JP3733951B2

JP3733951B2 - Rotation detection sensor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3733951B2
Application number: JP2003010823A
Authority: JP
Inventors: 片山　　典浩
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP2004226091A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転検出センサ装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気抵抗素子の抵抗値の変化から、被検体の回転数及び回転方向を検出する回転検出センサ装置として、特許文献１に示されるものがある。
【０００３】
この回転検出センサ装置は、図４に示すように、センシング部としての磁気抵抗素子を有する検出部４と、外部端子との接続部としてのコネクタ部１３とから構成される。
【０００４】
検出部４は、リードフレーム９上にセンシング部としての磁気抵抗素子を有するＩＣチップ８を搭載し、リードフレーム９の一部とＩＣチップ８とを第一のモールド樹脂１０により一次モールドしたモールドＩＣ６に、外部品である、例えば磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石７を装着・固定してなるものである。
【０００５】
また、コネクタ部１３は、回転検出センサ装置２０の一端に設けられ、開口部２へ突出する外部出力端子としてのターミナル５を有している。このターミナル５は、モールドＩＣ６のリードフレーム９と接続されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１３−１１６８１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このとき、回転検出センサ装置２０において、検出部４とターミナル５の一部の周囲は、第二のモールド樹脂２１により二次モールドされている。この二次モールドは、成形型のキャビティ内に、検出部４及びターミナル５をセットし、第二のモールド樹脂２１をキャビティ内に射出することにより形成される。従って、検出部４及びターミナル５から回転検出センサ装置２０の表面までの範囲に渡って、第二のモールド樹脂２１が二次モールドされている。
【０００８】
このような回転検出センサ装置２０は、例えば車両のエンジンのクランク角検出に用いられ、図４に示すように、エンジンブロック２２の取り付け穴に固定される。従って、回転検出センサ装置２０は、エンジンブロックの取り付け穴の穴径（例えば１８〜２０φ）に応じた第二のモールド樹脂２１の肉厚を必要とし、当該第二のモールド樹脂２１の肉厚は厚い状態となるので、第二のモールド樹脂２１の射出・固化時に樹脂内部に第二のモールド樹脂２１が充填されていないボイド２３を生じやすくなる。
【０００９】
このように、樹脂内部にボイド２３が生じると、使用環境下や冷熱サイクル試験による温度変化等により、ボイド２３を起点に第二のモールド樹脂２１表面までクラック２４が発生し、第二のモールド樹脂の耐久性が低下する。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑み、ボイドの発生を低減し、ケースの耐久性を向上させた回転検出センサ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、請求項１に記載の回転検出センサ装置は、リードフレーム上にＩＣチップが搭載され、リードフレームの一部とＩＣチップとをモールド樹脂により被覆したモールドＩＣと、ＩＣチップに内蔵される磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石とを備える検出部と、当該検出部のリードフレームと接続するターミナルと、ターミナルに接続された固定部と、一端が開口し、当該開口部から他端までの範囲に渡って形成された中空部を有するケースとを備えており、磁気抵抗素子の抵抗値変化から被検体の回転数或いは回転方向を検出するものである。このとき、固定部がケースと同一の樹脂からなり、ケースの中空部に、検出部が位置決め配置されるとともに、固定部がケースに固定されることを特徴とする。
【００１２】
従来の回転検出センサ装置において、検出部及びターミナルは、その周囲を第二のモールド樹脂により二次モールドされていた。そして、回転検出センサ装置を取り付ける部材の形状の制約がある場合、回転検出センサ装置の固定のために、その形状に対応した第二のモールド樹脂の肉厚を必要とし、その肉厚は厚いものとなっていた。従って、第二のモールド樹脂の固化時に、樹脂内部にボイドを発生しやすく、繰り返しの温度変化等によりボイドを起点として第２のモールド樹脂表面までクラックが生じるという耐久性の点で問題があった。
【００１３】
しかしながら、本発明の回転検出センサ装置においては、第二のモールド樹脂の代わりに、検出部及びターミナルを配置させるための中空部を有するケースを用いた。従って、中空部を有することで、従来の第二のモールド樹脂よりも薄肉とできるので、ケースにおけるボイドの発生を低減でき、ケースの耐久性を向上できる。
【００１４】
また、検出部は、ターミナルに接続された固定部をケースへ固定することにより、中空部内の所定の位置に位置決め配置された状態でケースへ固定されることとなるので、被検体の回転数等を精度良く検出することができる。さらには、固定部がケースと同一の樹脂からなると、線膨張係数が同じであり、熱等の印加によりケース及び固定部間に生じる歪を抑制できるので、固定部からターミナルを経て検出部へ伝達される歪を低減できる。すなわち、被検体の回転数等を精度良く検出することができる。
【００１５】
このとき、固定部は、請求項２に記載のように、検出部が配置された中空部を封止することが好ましい。
【００１６】
固定部が中空部を封止することにより、ケース内への水やオイル等の浸入が防止でき、検出部に対して絶縁性を確保することができる。
【００１７】
また、固定部は、請求項３に記載のように、中空部内に配置され、中空部の内壁に当接した状態で固定されても良い。或いは、請求項４に記載のように、開口部側のケースの端部に係合され、開口部を密閉することにより検出部が配置された中空部を封止するシール部材と、ターミナルと電気的に接続されるリードとを有しても良い。
【００１８】
いずれの場合においても、固定部をケースに固定することにより、検出部もケースに対して所定位置に固定されることとなるので、被検体の回転数等を精度良く検出することができる。尚、請求項４の形態を有すると、固定部は外部端子への接続機能も有するので、部品点数を削減することができる。
【００２０】
次に、回転検出センサ装置の製造方法は、請求項５に記載のように、リードフレーム上に磁気抵抗素子を有するＩＣチップを搭載し、リードフレームの一部とＩＣチップとをモールド樹脂によりモールドするモールドＩＣ形成工程と、磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石をモールドＩＣに装着し検出部を形成する検出部形成工程と、ターミナルの所定の位置に固定部を形成する固定部形成工程と、リードフレームの接続部に固定部の形成されたターミナルを接続する接続工程と、一端が開口し、当該開口部から他端までの範囲にわたって中空部を有するケースを形成するケース形成工程と、ケースの中空部に、検出部を先頭に挿入するとともに、検出部を位置決めしつつ固定部を前記ケースに固定することにより、検出部をケースの所望の位置に固定する固定工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
このように、本発明の回転検出センサ装置は、予め形成されたケースの中空部に、別途形成したターミナルの接続された検出部を挿入し、ターミナルに形成された固定部をケースに固定することにより形成される。従って、ワンタッチで回転検出センサ装置を形成することができるので、従来の第二のモールド樹脂による射出成形よりも製造が容易である。
【００２２】
ここで、請求項６に記載のように、中空部断面の中心線が略一直線であることが好ましい。中心線が略一直線であると、検出部をケースの開口部から配置されるべき所定の位置まで、容易に挿入することができる。
【００２３】
また、ケースへの固定部の固定は、請求項７に記載のように、圧入、接着、嵌合、溶着の内少なくとも１つにより行われることが好ましい。いずれによっても、固定部がケースに固定され、それに伴って検出部もケースに対して所定の位置に固定されることとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における回転検出センサ装置の一例を示す概略断面図である。尚、本センサ装置は、例えば、エンジン回転センサ、クランク角センサ、カム角センサ、車速センサ、車輪速センサ等、回転を行う被検体の回転数及び回転方向の検出が可能である。
【００２５】
本実施の形態における回転検出センサ装置は、バイアス磁界の与えられた磁気抵抗素子を有するＩＣチップを有し、バイアス磁界の変化による磁気抵抗素子の抵抗値変化から、被検体の回転数及び回転方向を検出するものである。
【００２６】
図１に示すように、ケース１は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料より形成され、一端が開口し、当該開口部２から他端に渡って形成される中空部３を有している。そして、中空部３内には、検出部４とターミナル５が配置されている。
【００２７】
検出部４は、モールドＩＣ６と磁石７から構成され、中空部３の非開口部２側（ケース１の一端）に配置されている。このとき、検出部４の外形は、ケース１の開口部２から中空部３の非開口部側まで検出部４を挿入可能なように、中空部３断面の直径よりも若干小さめに形成されている。また、検出部４は、例えば中空部３の内壁に形成された図示されないガイド等により、中空部３に沿う方向に垂直な方向の位置ずれが無いように固定されている。
【００２８】
モールドＩＣ６は、図示されない磁気抵抗素子を含むＩＣチップ８を、Ｃｕ等のリードフレーム９に搭載し、ＩＣチップ８及びリードフレーム９の一部をＰＰＳ等のモールド樹脂１０により被覆してなるものである。尚、磁気抵抗素子は、Ｎｉ−ＣｏやＮｉ−Ｆｅ等の材料を用い、パターニングにより、互いに直交するハの字型に形成されている。磁気抵抗素子の配置、及び、磁気抵抗素子による回転体の回転数及び回転方向の検出原理については、特開平１３−１５３６８３号公報等により開示されているので、ここではその説明を省略する。
【００２９】
磁石７は、例えばプラスチックマグネットを用いて形成され、ＩＣチップ８の磁気抵抗素子にバイアス磁界を与えるものである。そして、その中心に貫通孔１１を有する略円筒形状を有しており、当該貫通孔１１内にモールドＩＣ６を所定の位置まで挿入し、かしめ等により固定させることで、モールドＩＣ６に装着される。このとき、貫通孔１１は、モールドＩＣ６の外形に対応した形状を有しており、モールドＩＣ６よりも若干大きめに形成されている。尚、モールドＩＣ６も当該貫通孔１１を素通りしないように、モールド樹脂１０の一部（図１においてモールドＩＣ６の開口部２側）が隆起した形状を有している。
【００３０】
そして、検出部４のモールド樹脂１０に被覆されていないリードフレーム９の接続部に、ターミナル５が溶接やかしめ等により接続されている。
【００３１】
ここで、ターミナル５は、所定に位置に例えばＰＰＳやシリコンゴム等からなる固定部１２を備えている。図１において、この固定部１２は、中空部３内壁の所定に位置に、例えば溶着により固定され、中空部３を検出部４の配置される中空部３ａと開口部２側とに分断している。そして、固定部１２の中空部３の内壁への固定により、検出部４及びターミナル５もケース１に対して所定の位置に固定されている。
【００３２】
また、固定部１２は、好ましくはケース１と同じ樹脂材料から形成される。これにより、熱等の応力が印加された際、ケース１と固定部１２との間に生じる歪を抑制できるので、ターミナル５を介して検出部４へ伝達される歪が低減され、被検体の回転数等を精度良く検出することができる。
【００３３】
また、固定部１２は、開口部２に対する面とケース１との間でコネクタ部１３を形成しており、当該コネクタ部１３において、ターミナル５が、固定部１２から開口部２側に突出している。
【００３４】
そして、ケース１のコネクタ部１３には、図２に示すように、メスコネクタ部１４が係合される。
【００３５】
メスコネクタ部１４は、ケース１の開口部２端部に係合されるメスコネクタケース１５と、当該メスコネクタケース１５から延伸し、ターミナル５の一端に勘合されるメスターミナル１６と、メスターミナル１６を介してターミナル５と電気的に接続されるリード１７と、例えばメスコネクタケース１５から延伸し、ケース１の中空部３の内壁に固定されるシール部材１８とにより構成される。
【００３６】
メスコネクタケース１５は、コネクタ部１３に係合し、ケース１の開口部２端部に固定される。このとき、コネクタ部１３への係合とともに、メスターミナル１６にターミナル５の一端が挿入されることにより、ターミナル５が外部出力端子としてのリード１７と電気的に接続される。従って、当該リード１７を介して外部に出力が可能となっている。
【００３７】
また、コネクタ部１３への係合とともに、パッキン等のシール部材１８が例えばケース１の開口部２から中空部３内に挿入され、中空部３内壁に固定されるので、中空部３内は気密に封止されることとなる。従って、メスコネクタ部１４をコネクタ部１３に係合することにより、ケース１の開口部２が密閉され、回転検出センサ装置２０の中空部３に沿う方向の絶縁性（水やオイル等に対する防水性）が確保される。
【００３８】
このように、本実施の形態における回転検出センサ装置２０は、検出部４及びターミナル５（一部）の被覆・保護に、中空部３を有するケース１を用いている。
【００３９】
従来、回転検出センサ装置２０は、モールドＩＣ６と当該モールドＩＣ６に装着される磁石７とからなる検出部４と、当該検出部４に接続されるターミナル５とを、成形型のキャビティ内にセットし、第二のモールド樹脂２１を射出することにより形成される。すなわち、図４に示すように、検出部４及びターミナル５の周囲は、第二のモールド樹脂２１により二次モールドされている。
【００４０】
そして、この回転検出センサ装置２０が、例えばクランク角センサとして用いられる場合、図４に示すように、エンジンブロック２２に設けられた穴内に固定される。従って、第二のモールド樹脂２１は、エンジンブロック２２の穴径に対応した肉厚を必要とし、その樹脂肉厚が厚いものとなっていた。
【００４１】
従って、第二のモールド樹脂２１の固化時に、第二のモールド樹脂２１が表面から固化し体積収縮することによって、樹脂内部に大きなボイド２３が発生し、当該ボイド２３を有した状態で回転検出センサ装置２０を使用することにより、ボイド２３を起点としてクラック２４が樹脂表面まで生じるという耐久性に関する問題があり、成形条件を細かに設定する必要があった。すなわちクラック２４が生じると、水及びオイル等が検出部４及びターミナル５まで浸入するので、検出部４及びターミナル５の絶縁性が確保されないという問題があった。
【００４２】
しかしながら、本実施の形態における回転検出センサ装置２０は、従来の第二のモールド樹脂２１を用いた場合よりも、ケース１の肉厚が薄いため、ボイドの発生を低減でき、ケース１の耐久性を向上できる。尚、ケース１の肉厚が薄いので、ボイドだけでなく樹脂表面のヒケの発生も低減することができる。
【００４３】
次に、この回転検出センサ装置２０の製造方法について、図３（ａ）〜（ｄ）に示す工程別断面図を用いて説明する。
【００４４】
先ず、ターミナル５に固定部１２を形成する固定部形成工程が行われる。
【００４５】
図３（ａ）に示されるように、例えばＣｕ等の金属板を所定の形状に打ち抜くことにより、タイバー３０により連結されたターミナル５を形成する。（図３（ａ）においては４本）。尚、図３（ａ）で示すようにターミナル５の３本の足部は、各々、出力端子、電源端子、ＧＮＤ端子である。
【００４６】
次いで、複数の連結されたターミナル５の一部を、図示しない成形型のキャビティ内にセットし、キャビティ内へ樹脂を射出することにより、ターミナル５の所定位置に所定形状を有する固定部１２を形成することにより接続する。尚、固定部１２は、ターミナル５の一部分にのみ接続されるので、ターミナル５の大部分がキャビティ外に配置される。従って、成形型におけるターミナル５の位置決めが容易である。
【００４７】
このようにしてターミナル５に固定部１２が接続されるとともに、検出部４の形成も実施される。
【００４８】
検出部４は、モールドＩＣ６を形成し、当該モールドＩＣ６に磁石７を装着することにより形成される。
【００４９】
先ず、図示されないがモールドＩＣ６を形成する。リードフレーム９の所定の位置にＩＣチップ８を搭載し、図示されないワイヤをワイヤボンドすることによりＩＣチップ８とリードフレーム９とを電気的に接続する。このとき、ＩＣチップ８は、例えばリードフレーム９において、ターミナル５が接続される一端の他端側に搭載される。そして、図示されない成形型のキャビティ内にＩＣチップ８を搭載したリードフレーム９を固定し、モールド樹脂１０を射出することによりモールドＩＣ６を形成する。このとき、モールド樹脂１０は、ＩＣチップ８の全体と、リードフレーム９の一部（少なくともターミナル５との接続部は被覆されないようにする）を被覆している。
【００５０】
モールドＩＣ６形成後、略円筒形状を有する磁石７の貫通孔１１内に、ＩＣチップ８の搭載側からモールドＩＣ６を挿入し、モールドＩＣ６が磁石７に対して所定位置の状態で、接着剤による接着やかしめ等により、両者を固定する。以上により検出部４が形成される。尚、検出部４の形成は、ターミナル５への固定部１２の接続完了後に行われても良いが、製造工程を簡素化するために、固定部１２の形成完了までに検出部４が形成されることが好ましい。
【００５１】
そして、図３（ｃ）に示すように、検出部４のリードフレーム９とターミナル５とを、例えば溶接により機械的かつ電気的に接続する接続工程が実施される。これにより、ＩＣチップ８がリードフレーム９を介してターミナル５と電気的に接続される。
【００５２】
接続工程の完了後、複数のターミナル５を連結していたタイバー３０を切断し、ターミナル５に接続された検出部４を個々に分離する。
【００５３】
ここで、図示されないがタイバー３０の切断が完了するまでに、検出部４及びターミナル５を被覆・保護するケース１の形成を行う。
【００５４】
ケース１の形成は、モールドＩＣ６及び固定部１２の形成同様、中空部３をに対応した所定形状のキャビティを有する成形型を用い、キャビティ内に好ましくは固定部１２と同じ樹脂を射出することにより行われる。尚、ケース１の形成は、タイバー３０の切断完了後に引き続いて行われても良いが、製造工程の簡素化のために、タイバー３０の切断が完了するまでに実施されることが好ましい。
【００５５】
そして、形成されたケース１の中空部３内に、検出部４側を先頭にして、ターミナル５の接続された検出部４が挿入される。このとき、モールドＩＣ６は、その先端がケース１の非開口端側の内壁に接触するまで押し込まれ、ケース１の内壁に設けられた図示されないガイド等に接することで位置決めがなされる。すると、ターミナル５に接続された固定部１２が中空部３の所定の位置に配置されることとなる。
【００５６】
この検出部４が位置決めされた状態で、固定部１２が接するケース１の周囲を例えば局部的に加熱する事により、固定部１２をケース１に溶着固定し、それに伴って検出部４及びターミナル５をケース１の所定の位置に固定する。また、固定部１２のケース１への固定により、ケース１及び固定部１２の開口部２側からなり、固定部１２から開口部２側へ突出したターミナル５を有するコネクタ部１３も形成される。
【００５７】
以上の製造工程を経て、図３（ｄ）に示される回転検出センサ装置２０が形成される。
【００５８】
このように、本実施の形態における回転検出センサ装置２０は、予め形成されたケース１の中空部３内に、検出部４及びターミナル５の一部を挿入し、ターミナル５に接続された固定部１２をケース１の中空部３内壁に固定することにより、形成される。従って、ワンタッチで回転検出センサ装置２０を形成することができるので、従来の第二のモールド樹脂による射出成形よりも製造が容易であり、順送工程に適している。
【００５９】
尚、本実施の形態において、ケース１への固定部１２の固定は加熱による溶着の例を示した。しかしながら、それ以外にも、接着剤による接着により固定部１２をケース１に固定しても良い。
【００６０】
また、ケース１の中空部３断面と略同等の大きさを有する固定部１２を中空部３内に圧入することにより、中空部３の所定の位置でケース１に対して固定部１２を固定することもできる。しかしながら、中空部３の断面の直径を、検出部４が非開口部端まで到達可能な範囲で、開口部２から徐々に或いは所定の位置から小さくし、開口部２断面の直径と略同等か若干小さめの直径を有する固定部１２を中空部３内に挿入することにより、中空部３の所定位置に設けられた狭小部で固定部１２を固定することが好ましい。これによると、固定部１２を、長い範囲に渡って余分な圧力を加えずとも、ケース１の所定の位置に固定部１２を固定することができる。
【００６１】
また、弾性変形可能な凸状の固定部１２を形成したターミナル５をケース１の中空部３に挿入し、例えばケース２の所定の位置に設けられた凹部に凸状の固定部１２が嵌合することにより、固定部１２をケース１に固定しても良い。また、固定部１２が弾性変形可能であり、ケース１に設けられた凸部に弾性変形しつつ固定されても良い。要するに、ケース１と固定部１２が、お互いに嵌合状態を形成できる構造を有していれば良い。
【００６２】
尚、溶着、接着、圧入、嵌合の各手法を組み合わせて固定部１２をケース１に固定してもよいことは言うまでもない。
【００６３】
また、本実施の形態において、固定部１２は中空部３内に配置され、中空部３の内壁に固定される例を示した。しかしながら、上述の溶着あるいは接着であれば、検出部４を配置する中空部３ａを気密に封止することもできる。これにより、固定部１２によっても、ケース１の中空部３内への水やオイル等の浸入を防止でき、検出部４等に対する絶縁性を確保することができる。
【００６４】
また、本実施の形態において、固定部１２は中空部３内に配置される例を示した。しかしながら、ケース１の開口部２側の端部に係合し、開口部２を密閉するように設けられても良い。すなわち、固定部１２が図２で示したメスコネクタ部１４の役割を併せ持っても良い。この場合、固定部１２は、ケース１の開口部２端部に固定されるシール部材１８と、コネクタ部１３のターミナル５に接続されるメスターミナル１６と、ターミナル５に電気的に接続されるリード１７とを有し、上述した製造工程において、予めターミナル５の一端に接続される。これにより、ケース１に検出部４を挿入するとともに、ケース１の開口部２端部に固定部１２を係合し、溶着等により固定することにより、検出部４をケース１に対して所定の位置に位置決め固定することができるとともに、シール部材１８が中空部３に挿入されつつ中空部３の内壁に固定されるので、中空部３内を気密に封止することができる。
【００６５】
また、ケース１の中空部３内に挿入された検出部４及びターミナル５に対して、後から固定部１２をターミナル５の一端に接続するとともに、ケース１の開口部２端部に固定部１２を固定しても良い。しかしながら、この場合は、中空部３内に挿入されているターミナル５の一端に、固定部１２のメスターミナル１６を嵌合させる手間が生じるので、固定部１２とメスコネクタ部１４は別個に設け、固定部１２にて固定されたターミナル５の一端に、メスコネクタ部１４のメスターミナル１６を嵌合させることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における回転検出センサ装置の概略断面構成を示す図である。
【図２】図１にメスコネクタ部を係合させた例を示す図である。
【図３】回転検出センサ装置の製造工程を示す工程別概略断面図である。
【図４】従来の回転検出センサ装置の問題点を説明する補足図である。
【符号の説明】
１・・・ケース、
３・・・中空部、
４・・・検出部、
５・・・ターミナル、
１２・・・固定部、
２０・・・回転検出センサ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotation detection sensor device and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, Patent Document 1 discloses a rotation detection sensor device that detects the number of rotations and the direction of rotation of a subject from a change in the resistance value of a magnetoresistive element.
[0003]
As shown in FIG. 4, the rotation detection sensor device includes a detection unit 4 having a magnetoresistive element as a sensing unit and a connector unit 13 as a connection unit with an external terminal.
[0004]
The detection unit 4 has an IC chip 8 having a magnetoresistive element as a sensing unit mounted on a lead frame 9, and a mold IC 6 in which a part of the lead frame 9 and the IC chip 8 are primarily molded with a first mold resin 10. In addition, an external component, for example, a magnet 7 for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element is mounted and fixed.
[0005]
In addition, the connector portion 13 is provided at one end of the rotation detection sensor device 20 and has a terminal 5 as an external output terminal protruding to the opening 2. This terminal 5 is connected to the lead frame 9 of the mold IC 6.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 13-116815 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
At this time, in the rotation detection sensor device 20, the periphery of a part of the detection unit 4 and the terminal 5 is secondarily molded with the second mold resin 21. The secondary mold is formed by setting the detection unit 4 and the terminal 5 in the cavity of the mold and injecting the second mold resin 21 into the cavity. Therefore, the second mold resin 21 is secondarily molded over a range from the detection unit 4 and the terminal 5 to the surface of the rotation detection sensor device 20.
[0008]
Such a rotation detection sensor device 20 is used, for example, for detecting a crank angle of an engine of a vehicle, and is fixed to a mounting hole of the engine block 22 as shown in FIG. Accordingly, the rotation detection sensor device 20 requires the thickness of the second mold resin 21 according to the hole diameter (for example, 18 to 20φ) of the mounting hole of the engine block, and the thickness of the second mold resin 21 is Since the second mold resin 21 is injected and solidified, a void 23 in which the second mold resin 21 is not filled is likely to be generated.
[0009]
As described above, when the void 23 is generated inside the resin, a crack 24 is generated from the void 23 to the surface of the second mold resin 21 due to a change in temperature due to a use environment or a thermal cycle test. The durability of is reduced.
[0010]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a rotation detection sensor device in which generation of voids is reduced and durability of a case is improved, and a manufacturing method thereof.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a rotation detection sensor device according to claim 1, wherein an IC chip is mounted on a lead frame, a part of the lead frame and the IC chip are covered with a mold resin, and an IC A detection unit including a magnet for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element built in the chip, a terminal connected to the lead frame of the detection unit, a fixing unit connected to the terminal, one end opened, and the opening And a case having a hollow portion formed over a range from the other end to the other end, and detects the number of rotations or the direction of rotation of the subject from a change in the resistance value of the magnetoresistive element. At this time, the fixing portion is made of the same resin as the case, the detection portion is positioned and disposed in the hollow portion of the case, and the fixing portion is fixed to the case.
[0012]
In the conventional rotation detection sensor device, the detection unit and the terminal are secondarily molded around with the second molding resin. If there is a restriction on the shape of the member to which the rotation detection sensor device is attached, the thickness of the second mold resin corresponding to the shape is required for fixing the rotation detection sensor device, and the thickness is thick. It was. Therefore, when the second mold resin is solidified, there is a problem in durability that voids are likely to be generated inside the resin, and cracks occur from the void to the second mold resin surface due to repeated temperature changes and the like. .
[0013]
However, in the rotation detection sensor device of the present invention, a case having a hollow portion for arranging the detection portion and the terminal is used instead of the second mold resin. Therefore, since it can be made thinner than the conventional second mold resin by having the hollow portion, the generation of voids in the case can be reduced, and the durability of the case can be improved.
[0014]
In addition, the detection unit is fixed to the case in a state where the detection unit is fixed at a predetermined position in the hollow portion by fixing the fixing unit connected to the terminal to the case. Can be detected with high accuracy. Furthermore, when the fixed part is made of the same resin as the case, the linear expansion coefficient is the same, and distortion generated between the case and the fixed part due to application of heat or the like can be suppressed, so that the fixed part transmits to the detection part via the terminal. Distortion can be reduced. That is, the rotational speed of the subject can be detected with high accuracy.
[0015]
At this time, it is preferable that the fixing portion seals the hollow portion in which the detection portion is arranged as described in claim 2.
[0016]
Since the fixing portion seals the hollow portion, intrusion of water, oil, or the like into the case can be prevented, and insulation with respect to the detection portion can be ensured.
[0017]
Further, as described in claim 3, the fixing portion may be disposed in the hollow portion and fixed in a state of being in contact with the inner wall of the hollow portion. Alternatively, as described in claim 4, a sealing member that is engaged with the end of the case on the opening side and seals the hollow portion where the detection portion is disposed by sealing the opening, and the terminal and the electric May be connected to each other.
[0018]
In any case, by fixing the fixing unit to the case, the detection unit is also fixed at a predetermined position with respect to the case, so that the rotational speed of the subject can be detected with high accuracy. In addition, when it has the form of Claim 4, since a fixing | fixed part also has a connection function to an external terminal, it can reduce a number of parts.
[0020]
Next, in the manufacturing method of the rotation detection sensor device, as described in claim 5 , an IC chip having a magnetoresistive element is mounted on a lead frame, and a part of the lead frame and the IC chip are molded with a molding resin. A mold IC forming step, a detection unit forming step of forming a detection unit by attaching a magnet that applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element to the mold IC, a fixing unit forming step of forming a fixing unit at a predetermined position of the terminal, A connecting step of connecting a terminal having a fixed portion to a connecting portion of a lead frame, a case forming step of forming a case having one end opened and a hollow portion over a range from the opening to the other end; The detection unit is inserted into the hollow portion, and the detection unit is fixed to the case while positioning the detection unit. Characterized in that it comprises a fixing step of fixing the position.
[0021]
As described above, the rotation detection sensor device according to the present invention inserts the detection part connected to the terminal formed separately into the hollow part of the case formed in advance, and fixes the fixing part formed in the terminal to the case. It is formed by. Therefore, since the rotation detection sensor device can be formed with one touch, the manufacturing is easier than the conventional injection molding using the second mold resin.
[0022]
Here, as described in claim 6 , it is preferable that the center line of the cross section of the hollow portion is substantially straight. When the center line is substantially straight, the detection unit can be easily inserted from the opening of the case to a predetermined position.
[0023]
Further, as described in claim 7 , the fixing of the fixing portion to the case is preferably performed by at least one of press-fitting, adhesion, fitting, and welding. In any case, the fixing portion is fixed to the case, and accordingly, the detection portion is also fixed at a predetermined position with respect to the case.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a rotation detection sensor device in the present embodiment. In addition, this sensor apparatus can detect the rotation speed and rotation direction of a subject to be rotated, such as an engine rotation sensor, a crank angle sensor, a cam angle sensor, a vehicle speed sensor, and a wheel speed sensor.
[0025]
The rotation detection sensor device according to the present embodiment has an IC chip having a magnetoresistive element to which a bias magnetic field is applied. From the change in the resistance value of the magnetoresistive element due to the change in the bias magnetic field, the rotation speed and rotation direction of the subject are detected. Is detected.
[0026]
As shown in FIG. 1, the case 1 is formed of a resin material such as polyphenylene sulfide (PPS), for example, and has a hollow portion 3 that opens at one end and extends from the opening 2 to the other end. Yes. And in the hollow part 3, the detection part 4 and the terminal 5 are arrange | positioned.
[0027]
The detection unit 4 includes a mold IC 6 and a magnet 7, and is disposed on the non-opening 2 side (one end of the case 1) of the hollow portion 3. At this time, the outer shape of the detection part 4 is formed slightly smaller than the diameter of the cross section of the hollow part 3 so that the detection part 4 can be inserted from the opening part 2 of the case 1 to the non-opening part side of the hollow part 3. Yes. Moreover, the detection part 4 is being fixed so that there may be no position shift | offset | difference of the direction perpendicular | vertical to the direction along the hollow part 3 by the guide etc. which were formed in the inner wall of the hollow part 3, for example.
[0028]
The mold IC 6 is formed by mounting an IC chip 8 including a magnetoresistive element (not shown) on a lead frame 9 such as Cu, and covering the IC chip 8 and a part of the lead frame 9 with a mold resin 10 such as PPS. is there. Note that the magnetoresistive element is formed into a square shape that is orthogonal to each other by patterning using a material such as Ni—Co or Ni—Fe. Since the arrangement of the magnetoresistive elements and the principle of detecting the rotational speed and direction of the rotating body by the magnetoresistive elements are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 13-153683, the description thereof is omitted here.
[0029]
The magnet 7 is formed using a plastic magnet, for example, and applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element of the IC chip 8. And it has the substantially cylindrical shape which has the through-hole 11 in the center, inserts the mold IC6 in the said through-hole 11 to a predetermined position, and it is mounted | worn with the mold IC6 by fixing by caulking etc. At this time, the through-hole 11 has a shape corresponding to the outer shape of the mold IC 6 and is formed slightly larger than the mold IC 6. The mold IC 6 also has a shape in which a part of the mold resin 10 (the opening 2 side of the mold IC 6 in FIG. 1) is raised so as not to pass through the through hole 11.
[0030]
And the terminal 5 is connected to the connection part of the lead frame 9 which is not coat | covered with the mold resin 10 of the detection part 4 by welding or caulking.
[0031]
Here, the terminal 5 includes a fixed portion 12 made of, for example, PPS or silicon rubber at a predetermined position. In FIG. 1, the fixing portion 12 is fixed to a predetermined position of the inner wall of the hollow portion 3 by, for example, welding, and the hollow portion 3 is divided into a hollow portion 3 a where the detecting portion 4 is disposed and the opening 2 side. Yes. The detection unit 4 and the terminal 5 are also fixed at predetermined positions with respect to the case 1 by fixing the fixing unit 12 to the inner wall of the hollow portion 3.
[0032]
The fixing portion 12 is preferably formed from the same resin material as the case 1. Thereby, when stress such as heat is applied, distortion generated between the case 1 and the fixing unit 12 can be suppressed, so that distortion transmitted to the detection unit 4 through the terminal 5 is reduced, and the subject The rotational speed and the like can be detected with high accuracy.
[0033]
Moreover, the fixing | fixed part 12 forms the connector part 13 between the surface with respect to the opening part 2, and the case 1, In the said connector part 13, the terminal 5 protrudes from the fixing | fixed part 12 to the opening part 2 side. .
[0034]
The female connector portion 14 is engaged with the connector portion 13 of the case 1 as shown in FIG.
[0035]
The female connector portion 14 includes a female connector case 15 that is engaged with the end portion of the opening 2 of the case 1, a female terminal 16 that extends from the female connector case 15 and is fitted to one end of the terminal 5, and the female terminal 16. A lead 17 that is electrically connected to the terminal 5 via the connector 5 and a seal member 18 that extends from, for example, the female connector case 15 and is fixed to the inner wall of the hollow portion 3 of the case 1.
[0036]
The female connector case 15 engages with the connector portion 13 and is fixed to the end portion of the opening 2 of the case 1. At this time, one end of the terminal 5 is inserted into the female terminal 16 together with the engagement with the connector portion 13, whereby the terminal 5 is electrically connected to the lead 17 as the external output terminal. Therefore, it is possible to output to the outside via the lead 17.
[0037]
In addition, the seal member 18 such as packing is inserted into the hollow portion 3 from, for example, the opening 2 of the case 1 and fixed to the inner wall of the hollow portion 3 together with the engagement with the connector portion 13. It will be sealed. Therefore, by engaging the female connector portion 14 with the connector portion 13, the opening 2 of the case 1 is hermetically sealed, and the insulation along the hollow portion 3 of the rotation detection sensor device 20 (waterproof against water, oil, etc.) ) Is secured.
[0038]
As described above, the rotation detection sensor device 20 according to the present embodiment uses the case 1 having the hollow portion 3 for covering and protecting the detection portion 4 and the terminal 5 (part).
[0039]
Conventionally, the rotation detection sensor device 20 sets a detection unit 4 including a mold IC 6 and a magnet 7 attached to the mold IC 6 and a terminal 5 connected to the detection unit 4 in a cavity of a mold. It is formed by injecting the second mold resin 21. That is, as shown in FIG. 4, the periphery of the detection unit 4 and the terminal 5 is secondarily molded by the second mold resin 21.
[0040]
When the rotation detection sensor device 20 is used as a crank angle sensor, for example, it is fixed in a hole provided in the engine block 22 as shown in FIG. Therefore, the second mold resin 21 needs to have a thickness corresponding to the hole diameter of the engine block 22, and the resin thickness is large.
[0041]
Accordingly, when the second mold resin 21 is solidified, the second mold resin 21 is solidified from the surface and contracts in volume, whereby a large void 23 is generated inside the resin, and the rotation detection sensor has the void 23. By using the device 20, there is a problem regarding durability that the crack 24 is generated from the void 23 to the resin surface, and it is necessary to set the molding conditions finely. That is, when the crack 24 occurs, water, oil, and the like enter the detection unit 4 and the terminal 5, so that there is a problem that insulation of the detection unit 4 and the terminal 5 cannot be ensured.
[0042]
However, the rotation detection sensor device 20 according to the present embodiment has a thinner case 1 than the case where the conventional second mold resin 21 is used. Therefore, the generation of voids can be reduced, and the durability of the case 1 can be reduced. Can be improved. Since the case 1 is thin, not only voids but also the occurrence of sink marks on the resin surface can be reduced.
[0043]
Next, a method for manufacturing the rotation detection sensor device 20 will be described with reference to cross-sectional views according to processes shown in FIGS.
[0044]
First, a fixing portion forming step for forming the fixing portion 12 in the terminal 5 is performed.
[0045]
As shown in FIG. 3A, a terminal 5 connected by a tie bar 30 is formed by punching a metal plate such as Cu into a predetermined shape. (4 in FIG. 3A). As shown in FIG. 3A, the three legs of the terminal 5 are an output terminal, a power supply terminal, and a GND terminal, respectively.
[0046]
Next, a part of the plurality of connected terminals 5 is set in a cavity of a mold (not shown), and resin is injected into the cavity to form a fixed portion 12 having a predetermined shape at a predetermined position of the terminal 5. To connect. In addition, since the fixing | fixed part 12 is connected only to a part of terminal 5, most terminals 5 are arrange | positioned out of a cavity. Therefore, positioning of the terminal 5 in the mold is easy.
[0047]
In this way, the fixed portion 12 is connected to the terminal 5 and the detection portion 4 is also formed.
[0048]
The detection unit 4 is formed by forming a mold IC 6 and attaching a magnet 7 to the mold IC 6.
[0049]
First, although not shown, a mold IC 6 is formed. The IC chip 8 is mounted at a predetermined position of the lead frame 9, and the IC chip 8 and the lead frame 9 are electrically connected by wire bonding a wire (not shown). At this time, the IC chip 8 is mounted on the other end side of one end to which the terminal 5 is connected, for example, in the lead frame 9. Then, a lead frame 9 on which an IC chip 8 is mounted is fixed in a cavity of a mold (not shown), and a mold IC 6 is formed by injecting a mold resin 10. At this time, the mold resin 10 covers the entire IC chip 8 and a part of the lead frame 9 (at least the connection portion with the terminal 5 is not covered).
[0050]
After forming the mold IC 6, the mold IC 6 is inserted into the through-hole 11 of the magnet 7 having a substantially cylindrical shape from the mounting side of the IC chip 8, and the mold IC 6 is bonded to the magnet 7 with an adhesive in a predetermined position. Fix both by caulking. Thus, the detection unit 4 is formed. The detection unit 4 may be formed after the connection of the fixing unit 12 to the terminal 5 is completed, but in order to simplify the manufacturing process, the detection unit 4 is formed before the formation of the fixing unit 12 is completed. It is preferable.
[0051]
Then, as shown in FIG. 3C, a connection step is performed in which the lead frame 9 of the detection unit 4 and the terminal 5 are mechanically and electrically connected by, for example, welding. As a result, the IC chip 8 is electrically connected to the terminal 5 via the lead frame 9.
[0052]
After the connection process is completed, the tie bars 30 connecting the plurality of terminals 5 are cut, and the detection units 4 connected to the terminals 5 are individually separated.
[0053]
Here, although not shown, the case 1 that covers and protects the detection unit 4 and the terminal 5 is formed before the cutting of the tie bar 30 is completed.
[0054]
The case 1 is formed by using a mold having a cavity with a predetermined shape corresponding to the hollow portion 3 and, preferably, the same resin as the fixed portion 12 is injected into the cavity, similarly to the formation of the mold IC 6 and the fixed portion 12. Done. The formation of the case 1 may be performed continuously after the cutting of the tie bar 30 is completed, but is preferably performed until the cutting of the tie bar 30 is completed in order to simplify the manufacturing process.
[0055]
Then, the detection unit 4 connected to the terminal 5 is inserted into the hollow portion 3 of the formed case 1 with the detection unit 4 side as the head. At this time, the mold IC 6 is pushed in until the tip of the mold IC 6 comes into contact with the inner wall on the non-opening end side of the case 1, and is positioned by contacting a guide (not shown) provided on the inner wall of the case 1. Then, the fixing part 12 connected to the terminal 5 is arranged at a predetermined position of the hollow part 3.
[0056]
With the detection unit 4 positioned, the periphery of the case 1 that is in contact with the fixing unit 12 is locally heated, for example, so that the fixing unit 12 is welded and fixed to the case 1, and accordingly the detection unit 4 and the terminal 5. Is fixed to a predetermined position of the case 1. Further, by fixing the fixing portion 12 to the case 1, the connector portion 13 having the terminal 5 which is formed on the opening portion 2 side of the case 1 and the fixing portion 12 and protrudes from the fixing portion 12 to the opening portion 2 side is also formed.
[0057]
Through the above manufacturing process, the rotation detection sensor device 20 shown in FIG. 3D is formed.
[0058]
As described above, the rotation detection sensor device 20 according to the present embodiment inserts a part of the detection unit 4 and the terminal 5 into the hollow portion 3 of the case 1 formed in advance, and the fixed unit connected to the terminal 5. It is formed by fixing 12 to the inner wall of the hollow part 3 of the case 1. Therefore, since the rotation detection sensor device 20 can be formed with a single touch, it is easier to manufacture than the conventional second molding resin injection molding, and is suitable for the progressive feeding process.
[0059]
In the present embodiment, the fixing part 12 to the case 1 is fixed by heating. However, other than that, the fixing portion 12 may be fixed to the case 1 by bonding with an adhesive.
[0060]
Further, the fixing portion 12 having a size substantially equal to the cross section of the hollow portion 3 of the case 1 is press-fitted into the hollow portion 3 to fix the fixing portion 12 to the case 1 at a predetermined position of the hollow portion 3. You can also However, the diameter of the cross-section of the hollow portion 3 is gradually reduced from the opening 2 or from a predetermined position within a range in which the detection unit 4 can reach the end of the non-opening, and is approximately equal to the diameter of the cross-section of the opening 2 It is preferable to fix the fixing portion 12 with a narrow portion provided at a predetermined position of the hollow portion 3 by inserting the fixing portion 12 having a slightly smaller diameter into the hollow portion 3. According to this, the fixing part 12 can be fixed to a predetermined position of the case 1 without applying extra pressure to the fixing part 12 over a long range.
[0061]
Further, the terminal 5 formed with the elastically deformable convex fixing portion 12 is inserted into the hollow portion 3 of the case 1, and the convex fixing portion 12 is fitted into the concave portion provided at a predetermined position of the case 2, for example. By doing so, the fixing portion 12 may be fixed to the case 1. Further, the fixing portion 12 can be elastically deformed, and may be fixed to the convex portion provided in the case 1 while being elastically deformed. In short, it is only necessary that the case 1 and the fixing portion 12 have a structure capable of forming a fitting state with each other.
[0062]
Needless to say, the fixing portion 12 may be fixed to the case 1 by combining welding, bonding, press-fitting, and fitting methods.
[0063]
Moreover, in this Embodiment, the fixing | fixed part 12 was arrange | positioned in the hollow part 3, and the example fixed to the inner wall of the hollow part 3 was shown. However, with the above-described welding or adhesion, the hollow portion 3a in which the detection unit 4 is arranged can be hermetically sealed. Thereby, also with the fixing | fixed part 12, intrusion of water, oil, etc. in the hollow part 3 of case 1 can be prevented, and the insulation with respect to the detection part 4 grade | etc., Can be ensured.
[0064]
Moreover, in this Embodiment, the fixing | fixed part 12 showed the example arrange | positioned in the hollow part 3. As shown in FIG. However, it may be provided so as to engage the end of the case 1 on the opening 2 side and seal the opening 2. That is, the fixing portion 12 may have the role of the female connector portion 14 shown in FIG. In this case, the fixing portion 12 includes a sealing member 18 fixed to the end portion of the opening 2 of the case 1, a female terminal 16 connected to the terminal 5 of the connector portion 13, and a lead electrically connected to the terminal 5. 17 and is connected in advance to one end of the terminal 5 in the manufacturing process described above. As a result, the detection unit 4 is inserted into the case 1, and the detection unit 4 is fixed to the case 1 with respect to the case 1 by engaging the fixing unit 12 with the end of the opening 2 of the case 1 and fixing it by welding or the like. While being able to be positioned and fixed at the position, the seal member 18 is fixed to the inner wall of the hollow portion 3 while being inserted into the hollow portion 3, so that the inside of the hollow portion 3 can be hermetically sealed.
[0065]
Further, with respect to the detection unit 4 and the terminal 5 inserted into the hollow portion 3 of the case 1, the fixing unit 12 is connected to one end of the terminal 5 later and the fixing unit 12 is connected to the end of the opening 2 of the case 1. May be fixed. However, in this case, since it takes time to fit the female terminal 16 of the fixing portion 12 at one end of the terminal 5 inserted into the hollow portion 3, the fixing portion 12 and the female connector portion 14 are provided separately, It is preferable to fit the female terminal 16 of the female connector portion 14 to one end of the terminal 5 fixed by the fixing portion 12.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a rotation detection sensor device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example in which a female connector portion is engaged in FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for each process showing a manufacturing process of the rotation detection sensor device.
FIG. 4 is a supplementary diagram illustrating a problem of a conventional rotation detection sensor device.
[Explanation of symbols]
1 ... case,
3 ... hollow part,
4 ... detection part,
5 ... Terminal,
12 ... fixed part,
20 ... Rotation detection sensor device

Claims

An IC chip is mounted on a lead frame, and includes a mold IC in which a part of the lead frame and the IC chip are covered with a mold resin, and a magnet that applies a bias magnetic field to a magnetoresistive element built in the IC chip. A detection unit;
A terminal connected to the lead frame of the detection unit;
A fixed part connected to the terminal;
One end is open, and includes a case having a hollow portion formed over a range from the opening to the other end,
In the rotation detection sensor device for detecting the rotation speed or rotation direction of the subject from the change in resistance value of the magnetoresistive element,
The fixing portion is made of the same resin as the case,
The rotation detection sensor device, wherein the detection portion is positioned and arranged in a hollow portion of the case, and the fixing portion is fixed to the case.

The rotation detection sensor device according to claim 1, wherein the fixing part seals the hollow part in which the detection part is arranged.

The rotation detection sensor device according to claim 1, wherein the fixing portion is disposed in the hollow portion and fixed in a state of being in contact with an inner wall of the hollow portion.

The fixing portion is engaged with an end portion of the case on the opening side, and a sealing member that seals the hollow portion in which the detection portion is disposed by sealing the opening, The rotation detection sensor device according to claim 1, further comprising a lead electrically connected to the terminal.

A mold IC forming step of mounting an IC chip having a magnetoresistive element on a lead frame, and molding a part of the lead frame and the IC chip with a mold resin;
A detection unit forming step of forming a detection unit in which a magnet for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element is mounted on the mold IC;
A fixing part connecting step of connecting the fixing part to a predetermined position of the terminal;
A connecting step of connecting a terminal having the fixing portion to the connecting portion of the lead frame;
A case forming step of forming a case having one end opened and a hollow portion over a range from the opening to the other end;
Fixing the detection unit at a desired position of the case by inserting the detection unit into the hollow portion of the case and fixing the fixing unit to the case while positioning the detection unit And a step of manufacturing the rotation detection sensor device.

The rotation detection sensor device manufacturing method according to claim 5 , wherein the hollow portion has a center line of a cross section of the hollow portion that is substantially straight.

The method of manufacturing a rotation detection sensor device according to claim 5 or 6 , wherein the fixing portion is fixed to the case by at least one of press-fitting, adhesion, fitting, and welding.