JP2018096728A

JP2018096728A - センサ装置

Info

Publication number: JP2018096728A
Application number: JP2016238966A
Authority: JP
Inventors: 石塚　典男; Norio Ishizuka; 典男石塚; 余語　孝之; Takayuki Yogo; 孝之余語
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】プリント基板に設置される温度センサの配線の腐食を抑制し、信頼性の高いセンサ装置を提供する。【解決手段】一面に圧力センサ４と湿度センサ３と温度センサ２が設けられ、他面にマイコンとＬＳＩと流量センサが設けられるプリント基板１を有し、プリント基板１は、温度センサ２が設けられる突出形状を有しており、温度センサ２とＬＳＩとを電気的に繋ぐスルーホール５は、プリント基板１の突出形状の流れ方向上流側に位置する側面から、突出形状の幅の半分より大きい距離以上離れた位置に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は空気流量や圧力などの物理量を計測するセンサ装置に係り、特に、内燃機関の吸入空気量、圧力、温度、湿度などを計測する多機能のセンサに関する。

空気流量や圧力などの物理量は、様々な機器において重要な制御パラメータとして広く使用されており、これらの物理量を計測するセンサは、機器の性能を左右する重要な構成部品のひとつである。例えば、内燃機関を搭載した車両では、省燃費の要望や排気ガス浄化の要望が非常に高い。これらの要望に応えるには、内燃機関の主要パラメータである吸入空気量、圧力、温度、湿度を高い精度で計測する多機能のセンサが必要となる。

多機能のセンサ装置は、例えば、プリント基板の第一主面に圧力、温度、湿度のいずれかを配置させ、第一主面の裏側となる第二の主面に上記センサから得られた信号を処理するLSIやマイコン等が配置された構造が、例えば特許第5826355号公報（特許文献１）に開示されている。

特許文献１に記載の技術では、プリント基板の第一主面に温度センサや圧力センサなどを配置させ、第一主面の裏側となる第二の主面に上記センサから得られた信号を処理するLSIやマイコン等が配置されている。

特許第5826355号

温度を計測するセンサは、吸入した空気の温度を正確に測定する必要があるため、主空気通路に露出する位置に配置される。一方で、主空気通路に露出する位置では、塩水等の腐食性の成分が飛来するため、吸気温度センサやその配線を腐食から保護するための工夫が必要である。

プリント基板はガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものだが、ガラス繊維とエポキシ樹脂界面の隙間を介してこのプリント基板の側面から塩水等が入り、腐食を発生させる程の塩水が到達してしまうと、腐食が発生してしまう虞がある。

特許文献１は、プリント基板上に吸気温センサを配置する場合における腐食からの保護について検討の余地が残されている。

本発明の目的は、プリント基板に設置される温度センサの配線（スルーホール）の腐食を抑制し、信頼性の高いセンサ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のセンサ装置は、温度センサに繋がるスルーホールの位置を、温度センサが搭載されるプリント基板の幅の半分以上に離すことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明のセンサ装置は、プリント基板の側面を防水十樹脂で埋めることを特徴とする。

本発明によれば、信頼性の高いセンサ装置を提供することが可能となる。

本願に係る第１実施例におけるプリント基板の第一主面の平面図である。本願に係る第１実施例におけるプリント基板の第ニ主面の平面図である。本願に係る第１実施例において、プリント基板を筐体にモールドした際の（a）表面側平面図、（ｂ）裏側平面図である。本願に係る第１実施例におけるセンサ装置の（a）表面側平面図、（ｂ）裏側平面図である。本願に係る第１実施例におけるスルーホールの平面図である。本願に係る第１実施例におけるスルーホールの断面図である。本願に係る第２実施例におけるセンサ装置の平面図である。

以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。

まず、センサ装置の第１実施例について図１を用いて説明する。図１はプリント基板1の第一主面に圧力センサ4、湿度センサ2、温度センサ3を取り付けた様子を示している。図２は上記プリント基板1の第一主面の裏側の第二主面にLSI6やマイコン7、流量センサ8を取り付けた様子を示している。ここで、温度センサ2はLSI6やマイコン7の発熱の影響を無くすため、LSI6やマイコン7から遠ざけるように配置されており、さらに細長いプリント基板の先端に配置される。温度センサ2からの配線はプリント基板の第一の主面の表面を伝い、スルーホール5を介してLSI6へと導かれる。この際、スルーホール5の位置は、プリント基板側面から細長いプリント基板の幅の約半分Aよりも長く（B>A）することとする。その後、図３に示すようにプリント基板1をPBT樹脂などによりモールドして筐体9を作製する。この際、流量センサ8は筐体の副通路内18に配置される。また、LSI6やマイコン7が搭載されたプリント基板１の第二の主面はエポキシ樹脂（図示せず）により保護してもよい。また、図３のプリント基板1が搭載された筐体の表、裏には、図４に示すようにカバー12、13が設置される。

温度センサの配線はプリント基板の第一の主面の表面に銅により形成され、これら配線はレジスト等により周囲環境から保護される。この温度センサの信号は第二の主面にあるLSIやマイコンへ接続されるため、第一主面から第二主面へ配線を通すスルーホールが存在する。

次に本実施例の作用効果について説明する。図５はプリント基板1側面近傍にスルーホール5を設置した場合を示しており、図６は図５のa-a’断面を示している。プリント基板構造は図６に示すように、ガラス繊維14とエポキシ樹脂15を交互に堆積させたものであり、表面には銅配線10が配置され、その銅配線10を外部環境（腐食環境）から守るため、レジスト13等で保護している。ガラス繊維14とエポキシ樹脂15界面の密着強度はあまり強くないため、場合によってははく離が発生する場合があり、このはく離を通して塩水が入る可能性がある。スルーホール5に電圧が印加され、このスルーホール5が塩水環境下に置かれた場合、スルーホール5に腐食が発生してしまったら、絶縁不良となる。このスルーホール5を図１の細長いプリント基板先端近傍に配置させると、プリント基板の側面からの距離が短くなるため、スルーホールに塩水が到達し易くなる。一方、本実施例では、スルーホール5を細長いプリント基板に配置するのではなく、LSI6やマイコン7等が配置されるプリント基板側面から十分離れた位置においている（B>A）のでスルーホール5の腐食を抑制させることができる。

本発明の第２実施例について説明する。図7はプリント基板の側面を防水樹脂16で埋めた（塗布でも可）図である。図６で説明したように銅配線を腐食させる塩水はプリント基板の側面から進入するのでプリント基板の側面を防水樹脂で埋めることで、スルーホール5の腐食を防止することができる。

１…プリント基板
２…温度センサ
３…湿度センサ
４…圧力センサ
５…スルーホール
６…LSI
７…マイコン
８…流量センサ
１０…配線
１１…カバー
１２…カバー
１３…レジスト
１４…ガラス繊維
１５…エポキシ樹脂
１６…防水樹脂
１７…回路室
１8…はく離

Claims

一面に圧力センサと湿度センサと温度センサが設けられ、他面にマイコンとＬＳＩと流量センサが設けられるプリント基板を有し、
前記プリント基板は、前記温度センサが設けられる突出形状を有しており、
前記温度センサとＬＳＩとを電気的に繋ぐスルーホールは、前記プリント基板の前記突出形状の流れ方向上流側に位置する側面から、前記突出形状の幅の半分より大きい距離以上離れた位置に配置されたことを特徴とするセンサ装置。
請求項１に記載のセンサ装置において、前記プリント基板の側面は全て防水性の樹脂で覆われていることを特徴とするセンサ装置。