JP3751528B2 - センサ及び圧力センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧力を電気信号に変換して外部に出力する圧力センサ、その他のセンサに関する。
【０００２】
【背景技術】
物理量の計測等においては、種々のタイプのセンサが用いられている。例えば、流体圧力の測定には、被検知圧力を検出して電気信号に変換する圧力センサが用いられている。
このような圧力センサは、被設置部に締着固定される継手と、継手にビーム溶接等によって取り付けられるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられた歪みゲージ等の圧力検出素子と、圧力検出素子に電気的に接続される回路部と、この回路部からの電気信号を入出力する端子部とを備え、ダイアフラムの圧力導入孔内に導かれた流体圧がダイアフラムの歪みに変換され、この歪みが圧力検出素子で検出されるようになっている。
【０００３】
このような圧力センサの従来例が図１７から図１９に示されている。
図１７には圧力センサの従来例１が示されている。
図１７において、従来例１では、圧力検出素子１００を取り付けたセンサモジュール１０１が継手１０２に設けられている。この継手１０２にはキャップ状の筺体１０３が取り付けられ、筺体１０３と継手１０２との間に形成された空間には回路部１０４が収納されている。
【０００４】
従来例１では、回路部１０４は、プリント基板１０５と、このプリント基板１０５にそれぞれ取り付けられた電子部品１０６及び端子部１０７とから構成されている。
電子部品１０６は、ＩＣチップやコンデンサ等から構成されるものであり、半田付けにてプリント基板１０５の上に実装されている。プリント基板１０５とセンサモジュール１０１の圧力検出素子１００とは、結線部１０８と台座１１１を介して電気的に接続されている。端子部１０７は、中継端子１０９と、この中継端子１０９に接続された入出力端子１１０とから構成される。中継端子１０９の端部はプリント基板１０５と半田付け等により接続されている。
【０００５】
図１８には圧力センサの従来例２が示されている。
図１８において、従来例２では、回路部１０４は、フレキシブル基板１１５と、このフレキシブル基板１１５にそれぞれ取り付けられた電子部品１０６及び端子部１０７とから構成されている。
フレキシブル基板１１５は、結線部１０８を介して圧力検出素子１００と電気的に接続されている。端子部１０７は、その一端部がフレキシブル基板１１５に半田付け等の手段で電気的に接続され、その他端部が筺体１０３の外部に開口した穴部１０３Ａに露出している。
【０００６】
図１９には圧力センサの従来例３が示されている。
図１９において、従来例３では、回路部１０４は、筺体１０３の内部に設けられセラミック基板１２５と、このセラミック基板１２５にそれぞれ取り付けられた電子部品１０６及び端子部１０７とから構成されている。
セラミック基板１２５は、結線部１０８を介して圧力検出素子１００と電気的に接続されている。端子部１０７は、中継端子１０９と、この中継端子１０９に接続された入出力端子１１０とから構成される。中継端子１０９の端部はセラミック基板１２５と半田付け等により接続されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１の圧力センサでは、プリント基板１０５の上に電子部品１０６と台座１１１と入出力端子１１０とを接続する必要があり、この入出力端子１１０にかかる力を逃げるための中継端子１０９が必要とされる。
このため、従来例１では、部品点数が多くなり、センサ全体が大型化されるだけでなく、部品同士の接続作業が多くなって製造コストが高いものとなる。さらに、部品同士の接続作業が多いことで、接続作業に対する信頼性を得るにはコストがかかる。その上、基板と端子部とを電気的に接続するために、半田付け等の作業が必要とされ、圧力センサの製造コストが高いものとなる。
【０００８】
従来例２の圧力センサでは、フレキシブル基板１１５に端子部１０７を半田付け等するために、製造コストが高いものとなる。しかも、フレキシブル基板１１５に電子部品１０６や端子部１０７を半田付けする場合には、フレキシブル基板１１５の剛性を上げるために、裏打ちする必要があり、この点からも、製造コストが高くなる。
従来例３の圧力センサでは、従来例１と同様に、端子部１０７として、入出力端子１１０と中継端子１０９との２種類が必要とされて部品点数が多くなり、センサ全体が大型化するだけでなく、製造コストが高いものとなる。しかも、基板として部品単価の高いセラミックを使用しているため、その分、製造コストも高くなる。
【０００９】
本発明の目的は、安価で小型化できるとともに部品の電気的な接続への信頼性が高いセンサ及び圧力センサを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、センサの回路部と端子部とをリードフレームで形成するとともにリードフレームの所定箇所に樹脂モールドを設けて前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明のセンサは、検出素子で検出される電気信号を増幅処理するとともにＩＣチップが装着される回路部と、この回路部からの電気信号を入出力する端子部とを有する回路基板を備えたセンサであって、前記回路部と前記端子部とが金属板から形成されたリードフレームを有し、前記金属板には前記リードフレームの電気的絶縁をするための樹脂モールドが設けられ、前記樹脂モールドは、前記回路部に設けられた回路部用樹脂モールドと前記端子部に設けられた端子部用樹脂モールドとを備え、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとは前記リードフレームが折り曲げられて互いに対向配置され、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの少なくとも一方には、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの間の位置決めをするための位置決め突起が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような本発明では、金属板から回路部と端子部とのリードフレームが形成されるので、回路部と端子部とは電気的に予め接続されている。そのため、入出力端子や中継端子を別途設ける必要がないから、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。
しかも、回路部と端子部との間を半田付け等により接続する作業が不要とされ、安価に部品を接続するための信頼性が向上する。
その上、複雑な形状のリードフレームを有する構成であっても、その形状を樹脂モールドで保持し、また、確実に絶縁状態に保持することができるから、回路部が正常に作動する。
【００１２】
ここで、以上の構成の本発明では、前記樹脂モールドは、前記回路部に設けられた回路部用樹脂モールドと前記端子部に設けられた端子部用樹脂モールドとを備えた構成である。
この構成では、回路部と端子部とは金属板のリードフレームを有するため、回路部と端子部とは接続するリードフレームが折り曲げ自在であり、互いに対向配置することができるため、センサ全体の小型化を図ることができる。
しかも、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとは前記リードフレームで折り曲げられて互いに対向配置され、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの少なくとも一方には、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの間の位置決めをするための位置決め突起が設けられている構成である。
この構成では、回路部用樹脂モールドと端子部用樹脂モールドとを折り曲げて所定位置に設置する際に、位置決め用突起で互いに位置決めされるため、センサの組立作業をより簡略化することができる。
【００１３】
また、前記回路部を覆う導電性筺体を備えてセンサを構成することが好ましい。
この構成では、導電性筺体が外部からの電磁波をシールドすることになるので、外部からの電磁波による回路部へ悪影響、例えば、ノイズを排除することができる。
【００１４】
また、前記端子部用樹脂モールドは前記導電性筺体を貫通して設けられている構成が好ましい。
この構成では、端子部は端子部用樹脂モールドによって導電性筺体との間で絶縁されるので、端子部から短絡して導電性筐体に電気が流されることがなく、信頼性が向上する。しかも、端子部と導電性筺体との間の絶縁のための部材を別に設けることを要しないから、部品点数の減少を図ることができる。
【００１５】
さらに、前記導電性筺体と前記端子部用樹脂モールドとの間にはガスケットが介装され、前記端子部用樹脂モールドの前記ガスケットに対向する部分には突起が形成されている構成が好ましい。
この構成では、導電性筺体と端子部用樹脂モールドとの間をガスケットで封止することで、気密性が得られる。そのため、導電性筺体の内部にゴミや湿気等が入り込むことを防止できる。しかも、端子部用樹脂モールドに突起を形成したから、この突起でガスケットを導電性筺体に押しつけることができ、封止効果を優れたものにできる。
【００１７】
さらに、前記回路部と前記端子部との少なくとも一方は、前記リードフレームに電子部品を装着する実装パッドを有する構成が好ましい。
この構成では、電子部品をリードフレームの実装パッドに装着することで、保護回路等を作り、機能・信頼性を向上させることができる。
また、前記リードフレームは前記導電性筐体と当接する突起を有する構成が好ましい。
この構成では、前記突起がグラウンド端子として機能することで、耐ノイズ性が向上する。
さらに、前記検出素子と前記回路部との間を接続する結線部を取り付けるためのパッドが前記回路部のリードフレームに設けられている構成が好ましい。
この構成では、結線部を接続するための台座を別途設ける必要がないから、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。
【００１８】
さらにまた、前記回路部は、前記結線部を取り付けるためのパッドが他の部分より前記検出素子に近くなるように前記リードフレームが折り曲げ形成されている構成が好ましい。
この構成では、回路部と検出素子との間をワイヤボンディングで結線する場合、ボンディングするワイヤの長さを短いものにできる。そのため、作業性が向上するだけでなく、ワイヤと回路部とが短絡する可能性が少なくなるし、振動に対する信頼性が向上する。
【００１９】
さらに、前記端子部は、入力端子、出力端子及びコモン端子を備えた構成が好ましい。
この構成では、入出力端子をリードフレームで形成したので、直接プリント基板に半田付けなどで接続することができる。
【００２０】
以上の構成のセンサは圧力センサであってもよい。つまり、本発明では、前記センサを圧力検出に用いた構成が好ましい。
この構成の本発明では、安価で小型化できるとともに部品の接続への信頼性が高い圧力センサを提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１（Ａ）は、第１実施形態に係る圧力センサ１を示す平面図、図１（Ｂ）は、その断面図である。圧力センサ１は、車載用で油圧を検出するために使用される他、船舶、建築用重機、冷凍機、その他あらゆる機器に適用でき、また、空気圧、水圧等、任意の流体の圧力検出に適用できる。
図１において、圧力センサ１は、センサモジュール２と、このセンサモジュール２が軸芯部に取り付けられた略円柱状の継手３と、この継手３の端面に設けられたフランジ４と、このフランジ４にそれぞれ設けられた回路基板５及び導電性筺体６と、回路基板５と導電性筺体６との間に設けられたガスケット８とを備えて構成されている。
【００２２】
センサモジュール２は、検出部としてのダイアフラム２Ａが端面に設けられるとともにリング部２Ｂが周面に設けられた略円筒状の金属製部材である。
ダイアフラム２Ａは、その表面が円形に形成され、その表面にはブリッジ回路を構成する圧力検出素子２Ｃが設けられている。この圧力検出素子２Ｃは、酸化シリコン等の絶縁膜を介して歪みゲージから構成されている。
センサモジュール２の内周部２Ｄはダイアフラム２Ａの裏面に被検出圧力を導入するための導入穴とされる。
【００２３】
継手３は、タンク、配管等の被検出部に装着されるものであり、金属製の略円筒状部材から形成される。継手３は、その周面にＯリング３Ａが装着されるための装着面３Ｂが形成されており、その端部がセンサモジュール２の端面と接合する接合部３Ｃとされる。
継手３の内周部３Ｄはセンサモジュール２の内周部２Ｄと連通する連通孔とされる。
フランジ４は金属製の略円筒状部材である。
【００２４】
回路基板５の具体的な構成が図２から図６に示されている。
図２は図１（Ｂ）のII-II線に沿う矢視断面図、図３は回路基板５の断面図、図４（Ａ）は図３中、IV(A)-IV(A)線に沿う矢視断面図、図４（Ｂ）は図３中、IV(B)-IV(B)線に沿う矢視断面図、図５は図３中Ｖ−Ｖ線に沿う矢視図、図６は図３中VI−VI線に沿う矢視図である。
これらの図において、回路基板５は、一面がダイアフラム２Ａに対向した回路部１１と、この回路部１１からの電気信号を入出力する端子部１２と、これらの回路部１１と端子部１２とを接続する接続部リードフレーム１３とを備えて構成されている。
【００２５】
回路部１１は回路部リードフレーム１１Ａと、この回路部リードフレーム１１Ａに設けられた回路部用樹脂モールド１４とを備えている。
端子部１２は端子部リードフレーム１２Ｄと、この端子部リードフレーム１２Ｄに設けられた端子部用樹脂モールド１５とを備えている。
回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム１２Ｄ及び接続部リードフレーム１３は、連続したパターンに一体形成されており、接続部リードフレーム１３を中心に折り曲げられて回路部１１と端子部１２とが対向配置されている。なお、図５では、回路部１１の回路部リードフレーム１１Ａはハッチングにより示されている。
【００２６】
回路部リードフレーム１１Ａは、回路部本体１１Ｄと、ＩＣチップ１６が装着されるダイパッド１１Ｂと、圧力検出素子２Ｃと電気的接続を行うための端子１１Ｃと、電子部品１８が装着される実装パッド１１Ｅと、プローブ調整用パッド１１Ｆとを備え、ダイパッド１１Ｂ及び端子１１Ｃは回路部本体１１Ｄより圧力検出素子２Ｃ側に近接するように折り曲げ形成されている。
回路部本体１１ＤとＩＣチップ１６とはワイヤボンディングによる結線部１７Ａで接続されており、端子１１Ｃと圧力検出素子２Ｃとはワイヤボンディングによる結線部１７Ｂで接続されている。
回路部用樹脂モールド１４は、回路部リードフレーム１１Ａを保持するとともに電気的絶縁をするために設けられるものであって、位置決め突起１４Ａと、フランジ４の内周面に係合する係合リング１４Ｂとを備えている。
【００２７】
端子部リードフレーム１２Ｄは、入力端子１２Ａ、出力端子１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃと、電子部品１８が装着される実装パッド１２Ｅと、プローブ調整用パッド１２Ｇと、ケースグランド端子１２Ｆとを備えている。このケースグランド端子１２Ｆは導電性筐体６に当接するものである。
端子部用樹脂モールド１５は、端子部リードフレーム１２Ｄを保持するとともに電気的絶縁をするために設けられるものであって、位置決め突起１４Ａが挿入される係合孔１５Ａと、この係合孔１５Ａの近傍に配置された位置決め突起１５Ｂと、この位置決め突起１５Ｂとは離れて接続部リードフレーム１３の近傍に配置された位置決め突起１５Ｃと、パーティングラインのないガスケット用突起１５Ｄとを備えている。位置決め突起１５Ｂ，１５Ｃは、その先端が回路部用樹脂モールド１４の平面に当接される。
【００２８】
図１及び図２において、導電性筺体６は鍔部６Ａを有するキャップ状に形成されており、回路部１１、接続部リードフレーム１３、ＩＣチップ１６及び結線部１７Ａ，１７Ｂを覆う構成である。
ガスケット８は、導電性筺体６と端子部用樹脂モールド１５との間に介装されており、端子部用樹脂モールド１５のガスケット用突起１５Ｄにより導電性筺体６に押圧される。
【００２９】
図７に示される通り、回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム１２Ｄ及び接続部リードフレーム１３は可撓性の金属板１０から形成されており、この金属板１０の所定個所が折り曲げられ（図８参照）、この状態で回路部用樹脂モールド１４及び端子部用樹脂モールド１５が設けられている（図９参照）。
【００３０】
次に、第１実施形態にかかる圧力センサ１の製造方法を図１０から図１３に基づいて説明する。
まず、回路基板５の製造方法を図１０に基づいて説明する。
はじめに、パターン成形工程を行う。この工程では、金属板１０をエッチングやプレス等によって所定のパターンを有する回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム１２Ｄ及び接続部リードフレーム１３を形成する（図７参照）。この金属板１０の板厚は0.1mm以上で１mm以下程度のものから適当な厚さを選択できる。好ましくは、0.25mm程度のものがよい。この厚さは端子として基板に直接半田付けできる厚さであり、曲げが容易に行える厚さである。
【００３１】
その後、図１０（Ａ）に示される通り、モールド工程を行う。この工程では、各リードフレームを保持するための回路部用樹脂モールド１４及び端子部用樹脂モールド１５を金属板１０に取り付ける。
この際、樹脂モールド１４，１５は、金属板１０の両面に設けられるものであり、その材質として、熱硬化性樹脂のエポキシや熱可塑性樹脂のＰＢＴ、ＰＰＳ等を使用できる。
【００３２】
さらに、図１０（Ｂ）に示される通り、回路部リードフレーム１１Ａのダイパッド１１ＢにＩＣチップ１６をダイボンディングし、図１０（Ｃ）に示される通り、ＩＣチップ１６と回路部本体１１Ｄとをワイヤボンディングし、結線部１７Ａを設ける。
その後、図１０（Ｄ）に示される通り、ＩＣチップ１６を保護するためにＩＣチップ１６にシリコンゲルを塗布し、さらに、電子部品１８を実装パッド１１Ｅ，１２Ｅに装着し、その後、図１０（Ｅ）に示される通り、金属板１０の不要部分を切断除去する切断工程を行う。これにより、回路基板５が製造される。
【００３３】
このように製造された回路基板５を用いて圧力センサ１を組み立てる方法を図１１から図１３に基づいて説明する。
まず、圧力検出素子２Ｃをダイアフラム２Ａに設けてセンサモジュール２を形成しておき（センサモジュール成形工程）、その後、図１１（Ａ）に示される通り、電子ビーム溶接でセンサモジュール２を継手３に溶接固定する。
さらに、図１１（Ｂ）に示される通り、継手３にフランジ４をプロジェクション溶接する。
その後、図１１（Ｃ）に示される通り、回路基板製造工程で製造された回路基板５をフランジ４の端面にエポキシ等の接着剤で接着固定する（基板取付工程）。接着固定された状態が図１２（Ｄ）に示されている。
【００３４】
さらに、図１２（Ｅ）に示される通り、センサモジュール２に設けられた圧力検出素子２Ｃと回路部リードフレーム１１Ａの端子１１Ｃとをワイヤボンディングで結線して結線部１７Ｂを形成する（結線工程）。
その後、図１２（Ｆ）に示される通り、端子部リードフレーム１２Ｄを接続部リードフレーム１３を曲げ中心として回路部１１に対して直角となるように折り曲げ（折曲工程）、さらに、ガスケット８を端子部１２に装着する。
【００３５】
その後、図１３（Ｇ）に示される通り、端子部１２の一部が外部に露出するように導電性筺体６で回路部１１等を覆うとともに、導電性筺体６をフランジ４の端面に溶着固定する。この際、プロジェクション溶接を鍔部６Ａの全周に渡って行う。
さらに、図１３（Ｈ）に示される通り、Ｏリング３Ａを継手３の装着面３Ｂに装着する。
これらの作業により、圧力センサ１が組み立てられ、この圧力センサ１は、図示しないタンク、配管等に取り付けられる。
【００３６】
このような第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
１）圧力検出素子２Ｃで検出される電気信号を増幅処理するとともにＩＣチップ１６が装着される回路部１１と、この回路部１１からの電気信号を入出力する端子部１２と、これらの回路部１１及び端子部１２を接続する接続部リードフレーム１３とを有する回路基板５を備え、回路部１１及び端子部１２は金属板１０から形成されたリードフレーム１１Ａ，１２Ｄ，１３を有し、金属板１０にはリードフレーム１１Ａ，１２Ｄを保持するとともに電気的絶縁をするための樹脂モールド１４，１５が設けられているので、回路部１１のリードフレーム１１Ａと端子部１２のリードフレーム１２Ｄとが電気的に接続されており、入出力端子や中継端子を別途設ける必要がない。従って、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。
【００３７】
しかも、回路部１１と端子部１２との間を半田付け等により接続する作業が不要とされ、安価に部品を接続するための信頼性が向上する。
その上、複雑な形状のリードフレーム１１Ａ，１２Ｄを有する構成であっても、その形状を樹脂モールド１４，１５で保持し、また、確実に絶縁状態に保持することができるから、回路部１１や端子部１２が誤動作することがない。
【００３８】
２）樹脂モールドは、回路部１１に設けられた回路部用樹脂モールド１４と端子部１２に設けられた端子部用樹脂モールド１５とを備えて構成されたから、回路部１１と端子部１２とは金属板１０のリードフレームを有するため、回路部１１と端子部１２とは接続するリードフレームが折り曲げ自在であり、互いに対向配置することができるため、センサ全体の小型化を図ることができる。
【００３９】
３）回路部１１は、ＩＣチップ１６を装着するためのダイパッド１１Ｂを有するので、ＩＣチップ１６をリードフレーム１１Ａに装着する作業が容易となる。４）圧力センサ１は、回路部１１を覆う導電性筺体６を備えて構成されているので、導電性筺体６が外部からの電磁波をシールドすることになり、外部からの電磁波による回路部１１へ悪影響、例えば、ノイズを排除することができる。
【００４０】
５）端子部用樹脂モールド１５は導電性筺体６を貫通して設けられているので、端子部１２が端子部用樹脂モールド１５によって導電性筺体６との間で絶縁されることから、端子部１２から短絡して導電性筐体６に電気が流されることがない。しかも、端子部１２と導電性筺体６との間の絶縁のための部材を別に設けることを要しないから、この点からも部品点数の減少を図ることができる。
【００４１】
６）導電性筺体６と端子部用樹脂モールド１５との間にはガスケット８が介装されているので、これらの間をガスケット８で封止することで、気密性が得られる。そのため、導電性筺体６の内部にゴミや湿気等が入り込むことを防止できる。
７）端子部用樹脂モールド１５のガスケット８に対向する部分にはガスケット用突起１５Ｄが形成されているので、この突起１５Ｄでガスケット８を導電性筺体６に押しつけることができ、封止効果を優れたものにできる。
【００４２】
８）回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５とは折り曲げられて互いに対向配置され、回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５との双方には、回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５との間の位置決めをするための位置決め突起１４Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが設けられているから、回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５とを姿勢を設定する際に、位置決め突起１４Ａ，１５Ｂ，１５Ｃで互いに位置決めされるため、センサの組立作業を簡略化し、製造コストを低いものにできる。
【００４３】
９）回路部リードフレーム１１Ａは、回路部本体１１Ｄと、結線部１７Ｂを取り付けるための端子１１Ｃとを備えたから、結線部１７Ｂを接続するための台座を別途設ける必要がない。そのため、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。しかも、この端子１１Ｃは回路部本体１１Ｄより圧力検出素子２Ｃ側に近接するように回路部リードフレーム１１Ａが折り曲げ形成されているので、回路部１１と圧力検出素子２Ｃとの間をワイヤボンディングで結線する場合、ボンディングするワイヤの長さを短いものにできる。
従って、作業性が向上するとともに、ワイヤと回路部１１とが短絡する可能性が少なくなるし、振動に対する圧力センサ１の信頼性が向上する。
【００４４】
１０）端子部１２は、入出力端子１２Ａ，１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃを備え、入出力端子１２Ａ，１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃをリードフレームで形成したので、直接、プリント基板に半田付けすることができる。
１１）圧力センサ１を製造するため、回路部リードフレーム１１Ａと端子部リードフレーム１２Ｄとを金属板１０から形成するパターン成形工程と、パターンを保持するために樹脂モールド１４，１５を金属板１０に設けるモールド工程と、金属板１０の不要部分を切断する切断工程とを有する回路基板製造工程を備えたから、金属板１０で形成されたリードフレーム１１Ａ，１２Ｄに樹脂モールド１４，１５を設けて回路基板５の基本形態を製造し、その後、金属板１０の不要部分を切断するので、回路基板５の製造の自動化を達成することができる。従って、回路基板５を容易に製造することができ、その結果、圧力センサ１の組立作業を容易に行うことができる。さらに、ＩＣチップ１６を金属板１０に装着した後、最後に金属板１０の不要部分を切断するので、この点からも、回路基板５の自動化を図れるとともに、歩留まりの向上、コストダウンを達成することができる。
【００４５】
１２）圧力検出素子２Ｃをダイアフラム２Ａに設けてセンサモジュール２を形成するセンサモジュール成形工程と、このセンサモジュール２に回路基板製造工程で製造された回路基板５を取り付ける基板取付工程と、センサモジュール２に設けられた圧力検出素子２Ｃと回路基板５の回路部１１とを結線する結線工程とを備えて圧力センサ１の製造方法を構成したので、回路基板製造工程で製造された回路基板５を用い、一連の合理的な製造工程によって最終的な圧力センサ１に簡単に組み立てることができる。しかも、一連の工程によって、複数の回路基板５を短冊状やフープ状に繋げて製造することができる。
【００４６】
１３）さらに、回路部１１と端子部１２との双方は、リードフレーム１１Ａ，１２Ｄに電子部品１８を装着する実装パッド１１Ｅ，１２Ｅを有するので、電子部品１８を実装パッド１１Ｅ，１２Ｅに装着することで、保護回路等を作り、機能・信頼性を向上させることができる。
１４）リードフレーム１１Ａ，１２Ｄは導電性筐体６と当接する突起（グランド端子１２Ｆ）を有するので、耐ノイズ性が向上する。
【００４７】
〔第２実施形態〕
図１４から図１６には、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ２１が示されている。
第２実施形態の圧力センサ２１は、回路基板の構造が第１実施形態と異なるもので、他の構成は第１実施形態と同じである。なお、第１実施形態と同様な機能を有する構成部材には同一符号を付し説明を省略または簡略化する。
図１４は圧力センサ２１の断面図であり、図１５は図１４中、XV-XV線に沿う矢視断面図である。
【００４８】
図１４及び図１５において、圧力センサ２１は、センサモジュール２と、このセンサモジュール２が軸芯部に取り付けられた継手３と、この継手３の端面に設けられたフランジ４と、このフランジ４にそれぞれ設けられた回路基板２５及び導電性筺体６と、回路基板２５の抜け止めをするストッパ７とを備えて構成されている。
【００４９】
回路基板２５は、ダイアフラム２Ａに対向した回路部１１と、この回路部１１からの電気信号を入出力する端子部３２と、これらの回路部１１と端子部３２とを接続する接続部リードフレーム３３とを備えて構成される。
端子部３２は、端子部リードフレーム３２Ａと、この端子部リードフレーム３２Ａに設けられた端子部用樹脂モールド３５とを備えて構成される。
端子部リードフレーム３２Ａは、前記入出力端子１２Ａ，１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃと、電子部品１８が装着される実装パッド３２Ｅとを備えている。
端子部用樹脂モールド３５は、端子部リードフレーム３２Ａを保持するとともに電気的絶縁をするために設けられるものであって、第１実施形態とは異なり回路部１１に対して直交する略厚板状に形成されている。
【００５０】
接続部リードフレーム３３は、回路部１１と端子部３２とを略直角にするための折曲部３３Ａと、外部からの端子部３２を介して受ける力を逃げるための段差部３３Ｂとが一体形成されている。
ストッパ７は導電性筐体６の頂部に設けられるもので、端子部３２が導電性筐体６の内部に押し込まれないようにするもので、プラスチック、その他の材質から形成される。
【００５１】
図１６に示される通り、回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム３２Ａ及び接続部リードフレーム３３は可撓性の金属板１０から形成されており、この金属板１０の所定個所に回路部用樹脂モールド１４及び端子部用樹脂モールド３５が設けられている。
以上の構成の圧力センサ２１は第１実施形態の圧力センサ１と略同様に製造される。
【００５２】
従って、第２実施形態では、第１実施形態の１）から５）、９）から１４）と同様の作用効果を奏することができる他に、次の作用効果を奏することができる。
１５）導電性筺体６にストッパ７が取り付けられ、この絶縁性ストッパ７は端子部用樹脂モールド３５を保持しているため、外部の力で端子部１２が導電性筺体６の内部に誤って押し込まれることを防止できる。
１６）第１実施形態と異なり、ガスケットを用いていないので、導電性筐体６を小さく形成することで、圧力センサ２１を小型化することができる。
【００５３】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記各実施形態では、センサを圧力センサ１，２１としたが、本発明では、圧力以外を検出するセンサ、例えば、荷重を検出するセンサ、その他のセンサに適用することがきる。
【００５４】
また、樹脂モールドは、回路部１１にのみ設けるものであってもよい。 さらに、本発明では、導電性筺体６を必ずしも設けることを要しない。
仮に、導電性筺体６を設ける場合であっても、ストッパ７を省略することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、回路部と端子部とをリードフレームで形成したので、回路部と端子部との間を半田付け等により接続する作業が不要とされる。そのため、部品点数が減少され、センサ全体の小型化と製造コストの低減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る圧力センサを示す平面図であり、（Ｂ）は、その断面図である。
【図２】図１中、II-II線に沿う矢視断面図である。
【図３】回路基板の断面図である。
【図４】（Ａ）は図３中、IV(A)-IV(A)線に沿う矢視断面図、（Ｂ）は図３中、IV(B)-IV(B)線に沿う矢視断面図である。
【図５】図３中Ｖ−Ｖ線に沿う矢視図である。
【図６】図３中VI−VI線に沿う矢視図である。
【図７】金属板に回路部リードフレーム、端子部リードフレーム及び接続部リードフレームが形成された状態を示す平面図である。
【図８】図７の金属板の端子部リードフレームが折り曲げられた状態を示す平面図である。
【図９】金属板に樹脂モールドが設けられた状態を示す平面図である。
【図１０】（Ａ）から（Ｅ）は回路基板を製造する方法を説明する図である。
【図１１】（Ａ）から（Ｃ）は圧力センサを製造する方法を説明する図である。
【図１２】（Ｄ）から（Ｆ）は圧力センサを製造する方法を説明する図である。
【図１３】（Ｇ）から（Ｈ）は圧力センサを製造する方法を説明する図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る圧力センサを示すもので、図１の（Ｂ）に相当する図である。
【図１５】図１４中、XV−XV線に沿う矢視断面図である。
【図１６】第２実施形態における金属板を示すもので、図９に相当する図である。
【図１７】従来例を示す断面図である。
【図１８】異なる従来例を示す断面図である。
【図１９】さらに異なる従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２１ 圧力センサ
２ センサモジュール
２Ａ ダイアフラム（検出部）
２Ｃ 圧力検出素子
３ 継手
５，２５ 回路基板
６ 導電性筺体
８ ガスケット
１０ 金属板
１１ 回路部
１１Ａ 回路部リードフレーム
１２Ｄ，３２Ａ 端子部リードフレーム
１２，３２ 端子部
１３，３３ 接続部リードフレーム
１４ 回路部用樹脂モールド
１５，３５ 端子部用樹脂モールド
１６ ＩＣチップ
１７Ａ，１７Ｂ 結線部
１４Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 位置決め突起
１５Ｄ ガスケット用突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧力を電気信号に変換して外部に出力する圧力センサ、その他のセンサに関する。
【０００２】
【背景技術】
物理量の計測等においては、種々のタイプのセンサが用いられている。例えば、流体圧力の測定には、被検知圧力を検出して電気信号に変換する圧力センサが用いられている。
このような圧力センサは、被設置部に締着固定される継手と、継手にビーム溶接等によって取り付けられるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられた歪みゲージ等の圧力検出素子と、圧力検出素子に電気的に接続される回路部と、この回路部からの電気信号を入出力する端子部とを備え、ダイアフラムの圧力導入孔内に導かれた流体圧がダイアフラムの歪みに変換され、この歪みが圧力検出素子で検出されるようになっている。
【０００３】
このような圧力センサの従来例が図１７から図１９に示されている。
図１７には圧力センサの従来例１が示されている。
図１７において、従来例１では、圧力検出素子１００を取り付けたセンサモジュール１０１が継手１０２に設けられている。この継手１０２にはキャップ状の筺体１０３が取り付けられ、筺体１０３と継手１０２との間に形成された空間には回路部１０４が収納されている。
【０００４】
従来例１では、回路部１０４は、プリント基板１０５と、このプリント基板１０５にそれぞれ取り付けられた電子部品１０６及び端子部１０７とから構成されている。
電子部品１０６は、ＩＣチップやコンデンサ等から構成されるものであり、半田付けにてプリント基板１０５の上に実装されている。プリント基板１０５とセンサモジュール１０１の圧力検出素子１００とは、結線部１０８と台座１１１を介して電気的に接続されている。端子部１０７は、中継端子１０９と、この中継端子１０９に接続された入出力端子１１０とから構成される。中継端子１０９の端部はプリント基板１０５と半田付け等により接続されている。
【０００５】
図１８には圧力センサの従来例２が示されている。
図１８において、従来例２では、回路部１０４は、フレキシブル基板１１５と、このフレキシブル基板１１５にそれぞれ取り付けられた電子部品１０６及び端子部１０７とから構成されている。
フレキシブル基板１１５は、結線部１０８を介して圧力検出素子１００と電気的に接続されている。端子部１０７は、その一端部がフレキシブル基板１１５に半田付け等の手段で電気的に接続され、その他端部が筺体１０３の外部に開口した穴部１０３Ａに露出している。
【０００６】
図１９には圧力センサの従来例３が示されている。
図１９において、従来例３では、回路部１０４は、筺体１０３の内部に設けられセラミック基板１２５と、このセラミック基板１２５にそれぞれ取り付けられた電子部品１０６及び端子部１０７とから構成されている。
セラミック基板１２５は、結線部１０８を介して圧力検出素子１００と電気的に接続されている。端子部１０７は、中継端子１０９と、この中継端子１０９に接続された入出力端子１１０とから構成される。中継端子１０９の端部はセラミック基板１２５と半田付け等により接続されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１の圧力センサでは、プリント基板１０５の上に電子部品１０６と台座１１１と入出力端子１１０とを接続する必要があり、この入出力端子１１０にかかる力を逃げるための中継端子１０９が必要とされる。
このため、従来例１では、部品点数が多くなり、センサ全体が大型化されるだけでなく、部品同士の接続作業が多くなって製造コストが高いものとなる。さらに、部品同士の接続作業が多いことで、接続作業に対する信頼性を得るにはコストがかかる。その上、基板と端子部とを電気的に接続するために、半田付け等の作業が必要とされ、圧力センサの製造コストが高いものとなる。
【０００８】
従来例２の圧力センサでは、フレキシブル基板１１５に端子部１０７を半田付け等するために、製造コストが高いものとなる。しかも、フレキシブル基板１１５に電子部品１０６や端子部１０７を半田付けする場合には、フレキシブル基板１１５の剛性を上げるために、裏打ちする必要があり、この点からも、製造コストが高くなる。
従来例３の圧力センサでは、従来例１と同様に、端子部１０７として、入出力端子１１０と中継端子１０９との２種類が必要とされて部品点数が多くなり、センサ全体が大型化するだけでなく、製造コストが高いものとなる。しかも、基板として部品単価の高いセラミックを使用しているため、その分、製造コストも高くなる。
【０００９】
本発明の目的は、安価で小型化できるとともに部品の電気的な接続への信頼性が高いセンサ及び圧力センサを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、センサの回路部と端子部とをリードフレームで形成するとともにリードフレームの所定箇所に樹脂モールドを設けて前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明のセンサは、検出素子で検出される電気信号を増幅処理するとともにＩＣチップが装着される回路部と、この回路部からの電気信号を入出力する端子部とを有する回路基板を備えたセンサであって、前記回路部と前記端子部とが金属板から形成されたリードフレームを有し、前記金属板には前記リードフレームの電気的絶縁をするための樹脂モールドが設けられ、前記樹脂モールドは、前記回路部に設けられた回路部用樹脂モールドと前記端子部に設けられた端子部用樹脂モールドとを備え、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとは前記リードフレームが折り曲げられて互いに対向配置され、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの少なくとも一方には、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの間の位置決めをするための位置決め突起が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような本発明では、金属板から回路部と端子部とのリードフレームが形成されるので、回路部と端子部とは電気的に予め接続されている。そのため、入出力端子や中継端子を別途設ける必要がないから、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。
しかも、回路部と端子部との間を半田付け等により接続する作業が不要とされ、安価に部品を接続するための信頼性が向上する。
その上、複雑な形状のリードフレームを有する構成であっても、その形状を樹脂モールドで保持し、また、確実に絶縁状態に保持することができるから、回路部が正常に作動する。
【００１２】
ここで、以上の構成の本発明では、前記樹脂モールドは、前記回路部に設けられた回路部用樹脂モールドと前記端子部に設けられた端子部用樹脂モールドとを備えた構成である。
この構成では、回路部と端子部とは金属板のリードフレームを有するため、回路部と端子部とは接続するリードフレームが折り曲げ自在であり、互いに対向配置することができるため、センサ全体の小型化を図ることができる。
しかも、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとは前記リードフレームで折り曲げられて互いに対向配置され、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの少なくとも一方には、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの間の位置決めをするための位置決め突起が設けられている構成である。
この構成では、回路部用樹脂モールドと端子部用樹脂モールドとを折り曲げて所定位置に設置する際に、位置決め用突起で互いに位置決めされるため、センサの組立作業をより簡略化することができる。
【００１３】
また、前記回路部を覆う導電性筺体を備えてセンサを構成することが好ましい。
この構成では、導電性筺体が外部からの電磁波をシールドすることになるので、外部からの電磁波による回路部へ悪影響、例えば、ノイズを排除することができる。
【００１４】
また、前記端子部用樹脂モールドは前記導電性筺体を貫通して設けられている構成が好ましい。
この構成では、端子部は端子部用樹脂モールドによって導電性筺体との間で絶縁されるので、端子部から短絡して導電性筐体に電気が流されることがなく、信頼性が向上する。しかも、端子部と導電性筺体との間の絶縁のための部材を別に設けることを要しないから、部品点数の減少を図ることができる。
【００１５】
さらに、前記導電性筺体と前記端子部用樹脂モールドとの間にはガスケットが介装され、前記端子部用樹脂モールドの前記ガスケットに対向する部分には突起が形成されている構成が好ましい。
この構成では、導電性筺体と端子部用樹脂モールドとの間をガスケットで封止することで、気密性が得られる。そのため、導電性筺体の内部にゴミや湿気等が入り込むことを防止できる。しかも、端子部用樹脂モールドに突起を形成したから、この突起でガスケットを導電性筺体に押しつけることができ、封止効果を優れたものにできる。
【００１７】
さらに、前記回路部と前記端子部との少なくとも一方は、前記リードフレームに電子部品を装着する実装パッドを有する構成が好ましい。
この構成では、電子部品をリードフレームの実装パッドに装着することで、保護回路等を作り、機能・信頼性を向上させることができる。
また、前記リードフレームは前記導電性筐体と当接する突起を有する構成が好ましい。
この構成では、前記突起がグラウンド端子として機能することで、耐ノイズ性が向上する。
さらに、前記検出素子と前記回路部との間を接続する結線部を取り付けるためのパッドが前記回路部のリードフレームに設けられている構成が好ましい。
この構成では、結線部を接続するための台座を別途設ける必要がないから、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。
【００１８】
さらにまた、前記回路部は、前記結線部を取り付けるためのパッドが他の部分より前記検出素子に近くなるように前記リードフレームが折り曲げ形成されている構成が好ましい。
この構成では、回路部と検出素子との間をワイヤボンディングで結線する場合、ボンディングするワイヤの長さを短いものにできる。そのため、作業性が向上するだけでなく、ワイヤと回路部とが短絡する可能性が少なくなるし、振動に対する信頼性が向上する。
【００１９】
さらに、前記端子部は、入力端子、出力端子及びコモン端子を備えた構成が好ましい。
この構成では、入出力端子をリードフレームで形成したので、直接プリント基板に半田付けなどで接続することができる。
【００２０】
以上の構成のセンサは圧力センサであってもよい。つまり、本発明では、前記センサを圧力検出に用いた構成が好ましい。
この構成の本発明では、安価で小型化できるとともに部品の接続への信頼性が高い圧力センサを提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１（Ａ）は、第１実施形態に係る圧力センサ１を示す平面図、図１（Ｂ）は、その断面図である。圧力センサ１は、車載用で油圧を検出するために使用される他、船舶、建築用重機、冷凍機、その他あらゆる機器に適用でき、また、空気圧、水圧等、任意の流体の圧力検出に適用できる。
図１において、圧力センサ１は、センサモジュール２と、このセンサモジュール２が軸芯部に取り付けられた略円柱状の継手３と、この継手３の端面に設けられたフランジ４と、このフランジ４にそれぞれ設けられた回路基板５及び導電性筺体６と、回路基板５と導電性筺体６との間に設けられたガスケット８とを備えて構成されている。
【００２２】
センサモジュール２は、検出部としてのダイアフラム２Ａが端面に設けられるとともにリング部２Ｂが周面に設けられた略円筒状の金属製部材である。
ダイアフラム２Ａは、その表面が円形に形成され、その表面にはブリッジ回路を構成する圧力検出素子２Ｃが設けられている。この圧力検出素子２Ｃは、酸化シリコン等の絶縁膜を介して歪みゲージから構成されている。
センサモジュール２の内周部２Ｄはダイアフラム２Ａの裏面に被検出圧力を導入するための導入穴とされる。
【００２３】
継手３は、タンク、配管等の被検出部に装着されるものであり、金属製の略円筒状部材から形成される。継手３は、その周面にＯリング３Ａが装着されるための装着面３Ｂが形成されており、その端部がセンサモジュール２の端面と接合する接合部３Ｃとされる。
継手３の内周部３Ｄはセンサモジュール２の内周部２Ｄと連通する連通孔とされる。
フランジ４は金属製の略円筒状部材である。
【００２４】
回路基板５の具体的な構成が図２から図６に示されている。
図２は図１（Ｂ）のII-II線に沿う矢視断面図、図３は回路基板５の断面図、図４（Ａ）は図３中、IV(A)-IV(A)線に沿う矢視断面図、図４（Ｂ）は図３中、IV(B)-IV(B)線に沿う矢視断面図、図５は図３中Ｖ−Ｖ線に沿う矢視図、図６は図３中VI−VI線に沿う矢視図である。
これらの図において、回路基板５は、一面がダイアフラム２Ａに対向した回路部１１と、この回路部１１からの電気信号を入出力する端子部１２と、これらの回路部１１と端子部１２とを接続する接続部リードフレーム１３とを備えて構成されている。
【００２５】
回路部１１は回路部リードフレーム１１Ａと、この回路部リードフレーム１１Ａに設けられた回路部用樹脂モールド１４とを備えている。
端子部１２は端子部リードフレーム１２Ｄと、この端子部リードフレーム１２Ｄに設けられた端子部用樹脂モールド１５とを備えている。
回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム１２Ｄ及び接続部リードフレーム１３は、連続したパターンに一体形成されており、接続部リードフレーム１３を中心に折り曲げられて回路部１１と端子部１２とが対向配置されている。なお、図５では、回路部１１の回路部リードフレーム１１Ａはハッチングにより示されている。
【００２６】
回路部リードフレーム１１Ａは、回路部本体１１Ｄと、ＩＣチップ１６が装着されるダイパッド１１Ｂと、圧力検出素子２Ｃと電気的接続を行うための端子１１Ｃと、電子部品１８が装着される実装パッド１１Ｅと、プローブ調整用パッド１１Ｆとを備え、ダイパッド１１Ｂ及び端子１１Ｃは回路部本体１１Ｄより圧力検出素子２Ｃ側に近接するように折り曲げ形成されている。
回路部本体１１ＤとＩＣチップ１６とはワイヤボンディングによる結線部１７Ａで接続されており、端子１１Ｃと圧力検出素子２Ｃとはワイヤボンディングによる結線部１７Ｂで接続されている。
回路部用樹脂モールド１４は、回路部リードフレーム１１Ａを保持するとともに電気的絶縁をするために設けられるものであって、位置決め突起１４Ａと、フランジ４の内周面に係合する係合リング１４Ｂとを備えている。
【００２７】
端子部リードフレーム１２Ｄは、入力端子１２Ａ、出力端子１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃと、電子部品１８が装着される実装パッド１２Ｅと、プローブ調整用パッド１２Ｇと、ケースグランド端子１２Ｆとを備えている。このケースグランド端子１２Ｆは導電性筐体６に当接するものである。
端子部用樹脂モールド１５は、端子部リードフレーム１２Ｄを保持するとともに電気的絶縁をするために設けられるものであって、位置決め突起１４Ａが挿入される係合孔１５Ａと、この係合孔１５Ａの近傍に配置された位置決め突起１５Ｂと、この位置決め突起１５Ｂとは離れて接続部リードフレーム１３の近傍に配置された位置決め突起１５Ｃと、パーティングラインのないガスケット用突起１５Ｄとを備えている。位置決め突起１５Ｂ，１５Ｃは、その先端が回路部用樹脂モールド１４の平面に当接される。
【００２８】
図１及び図２において、導電性筺体６は鍔部６Ａを有するキャップ状に形成されており、回路部１１、接続部リードフレーム１３、ＩＣチップ１６及び結線部１７Ａ，１７Ｂを覆う構成である。
ガスケット８は、導電性筺体６と端子部用樹脂モールド１５との間に介装されており、端子部用樹脂モールド１５のガスケット用突起１５Ｄにより導電性筺体６に押圧される。
【００２９】
図７に示される通り、回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム１２Ｄ及び接続部リードフレーム１３は可撓性の金属板１０から形成されており、この金属板１０の所定個所が折り曲げられ（図８参照）、この状態で回路部用樹脂モールド１４及び端子部用樹脂モールド１５が設けられている（図９参照）。
【００３０】
次に、第１実施形態にかかる圧力センサ１の製造方法を図１０から図１３に基づいて説明する。
まず、回路基板５の製造方法を図１０に基づいて説明する。
はじめに、パターン成形工程を行う。この工程では、金属板１０をエッチングやプレス等によって所定のパターンを有する回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム１２Ｄ及び接続部リードフレーム１３を形成する（図７参照）。この金属板１０の板厚は0.1mm以上で１mm以下程度のものから適当な厚さを選択できる。好ましくは、0.25mm程度のものがよい。この厚さは端子として基板に直接半田付けできる厚さであり、曲げが容易に行える厚さである。
【００３１】
その後、図１０（Ａ）に示される通り、モールド工程を行う。この工程では、各リードフレームを保持するための回路部用樹脂モールド１４及び端子部用樹脂モールド１５を金属板１０に取り付ける。
この際、樹脂モールド１４，１５は、金属板１０の両面に設けられるものであり、その材質として、熱硬化性樹脂のエポキシや熱可塑性樹脂のＰＢＴ、ＰＰＳ等を使用できる。
【００３２】
さらに、図１０（Ｂ）に示される通り、回路部リードフレーム１１Ａのダイパッド１１ＢにＩＣチップ１６をダイボンディングし、図１０（Ｃ）に示される通り、ＩＣチップ１６と回路部本体１１Ｄとをワイヤボンディングし、結線部１７Ａを設ける。
その後、図１０（Ｄ）に示される通り、ＩＣチップ１６を保護するためにＩＣチップ１６にシリコンゲルを塗布し、さらに、電子部品１８を実装パッド１１Ｅ，１２Ｅに装着し、その後、図１０（Ｅ）に示される通り、金属板１０の不要部分を切断除去する切断工程を行う。これにより、回路基板５が製造される。
【００３３】
このように製造された回路基板５を用いて圧力センサ１を組み立てる方法を図１１から図１３に基づいて説明する。
まず、圧力検出素子２Ｃをダイアフラム２Ａに設けてセンサモジュール２を形成しておき（センサモジュール成形工程）、その後、図１１（Ａ）に示される通り、電子ビーム溶接でセンサモジュール２を継手３に溶接固定する。
さらに、図１１（Ｂ）に示される通り、継手３にフランジ４をプロジェクション溶接する。
その後、図１１（Ｃ）に示される通り、回路基板製造工程で製造された回路基板５をフランジ４の端面にエポキシ等の接着剤で接着固定する（基板取付工程）。接着固定された状態が図１２（Ｄ）に示されている。
【００３４】
さらに、図１２（Ｅ）に示される通り、センサモジュール２に設けられた圧力検出素子２Ｃと回路部リードフレーム１１Ａの端子１１Ｃとをワイヤボンディングで結線して結線部１７Ｂを形成する（結線工程）。
その後、図１２（Ｆ）に示される通り、端子部リードフレーム１２Ｄを接続部リードフレーム１３を曲げ中心として回路部１１に対して直角となるように折り曲げ（折曲工程）、さらに、ガスケット８を端子部１２に装着する。
【００３５】
その後、図１３（Ｇ）に示される通り、端子部１２の一部が外部に露出するように導電性筺体６で回路部１１等を覆うとともに、導電性筺体６をフランジ４の端面に溶着固定する。この際、プロジェクション溶接を鍔部６Ａの全周に渡って行う。
さらに、図１３（Ｈ）に示される通り、Ｏリング３Ａを継手３の装着面３Ｂに装着する。
これらの作業により、圧力センサ１が組み立てられ、この圧力センサ１は、図示しないタンク、配管等に取り付けられる。
【００３６】
このような第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
１）圧力検出素子２Ｃで検出される電気信号を増幅処理するとともにＩＣチップ１６が装着される回路部１１と、この回路部１１からの電気信号を入出力する端子部１２と、これらの回路部１１及び端子部１２を接続する接続部リードフレーム１３とを有する回路基板５を備え、回路部１１及び端子部１２は金属板１０から形成されたリードフレーム１１Ａ，１２Ｄ，１３を有し、金属板１０にはリードフレーム１１Ａ，１２Ｄを保持するとともに電気的絶縁をするための樹脂モールド１４，１５が設けられているので、回路部１１のリードフレーム１１Ａと端子部１２のリードフレーム１２Ｄとが電気的に接続されており、入出力端子や中継端子を別途設ける必要がない。従って、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。
【００３７】
しかも、回路部１１と端子部１２との間を半田付け等により接続する作業が不要とされ、安価に部品を接続するための信頼性が向上する。
その上、複雑な形状のリードフレーム１１Ａ，１２Ｄを有する構成であっても、その形状を樹脂モールド１４，１５で保持し、また、確実に絶縁状態に保持することができるから、回路部１１や端子部１２が誤動作することがない。
【００３８】
２）樹脂モールドは、回路部１１に設けられた回路部用樹脂モールド１４と端子部１２に設けられた端子部用樹脂モールド１５とを備えて構成されたから、回路部１１と端子部１２とは金属板１０のリードフレームを有するため、回路部１１と端子部１２とは接続するリードフレームが折り曲げ自在であり、互いに対向配置することができるため、センサ全体の小型化を図ることができる。
【００３９】
３）回路部１１は、ＩＣチップ１６を装着するためのダイパッド１１Ｂを有するので、ＩＣチップ１６をリードフレーム１１Ａに装着する作業が容易となる。４）圧力センサ１は、回路部１１を覆う導電性筺体６を備えて構成されているので、導電性筺体６が外部からの電磁波をシールドすることになり、外部からの電磁波による回路部１１へ悪影響、例えば、ノイズを排除することができる。
【００４０】
５）端子部用樹脂モールド１５は導電性筺体６を貫通して設けられているので、端子部１２が端子部用樹脂モールド１５によって導電性筺体６との間で絶縁されることから、端子部１２から短絡して導電性筐体６に電気が流されることがない。しかも、端子部１２と導電性筺体６との間の絶縁のための部材を別に設けることを要しないから、この点からも部品点数の減少を図ることができる。
【００４１】
６）導電性筺体６と端子部用樹脂モールド１５との間にはガスケット８が介装されているので、これらの間をガスケット８で封止することで、気密性が得られる。そのため、導電性筺体６の内部にゴミや湿気等が入り込むことを防止できる。
７）端子部用樹脂モールド１５のガスケット８に対向する部分にはガスケット用突起１５Ｄが形成されているので、この突起１５Ｄでガスケット８を導電性筺体６に押しつけることができ、封止効果を優れたものにできる。
【００４２】
８）回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５とは折り曲げられて互いに対向配置され、回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５との双方には、回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５との間の位置決めをするための位置決め突起１４Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが設けられているから、回路部用樹脂モールド１４と端子部用樹脂モールド１５とを姿勢を設定する際に、位置決め突起１４Ａ，１５Ｂ，１５Ｃで互いに位置決めされるため、センサの組立作業を簡略化し、製造コストを低いものにできる。
【００４３】
９）回路部リードフレーム１１Ａは、回路部本体１１Ｄと、結線部１７Ｂを取り付けるための端子１１Ｃとを備えたから、結線部１７Ｂを接続するための台座を別途設ける必要がない。そのため、部品点数が減少され、これにより、部品コスト減少に伴う製造コストの低減とセンサ全体の小型化とを図ることができる。しかも、この端子１１Ｃは回路部本体１１Ｄより圧力検出素子２Ｃ側に近接するように回路部リードフレーム１１Ａが折り曲げ形成されているので、回路部１１と圧力検出素子２Ｃとの間をワイヤボンディングで結線する場合、ボンディングするワイヤの長さを短いものにできる。
従って、作業性が向上するとともに、ワイヤと回路部１１とが短絡する可能性が少なくなるし、振動に対する圧力センサ１の信頼性が向上する。
【００４４】
１０）端子部１２は、入出力端子１２Ａ，１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃを備え、入出力端子１２Ａ，１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃをリードフレームで形成したので、直接、プリント基板に半田付けすることができる。
１１）圧力センサ１を製造するため、回路部リードフレーム１１Ａと端子部リードフレーム１２Ｄとを金属板１０から形成するパターン成形工程と、パターンを保持するために樹脂モールド１４，１５を金属板１０に設けるモールド工程と、金属板１０の不要部分を切断する切断工程とを有する回路基板製造工程を備えたから、金属板１０で形成されたリードフレーム１１Ａ，１２Ｄに樹脂モールド１４，１５を設けて回路基板５の基本形態を製造し、その後、金属板１０の不要部分を切断するので、回路基板５の製造の自動化を達成することができる。従って、回路基板５を容易に製造することができ、その結果、圧力センサ１の組立作業を容易に行うことができる。さらに、ＩＣチップ１６を金属板１０に装着した後、最後に金属板１０の不要部分を切断するので、この点からも、回路基板５の自動化を図れるとともに、歩留まりの向上、コストダウンを達成することができる。
【００４５】
１２）圧力検出素子２Ｃをダイアフラム２Ａに設けてセンサモジュール２を形成するセンサモジュール成形工程と、このセンサモジュール２に回路基板製造工程で製造された回路基板５を取り付ける基板取付工程と、センサモジュール２に設けられた圧力検出素子２Ｃと回路基板５の回路部１１とを結線する結線工程とを備えて圧力センサ１の製造方法を構成したので、回路基板製造工程で製造された回路基板５を用い、一連の合理的な製造工程によって最終的な圧力センサ１に簡単に組み立てることができる。しかも、一連の工程によって、複数の回路基板５を短冊状やフープ状に繋げて製造することができる。
【００４６】
１３）さらに、回路部１１と端子部１２との双方は、リードフレーム１１Ａ，１２Ｄに電子部品１８を装着する実装パッド１１Ｅ，１２Ｅを有するので、電子部品１８を実装パッド１１Ｅ，１２Ｅに装着することで、保護回路等を作り、機能・信頼性を向上させることができる。
１４）リードフレーム１１Ａ，１２Ｄは導電性筐体６と当接する突起（グランド端子１２Ｆ）を有するので、耐ノイズ性が向上する。
【００４７】
〔第２実施形態〕
図１４から図１６には、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ２１が示されている。
第２実施形態の圧力センサ２１は、回路基板の構造が第１実施形態と異なるもので、他の構成は第１実施形態と同じである。なお、第１実施形態と同様な機能を有する構成部材には同一符号を付し説明を省略または簡略化する。
図１４は圧力センサ２１の断面図であり、図１５は図１４中、XV-XV線に沿う矢視断面図である。
【００４８】
図１４及び図１５において、圧力センサ２１は、センサモジュール２と、このセンサモジュール２が軸芯部に取り付けられた継手３と、この継手３の端面に設けられたフランジ４と、このフランジ４にそれぞれ設けられた回路基板２５及び導電性筺体６と、回路基板２５の抜け止めをするストッパ７とを備えて構成されている。
【００４９】
回路基板２５は、ダイアフラム２Ａに対向した回路部１１と、この回路部１１からの電気信号を入出力する端子部３２と、これらの回路部１１と端子部３２とを接続する接続部リードフレーム３３とを備えて構成される。
端子部３２は、端子部リードフレーム３２Ａと、この端子部リードフレーム３２Ａに設けられた端子部用樹脂モールド３５とを備えて構成される。
端子部リードフレーム３２Ａは、前記入出力端子１２Ａ，１２Ｂ及びコモン端子１２Ｃと、電子部品１８が装着される実装パッド３２Ｅとを備えている。
端子部用樹脂モールド３５は、端子部リードフレーム３２Ａを保持するとともに電気的絶縁をするために設けられるものであって、第１実施形態とは異なり回路部１１に対して直交する略厚板状に形成されている。
【００５０】
接続部リードフレーム３３は、回路部１１と端子部３２とを略直角にするための折曲部３３Ａと、外部からの端子部３２を介して受ける力を逃げるための段差部３３Ｂとが一体形成されている。
ストッパ７は導電性筐体６の頂部に設けられるもので、端子部３２が導電性筐体６の内部に押し込まれないようにするもので、プラスチック、その他の材質から形成される。
【００５１】
図１６に示される通り、回路部リードフレーム１１Ａ、端子部リードフレーム３２Ａ及び接続部リードフレーム３３は可撓性の金属板１０から形成されており、この金属板１０の所定個所に回路部用樹脂モールド１４及び端子部用樹脂モールド３５が設けられている。
以上の構成の圧力センサ２１は第１実施形態の圧力センサ１と略同様に製造される。
【００５２】
従って、第２実施形態では、第１実施形態の１）から５）、９）から１４）と同様の作用効果を奏することができる他に、次の作用効果を奏することができる。
１５）導電性筺体６にストッパ７が取り付けられ、この絶縁性ストッパ７は端子部用樹脂モールド３５を保持しているため、外部の力で端子部１２が導電性筺体６の内部に誤って押し込まれることを防止できる。
１６）第１実施形態と異なり、ガスケットを用いていないので、導電性筐体６を小さく形成することで、圧力センサ２１を小型化することができる。
【００５３】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記各実施形態では、センサを圧力センサ１，２１としたが、本発明では、圧力以外を検出するセンサ、例えば、荷重を検出するセンサ、その他のセンサに適用することがきる。
【００５４】
また、樹脂モールドは、回路部１１にのみ設けるものであってもよい。 さらに、本発明では、導電性筺体６を必ずしも設けることを要しない。
仮に、導電性筺体６を設ける場合であっても、ストッパ７を省略することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、回路部と端子部とをリードフレームで形成したので、回路部と端子部との間を半田付け等により接続する作業が不要とされる。そのため、部品点数が減少され、センサ全体の小型化と製造コストの低減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る圧力センサを示す平面図であり、（Ｂ）は、その断面図である。
【図２】図１中、II-II線に沿う矢視断面図である。
【図３】回路基板の断面図である。
【図４】（Ａ）は図３中、IV(A)-IV(A)線に沿う矢視断面図、（Ｂ）は図３中、IV(B)-IV(B)線に沿う矢視断面図である。
【図５】図３中Ｖ−Ｖ線に沿う矢視図である。
【図６】図３中VI−VI線に沿う矢視図である。
【図７】金属板に回路部リードフレーム、端子部リードフレーム及び接続部リードフレームが形成された状態を示す平面図である。
【図８】図７の金属板の端子部リードフレームが折り曲げられた状態を示す平面図である。
【図９】金属板に樹脂モールドが設けられた状態を示す平面図である。
【図１０】（Ａ）から（Ｅ）は回路基板を製造する方法を説明する図である。
【図１１】（Ａ）から（Ｃ）は圧力センサを製造する方法を説明する図である。
【図１２】（Ｄ）から（Ｆ）は圧力センサを製造する方法を説明する図である。
【図１３】（Ｇ）から（Ｈ）は圧力センサを製造する方法を説明する図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る圧力センサを示すもので、図１の（Ｂ）に相当する図である。
【図１５】図１４中、XV−XV線に沿う矢視断面図である。
【図１６】第２実施形態における金属板を示すもので、図９に相当する図である。
【図１７】従来例を示す断面図である。
【図１８】異なる従来例を示す断面図である。
【図１９】さらに異なる従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２１ 圧力センサ
２ センサモジュール
２Ａ ダイアフラム（検出部）
２Ｃ 圧力検出素子
３ 継手
５，２５ 回路基板
６ 導電性筺体
８ ガスケット
１０ 金属板
１１ 回路部
１１Ａ 回路部リードフレーム
１２Ｄ，３２Ａ 端子部リードフレーム
１２，３２ 端子部
１３，３３ 接続部リードフレーム
１４ 回路部用樹脂モールド
１５，３５ 端子部用樹脂モールド
１６ ＩＣチップ
１７Ａ，１７Ｂ 結線部
１４Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 位置決め突起
１５Ｄ ガスケット用突起
Claims (10)
- 検出素子で検出される電気信号を増幅処理するとともにＩＣチップが装着される回路部と、この回路部からの電気信号を入出力する端子部とを有する回路基板を備えたセンサであって、
前記回路部と前記端子部とが金属板から形成されたリードフレームを有し、前記金属板には前記リードフレームの電気的絶縁をするための樹脂モールドが設けられ、
前記樹脂モールドは、前記回路部に設けられた回路部用樹脂モールドと前記端子部に設けられた端子部用樹脂モールドとを備え、
前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとは前記リードフレームが折り曲げられて互いに対向配置され、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの少なくとも一方には、前記回路部用樹脂モールドと前記端子部用樹脂モールドとの間の位置決めをするための位置決め突起が設けられていることを特徴とするセンサ。 - 請求項１に記載のセンサにおいて、
前記回路部を覆う導電性筺体を備えたことを特徴とするセンサ。 - 請求項２に記載のセンサにおいて、
前記端子部用樹脂モールドは、前記導電性筺体を貫通して設けられていることを特徴とするセンサ。 - 請求項２又は３に記載のセンサにおいて、
前記導電性筺体と前記端子部用樹脂モールドとの間にはガスケットが介装され、前記端子部用樹脂モールドの前記ガスケットに対向する部分には突起が形成されていることを特徴とするセンサ。 - 請求項２から４のいずれかに記載のセンサにおいて、
前記リードフレームは前記導電性筐体と当接する突起を有することを特徴とするセンサ - 請求項１から５のいずれかに記載のセンサにおいて、
前記回路部と前記端子部との少なくとも一方は、前記リードフレームに電子部品を装着する実装パッドを有することを特徴とするセンサ。 - 請求項１から６のいずれかに記載のセンサにおいて、
前記検出素子と前記回路部との間を接続する結線部を取り付けるためのパッドが前記回路部のリードフレームに設けられていることを特徴とするセンサ。 - 請求項７に記載のセンサにおいて、
前記回路部は、前記結線部を取り付けるためのパッドが他の部分より前記検出素子に近くなるように前記リードフレームが折り曲げ形成されていることを特徴とするセンサ。 - 請求項１から８のいずれかに記載のセンサにおいて、
前記端子部は、入力端子と、出力端子と、コモン端子とを備えたことを特徴とするセンサ。 - 請求項１から９のいずれかに記載のセンサを圧力検出に用いたことを特徴とする圧力センサ。
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