JP2022176655A - 圧力センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力センサ装置からのデジタル出力信号における波形なまりを低減する。【解決手段】圧力を電気信号に変換する圧力センサユニットと、圧力センサユニットを収納するケースと、ケースの外部に露出する複数のリード端子と、を備えた圧力センサ装置であって、複数のリード端子は、電気信号に基づく信号を出力する出力端子および圧力センサユニットに電力を供給する電源端子の一方に対応する第１端子、出力端子および電源端子の他方に対応する第２端子、およびグランド端子を少なくとも含み、グランド端子、第１端子、および第２端子は、ケースの外部においてグランド端子、第１端子、および第２端子の順番で配列される。圧力センサ装置は、ケースの内部において、グランド端子と第２端子との間にまたがって配置された第２端子用コンデンサを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、圧力センサ装置に関する。

隣り合うリード端子間にまたがってノイズ低減用のチップコンデンサが設けられた圧力センサ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、樹脂ケースが、圧力センサユニットを囲むように突出した壁部を含んでおり、壁部の下の位置にチップコンデンサを配置した圧力センサ装置が知られている（引用文献２参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００７－２８６０１５号公報
［特許文献２］ 特開２０１６－６１６６１号公報

圧力センサ装置からのデジタル出力信号を受信装置が確実に受信するためには、出力信号における波形なまりを低減することが望ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、圧力センサ装置を提供する。圧力センサ装置は、圧力センサユニット、ケース、および複数のリード端子を備えてよい。圧力センサユニットは、圧力を電気信号に変換してよい。ケースは、圧力センサユニットを収納してよい。複数のリード端子は、ケースの外部に露出してよい。複数のリード端子は、第１端子、第２端子、およびグランド端子を少なくとも含んでよい。第１端子は、出力端子および電源端子の一方に対応してよい。出力端子は、電気信号に基づく信号を出力してよい。電源端子は、圧力センサユニットに電力を供給してよい。第２端子は、出力端子および電源端子の他方に対応してよい。グランド端子、第１端子、および第２端子は、ケースの外部においてグランド端子、第１端子、および第２端子の順番で配列されてよい。圧力センサ装置は、ケースの内部において、グランド端子と第２端子との間にまたがって配置された第２端子用コンデンサを備えてよい。

圧力センサ装置は、ケースの内部において、グランド端子と第１端子との間に配置された第１端子用コンデンサをさらに備えてよい。

第１端子用コンデンサおよび第２端子用コンデンサは、リード端子の裏面に配置されてよい。

ケースは、ベース部および壁部を備えてよい。ベース部は、圧力センサユニットが配置されてよい。壁部は、圧力センサユニットを囲むようにベース部から突出してよい。第１端子用コンデンサおよび第２端子用コンデンサは、上面視において壁部と重なる位置にそれぞれ配置されてよい。

グランド端子は、上面視において第２端子用コンデンサと壁部とが重なる位置まで延伸してよい。

グランド端子の一端は、ケースの外部に露出してよい。グランド端子の他端は、第１延伸部と第２延伸部とに分岐してよい。第１延伸部および第２延伸部は、圧力センサユニットを挟むように配置されてよい。第１延伸部および第２延伸部は、それぞれ壁部まで延伸してよい。

グランド端子の一端は、ケースの外部に露出してよい。グランド端子の他端は、圧力センサユニットの少なくとも３辺に沿って延伸してよい。

ケースは、グランド端子が露出する第１面と、圧力センサユニットを挟んで第１面と反対側に位置する第２面とを含んでよい。複数のリード端子は、さらに第２面から露出する複数の補助端子を含んでよい。圧力センサ装置は、補助端子用コンデンサをさらに備えてよい。補助端子用コンデンサは、グランド端子と複数の補助端子のうちの少なくとも一部との間に配置されてよい。

複数の補助端子は、第１補助端子群および第２補助端子群を含んでよい。第１補助端子群は、補助端子用コンデンサを介してグランド端子にケースの内部において接続されてよい。第２補助端子群は、補助端子用コンデンサを介してグランド端子に接続されなくてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明の一実施形態における圧力センサ装置１を模式的に示す図である。 圧力センサ装置１を模式的に示す断面図である。 裏面側から見た圧力センサ装置１を模式的に示す図である。 壁部と各コンデンサとの位置関係を模式的に示す図である。 比較例における圧力センサ装置１を示す図である。 本発明の一実施形態における圧力センサ装置２による出力信号の一例を示す図である。 比較例における圧力センサ装置２による出力信号の一例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

本明細書においては、圧力センサユニットの深さ方向と平行な方向における一方の側を「上」、他方の側を「下」と称する。圧力センサユニットの２つの主面のうち、一方の面を上面、他方の面を下面と称する。「上」、「下」の方向は重力方向に限定されない。

本明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書では、圧力センサユニットの上面と平行な面をＸＹ面とし、圧力センサユニットの深さ方向をＺ軸とする。特に、圧力センサユニットおよびリード端子においてワイヤボンディングされている側を「おもて面」と称し、ワイヤボンディングされていない側を「裏面」と称する。

図１は、本発明の一実施形態における圧力センサ装置１を模式的に示す図である。圧力センサ装置１は、半導体圧力センサであり、自動車分野など広範囲の分野で利用されている。圧力センサ装置１は、小型軽量化、低コスト化、および品質信頼性の向上とともに、ノイズおよび電磁波による誤動作防止が望まれている。本実施形態の圧力センサ装置１は、複数のリード端子、およびリード端子間に設けられるコンデンサの配置構成によって、ノイズを軽減するとともに、出力波形の品質を向上する。

圧力センサ装置１は、圧力センサユニット１０、ケース２０、および複数のリード端子３０を備える。圧力センサユニット１０は保護剤によって覆われているので、圧力センサ装置１の上面には、圧力センサユニット１０は露出していない。図１では、説明のために、点線で圧力センサユニット１０を示している。

圧力センサユニット１０は、絶対圧センサであってよい。絶対圧センサは、ダイヤフラムの下面側に配置された密閉空間における圧力と、ダイヤフラムの上面側の被測定空間における圧力との差圧を測定するセンサである。密閉空間における圧力は、一例として真空である。

圧力センサユニット１０は、被測定空間からの圧力を検出する。圧力センサユニット１０は、圧力を電気信号に変換する。圧力センサユニット１０は、一例として、印加される圧力に応じた抵抗値変化が生じるピエゾ抵抗素子を有する。ピエゾ抵抗素子は、シリコン等の半導体基板に形成された拡散抵抗素子であってよい。ピエゾ抵抗は、たとえばホイーストンブリッジを構成し、電流や電圧を印加することで、圧力に比例した電位差が得られる。

ケース２０は、圧力センサユニット１０を収納する。ケース２０は、ベース部２２および壁部２４を含む。ベース部２２には、圧力センサユニット１０が配置される。壁部２４は、ベース部２２の上面において圧力センサユニット１０を囲むように設けられる。ケース２０は、ベース部２２および壁部２４によって、凹部２６を形成する。

ベース部２２および壁部２４は、一例として樹脂で形成される。壁部２４は、ベース部２２と一体に設けられてよい。壁部２４は、一例として筒形状を有する。筒形状の上部は、被測定空間と接続される開放端になっている。

複数のリード端子３０は、圧力センサユニット１０と外部配線との間の電気的接続をする外部端子である。複数のリード端子３０は、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３を備える。第１端子３２は、出力端子ＯＵＴおよび電源端子ＶＣＣの一方に対応する。第２端子３３は、出力端子ＯＵＴおよび電源端子ＶＣＣの他方に対応する。出力端子ＯＵＴは、電気信号に基づく信号を出力する。電源端子ＶＣＣは、圧力センサユニット１０に電力を供給する。本例では、第１端子３２が出力端子ＯＵＴであり、第２端子３３が電源端子ＶＣＣである。但し、第１端子３２が電源端子ＶＣＣであり、第２端子３３が出力端子ＶＣＣであってもよい。

グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３は、ケース２０の外部においてグランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の順番で配列されている。本例においては、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３は、Ｙ軸の＋方向から－方向に向かって、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の順番で配列されている。しかしながら、Ｙ軸の－方向から＋方向に向かって、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の順番で配列されていてもよい。なお、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の間に他の端子が設けられている場合も、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の並び順である限り、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の順番で配列されている場合に含まれる。

複数のリード端子３０は、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３以外の端子を含んでよい。本例では、複数のリード端子３０は、温度補正用端子３４および各種の補助端子３５、３６、３７、３８を含む。ケース２０は、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３が露出する第１面１０１と、圧力センサユニット１０を挟んで第１面１０１と反対側に位置する第２面１０２とを含む。複数の補助端子３５、３６、３７、３８は、第２面１０２からケース２０の外部に露出してよい。本例では、温度補正用端子３４は、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３と同様に第１面１０１からケース２０の外部に露出している。本例では、温度補正用端子３４は、グランド端子３１を挟んで第１端子３２の反対側に設けられている。しかしながら、温度補正用端子３４の位置はこの場合に限られず、また温度補正用端子３４が設けられていなくてもよい。

図２は、圧力センサ装置１を模式的に示す断面図である。図２は、図１におけるａ－ａ´断面の一例を模式的に示す。

圧力センサユニット１０は、支持基板１１および圧力センサチップ１２を備える。支持基板１１は、ガラス等の絶縁材料で形成される。圧力センサチップ１２は、支持基板１１に固定される。圧力センサチップ１２はシリコン等の半導体材料で形成される。圧力センサチップ１２の上面側には、圧力センサ部１００とその周囲に制御回路部１１０（点線で示す）が設けられている。圧力センサ部１００は、ダイヤフラム構造１３が設けられている。ダイヤフラム構造１３の主面には、ピエゾ抵抗効果を有する材料で形成された複数個の半導体ゆがみゲージ（不図示）が接続されている。制御回路部１１０は、圧力センサ部１００の出力の増幅や調整を行う回路を備えている。複数の補助端子３５、３６、３７、３８は、制御回路部１１０内の圧力センサ部１００の出力を調整する回路と電気的に接続されてよく、調整用のデータの入出力用として用いてよい。

圧力センサチップ１２には、ダイヤフラム構造１３の下方に密閉空間１４が設けられる。本例の密閉空間１４は、ダイヤフラム構造１３と支持基板１１を真空中で接合して形成された真空基準室であってよい。圧力センサユニット１０は、密閉空間１４の圧力と、ダイヤフラム構造１３に加わる被測定空間の圧力との差圧に応じて半導体ゆがみゲージの抵抗が変化し、その変化量が電気信号として出力される。

圧力センサチップ１２の上面には、絶縁膜（図示しない）を介して電極パッド１５が設けられている。電極パッド１５は、ボンディングワイヤ１６によりリード端子３０とケース２０内部において電気的に接続される。ボンディングワイヤ１６は、アルミニウムで形成されてよい。圧力センサユニット１０は、ケース２０の内部に接着材１７で固定される。この例では、圧力センサユニット１０の圧力センサ部１００と回路部１１０とが同一チップに形成されているが、圧力センサ部１００と制御回路部１１０とを異なる半導体チップに形成して、圧力センサユニット１０が複数のチップから構成されてもよい。複数のチップ間の電気的接続は、ボンディングワイヤを用いることができる。

圧力センサユニット１０は、半導体ゆがみゲージの抵抗の変化量に基づく圧力の測定結果であるアナログ信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を得て、デジタル信号を出力端子ＯＵＴから出力してよい。

ケース２０内には、圧力センサユニット１０の上面を覆うように保護剤２８が充填されている。保護剤２８は、圧力センサユニット１０およびボンディングワイヤ１６を圧力媒体から保護する。保護剤２８は、シリコーンゲル等のゲルで形成される。

圧力センサユニット１０の側面と対向するケース２０の側面との間の距離Ｄ１は、ベース部２２の上面から圧力センサユニット１０上面までの深さＤ２以上とすることが望ましい。すなわち、Ｄ１／Ｄ２≧１となることが望ましい。本例では、圧力センサユニット１０の側面と対向するケース２０の内側面は、壁部２４の内側面２７である。本例では、圧力センサユニット１０の側面と壁部２４の内側面２７との間においてベース部２２に段差を設けずに平坦な形状としている。このような構成によって、距離Ｄ１を大きくし、深さＤ２を小さくすることができる。

圧力センサユニット１０の圧力センサチップ１２とケース２０の内側面との距離Ｄ１を大きくし、深さＤ２を小さくして、Ｄ１／Ｄ２≧１とすることにより、塗布された保護剤２８に圧力が印加された場合において、保護剤２８の表面に応力集中が発生することを防止し、保護剤２８の破損のリスクを低減することができる。

後述するとおり、圧力センサ装置１は、グランド端子３１と第１端子３２との間に第１端子用コンデンサ４０を有する。また、圧力センサ装置１は、グランド端子３１と第２端子３３との間に第２端子用コンデンサを有する。圧力センサユニット１０の側面と壁部２４の内側面２７との間においてベース部２２に段差を設けずに平坦な形状とすることで、ベース部２２の厚みが小さくなりベース部２２が変形しやすくなるおそれがある。したがって、ベース部２２が変形した場合であっても、第１端子用コンデンサ４０および第２端子用コンデンサ４１を配置した部分の変形を抑制することが望ましい。本例によれば、第１端子用コンデンサ４０および第２端子用コンデンサ４１は、上面視において、壁部２４と重なる位置にそれぞれ配置される。上面視とは、＋Ｚ軸方向から見た場合を意味する。第１端子用コンデンサ４０および第２端子用コンデンサを配置した部分の変形を抑制することができる。

図３は、裏面側から見た圧力センサ装置１を模式的に示す図である。図４は、壁部と各コンデンサとの位置関係を模式的に示す図である。なお、図３では、ケース２０は点線で示されている。図４においては、ケース２０の壁部２４の位置をハッチングにより模式的に示している。

図３において、圧力センサ装置１は、ケース２０の内部において、グランド端子３１と第２端子３３との間にまたがって配置された第２端子用コンデンサ４１を備える。さらに、圧力センサ装置１は、ケース２０の内部において、グランド端子３１と第１端子３２との間にまたがって配置された第１端子用コンデンサ４０を備える。第１端子用コンデンサ４０および第２端子用コンデンサ４１は、リード端子３０の裏面に配置されてよい。

グランド端子３１と電源端子ＶＣＣとの間に配置されたコンデンサ（図３では第２端子用コンデンサ４１）は、高周波でインピーダンスが下がるため、高周波のノイズをグランドに逃がす。グランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間に配置されたコンデンサ（図３では第１端子用コンデンサ４０）は、電磁波等により出力信号に重畳したノイズ成分を除去する。グランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間に配置されたコンデンサは、静電気による圧力センサユニット１０の誤動作および破損を防止する。

グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３が、ケース２０の外部においてグランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の順番で配列されている。この場合、グランド端子３１と第１端子３２とは隣り合って配列されているので、グランド端子３１と第１端子３２とにまたがって第１端子用コンデンサ４０を配置しやすい。一方、グランド端子３１と第２端子３３とは、ケース２０の外部において隣り合って配列されていないため、グランド端子３１と第２端子３３とにまたがって第２端子用コンデンサ４１を配置することは困難である。

本実施形態と異なり、ケース２０の外部においてグランド端子３１を基準として、グランド端子３１の両側に、第１端子３２および第２端子３３が配列される場合には、グランド端子３１と第１端子３２との間、グランド端子３１と第２端子３３との間に、それぞれコンデンサを配置しやすいが、端子配列が制限される。具体的には、電源端子ＶＣＣとグランド端子３１とが隣り合っている場合にしか適用ができない。

本実施形態では、グランド端子３１がケース２０内において延伸させて引き回される。これにより、グランド端子３１と隣り合っていない第２端子３３とグランド端子３１との間においても、端子間にまたがって第２端子用コンデンサ４１を配置することができる。

本例において、図４に示されるとおり、グランド端子３１は、上面視において第２端子用コンデンサ４１と壁部２４とが重なる位置まで延伸する。一例において、グランド端子３１の一端がケース２０の外部に露出している。グランド端子３１の他端は、第１延伸部３１０と第２延伸部３２０とに分岐している。第１延伸部３１０および第２延伸部３２０は、圧力センサユニット１０を挟むように配置される。図４に示されるように、第１延伸部３１０および第２延伸部３２０は、それぞれ壁部２４まで延伸している。但し、本実施形態は、この場合に限られず、一例において、第２延伸部３２０は省略されてもよい。また、グランド端子３１は、３つ以上に分岐してもよい。

第１延伸部３１０は、一例において、第１配線引き回し部３１１、第１パッド部３１２、および第１延長部３１３を備える。第１配線引き回し部３１１は、第１端子３２と圧力センサユニット１０との間の空間を経由して第２端子３３と隣り合う位置まで延伸する。第１パッド部３１２は、第１配線引き回し部３１１に連結しており、第２端子３３と隙間をあけて対向する。第１パッド部３１２と第２端子３３との間の隙間を横切るように第２端子用コンデンサ４１が配置される。第１延長部３１３は、第１パッド部３１２からさらに延長された部分である。本例では、第１延長部３１３は、ケース２０の側面に沿ってＸ軸方向に延びる。

第２延伸部３２０は、一例において、第２配線引き回し部３２１、第２パッド部３２２、および第２延長部３２３を備える。第２配線引き回し部３２１は、第１配線引き回し部３１１との分岐点から、温度補正用端子３４と隣り合う位置まで延伸する。第２パッド部３２２は、第２配線引き回し部３２１に連結しており、温度補正用端子３４と隙間をあけて対向する。第２パッド部３２２と温度補正用端子３４との間にまたがって温度補正用端子用コンデンサ４２が配置される。

図３に示さるとおり、グランド端子３１の他端は、少なくとも圧力センサユニット１０の辺１０３、辺１０４、辺１０５に沿って延伸してよい。本例では、第１配線引き回し部３１１および第２配線引き回し部３２１が、圧力センサユニット１０の３辺に沿って延伸している。

圧力センサ装置１は、ケース２０内において、複数の補助端子３５、３６、３７、３８の少なくとも一部とグランド端子３１との間にまたがって配置された補助端子用コンデンサ４３および４４をさらに備えてよい。一例として、補助端子３８とグランド端子３１の間に補助端子用コンデンサ４３が設けられ、補助端子３７とグランド端子３１の間に補助端子用コンデンサ４４が設けられてよい。一方、補助端子３５および補助端子３６は、補助端子用コンデンサを介してグランド端子３１に接続されない。換言すれば、複数の補助端子３５、３６、３７、３８は、補助端子用コンデンサ４３、４４を介してグランド端子３１にケース２０の内部において接続される第１補助端子群（３７、３８）と、補助端子用コンデンサ４３，４４を介してグランド端子３１に接続されない第２補助端子群（３５、３６）を含んでよい。第２補助端子群（３５、３６）は、第１補助端子群（３７、３８）に比べてノイズに強い端子となっている。一例として、第１補助端子群（３７、３８）はアナログ信号の入出力端子でよく、第２補助端子群（３５、３６）はデジタル信号の入出力端子でよい。デジタル信号を入力する端子は図示しないプルダウン抵抗によりグランドに接続している。また、入力インピーダンスが高いため、ノイズはプルダウン抵抗を介してグランドに逃げる。したがって、グランド端子３１にコンデンサを介して接続することを省略することができる。これにより、グランド端子３１を引き回す面積を軽減することができる。

特に、本例では、第２端子３３と補助端子３８とが長手方向に延びており、端面同士が隙間をあけて対向している。この隙間に第１パッド部３１２が設けられる。そして、第１パッド部３１２と第２端子３３との間には、第２端子用コンデンサ４１がまたがって設けられ、第１パッド部３１２と補助端子３８との間には、補助端子用コンデンサ４３がまたがって設けられる。したがって、第１パッド部３１２を、第２端子用コンデンサ４１および補助端子用コンデンサ４３に共通のパッド部として用いることができる。これにより別々にパッド部を用いる場合に比べて、省スペース化を実現することができる。

同様に、第２パッド部３２２が、温度補正用端子用コンデンサ４２および補助端子用コンデンサ４４に共通のパッド部として用いることができる。これにより別々にパッド部を用いる場合に比べて、省スペース化を実現することができる。

なお、第１端子用コンデンサ４０、第２端子用コンデンサ４１、補助端子用コンデンサ４３、および補助端子用コンデンサ４３は、チップコンデンサであってよい。第１端子用コンデンサ４０、第２端子用コンデンサ４１、補助端子用コンデンサ４３、および補助端子用コンデンサ４３は、はんだ接合によって対応するリード端子３０に接続されてよい。

また、第１端子用コンデンサ４０、第２端子用コンデンサ４１、補助端子用コンデンサ４３、および補助端子用コンデンサ４３をそれぞれのリード端子に、はんだ接合した後に、インサート樹脂成型することによって、ケース２０を構成する樹脂内に各コンデンサを埋め込んでもよい。第１端子用コンデンサ４０、第２端子用コンデンサ４１、補助端子用コンデンサ４３、および補助端子用コンデンサ４３は、それぞれリード端子３０の裏面に配置されてよい。裏面に配置されることで、ボンディングワイヤとの干渉を避けることができる。

第１端子用コンデンサ４０、第２端子用コンデンサ４１、補助端子用コンデンサ４３、および補助端子用コンデンサ４３の静電容量値は、適宜に選択してよい。特に、グランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間のコンデンサの静電容量は、出力されるデジタル信号（矩形波）が後続する受信装置で読み取れる波形となるように算出された時定数に基づいて任意に選択してよい。また、グランド端子３１と電源端子ＶＯＵＴとの間のコンデンサの静電容量は、低減したいノイズに応じて任意に選択してよい。

以上のように構成される本実施形態の圧力センサ装置１の作用効果について、比較例と比較しつつ説明する。図５は、比較例における圧力センサ装置２を示す図である。比較例の圧力センサ装置２では、グランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３は、ケース２０の外部においてグランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の順番で配列されている。この点では、図１から図３に示される本発明の実施形態と共通する。しかしながら、コンデンサは、隣り合う端子間にまたがるように配置されている。したがって、グランド端子３１と第１端子３２との間に第１端子用コンデンサ４０が設けられるが、グランド端子３１と第２端子３３との間に第２端子用コンデンサを直接的に配置することができない。したがって、第１端子３２と第２端子３３との間にコンデンサ４６を配置している。図５に示される比較例では、第１端子３２が出力端子ＯＵＴであり、第２端子３３が電源端子ＶＣＣである。

図６は、本発明の一実施形態における圧力センサ装置１による出力信号の一例を示す図である。図６では、測定された圧力に応じて出力端子ＯＵＴからデジタル信号（矩形波）が出力される。図６においては、図１から図３に示される圧力センサ装置１において、第１端子３２が出力端子ＯＵＴであり、第２端子３３が電源端子ＶＣＣであり、グランド端子３１と電源端子ＶＣＣとの間の第２端子用コンデンサ４１の静電容量が１０ｎＦであり、グランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間の第１端子用コンデンサ４０の静電容量が１ｎＦである。第１端子用コンデンサ４０の静電容量は、出力端子ＯＵＴから出力されるデジタル信号（矩形波）が後続する受信装置で読み取れる波形となるように算出された時定数に基づいて決定した。第２端子用コンデンサ４１の静電容量は、低減したいノイズに応じて選択した。

図７は、比較例における圧力センサ装置２による出力信号の一例を示す図である。図７では、測定された圧力に応じて出力端子ＯＵＴからデジタル信号（矩形波）が出力される。図５に示される圧力センサ装置２において、第１端子３２が出力端子ＯＵＴであり、第２端子３３が電源端子ＶＣＣである。グランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間の第１端子用コンデンサ４０の静電容量が１０ｎＦであり、出力端子ＯＵＴと電源電圧ＶＣＣの間のコンデンサ４６の静電容量が１０ｎＦである。第１端子用コンデンサ４０およびコンデンサ４６の静電容量は、低減したいノイズに応じて選択した。図５に示される圧力センサ装置２では、電源端子ＶＣＣにおける高周波のノイズをグランド端子３１に逃がすためには、グランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間の第１端子用コンデンサ４０の静電容量および出力端子ＯＵＴと電源電圧ＶＣＣの間のコンデンサ４６の静電容量を共に大きくせねばならない。この結果、比較例の圧力センサ装置２におけるグランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間の第１端子用コンデンサ４０の静電容量は、本実施形態の圧力センサ装置１におけるグランド端子３１と出力端子ＯＵＴとの間の第１端子用コンデンサ４０の静電容量に比べて大きくなる。この結果、第１端子用コンデンサ４０の静電容量の影響を受けて、時定数が大きくなり、出力信号の波形なまりが大きくなる。

図６および図７に示されるとおり、図７に示される比較例における圧力センサ装置２による出力信号に比べて、図６に示される本発明の一実施形態における圧力センサ装置１による出力信号は、波形なまりが少ない。比較例における圧力センサ装置２においては、図７に示されるとおり、矩形波（パルス波形）がなまっている。この波形なまりが、後続する受信装置の限界を超えてしまうと、受信装置が信号を受信できないおそれがある。これに対し、本発明の一実施形態における圧力センサ装置１によれば、矩形波の立ち上がりがなまることなく出力されている。

以上のように、本実勢形態の圧力センサ装置１によれば、ケース２０の外部においてグランド端子３１を基準として、グランド端子３１の両側に、第１端子３２および第２端子３３が配列される場合にかぎられることなく、端子配列によらず、ノイズ低減することができる。圧力センサチップ１２にコンデンサを形成する必要もなく、ケース２０の外部にノイズ除去用のコンデンサを設ける必要がないため、部品点数を削減することができる。

本実勢形態の圧力センサ装置１によれば、ノイズを低減しつつ、波形なまりを抑制することができる。したがって、出力端子ＯＵＴからデジタル信号を出力する場合において、矩形波（パルス波形）の波形なまりが抑制されて、受信装置において確実に受信及び処理することができる。

端子配列によらず、グランド端子と出力端子ＯＵＴとの間のコンデンサの静電容量をグランド端子と電源端子との間のコンデンサの静電容量とは独立して選択することができる。したがって、出力信号への影響が低減される静電容量を選択することができる。

また、第１端子用コンデンサ４０、第２端子用コンデンサ４１、補助端子用コンデンサ４３、および補助端子用コンデンサ４３については、ケース２０の壁部２４の下または壁部２４の内部に埋め込んで配置することができる。したがって、ケース２０に応力がかかった場合においても、第１端子用コンデンサ４０、第２端子用コンデンサ４１、補助端子用コンデンサ４３、および補助端子用コンデンサ４３の搭載されている領域においてはケース２０の変形の影響を受けにくい。

なお、本発明の圧力センサ装置１は、ケース２０の外部においてグランド端子３１、第１端子３２、および第２端子３３の順番で配列されており、ケース２０の内部において、グランド端子３１と第２端子３３との間にまたがって配置された第２端子用コンデンサ４１を備えていればよく、たとえばグランド端子３１ではなく、第２端子３３がケース２０内部で延伸している場合であってもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１・・・圧力センサ装置、２・・・圧力センサ装置、１０・・・圧力センサユニット、１１・・・支持基板、１２・・・圧力センサチップ、１３・・・ダイヤフラム構造、１４・・・密閉空間、１５・・・電極パッド、１６・・・ボンディングワイヤ、１７・・・接着材、２０・・・ケース、２２・・・ベース部、２４・・・壁部、２６・・・凹部、２７・・・内側面、２８・・・保護剤、３０・・・リード端子、３１・・・グランド端子、３２・・・第１端子、３３・・・第２端子、３４・・・温度補正用端子、３５・・・補助端子、３６・・・補助端子、３７・・・補助端子、３８・・・補助端子、４０・・・第１端子用コンデンサ、４１・・・第２端子用コンデンサ、４２・・・温度補正用端子用コンデンサ、４３・・・補助端子用コンデンサ、４４・・・補助端子用コンデンサ、４６・・・コンデンサ、１００・・・圧力センサ部、１０１・・・第１面、１０２・・・第２面、１０３・・・辺、１０４・・・辺、１０５・・・辺、１１０・・・制御回路部、３１０・・・第１延伸部、３１１・・・部、３１２・・・第１パッド部、３１３・・・第１延長部、３２０・・・第２延伸部、３２１・・・部、３２２・・・第２パッド部、３２３・・・第２延長部

Claims (9)

1. 圧力を電気信号に変換する圧力センサユニットと、前記圧力センサユニットを収納するケースと、前記ケースの外部に露出する複数のリード端子と、を備えた圧力センサ装置であって、
   前記複数のリード端子は、前記電気信号に基づく信号を出力する出力端子および前記圧力センサユニットに電力を供給する電源端子の一方に対応する第１端子、前記出力端子および前記電源端子の他方に対応する第２端子、およびグランド端子を少なくとも含み、
   前記グランド端子、前記第１端子、および前記第２端子は、前記ケースの外部において前記グランド端子、前記第１端子、および前記第２端子の順番で配列されており、
   前記ケースの内部において、前記グランド端子と前記第２端子との間にまたがって配置された第２端子用コンデンサを備える、圧力センサ装置。
2. 前記ケースの内部において、前記グランド端子と前記第１端子との間に配置された第１端子用コンデンサをさらに備える、請求項１に記載の圧力センサ装置。
3. 前記第１端子用コンデンサおよび前記第２端子用コンデンサは、リード端子の裏面に配置される、請求項２に記載の圧力センサ装置。
4. 前記ケースは、前記圧力センサユニットが配置されるベース部と、前記圧力センサユニットを囲むように前記ベース部から突出した壁部を含んでおり、
   前記第１端子用コンデンサおよび前記第２端子用コンデンサは、上面視において前記壁部と重なる位置にそれぞれ配置される、請求項２または３に記載の圧力センサ装置。
5. 前記グランド端子は、上面視において前記第２端子用コンデンサと前記壁部とが重なる位置まで延伸する、請求項４に記載の圧力センサ装置。
6. 前記グランド端子の一端は、前記ケースの外部に露出しており、
   前記グランド端子の他端は、第１延伸部と第２延伸部とに分岐しており、
   前記第１延伸部および前記第２延伸部は、前記圧力センサユニットを挟むように配置されており、
   前記第１延伸部および前記第２延伸部は、それぞれ前記壁部まで延伸している、請求項４または５に記載の圧力センサ装置。
7. 前記グランド端子の一端は、前記ケースの外部に露出しており、
   前記グランド端子の他端は、前記圧力センサユニットの少なくとも３辺に沿って延伸している、請求項１から６の何れか一項に記載の圧力センサ装置。
8. 前記ケースは、前記グランド端子が露出する第１面と、前記圧力センサユニットを挟んで前記第１面と反対側に位置する第２面とを含み、
   前記複数のリード端子は、さらに前記第２面から露出する複数の補助端子を含んでおり、
   前記ケースの内部において、前記グランド端子と前記複数の補助端子のうちの少なくとも一部との間に配置された補助端子用コンデンサをさらに備える、請求項１から７の何れか一項に記載の圧力センサ装置。
9. 前記複数の補助端子は、前記補助端子用コンデンサを介して前記グランド端子に前記ケースの内部において接続される第１補助端子群と、前記補助端子用コンデンサを介して前記グランド端子に接続されない第２補助端子群を含む、請求項８に記載の圧力センサ装置。

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