JP2011242373A - Pressure sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor of which the reduction in sealability is suppressed by preventing the reduction in smoothness of a seal surface of a case and deformation of an outer shape of the seal surface, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: The pressure sensor includes a sensor part for detecting a pressure of a pressure medium, a terminal connected to the sensor part, the case which houses the sensor part and the terminal, and a housing having a pressure introduction hole formed therein and has the case built in the housing so that a portion of the sensor part exposed from the case is disposed in the pressure introduction hole and the pressure introduction hole is closed with the case. The case has a cylindrical cup and a resin part filled in the cup, and a connection portion between the sensor part and the terminal is covered with the resin part, and a portion of the sensor part exposed from the resin part is exposed through an opening on the pressure introduction hole side of the cup, and the cup is made of a single material.

Description

本発明は、被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するセンサ部と、該センサ部と機械的及び電気的に接続されたターミナルと、センサ部及びターミナルそれぞれの一部を収納するケースと、圧力媒体が流入するための圧力導入孔が形成されたハウジングと、を備え、センサ部が圧力導入孔に設置されるように、ケースがハウジングに組み付けられて成る圧力センサ、及びその製造方法に関するものである。   The present invention is a sensor unit for detecting the pressure of a pressure medium to be detected, a terminal mechanically and electrically connected to the sensor unit, a case for housing the sensor unit and a part of each of the terminals, A pressure sensor having a housing in which a pressure introduction hole for a pressure medium to flow is formed, and a case assembled to the housing so that the sensor portion is installed in the pressure introduction hole, and a method for manufacturing the pressure sensor It is.

測定部位が流体に晒されるように、流体の流れる流路内に配置されるセンサとしては、従来、例えば、特許文献1に示される熱式空気流量センサが提案されている。この熱式空気流量センサは、半導体基板に被測定空気流の流量を測定するための測定部位が形成された半導体センサ素子と、該半導体センサ素子が機械的及び電気的に接続されたターミナルと、半導体センサ素子とターミナルとを一体被覆するモールド材と、を有する。   Conventionally, for example, a thermal air flow sensor disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a sensor disposed in a flow path through which a fluid flows so that a measurement site is exposed to a fluid. The thermal air flow sensor includes a semiconductor sensor element in which a measurement site for measuring the flow rate of the air flow to be measured is formed on a semiconductor substrate, a terminal to which the semiconductor sensor element is mechanically and electrically connected, And a molding material that integrally covers the semiconductor sensor element and the terminal.

半導体センサ素子(半導体基板)の一部は、モールド部材から露出されており、その露出された部位に、測定部位が形成されている。また、ターミナルの一部も、モールド部材から露出されており、その露出された部位が、外部素子とのコネクタとしての機能を果たすようになっている。   A part of the semiconductor sensor element (semiconductor substrate) is exposed from the mold member, and a measurement site is formed in the exposed site. A part of the terminal is also exposed from the mold member, and the exposed part functions as a connector with an external element.

上記した熱式空気流量センサは、内燃機関の吸入空気量を測定するのに適用される。その適用において、半導体センサ素子の測定部位が、吸気通路内を流れる被測定空気流に晒されるように、吸気通路内に配置される。この場合、特許文献1の図4に示されるように、吸気通路に形成された挿入孔に、熱式流量センサの一部が挿入され、挿入孔を構成する吸気通路の壁面とモールド材の側面とが接触することで、挿入孔が閉塞される。   The thermal air flow sensor described above is applied to measure the intake air amount of an internal combustion engine. In the application, the measurement site of the semiconductor sensor element is arranged in the intake passage so as to be exposed to the air flow to be measured flowing in the intake passage. In this case, as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, a part of the thermal flow sensor is inserted into the insertion hole formed in the intake passage, and the wall surface of the intake passage and the side surface of the mold material constituting the insertion hole The contact hole closes the insertion hole.

特許第3328547号公報Japanese Patent No. 3328547

ところで、上記したように、特許文献1に記載の熱式空気流量センサでは、半導体センサ素子とターミナルとが、モールド部材によって被覆され、コネクタとしての機能を果たすターミナルの一部(以下、接続部と示す)がモールド部材から露出されている。このようなモールド部材を形成するためには、例えば上型と下型とから成る金型によってターミナルの接続部を挟み込んだ状態で、上型と下型とによって構成されたキャビティ内に液状の樹脂(例えばエポキシ樹脂)を注入し、その注入した樹脂を固化した後、固化した樹脂を上型と下型とから離型する。これによって、上記したモールド部材が形成される。   By the way, as described above, in the thermal air flow sensor described in Patent Document 1, the semiconductor sensor element and the terminal are covered with a mold member, and a part of the terminal that functions as a connector (hereinafter referred to as a connection portion). Is exposed from the mold member. In order to form such a mold member, for example, a liquid resin is formed in a cavity formed by the upper mold and the lower mold in a state where the terminal connection portion is sandwiched by a mold composed of an upper mold and a lower mold. After injecting (for example, epoxy resin) and solidifying the injected resin, the solidified resin is released from the upper mold and the lower mold. Thereby, the above-described mold member is formed.

ところで、上記した上型と下型とを用いる場合、その構成上、上型と下型との噛み合わせ部位が、モールド部材におけるターミナルの長手方向に沿う側面に位置することとなる。上型と下型との噛み合わせ部位には、多少なりとも微小な隙間が生じるため、モールド部材の側面にバリが生じる虞がある。このようなバリが生じると、モールド部材の側面の平滑性が低下する虞がある。更に言えば、上型と下型との噛み合わせが多少なりともズレた場合、モールド部材の側面の外形が変形する虞がある。   By the way, when using an upper mold | type and a lower mold | type mentioned above, the meshing site | part of an upper mold | type and a lower mold | type will be located in the side surface along the longitudinal direction of the terminal in a mold member on the structure. There is a possibility that burrs may be generated on the side surface of the mold member because a minute gap is formed at the portion where the upper mold and the lower mold are engaged with each other. When such a burr | flash produces, there exists a possibility that the smoothness of the side surface of a mold member may fall. Furthermore, if the engagement between the upper mold and the lower mold is slightly shifted, the outer shape of the side surface of the mold member may be deformed.

したがって、特許文献1に示されるように、吸気通路の壁面とモールド材の側面とが接触することで、挿入孔が閉塞される構成の場合、上記した、モールド部材の側面の平滑性の低下や、モールド部材の側面の外形の変形などによって、モールド部材と吸気通路(挿入孔)とのシール性が損なわれる虞がある。シール性が損なわれると、被測定空気流が外部に漏れる虞がある。   Therefore, as shown in Patent Document 1, in the case where the insertion hole is closed by the contact between the wall surface of the intake passage and the side surface of the mold material, the smoothness of the side surface of the mold member is reduced. There is a risk that the sealing performance between the mold member and the intake passage (insertion hole) may be impaired due to deformation of the outer shape of the side surface of the mold member. If the sealing performance is impaired, the air flow to be measured may leak to the outside.

なお、シール性を向上するために、モールド部材の側面(以下、シール面と示す)と吸気通路を構成する壁面との間に、ゴムからなるO−リングを介在することも考えられる。しかしながら、この構成の場合においても、シール面の平滑性の低下や、シール面の外形の変形などによって、モールド部材とO−リングとのシール性が損なわれ、その結果、被測定空気流が外部に漏れる虞がある。   In order to improve the sealing performance, an O-ring made of rubber may be interposed between the side surface of the mold member (hereinafter referred to as a sealing surface) and the wall surface constituting the intake passage. However, even in this configuration, the sealing performance between the mold member and the O-ring is impaired due to a decrease in the smoothness of the sealing surface or the deformation of the outer shape of the sealing surface. There is a risk of leakage.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、モールド部材(ケース)のシール面の平滑性が低下すること、及び、シール面の外形が変形することを抑制することで、シール性が低下することが抑制された圧力センサ、及びその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above-described problems, the present invention may reduce the sealing property by suppressing the smoothness of the sealing surface of the mold member (case) from being lowered and the outer shape of the sealing surface from being deformed. An object of the present invention is to provide a suppressed pressure sensor and a method for manufacturing the same.

上記した目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するセンサ部と、該センサ部と機械的及び電気的に接続されたターミナルと、センサ部及びターミナルそれぞれの一部を収納するケースと、圧力媒体が流入するための圧力導入孔が形成されたハウジングと、を備え、センサ部におけるケースから露出された部位が圧力導入孔に設置され、圧力導入孔がケースによって閉塞されるように、ケースがハウジングに組み付けられて成る圧力センサであって、ケースは、筒状のカップと、該カップに充填された樹脂部と、を有し、センサ部とターミナルとの接続部位が、樹脂部によって被覆され、センサ部における樹脂部から露出された部位が、カップにおける圧力導入孔側の開口部から露出され、ターミナルにおける樹脂部から露出された部位が、カップにおける圧力導入孔から離れた開口部から露出されており、カップは、単一材料から成ることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the invention described in claim 1 includes a sensor unit that detects a pressure of a pressure medium that is a detection target, a terminal that is mechanically and electrically connected to the sensor unit, A case in which a part of each of the sensor unit and the terminal is housed and a housing in which a pressure introduction hole for pressure medium to flow is formed, and a portion exposed from the case in the sensor unit is installed in the pressure introduction hole. A pressure sensor in which the case is assembled to the housing so that the pressure introduction hole is closed by the case, the case having a cylindrical cup and a resin portion filled in the cup, The connection part between the sensor part and the terminal is covered with the resin part, and the part exposed from the resin part in the sensor part is exposed from the opening part on the pressure introduction hole side in the cup, Site that was exposed from the resin portion at Minaru is, is exposed from the opening away from the pressure introducing hole in the cup, the cup is characterized in that it consists of a single material.

このように本発明によれば、カップが単一材料から成る。したがって、カップとハウジングとが直接接触し、カップが、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂若しくは液状の金属を流し込むことで形成される場合、上記した上型と下型としては、上型と下型との噛み合わせ位置が、カップにおけるハウジングと接触する表面に位置しない上型と下型とを選択することができる。したがって、カップにおけるハウジングと接触する表面(以下、シール面と示す)にバリが生じることや、シール面の外形が変化することが抑制される。これにより、カップとハウジングとのシール性が低下することが抑制され、圧力媒体が外部に漏れることが抑制される。   Thus, according to the present invention, the cup is made of a single material. Therefore, when the cup and the housing are in direct contact and the cup is formed by pouring a liquid resin or a liquid metal into a cavity constituted by the upper mold and the lower mold, the upper mold and the lower mold described above are used. As the upper mold and the lower mold, the meshing position of the upper mold and the lower mold can be selected so that they are not located on the surface of the cup that contacts the housing. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of burrs on the surface of the cup that contacts the housing (hereinafter referred to as a sealing surface) and the change of the outer shape of the sealing surface. Thereby, it is suppressed that the sealing performance of a cup and a housing falls, and it is suppressed that a pressure medium leaks outside.

請求項2に記載のように、カップとハウジングとの間に、弾性材料から成るO−リングが介在され、圧力導入孔が、O−リングと、カップと、樹脂部とによって閉塞された構成が好適である。この場合、カップとO−リングとが直接接触することとなる。したがって、カップが、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂若しくは液状の金属を流し込むことで形成される場合、カップを形成するための上型と下型として、上型と下型との噛み合わせ位置が、カップにおけるO−リングと接触する表面(以下、シール面と示す)に位置しない上型と下型とを選択することで、シール面にバリが生じることや、シール面の外形が変化することが抑制される。これにより、カップとO−リングとのシール性が低下することが抑制され、圧力媒体が外部に漏れることが抑制される。   As described in claim 2, an O-ring made of an elastic material is interposed between the cup and the housing, and the pressure introduction hole is closed by the O-ring, the cup, and the resin portion. Is preferred. In this case, the cup and the O-ring are in direct contact. Therefore, when the cup is formed by pouring a liquid resin or a liquid metal into a cavity constituted by the upper mold and the lower mold, the upper mold and the lower mold for forming the cup By selecting an upper mold and a lower mold that are not located on the surface (hereinafter referred to as a seal surface) where the engagement position with the lower mold is in contact with the O-ring in the cup, burrs occur on the seal surface, It is suppressed that the external shape of a sealing surface changes. Thereby, it is suppressed that the sealing performance of a cup and an O-ring falls, and it is suppressed that a pressure medium leaks outside.

請求項3に記載のように、カップの側壁の一部が、O−リングによって囲まれた構成が良い。これによれば、O−リングの弾性によって、カップが圧縮されるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がカップから剥離すること、及び、樹脂部がセンサ部から剥離することが抑制される。   As described in claim 3, it is preferable that a part of the side wall of the cup is surrounded by the O-ring. According to this, since the cup is compressed by the elasticity of the O-ring, the resin part is prevented from peeling from the cup and the resin part from being peeled from the sensor part due to the pressure of the pressure medium or the like. .

請求項4に記載のように、カップの線膨張係数が、樹脂部の線膨張係数よりも大きい構成が好ましい。これによれば、線膨張係数差に起因する熱応力が、カップから樹脂部に向かうこととなる。この結果、樹脂部が熱応力(カップ)によって圧縮されることとなるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がカップから剥離することが抑制される。   A configuration in which the linear expansion coefficient of the cup is larger than the linear expansion coefficient of the resin portion is preferable. According to this, the thermal stress resulting from the difference in linear expansion coefficient is directed from the cup to the resin portion. As a result, since the resin portion is compressed by thermal stress (cup), the resin portion is prevented from being peeled from the cup due to the pressure of the pressure medium.

請求項5に記載のように、センサ部は、圧力を電気信号に変換するセンシング部を備えるセンサチップを有し、センサチップにおけるセンシング部の形成された部位が、ケースから露出されており、樹脂部の線膨張係数が、センサチップの線膨張係数よりも大きい構成が好ましい。   According to a fifth aspect of the present invention, the sensor unit includes a sensor chip including a sensing unit that converts pressure into an electrical signal, and a portion of the sensor chip where the sensing unit is formed is exposed from the case, A configuration in which the linear expansion coefficient of the part is larger than the linear expansion coefficient of the sensor chip is preferable.

これによれば、樹脂部の線膨張係数が、センサチップの線膨張係数よりも小さい構成と比べて、カップから樹脂部に向かう、線膨張係数差に起因する熱応力の強さが大きくなる。したがって、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がカップから剥離することがより効果的に抑制される。また、センサチップが熱応力によって圧縮されることとなるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部がセンサチップから剥離することが抑制される。これにより、圧力媒体が、樹脂部とセンサチップとの剥離部位を介して、センサチップとターミナルとの電気的な接続部位に流入することが抑制される。したがって、圧力媒体によって上記した接続部位が腐食され、センサチップとターミナルとの電気的な接続信頼性が低下することが抑制される。   According to this, the strength of the thermal stress due to the difference in the linear expansion coefficient from the cup toward the resin portion is increased as compared with the configuration in which the linear expansion coefficient of the resin portion is smaller than the linear expansion coefficient of the sensor chip. Therefore, the resin part is more effectively suppressed from being peeled from the cup by the pressure of the pressure medium. Further, since the sensor chip is compressed by thermal stress, the resin portion is prevented from being peeled off from the sensor chip due to the pressure of the pressure medium. Thereby, it is suppressed that a pressure medium flows into the electrical connection site | part of a sensor chip and a terminal via the peeling site | part of a resin part and a sensor chip. Therefore, it is suppressed that the above-mentioned connection site is corroded by the pressure medium and the electrical connection reliability between the sensor chip and the terminal is lowered.

カップの形成材料としては、請求項6及び請求項7に記載のように、樹脂や金属を採用することができる。特に、カップの形成材料が金属の場合、ケースにおける圧力媒体と直接接触する樹脂材料から成る部位が樹脂部のみとなるので、ケースにおける樹脂材料から成る部位を介して、外部に漏れる圧力媒体の量が低減される。   As a material for forming the cup, a resin or a metal can be employed as described in claims 6 and 7. In particular, when the cup is made of metal, the resin part is the only part of the case made of resin material that comes into direct contact with the pressure medium, so the amount of pressure medium that leaks to the outside through the part of the case made of resin material. Is reduced.

請求項8に記載のように、カップの形状としては、軸方向に垂直な方向の長さが、圧力導入孔に近づくにつれて短くなる円筒形状を採用することができる。これによれば、ケースの外形が、圧力導入孔に近づくにつれて窄まった形状となるので、ケースをハウジングの圧力導入孔に設置することが容易となる。   As described in claim 8, as the shape of the cup, a cylindrical shape in which the length in the direction perpendicular to the axial direction becomes shorter as it approaches the pressure introducing hole can be adopted. According to this, since the outer shape of the case becomes narrower as it approaches the pressure introduction hole, it is easy to install the case in the pressure introduction hole of the housing.

請求項9に記載のように、ターミナルにおける樹脂部から露出された部位と機械的及び電気的に接続されるコネクタピンが設けられたコネクタケースを有しても良い。   According to a ninth aspect of the present invention, there may be provided a connector case provided with connector pins that are mechanically and electrically connected to a portion exposed from the resin portion in the terminal.

なお、請求項1〜9いずれか1項に記載の圧力センサは、請求項10若しくは請求項11に記載の製造方法によって、製造することができる。   In addition, the pressure sensor of any one of Claims 1-9 can be manufactured with the manufacturing method of Claim 10 or Claim 11.

請求項10に記載の発明は、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、センサ部の一部がカップにおける圧力導入孔側の開口部から露出されるようにカップの中に挿入し、カップから露出されたセンサ部の一部と、カップとを冶具に固定しつつ、カップにおける圧力導入孔側の開口部を冶具によって閉塞する閉塞工程と、該閉塞工程後、液状の樹脂部の形成材料を、カップと冶具とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする。   According to the tenth aspect of the present invention, a terminal to which the sensor unit is mechanically and electrically connected is inserted into the cup so that a part of the sensor unit is exposed from the opening on the pressure introduction hole side of the cup. A closing step of closing the opening on the pressure introduction hole side of the cup with the jig while fixing the part of the sensor portion exposed from the cup and the cup to the jig, and a liquid resin portion after the closing step A forming step of forming a resin portion by pouring the forming material into a hollow portion having a bottomed cylindrical shape constituted by a cup and a jig and solidifying the forming material.

例えば、ケースが樹脂部のみから成り、この樹脂部に、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルがインサート成形される場合、このケースは、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂を注入し、樹脂を固化した後、固化した樹脂を金型から取り出すことによって製造される。このように、固化した樹脂を金型から取り出さなくてはならないので、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性の他に、樹脂部と金型との離型性を考慮しなくてはならない。そのため、上記した接着性を十分に得ることができない、という問題が生じる。   For example, when the case is composed of only a resin part and a terminal having a sensor part mechanically and electrically connected to the resin part is insert-molded, the case is a cavity constituted by an upper mold and a lower mold. It is manufactured by injecting a liquid resin into the interior, solidifying the resin, and then removing the solidified resin from the mold. Thus, since the solidified resin must be taken out from the mold, in addition to the adhesiveness between the resin part and the terminal, and the resin part and the sensor part, the releasability between the resin part and the mold is taken into consideration. Must-have. Therefore, there arises a problem that the above-described adhesiveness cannot be obtained sufficiently.

これに対して、本発明では、ケースの一部であるカップと冶具とによって構成される有底筒状の中空部に液状の樹脂を注入して、その液状の樹脂を固化することで、樹脂部を形成している。このように、カップが、上記した上型と下型の機能の一部を果たす構成となっており、樹脂が固化した後は、固化した樹脂と冶具との離型性を考慮するだけでよくなる。このように、本発明に記載の製造方法では、固化した樹脂と、樹脂部の外形を形作る部材との接触面積が小さくなっているので、離型性をそれほど考慮しなくとも良くなる。これにより、例えば、樹脂部の形成材料として接着性の強い樹脂を採用することで、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性を向上することができる。   On the other hand, in the present invention, by injecting a liquid resin into a bottomed cylindrical hollow portion constituted by a cup and a jig that are part of the case, and solidifying the liquid resin, the resin Forming part. Thus, the cup is configured to perform a part of the functions of the upper mold and the lower mold described above, and after the resin is solidified, it is only necessary to consider the releasability between the solidified resin and the jig. . As described above, in the manufacturing method described in the present invention, the contact area between the solidified resin and the member that forms the outer shape of the resin portion is small, so that it is not necessary to consider the releasability so much. Thereby, for example, by adopting a resin having strong adhesiveness as the forming material of the resin part, it is possible to improve the adhesiveness between the resin part and the terminal and between the resin part and the sensor part.

これに対して、請求項11に記載の発明は、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、センサ部の一部がカップにおける圧力導入孔側の開口部から露出されるようにカップの中に挿入し、カップから露出されたセンサ部の一部と、カップとをダム材によって連結しつつ、圧力導入孔側の開口部をダム材によって閉塞する閉塞工程と、該閉塞工程後、液状の樹脂部の形成材料を、カップとダム材とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする。これによれば、固化した樹脂の離型性を全く考慮しなくとも良くなるので、請求項10に記載の製造方法よりも、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性を向上することができる。   On the other hand, in the invention described in claim 11, the sensor part is mechanically and electrically connected to the terminal so that a part of the sensor part is exposed from the opening on the pressure introduction hole side in the cup. A plugging process in which a part of the sensor unit that is inserted into the cup and exposed from the cup is connected to the cup by the dam material, and the opening on the pressure introduction hole side is blocked by the dam material, and after the plugging process And forming a resin part by pouring a liquid resin part forming material into a bottomed cylindrical hollow part constituted by a cup and a dam material, and solidifying the forming material. It is characterized by. According to this, since it is not necessary to consider the releasability of the solidified resin at all, the adhesiveness between the resin part and the terminal and between the resin part and the sensor part is improved as compared with the manufacturing method according to claim 10. can do.

第1実施形態に係る圧力センサの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す圧力センサの主要部を拡大した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which expanded the principal part of the pressure sensor shown in FIG. 図2に示すカップを形成するための金型の断面図である。It is sectional drawing of the metal mold | die for forming the cup shown in FIG. 図2に示す圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the principal part of the pressure sensor shown in FIG. 圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the principal part of a pressure sensor. 図5に示す製造方法を経て形成された圧力センサの主要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the pressure sensor formed through the manufacturing method shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る圧力センサの概略構成を示す断面図である。図2は、図1に示す圧力センサの主要部を拡大した拡大断面図である。図3は、図2に示すカップを形成するための金型の断面図である。図4は、図2に示す圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the pressure sensor according to the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in which the main part of the pressure sensor shown in FIG. 1 is enlarged. FIG. 3 is a cross-sectional view of a mold for forming the cup shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing the main part of the pressure sensor shown in FIG.

図1に示すように、圧力センサ100は、要部として、被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するための主要部10と、圧力媒体が流入するための圧力導入孔51が形成されたハウジング50と、外部素子と電気的に接続するためのコネクタピン61が形成されたコネクタケース60と、を有する。主要部10は、圧力導入孔51を閉塞するように、O−リング70とバックアップリング71とを介して、ハウジング50に取り付けられ、コネクタケース60における圧力導入孔51側の部位(挿入部62)は、主要部10を圧力導入孔51に押し付けるように、ハウジング50に取り付けられている。   As shown in FIG. 1, the pressure sensor 100 is formed with a main part 10 for detecting the pressure of the pressure medium to be detected and a pressure introduction hole 51 for the pressure medium to flow in as main parts. It has a housing 50 and a connector case 60 in which connector pins 61 for electrical connection with external elements are formed. The main portion 10 is attached to the housing 50 via an O-ring 70 and a backup ring 71 so as to close the pressure introduction hole 51, and a portion of the connector case 60 on the pressure introduction hole 51 side (insertion portion 62). Is attached to the housing 50 so as to press the main portion 10 against the pressure introducing hole 51.

図2に示すように、主要部10は、圧力媒体を検出するセンサ部20と、該センサ部20の電気信号をコネクタピン61に出力するためのターミナル30と、センサ部20とターミナル30それぞれの一部を収納するケース40と、を有する。   As shown in FIG. 2, the main unit 10 includes a sensor unit 20 that detects a pressure medium, a terminal 30 that outputs an electrical signal of the sensor unit 20 to a connector pin 61, and each of the sensor unit 20 and the terminal 30. And a case 40 for storing a part thereof.

センサ部20は、圧力媒体の圧力を電気信号に変換するセンシング部(図示略)が半導体基板に形成されて成るセンサチップ21と、センサチップ21の出力信号を処理する処理回路が半導体基板に形成されて成る回路チップ22と、回路チップ22の出力信号に含まれるノイズを除去するためのコンデンサが半導体基板に形成されて成るチップコンデンサ23と、を有する。上記したセンサチップ21の構成要素である半導体基板は、シリコンから成り、センサチップ21におけるセンシング部が形成された部位は、ケース40から外部に露出されている。   The sensor unit 20 includes a sensor chip 21 in which a sensing unit (not shown) that converts the pressure medium pressure into an electrical signal is formed on a semiconductor substrate, and a processing circuit that processes an output signal of the sensor chip 21 is formed on the semiconductor substrate. And a chip capacitor 23 in which a capacitor for removing noise included in an output signal of the circuit chip 22 is formed on a semiconductor substrate. The semiconductor substrate which is a constituent element of the sensor chip 21 is made of silicon, and the part of the sensor chip 21 where the sensing portion is formed is exposed from the case 40 to the outside.

ターミナル30は、センサチップ21を固定するための第1アイランド31と、回路チップ22を固定するための第2アイランド32と、チップコンデンサ23を固定し、センサ部20の出力信号をコネクタピン61に出力するための接続端子33と、を有する。センサチップ21は、接着剤(図示略)を介して第1アイランド31に機械的に接続され、回路チップ22は、接着剤(図示略)を介して第2アイランド32に機械的に接続され、チップコンデンサ23は、バンプ(図示略)を介して、接続端子33と機械的及び電気的に接続されている。   The terminal 30 fixes the first island 31 for fixing the sensor chip 21, the second island 32 for fixing the circuit chip 22, and the chip capacitor 23, and outputs the output signal of the sensor unit 20 to the connector pin 61. And a connection terminal 33 for outputting. The sensor chip 21 is mechanically connected to the first island 31 via an adhesive (not shown), and the circuit chip 22 is mechanically connected to the second island 32 via an adhesive (not shown). The chip capacitor 23 is mechanically and electrically connected to the connection terminal 33 via bumps (not shown).

接続端子33の一部は、ケース40から外部に露出され、その露出された部位が、バンプ(図示略)を介して、コネクタピン61と機械的及び電気的に接続されている。図2に示すように、センサチップ21と回路チップ22とは、第1ワイヤ24を介して電気的に接続され、回路チップ22と接続端子33(チップコンデンサ23)とは、第2ワイヤ25を介して電気的に接続されている。以上の電気的な接続構成により、センサチップ21の出力信号が、第1ワイヤ24と、回路チップ22と、第2ワイヤ25と、チップコンデンサ23と、接続端子33とを介して、コネクタピン61に出力される。   A part of the connection terminal 33 is exposed to the outside from the case 40, and the exposed part is mechanically and electrically connected to the connector pin 61 via a bump (not shown). As shown in FIG. 2, the sensor chip 21 and the circuit chip 22 are electrically connected via a first wire 24, and the circuit chip 22 and the connection terminal 33 (chip capacitor 23) are connected to the second wire 25. Is electrically connected. With the above electrical connection configuration, the output signal of the sensor chip 21 is sent to the connector pin 61 via the first wire 24, the circuit chip 22, the second wire 25, the chip capacitor 23, and the connection terminal 33. Is output.

ケース40は、2つの開口部41a,41bを有する円筒状のカップ41と、該カップ41の内部に充填された樹脂部42と、を有する。カップ41は、軸方向に対して垂直な方向に沿う外径の長さが、コネクタケース60側の圧力導入孔51の径よりも短い第1円筒部43と、外径の長さが、コネクタケース60側の圧力導入孔51の径よりも長い第2円筒部44と、第1円筒部43における第2円筒部44側の開口部と第2円筒部44における第1円筒部43側の開口部とを連結する円筒状の連結部45と、を有する。カップ41は、単一材料から成り、カップ41の構成要素43〜45は、一体的に連結されている。   The case 40 includes a cylindrical cup 41 having two openings 41a and 41b, and a resin portion 42 filled in the cup 41. The cup 41 has a first cylindrical portion 43 whose outer diameter along the direction perpendicular to the axial direction is shorter than the diameter of the pressure introducing hole 51 on the connector case 60 side, and the outer diameter is a connector The second cylindrical portion 44 that is longer than the diameter of the pressure introduction hole 51 on the case 60 side, the opening on the second cylindrical portion 44 side in the first cylindrical portion 43, and the opening on the first cylindrical portion 43 side in the second cylindrical portion 44. And a cylindrical connecting part 45 that connects the parts. The cup 41 is made of a single material, and the components 43 to 45 of the cup 41 are integrally connected.

図2に示すように、連結部45の外径は、第2円筒部44から第1円筒部43に向かうにしたがって、徐々に短くなっており、ケース40の外形の一部が、圧力導入孔51に近づくにつれて窄まった形状となっている。本実施形態では、この圧力導入孔51に近づくにつれて窄まった形状を成す連結部45の側壁に、O−リング70やバックアップリング71が設けられる。以下、連結部45の側壁の外面を、シール面45aと示す。なお、上記した開口部41aは、第1円筒部43における連結部45側の開口部とは反対側の開口部であり、開口部41bは、第2円筒部44における連結部45側の開口部とは反対側の開口部である。   As shown in FIG. 2, the outer diameter of the connecting portion 45 is gradually shortened from the second cylindrical portion 44 toward the first cylindrical portion 43, and a part of the outer shape of the case 40 becomes a pressure introduction hole. As it approaches 51, the shape becomes narrower. In the present embodiment, an O-ring 70 and a backup ring 71 are provided on the side wall of the connecting portion 45 that has a shape that becomes narrower as it approaches the pressure introduction hole 51. Hereinafter, the outer surface of the side wall of the connecting portion 45 is referred to as a seal surface 45a. The opening 41 a described above is an opening on the side opposite to the opening on the connecting portion 45 side in the first cylindrical portion 43, and the opening 41 b is an opening on the connecting portion 45 side in the second cylindrical portion 44. Is the opening on the opposite side.

図2に示すように、センサ部20とターミナル30との機械的及び電気的な接続部位の全てが樹脂部42によって被覆されている。そして、センサチップ21におけるセンシング部が形成された部位が、カップ41における圧力導入孔51側の開口部41aから外部に露出され、接続端子33におけるコネクタピン61側の端部が、カップ41におけるコネクタピン61側の開口部41bから外部に露出されている。これにより、センシング部が圧力媒体に晒され、コネクタピン61が外部素子と接続可能となっている。   As shown in FIG. 2, all the mechanical and electrical connection portions between the sensor unit 20 and the terminal 30 are covered with the resin unit 42. And the part in which the sensing part in sensor chip 21 was formed is exposed outside from opening 41a by the side of pressure introduction hole 51 in cup 41, and the end by the side of connector pin 61 in connecting terminal 33 is the connector in cup 41 It is exposed to the outside from the opening 41b on the pin 61 side. Thereby, the sensing unit is exposed to the pressure medium, and the connector pin 61 can be connected to an external element.

次に、ハウジング50、コネクタケース60、O−リング70、及びバックアップリング71を、図1に基づいて説明する。   Next, the housing 50, the connector case 60, the O-ring 70, and the backup ring 71 will be described with reference to FIG.

ハウジング50は、圧力導入孔51が形成された筒部52と、コネクタケース60を固定するための固定部53と、を有する。固定部53は、内径が、圧力導入孔51の径よりも長い環状部54と、該環状部54における筒部52から離れた端部に形成された鉤部55と、を有する。環状部54によって周囲が囲まれた領域に、主要部10とコネクタケース60それぞれの一部が設けられており、局所的に径が短くなった鉤部55によって、コネクタケース60が、ハウジング50に固定されている。上記した鉤部55は、コネクタケース60と主要部10とを、ハウジング50に設置した状態で、環状部54における筒部52から離れた端部を熱によってかしめることで形成される。このかしめによる応力によって、コネクタケース60がハウジング50に押し付けられ、このコネクタケース60を押し付ける力によって、主要部10が圧力導入孔51に押し付けられている。   The housing 50 includes a cylindrical portion 52 in which the pressure introducing hole 51 is formed, and a fixing portion 53 for fixing the connector case 60. The fixing portion 53 includes an annular portion 54 having an inner diameter longer than the diameter of the pressure introducing hole 51, and a flange portion 55 formed at an end portion of the annular portion 54 away from the cylindrical portion 52. Part of each of the main portion 10 and the connector case 60 is provided in a region surrounded by the annular portion 54, and the connector case 60 is attached to the housing 50 by the flange portion 55 whose diameter is locally shortened. It is fixed. The flange portion 55 is formed by caulking the end portion of the annular portion 54 away from the cylindrical portion 52 with heat in a state where the connector case 60 and the main portion 10 are installed in the housing 50. The connector case 60 is pressed against the housing 50 by the stress due to the caulking, and the main portion 10 is pressed against the pressure introducing hole 51 by the force pressing the connector case 60.

コネクタケース60は、環状部54によって周囲が囲まれた領域に挿入される挿入部62と、コネクタピン61と接続される外部素子と共に、コネクタピン61を保護する保護部63と、を有する。挿入部62は、圧力導入孔51側に開口する有底筒状を成し、その内径が第2円筒部44の外径よりも長く、その外径が環状部54の内径よりも僅かに短くなっている。そして、挿入部62の底部内面に第2円筒部44の端部が接触し、底部外面に鉤部55が接触している。これにより、鉤部55のコネクタケース60を押し付ける力が、挿入部62の底部を介してケース40に伝達され、このケース40を押し付ける力によって、主要部10が圧力導入孔51に取り付けられている。   The connector case 60 includes an insertion portion 62 that is inserted into a region surrounded by the annular portion 54, and a protection portion 63 that protects the connector pin 61 together with an external element connected to the connector pin 61. The insertion portion 62 has a bottomed cylindrical shape that opens toward the pressure introduction hole 51, and has an inner diameter that is longer than the outer diameter of the second cylindrical portion 44 and an outer diameter that is slightly shorter than the inner diameter of the annular portion 54. It has become. And the edge part of the 2nd cylindrical part 44 is contacting the bottom part inner surface of the insertion part 62, and the collar part 55 is contacting the bottom part outer surface. Thereby, the force which presses the connector case 60 of the collar part 55 is transmitted to the case 40 via the bottom part of the insertion part 62, and the main part 10 is attached to the pressure introduction hole 51 by the force which presses this case 40. .

O−リング70は、圧力媒体が、圧力導入孔51を介して外部に流出することを抑制するためのものである。O−リング70は環状を成し、連結部45のシール面45aと圧力導入孔51を構成する壁面との間に介在されている。   The O-ring 70 is for suppressing the pressure medium from flowing out through the pressure introducing hole 51. The O-ring 70 has an annular shape and is interposed between the seal surface 45 a of the connecting portion 45 and the wall surface constituting the pressure introducing hole 51.

バックアップリング71は、圧力媒体の圧力などによって押されたO−リング70が、シール面45aと圧力導入孔51を構成する壁面とによって構成された微小な隙間に入り込むことを抑制するためのものである。バックアップリング71は環状を成し、O−リング70と、シール面45aと、圧力導入孔51を構成する壁面と、によって構成された空間内に配置されている。   The backup ring 71 is for suppressing the O-ring 70 pressed by the pressure of the pressure medium and the like from entering a minute gap formed by the seal surface 45a and the wall surface constituting the pressure introducing hole 51. is there. The backup ring 71 has an annular shape, and is disposed in a space formed by the O-ring 70, the seal surface 45 a, and the wall surface forming the pressure introducing hole 51.

次に、本実施形態に係る圧力センサ100の主な構成要素である主要部10の製造方法を説明する。先ず、センサ部20が機械的及び電気的に接続されたターミナル30と、カップ41とを準備する。この際、カップ41は、図3に示す金型80を用いて形成する。この金型80は、上型81と下型82とによって構成されており、その上型81と下型82との噛み合わせ位置が、第1円筒部43の壁面と第2円筒部44の壁面とに位置している。上型81と下型82との噛み合わせ部位には、多少なりとも微小な隙間が生じるため、第1円筒部43の壁面と第2円筒部44の壁面それぞれにバリが生じる虞がある。また、上型81と下型82との噛み合わせが多少なりともズレた場合、第1円筒部43の壁面の外形と第2円筒部44の壁面の外形それぞれが変形する虞がある。これに対して、連結部45の内壁は上型によって全て構成され、連結部45の外壁(シール面45a)は下型によって全てが構成されるので、上記したバリや、外形の変形などが生じる虞がない。したがって、連結部45のシール面45aにバリが生じたり、シール面45aの形状が変形することが抑制される。なお、カップ41を構成する材料としては、線膨張係数の大きい樹脂を採用することができる。本実施形態では、PBTを採用している。   Next, a manufacturing method of the main part 10 which is a main component of the pressure sensor 100 according to the present embodiment will be described. First, a terminal 30 to which the sensor unit 20 is mechanically and electrically connected and a cup 41 are prepared. At this time, the cup 41 is formed using a mold 80 shown in FIG. The mold 80 is composed of an upper mold 81 and a lower mold 82, and the meshing position of the upper mold 81 and the lower mold 82 is determined by the wall surfaces of the first cylindrical portion 43 and the second cylindrical portion 44. And located. There is a possibility that burrs may be generated on the wall surface of the first cylindrical portion 43 and the wall surface of the second cylindrical portion 44, respectively, because a slight gap is generated at the portion where the upper die 81 and the lower die 82 are engaged with each other. Further, when the upper die 81 and the lower die 82 are somewhat misaligned, the outer shape of the wall surface of the first cylindrical portion 43 and the outer shape of the wall surface of the second cylindrical portion 44 may be deformed. On the other hand, since the inner wall of the connecting part 45 is entirely constituted by the upper mold and the outer wall (seal surface 45a) of the connecting part 45 is entirely constituted by the lower mold, the above-described burrs, deformation of the outer shape, etc. occur. There is no fear. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of burrs on the seal surface 45a of the connecting portion 45 and the deformation of the shape of the seal surface 45a. In addition, as a material which comprises the cup 41, resin with a large linear expansion coefficient is employable. In this embodiment, PBT is adopted.

上記した準備工程の後、図4に示すように、センサ部20が機械的及び電気的に接続されたターミナル30を、センサチップ21におけるセンシング部が形成された部位がカップ41における圧力導入孔51側の開口部41aから露出されるようにカップ41の中に挿入し、開口部41aから露出されたセンサチップ21の部位と、カップ41とを冶具83に固定しつつ、開口部41aを、冶具83によって閉塞する。以上が、閉塞工程である。なお、上記した冶具83の構成材料としては、樹脂が剥離し易い弾性材料を採用することができる。本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン(登録商標テフロン)を採用している。   After the above preparation process, as shown in FIG. 4, the terminal 30 to which the sensor unit 20 is mechanically and electrically connected is connected to the pressure introduction hole 51 in the cup 41 where the sensing part in the sensor chip 21 is formed. The opening 41a is inserted into the cup 41 so as to be exposed from the opening 41a on the side, and the portion of the sensor chip 21 exposed from the opening 41a and the cup 41 are fixed to the jig 83. It is blocked by 83. The above is the closing process. In addition, as a constituent material of the jig 83 described above, an elastic material from which the resin is easily peeled can be employed. In this embodiment, polytetrafluoroethylene (registered trademark Teflon) is employed.

閉塞工程後、カップ41の開口部41b側から、樹脂部42の形成材料である液状の樹脂を、カップ41と冶具83とによって構成された有底筒状の中空部内に注入し、その液状の樹脂を固化する。以上が、形成工程である。なお、上記した樹脂として、本実施形態では、カップ41の形成材料であるPBTよりも線膨張係数が低く、センサチップ21の形成材料であるシリコンよりも線膨張係数が高いエポキシ樹脂を採用している。また、本実施形態では、上記した形成工程において、樹脂内に気泡が残留することを抑制するために、真空雰囲気中で、上記した樹脂の注入を行っている。   After the closing step, a liquid resin, which is a material for forming the resin portion 42, is injected into the bottomed cylindrical hollow portion constituted by the cup 41 and the jig 83 from the opening 41b side of the cup 41, and the liquid state Solidify the resin. The above is the forming process. In the present embodiment, an epoxy resin having a lower linear expansion coefficient than that of PBT that is a forming material of the cup 41 and a higher linear expansion coefficient than that of silicon that is a forming material of the sensor chip 21 is employed as the above-described resin. Yes. Moreover, in this embodiment, in order to suppress that a bubble remains in resin in the above-mentioned formation process, the above-mentioned resin injection | pouring is performed in a vacuum atmosphere.

形成工程後、冶具83に固定されたセンサ部20を取り外すと共に、固化した樹脂における冶具83と接触した部位を、冶具83から引き離す。これらの工程を経ることで、図2に示す主要部10が形成される。   After the forming step, the sensor unit 20 fixed to the jig 83 is removed, and the portion of the solidified resin that is in contact with the jig 83 is separated from the jig 83. Through these steps, the main portion 10 shown in FIG. 2 is formed.

次に、本実施形態に係る圧力センサ100の作用効果を説明する。上記したように、カップ41は、連結部45のシール面45aにバリが生じたり、シール面45aの形状が変形することが抑制される金型80によって形成されている。これにより、カップ41とO−リング70とのシール性、及び、カップ41とバックアップリング71とのシール性が、上記したバリや、シール面45aの形状の変形によって低下することが抑制される。この結果、圧力媒体が外部に漏れることが抑制される。   Next, the function and effect of the pressure sensor 100 according to this embodiment will be described. As described above, the cup 41 is formed by the mold 80 that suppresses the occurrence of burrs on the seal surface 45a of the connecting portion 45 and the deformation of the shape of the seal surface 45a. Thereby, it is suppressed that the sealing performance between the cup 41 and the O-ring 70 and the sealing performance between the cup 41 and the backup ring 71 are deteriorated due to the above-described burrs or deformation of the shape of the seal surface 45a. As a result, the pressure medium is prevented from leaking outside.

本実施形態では、連結部45の一部が、O−リング70によって囲まれている。これによれば、O−リング70の弾性によって、カップ41が圧縮されるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部42がカップ41から剥離すること、及び樹脂部42がセンサチップ21から剥離することが抑制される。   In the present embodiment, a part of the connecting portion 45 is surrounded by the O-ring 70. According to this, since the cup 41 is compressed by the elasticity of the O-ring 70, the resin part 42 is peeled from the cup 41 and the resin part 42 is peeled from the sensor chip 21 due to the pressure of the pressure medium. It is suppressed.

本実施形態では、カップ41の形成材料の線膨張係数が、樹脂部42の形成材料の線膨張係数よりも大きくなっている。これによれば、線膨張係数差に起因する熱応力が、カップ41から樹脂部42に向かうこととなるので、樹脂部42が熱応力(カップ)によって圧縮されることとなる。これにより、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部42がカップ41から剥離することが抑制される。   In this embodiment, the linear expansion coefficient of the forming material of the cup 41 is larger than the linear expansion coefficient of the forming material of the resin portion 42. According to this, since the thermal stress resulting from the difference in linear expansion coefficient is directed from the cup 41 to the resin part 42, the resin part 42 is compressed by the thermal stress (cup). Thereby, it is suppressed that the resin part 42 peels from the cup 41 by the pressure of a pressure medium.

更に、本実施形態では、樹脂部42の形成材料の線膨張係数が、センサチップ21の形成材料の線膨張係数よりも大きくなっている。これによれば、樹脂部42の形成材料の線膨張係数が、センサチップ21の形成材料の線膨張係数よりも小さい構成と比べて、カップ41から樹脂部42に向かう、線膨張係数差に起因する熱応力の強さが大きくなる。これにより、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部42がカップ41から剥離することがより効果的に抑制される。また、センサチップ21が熱応力によって圧縮されることとなるので、圧力媒体の圧力などによって、樹脂部42がセンサチップ21から剥離することが抑制される。これにより、圧力媒体が、樹脂部42とセンサチップ21との剥離部位を介して、センサチップ21と回路チップ22とを電気的に接続する第1ワイヤ24に流入することが抑制される。これにより、圧力媒体によって第1ワイヤ24が腐食され、センサチップ21と回路チップ22との電気的な接続信頼性が低下した結果、センサチップ21とターミナル30との電気的な接続信頼性が低下することが抑制される。   Furthermore, in this embodiment, the linear expansion coefficient of the forming material of the resin portion 42 is larger than the linear expansion coefficient of the forming material of the sensor chip 21. According to this, the linear expansion coefficient of the forming material of the resin part 42 is caused by the difference in the linear expansion coefficient from the cup 41 toward the resin part 42 as compared with the configuration in which the linear expansion coefficient of the forming material of the sensor chip 21 is smaller. The strength of thermal stress to be increased. Thereby, it is suppressed more effectively that the resin part 42 peels from the cup 41 by the pressure of a pressure medium. Further, since the sensor chip 21 is compressed by thermal stress, the resin part 42 is suppressed from being peeled off from the sensor chip 21 due to the pressure of the pressure medium. Thereby, it is suppressed that a pressure medium flows into the 1st wire 24 which electrically connects the sensor chip 21 and the circuit chip 22 via the peeling part of the resin part 42 and the sensor chip 21. FIG. As a result, the first wire 24 is corroded by the pressure medium, and the electrical connection reliability between the sensor chip 21 and the circuit chip 22 is lowered. As a result, the electrical connection reliability between the sensor chip 21 and the terminal 30 is lowered. Is suppressed.

本実施形態では、連結部45の外径が、第2円筒部44から第1円筒部43に向かうにしたがって、徐々に短くなっており、その外形が、圧力導入孔51に近づくにつれて窄まった形状となっている。これによれば、カップ41(ケース40)を圧力導入孔51に設置することが容易となる。   In the present embodiment, the outer diameter of the connecting portion 45 is gradually shortened from the second cylindrical portion 44 toward the first cylindrical portion 43, and its outer shape becomes narrower as it approaches the pressure introducing hole 51. It has a shape. According to this, it becomes easy to install the cup 41 (case 40) in the pressure introducing hole 51.

本実施形態では、主要部10の製造工程の一つである、形成工程において、樹脂部42の形成材料である液状の樹脂を、カップ41と冶具83とによって構成される有底筒状の中空部内に注入し、その液状の樹脂を固化している。そして、この形成工程後、冶具83に固定されたセンサ部20を取り外すと共に、固化した樹脂における冶具83と接触した部位を、冶具83から引き離すことで、主要部10を形成している。   In the present embodiment, in the forming process, which is one of the manufacturing processes of the main part 10, a liquid resin, which is a forming material of the resin part 42, is formed into a bottomed cylindrical hollow formed by the cup 41 and the jig 83. The liquid resin is solidified by pouring into the part. And after this formation process, while removing the sensor part 20 fixed to the jig 83, the main part 10 is formed by pulling apart the part which contacted the jig 83 in the solidified resin from the jig 83.

例えば、ケースが樹脂部のみから成り、この樹脂部に、センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルがインサート成形される場合、このケースは、上型と下型とによって構成されるキャビティ内に液状の樹脂を注入し、樹脂を固化した後、固化した樹脂を金型から取り出すことによって製造される。このように、固化した樹脂を金型から取り出さなくてはならないので、樹脂部とターミナル、及び樹脂部とセンサ部との接着性の他に、樹脂部と金型との離型性を考慮しなくてはならない。そのため、上記した接着性を十分に得ることができない、という問題が生じる。   For example, when the case is composed of only a resin part and a terminal having a sensor part mechanically and electrically connected to the resin part is insert-molded, the case is a cavity constituted by an upper mold and a lower mold. It is manufactured by injecting a liquid resin into the interior, solidifying the resin, and then removing the solidified resin from the mold. Thus, since the solidified resin must be taken out from the mold, in addition to the adhesiveness between the resin part and the terminal, and the resin part and the sensor part, the releasability between the resin part and the mold is taken into consideration. Must-have. Therefore, there arises a problem that the above-described adhesiveness cannot be obtained sufficiently.

これに対して、本実施形態では、カップ41と冶具83とによって構成される有底筒状の中空部に液状の樹脂を注入して、その液状の樹脂を固化することで、樹脂部42を形成している。このように、カップ41が、上記例で示した上型と下型の機能の一部を果たす構成となっており、樹脂が固化した後は、固化した樹脂と冶具83との離型性を考慮するだけでよくなる。このように、本実施形態で示した製造方法では、固化した樹脂と、樹脂部42の外形を形作る部材との接触面積が小さくなっているので、離型性をそれほど考慮しなくとも良くなる。これにより、例えば、樹脂部42の形成材料として接着性の強い樹脂を採用することで、樹脂部42とターミナル30、及び樹脂部42とセンサ部20との接着性を向上することができる。なお、上記した接着性の強い樹脂としては、ヤング率が1GPa程度のエポキシ樹脂などを採用することができる。   On the other hand, in this embodiment, by injecting a liquid resin into the bottomed cylindrical hollow portion constituted by the cup 41 and the jig 83 and solidifying the liquid resin, the resin portion 42 is formed. Forming. In this way, the cup 41 has a configuration that performs a part of the functions of the upper mold and the lower mold shown in the above example. After the resin is solidified, the mold release property between the solidified resin and the jig 83 is improved. Just consider it. As described above, in the manufacturing method shown in the present embodiment, the contact area between the solidified resin and the member forming the outer shape of the resin portion 42 is small, so that it is not necessary to consider the releasability so much. Thereby, for example, by adopting a resin having strong adhesiveness as the forming material of the resin portion 42, the adhesiveness between the resin portion 42 and the terminal 30 and between the resin portion 42 and the sensor portion 20 can be improved. In addition, as the above-described strong adhesive resin, an epoxy resin having a Young's modulus of about 1 GPa or the like can be used.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本実施形態では、冶具83を用いて、主要部10を製造した例を示した。しかしながら、例えば図5に示すように、冶具83の代わりに、ダム材84を用いて、主要部10を製造しても良い。この製造方法では、センサ部20が機械的及び電気的に接続されたターミナル30を、センサチップ21におけるセンシング部が形成された部位がカップ41における圧力導入孔51側の開口部41aから露出されるようにカップ41の中に挿入し、開口部41aから露出されたセンサチップ21の部位と、カップ41とをダム材84によって連結しつつ、開口部41aを、ダム材84によって閉塞する。その後、図5に示すカップ41を、ターミナル30とともに反転させて、カップ41の開口部41b側から、樹脂部42の形成材料である液状の樹脂を、カップ41とダム材84とによって構成された有底筒状の中空部内に注入し、その液状の樹脂を固化する。以上の工程を経ることで、図6に示す主要部10が構成される。なお、この場合、上記したダム材84は、ケース40に含まれる。図5は、圧力センサの主要部の製造方法を説明するための断面図である。図6は、図5に示す製造方法を経て形成された圧力センサの主要部を示す断面図である。   In this embodiment, the example which manufactured the main part 10 using the jig 83 was shown. However, for example, as shown in FIG. 5, the main portion 10 may be manufactured using a dam material 84 instead of the jig 83. In this manufacturing method, the terminal 30 to which the sensor unit 20 is mechanically and electrically connected is exposed from the opening 41a of the cup 41 where the sensing unit is formed on the pressure introduction hole 51 side of the cup 41. Thus, the opening 41 a is closed by the dam member 84 while the portion of the sensor chip 21 exposed from the opening 41 a and the cup 41 are connected by the dam member 84. After that, the cup 41 shown in FIG. 5 was inverted together with the terminal 30, and the liquid resin, which is the forming material of the resin portion 42, was constituted by the cup 41 and the dam material 84 from the opening 41 b side of the cup 41. It is poured into a hollow portion having a bottomed cylindrical shape, and the liquid resin is solidified. Through the above steps, the main part 10 shown in FIG. 6 is configured. In this case, the dam material 84 described above is included in the case 40. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing the main part of the pressure sensor. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main part of the pressure sensor formed through the manufacturing method shown in FIG.

上記した製造方法の場合、本実施形態で示した製造方法とは異なり、離型性を全く考慮しなくともよい。したがって、上記した製造方法によって主要部10を製造する場合、本実施形態で示した製造方法によって主要部10を製造する場合と比べて、樹脂部42とターミナル30、及び樹脂部42とセンサ部20との接着性を向上することができる。   In the case of the above-described manufacturing method, unlike the manufacturing method shown in the present embodiment, it is not necessary to consider releasability at all. Therefore, when the main part 10 is manufactured by the manufacturing method described above, the resin part 42 and the terminal 30 and the resin part 42 and the sensor part 20 are compared with the case where the main part 10 is manufactured by the manufacturing method shown in the present embodiment. Adhesiveness can be improved.

なお、上記したダム材84としては、線膨張係数差に起因する熱応力が生じることを抑制するために、樹脂部42と同一の材料が好ましい。しかしながら、ダム材84は、その性質上、濡れ性が低いほうが好ましく、樹脂部42は、その性質上、濡れ性が高いほうが好ましい。上記したいずれの性質も満足するためには、例えば、ダム材84と樹脂部42それぞれを、液状の樹脂と、固形のフィラーとによって形成する方法がある。例えば、ダム材84を、液状のエポキシ樹脂に、径の長さが1μm程度のフィラーを添加した樹脂によって形成し、樹脂部42を、液状のエポキシ樹脂に、径の長さが100μm程度のフィラーを添加した樹脂によって形成すれば良い。なお、もちろんではあるが、ダム材84を、液状の樹脂と、固形のフィラーとによって形成し、樹脂部42を、液状の樹脂のみによって形成しても良い。   The dam material 84 is preferably made of the same material as the resin portion 42 in order to suppress the occurrence of thermal stress due to the difference in linear expansion coefficient. However, the dam material 84 preferably has low wettability because of its properties, and the resin portion 42 preferably has high wettability because of its properties. In order to satisfy any of the above properties, for example, there is a method in which each of the dam material 84 and the resin portion 42 is formed of a liquid resin and a solid filler. For example, the dam member 84 is formed of a resin obtained by adding a filler having a diameter of about 1 μm to a liquid epoxy resin, and the resin portion 42 is a filler having a diameter of about 100 μm to a liquid epoxy resin. What is necessary is just to form with the resin which added. Needless to say, the dam member 84 may be formed of a liquid resin and a solid filler, and the resin portion 42 may be formed of only a liquid resin.

本実施形態では、カップ41が、PBTによって形成される例を示した。しかしながら、カップ41の形成材料としては、上記例に限定されず、例えば、ステンレスなどの金属を採用することができる。この変形例の場合、ケース40における圧力媒体と直接接触する樹脂材料から成る部位が樹脂部42のみとなるので、ケース40における樹脂材料から成る部位を介して、外部に漏れる圧力媒体の量が低減される。   In the present embodiment, an example in which the cup 41 is formed of PBT has been shown. However, the material for forming the cup 41 is not limited to the above example, and for example, a metal such as stainless steel can be employed. In the case of this modification, the portion made of the resin material in direct contact with the pressure medium in the case 40 is only the resin portion 42, so that the amount of the pressure medium leaking outside through the portion made of the resin material in the case 40 is reduced. Is done.

10・・・主要部
20・・・センサ部
21・・・センサチップ
30・・・ターミナル
40・・・ケース
41・・・カップ
42・・・樹脂部
50・・・ハウジング
51・・・圧力導入孔
60・・・コネクタケース
70・・・O−リング
80・・・金型
100・・・圧力センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Main part 20 ... Sensor part 21 ... Sensor chip 30 ... Terminal 40 ... Case 41 ... Cup 42 ... Resin part 50 ... Housing 51 ... Pressure introduction Hole 60 ... Connector case 70 ... O-ring 80 ... Mold 100 ... Pressure sensor

Claims (11)

被検出対象である圧力媒体の圧力を検出するセンサ部と、
該センサ部と機械的及び電気的に接続されたターミナルと、
前記センサ部及び前記ターミナルそれぞれの一部を収納するケースと、
前記圧力媒体が流入するための圧力導入孔が形成されたハウジングと、を備え、
前記センサ部における前記ケースから露出された部位が前記圧力導入孔に設置され、前記圧力導入孔が前記ケースによって閉塞されるように、前記ケースが前記ハウジングに組み付けられて成る圧力センサであって、
前記ケースは、筒状のカップと、該カップに充填された樹脂部と、を有し、
前記センサ部と前記ターミナルとの接続部位が、前記樹脂部によって被覆され、
前記センサ部における前記樹脂部から露出された部位が、前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部から露出され、
前記ターミナルにおける前記樹脂部から露出された部位が、前記カップにおける前記圧力導入孔から離れた開口部から露出されており、
前記カップは、単一材料から成ることを特徴とする圧力センサ。
A sensor unit for detecting the pressure of the pressure medium to be detected;
A terminal mechanically and electrically connected to the sensor unit;
A case for storing a part of each of the sensor unit and the terminal;
A housing formed with a pressure introduction hole for the pressure medium to flow in,
A portion of the sensor unit exposed from the case is installed in the pressure introduction hole, and the case is assembled to the housing so that the pressure introduction hole is closed by the case,
The case has a cylindrical cup and a resin portion filled in the cup,
The connection part of the sensor part and the terminal is covered with the resin part,
The part exposed from the resin part in the sensor part is exposed from the opening part on the pressure introduction hole side in the cup,
The part exposed from the resin part in the terminal is exposed from the opening part away from the pressure introduction hole in the cup,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the cup is made of a single material.
前記カップと前記ハウジングとの間に、弾性材料から成るO−リングが介在され、
前記圧力導入孔が、前記O−リングと、前記カップと、前記樹脂部とによって閉塞されていることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。
An O-ring made of an elastic material is interposed between the cup and the housing,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure introducing hole is closed by the O-ring, the cup, and the resin portion.
前記カップの側壁の一部が、前記O−リングによって囲まれていることを特徴とする請求項2に記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 2, wherein a part of the side wall of the cup is surrounded by the O-ring. 前記カップの線膨張係数が、前記樹脂部の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, wherein a linear expansion coefficient of the cup is larger than a linear expansion coefficient of the resin portion. 前記センサ部は、圧力を電気信号に変換するセンシング部を備えるセンサチップを有し、
前記センサチップにおける前記センシング部の形成された部位が、前記ケースから露出されており、
前記樹脂部の線膨張係数が、前記センサチップの線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の圧力センサ。
The sensor unit has a sensor chip including a sensing unit that converts pressure into an electrical signal;
The part where the sensing part is formed in the sensor chip is exposed from the case,
The pressure sensor according to claim 4, wherein a linear expansion coefficient of the resin portion is larger than a linear expansion coefficient of the sensor chip.
前記カップの形成材料は、樹脂であることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, wherein a material for forming the cup is a resin. 前記カップの形成材料は、金属であることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, wherein a material for forming the cup is a metal. 前記カップは、円筒状であり、その軸方向に垂直な方向の長さが、前記圧力導入孔に近づくにつれて短くなっていることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項に記載の圧力センサ。   The pressure according to any one of claims 1 to 7, wherein the cup has a cylindrical shape, and a length in a direction perpendicular to the axial direction becomes shorter as the pressure introduction hole is approached. Sensor. 前記ターミナルにおける前記樹脂部から露出された部位と機械的及び電気的に接続されるコネクタピンが設けられたコネクタケースを有することを特徴とする請求項1〜8いずれか1項に記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, further comprising a connector case provided with a connector pin that is mechanically and electrically connected to a portion of the terminal exposed from the resin portion. . 請求項1〜9いずれか1項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、前記センサ部の一部が前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部から露出されるように前記カップの中に挿入し、前記カップから露出されたセンサ部の一部と、前記カップとを冶具に固定しつつ、前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部を前記冶具によって閉塞する閉塞工程と、
該閉塞工程後、液状の前記樹脂部の形成材料を、前記カップと前記冶具とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、前記樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
It is a manufacturing method of the pressure sensor according to any one of claims 1 to 9,
A terminal to which the sensor unit is mechanically and electrically connected is inserted into the cup so that a part of the sensor unit is exposed from the opening on the pressure introduction hole side of the cup, and the cup A closing step of closing the opening on the pressure introduction hole side in the cup with the jig while fixing a part of the sensor part exposed from the jig to the jig;
After the closing step, the resin portion is formed by pouring the liquid forming material of the resin portion into a bottomed cylindrical hollow portion constituted by the cup and the jig, and solidifying the forming material. Forming a pressure sensor.
請求項1〜9いずれか1項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記センサ部が機械的及び電気的に接続されたターミナルを、前記センサ部の一部が前記カップにおける前記圧力導入孔側の開口部から露出されるように前記カップの中に挿入し、前記カップから露出されたセンサ部の一部と、前記カップとをダム材によって連結しつつ、前記圧力導入孔側の開口部を前記ダム材によって閉塞する閉塞工程と、
該閉塞工程後、液状の前記樹脂部の形成材料を、前記カップと前記ダム材とによって構成された有底筒状の中空部に注ぎ、その形成材料を固化することで、前記樹脂部を形成する形成工程と、を有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
It is a manufacturing method of the pressure sensor according to any one of claims 1 to 9,
A terminal to which the sensor unit is mechanically and electrically connected is inserted into the cup so that a part of the sensor unit is exposed from the opening on the pressure introduction hole side of the cup, and the cup A closing step of closing the opening on the pressure introduction hole side with the dam material while connecting the part of the sensor part exposed from the cup and the cup with the dam material;
After the closing step, the liquid resin portion forming material is poured into a bottomed cylindrical hollow portion constituted by the cup and the dam material, and the forming material is solidified to form the resin portion. A pressure sensor manufacturing method.
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