JP2019020175A - Pressure detector - Google Patents

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Abstract

To increase the ESD resistance of a pressure sensor while avoiding increase of cost.SOLUTION: A pressure detector 1 includes: a metal housing having a diaphragm 3a, the diaphragm being deformed by pressure from a pressure medium; a sensor element 2 for detecting a pressure by detecting a deformation of the diaphragm 3a; a first lead frame 8 electrically connected to the sensor element 2; a second lead frame 9, which is different from the first lead frame 8; and a connection member 7 for holding the first lead frame 8 and the second lead frame 9. The second lead frame 9 has a discharge terminal 9a exposed from the connection member 7 at a position distant from the metal housing by a predetermined length.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧力検出装置に関する。   The present invention relates to a pressure detection device.

自動車の環境対応や燃費向上の為に、電動モータによって油圧を発生させる油圧システムや、燃料に圧力を加えて噴射する燃料噴射システム等の採用が拡大している。これらのシステムでは、圧力を検出するために圧力センサが備えられている。一般的に油圧検出用圧力センサ(以下、圧力センサと呼ぶ)は、強度的な信頼性を確保するために金属製の筐体に収納されており、測定対象物である作動油や液体燃料等の圧力媒体が流れる金属配管にネジ締めによって取り付けられる。金属配管は、たとえば自動車のボディやエンジンなど、ボディGND電位の構造物に固定されている。そのため、圧力センサの金属筐体の電位は、金属配管と同様にボディGND電位となる。   In order to cope with the environment and improve fuel efficiency of automobiles, the adoption of a hydraulic system that generates hydraulic pressure with an electric motor, a fuel injection system that injects fuel under pressure, and the like is expanding. In these systems, a pressure sensor is provided to detect pressure. In general, a pressure sensor for detecting hydraulic pressure (hereinafter referred to as a pressure sensor) is housed in a metal housing to ensure strength reliability, and is a measurement object such as hydraulic oil or liquid fuel. It is attached by screw tightening to the metal pipe through which the pressure medium flows. The metal pipe is fixed to a structure having a body GND potential, such as an automobile body or an engine. Therefore, the potential of the metal housing of the pressure sensor becomes the body GND potential as in the case of the metal pipe.

圧力センサには、自動車に搭載された電子制御装置(ECU:Electoronic Control Unit)と接続するためのコネクタ端子が設けられている。圧力センサの製造時などにおいて、人体への静電気帯電防止策が十分に施されていない環境で人体が圧力センサのコネクタ端子に触れると、人体から圧力センサへの静電気放電(ESD:ElectroStatic Discharge)が起こり、圧力センサに高電圧が印加される場合がある。圧力センサにおいて圧力を検出する検出素子は、金属筐体との間に絶縁層を介して配置されている。これは、検出素子と金属筐体の間に容量が比較的大きい寄生容量が電気的に接続されていることに相当する。そのため、上記のように金属筐体の電位がボディGND電位の状態のときに、圧力センサのコネクタ端子にESDによる高電圧が印加されると、圧力センサから寄生容量に電荷が流れ込み、寄生容量が充電される。このとき、途中にある処理回路に許容電流を超える電流が流れると、処理回路が破壊に至るおそれがある。   The pressure sensor is provided with a connector terminal for connection to an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) mounted on the automobile. When the human body touches the connector terminal of the pressure sensor in an environment where measures for preventing electrostatic charge on the human body are not sufficiently taken, such as when manufacturing a pressure sensor, electrostatic discharge (ESD: ElectroStatic Discharge) from the human body to the pressure sensor occurs. Occasionally, a high voltage may be applied to the pressure sensor. A detection element for detecting pressure in the pressure sensor is disposed between the metal casing and an insulating layer. This corresponds to a parasitic capacitance having a relatively large capacitance being electrically connected between the detection element and the metal casing. Therefore, when a high voltage due to ESD is applied to the connector terminal of the pressure sensor when the potential of the metal casing is in the body GND potential as described above, charge flows from the pressure sensor to the parasitic capacitance, and the parasitic capacitance is reduced. Charged. At this time, if a current exceeding the allowable current flows through a processing circuit in the middle, the processing circuit may be destroyed.

上記の課題を解決するためのESD対策として、特許文献1、2に記載の技術が知られている。特許文献1には、制御回路基板に接続される端子を延長し、さらに端子に突起部を形成することで、制御回路基板とボディGND電位の筐体との間に放電ギャップを形成した車載用電子装置が開示されている。また、特許文献2には、回路基板を設置する金属筐体の形状を工夫し、GND端子の一部を金属筐体の突起部に近接させることで、金属筐体とGND端子の間に放電ギャップを形成した車載用電子装置が開示されている。   As an ESD countermeasure for solving the above-described problems, techniques described in Patent Documents 1 and 2 are known. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 extends the terminal connected to the control circuit board, and further forms a protrusion on the terminal, thereby forming a discharge gap between the control circuit board and the body GND body casing. An electronic device is disclosed. Further, in Patent Document 2, the shape of the metal casing on which the circuit board is installed is devised, and a part of the GND terminal is brought close to the protruding portion of the metal casing, thereby discharging between the metal casing and the GND terminal. An in-vehicle electronic device in which a gap is formed is disclosed.

特許第4577276号Japanese Patent No. 4577276 特許第5841898号Japanese Patent No. 5842898

特許文献1、2に記載の技術では、端子構造や金属筐体の形状を工夫することで放電ギャップを形成し、ESDによる高電圧をGND電位に逃がすようにしている。そのため、部品点数や加工工数が増加し、コストアップを生じるという問題がある。   In the technologies described in Patent Documents 1 and 2, a discharge gap is formed by devising the terminal structure and the shape of the metal casing, and a high voltage due to ESD is released to the GND potential. Therefore, there is a problem that the number of parts and the number of processing steps increase, resulting in an increase in cost.

本発明による圧力検出装置は、圧力媒体から受ける圧力により変形する変形部を有する金属筐体と、前記変形部の変形を検出することで前記圧力を検出する検出素子と、前記検出素子と電気的に接続された第1のリードフレームと、前記第1のリードフレームとは別の第2のリードフレームと、前記第1のリードフレームおよび前記第2のリードフレームを保持する構造体と、を備え、前記構造体には、前記検出素子と前記第1のリードフレームを介して電気的に接続されるコネクタ端子を挿入するための挿入部が形成されており、前記挿入部には、前記第1のリードフレームと、前記コネクタ端子を押圧して前記第1のリードフレームと接触させるための押圧端子とが配置されており、前記第2のリードフレームには、前記押圧端子と、前記金属筐体から所定間隔離れた位置で前記構造体から露出された放電端子とが形成されている。   A pressure detection device according to the present invention includes a metal casing having a deformation portion that is deformed by pressure received from a pressure medium, a detection element that detects the pressure by detecting deformation of the deformation portion, and an electrical connection between the detection element and the detection element. A first lead frame connected to the first lead frame, a second lead frame different from the first lead frame, and a structure holding the first lead frame and the second lead frame. The structure is formed with an insertion portion for inserting a connector terminal electrically connected to the detection element via the first lead frame, and the insertion portion includes the first portion. A lead frame and a press terminal for pressing the connector terminal to contact the first lead frame are disposed on the second lead frame. And discharging terminal exposed from the structure at a position apart a predetermined distance from the metal casing is formed.

本発明によれば、コストアップを避けつつ、圧力センサのESD耐性を向上させることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to improve ESD resistance of a pressure sensor while avoiding an increase in cost.

本発明の一実施形態に係る圧力検出装置の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the pressure detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 接続部材の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of a connection member. 寄生容量によるコンデンサ形成について説明する図である。It is a figure explaining capacitor formation by parasitic capacitance. 本発明を適用した場合としない場合のESD発生時の回路動作の違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference in the circuit operation | movement at the time of ESD generation | occurrence | production when not applying with this invention. リードフレームと金属筐体の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a lead frame and a metal housing | casing. 接着剤を利用して平行平板コンデンサを構成する場合の接続部材の形状例を示す図である。It is a figure which shows the example of a shape of the connection member in the case of comprising a parallel plate capacitor | condenser using an adhesive agent.

以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described.

図1は、本発明の一実施形態に係る圧力検出装置1の構成を示す縦断面図である。圧力検出装置1は、自動車に搭載されて用いられるものであり、センサ素子2、圧力ポート3、コネクタサブアセンブリー5、ベース部材6、接続部材7、第1リードフレーム8、および第2リードフレーム9を備える。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a pressure detection device 1 according to an embodiment of the present invention. The pressure detection device 1 is used by being mounted on an automobile, and includes a sensor element 2, a pressure port 3, a connector subassembly 5, a base member 6, a connection member 7, a first lead frame 8, and a second lead frame. 9 is provided.

圧力ポート3の上部には、測定対象とする圧力媒体の受圧面として作用する矩形状のダイアフラム3aが設けられている。ダイアフラム3aの上面、すなわち受圧面と反対側の面は、センサ素子2が載置される台座面3bである。圧力ポート3は、作動油や液体燃料等の圧力媒体をダイアフラム3aの受圧面に導入する。これにより、ダイアフラム3aが圧力媒体の圧力に応じて変形し、歪が発生する。センサ素子2は、たとえばダイアフラム3aの歪に応じた抵抗値の変化を測定することで、ダイアフラム3aの変形量すなわち歪量を検出し、それによって圧力媒体の圧力を検出する。   A rectangular diaphragm 3a that acts as a pressure receiving surface of a pressure medium to be measured is provided on the upper portion of the pressure port 3. The upper surface of the diaphragm 3a, that is, the surface opposite to the pressure receiving surface is a pedestal surface 3b on which the sensor element 2 is placed. The pressure port 3 introduces a pressure medium such as hydraulic oil or liquid fuel to the pressure receiving surface of the diaphragm 3a. Thereby, the diaphragm 3a deform | transforms according to the pressure of a pressure medium, and distortion generate | occur | produces. The sensor element 2 detects, for example, the amount of deformation of the diaphragm 3a, that is, the amount of strain by measuring a change in the resistance value according to the strain of the diaphragm 3a, thereby detecting the pressure of the pressure medium.

圧力ポート3とベース部材6は、いずれもSUS等の金属製であり、溶接等によって互いに接合されている。ベース部材6の上には、接続部材7が接着剤等によって固定されている。以下では、圧力ポート3とベース部材6を合わせたものを「金属筐体」と呼ぶ。なお、圧力ポート3とベース部材6を接合して金属筐体とするのではなく、圧力ポート3とベース部材6が一体形成されているものを金属筐体として用いても問題ない。   Both the pressure port 3 and the base member 6 are made of metal such as SUS, and are joined to each other by welding or the like. On the base member 6, the connecting member 7 is fixed with an adhesive or the like. Hereinafter, a combination of the pressure port 3 and the base member 6 is referred to as a “metal casing”. There is no problem even if the pressure port 3 and the base member 6 are integrally formed instead of joining the pressure port 3 and the base member 6 to form a metal casing.

コネクタサブアセンブリー5は、コネクタ端子5aを有する。コネクタ端子5aには不図示のハーネスが接続される。圧力検出装置1は、このハーネスを介して自動車のECUと接続されることで、圧力検出結果をECUに出力する。コネクタサブアセンブリー5には、センサ素子2等を外部から遮蔽するためのカバー11が一体成形により設けられている。なお、カバー11はたとえば六角形状を有する。   The connector subassembly 5 has a connector terminal 5a. A harness (not shown) is connected to the connector terminal 5a. The pressure detection device 1 is connected to the ECU of the automobile via this harness, and outputs a pressure detection result to the ECU. The connector subassembly 5 is provided with a cover 11 for shielding the sensor element 2 and the like from the outside by integral molding. The cover 11 has a hexagonal shape, for example.

接続部材7は、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9を保持するための構造体である。接続部材7には、コネクタ端子5aを挿入するための挿入部が形成されている。この挿入部には、第1リードフレーム8の一端と、第2リードフレーム9の一端とが配置されている。第1リードフレーム8の他端側には、ワイヤ10を用いたワイヤボンディングによりセンサ素子2と接続されるボンディング部が設けられている。ワイヤ10には、たとえばアルミニウム(Al)や金(Au)などが使用される。コネクタ端子5aを接続部材7の挿入部に挿入することで、ワイヤ10、第1リードフレーム8、コネクタ端子5aおよびハーネスを介して、センサ素子2がECUと電気的に接続される。   The connection member 7 is a structure for holding the first lead frame 8 and the second lead frame 9. The connection member 7 is formed with an insertion portion for inserting the connector terminal 5a. In this insertion portion, one end of the first lead frame 8 and one end of the second lead frame 9 are arranged. On the other end side of the first lead frame 8, a bonding portion connected to the sensor element 2 by wire bonding using the wire 10 is provided. For example, aluminum (Al) or gold (Au) is used for the wire 10. By inserting the connector terminal 5a into the insertion portion of the connection member 7, the sensor element 2 is electrically connected to the ECU via the wire 10, the first lead frame 8, the connector terminal 5a, and the harness.

第2リードフレーム9の他端側には、ESDによる高電圧がコネクタ端子5aに印加された場合に、その高電圧を放電させてセンサ素子2を保護するための放電端子9aが設けられている。放電端子9aは、金属筐体を構成するベース部材6から所定間隔離れた位置で接続部材7から露出されている。接続部材7の挿入部にコネクタ端子5aが挿入されると、コネクタ端子5aは第2リードフレーム9と接触し、放電端子9aと電気的に接続される。この状態でコネクタ端子5aにESDによる高電圧が印加されると、放電端子9aとベース部材6の間で絶縁破壊が生じ、印加された高電圧が放電端子9aからベース部材6に放電される。   On the other end side of the second lead frame 9, there is provided a discharge terminal 9a for protecting the sensor element 2 by discharging the high voltage when ESD is applied to the connector terminal 5a. . The discharge terminal 9a is exposed from the connection member 7 at a position spaced apart from the base member 6 constituting the metal casing by a predetermined distance. When the connector terminal 5a is inserted into the insertion portion of the connecting member 7, the connector terminal 5a comes into contact with the second lead frame 9 and is electrically connected to the discharge terminal 9a. When a high voltage due to ESD is applied to the connector terminal 5a in this state, dielectric breakdown occurs between the discharge terminal 9a and the base member 6, and the applied high voltage is discharged from the discharge terminal 9a to the base member 6.

圧力検出装置1を組み立てる際には、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9が組み込まれた接続部材7をベース部材6の上に配置し、センサ素子2と第1リードフレーム8のボンディング部をワイヤ10で接続する。その後、異物等からセンサ素子2を保護するために、センサ素子2の表面にシリコーンゲル12をポッティングする。そして、コネクタ端子5aが接続部材7の挿入部に挿入された状態で、カバー11とベース部材6を溶接等により接合することで、コネクタサブアセンブリー5と金属筐体を一体化する。これにより、圧力検出装置1が構成される。   When assembling the pressure detection device 1, the connection member 7 in which the first lead frame 8 and the second lead frame 9 are assembled is disposed on the base member 6, and the bonding portion between the sensor element 2 and the first lead frame 8 is arranged. Are connected by a wire 10. Thereafter, in order to protect the sensor element 2 from foreign matter or the like, a silicone gel 12 is potted on the surface of the sensor element 2. And the connector subassembly 5 and a metal housing are integrated by joining the cover 11 and the base member 6 with welding etc. in the state in which the connector terminal 5a was inserted in the insertion part of the connection member 7. FIG. Thereby, the pressure detection apparatus 1 is comprised.

センサ素子2は、歪検出素子と処理回路がシリコン基板上に一体的に形成された1チップ構成の圧力検出素子である。そのため、処理回路をレイアウトするための回路基板は不要である。ダイアフラム3aにて受圧された圧力に対してセンサ素子2が発生した出力信号は、ワイヤ10、第1リードフレーム8、コネクタ端子5aを通り、ハーネスにてECUに伝送される。   The sensor element 2 is a one-chip pressure detection element in which a strain detection element and a processing circuit are integrally formed on a silicon substrate. Therefore, a circuit board for laying out the processing circuit is not necessary. An output signal generated by the sensor element 2 with respect to the pressure received by the diaphragm 3a is transmitted to the ECU through the wire 10, the first lead frame 8, and the connector terminal 5a through the harness.

次に、接続部材7、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9の詳細形状について、図2を参照して説明する。図2は、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9が組み込まれた接続部材7の外観を示す図である。図2において、左側の図は接続部材7の投影図であり、右側の図は平面図である。   Next, detailed shapes of the connection member 7, the first lead frame 8, and the second lead frame 9 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view showing the appearance of the connection member 7 in which the first lead frame 8 and the second lead frame 9 are incorporated. In FIG. 2, the left drawing is a projection view of the connecting member 7, and the right drawing is a plan view.

図2に示すように、接続部材7には挿入部7cが形成されている。挿入部7cには、第1リードフレーム8の一端側に設けられたコネクタ接触部8bと、第2リードフレーム9の一端側に設けられた押圧端子9bとが配置されている。なお、第1リードフレーム8の他端側には、センサ素子2とワイヤボンディングで接続するためのボンディング部8aが設けられており、第2リードフレーム9の他端側には、センサ素子2をESDから保護するための放電端子9aが設けられている。   As shown in FIG. 2, an insertion portion 7 c is formed in the connection member 7. A connector contact portion 8b provided on one end side of the first lead frame 8 and a pressing terminal 9b provided on one end side of the second lead frame 9 are disposed in the insertion portion 7c. A bonding portion 8 a for connecting to the sensor element 2 by wire bonding is provided on the other end side of the first lead frame 8, and the sensor element 2 is connected to the other end side of the second lead frame 9. A discharge terminal 9a is provided for protection from ESD.

押圧端子9bはばね性を持っているため、コネクタ端子5aが挿入部7cに挿入されると、押圧端子9bが変形してコネクタ端子5aをコネクタ接触部8bの方向に押圧する。これにより、コネクタ端子5aをコネクタ接触部8bおよび押圧端子9bに確実に接触させ、コネクタ端子5aと第1リードフレーム8および第2リードフレーム9との電気的な接続を確保することができる。   Since the pressing terminal 9b has a spring property, when the connector terminal 5a is inserted into the insertion portion 7c, the pressing terminal 9b is deformed and presses the connector terminal 5a in the direction of the connector contact portion 8b. Thereby, the connector terminal 5a can be reliably brought into contact with the connector contact portion 8b and the pressing terminal 9b, and electrical connection between the connector terminal 5a and the first lead frame 8 and the second lead frame 9 can be ensured.

また、接続部材7には、コネクタ端子5aを挿入部7cに挿入する際に位置決めを行うための差し込みガイド7bが設けられている。差し込みガイド7bの位置や形状は、コネクタサブアセンブリー5に設けられている不図示の突起部の位置や形状に対応するように形成されている。もしも差し込みガイド7bが存在しないと、コネクタ端子5aを挿入部7cに挿入する際にコネクタ端子5aの位置や向きがずれてしまい、コネクタ端子5aがコネクタ接触部8bに正確に接触されない恐れがある。そこで、本実施形態では接続部材7に差し込みガイド7bを設けることで、コネクタサブアセンブリー5を組み込む際に、差し込みガイド7bがコネクタサブアセンブリー5の突起部と嵌合してコネクタ端子5aの位置決めが行われるようにしている。こうして位置決めされた状態でコネクタ端子5aが挿入部7cに挿入されることで、コネクタ端子5aをコネクタ接触部8bに正確に接触させることができる。   The connecting member 7 is provided with an insertion guide 7b for positioning when the connector terminal 5a is inserted into the insertion portion 7c. The position and shape of the insertion guide 7 b are formed so as to correspond to the position and shape of a projection (not shown) provided in the connector subassembly 5. If the insertion guide 7b does not exist, the position and orientation of the connector terminal 5a may be shifted when the connector terminal 5a is inserted into the insertion portion 7c, and the connector terminal 5a may not be accurately in contact with the connector contact portion 8b. Therefore, in the present embodiment, the insertion guide 7b is provided in the connection member 7, so that when the connector subassembly 5 is assembled, the insertion guide 7b is fitted to the protruding portion of the connector subassembly 5 to position the connector terminal 5a. Has been done. By inserting the connector terminal 5a into the insertion portion 7c in such a positioned state, the connector terminal 5a can be brought into precise contact with the connector contact portion 8b.

さらに、接続部材7には、チップコンデンサ等の電子部品が搭載される搭載部7aが設けられている。コネクタ端子5aは、搭載部7aへの電子部品の搭載に支障が生じないように、挿入部7cに挿入された際に搭載部7aに搭載された電子部品と干渉しないような形状にプレス成型されている。これにより、圧力検出装置1において回路基板の廃止が可能である。搭載部7aは、必要な電子部品を搭載した後、センサ素子2と同様にシリコーンゲル12でポッティングし、表面保護される(図1参照)。   Further, the connection member 7 is provided with a mounting portion 7a on which electronic components such as a chip capacitor are mounted. The connector terminal 5a is press-molded into a shape that does not interfere with the electronic component mounted on the mounting portion 7a when inserted into the insertion portion 7c so as not to hinder the mounting of the electronic component on the mounting portion 7a. ing. Thereby, the circuit board can be abolished in the pressure detection device 1. After mounting necessary electronic components, the mounting portion 7a is potted with the silicone gel 12 in the same manner as the sensor element 2 to protect the surface (see FIG. 1).

押圧端子9bは、前述のように挿入部7cにおいて、コネクタ端子5aをコネクタ接触部8bに接触させるためのバネを形成している。接続部材7のモールド成型時には、複数の第2リードフレーム9がキャリアにより一体化されており、モールド完了後に切断工程を経て、各第2リードフレーム9に分かれる。このときの各第2リードフレーム9の切断箇所は、接続部材7のベース部材6との接触面から所定間隔離れた位置で接続部材7から露出しており、放電端子9aとしてそれぞれ利用される。すなわち、接続部材7に組み込まれた第2リードフレーム9は、切断工程を経ることで放電端子9aが自動的に形成される。   As described above, the pressing terminal 9b forms a spring for bringing the connector terminal 5a into contact with the connector contact portion 8b in the insertion portion 7c. When the connecting member 7 is molded, a plurality of second lead frames 9 are integrated by a carrier, and after the completion of molding, the second lead frames 9 are separated through a cutting process. The cut portion of each second lead frame 9 at this time is exposed from the connection member 7 at a position spaced apart from the contact surface of the connection member 7 with the base member 6 and is used as the discharge terminal 9a. That is, in the second lead frame 9 incorporated in the connection member 7, the discharge terminal 9a is automatically formed through a cutting process.

次に、本実施形態の特徴である放電端子9aについて、図3および図4を用いて以下に説明する。   Next, the discharge terminal 9a, which is a feature of this embodiment, will be described below with reference to FIGS.

図3は、センサ素子2が載置された圧力ポート3の部分拡大図である。図3に示すように、センサ素子2は圧力ポート3の上に接合剤4を介して接合されている。なお、前述のように、センサ素子2は歪検出素子と処理回路が一体的に形成された1チップ構成を有している。接合剤4は、たとえば無機系接着剤などの絶縁体であり、センサ素子2の面積に比べて極めて薄い厚さで塗布されている。そのため、センサ素子2を含む回路上では、接合剤4を間に挟んだセンサ素子2と圧力ポート3の接合部分は、比較的容量の大きな寄生容量Cicとして作用する。   FIG. 3 is a partially enlarged view of the pressure port 3 on which the sensor element 2 is placed. As shown in FIG. 3, the sensor element 2 is bonded onto the pressure port 3 via a bonding agent 4. As described above, the sensor element 2 has a one-chip configuration in which the strain detection element and the processing circuit are integrally formed. The bonding agent 4 is an insulator such as an inorganic adhesive, for example, and is applied with a very thin thickness compared to the area of the sensor element 2. For this reason, on the circuit including the sensor element 2, the joint portion between the sensor element 2 and the pressure port 3 with the bonding agent 4 interposed therebetween acts as a parasitic capacitance Cic having a relatively large capacity.

図4は、上記の寄生容量Cicを有する回路上での放電端子9aの作用を説明する図である。図4(a)は放電端子9aが設けられていない場合の回路模式図を示し、図4(b)は放電端子9aが設けられている場合の回路模式図を示している。これらの回路模式図において示すICおよび保護回路は、センサ素子2や接続部材7の搭載部7aに搭載された電子部品によって構成される回路を示している。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the discharge terminal 9a on the circuit having the parasitic capacitance Cic. FIG. 4A shows a circuit schematic diagram when the discharge terminal 9a is not provided, and FIG. 4B shows a circuit schematic diagram when the discharge terminal 9a is provided. The IC and the protection circuit shown in these circuit schematic diagrams indicate circuits constituted by electronic components mounted on the mounting portion 7a of the sensor element 2 and the connection member 7.

圧力検出装置1の製造時などにおいて、接続部材7の挿入部7cにコネクタ端子5aが挿入された状態で人体がコネクタ端子5aに触れると、人体に蓄積された電荷がESDにより放電され、コネクタ端子5aに高電圧が印加されることがある。このとき、放電端子9aが設けられていない図4(a)の場合には、人体からコネクタ端子5a、保護回路、IC、寄生容量CiCを経由して、ボディGND電位の金属筐体に至る充電経路が形成される。そのため、人体からコネクタ端子5aに向けて放出された電荷の大半は、容量の比較的大きな寄生容量CiCに流れ込む。その際、高電圧の電流がICすなわちセンサ素子2の処理回路を流れることで、処理回路内の抵抗素子等がジュール熱により焼損し、センサ素子2が破壊に至る恐れがある。なお、ノイズによる処理回路の誤動作を回避するために、コネクタ端子5aから保護回路までの配線と金属筐体との間にノイズパスとして作用する容量が設けられる場合もあるが、この場合にもESDによる電荷の少なくとも一部が寄生容量CiCに流れ込むため、同様にセンサ素子2が破壊に至る恐れがある。ただし、コネクタ端子5aに印加される高電圧がマイナス電圧の場合は、図4(a)とは電荷の流れが逆になる。   When the human body touches the connector terminal 5a in a state where the connector terminal 5a is inserted into the insertion portion 7c of the connection member 7 at the time of manufacturing the pressure detecting device 1, the electric charge accumulated in the human body is discharged by ESD, and the connector terminal A high voltage may be applied to 5a. At this time, in the case of FIG. 4A in which the discharge terminal 9a is not provided, charging from the human body via the connector terminal 5a, the protection circuit, the IC, and the parasitic capacitance CiC to the metal casing of the body GND potential. A path is formed. Therefore, most of the electric charge released from the human body toward the connector terminal 5a flows into the parasitic capacitance CiC having a relatively large capacitance. At that time, when a high-voltage current flows through the IC, that is, the processing circuit of the sensor element 2, the resistance element or the like in the processing circuit may be burned by Joule heat, and the sensor element 2 may be destroyed. In order to avoid malfunction of the processing circuit due to noise, a capacitor that acts as a noise path may be provided between the wiring from the connector terminal 5a to the protection circuit and the metal housing. Since at least a part of the electric charge flows into the parasitic capacitance CiC, the sensor element 2 may similarly be destroyed. However, when the high voltage applied to the connector terminal 5a is a negative voltage, the flow of charges is reversed from that in FIG.

一方、放電端子9aを設けた図4(b)の場合、放電端子9aと金属筐体との間に放電ギャップが形成される。ESDによる電荷がコネクタ端子5aから流れ込むと、金属筐体のGND電位に対して保護回路およびICの電位が上昇する。放電ギャップの電位傾度が空気の絶縁破壊レベルに達したところで放電ギャップが絶縁破壊され、放電端子9aから金属筐体に向けて放電が発生する。その結果、人体からコネクタ端子5aに向けて放出された電荷は、ICを通らずに放電端子9aから金属筐体に流れ込む。これにより、高電圧の電流がICに流れることを回避し、センサ素子2の破壊を防ぐことができる。なお、放電端子9aによる放電ギャップは、図4(b)に示すように、搭載部7aに搭載された電子部品によって構成される保護回路よりもコネクタ端子5a側に設けることが好ましい。   On the other hand, in the case of FIG. 4B in which the discharge terminal 9a is provided, a discharge gap is formed between the discharge terminal 9a and the metal casing. When the charge due to ESD flows from the connector terminal 5a, the potential of the protection circuit and the IC rises with respect to the GND potential of the metal casing. When the potential gradient of the discharge gap reaches the breakdown level of air, the discharge gap is broken down, and discharge is generated from the discharge terminal 9a toward the metal casing. As a result, the electric charge released from the human body toward the connector terminal 5a flows from the discharge terminal 9a into the metal casing without passing through the IC. Thereby, it is possible to prevent a high-voltage current from flowing through the IC and to prevent the sensor element 2 from being destroyed. In addition, as shown in FIG.4 (b), it is preferable to provide the discharge gap by the discharge terminal 9a in the connector terminal 5a side rather than the protection circuit comprised by the electronic component mounted in the mounting part 7a.

図4(b)の場合には、放電端子9aと金属筐体との間隔を調整することで、放電ギャップにおける絶縁破壊レベルを調節することが可能である。ESDによるセンサ素子2の破壊を防ぐためには、センサ素子2の耐電圧よりも低い電圧レベルで放電ギャップの絶縁破壊を引き起こすようにする必要がある。ここで、空気の絶縁破壊は、一般的に電位傾度E[V/m]が3[MV/m]以上で発生することが知られている。   In the case of FIG. 4B, the dielectric breakdown level in the discharge gap can be adjusted by adjusting the distance between the discharge terminal 9a and the metal casing. In order to prevent destruction of the sensor element 2 due to ESD, it is necessary to cause dielectric breakdown of the discharge gap at a voltage level lower than the withstand voltage of the sensor element 2. Here, it is known that the dielectric breakdown of air generally occurs when the electric potential gradient E [V / m] is 3 [MV / m] or more.

また、放電ギャップの絶縁破壊が起こる電圧レベルには、放電端子9aの先端形状も大きく関与する。具体的には、放電端子9aの先端が鋭いほど、放電ギャップの電位傾度が大きくなり、絶縁破壊を生じて放電し易くなる。ここで、放電端子9aは、前述のように接続部材7のモールド成型後の切断工程によって第2リードフレーム9に形成される。そのため、放電端子9aの先端形状は一般に、切断によって鋭く尖っている。したがって、比較的低い電圧レベルでも放電端子9aと金属筐体間の放電ギャップにて絶縁破壊を生じさせ、センサ素子2の破壊をより一層確実に防ぐことができる。   Further, the shape of the tip of the discharge terminal 9a is greatly involved in the voltage level at which the dielectric breakdown of the discharge gap occurs. Specifically, the sharper the tip of the discharge terminal 9a, the higher the potential gradient of the discharge gap, and the easier it is to discharge due to dielectric breakdown. Here, the discharge terminal 9a is formed on the second lead frame 9 by the cutting process after the molding of the connection member 7 as described above. Therefore, the tip shape of the discharge terminal 9a is generally sharply sharpened by cutting. Therefore, even at a relatively low voltage level, dielectric breakdown can occur in the discharge gap between the discharge terminal 9a and the metal housing, and the sensor element 2 can be more reliably prevented from being broken.

図5は、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9と金属筐体の位置関係を示す図である。図5では、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9と金属筐体の位置関係を分かりやすくするため、コネクタサブアセンブリー5のうちコネクタ端子5aの先端部を除いた部分と、接続部材7とを除去して、圧力検出装置1の外観を正面図により示している。   FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the first lead frame 8 and the second lead frame 9 and the metal housing. In FIG. 5, in order to facilitate understanding of the positional relationship between the first lead frame 8 and the second lead frame 9 and the metal housing, a portion of the connector subassembly 5 excluding the tip of the connector terminal 5 a and the connection member 7. And the external appearance of the pressure detection device 1 is shown by a front view.

本実施形態の圧力検出装置1では、第1リードフレーム8の下側の面、すなわちベース部材6側の面と、金属筐体におけるベース部材6の上側の面とは、絶縁体である接続部材7の樹脂や接着剤を間に挟んで、所定間隔で対向して配置されている。これにより、図5において破線で示した区間において、第1リードフレーム8と金属筐体の間に、寄生容量Ctを有する平行平板コンデンサを形成している。この平行平板コンデンサ領域は、図5に示すように、センサ素子2と接続されるボンディング部8aおよび接続部材7において電子部品が搭載される搭載部7aよりも、電気経路上でコネクタ端子5aが接触されるコネクタ接触部8bに近い位置に形成することが好ましい。Ctを寄生容量Cicと並列に設けることでESDの電荷を分流させることが可能となり、Cicの影響を軽減する効果が見込まれる。   In the pressure detection apparatus 1 of the present embodiment, the lower surface of the first lead frame 8, that is, the surface on the base member 6 side, and the upper surface of the base member 6 in the metal housing are connecting members that are insulators. 7 are arranged opposite to each other at a predetermined interval with a resin or adhesive 7 interposed therebetween. Accordingly, a parallel plate capacitor having a parasitic capacitance Ct is formed between the first lead frame 8 and the metal casing in a section indicated by a broken line in FIG. As shown in FIG. 5, the parallel plate capacitor region is in contact with the connector terminal 5a on the electrical path rather than the mounting portion 7a on which the electronic component is mounted in the bonding portion 8a connected to the sensor element 2 and the connection member 7. It is preferable to form at a position close to the connector contact portion 8b. By providing Ct in parallel with the parasitic capacitance Cic, the ESD charge can be shunted, and an effect of reducing the influence of Cic is expected.

また、第2リードフレーム9には、放電端子9aと押圧端子9bが形成されている。放電端子9aは、図5に示すように、第1リードフレーム8による平行平板コンデンサ領域とは異なる位置において、金属筐体との間に所定間隔を空けて配置されている。放電が起きやすくするために、放電端子9aの先端形状は前述のように鋭く尖っている。このようにすることで、放電端子9a以外からの不要な放電が無くなり、より確実にESDの高電圧からセンサ素子2を保護することができる。なお、第1リードフレーム8の平行平板コンデンサ領域とは異なり、放電による炭化を避けるため、放電端子9aの先端部と金属筐体の間には、接続部材7の樹脂や接着剤が配置されていないことが好ましい。   Further, the second lead frame 9 is formed with a discharge terminal 9a and a pressing terminal 9b. As shown in FIG. 5, the discharge terminal 9 a is disposed at a predetermined distance from the metal housing at a position different from the parallel plate capacitor region formed by the first lead frame 8. In order to facilitate discharge, the tip shape of the discharge terminal 9a is sharply pointed as described above. By doing so, unnecessary discharge from other than the discharge terminal 9a is eliminated, and the sensor element 2 can be more reliably protected from ESD high voltage. Unlike the parallel plate capacitor region of the first lead frame 8, in order to avoid carbonization due to discharge, the resin or adhesive of the connecting member 7 is disposed between the tip of the discharge terminal 9a and the metal housing. Preferably not.

放電端子9aと金属筐体間の距離は、0.1[mm]〜0.6[mm]の範囲で設定することが望ましい。この理由を以下に説明する。   The distance between the discharge terminal 9a and the metal housing is preferably set in the range of 0.1 [mm] to 0.6 [mm]. The reason for this will be described below.

圧力検出装置1のような自動車用部品の場合、インダクタンスが大きい他の自動車用部品を発生源とする高電圧ノイズ(サージ)が入力されることがある。数百[V]程度の大きさのサージ電圧が入力された場合でも、放電端子9aと金属筐体との間の絶縁を確保して導通状態にならないように、ある程度の距離を保つ必要がある。   In the case of an automotive part such as the pressure detection device 1, high voltage noise (surge) that is generated from another automotive part having a large inductance may be input. Even when a surge voltage of about several hundreds [V] is input, it is necessary to maintain a certain distance so as to ensure insulation between the discharge terminal 9a and the metal casing and not to be in a conductive state. .

空気の絶縁破壊は、先に説明した通り、一般的に電位傾度E[V/m]が3[MV/m]以上で発生することが知られている。ここで、一般的にサージ試験で想定されているサージ電圧の値は、300[V]程度である。これらの値を電位傾度E[V/m]の式、すなわち、E=V/d(ただし、V:電圧[V]、d:極板間距離[m])に当てはめると、放電端子9aと金属筐体の間の最小距離は0.1[mm]と計算される。   As described above, it is known that the breakdown of air generally occurs when the potential gradient E [V / m] is 3 [MV / m] or more. Here, the value of the surge voltage generally assumed in the surge test is about 300 [V]. When these values are applied to the equation of potential gradient E [V / m], that is, E = V / d (where V: voltage [V], d: distance between electrode plates [m]), The minimum distance between the metal housings is calculated as 0.1 [mm].

一方、ESDによるセンサ素子2の破壊を防ぐためには、前述のように、センサ素子2の耐電圧よりも低い電圧レベルで放電ギャップの絶縁破壊が起きる必要がある。ここで、センサ素子2に対して要求される耐電圧は、例えば、人体モデルでのESD耐圧試験の規格値の一つである2[kV]である。そのため、この規格値未満の電圧で確実に放電ギャップの絶縁破壊が生じて放電端子9aから放電が行われるように、放電端子9aと金属筐体の間の距離を設定しなければならない。   On the other hand, in order to prevent the destruction of the sensor element 2 due to ESD, as described above, the dielectric breakdown of the discharge gap needs to occur at a voltage level lower than the withstand voltage of the sensor element 2. Here, the withstand voltage required for the sensor element 2 is, for example, 2 [kV] which is one of the standard values of the ESD withstand voltage test in the human body model. Therefore, the distance between the discharge terminal 9a and the metal casing must be set so that the breakdown of the discharge gap is surely generated at a voltage less than the standard value and the discharge is performed from the discharge terminal 9a.

上記の規格値2[kV]に対して余裕を見込んだ値として、例えば1.8[kV]以上の電圧レベルになると、放電端子9aと金属筐体の間で絶縁破壊が生じるようにする。この場合、前述の電位傾度E[V/m]の式においてd=0.6[mm]としたときに、V=1.8[kV]で電位傾度E[V/m]が3[MV/m]となる。したがって、放電端子9aと金属筐体の間の最大距離は0.6[mm]と計算される。   As a value allowing for a margin with respect to the standard value 2 [kV], for example, when the voltage level is 1.8 [kV] or higher, dielectric breakdown occurs between the discharge terminal 9a and the metal casing. In this case, when d = 0.6 [mm] in the above-described equation of the potential gradient E [V / m], the potential gradient E [V / m] is 3 [MV] when V = 1.8 [kV]. / M]. Therefore, the maximum distance between the discharge terminal 9a and the metal housing is calculated as 0.6 [mm].

以上説明したように、放電端子9aと金属筐体間の距離は、下限値0.1[mm]以上、かつ上限値0.6[mm]以下の範囲で設定することが望ましい。ただし、これらの下限値と上限値の一方のみを採用することも可能である。すなわち、サージ電圧を考慮しなくてもよい場合は、放電端子9aと金属筐体間の距離を0.1[mm]未満としてもよい。また、センサ素子2の耐電圧が高い場合は、放電端子9aと金属筐体間の距離を0.6[mm]より大きくしてもよい。   As described above, it is desirable to set the distance between the discharge terminal 9a and the metal casing in a range of a lower limit value of 0.1 [mm] or more and an upper limit value of 0.6 [mm] or less. However, it is also possible to employ only one of these lower limit value and upper limit value. That is, when it is not necessary to consider the surge voltage, the distance between the discharge terminal 9a and the metal housing may be less than 0.1 [mm]. When the withstand voltage of the sensor element 2 is high, the distance between the discharge terminal 9a and the metal housing may be larger than 0.6 [mm].

なお、接続部材7をモールド樹脂で構成する場合、モールド成型時の制約により、第1リードフレーム8や第2リードフレーム9と金属筐体の間に配置できる最小の薄さが存在する。そこで、接続部材7とは異なる形状の接続部材を用いて、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9と金属筐体(ベース部材6)の間に接続部材の樹脂が配置されないようにして、接続部材とベース部材6を接合している接着剤を平行平板コンデンサの誘電体として利用してもよい。   When the connecting member 7 is made of a mold resin, there is a minimum thickness that can be disposed between the first lead frame 8 or the second lead frame 9 and the metal housing due to restrictions during molding. Therefore, by using a connection member having a shape different from that of the connection member 7, the resin of the connection member is not disposed between the first lead frame 8 and the second lead frame 9 and the metal housing (base member 6). An adhesive that joins the connecting member and the base member 6 may be used as a dielectric of the parallel plate capacitor.

図6は、接着剤を利用して平行平板コンデンサを構成する場合の接続部材の形状例を示す図である。図6(a)に示す接続部材13では、第1リードフレーム8の平行平板領域における下側の面、すなわちベース部材6側の面が接続部材13から露出された状態で、第1リードフレーム8が接続部材13に取り付けられる。第1リードフレーム8が取り付けられた接続部材13をベース部材6の上に載せると、接続部材13の底面、すなわち金属筐体(ベース部材6)に対向する接続部材13の面から、第1リードフレーム8の一部、すなわち第1リードフレーム8のベース部材6に対向する面が露出している状態となる。この状態で接続部材13を絶縁体の接着剤でベース部材6に張り付ける。ただし前述のように、放電による接着剤の炭化を避けるため、放電端子9aと金属筐体(ベース部材6)の間には接着剤が配置されないようにする。すると、接着剤が平行平板コンデンサの誘電体として作用し、第1リードフレーム8と金属筐体の間に寄生容量Ctが形成される。このとき、接着剤の量を制御して接着層の厚さを調節することで、寄生容量Ctにおいて所望の静電容量値を得ることができる。   FIG. 6 is a diagram showing an example of the shape of a connection member when a parallel plate capacitor is configured using an adhesive. In the connection member 13 shown in FIG. 6A, the first lead frame 8 with the lower surface in the parallel plate region of the first lead frame 8, that is, the surface on the base member 6 side exposed from the connection member 13. Is attached to the connecting member 13. When the connection member 13 to which the first lead frame 8 is attached is placed on the base member 6, the first lead is formed from the bottom surface of the connection member 13, that is, the surface of the connection member 13 facing the metal housing (base member 6). A part of the frame 8, that is, a surface facing the base member 6 of the first lead frame 8 is exposed. In this state, the connection member 13 is attached to the base member 6 with an insulating adhesive. However, as described above, in order to avoid carbonization of the adhesive due to discharge, the adhesive is not disposed between the discharge terminal 9a and the metal casing (base member 6). Then, the adhesive acts as a dielectric of the parallel plate capacitor, and a parasitic capacitance Ct is formed between the first lead frame 8 and the metal housing. At this time, a desired capacitance value can be obtained in the parasitic capacitance Ct by controlling the amount of the adhesive and adjusting the thickness of the adhesive layer.

また、図6(b)に示す接続部材14を用いてもよい。接続部材14の底面には、外縁に沿って形成された壁部14aと、壁部14aに囲われた充填部14bとが設けられている。充填部14bは、底面に対して壁部14aよりも窪んでいる。この接続部材14でも図6(a)の接続部材13と同様に、第1リードフレーム8の平行平板領域における下側の面、すなわちベース部材6側の面が接続部材14から露出された状態で、第1リードフレーム8が接続部材14に取り付けられる。第1リードフレーム8が取り付けられた接続部材14をベース部材6の上に載せると、壁部14aの底面が金属筐体(ベース部材6)と接触した状態となる。このとき、金属筐体に接続部材14を取り付ける際の位置決めを壁部14aによって行うようにしてもよい。さらに、壁部14aの突出形状に対応する溝や段差等を金属筐体側に形成しておき、この溝や段差等に壁部14aを合わせることで、接続部材14の位置決めが行われるようにしてもよい。また、金属筐体(ベース部材6)に対向する充填部14bの面から、第1リードフレーム8の一部、すなわち第1リードフレーム8のベース部材6に対向する面が露出している状態となる。この状態で充填部14bに絶縁体の接着剤を充填し、接続部材14をベース部材6に張り付ける。ただしこの場合も前述のように、放電による接着剤の炭化を避けるため、放電端子9aと金属筐体(ベース部材6)の間には接着剤が配置されないようにする。すると、接続部材13の場合と同様に、接着剤が平行平板コンデンサの誘電体として作用し、第1リードフレーム8と金属筐体の間に寄生容量Ctが形成される。このときの接着層の厚さは、壁部14aの高さとなるため、第1リードフレーム8および放電端子9aと金属筐体の間の距離のバラツキを抑えることができる。したがって、壁部14aの高さを調節することで、寄生容量Ctにおいて所望の静電容量値を正確に得ることができると共に、放電電圧のバラツキを抑えることができる。なお、充填部14bにおいて第1リードフレーム8の一部を露出させなくてもよい。   Moreover, you may use the connection member 14 shown in FIG.6 (b). On the bottom surface of the connecting member 14, a wall portion 14a formed along the outer edge and a filling portion 14b surrounded by the wall portion 14a are provided. The filling part 14b is recessed rather than the wall part 14a with respect to the bottom face. Similarly to the connection member 13 in FIG. 6A, this connection member 14 is also in a state where the lower surface in the parallel plate region of the first lead frame 8, that is, the surface on the base member 6 side is exposed from the connection member 14. The first lead frame 8 is attached to the connection member 14. When the connection member 14 to which the first lead frame 8 is attached is placed on the base member 6, the bottom surface of the wall portion 14a comes into contact with the metal casing (base member 6). At this time, you may make it perform positioning at the time of attaching the connection member 14 to a metal housing | casing by the wall part 14a. Further, a groove or step corresponding to the protruding shape of the wall 14a is formed on the metal casing side, and the wall 14a is aligned with the groove or step so that the connecting member 14 is positioned. Also good. Further, a state in which a part of the first lead frame 8, that is, a surface facing the base member 6 of the first lead frame 8 is exposed from the surface of the filling portion 14b facing the metal casing (base member 6). Become. In this state, the filling portion 14 b is filled with an insulating adhesive, and the connection member 14 is attached to the base member 6. However, in this case as well, as described above, in order to avoid carbonization of the adhesive due to electric discharge, the adhesive is not arranged between the discharge terminal 9a and the metal casing (base member 6). Then, as in the case of the connection member 13, the adhesive acts as a dielectric for the parallel plate capacitor, and a parasitic capacitance Ct is formed between the first lead frame 8 and the metal housing. Since the thickness of the adhesive layer at this time becomes the height of the wall portion 14a, variations in the distance between the first lead frame 8 and the discharge terminal 9a and the metal housing can be suppressed. Therefore, by adjusting the height of the wall portion 14a, a desired capacitance value can be accurately obtained in the parasitic capacitance Ct, and variations in the discharge voltage can be suppressed. Note that a part of the first lead frame 8 may not be exposed in the filling portion 14b.

さらに、金属筐体に接続部材14を取り付けた際に、壁部14aの底面に対して金属筐体が充填部14b内で第1リードフレーム8側に突き出るような配置としてもよい。たとえば、頂上部が平坦なテーブル状の凸形状部分を金属筐体に形成しておき、接続部材14を取り付けるときには、この凸形状部分を充填部14bの凹み部分に挿入することで、上記のような配置を実現できる。または、前述のように壁部14aの突出形状に対応する溝を金属筐体に設けておき、この溝に壁部14aを嵌め込むことでも、上記のような配置を実現できる。これにより、前述したようなモールド成型時の制約による最小樹脂厚みよりも小さい距離で、金属筐体と第1リードフレーム8とを配置できるため、寄生容量Ctを増大させることが可能となる。   Further, when the connection member 14 is attached to the metal casing, the metal casing may protrude toward the first lead frame 8 in the filling portion 14b with respect to the bottom surface of the wall portion 14a. For example, a table-like convex part with a flat top is formed on a metal casing, and when attaching the connecting member 14, the convex part is inserted into the concave part of the filling part 14b as described above. Can be realized. Alternatively, as described above, the above-described arrangement can also be realized by providing a groove corresponding to the protruding shape of the wall portion 14a in the metal housing and fitting the wall portion 14a into the groove. As a result, since the metal casing and the first lead frame 8 can be arranged at a distance smaller than the minimum resin thickness due to the restrictions at the time of molding as described above, the parasitic capacitance Ct can be increased.

同様に、金属筐体に接続部材14を取り付けた際に、壁部14aの底面に対して金属筐体が放電端子9a側に突き出るような配置としてもよい。これにより、前述したようなモールド成型時の制約による最小樹脂厚みよりも小さい距離で、金属筐体と放電端子9aとを配置できるため、放電電圧を小さくすることが可能となる。   Similarly, when the connection member 14 is attached to the metal casing, the metal casing may protrude toward the discharge terminal 9a with respect to the bottom surface of the wall portion 14a. As a result, the metal casing and the discharge terminal 9a can be arranged at a distance smaller than the minimum resin thickness due to the restrictions at the time of molding as described above, so that the discharge voltage can be reduced.

また、圧力検出装置1のESD耐性を向上させるには、寄生容量Cicの静電容量値を小さくすることも効果的である。具体的には、たとえばセンサ素子2を圧力ポート3に接合する接合剤4を厚くすることで、寄生容量Cicの静電容量値を小さくすることができる。ここで、平行平板コンデンサ容量C[F]は、極板の面積をS[m]、極板間距離をd[m]、誘電率をε[F/m]とすると、C=ε・S/dの式で表される。この式から、極板間距離dを大きくすると平行平板コンデンサ容量Cが小さくなることが分かる。そのため、センサ素子2の歪検出性能に影響のない範囲で接合剤4を厚くし、センサ素子2と圧力ポート3の間の距離を離すことで、寄生容量CiCの静電容量値を小さくして圧力検出装置1のESD耐性を向上させることが可能である。 In order to improve the ESD tolerance of the pressure detection device 1, it is also effective to reduce the capacitance value of the parasitic capacitance Cic. Specifically, for example, by increasing the thickness of the bonding agent 4 that bonds the sensor element 2 to the pressure port 3, the capacitance value of the parasitic capacitance Cic can be reduced. Here, the parallel plate capacitor capacitance C [F] is defined as C = ε ·, where S [m 2 ] is the area of the plates, d [m] is the distance between the plates, and ε [F / m] is the dielectric constant. It is represented by the formula of S / d. From this equation, it can be seen that the parallel plate capacitor capacitance C decreases as the electrode distance d increases. Therefore, by increasing the thickness of the bonding agent 4 within a range that does not affect the strain detection performance of the sensor element 2 and increasing the distance between the sensor element 2 and the pressure port 3, the capacitance value of the parasitic capacitance CiC is reduced. It is possible to improve the ESD tolerance of the pressure detection device 1.

以上説明した本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。   According to one embodiment of the present invention described above, the following operational effects are obtained.

(1)圧力検出装置1は、圧力媒体から受ける圧力により変形する変形部、すなわちダイアフラム3aを有する金属筐体と、変形部の変形を検出することで圧力を検出するセンサ素子2と、センサ素子2と電気的に接続された第1リードフレーム8と、第1リードフレーム8とは別の第2リードフレーム9と、第1リードフレーム8および第2リードフレーム9を保持する構造体、すなわち接続部材7とを備える。接続部材7には、センサ素子2と第1リードフレーム8を介して電気的に接続されるコネクタ端子5aを挿入するための挿入部7cが形成されている。挿入部7cには、第1リードフレーム8と、コネクタ端子5aを押圧して第1リードフレーム8と接触させるための押圧端子9bとが配置されている。第2リードフレーム9には、押圧端子9bと、金属筐体から所定間隔離れた位置で接続部材7から露出された放電端子9aとが形成されている。このようにしたので、コストアップを避けつつ、圧力センサである圧力検出装置1のESD耐性を向上させることができる。 (1) A pressure detecting device 1 includes a deforming portion that is deformed by pressure received from a pressure medium, that is, a metal housing having a diaphragm 3a, a sensor element 2 that detects pressure by detecting deformation of the deforming portion, and a sensor element. 2, a first lead frame 8 electrically connected to the second lead frame 9, a second lead frame 9 different from the first lead frame 8, and a structure that holds the first lead frame 8 and the second lead frame 9, that is, a connection Member 7. The connecting member 7 is formed with an insertion portion 7 c for inserting a connector terminal 5 a electrically connected to the sensor element 2 via the first lead frame 8. A first lead frame 8 and a pressing terminal 9b for pressing the connector terminal 5a to contact the first lead frame 8 are arranged in the insertion portion 7c. The second lead frame 9 is formed with a press terminal 9b and a discharge terminal 9a exposed from the connection member 7 at a position spaced apart from the metal housing by a predetermined distance. Since it did in this way, ESD tolerance of the pressure detection apparatus 1 which is a pressure sensor can be improved, avoiding a cost increase.

(2)第1リードフレーム8は、センサ素子2とワイヤボンディングにより接続された接続部、すなわちボンディング部8aと、押圧端子9bにより押圧されたコネクタ端子5aが接触するコネクタ接触部8bとを有し、ボンディング部8aとコネクタ接触部8bとの間の電気経路上に、電子部品が接続されている。このようにしたので、圧力検出装置1のノイズ耐性の向上が図れる。 (2) The first lead frame 8 has a connection portion connected to the sensor element 2 by wire bonding, that is, a bonding portion 8a, and a connector contact portion 8b to which the connector terminal 5a pressed by the pressing terminal 9b contacts. The electronic component is connected on the electrical path between the bonding portion 8a and the connector contact portion 8b. Since it did in this way, the noise tolerance of the pressure detection apparatus 1 can be improved.

(3)接続部材7、13または14は、接着剤により金属筐体と接合されている。この接着剤は、放電端子9aと金属筐体の間には配置されていない。このようにしたので、放電による接着剤の炭化を避け、放電端子9aと金属筐体とが導通してしまうことを防止できる。 (3) The connection member 7, 13 or 14 is joined to the metal casing by an adhesive. This adhesive is not disposed between the discharge terminal 9a and the metal casing. Since it did in this way, carbonization of the adhesive agent by discharge can be avoided and it can prevent that the discharge terminal 9a and a metal housing | casing conduct | electrically_connect.

(4)接着剤は絶縁体であり、第1リードフレーム8が有する第1の面、すなわち平行平板領域における金属筐体側の面と、金属筐体が有する第2の面、すなわちベース部材6の上面とは、接着剤を間に挟んで対向して配置されている。このようにしたので、第1リードフレーム8と金属筐体の間に寄生容量を生じさせ、圧力センサである圧力検出装置1の耐ノイズ性を向上させることができる。 (4) The adhesive is an insulator, and the first surface of the first lead frame 8, that is, the surface on the metal housing side in the parallel plate region, and the second surface of the metal housing, that is, the base member 6. The upper surface is disposed opposite to the adhesive with the adhesive interposed therebetween. Since it did in this way, a parasitic capacitance can be produced between the 1st lead frame 8 and a metal housing | casing, and the noise resistance of the pressure detection apparatus 1 which is a pressure sensor can be improved.

(5)接続部材14は、金属筐体と接する接触面、すなわち壁部14aの底面と、接触面に対して窪んでおり接着剤が充填される充填部14bとを有する。このような接続部材14を用いれば、壁部14aの高さを調節することで、放電端子9aからの放電が行われる放電電圧を所望の電圧値とすることができる。 (5) The connection member 14 has a contact surface in contact with the metal casing, that is, the bottom surface of the wall portion 14a, and a filling portion 14b that is recessed with respect to the contact surface and is filled with an adhesive. If such a connection member 14 is used, the discharge voltage at which discharge from the discharge terminal 9a is performed can be set to a desired voltage value by adjusting the height of the wall portion 14a.

(6)放電端子9aと金属筐体との間の所定間隔は、0.1mm以上であることが好ましい。このようにすれば、サージ電圧の入力による放電端子9aと金属筐体の導通を避けることができる。 (6) The predetermined distance between the discharge terminal 9a and the metal housing is preferably 0.1 mm or more. In this way, conduction between the discharge terminal 9a and the metal casing due to the input of the surge voltage can be avoided.

(7)また、放電端子9aと金属筐体との間の所定間隔は、0.6mm以下であることが好ましい。このようにすれば、センサ素子2の耐電圧以下で放電端子9aと金属筐体との間で絶縁破壊を生じさせ、センサ素子2の破損を避けることができる。 (7) Moreover, it is preferable that the predetermined space | interval between the discharge terminal 9a and a metal housing | casing is 0.6 mm or less. If it does in this way, dielectric breakdown will be produced between the discharge terminal 9a and a metal housing | casing below withstand voltage of the sensor element 2, and damage to the sensor element 2 can be avoided.

(8)金属筐体は、圧力媒体を変形部に導入する圧力ポート3と、接続部材7と接合されるベース部材6とを含む。このようにしたので、耐ノイズ性が高い圧力検出装置1を構成することができる。 (8) The metal housing includes the pressure port 3 for introducing the pressure medium into the deforming portion, and the base member 6 joined to the connection member 7. Since it did in this way, the pressure detection apparatus 1 with high noise resistance can be comprised.

なお、以上説明した実施形態では、歪検出素子と処理回路が一体となった1チップタイプのセンサ素子2を例に取り説明したが、1チップタイプ以外のセンサ素子、すなわち歪ゲージと処理回路が別々の基板上に形成されているセンサ素子においても、同様に本発明を適用可能である。この場合、一般的に歪ゲージは金属筐体に最も近い場所に絶縁された状態で配置されるため、歪ゲージと金属筐体の間に大きな静電容量値を有する寄生容量が形成される。そのため、ESDによる電荷がその寄生容量に流れ込む際に処理回路を通ることで、センサ素子の破壊を引き起こす恐れがある。したがって、この場合でも実施形態と同様の対策が効果的である。   In the above-described embodiment, the description has been given by taking the one-chip type sensor element 2 in which the strain detection element and the processing circuit are integrated as an example. However, a sensor element other than the one-chip type, that is, the strain gauge and the processing circuit, The present invention can be similarly applied to sensor elements formed on different substrates. In this case, since the strain gauge is generally arranged in a state of being insulated at a location closest to the metal casing, a parasitic capacitance having a large capacitance value is formed between the strain gauge and the metal casing. Therefore, the sensor element may be destroyed by passing through the processing circuit when the charge due to ESD flows into the parasitic capacitance. Therefore, even in this case, the same measures as in the embodiment are effective.

また、実施形態で説明した圧力検出装置1は、自動車に搭載され、作動油や液体燃料等の圧力媒体の圧力を検出するものとして説明したが、他の用途で用いられる圧力検出装置についても、同様に本発明を適用可能である。金属筐体にセンサ素子が絶縁された状態で近接して配置され、金属筐体がGND電位になっているものであれば、様々な圧力検出装置について、本発明によるESD耐性の向上を有効に作用させることができる。たとえば荷重を歪みとして検出するセンサでは、大きな力がセンサに印加されるため、受圧部分に樹脂等を使用できない。また、センサ素子の台座も強固に構成する必要がある。したがって、こうしたセンサの筐体は必然的に金属により構成されることとなり、実施形態で説明した圧力検出装置1と類似の構成となるため、本発明を同様に適用することでESD耐性の向上を図ることができる。   Moreover, although the pressure detection apparatus 1 demonstrated in embodiment was mounted in the motor vehicle and demonstrated as what detects the pressure of pressure media, such as hydraulic oil and liquid fuel, also about the pressure detection apparatus used for another use, Similarly, the present invention can be applied. As long as the sensor element is arranged close to the metal casing in an insulated state and the metal casing is at a GND potential, the ESD resistance improvement according to the present invention can be effectively achieved for various pressure detection devices. Can act. For example, in a sensor that detects a load as strain, a large force is applied to the sensor, and therefore resin or the like cannot be used for the pressure receiving portion. In addition, it is necessary to firmly configure the pedestal of the sensor element. Accordingly, the casing of such a sensor is necessarily made of metal, and has a configuration similar to that of the pressure detection device 1 described in the embodiment. Therefore, the ESD resistance can be improved by applying the present invention in the same manner. Can be planned.

なお、上記センサにおいて使用されるセンサ素子についても前述のように、歪検出素子と処理回路が一体となった1チップタイプのセンサ素子であってもよいし、これらが別々の基板上に形成されていてもよい。いずれの場合でも、実施形態で説明したのと同様の作用効果が得られる。   As described above, the sensor element used in the sensor may be a one-chip type sensor element in which the strain detection element and the processing circuit are integrated, or may be formed on separate substrates. It may be. In either case, the same effects as described in the embodiment can be obtained.

本発明が適用される圧力検出装置は、実施形態で説明したようなドーナツ型の形状に限らず、他の形状であってもよい。これまでに説明したような技術要素が組み込まれていれば、どのような形状としても問題無い。   The pressure detection device to which the present invention is applied is not limited to the donut shape as described in the embodiment, and may have other shapes. As long as the technical elements as described above are incorporated, there is no problem in any shape.

以上説明したように、圧力検出装置において本発明を適用することで、異種金属結合を発生させず、かつ特別な加工をせずに、ESD耐性を向上させることができる。また、これはチップコンデンサを用いない構成であるため、接続信頼性の向上、コストダウン、そして省スペース化が期待できる。   As described above, by applying the present invention to the pressure detection device, it is possible to improve the ESD resistance without generating a dissimilar metal bond and without performing special processing. Further, since this is a configuration that does not use a chip capacitor, it can be expected to improve connection reliability, reduce costs, and save space.

以上説明した実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。   The embodiment and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. Moreover, although various embodiment and the modification were demonstrated above, this invention is not limited to these content. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.

1 圧力検出装置
2 センサ素子
3 圧力ポート
3a ダイアフラム
3b 台座面
4 接合剤
5 コネクタサブアセンブリー
5a コネクタ端子
6 ベース部材
7 接続部材
7a 搭載部
7b 差し込みガイド
7c 挿入部
8 第1リードフレーム
8a ボンディング部
8b コネクタ接触部
9 第2リードフレーム
9a 放電端子
9b 押圧端子
10 ワイヤ
11 カバー
12 シリコーンゲル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure detection apparatus 2 Sensor element 3 Pressure port 3a Diaphragm 3b Base surface 4 Bonding agent 5 Connector subassembly 5a Connector terminal 6 Base member 7 Connection member 7a Mounting part 7b Insertion guide 7c Insertion part 8 1st lead frame 8a Bonding part 8b Connector contact portion 9 Second lead frame 9a Discharge terminal 9b Press terminal 10 Wire 11 Cover 12 Silicone gel

Claims (8)

圧力媒体から受ける圧力により変形する変形部を有する金属筐体と、
前記変形部の変形を検出することで前記圧力を検出する検出素子と、
前記検出素子と電気的に接続された第1のリードフレームと、
前記第1のリードフレームとは別の第2のリードフレームと、
前記第1のリードフレームおよび前記第2のリードフレームを保持する構造体と、を備え、
前記構造体には、前記検出素子と前記第1のリードフレームを介して電気的に接続されるコネクタ端子を挿入するための挿入部が形成されており、
前記挿入部には、前記第1のリードフレームと、前記コネクタ端子を押圧して前記第1のリードフレームと接触させるための押圧端子とが配置されており、
前記第2のリードフレームには、前記押圧端子と、前記金属筐体から所定間隔離れた位置で前記構造体から露出された放電端子とが形成されている圧力検出装置。
A metal housing having a deforming portion that is deformed by pressure received from the pressure medium;
A detection element that detects the pressure by detecting the deformation of the deformation portion;
A first lead frame electrically connected to the detection element;
A second lead frame different from the first lead frame;
A structure for holding the first lead frame and the second lead frame,
The structure is formed with an insertion portion for inserting a connector terminal electrically connected to the detection element via the first lead frame,
In the insertion portion, the first lead frame and a pressing terminal for pressing the connector terminal to contact the first lead frame are arranged,
The pressure detection device, wherein the second lead frame is formed with the pressing terminal and a discharge terminal exposed from the structure at a position spaced apart from the metal housing by a predetermined distance.
請求項1に記載の圧力検出装置において、
前記第1のリードフレームは、前記検出素子とワイヤボンディングにより接続された接続部と、前記押圧端子により押圧された前記コネクタ端子が接触する接触部とを有し、
前記接続部と前記接触部との間の電気経路上に、電子部品が接続されている圧力検出装置。
The pressure detection device according to claim 1,
The first lead frame has a connection portion connected to the detection element by wire bonding, and a contact portion to which the connector terminal pressed by the pressing terminal comes into contact,
A pressure detection device in which an electronic component is connected on an electrical path between the connection portion and the contact portion.
請求項1または2に記載の圧力検出装置において、
前記構造体は、接着剤により前記金属筐体と接合されており、
前記接着剤は、前記放電端子と前記金属筐体の間には配置されていない圧力検出装置。
The pressure detection device according to claim 1 or 2,
The structure is bonded to the metal casing by an adhesive,
The pressure detection device in which the adhesive is not disposed between the discharge terminal and the metal casing.
請求項3に記載の圧力検出装置において、
前記接着剤は絶縁体であり、
前記第1のリードフレームが有する第1の面と、前記金属筐体が有する第2の面とは、前記接着剤を間に挟んで対向して配置されている圧力検出装置。
The pressure detection device according to claim 3,
The adhesive is an insulator;
A pressure detection device in which a first surface of the first lead frame and a second surface of the metal housing are arranged to face each other with the adhesive interposed therebetween.
請求項4に記載の圧力検出装置において、
前記構造体は、前記金属筐体と接する接触面と、前記接触面に対して窪んでおり前記接着剤が充填される充填部とを有する圧力検出装置。
The pressure detection device according to claim 4,
The said structure is a pressure detection apparatus which has the contact surface which contact | connects the said metal housing | casing, and the filling part which is depressed with respect to the said contact surface and is filled with the said adhesive agent.
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の圧力検出装置において、
前記所定間隔は、0.1mm以上である圧力検出装置。
In the pressure detection device according to any one of claims 1 to 5,
The pressure detecting device, wherein the predetermined interval is 0.1 mm or more.
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の圧力検出装置において、
前記所定間隔は、0.6mm以下である圧力検出装置。
In the pressure detection device according to any one of claims 1 to 6,
The pressure detecting device, wherein the predetermined interval is 0.6 mm or less.
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の圧力検出装置において、
前記金属筐体は、前記圧力媒体を前記変形部に導入する圧力ポートと、前記構造体と接合されるベース部材とを含む圧力検出装置。
In the pressure detection device according to any one of claims 1 to 7,
The metal casing includes a pressure port for introducing the pressure medium into the deforming portion, and a base member joined to the structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021167758A (en) * 2020-04-10 2021-10-21 株式会社鷺宮製作所 Pressure sensor

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