JP2012107881A - Method for manufacturing sensor device, and sensor device - Google Patents
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Description
本発明は、第1部材と、第2部材と、それらの間を電気的に接続するフレキシブルプリント基板とを備えるセンサ装置の製造方法及びセンサ装置に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a sensor device and a sensor device including a first member, a second member, and a flexible printed circuit board that electrically connects them.
例えば自動車のエンジンのコモンレール圧の検出に用いられる半導体圧力センサは、圧力を導入するためのパイプ部を下方に延びて有する金属(SUS)製のハウジングと、このハウジングの上面側に結合(接合)される合成樹脂製のコネクタケース部とを備えている。前記コネクタケース部の上部には、ターミナルがインサート成型により設けられて外部接続用のコネクタが構成されている。また、コネクタケース部の下端側外周部には、下面が開口した金属円筒部が設けられている。コネクタケース部は、前記金属円筒部の下端部がハウジングに溶接されることにより結合される。 For example, a semiconductor pressure sensor used for detecting a common rail pressure of an automobile engine has a metal (SUS) housing having a pipe portion extending downward for introducing pressure, and is coupled (joined) to the upper surface side of the housing. And a synthetic resin connector case portion. On the upper part of the connector case portion, a terminal is provided by insert molding to constitute a connector for external connection. In addition, a metal cylindrical portion having an open bottom surface is provided on the outer peripheral portion on the lower end side of the connector case portion. The connector case portion is joined by welding the lower end portion of the metal cylindrical portion to the housing.
前記ハウジングの上面側には、パイプ部の上端部に設けられたダイヤフラム部の圧力が伝達される圧力検出素子がガラスにより接着されている。そして、この圧力検出素子と前記コネクタのターミナルとの間の電気的接続は、細長い合成樹脂製フィルムに配線パターンが形成されたフレキシブルプリント基板(以下「FPC」と略称する)によりなされるようになっている(例えば特許文献1参照)。この場合、FPCの一端側が、ハウジングに接着され、その上面の電極と前記圧力検出素子の電極とがボンディングワイヤにより接続される。また、FPCの他端部の電極が、コネクタのターミナルの基端部に対してはんだ付けにより接続される。 On the upper surface side of the housing, a pressure detecting element for transmitting the pressure of the diaphragm portion provided at the upper end portion of the pipe portion is bonded with glass. The electrical connection between the pressure detecting element and the terminal of the connector is made by a flexible printed circuit board (hereinafter abbreviated as “FPC”) in which a wiring pattern is formed on an elongated synthetic resin film. (For example, refer to Patent Document 1). In this case, one end of the FPC is bonded to the housing, and the electrode on the upper surface and the electrode of the pressure detection element are connected by a bonding wire. The electrode at the other end of the FPC is connected to the base end of the connector terminal by soldering.
ところで、上記した半導体圧力センサを製造する場合には、コネクタケース側(ターミナル)にFPCの他端部をはんだ付けにより接続し、ハウジングの上面にFPCの一端側を接着しボンディングワイヤにより接続し、その後、ハウジングに対しコネクタケースの金属円筒部を溶接する、という手順がとられる。このとき、上記した接続作業を行う(作業性を確保する)ために、FPCは、予め、最終的な組付形態で必要となる長さよりも長尺に構成されている。そのため、半導体圧力センサの組付状態では、FPCはたるみをもった状態でハウジングとコネクタケースとの間の内部空間に収納されるようになる。 By the way, when manufacturing the semiconductor pressure sensor described above, the other end portion of the FPC is connected to the connector case side (terminal) by soldering, and one end side of the FPC is bonded to the upper surface of the housing and connected by a bonding wire. Then, the procedure of welding the metal cylindrical part of a connector case with respect to a housing is taken. At this time, in order to perform the above connection work (to ensure workability), the FPC is configured in advance to be longer than the length required in the final assembly form. Therefore, in the assembled state of the semiconductor pressure sensor, the FPC is housed in the internal space between the housing and the connector case with a slack.
しかし、そのようにFPCがたるみをもった状態で収納されると、そのたるみ部分がボンディングワイヤに接触し、ボンディングワイヤにダメージを与えてしまうといった不具合があった。尚、FPCの長さが比較的長くなると、外部(車体やエンジン)の振動に伴い共振を起し、大きな振幅で振動することがあり、その共振により、はんだ接続部やボンディングワイヤ部分、或いは接着部に大きなダメージを与えたり、FPC自身が劣化したりする虞がある。 However, when the FPC is housed in such a state that there is a slack, the slack portion comes into contact with the bonding wire, causing damage to the bonding wire. If the length of the FPC is relatively long, resonance may occur due to external vibration (vehicle body or engine), and may vibrate with a large amplitude. Due to the resonance, the solder connection portion, bonding wire portion, or adhesion may occur. There is a possibility that the part may be damaged greatly or the FPC itself may deteriorate.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、第1部材と第2部材とをフレキシブルプリント基板により電気的に接続するものにあって、作業工程上、フレキシブルプリント基板を予め長尺に構成せざるを得ない事情があっても、フレキシブルプリント基板のたるみに起因する不具合を未然に防止することができるセンサ装置の製造方法及びセンサ装置を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to electrically connect a first member and a second member by a flexible printed circuit board. The present invention provides a sensor device manufacturing method and a sensor device that can prevent problems caused by sagging of a flexible printed circuit board even when there is a situation that must be configured in a scale.
上記目的を達成するために、本発明のセンサ装置の製造方法は、第1部材(3)と第2部材(2)との間をフレキシブルプリント基板(13)により電気的に接続する接続工程と、前記第1部材(3)と第2部材(2)とをそれらの形成する内部空間内に前記フレキシブルプリント基板(13)が収納された状態で結合する組付工程とを含むセンサ装置(1,21)の製造方法であって、前記第1部材(3)には、前記内部空間内で開口するように、前記フレキシブルプリント基板(13)の中間部のたるみ部分を収容する収容凹部(9b)が形成されていると共に、前記フレキシブルプリント基板(13)には、前記収容凹部(9b)に収容される中間部分に位置して、磁性材料からなる吸着部材(15)が固着されており、前記接続工程後に、前記吸着部材(15)を、前記第1部材(3)の外部から磁気的に吸引することにより、前記フレキシブルプリント基板(13)の中間部のたるみ部分を前記収容凹部(9b)内に収容させる収容工程を実行するところに特徴を有する(請求項1の発明)。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a sensor device according to the present invention includes a connecting step of electrically connecting a first member (3) and a second member (2) by a flexible printed circuit board (13). A sensor device (1) including an assembling step for joining the first member (3) and the second member (2) in a state in which the flexible printed circuit board (13) is housed in an internal space formed by them. 21), wherein the first member (3) has an accommodating recess (9b) for accommodating a slack portion of an intermediate portion of the flexible printed circuit board (13) so as to open in the internal space. ) Is formed, and the flexible printed circuit board (13) has an adsorbing member (15) made of a magnetic material fixed to an intermediate portion accommodated in the accommodating recess (9b), Connecting step In addition, the suction member (15) is magnetically attracted from the outside of the first member (3), so that the slack portion of the intermediate portion of the flexible printed circuit board (13) is placed in the housing recess (9b). It is characterized in that a housing step of housing is performed (invention of claim 1).
また、上記目的を達成するために、本発明のセンサ装置は、第1部材(3)と、第2部材(2)と、それらの間を電気的に接続するフレキシブルプリント基板(13)とを備え、前記フレキシブルプリント基板(13)は、接続作業のために予め長尺に構成されると共に、前記第1部材(3)と第2部材(2)との結合状態で、それらの形成する内部空間内に収容されるセンサ装置(1,21)であって、前記第1部材(3)には、前記内部空間内で開口するように、前記フレキシブルプリント基板(13)の中間部のたるみ部分を収容する収容凹部(9b)が形成されていると共に、前記フレキシブルプリント基板(13)には、前記収容凹部(9b)に収容される中間部分に位置して、前記第1部材(3)の外部からの磁気的な吸引によって前記収容凹部(9b)に対して前記たるみ部分を収容させる磁性材料からなる吸着部材(15)が固着されているところに特徴を有する(請求項6の発明)。 In order to achieve the above object, the sensor device of the present invention includes a first member (3), a second member (2), and a flexible printed circuit board (13) that electrically connects them. The flexible printed circuit board (13) is configured to be long in advance for connection work, and is formed by coupling the first member (3) and the second member (2) to each other. A sensor device (1, 21) accommodated in a space, wherein the first member (3) has a slack portion at an intermediate portion of the flexible printed circuit board (13) so as to open in the internal space. A housing recess (9b) is formed, and the flexible printed circuit board (13) is located at an intermediate portion of the housing recess (9b), and is located in the first member (3). By magnetic attraction from outside Suction member made of a magnetic material for accommodating the slack portion relative to the housing recess (9b) Te (15) having characterized in that is secured (the invention of claim 6).
本発明においては、第1部材(3)と第2部材(2)とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板(「FPC」という)(13)は、接続作業上、予め長尺に構成されるため、中間部にたるみ部分が生ずる事情がある。ところが、第1部材(3)に内部空間内で開口する収容凹部(9b)が形成されているので、FPC(13)のたるみ部を収容凹部(9b)に収容させることにより、FPC(13)のたるみ部が、例えばボンディングワイヤ(16)等の他の部材特に強度の小さい部材に接触することを無くすことができる。 In the present invention, the flexible printed circuit board (referred to as “FPC”) (13) for electrically connecting the first member (3) and the second member (2) is configured to be long in advance in connection work. For this reason, there is a situation in which a slack portion occurs in the intermediate portion. However, since the accommodation recess (9b) that opens in the internal space is formed in the first member (3), the slack portion of the FPC (13) is accommodated in the accommodation recess (9b), so that the FPC (13) The slack portion can be prevented from coming into contact with another member such as a bonding wire (16), particularly a member with low strength.
このとき、第1部材(3)と第2部材(2)との接合状態では、FPC(13)が配置されている内部空間は閉塞されるため、接合後に外部からFPC(13)の中間部を直接的に動かすことはできない。ところが、FPC(13)の中間部分に、磁性材料からなる吸着部材(15)を固着したことにより、磁気的な吸引力によって吸着部材(15)ひいてはFPC(13)の中間部分を動かすことが可能となる。 At this time, in the joined state of the first member (3) and the second member (2), the internal space in which the FPC (13) is disposed is closed, so that the intermediate portion of the FPC (13) from the outside after joining. Cannot be moved directly. However, by adhering the attracting member (15) made of a magnetic material to the intermediate part of the FPC (13), it is possible to move the attracting member (15) and thus the intermediate part of the FPC (13) by magnetic attraction. It becomes.
従って、第1部材(3)の外部からの磁気的な吸引力によって、FPC(13)の中間部のたるみ部分を収容凹部(9b)内に収容させることができ(収容工程)、この結果、FPC(13)のたるみに起因する不具合を未然に防止することができる。尚、FPC(13)の中間部のたるみ部分を収容凹部(9b)内に収容させる作業(収容工程)は、第1部材(3)と第2部材(2)との接合時(組付工程)の直前に行っても良いし、組付工程後に実行しても良い。さらに、組付工程と同時(実行中)に収容工程を実行することも可能である。 Therefore, the slack portion of the intermediate portion of the FPC (13) can be accommodated in the accommodating recess (9b) by the magnetic attractive force from the outside of the first member (3) (accommodating step). Problems caused by the slack of the FPC (13) can be prevented in advance. In addition, the operation | work (accommodation process) which accommodates the slack part of the intermediate part of FPC (13) in an accommodation recessed part (9b) is at the time of joining (1st member (3) and 2nd member (2) (assembly process). ) May be performed immediately before or after the assembly process. Furthermore, it is possible to execute the accommodating process at the same time (during execution) as the assembling process.
本発明のセンサ装置の製造方法においては、前記収容工程を、磁石からなる磁性治具(18)を用いて、前記第1部材(3)の外部から前記吸着部材(15)を吸引して前記収容凹部(9b)内に入り込むようにさせることにより実行することができる(請求項2の発明)。このとき、収容工程を、前記収容凹部(9b)の開口部を上向きとした前記第1部材(3)の配置状態で実行すれば、より効果的となる(請求項3の発明)。 In the manufacturing method of the sensor device of the present invention, the housing step is performed by sucking the adsorption member (15) from the outside of the first member (3) using a magnetic jig (18) made of a magnet. This can be carried out by entering the housing recess (9b) (invention of claim 2). At this time, it is more effective if the accommodating step is executed in the arrangement state of the first member (3) with the opening of the accommodating recess (9b) facing upward (invention of claim 3).
本発明のセンサ装置の製造方法においては、前記収容工程を、前記第1部材(3)と第2部材(2)とが位置合せ状とされた仮接合状態で実行し、その後、前記仮接合状態の第1部材(3)と第2部材(2)とを結合する組付工程を実行することができる(請求項4の発明)。或いは、前記収容工程を、前記組付工程の前、又は、前記組付工程の後、或いは、前記組付工程と同時に実行することができる(請求項5の発明)。 In the manufacturing method of the sensor device of the present invention, the housing step is performed in a temporarily joined state in which the first member (3) and the second member (2) are aligned, and then the temporarily joined. The assembly | attachment process which couple | bonds the 1st member (3) and 2nd member (2) of a state can be performed (invention of Claim 4). Or the said accommodation process can be performed before the said assembly | attachment process, after the said assembly | attachment process, or simultaneously with the said assembly | attachment process (invention of Claim 5).
ところで、上記構成のセンサ装置(1,21)を、例えば自動車に搭載する場合、車体やエンジン等の振動に伴ってFPC(13)が共振するようなことがあると、電気的な接続部に対するダメージ等の不具合が生ずる。この場合、自動車における主要な振動周波数の成分は、例えば実験的に求めることができ、いくつかに限られてくる。これに対し、FPC(13)の共振周波数は、その重量に応じて変動するため、例えば重量を調整することによって、共振周波数をずらすことができる(重量を大きくすると共振周波数は小さくなる)。 By the way, when the sensor device (1, 21) having the above configuration is mounted on, for example, an automobile, if the FPC (13) may resonate due to vibrations of the vehicle body, the engine, etc., Problems such as damage occur. In this case, the main vibration frequency components in the automobile can be obtained experimentally, for example, and are limited to some. On the other hand, since the resonance frequency of the FPC (13) varies depending on its weight, for example, the resonance frequency can be shifted by adjusting the weight (the resonance frequency decreases as the weight increases).
そこで、本発明のセンサ装置においては、前記吸着部材(15)を、前記FPC(13)の重量を調整して、外部の振動周波数に対して共振周波数をずらすためのウェイトとしての機能を兼用させることができる(請求項7の発明)。これによれば、吸着部材(15)の重量を調整することにより、FPC(13)の共振周波数を調整することができ、共振しにくいFPC(13)にすることができる。このとき、共振周波数の調整のためのウェイトとして、吸着部材(15)を利用しているので、部品数が増えたり、構造が徒に複雑化したりすることなく、簡単で安価な構成で済ませることができる。 Therefore, in the sensor device of the present invention, the suction member (15) is also used as a weight for adjusting the weight of the FPC (13) to shift the resonance frequency with respect to the external vibration frequency. (Invention of claim 7). According to this, by adjusting the weight of the adsorbing member (15), the resonance frequency of the FPC (13) can be adjusted, and the FPC (13) that hardly resonates can be obtained. At this time, since the adsorption member (15) is used as a weight for adjusting the resonance frequency, a simple and inexpensive configuration can be achieved without increasing the number of parts and complicating the structure. Can do.
或いは、FPC(13)に、中間部のたるみ部分に位置して、ノイズ除去用の電子部品(22)を実装し、そのノイズ除去用の電子部品(22)を、前記FPC(13)の重量を調整して、外部の振動周波数に対して共振周波数をずらすためのウェイトとしての機能を兼用させることができる(請求項8の発明)。これによれば、FPC(13)にノイズ除去用の電子部品(22)を実装して重量を調整することにより、FPC(13)の共振周波数を調整することができ、高いノイズ除去効果を得ながら、共振しにくいFPC(13)にすることができる。 Alternatively, the electronic component (22) for noise removal is mounted on the FPC (13) at the slack portion of the intermediate portion, and the electronic component (22) for noise removal is mounted on the weight of the FPC (13). Thus, the function as a weight for shifting the resonance frequency with respect to the external vibration frequency can also be used (the invention of claim 8). According to this, the resonance frequency of the FPC (13) can be adjusted by mounting the electronic component (22) for noise removal on the FPC (13) and adjusting the weight, thereby obtaining a high noise removal effect. However, the FPC (13) which is difficult to resonate can be obtained.
以下、本発明を、例えば自動車のエンジンのコモンレールの燃料パイプ内圧力の検出に用いられる半導体圧力センサ装置に適用した第1の実施例について、図1ないし図3を参照して説明する。図1は、本実施例に係るセンサ装置たる圧力センサ装置1の全体構成を示している。この圧力センサ装置1は、図2及び図3にも示すように、第2部材としての金属製(例えばSUS製)のハウジング2と、第1部材としてのコネクタケース部3とを結合(接合)して構成される。
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor pressure sensor device used for detecting a pressure in a fuel pipe of a common rail of an automobile engine, for example, will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall configuration of a pressure sensor device 1 as a sensor device according to the present embodiment. As shown in FIGS. 2 and 3, the pressure sensor device 1 connects (joins) a metal (for example, SUS)
前記ハウジング2は、この場合、円板状(中心部に穴を有するリング状)をなすベース部4と、上端がその穴に差込まれて配置される円管状のパイプ部5とを、ベース部4の下面側にて溶接等により固着して構成されている。これにて、ハウジング2は、ベース部4の下面中心部から下方に延びるパイプ部5を一体的に有した形態を有して構成される。ハウジング2全体を一体物として製造する場合に比べて、製造が簡単になり、また、ベース部4とパイプ部5との間で、材質を異ならせることも可能とされている。
In this case, the
前記パイプ部5は、先端(下端)面が開口し、基端部(上端部)には管の開口端部を塞ぐようにしてダイヤフラム6が一体に設けられている。また、パイプ部5の外周部には、ねじ部5aが形成されている。図示はしないが、この圧力センサ装置1は、コモンレール部分に設けられた雌ねじ部を有する取付穴に対し、前記ねじ部5aがねじ込まれることにより取付けられる。これにより、パイプ部5内の中空部を通してコモンレール圧(燃料圧)が導入され、ダイヤフラム6がその圧力を受けて変形するようになっている。
The
そして、前記ハウジング2の上面中央部(前記ダイヤフラム6の上面部)には、圧力検出素子(半導体圧力センサチップ)7が、接着用ガラス8を介して接着され、前記ダイヤフラム6の圧力が伝達されるようになっている。詳しく図示はしないが、前記圧力検出素子7は、周知のように、シリコンチップに、4個のピエゾ抵抗体をブリッジ接続してなる歪みゲージを形成すると共に、増幅回路を一体的に組込んで構成されおり、上面の図1で右辺部に、3個の電極(電源、グランド、信号出力)を有している。
A pressure detection element (semiconductor pressure sensor chip) 7 is bonded to the center of the upper surface of the housing 2 (the upper surface portion of the diaphragm 6) via an
一方、図1〜図3に示すように、前記コネクタケース部3は、例えばPPS等の合成樹脂の成型品からなり、円柱ブロック状のボディ部9と、そのボディ部9から上方に延びる筒状のコネクタハウジング9aとを一体に有すると共に、例えば3本のターミナル10、及び、金属円筒部11をインサート成型により一体的に備えて構成される。前記コネクタハウジング9aとターミナル10とから、外部(例えばエンジン制御装置(ECU))との電気的接続用のコネクタ12が構成される。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3, the
前記金属円筒部11は、前記ハウジング2(ベース部4)の外径寸法よりもやや径小に構成された下面側が開口する薄肉円筒状の胴部の上端面に、中心部に円形開口部を有したリング状部を一体に有する形態をなしている。この金属円筒部11は、前記胴部が、前記ボディ部9の外周面に密着するように位置し、リング状部がボディ部9内に埋め込まれた形態にインサート成型される。この金属円筒部11の胴部の下端部は、ボディ部9の下面よりも、下方に延びて位置している。
The metal
後述するように、この金属円筒部11の下端部を前記ハウジング2のベース部4の上面に例えば溶接により結合(接合)することにより、ハウジング2とコネクタケース部3とが組付けられる。このとき、ボディ部9の下面側と前記ハウジング2の上面との間には、外周側が金属円筒部11により塞がれた内部空間が形成されるようになっており、この内部空間内に前記圧力検出素子7や後述するFPC等の部品が配置される。
As will be described later, the
また、前記3本のターミナル10(1本のみ図示)は、上下方向に延びるピン状をなし、その下部が前記ボディ部9内に埋込まれた形態にインサート成型され、上端部分が前記コネクタハウジング9a内に配置される。前記3本のターミナル10の下端部は、ボディ部9の下面から若干量の長さだけ下方に突出している。そして、前記ボディ部9には、図1で右側外周寄り部分に位置して、下面側(内部空間内)で開口するように収容凹部9bが形成されている。この収容凹部9bは、断面矩形状をなし、後述するFPCの中間部(たるみ部分)が収容される大きさに形成されている。
The three terminals 10 (only one is shown) are formed in a pin shape extending in the vertical direction, and the lower part thereof is insert-molded in a form embedded in the
さて、前記圧力検出素子7と、コネクタ12(3本のターミナル10)との間は、内部空間内に配置されるフレキシブルプリント基板13(以下「FPC13」と略称する)により電気的に接続される。周知のように、このFPC13は、例えばポリイミドフィルムの表面に銅箔等の配線パターン13aを形成して構成される。本実施例では、FPC13は、全体として細長い帯状に形成され、3本の配線パターン13a(1本のみ図示)が長手方向に並行して延びて設けられている。
The
詳しく図示はしないが、このFPC13の一端側表面部には、前記圧力検出素子7との接続用の3個の電極が、各配線パターン13aに夫々連続して設けられ、他端側には、前記各ターミナル10との接続用の3個のスルーホールが各配線パターン13aに夫々接続されて設けられている。また、このFPC13の途中部(スルーホールに近い部分)には、ノイズ除去用の(ノイズフィルタを構成する)チップコンデンサ14が実装されている。そして、このFPC13の中間部分には、磁性材料例えば鉄からなるチップ状の吸着部材15が、例えば接着やはんだ付け等の方法により固着されている。尚、この吸着部材15は、共振防止の観点から予め設定される重量を有している。
Although not shown in detail, on the one end side surface portion of the
次の作用説明(製造方法の工程説明)でも述べるように、このFPC13は、一端側の裏面が、前記ハウジング2の上面の圧力検出素子7の右側部分に接着され、各配線パターン13aの端部の電極と、圧力検出素子7の各電極とが、ボンディングワイヤ16により電気的に接続される。一方、FPC13の他端側は、前記一端側の接着部分から図1で上方左側に折返された状態で、その裏面側が前記コネクタケース部3のボディ部9の下面に接着される。また、前記各ターミナル10の基端部が前記各スルーホールに通され、はんだ付け(はんだ付け部17)により各配線パターン13aに接続される。
As will be described in the following description of the operation (process description of the manufacturing method), the
そして、FPC13は長尺であるため、ハウジング2とコネクタケース部3との間の内部空間内に配置されるFPC13の中間部にたるみ部分が生ずるが、その中間部分が、収容凹部9a内に収容されるようになっている。このとき、FPC13の中間部を収容凹部9a内に収容する作業は、FPC13の中間部に固着された吸着部材15を、コネクタケース部3の外部から磁気的に吸引することにより行われ、最終的には、前記吸着部材15が収容凹部9a内の底部(上端部)に位置される。
And since FPC13 is elongate, a slack part arises in the intermediate part of FPC13 arrange | positioned in the internal space between the
次に、上記構成の作用について述べる。上記構成の圧力センサ装置1を製造するにあたっては、まず、第1部材としてのコネクタケース部3(ターミナル10及び金属円筒部11をインサート成型により備えたもの)を製造する。これと共に、第2部材としてのハウジング2(ベース部4にパイプ部5を溶接し圧力検出素子7を接着したもの)を製造する。また、吸着部材15を固着したFPC13を用意しておく。
Next, the operation of the above configuration will be described. In manufacturing the pressure sensor device 1 having the above configuration, first, the connector case portion 3 (having the terminal 10 and the metal
次いで、上記ハウジング2とコネクタケース部3との間を、FPC13により電気的に接続する接続工程が実行される。この接続工程は、図2に示すように、FPC13の一端側を、ハウジング2の上面に接着した後、圧力検出素子7の各電極とFPC13の各電極との間のワイヤボンディングを行う。これと共に、FPC13の他端側を、コネクタケース部3のボディ部9の下面(図2ではコネクタケース部3を上下反転しているため上面)に接着し、各ターミナル10をFPC13の各スルーホールに通してはんだ付けを行う。このとき、上記した接続の作業性を確保するために、FPC13は、組付状態で中間部にたるみ部分が生ずる程度に長く構成される。
Next, a connection step is performed in which the
そして、上記接続工程の後、ハウジング2とコネクタケース部3とを、ハウジング2の上面外周部に対して金属円筒部11の下端部を位置合せ状に載置した仮接合(仮止め)状態とし、その状態で、前記収容凹部9bに対してFPC13の中間部(たるみ部分)を収容する収容工程が実行される。この収容工程は、図3に示すように、ハウジング2及びコネクタケース部3を上下反転した状態、つまり、収容凹部9bの開口部が上向きとなるように、コネクタケース部3を配置した状態で実行される。
Then, after the connecting step, the
この収容工程では、コネクタケース部3のボディ部9の外部(この場合下側)から、例えば永久磁石からなる磁性治具18を用いて、FPC13の中間部に固着された吸着部材13を磁気的に図3で下方に吸引する。これにより、吸着部材13を収容凹部9b内の奥方に入り込ませるようにし、更に吸着部材13を収容凹部9bの底部に向けて動かすようにする。このとき、磁気的な吸引力に加えて重力の作用によって、吸着部材13を収容凹部9b内の奥方にスムーズに入り込ませることが期待できる。
In this housing step, the attracting
このように、FPC13に固着された吸着部材13を移動させることによって、FPC13の中間部分が収容凹部9b内に収容されてたるみが解消されるようになる。この後、仮接合状態とされたハウジング2とコネクタケース部3の金属円筒部11とを、溶接により結合する組付工程が実行される。これにて、図1に示すように、ハウジング2とコネクタケース部3とがなす内部空間に、圧力検出素子7やFPC13が収容された圧力センサ装置1が完成するのである。
In this way, by moving the
このような本実施例によれば、ハウジング2とコネクタケース部3とを電気的に接続するFPC13が、接続作業上、予め長尺に構成される事情があっても、コネクタケース部3のボディ9に形成された収容凹部9b内に、FPC13の中間部分を収容凹部9bに収容させることにより、FPC13のたるみ部が、ボンディングワイヤ16に接触して悪影響を与えてしまうといったことを未然に防止することができる。
According to the present embodiment, even if the
このとき、ハウジング2とコネクタケース部3との接合(仮接合)状態では、FPC13が配置されている内部空間は閉塞されるため、外部からFPC13の中間部を直接的に動かすことはできない。ところが、本実施例では、FPC13の中間部分に、磁性材料からなる吸着部材15を固着したことにより、収容工程において、コネクタケース部3の外部からの磁性治具18による磁気的な吸引力によって吸着部材15ひいてはFPC13の中間部分を動かして、収容凹部9b内に収容させることが可能となったのである。この結果、FPC13のたるみに起因する不具合を未然に防止することができる。
At this time, in the joined (temporary joined) state between the
ところで、本実施例の圧力センサ装置1は、自動車に搭載されるのであるが、車体やエンジン(コモンレール)等の振動に伴ってFPC13が共振するようなことがあると、ボンディングワイヤ16やはんだ付け部17等の電気的な接続部に対するダメージ等の不具合が生ずる。この場合、自動車における主要な振動周波数の成分は、例えば実験的に求めることができ、いくつかに限られてくる。これに対し、FPC13の共振周波数は、その重量に応じて変動するため、重量を調整することによって、共振周波数を上記いくつかの主要な振動周波数からずらすことができる。
By the way, although the pressure sensor device 1 of this embodiment is mounted on an automobile, if the
そこで、本実施例においては、予め実験的に求められた適切な(共振を起こしにくい)共振周波数となるように、吸着部材15の重量を設定したことにより、前記FPC13の重量を調整して外部の振動周波数に対して共振周波数をずらすためのウェイトとしての機能を兼用させている。これによれば、吸着部材15の重量の調整によって、共振しにくいFPC13を得ることができる。共振周波数の調整のためのウェイトとして、吸着部材15を利用しているので、部品数が増えたり、構造が徒に複雑化したりすることなく、簡単で安価な構成で済ませることができる。
Therefore, in the present embodiment, the weight of the
図4は、本発明の第2の実施例に係る圧力センサ装置21の構成を示しており、上記第1の実施例の圧力センサ装置1と相違するところは、ハウジング2とコネクタケース部3との間を電気的に接続するFPC13の構成にある。即ち、FPC13には、上記第1実施例と同様に、ノイズ除去用のチップコンデンサ14や、収容工程を実行するための例えば鉄製の吸着部材15が設けられているのであるが、ここでは、それに加えて、FPC13の中間部(たるみ部分)に位置して、ノイズ除去用の電子部品たるチップ部品22が複数個設けられている。このチップ部品22としては、チップコンデンサ、チップ抵抗、静電気防止用のチップダイオード等を採用することができる。これらチップ部品22は、FPC13の重量を調整して、外部の振動周波数に対して共振周波数をずらすためのウェイトとしての機能を兼用しているのである。
FIG. 4 shows the configuration of the
この第2の実施例によれば、上記第1の実施例と同様に、FPC13の中間部分に、磁性材料からなる吸着部材15を固着したことにより、収容工程において、FPC13の中間部分を収容凹部9b内に収容させることができ、FPC13のたるみに起因する不具合を未然に防止することができる。そして、これに加えて、FPC13にチップ部品22を実装することにより重量を調整することによって、FPC13の共振周波数を調整することができ、より高いノイズ除去効果を得ながら、共振しにくいFPC13を得ることができる。
According to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the adsorbing
尚、上記第1の実施例では、FPC13の中間部を収容凹部9b内に収容させる収容工程を、ハウジング2とコネクタケース部3との接合(組付工程)の前に行うようにしたが、組付工程後に実行しても良く、組付工程と同時(実行中)に収容工程を実行することも可能である。また、上記各実施例では、吸着部材15の材料(磁性材料)を鉄から構成したが、他の磁性材料を採用したり、或いは、永久磁石を採用したりしても良い。このとき、吸着部材15を動かすための磁性治具18としても、永久磁石に限らず、電磁石を備えたものとしても良く、吸着部材が永久磁石からなる場合には、鉄等の磁性材料から構成することも可能である。
In the first embodiment, the housing step of housing the intermediate portion of the
さらには、上記各実施例では、本発明を半導体圧力センサ装置に適用するようにしたが、圧力検出以外にも、他の力学量や温度の検出、特定物質の検出など、様々な用途及び検出対象のセンサ装置に適用することができる。その他、第1部材及び第2部材の具体的な構成についても様々な変更が可能であることは勿論であり、それらの接合の方法についても、ロウ付け、かしめ結合、ねじ止め等様々な方法を採用できる等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。 Furthermore, in each of the above embodiments, the present invention is applied to the semiconductor pressure sensor device. However, in addition to pressure detection, various applications and detections such as detection of other mechanical quantities and temperatures, detection of specific substances, and the like. It can be applied to the target sensor device. In addition, various changes can be made to the specific configurations of the first member and the second member, and various methods such as brazing, caulking, and screwing can be used for the joining method. The present invention can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist of the invention.
図面中、1,21は圧力センサ装置(センサ装置)、2はハウジング(第2部材)、3はコネクタケース部(第1部材)、7は圧力検出素子、9はボディ部、9bは収容凹部、10はターミナル、12はコネクタ、13はフレキシブルプリント基板、13aは配線パターン、14はチップコンデンサ、15は吸着部材、16はボンディングワイヤ、18は磁性治具、22はチップ部品(電子部品)を示す。 In the drawings, 1 and 21 are pressure sensor devices (sensor devices), 2 is a housing (second member), 3 is a connector case portion (first member), 7 is a pressure detection element, 9 is a body portion, and 9b is a housing recess. 10 is a terminal, 12 is a connector, 13 is a flexible printed circuit board, 13a is a wiring pattern, 14 is a chip capacitor, 15 is a suction member, 16 is a bonding wire, 18 is a magnetic jig, and 22 is a chip component (electronic component). Show.
Claims (8)
前記第1部材(3)と第2部材(2)とを、それらの形成する内部空間内に前記フレキシブルプリント基板(13)が収納された状態で結合する組付工程とを含むセンサ装置(1,21)の製造方法において、
前記第1部材(3)には、前記内部空間内で開口するように、前記フレキシブルプリント基板(13)の中間部のたるみ部分を収容する収容凹部(9a)が形成されていると共に、
前記フレキシブルプリント基板(13)には、前記収容凹部(9b)に収容される中間部分に位置して、磁性材料からなる吸着部材(15)が固着されており、
前記接続工程後に、前記吸着部材(15)を、前記第1部材(3)の外部から磁気的に吸引することにより、前記フレキシブルプリント基板(13)の中間部のたるみ部分を前記収容凹部(9b)内に収容させる収容工程を実行することを特徴とするセンサ装置の製造方法。 A connecting step of electrically connecting the first member (3) and the second member (2) by the flexible printed circuit board (13);
A sensor device (1) including an assembling step for joining the first member (3) and the second member (2) in a state in which the flexible printed circuit board (13) is housed in an internal space formed by them. , 21)
The first member (3) is formed with an accommodation recess (9a) for accommodating a slack portion of an intermediate portion of the flexible printed circuit board (13) so as to open in the internal space.
An adsorbing member (15) made of a magnetic material is fixed to the flexible printed circuit board (13) at an intermediate portion accommodated in the accommodating recess (9b).
After the connecting step, the suction member (15) is magnetically attracted from the outside of the first member (3), whereby the slack portion of the intermediate portion of the flexible printed circuit board (13) is removed from the housing recess (9b). The manufacturing method of the sensor apparatus characterized by performing the accommodation process accommodated in.
前記第1部材(3)には、前記内部空間内で開口するように、前記フレキシブルプリント基板(13)の中間部のたるみ部分を収容する収容凹部(9b)が形成されていると共に、
前記フレキシブルプリント基板(13)には、前記収容凹部(9b)に収容される中間部分に位置して、前記第1部材(3)の外部からの磁気的な吸引によって前記収容凹部(9b)に対して前記たるみ部分を収容させる磁性材料からなる吸着部材(15)が固着されていることを特徴とするセンサ装置。 A first member (3), a second member (2), and a flexible printed circuit board (13) that electrically connects them are provided, and the flexible printed circuit board (13) is preliminarily used for connection work. A sensor device (1, 21) configured to be elongated and accommodated in an internal space formed by the first member (3) and the second member (2) in a coupled state,
The first member (3) is formed with an accommodation recess (9b) for accommodating a slack portion of an intermediate portion of the flexible printed circuit board (13) so as to open in the internal space.
The flexible printed circuit board (13) is positioned at an intermediate portion accommodated in the accommodating recess (9b), and is magnetically attracted from the outside of the first member (3) to the accommodating recess (9b). On the other hand, an adsorbing member (15) made of a magnetic material for accommodating the slack portion is fixed.
前記ノイズ除去用の電子部品(22)が、前記フレキシブルプリント基板(13)の重量を調整して、外部の振動周波数に対して共振周波数をずらすためのウェイトとしての機能を兼用していることを特徴とする請求項6記載のセンサ装置。 On the flexible printed circuit board (13), an electronic component (22) for noise removal is mounted on the slack portion of the intermediate portion,
The noise removing electronic component (22) also functions as a weight for adjusting the weight of the flexible printed circuit board (13) and shifting the resonance frequency with respect to the external vibration frequency. The sensor device according to claim 6.
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