JP5756181B2 - 圧力センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力センサ装置に係り、特に、圧力センサを収納するハウジングの構造に関する。

圧力センサ装置には、外部の圧力によりダイヤフラムが撓み、この撓みがダイヤフラムに設けられるピエゾ抵抗素子等の電気抵抗を変化させる歪ゲージ方式や、ダイヤフラムからなる可動電極と固定電極との静電容量を変化させる静電容量方式等がある。そして、これらの圧力センサ装置が、携帯電話や腕時計等の機器に搭載されて用いられている。

特許文献１に開示される発明では、図２２に示すように、機器筐体７１１に平面視円形凹状のキャビティ７１２が形成され、このキャビティ７１２の底面７１２ａにセンサチップ（圧力センサ）７２１が設置される。このセンサチップ７２１の上面には感応部として、外部の圧力に応じて撓むダイヤフラム（図示していない）が形成されている。

このキャビティ７１２は、センサ保護用蓋７４１で塞がれている。そして、センサ保護用蓋７４１の中央部には、外部の圧力をキャビティ７１２内に導入する圧力導入口７４２が設けられ、外部の圧力は、この圧力導入口７４２を介してダイヤフラムに作用する。このセンサ保護用蓋７４１は機器筐体７１１に嵌め込まれ接着されている。

特許文献２に開示される発明では、図２３に示すように、マイクロフォンチップ８１０（圧力センサ）がモールド樹脂体８１３に形成された凹部８１１内に収納されている。この凹部８１１は蓋体８１４に覆われ、この蓋体８１４には凹部８１１に対応する位置のほぼ中央に音響孔８１２が貫通状態に形成され、この音響孔８１２を介して凹部８１１は外部に連通されている。

また、マイクロフォンチップ８１０は、音響等の圧力変動に応じて振動するダイヤフラム電極と固定電極とが対向配置され、ダイヤフラム電極の振動に伴う静電容量変化を検出するものである。

特開２００９−１４５２６７号公報 特開２０１０−１８７１８２号公報

特許文献１に開示される圧力センサ装置は、図２２に示すように、センサ保護用蓋７４１の中央部に貫通する圧力導入口７４２が設けられている。また、特許文献２に開示される圧力センサ装置は、図２３に示すように、蓋体８１４に音響孔８１２（圧力導入口）が貫通状態に形成されている。このため、センサ保護用蓋７４１に圧力導入口７４２や、蓋体８１４に音響孔８１２を形成するための製造コストを要する。

特許文献２に開示される圧力センサ装置においては、図２３に示すように、制御回路チップ８１５がモールド樹脂体８１３に埋設されているため、外部に連通する音響孔８１２は凹部８１１に対向する蓋体８１４の領域にしか、即ち圧力センサ装置の一部分にしか形成することができない。そのため、圧力センサ８１０を小型化し凹部８１１を小さくすると、音響孔８１２の平面サイズを小さくする必要がある。音響孔８１２の平面サイズを小さくすると、外部の圧力に対する応答性が劣化する。よって、特許文献２に開示される圧力センサ装置では、その小型化が難しい。

また、部品を吸着ノズルによってピックアップし所定の位置に搬送し実装する部品実装法が知られている。この部品実装法で圧力センサ装置の搬送が安全になされるためには、ピックアップする吸着ノズルの吸着口が音響孔８１２のない蓋体８１４の表面部分を完全に被うか、若しくは音響孔８１２の全体を完全に被うことが好ましい。

ピックアップする吸着ノズルの吸着口が音響孔８１２の一部分のみを被っている際は、吸着口が大気に開放されているので吸着力が弱く搬送中に圧力センサ装置は落下し易い。

よって、音響孔８１２のない蓋体８１４の部分のみを吸着する場合には、蓋体８１４の平面サイズは音響孔８１２と吸着口との合計した平面サイズより十分に大きくする必要があり、さらには、吸着口と蓋体８１４との位置調整は精密に行う必要がある。このことは、圧力センサ装置の小型化に反すると共に、部品実装の簡便性に反する。

吸着口が音響孔８１２を完全に被う場合は、十分な吸着力を得て搬送中の落下を防ぐためには凹部８１１内の気体を十分に排気することが必要であり、この排気に時間を要し搬送時間が長くなるという問題がある。

また、吸着口が音響孔８１２を完全に被う場合に、圧力センサ装置の小型化のために蓋体８１４の平面サイズを小さくすると、吸着口の平面サイズも小さくする必要がある。吸着口の平面サイズを小さくすると、音響孔８１２の平面サイズも小さくする必要がある。ところが、平面サイズの小さい吸着口を平面サイズの小さい音響孔８１２に位置合わせすることは困難であり、このことが圧力センサ装置の平面サイズを小さくすること、即ち圧力センサ装置の小型化を難しくしている。

本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、部品実装が簡便であると共に部品実装の搬送時間が短く、低コストであり、且つ小型化に優れる圧力センサ装置を提供することである。

本発明の圧力センサ装置は、外部の圧力を検知する圧力センサと、前記圧力センサを収納するハウジングと、前記ハウジングに固定される蓋体と、前記外部の圧力を導入する圧力導入部と、を有し、前記ハウジングが、前記圧力センサが固着される底壁と、前記底壁の周縁に立設される側壁と、前記側壁の上面に囲まれて形成される開口部と、を有して構成され、前記蓋体は前記開口部と対向して設けられており、前記側壁の上面には切欠部が設けられており、前記蓋体は、前記蓋体の平面方向に突出する突出部を有し、前記圧力導入部は、前記突出部が前記切欠部にて固定された状態で、前記蓋体と前記ハウジングとの間に形成される間隙であることを特徴とする。

このような態様であれば、前記蓋体に外部の圧力を導入する圧力導入口や音響孔を形成する必要がなく、製造コストを低コストにすることができる。また、前記圧力導入部が前記蓋体と前記ハウジングとの間に形成される間隙によって設けられるので、圧力センサ装置の平面サイズを小さくできる。よって、圧力センサ装置の小型化が容易である。また、小型化に伴い材料費等が低コストになる。

前記蓋体に大きく開口した音響孔（圧力導入部）を形成していないので、圧力センサ装置の部品実装時に前記蓋体とピックアップする吸着ノズルの吸着口との位置関係を精密に調整する必要がなく圧力センサ装置を実装する際の部品実装を簡便にする。また、前記蓋体の平面視の大きさはピックアップする吸着ノズルの吸着口より大きければよく、音響孔が前記蓋体に形成される従来に比べて、前記蓋体の平面サイズを小さくすることが可能である。よって、圧力センサ装置の小型化が容易である。

本発明によれば、前記蓋体に音響孔は形成されていないので、吸着ノズルの内容積である小さい空間を排気することで十分な吸着力を得ることができる。よって、従来に比べて、圧力センサ装置を実装する際の吸着時間を短縮できるので、部品実装する際の搬送時間を短くすることが可能である。また、搬送時間が短くなることで、加工費等が低コストになる。

よって、本発明によれば、部品実装が簡便であると共に部品実装の搬送時間が短く、低コストであり、且つ小型化に優れる圧力センサ装置を提供することが可能である。

前記蓋体が表裏面及び側面を有して構成され、前記表裏面の一方の面が外方に面してなり、前記蓋体の前記側面と前記側壁の内周面との間に前記間隙が貫設されてなることが好ましい。

このような態様であれば、前記蓋体の厚さを薄くすることで前記間隙の貫通する長さを短くできる。また、前記側面と前記側壁の内周面との間に直線状に貫通する前記間隙を得ることができる。よって、前記外部の圧力に対して応答性の良い圧力センサ装置が可能である。

前記蓋体が表裏面及び側面を有して構成され、前記表裏面の一方の面が外方に面してなり、前記表裏面の他方の面と前記側壁の上面との間に前記間隙が貫設されてなることが好ましい。

このような態様であれば、平面視に前記蓋体を前記側壁の外周まで大きく広げることができる。そのため、圧力センサ装置の部品実装時における前記蓋体と吸着ノズルとの位置調整において優位な構造である。よって、圧力センサ装置の平面サイズを小さくできる余裕度に優れており、圧力センサ装置の小型化を容易にする。

前記表裏面の一方の面が平坦であることが好ましい。

このような態様であれば、圧力センサ装置の部品実装の際にピックアップする吸着ノズルの吸着口が平坦な面を吸着するので、安定的に確実な吸着が可能となる。よって、部品落下等のない安定な部品実装を可能とする。

本発明によれば、部品実装が簡便であると共に部品実装の搬送時間が短く、低コストであり、且つ小型化に優れる圧力センサ装置を提供することが可能である。

第１の実施形態における圧力センサ装置１の平面略図である。 図１に示す圧力センサ装置１のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。 図１に示す圧力センサ装置１のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。 図１に示す圧力センサ装置１の蓋体を透視して視る平面略図である。 第１の実施形態の製造方法を説明する概略図である。 第１の実施形態に対する第１の変形例の平面略図である。 第１の変形例の蓋体を透視して視る平面略図である。 第１の実施形態に対する第２の変形例の平面略図である。 第２の変形例の蓋体を透視して視る平面略図である。 第１の実施形態に対する第３の変形例の平面略図である。 第２の実施形態である圧力センサ装置の平面略図である。 第２の実施形態の図１０に示すＤ−Ｄ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。 第２の実施形態の図１０に示すＣ−Ｃ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。 図１０に示す第２の実施形態である圧力センサ装置の蓋体を透視して視る平面略図である。 第３の実施形態である圧力センサ装置の平面略図である。 第３の実施形態の蓋体を透視して視る平面略図である。 第３の実施形態である図１４に示すＥ−Ｅ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。 第４の実施形態である圧力センサ装置の平面略図である。 第４の実施形態の蓋体を透視して視る平面略図である。 第４の実施形態である図１７に示すＦ−Ｆ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。 第４の実施形態の変形例である。 特許文献１に開示される従来技術における圧力センサ装置の断面略図である。 特許文献２に開示される従来技術における圧力センサ装置の断面略図である。

＜第１の実施形態＞
各図に示す圧力センサ装置に関しては、Ｙ方向が左右方向であり、Ｙ１方向が左方向でＹ２方向が右方向、Ｘ方向が前後方向であり、Ｘ１方向が前方向でＸ２方向が後方向である。また、Ｘ方向とＹ方向の双方に直交する方向が上下方向（Ｚ方向；高さ方向）であり、Ｚ１方向が上方向でＺ２方向が下方向である。なお、各図面は、見やすくするために寸法を適宜異ならせて図示されている。

第１の実施形態における圧力センサ装置１は、携帯電話、腕時計、ビデオカメラ等の携帯機器に搭載されて用いられる。携帯機器に対する高機能化や薄型化等の要求のために、携帯機器に搭載される圧力センサ装置１に対して小型化や薄型化等の要求がある。

第１の実施形態について、以下に添付図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態における圧力センサ装置１の平面略図である。図２は、図１に示す圧力センサ装置１のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。図３は、図１に示す圧力センサ装置１のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。

ハウジング３には、底壁３ａの周縁に立設され、底壁３ａを囲んで側壁３ｂが形成されている。そして、圧力センサ５を収容する開口部４が、ハウジング３の底壁３ａと側壁３ｂに囲まれて形成されている。この開口部４に蓋体２が覆設されて、図１、図３に示すように、間隙７が、蓋体２の前後（Ｘ１−Ｘ２方向）の周縁に位置する側面２ｂと側壁３ｂの内周面３ｅとの間に貫設されている。なお、本実施例において、蓋体２の側面２ｂとハウジング３の内周面３ｅはそれぞれが面一状に形成されており、互いに対向するように所定の間隔を介して平行に配置されている。

そして、図２、図３に示すように、圧力センサ装置１は、圧力センサ５が凹型形状であるハウジング３の底壁３ａの上面３ｃに固着されることで、ハウジング３に収納されて構成されている。

外部の圧力は、この間隙７を介して、圧力センサ装置１内に空洞状に設けられるキャビティ８内に導入される。また、キャビティ８内に設けられる圧力センサ５の上面には感応部として、外部の圧力に応じて撓むダイヤフラム６が形成されている。よって、間隙７を介して導入される外部の圧力に応じてダイヤフラム６は撓み、この撓みに応じてダイヤフラム６に設けられるピエゾ抵抗素子（図示していない）の電気抵抗が変化する。そして、この電気抵抗の変化から外部の圧力が検知される。

本実施形態の圧力センサはピエゾ抵抗素子等の歪ゲージ方式であるが、これに限定されるものではない。ダイヤフラムからなる可動電極と固定電極とを対向させてコンデンサを形成し、外部の圧力を検知する静電容量方式も可能である。

この電気抵抗の変化は、圧力センサ５のパッド電極からボンディングワイヤを介して、ハウジング３の底壁３ａの上面３ｃに設けられるハウジング電極に出力される。そして、この電気抵抗の変化は、ハウジング電極を介して携帯機器に出力される。また、圧力センサ５、ボンディンワイヤ、及びハウジング電極は、柔軟であり低弾性な樹脂に覆われて保護されている。よって、外部の圧力は、この柔軟であり低弾性な樹脂を介してダイヤフラム６に作用する。

本実施形態では、圧力センサ５、ボンディンワイヤ、及びハウジング電極が、柔軟であり低弾性な樹脂に覆われて保護されているが、これに限定されるものではない。柔軟であり低弾性な樹脂に覆われていないことも可能である。

図２、図３に示すように、外方に面する蓋体２の上面２ａは平坦に形成されている。図２に示すように、蓋体２は、ハウジング３に熱硬化性樹脂９によって固着されることで着設されている。

図１に示すように、蓋体２の左右（Ｙ１−Ｙ２方向）に突出した突出部２ｃ、２ｄが設けられている。そして、ハウジング３の側壁３ｂ上部の左右（Ｙ１−Ｙ２方向）には、突出部２ｃ、２ｄが載嵌される切欠部３ｆ、３ｇが設けられている。そして、切欠部３ｆ、３ｇの底面と同じ高さでハウジング３の左右の内周面３ｅに段差が設けられ、蓋体２を透視して視る平面略図である図４に示すように、この段差がなす面と切欠部３ｆ、３ｇの底面とから段差面１０ａ、１０ｂが形成されている。ただし、図２、図３、図４には、パッド電極、ハウジング電極、ボンディンワイヤ等を図示していない。

そして、段差面１０ａ、１０ｂに熱硬化性樹脂９が塗布され、この上に蓋体２が載置されて、熱硬化性樹脂９を硬化することで蓋体２はハウジング３に固着されて着設される。この際、突出部２ｃ、２ｄが切欠部３ｆ、３ｇに載嵌されることで、蓋体２とハウジング３とは位置調整がなされる。

例えば、ハウジング３のサイズは、左右方向（Ｙ１−Ｙ２方向）の幅が１〜３ｍｍ程度で、前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の幅が１〜３ｍｍ程度であり、上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）の高さが０．３〜１ｍｍ程度である。蓋体２の上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）の厚さは０．１〜０．３ｍｍ程度である。また、間隙７の前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の幅は０．１〜０．３ｍｍ程度であり、間隙７の左右方向（Ｙ１−Ｙ２方向）の幅は１〜３ｍｍ程度である。

間隙７の前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の幅は、ハウジング３の内周面３ｅの前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の間隔と蓋体２の前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の幅との差からなる。よって、ハウジング３と蓋体２との寸法公差を適切に設定することで、間隙７の前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の幅は所望の値にすることが可能である。

特許文献１に開示される圧力センサ装置では、図２２に示すように、外部の圧力を導入するために、センサ保護用蓋７４１に圧力導入口７４２を形成する。また、特許文献２に開示される圧力センサ装置では、図２３に示すように、外部の圧力を導入するために、蓋体８１４に音響孔８１２を形成する。ところが、本実施形態では、外部の圧力を導入する間隙７は、ハウジング３と蓋体２との寸法公差を適切に設定することで形成される。よって、本実施形態では蓋体２に貫通する孔（圧力導入口７４２または音響孔８１２）を形成する加工費を必要としないので、本実施形態の製造コストは従来技術に比べて低コストにすることができる。

外部の圧力は、間隙７を介してキャビティ８内に導入され、ダイヤフラム６が撓むことで検知される。よって、外部の圧力が応答性良く検知されるためには、間隙７の外部に面する面積は大きい方が好ましい。

間隙７は、平面視で矩形形状であって、蓋体２の前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）２つの周縁に設けられており、上述の値を使って計算すると、その総面積は０．１〜１ｍｍ^２程度である。また、特許文献１に開示される圧力センサ装置では、図２２に示すように、センサ保護用蓋７４１の中央部に貫通する圧力導入口７４２が設けられている。この際に、圧力導入口７４２がハウジング３の幅寸法の１／５の半径である円とし、上述の値を使って計算すると、圧力導入口７４２の面積は０．１２〜１．１ｍｍ^２程度である。

このように、間隙７の総面積は、ハウジング３の幅寸法の１／５の半径を有する円形状の圧力導入口７４２の面積に相当する。間隙７を蓋体２の周縁に設けることで、間隙７の長手方向の幅をハウジング３の幅寸法と同程度に大きくすることができるので、短い方の幅が０．１〜０．３ｍｍ程度と小さくても、間隙７の外部に面する総面積を大きくすることが可能である。

特許文献１に開示される圧力センサ装置では、圧力導入は、図２２に示すように、センサ保護用蓋７４１の中央部に形成される圧力導入口７４２を介してなされる。また、センサ保護用蓋７４１は機器筐体７１１に嵌め込んで固着されている。本実施形態では、圧力導入は、図１に示すように、ハウジング３と蓋体２との寸法公差によって形成されるハウジング３と蓋体２との隙間である間隙７を介してなされる。

ところが、特許文献１に開示される圧力センサ装置においても、センサ保護用蓋７４１を機器筐体７１１に嵌め込んで固着するためには、センサ保護用蓋７４１と機器筐体７１１との間に寸法公差を設ける必要がある。この寸法公差によって、センサ保護用蓋７４１と機器筐体７１１との間には隙間が生じる。よって、特許文献１に開示される圧力センサ装置は、センサ保護用蓋７４１と機器筐体７１１との間に生じる隙間と圧力導入口７４２とを有する。なお、センサ保護用蓋７４１と機器筐体７１１との間に生じる隙間には接着剤が埋め込まれて固定されている。

ところが、本実施形態の圧力センサ装置１の圧力導入は、ハウジング３と蓋体２との寸法公差によって形成されるハウジング３と蓋体２との隙間である間隙７のみでなされる。よって、特許文献１に開示される圧力センサ装置に比べて、本実施形態の圧力センサ装置１は、平面サイズを小さくすることが可能であり、小型化に優れる。

特許文献２に開示される圧力センサ装置は、図２３に示すように、制御回路チップ８１５がモールド樹脂体８１３に埋設され、マイクロフォンチップ８１０（圧力センサ）がモールド樹脂体８１３に形成された凹部８１１内に収納されている。図１０に、第１の実施形態に対する第３の変形例の平面略図を示す。本実施形態では、キャビティ８内に圧力センサ５のみしか設置されていないが、第３の変形例ではキャビティ８内に圧力センサ５と制御回路チップ１１とが設置される。

特許文献２に開示される圧力センサ装置においては、制御回路チップ８１５がモールド樹脂体８１３に埋設されているため、外部に連通する音響孔８１２は凹部８１１に対向する蓋体８１４の領域にしか、即ち圧力センサ装置の一部分にしか形成することができない。ところが、本実施形態の第３の変形例では、間隙７の長手方向の幅は、制御回路チップ１１と圧力センサ５とが収容される空洞状態であるキャビティ８の内径に、即ち圧力センサ装置の幅寸法程度に設定することができる。

よって、圧力センサ装置の小型化のために、マイクロフォンチップ８１０を小型化し凹部８１１を小さくすると、それに応じて音響孔８１２の平面サイズを小さくする必要がある。ところが、本実施形態の第３の変形例では、間隙７の長手方向の幅が圧力センサ装置の幅寸法程度に設定することができるので、圧力センサ５を小型化しても、特許文献２に開示される従来技術に比べて間隙７の平面サイズは小さくならない。よって、本実施形態の第３の変形例は、特許文献２に開示される従来技術に比べて、圧力センサ装置の小型化に対する余裕度が大きい。

なお、音響手段として圧力センサ装置が応用される際には、音響による圧力変動の周波数が大きいため、圧力センサ装置の応答性が要求される。この応答性に対して、外部に面する音響孔８１２の面積は大きいことが好ましい。

部品実装は、一般的にチップマウンタでなされる。このチップマウンタでは、供給装置から供給される部品（圧力センサ装置１）が吸着ノズルで吸着されてピックアップされ、所定の位置に搬送されて実装基板に搭載されることでなされる。吸着ノズルが安定な吸着を行えるためには、吸着ノズルの吸着口の面積は大きくする必要があり、また、部品の吸着される面は平坦であると共に、吸着位置調整の余裕度から部品の吸着される面は大きいことが好ましい。また、搬送工程の時間短縮のためには、吸着ノズルが吸着のために気体を排気する体積は小さいことが好ましい。

本実施形態の圧力センサ装置１の圧力導入は、特許文献２に開示される圧力センサ装置が蓋体８１４を貫通する音響孔８１２を有するのに対して、ハウジング３と蓋体２との寸法公差によって形成されるハウジング３と蓋体２との隙間である間隙７のみでなされる。よって、本実施形態においては、制限されることなく蓋体２の表面全面が吸着ノズルの吸着のために用いることができる。

よって、本実施形態によれば、吸着ノズルの吸着口の面積を大きくする余裕度や、圧力センサ装置１の平面サイズを小さくする余裕度があり、部品落下等のない安定な圧力センサ装置１の部品実装を提供できると共に、圧力センサ装置１の小型化に優れる。

また、本実施形態によれば、特許文献２に開示される音響孔８１２のような貫通孔を蓋体２が有さないため、吸着ノズルの吸着する位置が蓋体２内で制限されることがないので、吸着ノズルの位置調整が容易となり、従来に比べ圧力センサ装置１の部品実装が簡便である。

また、本実施形態によれば、特許文献２に開示される音響孔８１２のような貫通孔を蓋体２が有さないので、吸着ノズルは、圧力センサ装置１を吸着する際に吸着ノズルと蓋体２の表面とからなる小さい体積を排気すれば吸着が可能であり、従来に比べ圧力センサ装置１の部品実装の搬送時間が短縮される。

本実施形態によれば、図２、図３に示すように、外方に面する蓋体２の上面２ａは平坦に形成されている。よって、この平坦な上面２ａを吸着するので、吸着ノズルによって安定的に十分な吸着力が得られる。

このように、本実施形態によれば、部品実装が簡便であると共に部品実装の搬送時間が短く、低コストであり、且つ小型化に優れる圧力センサ装置を提供することが可能である。

図５に第１の実施形態の製造方法を説明する概略図を示す。以下に、本実施形態の圧力センサ装置１の製造方法を、図５によって説明する。

図５（ａ）に示すように、インサート成形によって、一定のピッチで配置される複数のハウジング３とリードフレームとが一体に構成されるハウジング基板２０が製作される。この際、各ハウジング３には複数のリード端子２１が一体に成形されている。また、各リード端子２１の一方の端部は、ハウジング３のキャビティ８内にあり、底壁３ａの上面３ｃに各ハウジング電極２１ａを構成する。

図５（ｂ）に示すように、各ハウジング３の底壁３ａの上面３ｃの所定の範囲に、塗布装置のディスペンサ２２によって液状の熱硬化性樹脂２３を塗布する。図５（ｃ）に示すように、この熱硬化性樹脂２３を塗布した箇所に圧力センサ５を載置し、１００℃〜２５０℃の温度で３０分〜２時間程度の加熱を行い液状の熱硬化性樹脂２３を硬化させて圧力センサ５を上面３ｃに固着する。

図５（ｃ）に示すように、圧力センサ５の上面に設けられる各パッド電極（図示しない）とハウジング３の底壁３ａの上面３ｃに設けられる各ハウジング電極２１ａとが、金ワイヤ等の各ボンディングワイヤ２４によって電気的に接続される。

図５（ｄ）に示すように、ディスペンサ２５によって、各ハウジング３の側壁３ｂに設けられる段差面１０ａ、１０ｂに液状の熱硬化性樹脂９を塗布する。次に、ディスペンサ２６によって、ハウジング３の上部に側壁３ｂに囲まれて形成される開口部４から、圧力センサ５、ボンディングワイヤ２４等の上に、液状のポッティング樹脂２７を滴下する。

図５（ｅ）に示すように、各ハウジング３の段差面１０ａ、１０ｂの上に、所定の箇所が重なるように蓋体２を載置する。

そして、１００℃〜２５０℃の温度で３０分〜２時間程度の加熱を行なう。その結果、液状の熱硬化性樹脂９が硬化されて蓋体２は段差面１０ａ、１０ｂに固着され着設される。また、液状のポッティング樹脂２７は柔軟であり低弾性な樹脂に変化し、圧力センサ５、ボンディングワイヤ２４等を覆い、それらを保護する。

図５（ｅ）に示すように、印字印刷（図示しない）を行った後に、スライシング装置等によってリード端子２１（ハウジング基板２０）を切断することで、個片化されて複数の圧力センサ装置１が製作される。

ポッティング樹脂としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂のいずれかを主材料とする化合物であることが好ましい。

熱硬化性樹脂としては、特に耐水性に優れるエポキシ樹脂またはメラミン樹脂のいずれかを主材料とする化合物であることが好ましい。他のフェノール樹脂、ポリエステル樹脂のいずれかを主材料とする化合物を用いることもできる。

図５ｅにおいて、各ハウジング３の上に各蓋体２を載置することが部品実装でなされる際には、各蓋体２に圧力導入口がないことは上述と同様な議論が成り立つ。即ち、吸着ノズルの吸着口の面積を大きくする余裕度や、各蓋体２の平面サイズを小さくする余裕度があり、部品落下等のない安定な各蓋体２の部品実装を提供できると共に、各蓋体２の部品実装を簡便にする。その結果、圧力センサ装置１の小型化に優れる。

本実施形態では、図１に示すように、間隙７は、平面視で矩形形状である開口部４を蓋体２が覆設し、蓋体２の前後（Ｘ１−Ｘ２方向）２つの周縁に設けられている。しかし、間隙７は、これに限定される必要はなく、本実施形態の第１の変形例を図６と図７に示す。

図６は、第１の実施形態に対する第１の変形例の平面略図である。図７は、第１の変形例の蓋体を透視して視る平面略図である。第１の変形例では、図６に示すように、間隙７は、蓋体２の前後（Ｘ１−Ｘ２方向）２つの周縁から、蓋体２の左右（Ｙ１−Ｙ２方向）２つの周縁まで拡がって構成されている。また、蓋体２は、図７に示すように、ハウジング３の側壁３ｂに形成される段差面１０ａ、１０ｂに載置され、熱硬化性樹脂によってハウジング３に固着される。なお、間隙７は、蓋体２の側面と側壁３ｂの内周面との間に貫設されている。

このような態様であれば、間隙７の面積（平面視）を大きくできるので、外部の圧力を応答性良く検知する圧力センサ装置が可能である。

図８は、第１の実施形態に対する第２の変形例の平面略図である。図９は、第２の変形例の蓋体を透視して視る平面略図である。この第２の変形例では、間隙７は蓋体２の前後（Ｘ１−Ｘ２方向）２つの周縁に設けられている。そして、第１の実施形態に比べ間隙７の左右方向（Ｙ１−Ｙ２方向）の長さが短くなっている。なお、この場合も、間隙７は、蓋体２の側面と側壁３ｂの内周面との間に貫設されている。

ところで、この際には、図９に示すように、段差面１０ａ、１０ｂの面積（平面視）を大きくできる。また、蓋体２は段差面１０ａ、１０ｂに載置され、熱硬化性樹脂によってハウジング３に固着される。よって、蓋体２とハウジング３との接着される面積が大きくできるので、蓋体２はハウジング３により強固に固着される。

上述の例では、間隙７は、蓋体２の２つから４つの周縁に設けられたが、これに限定されるものではない。例えば、蓋体２の１つの周縁に設けることも可能である。

本実施形態の圧力センサ装置は平面視で矩形であるが、これに限定されるものではない。平面視で多角形、円形、及び楕円形等も可能である。また、開口部の平面形状が、多角形、円形、楕円形等の場合も、その形状の周縁に沿って間隙７を設けることが可能である。

ただし、図７、図９には、パッド電極、ハウジング電極、ボンディンワイヤ等を図示していない。

＜第２の実施形態＞
図１１は、第２の実施形態である圧力センサ装置の平面略図である。図１２は、第２の実施形態の図１１に示すＤ−Ｄ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。図１３は、第２の実施形態の図１１に示すＣ−Ｃ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。図１４は、図１１に示す第２の実施形態である圧力センサ装置の蓋体を透視して視る平面略図である。

第２の実施形態は、第１の実施形態と同じように、間隙７は蓋体２の前後（Ｘ１−Ｘ２方向）２つの周縁に設けられている。ただし、間隙７の断面形状は、図１３に示すように、Ｌ字形状をしている。図１４に示すように、側壁３ｂには周回して段差１０ｃ（斜線を引いた領域と斜線を引かない領域とを含む）が形成されている。この段差１０ｃによって、図１２に示すように、側壁３ｂにＬ字の切り込み３０が形成される。このようにして、蓋体２の側面及び下面と、Ｌ字の切り込み３０とから、断面形状がＬ字である間隙７が形成される。

蓋体２の下面側の間隙７は、図１２に示すように、蓋体２とハウジング３を固着する熱硬化性樹脂９の膜厚で形成されている。熱硬化性樹脂９は、例えば、図１４に示す斜線を引いた領域である段差１０ｃの左右（Ｙ１−Ｙ２方向）２つの面の１部分に、切欠部３ｆ、３ｇを中心にして塗布されて設けられる。

ただし、図１３、図１４には、パッド電極、ハウジング電極、ボンディンワイヤ等を図示していない。

本実施形態では、蓋体２の下面側の間隙７は、熱硬化性樹脂９の膜厚で形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、段差１０ｃの斜線を引いた領域を段差１０ｃの斜線を引かない領域より高くなるように段差を設けて形成することもできる。

本発明においては、第１の実施形態、及び第２の実施形態において、間隙７は蓋体２の前後（Ｘ１−Ｘ２方向）２つの周縁に設けられている。特許文献１に開示される従来技術では、圧力導入口７４２がセンサチップ７２１の真上に設けられる。また、特許文献２に開示される従来技術においても、音響孔８１２がマイクロフォンチップ８１０のほぼ真上に設けられる。よって、外部の圧力が大きな変動幅で変化する際や、急激に変化する際に、従来技術では、このような外部の圧力変化によって生じる衝撃が集中的に感応部であるダイヤフラムに加わり破損することがあった。

ところが、本発明の第１の実施形態、及び第２の実施形態においては、間隙７は蓋体２の前後（Ｘ１−Ｘ２方向）２つの周縁に分散され、且つ細長い形状で設けられている。よって、上述のような外部の圧力変化によって生じる衝撃は抑制されて感応部であるダイヤフラム６に伝播される。特に、第２の実施形態では、間隙７がＬ字形状であることにより、更に衝撃は抑制され、感応部であるダイヤフラム６の損傷は抑制される。

例えば、圧力センサ装置は、タイヤの空気圧やその異常等を監視するタイヤ空気圧監視システム、いわゆるＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に用いられることがある。その際に、タイヤがパンクして生じる衝撃が伝播されてダイヤフラム６にクラックや、割れ等の損傷が生じることがある。

また、Ｌ字形状の間隙７は、第１の実施形態の直線状の間隙７に対して、Ｌ字形状のために外部から圧力センサ５が収納されるキャビティ８内への異物の侵入を防いでくれる。

＜第３の実施形態＞
図１５は、第３の実施形態である圧力センサ装置の平面略図である。図１６は、図１５に示す第３の実施形態である圧力センサ装置の蓋体を透視して視る平面略図である。図１７は、第３の実施形態の図１５に示すＥ−Ｅ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。

本実施形態では、図１６に示すように、側壁３ｂの上面である斜線の領域に熱硬化性樹脂９が塗布されて、蓋体２がハウジング３に固着されて着設される。そして、間隙７は、図１６、図１７に示すように、前後（Ｘ１−Ｘ２方向）の２つの周縁に蓋体２の下面と側壁３ｂの上面との隙間として形成され設けられる。

本実施形態では、間隙７は熱硬化性樹脂９の膜厚で形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、側壁３ｂの上面に斜線を引いた領域を側壁３ｂの上面に斜線を引かない領域より高くなるように段差を設けて形成することもできる。

このような態様であることから、図１５に示すように、圧力センサ装置の上面に間隙７は形成されてなく、圧力センサ装置の側壁３ｂの上面を含む領域まで蓋体２に覆われている。このことは、圧力センサ装置の部品実装の際に、吸着ノズルが吸着する面積を大きく確保できる構造である。よって、このような態様であることで、圧力センサ装置の平面サイズをより小型化することが可能である。

ただし、図１６、図１７には、パッド電極、ハウジング電極、ボンディンワイヤ等を図示していない。

＜第４の実施形態＞
図１８は、第４の実施形態である圧力センサ装置の平面略図である。図１９は、第４の実施形態の蓋体を透視して視る平面略図である。図２０は、第４の実施形態である図１８に示すＦ−Ｆ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。

本実施形態では、図１９に示すように、側壁３ｂの上面である斜線の領域に熱硬化性樹脂９が塗布されて、蓋体２がハウジング３に固着されて着設される。そして、間隙７は、図１８、図２０に示すように、前後（Ｘ１−Ｘ２方向）の２つの周縁に、蓋体２の側面がなす矩形のキャビティ８側に位置する左右（Ｙ１−Ｙ２方向）に延出する辺２ｆと側壁３ｂの上面がなす矩形のキャビティ８側に位置する（Ｙ１−Ｙ２方向）に延出する辺３ｈとの間に形成され設けられる。

特許文献１及び特許文献２に開示される従来技術においては、各々センサ保護用蓋７４１に圧力導入口７４２が、蓋体８１４に音響孔８１２が形成されている。圧力導入口７４２と音響孔８１２との外部と隔てる距離は、各々センサ保護用蓋７４１と蓋体８１４との厚さである。上述のように、本実施形態である間隙７は辺２ｆと辺３ｈとがなす隙間からなるので、この間隙７の外部と隔てる距離は、従来技術の外部と隔てる距離に比べて、短くすることが可能となる。

よって、間隙７の外部とキャビティ８とを隔てる距離を非常に狭く設けることができるので、外部の圧力の変化は時間の遅延が抑制されて、感応部であるダイヤフラム６に伝播される。よって、外部の圧力を時間の遅延なく検知することが要求される応用、特に音響分野に対して、本実施形態の構造は適すると言える。

図２１に、第４の実施形態の変形例を示す。図２１は、第４の実施形態である図１８に示すＦ−Ｆ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。このように、この変形例では、蓋体２が、間隙７の外側に庇部２ｅを有している。この庇部２ｅの下面と側壁３ｂの上面との間隔は十分な距離に隔てられ、この箇所で外部の圧力の伝播が遅延しないように設定されている。

このような態様であることで、蓋体２は、圧力センサ装置の側壁３ｂの上面を含む領域まで覆っている。このことは、圧力センサ装置の部品実装の際に、吸着ノズルが吸着する面積が大きく確保できる構造である。よって、このような構造である圧力センサ装置はより小型化に優れる。

ただし、図１９、図２０、図２１には、パッド電極、ハウジング電極、ボンディンワイヤ等を図示していない。

１ 圧力センサ装置
２ 蓋体
３ ハウジング
４ 開口部
５ 圧力センサ
６ ダイヤフラム
７ 間隙
８ キャビティ
９、２３ 熱硬化性樹脂
１０ 段差面
１１ 制御回路チップ

Claims (12)

1. 外部の圧力を検知する圧力センサと、前記圧力センサを収納するハウジングと、前記ハウジングに固定される蓋体と、前記外部の圧力を導入する圧力導入部と、を有し、
   前記ハウジングが、前記圧力センサが固着される底壁と、前記底壁の周縁に立設される側壁と、前記側壁の上面に囲まれて形成される開口部と、を有して構成され、前記蓋体は前記開口部と対向して設けられており、
   前記側壁の上面には切欠部が設けられており、
   前記蓋体は、前記蓋体の平面方向に突出する突出部を有し、
   前記圧力導入部は、前記突出部が前記切欠部にて固定された状態で、前記蓋体と前記ハウジングとの間に形成される間隙であることを特徴とする圧力センサ装置。
2. 平面視にて直交する２方向を前後方向と左右方向としたとき、
   前記圧力導入部は、前記蓋体の前記前後方向の周縁に設けられ、前記突出部は、前記蓋体の前記左右方向に設けられることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ装置。
3. 前記間隙は、前記蓋体の前記前後方向における両側の周縁に沿って設けられることを特徴とする請求項２記載の圧力センサ装置。
4. 前記間隙は、前記蓋体の前後方向から前記左右方向の一部にかけて形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の圧力センサ装置。
5. 前記間隙は、前記蓋体の周縁に沿って細長い形状で形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の圧力センサ装置。
6. 前記蓋体は、前記突出部を除いて、平面視にて前記開口部内に位置していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の圧力センサ装置。
7. 前記間隙の縦断面形状は、Ｌ字形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の圧力センサ装置。
8. 前記側壁には、前記間隙が形成される位置に段差が形成され、前記蓋体の側面及び下面と前記側壁の前記段差との間に前記Ｌ字形状の間隙が形成されることを特徴とする請求項７記載の圧力センサ装置。
9. 前記間隙は、前記蓋体の側面が前記ハウジングの前記側壁の内周面と対向することで形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の圧力センサ装置。
10. 前記間隙は、前記蓋体の下面が前記ハウジングの前記側壁の上面と対向することで形成される特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の圧力センサ装置。
11. 前記蓋体の上面は、前記ハウジングの前記側壁の上面と同じ高さであることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の圧力センサ装置。
12. 前記蓋体の上面は、平坦であることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の圧力センサ装置。