JP2503786Y2 - 複合センサユニット - Google Patents

複合センサユニット

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JP2503786Y2
JP2503786Y2 JP1990032842U JP3284290U JP2503786Y2 JP 2503786 Y2 JP2503786 Y2 JP 2503786Y2 JP 1990032842 U JP1990032842 U JP 1990032842U JP 3284290 U JP3284290 U JP 3284290U JP 2503786 Y2 JP2503786 Y2 JP 2503786Y2
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達夫 新田
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、圧力と温度を測定するための複合センサユ
ニットの構造に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、腕時計は腕情報機器としての重要な役割りを持
ちはじめており、このため腕時計に圧力や温度等を検出
するセンサを収納し、圧力や温度等のセンサ情報を表示
するセンサ付時計が作られるようになってきている。
センサ構造の従来の実施例としては本出願人より、実
開昭62−51242号公報あるいは特開昭62−21030号公報に
おいて圧力センサユニットの構造や測定装置に対する固
定構造を、実公昭62−31915号公報において温度検出素
子の構造を提案している。
すなわち、実開昭62−51242号公報には、円筒型形状
を有するケース体に円筒形状の第一の凹部と矩形形状の
第二の凹部を設け、第二の凹部内に半導体センサチップ
を収納すると共に、第二の凹部が形成されていない第一
凹部の底部に半導体センサチップのリード線を接続する
ためのパターンを形成した半導体センサユニットが記載
されており、特開昭62−21030号公報には、有底状の第
1凹部と第1凹部に連なって形成された開口状の第2凹
部とを備えたパッケージ、第1凹部の底部に固着された
台座、該台座上に固着された圧力センサチップよりな
り、かつ前記第1及び第2凹部内にポッティング樹脂を
充填してなる圧力センサユニットをパッケージの外周部
と圧力測定装置の外装に設けた段部の内周部との間に配
置した樹脂リングを圧縮することにより圧力センサユニ
ットの固定と防水機能を確保した圧力測定装置が記載さ
れている。
又、実公昭62−31915号公報には、腕時計ケースに設
けた貫通穴に保持部材を介し凹部を内側にして感温部材
が取り付けられ、温度検温素子は感温部材の凹部に接触
するように押圧する弾性体を介してモジュールの一部に
固定した温度計付電子腕時計が記載されている。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかしながら、実開昭62−51242号公報、特開昭62−2
1030号公報、あるいは実公昭62−31915号公報に開示さ
れている構造を使用して、圧力と温度というような2つ
の物理量を測定する場合は、圧力センサユニットと温度
検出素子は別体で構成し、それぞれ別に収納しなければ
ならい。その為、圧力センサユニットと温度検出素子を
収納するためのケースの形状も複雑になり、コストアッ
プになってしまうばかりか、圧力センサユニットと温度
検出素子の位置が離れてしまう為に測定したい雰囲気が
同一場所で測定できず、温度検出素子の温度情報を利用
しての圧力センサの温度特性の補正を行う時や、気圧を
検出して高度を算出する方式の高度計の温度の補正を行
なう時に、せっかく温度検出素子を用意したのに正しい
補正ができなくなるという欠点があった。又、温度検出
素子がケース内部配置され、ケースに配設された感温部
材を介して温度測定を行っている為、腕時計の時計ケー
スのようなケースにおいては、体温の影響によりケース
内部が暖められる結果、間接的に温度検出素子や感温部
材が暖められ、正しい測定ができないという欠点があっ
た。又、例え腕から時計ケースをはずして温度測定を行
なう時でも、ケース内部の雰囲気が空気という気体の
為、熱伝導が悪く、ケース内部の温度が外気温になるの
に時間がかかる為、温度測定を行なう時に時間がかかっ
てしまうという欠点があった。
本考案の目的は、2つのセンサ体を1つのパッケージ
に組み込むことにより、より正確なセンサ情報が伝達で
き、電極の接続構造も簡単で、しかもコストの安い複合
センサユニットを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本考案は次のような構成
としている。
すなわち、圧力を電気抵抗の変化として検出する半導
体でできた圧力センサ体等の第1センサ体と、温度を電
気抵抗の変化として検出する温度検出素子等の第2セン
サ体と、該第2センサ体と前記第1センサ体が収納され
る収納部と、該収納部の反対側にある下部を有するパッ
ケージとを有し、前記収納部は有底状の第1凹部と該第
1凹部に連なって形成された底部の一部が開口状の第2
凹部を備え、前記第1凹部には第1センサ体と第2セン
サ体とを並列配置して収納し、このセンサ体の並列配置
に沿って前記底部を設け、該第2凹部の底部と前記パッ
ケージの下部に各複数個の電極部を形成し、前記第2凹
部の底部に形成された電極部と前記下部に形成された電
極部とを電気的に接続すると共に、前記第1センサ体及
び第2センサ体と、前記第2凹部の底部に形成された電
極部とをおのおの電気的に接続することにより、前記第
1センサ体及び第2センサ体と、前記下部に形成された
電極部とを電気的に接続することを特徴とする。
〔実施例〕
以下本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本考案の一実施例を示す複合センサユニット
の断面図、第2図は第1図の上面図、第3図は第1図の
下面図、第4図は第2図の矢視A方向の断面図で、ケー
スに固定された状態を示してる。
1は半導体拡散抵抗のピエゾ抵抗効果を利用して圧力
を電気抵抗の変化として検出する圧力センサチップで、
中央が周辺部に対し厚さが薄くなっている。2は該圧力
センサチップ1を圧力変位以外の歪みから保護するため
の台座で、例えば#7740ホウ硅酸ガラスであり、圧力セ
ンサチップ1は台座2上に気密に固着され、圧力センサ
チップ1と台座2により第1センサ体、すなわち絶対圧
力検出型の圧力センサ体3が構成されている。4は第2
センサ体で、温度を電気抵抗の変化として検出するサー
ミスタ等の温度検出素子、5は該温度検出素子4と圧力
センサ体3が収納される収納部6及び該収納部6の反対
側にある下部7を有するパッケージで、例えばセラミッ
クスから形成されており、パッケージ5の収納部6は有
底状の第1凹部6aと該第1凹部6aに連なって形成された
底部の一部が開口状の第2凹部6bを備えている。そし
て、第1凹部6aには圧力センサ体3と温度検出素子4が
並列に配置されている。このセンサ体の並列配置に沿っ
て前述の第2凹部の底部が形成されている。また、前記
第1凹部6aの底部67、68には圧力センサ体3と温度検出
素子4を後でワイヤーボンドしやすくする為の実装高さ
調整用の段差が設けられており、圧力センサ体3の台座
2と温度検出素子4とが固着されている。なお、圧力セ
ンサ体3の台座2とパッケージ5の固着にあたっては、
ゴム系の接着剤、特にシリコーンゴムを使用すると良
い。これはシリコーンゴムが耐熱性、耐寒性に優れた材
料であり、適度な伸びを有し、かつ歪み復元性に優れて
おり、振動や衝撃を吸収してしまう性質があるため、パ
ッケージ5からの熱歪み、あるいはパッケージ5の取付
や外力等に起因するパッケージ5そのものの機械的歪み
といったような圧力センサチップ1に対する圧力変位以
外の応力をシリコーンゴムで吸収することが可能とな
り、台座2の厚さを薄くできる。
61、62、63、64、65、66はパッケージ5の第2凹部6b
の底部に形成された電極部、71、72、73、74、75、76は
下部7に形成された電極部であり、共に印刷等により形
成されている。そして、電極部61と電極部71、電極部62
と電極部72、電極部63と電極部73、電極部64と電極部7
4、電極部65と電極部75、電極部66と電極部76はそれぞ
れスルーホール8a、8b、8c、8d、8e、8fにより電気的に
接続されている。
11、12はポッティング樹脂であって、前記圧力センサ
体3と温度検出素子4がパッケージ5の第1凹部6aの底
部67、68に固着され、ワイヤーボンドすることにより圧
力センサ体3と温度検出素子4がパッケージ5の第2凹
部6bの底部に形成された電極部61、62、63、64、65、66
と電気的に接続された後、圧力センサ体3と温度検出素
子4の表面に充填硬化され、圧力センサ体3と温度検出
素子4の表面の電気的、機械的保護を行っており、こう
して複合センサユニット10が構成されている。
17は圧力センサ体3と温度検出素子4の表面の機械的
保護を行う為の保護板、14は測定装置のケース、例えば
時計ケースであり、ケース14には凹型状の段部14aが設
けられている。13はデルリン、テフロン、ナイロン、ポ
リエチレン等から構成された樹脂リングで、該樹脂リン
グ13は前記ケース14の段部14aの内周部14bに配設され、
複合センサユニット10のパッケージ5の外周部5aが樹脂
リング13を圧縮する様に、樹脂リング13の内周部13aに
押し込まれると同時にパッケージ5の下部7と段部14a
とでも圧縮挟持されている。すなわち、ケース14の段部
14aの内周部14bとパッケージ5の外周部5aによって樹脂
リング13が圧縮される為、複合センサユニット10はケー
ス14に固定されると共に防水機能が確保されるようにな
っている。15はバネ、16は回路基板であって、複合セン
サユニット10のパッケージ5の下部7の電極部71、72、
73、74、75、76と回路基板16の図示されていない電極部
はそれぞれバネ15を介して電気的に接続され、図示され
ていない測定装置の電気回路と電気的に接続される。
なお、本実施例では、圧力センサ体3は圧力センサチ
ップ1と台座2により構成されているが、相対圧力検出
型の圧力センサ体3を構成するときには台座2はなくて
も良い。又、本実施例では印刷パターンで電極部を形成
し、スルーホールを使ってパッケージ5の収納部6と下
部7との電極部を電気的に接続しているが、もちろんイ
ンサートモールド技術を使って金属板を曲げ加工して電
極部とスルーホールを同時に形成しても良いしスルーホ
ールでなくピンの押し込み構造でも良い。又、本実施例
では、パッケージ5の第1凹部6aに段差を設けて圧力セ
ンサ体3と温度検出素子4を固着していたが、段差を設
けなくても良いし、逆に段差を大きくして温度検出素子
4の位置をポッティング樹脂12でかすかに覆われる程度
に持ち上げてやると、より温度検出が正確に測定できる
ことは明らかである。
本実施例では、第1センサ体として圧力センサ体を使
用し、第2センサ体として温度検出素子を使用した例を
説明してきたが、もちろん第1センサ体及び第2センサ
体の組み合わせとして温度検出素子と湿度検出素子、あ
るいは加速度センサ体と磁気センサ体等の組み合わせ
や、ガスセンサ体、光センサ体等の各種のセンサ体どう
しを組みあわせて複合センサユニットを構成しても良い
ことは明らかである。
〔考案の効果〕
以上の説明で明らかなように、本考案によれば、一例
として、圧力センサ体と温度検出素子は同一のパッケー
ジ内に収納されるから、感温部材やその感温部材の為の
保持部材等の部品が不要となるばかりか、圧力センサ体
と温度検出素子を1つのパッケージに収納したので、こ
のパッケージを収納するためのケースの形状も簡単にな
り、ケースの製造コストを含めたトータルコストを安く
することができる。又、第1センサ体と第2センサ体を
第1凹部に並列させて収納し、第1凹部に連なるセンサ
体の並列配置に沿った第2凹部の底部に、各センサ体の
電極を外部に電気的に導出するための電極部を設けたの
で、電極形成構造が簡単になるばかりでなく、各センサ
体の電極と底部の電極部を接続する構造も簡単になり、
コストも安い複合型センサユニットができると共に、パ
ッケージに電極を形成しているのでセンサユニットの小
型化も可能となった。更には、2つのセンサ体を1つの
パッケージの第1凹部内に組み込んだため、センサ間の
環境をほぼ同一にできるため、正確なセンサ情報を伝達
することができる等、多くの効果を達成することができ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示す複合センサユニットの
断面図、第2図は第1図の上面図、第3図は第1図の下
面図、第4図は第2図の矢視A方向の断面図である。 3……圧力センサ体、4……温度検出素子、5……パッ
ケージ、6a……第1凹部、6b……第2凹部、10……複合
センサユニット。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧力を電気抵抗の変化として検出する半導
    体でできた圧力センサ体等の第1センサ体と、温度を電
    気抵抗の変化として検出する温度検出素子等の第2セン
    サ体と、該第2センサ体と前記第1センサ体が収納され
    る収納部と、該収納部の反対側にある下部を有するパッ
    ケージとを有し、前記収納部は有底状の第1凹部と該第
    1凹部に連なって形成された底部の一部が開口状の第2
    凹部を備え、前記第1凹部には第1センサ体と第2セン
    サ体とを並列配置して収納し、このセンサ体の並列配置
    に沿って前記底部を設け、該第2凹部の底部と前記パッ
    ケージの下部に各複数個の電極部を形成し、前記第2凹
    部の底部に形成された電極部と前記下部に形成された電
    極部とを電気的に接続すると共に、前記第1センサ体及
    び第2センサ体と、前記第2凹部の底部に形成された電
    極部とをおのおの電気的に接続することにより、前記第
    1センサ体及び第2センサ体と、前記下部に形成された
    電極部とを電気的に接続することを特徴とする複合セン
    サユニット。
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