため、二次成形を行う際に、板状モールドIC5やシールドケース6もしくはターミナル構成部材7によって樹脂が中空部5a側に浸入することを防止できる。これにより、圧力センサ1を二次成形時に樹脂がセンサ回路に付着して不具合が発生することが防止できる構造とすることができる。
In the
また、ターミナルが内蔵されたコネクタハウジング部にて回路基板5bやセンサチップ3等を覆う構造ではないため、コネクタハウジング部を無くせる分、体格の小型化を図ることが可能となる。また、コネクタハウジング部をステム2やハウジング4に固定する際にOリングなどのシール構造などが必要になるが、それも無くせるため、部品点数の削減およびコストダウンを図ることも可能となる。さらに、体格が大きなハウジング部やセラミック基板などの高価な部品を使用していないため、よりコストダウンを図ることができる。
In addition, since the connector housing portion with the built-in terminal does not cover the
次に、本実施形態の適用例について説明する。ここでは、測定対象物としてインジェクタを例に挙げ、インジェクタに対して圧力センサ1を取り付けた場合について説明する。
Next, an application example of this embodiment will be described. Here, an injector is taken as an example of the measurement object, and a case where the
図9は、本実施形態にかかる圧力センサ1をインジェクタ10の先端に取り付け、二次成形によってコネクタ部11を形成した場合の例を挙げた部分断面斜視図である。また、図10は、図9の部分拡大図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional perspective view illustrating an example in which the
図9に示すインジェクタ10には、供給口10aと噴射孔10bおよび排出口10cが備えられている。このインジェクタ10は、供給口10aを通じて図示しないコモンレールで高圧化された燃料の供給を受け、噴射孔10bから図示しない燃焼室内に向けて燃料噴射を行いつつ、排出口10cを通じて余剰燃料を再びコモンレールに変流するという動作を行う。このインジェクタ10における供給燃料圧を測定するものとして、本実施形態にかかる圧力センサ1が備えられている。
The
図10に示すように、圧力センサ1の上部には、ターミナル構成部材7から露出させられた各平板電極部7g〜7jや、インジェクタ10を駆動するための配線(図示せず)に電気的に接続されるターミナル11aが備えられている。このターミナル11aの一部を残して圧力センサ1とターミナル11aを覆うように樹脂部11bが備えられている。これら樹脂部11bおよびターミナル11aによってコネクタ部11が構成されている。
As shown in FIG. 10, the flat
このように圧力センサ1をインジェクタ10に組付けた構造は、以下のようにして製造される。
The structure in which the
まず、インジェクタ10を用意し、圧力センサ1をインジェクタ10に固定する。圧力センサ1は、ステム2に形成された雄ネジ溝2dがインジェクタ10のうち噴射孔10bと反対側の端部に形成された雌ネジ孔10dにネジ締めされることで固定される。圧力センサ1のインジェクタ10への固定は、六角レンチを用いて六角形状とされたハウジング4を回すことで行われる。このとき、ハウジング4の厚みに対してステム2の中径部2hの長さを短くしているため、ハウジング4とステム2との嵌め合いを確保しつつ、ハウジング4を六角レンチで回す力によって生じる応力がステム2に対して伝わることを極力小さくすることができる。
First, the
次に、圧力センサ1の上部においてターミナル構成部材7から露出している平板電極部7g〜7jや、インジェクタ10から露出している配線(図示せず)をターミナル11aに電気的に接続したのち、圧力センサ1およびターミナル11aを成形型内に配置する。そして、成形型内に樹脂を注入したのち硬化させることによって、圧力センサ1やターミナル11aが配置された一端側が樹脂部11bによってモールド化されたインジェクタ10が完成する。
Next, after electrically connecting the
このような測定対象物となるインジェクタ10に対して圧力センサ1が一体化された構造は、圧力センサ1をインジェクタ10に固定したのち二次成形を行うことにより製造される。このとき、圧力センサ1に備えられる板状モールドIC5の中空部がシールドケース6やターミナル構成部材7によって密閉されているため、二次成形時に樹脂が板状モールドIC5とシールドケース6との間を通じて入り込むことを防止できる。特に、板状モールドIC5の樹脂部5cに溝部5rが形成されているため、仮に二次成形時に樹脂が板状モールドIC5とシールドケース6との間を通じて入り込んできたとしても、少なくとも各端子5d〜5gが露出している箇所まで浸入することを防止できる。このため、二次成形時に樹脂がセンサ回路に付着して不具合が発生することを防止することが可能となる。
The structure in which the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態の板状モールドIC5の構造等を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the structure of the plate-shaped
図11は、本実施形態にかかる圧力センサ1の断面図である。この図に示されるように、本実施形態の圧力センサ1では、板状モールドIC5を中空形状ではなく、ステム2と対応する部分が凹んだ中空部5aのない板状部材にて構成している。板状モールドIC5には第1実施形態と同様、回路基板5bが備えられているが、回路基板5bのうちセンサチップ3との接続が行われる各端子5d〜5gは、例えば回路基板5bの裏面においても電気的な接続が行えるビアホールとされている。そして、回路基板5bの裏面において、Auバンプ等の金属バンプ12を用い、超音波振動などによるフリップチップ接合にて各端子5d〜5gとセンサチップ3の各所とが電気的に接続されたスタンドバンプ構造とされている。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the
このように、板状モールドIC5を中空部5aがない板状部材にて構成することもできる。この場合、板状モールドIC5によってセンサチップ3が配置される内部空間を外部から密閉することができるため、板状モールドIC5が蓋としても機能して、二次成形時に樹脂がセンサチップ3と回路基板5bとの接合部に付着することを防止することができる。これにより、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, the plate-shaped
(他の実施形態)
上記各実施形態では、圧力センサ1の構造の一例を示したが、圧力センサ1を構成する各部品については適宜設計変更可能である。
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, an example of the structure of the
例えば、上記実施形態では、板状モールドIC5の外形形状が六角形状の一部を切り欠いた形状とされているが、他の形状であってもかまわない。例えば、他の多角形状や円形、もしくは、半分が多角形で残る半分が円形のように多角形状と円形を組み合わせた形状等によって板状モールドIC5の外形形状を構成しても良い。同様に、板状モールドIC5の中空部5aについても、多角形状に限らず、円形状や多角形状と円形状との組み合わせなどとすることもできる。勿論、板状モールドIC5と同様に、シールドケース6の外形形状やターミナル構成部材7の外形形状についても適宜変更することが可能であり、例えば板状モールドIC5と同様の形状を採用することができる。
For example, in the above embodiment, the outer shape of the plate-shaped mold IC5 is a shape obtained by cutting out a part of the hexagonal shape, but other shapes may be used. For example, the outer shape of the plate-shaped mold IC5 may be configured by another polygon shape or a circle, or a shape that combines a polygon and a circle such that a half is a polygon and the remaining half is a circle. Similarly, the
また、板状モールドIC5については、樹脂部5cが中空部5aの外周すべてを囲み、シールドケース6と接する形状となるようにしている。しかしながら、樹脂部5cのうち中空部5aを囲む一部が切り欠かれており、その一部が他のシール部材によって置き換えられているような構造であっても構わない。また、板状モールドIC5のうちハウジング4やシールドケース6に接する面5t、5sは必ずしも平面である必要はなく、突起5u、5vの代わりに面5t、5sに部分的に凹ませた凹部を形成しておき、ハウジング4やシールドケース6をその凹みに対応したと凸部を設けることで、位置決めを行うようにしても良い。その場合にも、面5t、5sとハウジング4やシールドケース6が密着した状態となるようにすれば、二次成形時に樹脂が浸入するという問題は発生しない。
Further, with respect to the plate-shaped
また、上記第1実施形態では、シールドケース6が板状モールドIC5の中空部5aを密閉するための蓋部材として機能している。これに対し、シールドケース6を無くした構造とする場合には、ターミナル構成部材7を板状モールドIC5と密着させることで、ターミナル構成部材7が蓋部材として機能するようにしても良い。例えば、ESD対策を考慮しなくて良い測定対象物に圧力センサ1が適用される場合や、他のものでESD対策が行える場合、例えば、圧力センサ1や他の部品を全体的に覆うようなシールドケースが配置される場合が考えられる。また、上記第2実施形態の場合、板状モールドIC5そのものがセンサチップ3などが配置される内部空間を外部から密閉できるため、ターミナル構成部材7を無くすことも可能となる。
In the first embodiment, the
さらに、ハウジング4についても、六角レンチによる圧力センサ1の測定対象物への組み付けを考慮して外形形状が六角形となるようにしているが、他の多角形や円形状などとしても構わない。また、加工性を考慮してハウジング4とステム2とを別部材としているが、これらを一部材で構成しても良い。
Further, the
1 圧力センサ
2 ステム
2a 中空部
2b 開口部
2c 底部
2g フランジ部
3 センサチップ
4 ハウジング
4a 中空部
5 板状モールドIC
5a 中空部
5b 回路基板
5c 樹脂部
5r 溝部
6 シールドケース
7 ターミナル構成部材
7a ターミナル
7b 樹脂部
8、9 ボンディングワイヤ
12 金属バンプ
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記ステム(2)のうち前記底部(2c)側の端面に備えられ、前記ダイアフラムの変形に応じた電気信号を出力する検出部(3)と、
中空部(4a)を有し、該中空部(4a)内に前記ステム(2)が前記底部(2c)側から嵌め込まれることで、前記軸を中心として前記ステム(2)の側面を囲み、かつ、前記ステム(2)に対して固定されたハウジング(4)と、
前記検出部(3)と電気的に接続されるセンサ回路が備えられた回路基板(5b)が内蔵されていると共に、樹脂部(5b)によって前記回路基板(5b)がモールドされ、かつ、中空部(5a)を有し、前記ハウジング(4)に対して密着して配置された板状モールドIC(5)と、
前記板状モールドIC(5)のうち前記ハウジング(4)と密着させられる面(5t)と反対側の面(5s)に対して密着させられ、前記板状モールドIC(5)に形成された前記中空部(5a)を覆って密閉する蓋部材(6、7)と、を備えていることを特徴とする圧力センサ。 An opening (2b) in which a bottom (2c) constituting a diaphragm deformable by pressure is provided on one end side of the shaft with one direction as an axis, and the pressure is introduced to the other end side of the shaft. A bottomed hollow cylindrical stem (2) provided with:
A detection unit (3) provided on an end surface of the stem (2) on the bottom (2c) side and outputting an electrical signal corresponding to the deformation of the diaphragm;
A hollow portion (4a), and the stem (2) is fitted into the hollow portion (4a) from the bottom (2c) side so as to surround the side surface of the stem (2) around the axis; And a housing (4) fixed to the stem (2);
A circuit board (5b) provided with a sensor circuit that is electrically connected to the detection part (3) is incorporated, and the circuit board (5b) is molded by the resin part (5b) and is hollow. A plate-shaped mold IC (5) having a portion (5a) and arranged in close contact with the housing (4);
Of the plate-shaped mold IC (5), the plate-shaped mold IC (5) is formed in close contact with the surface (5s) opposite to the surface (5t) that is in close contact with the housing (4). And a lid member (6, 7) for covering and sealing the hollow portion (5a).
前記シールドケース(6)は、前記ハウジング(4)に対して電気的に接続されることにより、前記ハウジング(4)を介して前記ステム(2)と電気的に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の圧力センサ。 The housing (4) and the stem (2) are made of metal,
The shield case (6) is electrically connected to the stem (2) via the housing (4) by being electrically connected to the housing (4). The pressure sensor according to claim 6.
前記ステム(2)のうち前記底部(2c)側の端面に備えられ、前記ダイアフラムの変形に応じた電気信号を出力する検出部(3)と、
中空部(4a)を有し、該中空部(4a)内に前記ステム(2)が前記底部(2c)側から嵌め込まれることで、前記軸を中心として前記ステム(2)の側面を囲み、かつ、前記ステム(2)に対して固定されたハウジング(4)と、
前記検出部(3)と電気的に接続されるセンサ回路が備えられた回路基板(5b)が内蔵されていると共に、樹脂部(5b)によって前記回路基板(5b)がモールドされ、前記ハウジング(4)に対して密着して配置された板状モールドIC(5)と、を有し、
前記ステム(2)および前記ハウジング(4)によって構成され、前記検出部(3)が配置される内部空間が前記板状モールドIC(5)によって密閉されていることを特徴とする圧力センサ。 An opening (2b) in which a bottom (2c) constituting a diaphragm deformable by pressure is provided on one end side of the shaft with one direction as an axis, and the pressure is introduced to the other end side of the shaft. A bottomed hollow cylindrical stem (2) provided with:
A detection unit (3) provided on an end surface of the stem (2) on the bottom (2c) side and outputting an electrical signal corresponding to the deformation of the diaphragm;
A hollow portion (4a), and the stem (2) is fitted into the hollow portion (4a) from the bottom (2c) side so as to surround the side surface of the stem (2) around the axis; And a housing (4) fixed to the stem (2);
A circuit board (5b) provided with a sensor circuit electrically connected to the detection unit (3) is incorporated, and the circuit board (5b) is molded by the resin part (5b), and the housing ( 4) a plate-shaped mold IC (5) disposed in close contact with the substrate,
A pressure sensor comprising the stem (2) and the housing (4), wherein an internal space in which the detection part (3) is arranged is sealed by the plate-shaped mold IC (5).
前記ステム(2)は中空円筒状で構成されており、
前記ステム(2)の外周にはフランジ部(2g)が備えられていると共に、該フランジ部(2g)において溶接されることで前記ハウジング(4)と接合されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の圧力センサ。 The housing (4) and the stem (2) are made of metal,
The stem (2) has a hollow cylindrical shape,
The outer periphery of the stem (2) is provided with a flange portion (2g), and is joined to the housing (4) by welding at the flange portion (2g). The pressure sensor according to any one of 1 to 10.
前記外部接続端子(5l〜5o)に接続されるターミナル(7a)を樹脂部(7b)にてモールドしたターミナル構成部材(7)を含んでいることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1つに記載の圧力センサ。 The plate-shaped mold IC (5) includes external connection terminals (51 to 5o), and the external connection terminals (51 to 5o) are exposed from the resin portion (5c).
The terminal component (7) which molded the terminal (7a) connected to the said external connection terminal (5l-5o) in the resin part (7b) is included, The one of Claim 1 thru | or 13 characterized by the above-mentioned. The pressure sensor according to one.
前記ターミナル構成部材(7)の前記樹脂部(7b)の一面から前記パッド部(7g〜7j)が露出させられていることを特徴とする請求項14に記載の圧力センサ。 The terminal (7a) has a pad portion (7g-7j) for external connection,
The pressure sensor according to claim 14, wherein the pad portions (7g to 7j) are exposed from one surface of the resin portion (7b) of the terminal component member (7).
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