JP2017015657A - Pressure sensor - Google Patents
Pressure sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017015657A JP2017015657A JP2015135452A JP2015135452A JP2017015657A JP 2017015657 A JP2017015657 A JP 2017015657A JP 2015135452 A JP2015135452 A JP 2015135452A JP 2015135452 A JP2015135452 A JP 2015135452A JP 2017015657 A JP2017015657 A JP 2017015657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- sensor chip
- case
- pressure sensor
- groove portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、測定媒体が導入される媒体導入孔が形成されたケースと、媒体導入孔を閉塞するように配置されたセンサチップと、を備える圧力センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor including a case in which a medium introduction hole into which a measurement medium is introduced is formed, and a sensor chip arranged so as to close the medium introduction hole.
従来、特許文献1に記載のように、測定媒体の圧力を検出する圧力センサが知られている。圧力センサは、ケースとセンサチップとを備えている。ケースには、自身を貫通し、測定媒体が導入される圧力導入孔(媒体導入孔)が形成されている。圧力導入孔の一端側の導入開口から測定媒体が導入される。 Conventionally, as described in Patent Document 1, a pressure sensor that detects the pressure of a measurement medium is known. The pressure sensor includes a case and a sensor chip. The case is formed with a pressure introduction hole (medium introduction hole) through which the measurement medium is introduced. The measurement medium is introduced from the introduction opening on one end side of the pressure introduction hole.
センサチップは、圧力導入孔における導入開口と反対側の開口を閉塞するようにケースに配置され、測定媒体の圧力に応じて検出信号を出力する。圧力導入孔は、延設方向がセンサチップの厚さ方向に沿う部分と、延設方向がセンサチップの厚さ方向と直交する部分と、を有している。 The sensor chip is arranged in the case so as to close the opening opposite to the introduction opening in the pressure introduction hole, and outputs a detection signal according to the pressure of the measurement medium. The pressure introduction hole has a portion in which the extending direction is along the thickness direction of the sensor chip and a portion in which the extending direction is orthogonal to the thickness direction of the sensor chip.
測定媒体の温度が圧力センサの周囲温度よりも高い場合、測定媒体は、ケースへ伝熱しつつ媒体導入孔内を進むため、導入開口側で温度が高く、センサチップ側で温度が低い。そのため、ケースでは、センサチップの厚さ方向の投影視において、センサチップに対して導入開口側の部分の温度が、センサチップに対して導入開口と反対側の部分の温度よりも上昇し易い。 When the temperature of the measurement medium is higher than the ambient temperature of the pressure sensor, the measurement medium travels through the medium introduction hole while transferring heat to the case, so the temperature is high on the introduction opening side and low on the sensor chip side. Therefore, in the case, in the projection view in the thickness direction of the sensor chip, the temperature of the portion on the introduction opening side with respect to the sensor chip tends to rise more than the temperature of the portion on the opposite side of the introduction opening with respect to the sensor chip.
この温度差により、ケースからセンサチップへ作用する熱応力に偏りが生じ、センサチップが特定の箇所で大きく歪み易い。これによれば、センサチップの検出精度が低下する虞がある。 Due to this temperature difference, the thermal stress acting on the sensor chip from the case is biased, and the sensor chip is likely to be greatly distorted at a specific location. According to this, there exists a possibility that the detection accuracy of a sensor chip may fall.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、センサチップの検出精度が低下するのを抑制する圧力センサを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a pressure sensor that suppresses a decrease in detection accuracy of a sensor chip.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の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って、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in the claims and the parentheses described in this section indicate the correspondence with the specific means described in the following embodiment as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
開示された発明のひとつは、両端が開口し、一端(38a)側の開口から測定媒体が導入される媒体導入孔(38)が形成されたケース(20)と、
媒体導入孔における一端と反対の他端(38b)側の開口を閉塞するように厚さ方向の一面(70a)を搭載面としてケースに配置され、測定媒体の圧力に応じて変形するとともに、変形に応じた検出信号を出力するセンサチップ(70)と、
を備える圧力センサであって、
媒体導入孔における一端と他端とを結ぶ方向は、厚さ方向と異なる方向とされ、
ケースの外面には、厚さ方向の投影視において、センサチップに対して一端側に形成された第1溝部(44)と、センサチップに対して一端と反対側であって、第1溝部とともにセンサチップを挟む位置に形成された第2溝部(46)と、を有する溝(30)が形成され、
第1溝部の壁面の表面積は、第2溝部の壁面の表面積よりも大きいことを特徴とする。
One of the disclosed inventions is a case (20) in which both ends are open and a medium introduction hole (38) into which a measurement medium is introduced from an opening on one end (38a) side is formed.
One side (70a) in the thickness direction is placed in the case so as to close the opening on the other end (38b) side opposite to the one end in the medium introduction hole, and is deformed according to the pressure of the measurement medium and deformed. A sensor chip (70) for outputting a detection signal according to
A pressure sensor comprising:
The direction connecting the one end and the other end in the medium introduction hole is a direction different from the thickness direction,
On the outer surface of the case, in a projection view in the thickness direction, a first groove portion (44) formed on one end side with respect to the sensor chip, and on the opposite side to the one end with respect to the sensor chip, together with the first groove portion A groove (30) having a second groove (46) formed at a position sandwiching the sensor chip,
The surface area of the wall surface of the first groove is larger than the surface area of the wall surface of the second groove.
上記構成では、ケースにおいて、第1溝部及び第2溝部に挟まれる部分が、第1溝部及び第2溝部により他の部分と分離されている。そのため、ケースが温度変化した場合であっても、第1溝部及び第2溝部に挟まれる部分は、他の部分の変位の影響を受け難く、変位し難い。よって、センサチップが第1溝部及び第2溝部に挟まれる上記構成では、ケースからセンサチップへ作用する熱応力を小さくすることができる。したがって、センサチップの検出精度が低下するのを抑制することができる。 In the above configuration, in the case, a portion sandwiched between the first groove portion and the second groove portion is separated from other portions by the first groove portion and the second groove portion. For this reason, even when the temperature of the case changes, the portion sandwiched between the first groove portion and the second groove portion is not easily affected by the displacement of other portions and is not easily displaced. Therefore, in the above configuration in which the sensor chip is sandwiched between the first groove portion and the second groove portion, the thermal stress acting on the sensor chip from the case can be reduced. Therefore, it can suppress that the detection accuracy of a sensor chip falls.
ところで、測定媒体の温度が圧力センサの周囲温度よりも高い場合、ケースにおいて、センサチップに対して媒体導入孔の一端側の部分は、測定媒体からの伝熱により温度が上昇し易い。すなわち、ケースにおいて、第1溝部の周辺では、第2溝部の周辺よりも温度が上昇し易い。 By the way, when the temperature of the measurement medium is higher than the ambient temperature of the pressure sensor, in the case, the temperature at one end side of the medium introduction hole with respect to the sensor chip is likely to rise due to heat transfer from the measurement medium. That is, in the case, the temperature is more likely to rise around the first groove than in the vicinity of the second groove.
これに対して、上記構成では、第1溝部の表面積が第2溝部の表面積よりも大きい。そのため、第1溝部の壁面では、第2溝部の壁面に較べて放熱し易い。これによれば、ケースにおいて、第1溝部の周辺の温度が上昇するのを抑制し、第1溝部の周辺の温度を第2溝部の周辺の温度と近くすることができる。 On the other hand, in the said structure, the surface area of a 1st groove part is larger than the surface area of a 2nd groove part. Therefore, it is easier to radiate heat on the wall surface of the first groove portion than on the wall surface of the second groove portion. According to this, in the case, it is possible to suppress an increase in the temperature around the first groove portion, and to make the temperature around the first groove portion close to the temperature around the second groove portion.
よって、ケースにおける第1溝部の周辺からセンサチップへ作用する熱応力の大きさを、第2溝部の周辺からセンサチップへ作用する熱応力の大きさと近くすることができる。したがって、センサチップが特定の箇所で大きく歪むのを抑制することができる。以上により、測定媒体の温度が圧力センサの周囲温度よりも高い場合であっても、センサチップの検出精度が低下するのを抑制することができる。 Therefore, the magnitude of the thermal stress acting on the sensor chip from the periphery of the first groove in the case can be made close to the magnitude of the thermal stress acting on the sensor chip from the circumference of the second groove. Therefore, the sensor chip can be prevented from being greatly distorted at a specific location. As described above, even when the temperature of the measurement medium is higher than the ambient temperature of the pressure sensor, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the sensor chip.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、センサチップの厚さ方向をZ方向、Z方向に直交する特定の方向をX方向、Z方向及びX方向に直交する方向をY方向と示す。X方向及びY方向により規定される平面をXY平面、Z方向及びX方向により規定される平面をZX平面と示す。特に断わりのない限り、XY平面に沿う形状を平面形状と示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, common or related elements are given the same reference numerals. Further, the thickness direction of the sensor chip is indicated as the Z direction, the specific direction orthogonal to the Z direction is indicated as the X direction, and the direction orthogonal to the Z direction and the X direction is indicated as the Y direction. A plane defined by the X direction and the Y direction is referred to as an XY plane, and a plane defined by the Z direction and the X direction is referred to as a ZX plane. Unless otherwise specified, a shape along the XY plane is referred to as a planar shape.
(第1実施形態)
先ず、図1〜図3に基づき、圧力センサ10の概略構成について説明する。
(First embodiment)
First, a schematic configuration of the
圧力センサ10は、測定媒体の圧力を検出する装置である。本実施形態において、圧力センサ10は、その周辺温度よりも温度が高い測定媒体の圧力を検出する。圧力センサ10は、ケース20、基板60、センサチップ70、回路チップ80、保護部材90を備えている。
The
本実施形態において、圧力センサ10は、ディーゼルエンジンの排気管に配置され、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)における上流側の圧力とDPFの下流側の圧力との差圧を検出する。言い換えると、圧力センサ10は、DPFの圧力損失を検出する差圧検出型のセンサとされている。そのため、本実施形態では、測定媒体が排気ガスとされている。測定媒体の温度は、例えば、150℃以上とされている。これに対し、圧力センサ10の周囲温度は、150℃未満とされている。
In this embodiment, the
ケース20は、基板60、センサチップ70、回路チップ80、保護部材90を収容するものである。ケース20は、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、エポキシ樹脂を用いて形成されている。図1に示すように、ケース20は、本体部22、ポート部24、コネクタ部26、組み付け部28を有している。また、ケース20の外面には、溝30が形成されている。溝30の詳細構造については、下記で説明する。
The
本体部22は、略直方体形状をなし、各面がX方向、Y方向、及びZ方向と直交している。図2に示すように、本体部22は、Z方向の一端をなす一面22a、及び、一面22aと反対の裏面22bを有している。また、本体部22は、X方向の一端をなす第1側面22c、第1側面22cと反対と第2側面22d、Y方向の一端をなす第3側面22eを有している。
The
一面22aには、基板60、センサチップ70、及び回路チップ80を収容する凹部32が形成されている。凹部32は、一面22aから所定深さを有してZ方向に凹んでおり、Z方向と直交する底面32aを有している。
On one
ポート部24は、ディーゼルエンジンの排気管と連通し、排気管から測定媒体が導入される部分である。ポート部24は、第1側面22cからX方向に延設された略円筒形状をなしている。本実施形態では、ケース20が2つのポート部24を有している。2つのポート部24のうち、一方がDPFの上流側、他方がDPFの下流側と連通している。
The
コネクタ部26は、外部機器と接続される部分である。コネクタ部26は、第3側面22eからY方向に延設された略円筒形状をなし、外部機器と嵌合可能に構成されている。また、コネクタ部26には、図示しないターミナルが配置されている。コネクタ部26が外部機器と嵌合することにより、ターミナルが外部機器と電気的に接続される。ターミナルは、例えば、ケース20にインサート成形されている。
The
組み付け部28は、圧力センサ10を排気管に組み付ける部分である。組み付け部28は、第2側面22dからX方向に延設されている。組み付け部28には、自身をZ方向に貫通する貫通孔34が形成されている。貫通孔34には、金属材料を用いて形成されたリング36がはめ込まれている。リング36にボルトが挿入されることで、圧力センサ10が排気管に組み付けられる。
The
図2及び図3に示すように、ケース20には、測定媒体が導入される媒体導入孔38が形成されている。媒体導入孔38は、測定媒体が導入される一端38a、及び、一端38aと反対の他端38bが、ケース20の外面に開口している。一端38a及び他端38bを結ぶ方向は、Z方向と異なる方向とされている。本実施形態では、一端38a及び他端38bを結ぶ方向が、Y方向と直交し、X方向及びZ方向に対して傾斜している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本実施形態では、2つの媒体導入孔38がY方向に並んで形成されている。ZX平面において、2つの媒体導入孔38は、互いにほぼ同じ形状とされている。各媒体導入孔38は、ポート部24及び本体部22を貫通している。各媒体導入孔38は、延設方向がZ方向に沿う第1孔部40と、延設方向がX方向に沿う第2孔部42と、を有している。
In the present embodiment, the two medium introduction holes 38 are formed side by side in the Y direction. In the ZX plane, the two medium introduction holes 38 have substantially the same shape. Each
第1孔部40は、底面32aに開口し、他端38b側の開口を構成している。第1孔部40は、底面32aから裏面22bに向かってZ方向に延設されている。第1孔部40において、Z方向における他端38bと反対側の端部は、本体部22の内部に位置し、第2孔部42と連通している。
The
第2孔部42は、第1孔部40との連通部分からポート部24側に向かってX方向に延設されている。第2孔部42は、ポート部24のX方向における本体部22と反対側の端部に開口し、一端38a側の開口を構成している。言い換えると、第2孔部42は、ポート部24における突出先端面に開口している。以上により、ZX平面における媒体導入孔38の形状は、略L字状とされている。
The
本実施形態では、第2孔部42の延設方向が重力方向に沿うように、圧力センサ10が配置されている。詳しくは、本体部22に対してポート部24が重力方向下側となるように、圧力センサ10が配置されている。X方向は重力方向に沿う方向であって、Z方向及びY方向は重力方向と直交する方向である。
In the present embodiment, the
基板60は、ターミナルと、センサチップ70及び回路チップ80を電気的に中継するものである。基板60は、厚さ方向がZ方向に沿う略平板形状をなし、Z方向のうちの一方側の一面60aと、一面60aと反対の裏面60bと、を有している。基板60の平面形状は、略矩形状とされている。基板60は、図示しない接着材を介して裏面60bが底面32aに固定されている。基板60としては、例えば、プリント基板を採用することができる。
The
基板60には、自身をZ方向に貫通する2つの貫通孔62が形成されている。各貫通孔62は、Z方向の投影視において少なくとも一部が第1孔部40と重なる位置に形成され、第1孔部40と連通している。一面60aには、センサチップ70及び回路チップ80が配置されている。
The
センサチップ70は、測定媒体の圧力に応じた検出信号を出力する部分である。本実施形態では、圧力センサ10が2つのセンサチップ70を備えている。各センサチップ70は、略平板形状をなし、Z方向のうちの一方側の一面70aを有している。一面70aは、センサチップ70が基板60及びケース20に搭載されるための搭載面である。一面70aは、特許請求の範囲に記載の一面に相当する。
The
各センサチップ70の平面形状は、略矩形状をなし、各辺がX方向及びY方向に沿っている。各センサチップ70の一面70aは、図示しない接着材により基板60に固定されている。また、各センサチップ70は、図示しないボンディングワイヤにより、基板60と電気的に接続されている。
The planar shape of each
各センサチップ70は、Z方向の投影視において、一部が第1孔部40及び貫通孔62の全体と重なるように配置されている。これにより、媒体導入孔38における他端38b側の開口は、基板60及びセンサチップ70により閉塞されている。
Each
センサチップ70には、一面70aにおいて凹む凹部72が形成されている。凹部72の底部は、センサチップ70のダイアフラム74をなしている。ダイアフラム74には、図示しないゲージ抵抗が形成され、ゲージ抵抗によりブリッジ回路が構成されている。
The
媒体導入孔38に測定媒体が導入されると、ダイアフラム74は、測定媒体の圧力に応じてZ方向に変形する。ダイアフラム74の変形により、ゲージ抵抗の抵抗値が変化して、ブリッジ回路における中点電位の差が変化する。この中点電位の差に基づく検出信号をセンサチップ70が出力する。
When the measurement medium is introduced into the
回路チップ80は、ボンディングワイヤ及び基板60を介してセンサチップ70から入力された検出信号を処理するものである。回路チップ80は、一面60aにおいて、各センサチップ70と異なる箇所に配置されている。本実施形態では、Y方向における2つのセンサチップ70の間に回路チップ80が配置されている。回路チップ80は、センサチップ70と同様に、図示しない接着材により一面60aに固定されている。また、回路チップ80は、図示しないボンディングワイヤにより、基板60と電気的に接続されている。
The
回路チップ80には、検出信号の処理を行う処理回路が形成されている。処理回路は、例えば、検出信号を増幅する増幅回路、検出信号を演算処理する演算回路とされている。回路チップ80により処理された検出信号は、ターミナルを介して外部機器に出力される。
The
保護部材90は、測定媒体に含まれる腐食ガスや湿度から基板60及びセンサチップ70を保護するものである。保護部材90は、貫通孔62、及び、凹部72に配置されている。保護部材90は、ゲル状とされている。測定媒体の圧力は、保護部材90を介してダイアフラム74に印加される。
The
保護部材90としては、例えば、フッ素ゲル、シリコンゲル、フロロシリコンゲルを採用することができる。測定媒体が排気ガスとされた場合、排気ガスによる凝縮水は、窒素酸化物や硫黄酸化物が溶け込んでおり、強い酸性を示す。そのため、本実施形態では、保護部材90として、耐酸性に優れたフッ素ゲルを採用する。
As the
次に、図1及び図2に基づき、溝30の詳細構造について説明する。
Next, based on FIG.1 and FIG.2, the detailed structure of the groove |
第1溝部44及び第2溝部46は、一面22aにおいて、凹部32と異なる箇所に形成されている。Z方向の投影視において、第1溝部44は、センサチップ70に対してX方向のうちの一端38a側に形成されている。言い換えると、Z方向の投影視において、第1溝部44は、センサチップ70に対してX方向のうちのポート部24側に形成されている。Z方向の投影視において、第1溝部44は、第2孔部42の一部と重なる位置に形成されている。
The
Z方向の投影視において、センサチップ70に対して、X方向のうちの第1溝部44と反対側に第2溝部46が形成されている。詳しくは、第2溝部46が、第1溝部44とともにセンサチップ70を挟む位置に形成されている。言い換えると、Z方向の投影視において、センサチップ70は、第1溝部44及び第2溝部46により挟まれている。X方向の投影視において、第1溝部44の少なくとも一部は、第2溝部46と重なっている。本実施形態では、第1溝部44の全体が、第2溝部46の全体と重なっている。
The
X方向の投影視において、センサチップ70の少なくとも一部は、第1溝部44及び第2溝部46と重なっている。本実施形態では、X方向の投影視において、センサチップ70の全体が、第1溝部44及び第2溝部46と重なっている。また、2つの第1溝部44及び2つの第2溝部46が一面22aに形成され、各センサチップ70におけるX方向の両側に1つの第1溝部44及び1つの第2溝部46が形成されている。
In the projection view in the X direction, at least a part of the
本実施形態において、第1溝部44及び第2溝部46の深さ方向は、Z方向に沿っている。第1溝部44は、壁面として、Z方向と直交する底面44aと、Z方向に沿う側面44bと、を有している。底面44a及び側面44bは、ほぼ平坦な面とされている。同様に、第2溝部46は、壁面として、Z方向と直交する底面46aと、Z方向に沿う側面46bと、を有している。底面46a及び側面46bは、ほぼ平坦な面とされている。
In the present embodiment, the depth direction of the
本実施形態において、第1溝部44及び第2溝部46の平面形状は、略矩形状をなし、長手方向がX方向に沿っており、短手方向がY方向に沿っている。第1溝部44におけるY方向の幅は、第2溝部46におけるY方向の幅とほぼ等しくされている。また、本実施形態では、第1溝部44におけるY方向の幅が、センサチップ70におけるY方向の幅とほぼ等しくされている。第1溝部44の深さは、第2溝部46の深さとほぼ等しくされている。第1溝部44におけるX方向の幅は、第2溝部46におけるX方向の幅よりも広くされている。これにより、第1溝部44の壁面の表面積は、第2溝部46の壁面の表面積よりも大きくされている。
In the present embodiment, the planar shapes of the
第1孔部40の壁面は、側面44b及び側面46bと同様に、Z方向に沿う面とされている。このため、ケース20において、側面44b及び第1孔部40の壁面の間におけるX方向の厚さW1は、Z方向においてほぼ均一とされている。同様に、ケース20において、側面46b及び第1孔部40の壁面の間におけるX方向の厚さW2は、Z方向においてほぼ均一とされている。本実施形態において、厚さW1は、厚さW2とほぼ等しくされている。
The wall surface of the
次に、上記した圧力センサ10の効果について説明する。
Next, the effect of the
本実施形態では、ケース20において、第1溝部44及び第2溝部46に挟まれる部分が、第1溝部44及び第2溝部46により他の部分と分離されている。そのため、周囲温度の変化、測定媒体の導入等によりケース20が温度変化した場合であっても、第1溝部44及び第2溝部46に挟まれる部分は、他の部分の変位の影響を受け難く、変位し難い。よって、センサチップ70が第1溝部44及び第2溝部46に挟まれる本実施形態では、ケース20からセンサチップ70へ作用する熱応力を小さくすることができる。したがって、センサチップ70の検出精度が低下するのを抑制することができる。
In the present embodiment, in the
ところで、測定媒体の温度が圧力センサ10の周囲温度よりも高い場合、ケース20において、センサチップ70に対して一端38a側の部分は、測定媒体からの伝熱により温度が上昇し易い。すなわち、ケース20において、第1溝部44の周辺では、第2溝部46の周辺よりも温度が上昇し易い。
By the way, when the temperature of the measurement medium is higher than the ambient temperature of the
これに対して、本実施形態では、第1溝部44の表面積が第2溝部46の表面積よりも大きい。そのため、第1溝部44の壁面では、第2溝部46の壁面に較べて放熱し易い。これによれば、ケース20において、第1溝部44の周辺の温度が上昇するのを抑制し、第1溝部44の周辺の温度を第2溝部46の周辺の温度と近くすることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the surface area of the
よって、ケース20における第1溝部44の周辺からセンサチップ70へ作用する熱応力の大きさを、第2溝部46の周辺からセンサチップ70へ作用する熱応力の大きさと近くすることができる。したがって、センサチップ70が特定の箇所で大きく歪むのを抑制することができる。以上により、測定媒体の温度が圧力センサ10の周囲温度よりも高い場合であっても、センサチップ70の検出精度が低下するのを抑制することができる。
Therefore, the magnitude of the thermal stress acting on the
ところで、各溝部44,46の壁面及び媒体導入孔38の壁面の間において、他の部分よりも厚さが薄くされた部分が形成されると、測定媒体からの応力によりケース20が変形し易い。
By the way, if a portion having a thickness smaller than other portions is formed between the wall surfaces of the
これに対して、本実施形態では、厚さW1及び厚さW2が、Z方向においてほぼ均一とされている。これによれば、各溝部44,46の壁面及び媒体導入孔38の壁面の間の厚さが局所的に薄くなっていないため、測定媒体からの応力によりケース20が変形し難い。よって、ケース20の変形によるセンサチップ70の検出精度低下を効果的に抑制することができる。
In contrast, in the present embodiment, the thickness W1 and the thickness W2 are substantially uniform in the Z direction. According to this, since the thickness between the wall surface of each
また、本実施形態では、厚さW1が厚さW2とほぼ等しくされている。そのため、ケース20における第1溝部44側の部分及び第2溝部46の部分において、測定媒体からの応力による変位の大きさを互いに近くすることができる。
In this embodiment, the thickness W1 is substantially equal to the thickness W2. Therefore, the magnitude of the displacement due to the stress from the measurement medium can be made close to each other in the
これによれば、ケース20が変形した場合であっても、第1溝部44側の部分からセンサチップ70へ作用する応力、及び、第2溝部46側の部分からセンサチップ70へ作用する応力を互いに近い大きさとすることができる。したがって、センサチップ70が特定の箇所で大きく歪むのを抑制し、センサチップ70の検出精度が低下するのを効果的に抑制することができる。
According to this, even when the
(第2実施形態)
本実施形態において、第1実施形態に示した圧力センサ10と共通する部分についての説明は割愛する。なお、図4では、平面形状を明確にするため、第1溝部44、第2溝部46、及び第3溝部48にハッチングを施している。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, description of portions common to the
図4に示すように、溝30は、ケース20の外面において、第1溝部44及び第2溝部46を連結する第3溝部48をさらに有している。溝30の平面形状は、センサチップ70を囲む環状をなしている。本実施形態では、溝30が、一面22aに形成され、Z方向の投影視において凹部32を囲んでいる。
As shown in FIG. 4, the
一面22aには、2つの第3溝部48が形成されている。第1溝部44及び第2溝部46におけるコネクタ部26側の一端同士を一方の第3溝部48が連結している。また、第1溝部44及び第2溝部46におけるコネクタ部26と反対側の他端同士を他方の第3溝部48が連結している。
Two
本実施形態において、第3溝部48の平面形状は、略矩形状をなし、長手方向がX方向に沿っており、短手方向がY方向に沿っている。第3溝部48におけるX方向の幅は、凹部32におけるX方向の幅よりも広くされている。第3溝部48の深さは、第1溝部44及び第2溝部46の深さとほぼ等しい深さとされている。第3溝部48におけるY方向の幅は、第1溝部44におけるX方向の幅よりも狭くされ、第2溝部46におけるX方向の幅よりも広くされている。
In the present embodiment, the planar shape of the
本実施形態において、ケース20における溝30に囲まれる部分は、温度変化した場合であっても、Z方向と直交する全ての方向に変位し難い。これによれば、Z方向と直交する全ての方向において、ケース20からセンサチップ70へ作用する熱応力を小さくすることができる。したがって、センサチップ70の検出精度が低下するのを効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the portion surrounded by the
(第3実施形態)
本実施形態において、第1実施形態に示した圧力センサ10と共通する部分についての説明は割愛する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, description of portions common to the
図5に示すように、圧力センサ10は、空気よりも熱伝導性に優れるとともにケース20よりも柔軟性に優れた充填部材100をさらに備えている。充填部材100は、第1溝部44に配置され、少なくとも一部が第1溝部44の壁面と接触している。本実施形態では、充填部材100が、第1溝部44のほぼ全体を埋めるように配置されている。なお、本実施形態において、第2溝部46には、充填部材100が充填されていない。
As shown in FIG. 5, the
充填部材100の形成材料としては、例えば、保護部材90と同じ形成材料を採用する。そのため、充填部材100としては、例えば、フッ素ゲル、シリコンゲル、フロロシリコンゲルを採用することができる。
As a forming material of the filling
本実施形態において、充填部材100は、柔軟性に優れているため、ケース20の温度変化により変形し易い。したがって、第1溝部44が空気で充填された構成と同様に、ケース20からセンサチップ70へ作用する熱応力が大きくなるのを抑制することができる。
In this embodiment, since the filling
また、本実施形態では、充填部材100が熱伝導性に優れているため、充填部材100を介して第1溝部44の壁面から放熱し易い。これによれば、測定媒体の温度が圧力センサ10の周囲温度よりも高い場合であっても、ケース20において、第1溝部44の周辺の温度を、第2溝部46の周辺の温度とより近くすることができる。そのため、センサチップ70が特定の箇所で大きく歪むのを抑制することができ、センサチップ70の検出精度が低下するのを効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, since the filling
なお、本実施形態では、第2溝部46に充填部材100が充填されない例を示したが、これに限定するものではない。図6の第1変形例に示すように、充填部材100が第2溝部46にも配置された例を採用することもできる。
In the present embodiment, an example in which the
この例では、第2溝部46に充填部材100が配置されない構成に較べて、ケース20から放熱し易い。これによれば、測定媒体の温度が圧力センサ10の周囲温度よりも高い場合であっても、測定媒体の導入によるケース20の温度上昇を抑制することができる。したがって、ケース20からセンサチップ70へ作用する熱応力が大きくなるのを効果的に抑制することができ、センサチップ70の検出精度が低下するのを効果的に抑制することができる。
In this example, it is easier to radiate heat from the
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, but 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.
上記実施形態において、第1溝部44及び第2溝部46は、深さが互いにほぼ同じとされた例を示したが、これに限定するものではない。図7の第2変形例に示すように、第1溝部44及び第2溝部46は、深さが互い異なる例を採用することもできる。この例では、第1溝部44が第2溝部46よりも深くされている。
In the said embodiment, although the
第2変形例では、第2溝部46に対して第1溝部44の幅を広くすることなく、第1溝部44の表面積を第2溝部46の表面積よりも大きくすることができる。なお、第1溝部44の表面積が第2溝部46の表面積よりも大きい構成であれば、第2溝部46が第1溝部44よりも深くされていてもよい。
In the second modification, the surface area of the
また、上記実施形態において、第1溝部44の壁面は、ほぼ平坦な面とされた例を示したが、これに限定するものではない。図8の第3変形例に示すように、第1溝部44の壁面が凹凸形状をなす例を採用することもできる。この例では、側面44bにおけるX方向のうちの第1孔部40側の面、及び、底面44aが、凹凸形状をなしている。これに対し、第2溝部46の壁面全体は、ほぼ平坦な面とされている。
Moreover, in the said embodiment, although the wall surface of the
第3変形例では、第2溝部46に対して第1溝部44の幅を広くすることなく、第1溝部44の表面積を第2溝部46の表面積よりも大きくすることができる。なお、第1溝部44の表面積が第2溝部46の表面積よりも大きい構成であれば、第2溝部46の壁面が凹凸形状をなしていてもよい。また、第1溝部44の壁面全体が凹凸形状をなす例を採用することもできる。
In the third modification, the surface area of the
また、上記実施形態では、第1孔部40の延設方向がZ方向に沿う例を示したが、これに限定されるものではない。図9の第4変形例に示すように、第1孔部40の延設方向がZ方向と異なる方向とされた例を採用することもできる。この例では、第1孔部40の延設方向が、Y方向と直交し、X方向及びZ方向に対して傾斜している。
Moreover, in the said embodiment, although the extending direction of the
詳しくは、第1孔部40が、第2孔部42に向かうほどポート部24側に近づくように傾斜している。これによれば、測定媒体に含まれる水滴が第1孔部40から第2孔部42に流れ易い。
Specifically, the
また、第4変形例では、媒体導入孔38が、さらに第3孔部50を有している。第3孔部50は、第2孔部42のうちの第1孔部40と連通される部分から、ポート部24と反対側に延設されている。第3孔部50は、測定媒体を導入するために必要なものではなく、媒体導入孔38におけるX方向の長さを長くするものである。これによれば、圧力センサ10の振動等により媒体導入孔38内で測定媒体の圧力脈動が生じた場合、測定媒体に含まれる水滴に作用する慣性力を大きくすることができる。そのため、測定媒体に含まれる水滴が媒体導入孔38から排水され易い。
In the fourth modification, the
また、上記実施形態では、一面22aに第1溝部44及び第2溝部46が形成された例を示したが、これに限定されるものではない。第1溝部44及び第2溝部46は、ケース20の外面に形成された構成であれば採用することができる。図10の第5変形例に示すように、底面32aに第1溝部44及び第2溝部46が形成された例を採用することもできる。
In the above-described embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、1つの基板60に、2つのセンサチップ70及び1つの回路チップ80が配置された例を示したが、これに限定されるものではない。図11の第6変形例に示すように、圧力センサ10が3つの基板60を備える例を採用することもできる。この例では、2つのセンサチップ70及び1つの回路チップ80が、それぞれ別の基板60に配置されている。各基板60は、ボンディングワイヤ等により互いに接続されている。
In the above-described embodiment, an example in which two
第6変形例では、溝30が底面32aに形成されている。Z方向の投影視において、溝30は、2つのセンサチップ70を囲む環状をなしている。底面32aには2つの溝30が形成されている。各溝30は、互いに別のセンサチップ70を囲んでいる。なお、互いに別のセンサチップ70を囲む2つの溝30が、一面22aに形成された例を採用することもできる。
In the sixth modification, the
また、上記実施形態では、媒体導入孔38が第1孔部40及び第2孔部42を有する例を示したが、これに限定するものではない。図12の第7変形例に示すように、媒体導入孔38が一方向に沿って延設された例を採用することもできる。この例において、媒体導入孔38の延設方向は、Y方向と直交し、X方向及びZ方向に対して傾斜している。
Moreover, although the
また、上記実施形態では、圧力センサ10がDPFの圧力損失を検出する差圧検出型のセンサとされた例を示したが、これに限定するものではない。圧力センサ10がGPF(ガソリンパティキュレートフィルタ)の圧力損失を検出する差圧検出型のセンサとされた例を採用することもできる。また、圧力センサ10が、LPLスロットルバルブの下流に配置され、LPLスロットルバルブの開度を算出するためのセンサとされた例を採用することもできる。
In the above embodiment, an example is shown in which the
また、上記実施形態では、圧力センサ10が、2つのセンサチップ70を備える例を示したが、これに限定するものではない。圧力センサ10が、1つのセンサチップ70を備える例を採用することもできる。
Moreover, although the
10…圧力センサ、20…ケース、22…本体部、22a…一面、22b…裏面、22c…第1側面、22d…第2側面、22e…第3側面、24…ポート部、26…コネクタ部、28…組み付け部、30…溝、32…凹部、32a…底面、34…貫通孔、36…リング、38…媒体導入孔、38a…一端、38b…他端、40…第1孔部、42…第2孔部、44…第1溝部、44a…底面、44b…側面、46…第2溝部、46a…底面、46b…側面、48…第3溝部、50…第3孔部、60…基板、60a…一面、60b…裏面、62…貫通孔、70…センサチップ、70a…一面、72…凹部、74…ダイアフラム、80…回路チップ、90…保護部材、100…充填部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記媒体導入孔における前記一端と反対の他端(38b)側の開口を閉塞するように厚さ方向の一面(70a)を搭載面として前記ケースに配置され、前記測定媒体の圧力に応じて変形するとともに、変形に応じた検出信号を出力するセンサチップ(70)と、
を備える圧力センサであって、
前記媒体導入孔における前記一端と前記他端とを結ぶ方向は、前記厚さ方向と異なる方向とされ、
前記ケースの外面には、前記厚さ方向の投影視において、前記センサチップに対して前記一端側に形成された第1溝部(44)と、前記センサチップに対して前記一端と反対側であって、前記第1溝部とともに前記センサチップを挟む位置に形成された第2溝部(46)と、を有する溝(30)が形成され、
前記第1溝部の壁面の表面積は、前記第2溝部の壁面の表面積よりも大きいことを特徴とする圧力センサ。 A case (20) in which both ends are open and a medium introduction hole (38) into which a measurement medium is introduced from an opening on one end (38a) side is formed;
One surface (70a) in the thickness direction is disposed in the case so as to close the opening on the other end (38b) side opposite to the one end in the medium introduction hole, and is deformed according to the pressure of the measurement medium. And a sensor chip (70) for outputting a detection signal corresponding to the deformation;
A pressure sensor comprising:
The direction connecting the one end and the other end in the medium introduction hole is a direction different from the thickness direction,
The outer surface of the case has a first groove portion (44) formed on the one end side with respect to the sensor chip and a side opposite to the one end with respect to the sensor chip in a projection view in the thickness direction. A groove (30) having a second groove part (46) formed at a position sandwiching the sensor chip together with the first groove part,
The pressure sensor according to claim 1, wherein a surface area of the wall surface of the first groove portion is larger than a surface area of the wall surface of the second groove portion.
前記厚さ方向の投影視において、前記溝は、前記センサチップを囲む環状をなしていることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。 The groove further includes a third groove part (48) formed on the outer surface of the case and connecting the first groove part and the second groove part,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the groove has an annular shape surrounding the sensor chip in a projected view in the thickness direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015135452A JP6387912B2 (en) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015135452A JP6387912B2 (en) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | Pressure sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017015657A true JP2017015657A (en) | 2017-01-19 |
JP6387912B2 JP6387912B2 (en) | 2018-09-12 |
Family
ID=57829205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015135452A Active JP6387912B2 (en) | 2015-07-06 | 2015-07-06 | Pressure sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6387912B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113865772A (en) * | 2021-09-17 | 2021-12-31 | 苏州森斯缔夫传感科技有限公司 | Heat dissipation structure, pressure sensor with heat dissipation structure and preparation method of pressure sensor |
CN114264402A (en) * | 2022-03-02 | 2022-04-01 | 东莞市华芯联科技有限公司 | Pressure sensor |
JP7303374B2 (en) | 2019-08-12 | 2023-07-04 | 聯合汽車電子有限公司 | pressure sensor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10148593A (en) * | 1996-11-20 | 1998-06-02 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure sensor and capacitance-type pressure sensor chip |
JP2000121469A (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
US8191423B2 (en) * | 2010-03-29 | 2012-06-05 | Continental Automotive Systems, Inc. | Grooved structure for die-mount and media sealing |
US8304844B2 (en) * | 2007-11-09 | 2012-11-06 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Pressure measuring device |
JP5889540B2 (en) * | 2011-03-29 | 2016-03-22 | アズビル株式会社 | Pressure sensor |
JP6079206B2 (en) * | 2012-12-18 | 2017-02-15 | 株式会社デンソー | Pressure sensor |
-
2015
- 2015-07-06 JP JP2015135452A patent/JP6387912B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10148593A (en) * | 1996-11-20 | 1998-06-02 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure sensor and capacitance-type pressure sensor chip |
JP2000121469A (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
US8304844B2 (en) * | 2007-11-09 | 2012-11-06 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Pressure measuring device |
US8191423B2 (en) * | 2010-03-29 | 2012-06-05 | Continental Automotive Systems, Inc. | Grooved structure for die-mount and media sealing |
JP5889540B2 (en) * | 2011-03-29 | 2016-03-22 | アズビル株式会社 | Pressure sensor |
JP6079206B2 (en) * | 2012-12-18 | 2017-02-15 | 株式会社デンソー | Pressure sensor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7303374B2 (en) | 2019-08-12 | 2023-07-04 | 聯合汽車電子有限公司 | pressure sensor |
CN113865772A (en) * | 2021-09-17 | 2021-12-31 | 苏州森斯缔夫传感科技有限公司 | Heat dissipation structure, pressure sensor with heat dissipation structure and preparation method of pressure sensor |
CN114264402A (en) * | 2022-03-02 | 2022-04-01 | 东莞市华芯联科技有限公司 | Pressure sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6387912B2 (en) | 2018-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4940786B2 (en) | Pressure sensor | |
US7284435B2 (en) | Pressure sensor | |
KR20150083029A (en) | Sensor for detecting a temperature and a pressure of a fluid medium | |
JP2010256187A (en) | Pressure sensor | |
JP6387912B2 (en) | Pressure sensor | |
CN105444943B (en) | Sensor for detecting the pressure of a fluid medium | |
JPWO2019049513A1 (en) | Thermal flow meter | |
KR102006750B1 (en) | Sensor assembly for measuring temperature or pressure | |
CN107407604B (en) | Temperature sensor and mounting structure thereof | |
JP2005156307A (en) | Pressure sensor | |
WO2019064887A1 (en) | Physical quantity detection device | |
US20140216146A1 (en) | Air physical quantity sensing device | |
WO2014097585A1 (en) | Pressure sensor and method for manufacturing same | |
JP2009047670A (en) | Pressure sensor | |
WO2017002306A1 (en) | Pressure sensor | |
US20200399118A1 (en) | Electronic device | |
JP4867440B2 (en) | Pressure sensor | |
US6971268B2 (en) | Pressure sensor having metallic diaphragm with convexity | |
JP6228790B2 (en) | Pressure detecting device and intake pressure measuring device using the same | |
WO2014136336A1 (en) | Sensor device | |
JP6945376B2 (en) | Sensor device | |
JP5648586B2 (en) | Pressure sensor | |
JP5700085B2 (en) | Air flow measurement device | |
JP2010256186A (en) | Pressure sensor | |
JP6531078B2 (en) | Pressure sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180717 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180718 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180730 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6387912 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |