JP6128002B2 - Pressure sensor - Google Patents

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Description

本発明は、測定媒体の圧力を検出する圧力センサに関する。   The present invention relates to a pressure sensor that detects the pressure of a measurement medium.

従来、測定媒体の圧力を検出する圧力センサが知られている。この種のセンサとして、感圧素子部を有するセンサチップをモールド樹脂で封止した構成のモールドICをコネクタケースによって封止したものにハウジングを連結させて構成された圧力センサが提案されている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, a pressure sensor for detecting the pressure of a measurement medium is known. As this type of sensor, a pressure sensor has been proposed in which a housing is connected to a molded IC in which a sensor chip having a pressure-sensitive element portion is sealed with a mold resin and sealed with a connector case ( For example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の圧力センサについて、より具体的に説明する。この圧力センサでは、モールドICのうち感圧素子部を含む部分がコネクタケースから突出した構成とされている。感圧素子部の周囲には、ハウジング等により形成される圧力室が形成され、感圧素子部は、コネクタケースに封止されずに露出し、ハウジング等により形成される圧力室に対して露出している。ハウジングには、圧力の検出対象となる測定媒体を圧力室内に導入するための圧力導入孔が形成されている。そして、この圧力センサでは、測定媒体が圧力室に導入され、感圧素子部に圧力を印加されると、圧力に応じたセンサ信号を出力がされ、圧力が検出される。   The pressure sensor described in Patent Document 1 will be described more specifically. In this pressure sensor, a portion including the pressure sensitive element portion of the mold IC is configured to protrude from the connector case. A pressure chamber formed by a housing or the like is formed around the pressure sensitive element portion, and the pressure sensitive element portion is exposed without being sealed in the connector case and exposed to the pressure chamber formed by the housing or the like. doing. The housing is formed with a pressure introduction hole for introducing a measurement medium that is a pressure detection target into the pressure chamber. In this pressure sensor, when the measurement medium is introduced into the pressure chamber and a pressure is applied to the pressure-sensitive element portion, a sensor signal corresponding to the pressure is output and the pressure is detected.

ここで、特許文献1に記載の圧力センサは、モールドICとコネクタケースとの界面が圧力室に対して露出した構成とされている。   Here, the pressure sensor described in Patent Document 1 is configured such that the interface between the mold IC and the connector case is exposed to the pressure chamber.

特許3620184号公報Japanese Patent No. 3620184

上記したように、特許文献1に記載の圧力センサでは、モールドICとコネクタケースとの界面が圧力室に対して露出した構成とされている。そして、この圧力センサでは、モールドICのうちコネクタケースから突出した部分に対して、測定媒体による圧力が印加されることとなる。ここで、この圧力センサでは、モールドICやコネクタケースの形状もしくは物性(弾性率など)のばらつき等に起因して、モールドICとコネクタケースとの間に隙間が生じることがある。このように隙間が生じた場合、この隙間に圧力媒体が進入してしまい、ひいては圧力媒体が装置の外部に漏れてしまう圧力漏れが生じて、圧力検出精度が悪化することとなる。   As described above, the pressure sensor described in Patent Document 1 is configured such that the interface between the mold IC and the connector case is exposed to the pressure chamber. And in this pressure sensor, the pressure by a measurement medium will be applied with respect to the part which protruded from the connector case among mold ICs. Here, in this pressure sensor, a gap may be formed between the mold IC and the connector case due to variations in the shape or physical properties (such as elastic modulus) of the mold IC and the connector case. When a gap is generated in this way, the pressure medium enters the gap, resulting in a pressure leak that causes the pressure medium to leak out of the apparatus, and pressure detection accuracy is deteriorated.

本発明は上記点に鑑みて、センサチップをモールド樹脂で封止したモールドICを、コネクタケースによって封止したものにハウジングを連結させて構成された圧力センサにおいて、モールドICとコネクタケースとの間に隙間に測定媒体が進入し難い構成を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention provides a pressure sensor configured by connecting a housing to a mold IC in which a sensor chip is sealed with a mold resin and sealed with a connector case, between the mold IC and the connector case. It is an object of the present invention to provide a configuration in which a measurement medium does not easily enter the gap.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、圧力を感知する感圧素子部を有するセンサチップ(21)と、感圧素子部を露出させつつセンサチップを封止するモールド樹脂(22)とを有する構成とされたモールドIC(2)と、一面(33a)を有し、モールドICのうち感圧素子部を含む一部を一面から突出させて、モールドICを封止するコネクタケース(3)と、コネクタケースに連結されて、感圧素子部の周囲に圧力室(6)を形成すると共に、圧力の検出対象となる測定媒体を圧力室内に導入するための圧力導入孔(41)を有する構成とされたハウジング(4)と、を有し、モールドICとコネクタケースとの界面が圧力室に対して露出した構成とされた圧力センサであって以下の特徴を有する。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a sensor chip (21) having a pressure-sensitive element portion for sensing pressure, and a mold resin (sealing the sensor chip while exposing the pressure-sensitive element portion) 22) and a mold IC (2) configured to have one surface (33a), and a connector that seals the mold IC by projecting a part of the mold IC including the pressure-sensitive element portion from the one surface. A pressure chamber (6) connected to the case (3) and the connector case to form a pressure chamber (6) around the pressure-sensitive element portion, and a pressure introduction hole (for introducing a measurement medium to be pressure-detected into the pressure chamber) 41), and a housing (4) having a configuration in which the interface between the mold IC and the connector case is exposed to the pressure chamber, and has the following characteristics.

すなわち、一面は、コネクタケースのうちモールドICが突出した側であって、ハウジングと接する当接面であり、モールドICがコネクタケースの一面から突き出した外壁面(22b)を有し、コネクタケースは一面から外壁面に沿って突出させられた圧力シール部(33b)を有し、圧力シール部が外壁面に対する垂直方向においてモールドICと圧力室とによって挟まれているという特徴を有する。 That is, one surface is the side of the connector case from which the molded IC protrudes and is a contact surface that contacts the housing, and the molded IC has an outer wall surface (22b) protruding from one surface of the connector case. The pressure seal portion (33b) protrudes from one surface along the outer wall surface, and the pressure seal portion is sandwiched between the mold IC and the pressure chamber in a direction perpendicular to the outer wall surface.

このため、圧力シール部のうちモールドICに接触する第1面(33c)の反対側の面である第2面(33f)に対して印加される測定媒体による圧力に起因して、圧力シール部がモールドIC(の外壁面)に対して圧力が印加される。これにより、モールドIC(の外壁面)に対して強い圧力が印加されるため、圧力シール部とモールドICとの間に隙間が生じ難くなる。よって、圧力シール部とモールドICとの間に生じた隙間に圧力媒体が進入してしまうことが生じ難く、圧力漏れによって圧力検出精度が悪化する事態が生じ難くなる。   For this reason, due to the pressure by the measurement medium applied to the second surface (33f) which is the surface opposite to the first surface (33c) in contact with the mold IC among the pressure seal portions, the pressure seal portion The pressure is applied to the mold IC (outer wall surface thereof). Thereby, since a strong pressure is applied to the mold IC (outer wall surface thereof), a gap is hardly generated between the pressure seal portion and the mold IC. Therefore, it is difficult for the pressure medium to enter the gap formed between the pressure seal portion and the mold IC, and it is difficult for the pressure detection accuracy to deteriorate due to pressure leakage.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態に係る圧力センサの断面構成を示す図である。It is a figure showing the section composition of the pressure sensor concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1に示す圧力センサのうち圧力シール部の周辺部分を拡大した図である。It is the figure which expanded the peripheral part of a pressure seal part among the pressure sensors shown in FIG. 圧力シール部の第1面の一端から他端までの長さxを横軸とし、モールドICに対して印加される圧力シール部による圧力Pを縦軸として、x、P、および第1面から第2面までの厚さtのそれぞれの関係を示す図である。The length x from one end of the first surface of the pressure seal portion to the other end is taken as the horizontal axis, and the pressure P by the pressure seal portion applied to the mold IC is taken as the vertical axis, from x, P, and the first surface It is a figure which shows each relationship of the thickness t to a 2nd surface. 第1実施形態に係る圧力センサに係る実施例の構成(コネクタケースの被覆部のうち圧力シール部を除いた部分、モールドIC、圧力シール部に相当する部分のみ)を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure (The part except a pressure seal part among the coating parts of a connector case, only a part equivalent to a mold IC, a pressure seal part) of the Example which concerns on the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第1実施形態に係る圧力センサに係る実施例について、図4に示す部分の平面構成を示した図である。It is the figure which showed the plane structure of the part shown in FIG. 4 about the Example which concerns on the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧力センサに係る実施例について、図4に示す部分の断面構成を示した図である。It is the figure which showed the cross-sectional structure of the part shown in FIG. 4 about the Example which concerns on the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧力センサに係る実施例について、図4に示す部分を用いてFEM解析を行った際の変数および水準を示すものである。FIG. 4 shows variables and levels when an FEM analysis is performed using the portion shown in FIG. 4 for an example of the pressure sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る圧力センサに係る実施例について、図4に示す部分を用いて図7に示す水準を設定してFEM解析を行ったときの解析結果を示すものである。The Example which concerns on the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment of this invention shows the analysis result when the level shown in FIG. 7 is set and the FEM analysis is performed using the part shown in FIG. 本発明の他の実施形態に係る圧力センサにおける圧力シール部の周辺部分を拡大した図である。It is the figure which expanded the peripheral part of the pressure seal part in the pressure sensor which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る圧力センサ1について図1〜図8を参照して説明する。図1に示すように、第1実施形態に係る圧力センサ1は、センサチップ21をモールド樹脂22で封止した構成のモールドIC2と、モールドIC2を封止するコネクタケース3と、コネクタケース3に連結されたハウジング4とを有する。この圧力センサ1は、例えば、エンジンに吸引される空気の圧力(吸気圧)や、エンジンに供給される燃料の圧力等を検出する用途に用いられる。
(First embodiment)
A pressure sensor 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the pressure sensor 1 according to the first embodiment includes a mold IC 2 having a configuration in which a sensor chip 21 is sealed with a mold resin 22, a connector case 3 for sealing the mold IC 2, and a connector case 3. And a connected housing 4. The pressure sensor 1 is used, for example, for detecting the pressure of air sucked into the engine (intake pressure), the pressure of fuel supplied to the engine, and the like.

モールドIC2は、センサチップ21がモールド樹脂22に一体化されたものである。図1に示すように、モールドIC2は、圧力を感知する感圧素子部を有するセンサチップ21と、リードフレーム23と、感圧素子部を露出させつつセンサチップ21を封止するモールド樹脂22とを有する構成とされている。図1に示すように、モールドIC2は、後述するコネクタケース3の一面33aから、モールドIC2のうち感圧素子部を含む一部を突出させて、コネクタケース3によって封止されている。なお、以下において、モールドIC2のうち一面33aから突出した面を外壁面22bという。   The mold IC 2 is obtained by integrating the sensor chip 21 with the mold resin 22. As shown in FIG. 1, the mold IC 2 includes a sensor chip 21 having a pressure-sensitive element portion that senses pressure, a lead frame 23, and a mold resin 22 that seals the sensor chip 21 while exposing the pressure-sensitive element portion. It is set as the structure which has. As shown in FIG. 1, the mold IC 2 is sealed by the connector case 3 such that a part including the pressure sensitive element portion of the mold IC 2 protrudes from one surface 33 a of the connector case 3 described later. Hereinafter, a surface of the mold IC 2 that protrudes from the one surface 33a is referred to as an outer wall surface 22b.

センサチップ21は、モールド樹脂22に形成された開口部22a内に配置され、接着剤等によってモールド樹脂22に固定されており、開口部22a内に導入された圧力媒体の圧力を検出するようになっている。センサチップ21に備えられている感圧素子部は、ダイアフラム等で構成されている。   The sensor chip 21 is disposed in the opening 22a formed in the mold resin 22, is fixed to the mold resin 22 with an adhesive or the like, and detects the pressure of the pressure medium introduced into the opening 22a. It has become. The pressure sensitive element portion provided in the sensor chip 21 is configured by a diaphragm or the like.

モールド樹脂22は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で成形されたものであり、リードフレーム23の大部分を被覆して封止している。また、図示しないが、モールド樹脂22には、電子部品としての信号処理回路用ICが内蔵されている。   The mold resin 22 is formed of a thermosetting resin such as an epoxy resin, and covers most of the lead frame 23 and is sealed. Although not shown, the mold resin 22 incorporates a signal processing circuit IC as an electronic component.

リードフレーム23は、センサチップ21とボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されており、一端側部分がモールド樹脂22から露出している。   The lead frame 23 is electrically connected to the sensor chip 21 via a bonding wire or the like, and one end side portion is exposed from the mold resin 22.

コネクタケース3は、モールドIC2と一体に成形されたものであり、PPS(ポリフェニレンサルファイド)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂で構成されている。コネクタケース3は、外部コネクタが接続されるコネクタ部31と、ターミナル32およびモールドIC2を被覆する被覆部33とが一体に形成されて構成されている。   The connector case 3 is formed integrally with the mold IC 2 and is made of a thermoplastic resin such as PPS (polyphenylene sulfide) or PBT (polybutylene terephthalate). The connector case 3 is configured by integrally forming a connector portion 31 to which an external connector is connected and a covering portion 33 that covers the terminal 32 and the molded IC 2.

図1に示すように、コネクタケース3は、被覆部33において一面33aを有し、モールドIC2のうち感圧素子部を含む一部を一面33aから突出させて、モールドIC2を封止している。   As shown in FIG. 1, the connector case 3 has one surface 33a in the covering portion 33, and a part including the pressure sensitive element portion of the mold IC2 protrudes from the one surface 33a to seal the mold IC2. .

コネクタ部31は、外部にセンサ信号を出力する部分であり、内部が空洞の筒状であって、その内部にターミナル32の一端側部分32aが配置されている。ターミナル32の他端側部分32bは、モールドIC2のリードフレーム23と電気的に接続される。   The connector portion 31 is a portion that outputs a sensor signal to the outside, and has a hollow cylindrical shape inside, and the one end side portion 32a of the terminal 32 is disposed inside the connector portion 31. The other end portion 32b of the terminal 32 is electrically connected to the lead frame 23 of the mold IC2.

被覆部33は、リードフレーム23に接続されたターミナル32と、モールドIC2のうちコネクタ部31側の部分とを被覆しており、モールドIC2のうちセンサチップ21側の部分を露出している。   The covering portion 33 covers the terminal 32 connected to the lead frame 23 and the portion of the mold IC 2 on the connector portion 31 side, and exposes the portion of the mold IC 2 on the sensor chip 21 side.

コネクタケース3は、一面33aからモールドIC2の外壁面22bに沿って突出させられた圧力シール部33bを有する構成とされている。ここでは、圧力シール部33bは、被覆部33と同一の材料にて一体に形成されている。図1に示すように、本実施形態に係る圧力シール部33bは、その断面が四角形である形状とされている。また、本実施形態に係る圧力シール部33bは、モールドIC2を囲むように全周に亘って形成されている。   The connector case 3 is configured to have a pressure seal portion 33b that protrudes from the one surface 33a along the outer wall surface 22b of the mold IC2. Here, the pressure seal portion 33 b is integrally formed of the same material as that of the covering portion 33. As shown in FIG. 1, the pressure seal portion 33b according to the present embodiment has a quadrangular cross section. Further, the pressure seal portion 33b according to the present embodiment is formed over the entire circumference so as to surround the mold IC2.

圧力シール部33bは、モールドIC2の外壁面22bに対する垂直方向(図1の一点鎖線Bを参照。なお、外壁面22bが曲面の場合には、「垂直方向」は「法線方向」と言い換えられることとする)において、モールドIC2と圧力室6とによって挟まれている。図2に示すように、本実施形態に係る圧力センサ1では、圧力シール部33bのうちモールドIC2に接触する第1面33cの反対側の面である第2面33fに対して印加される測定媒体による圧力に起因して、モールドIC2の外壁面22bに対して圧力が印加される。すなわち、本実施形態に係る圧力センサ1では、圧力シール部33bが上記のように挟まれた構成とされていることにより、モールドIC2の外壁面22bに対して強い圧力が印加される。   The pressure seal portion 33b is perpendicular to the outer wall surface 22b of the mold IC 2 (see the alternate long and short dash line B in FIG. 1. When the outer wall surface 22b is a curved surface, the “vertical direction” is rephrased as the “normal direction”. ) Is sandwiched between the mold IC 2 and the pressure chamber 6. As shown in FIG. 2, in the pressure sensor 1 according to the present embodiment, the measurement is applied to the second surface 33f, which is the surface opposite to the first surface 33c in contact with the mold IC2 in the pressure seal portion 33b. Due to the pressure by the medium, the pressure is applied to the outer wall surface 22b of the mold IC2. That is, in the pressure sensor 1 according to the present embodiment, a strong pressure is applied to the outer wall surface 22b of the mold IC 2 because the pressure seal portion 33b is sandwiched as described above.

ここで、図2に示すように、第2面33fに対して印加される測定媒体による圧力の大きさをP、該圧力によってモールドIC2に対して印加される圧力シール部33bによる圧力の大きさをPとする。また、圧力シール部33bのうち一面33aに近い側の端部を一端33d、遠い側の端部を他端33eとし、第1面33cのうち一端33dから他端33eまでの長さをxとし、第1面33cから第2面33fまでの厚さをtとする。 Here, as shown in FIG. 2, the magnitude of the pressure by the measurement medium applied to the second surface 33f is P 0 , and the magnitude of the pressure by the pressure seal portion 33b applied to the mold IC 2 by the pressure. Let P be the size. In addition, the end of the pressure seal portion 33b on the side close to the one surface 33a is one end 33d, the end on the far side is the other end 33e, and the length from the one end 33d to the other end 33e of the first surface 33c is x. The thickness from the first surface 33c to the second surface 33f is t.

このとき、本実施形態に係る圧力シール部33bは、Pが大きくなる構成とされることが望ましく、理想的にはPがPと一致する構成とされることが望ましい。すなわち、本実施形態に係る圧力センサ1は、測定媒体によって第2面33fに印加される圧力(P)に近い圧力(P)がモールドIC2(の外壁面22b)に印加される構成とされることが望ましい。Pが大きければ大きいほど、圧力シール部33bはモールドIC2に対して強く押し付けられ、圧力シール部33bとモールドIC2との間に隙間が生じ難くなる。これにより、圧力シール部33bとモールドIC2との間に生じた隙間に圧力媒体が進入してしまうことが生じ難くなり、圧力漏れによって圧力検出精度が悪化するような事態が生じ難くなる。 At this time, the pressure seal portion 33b according to the present embodiment, it is desirable to be configured to P increases, ideally P is desired to be configured to match the P 0. That is, the pressure sensor 1 according to the present embodiment is configured such that a pressure (P) close to the pressure (P 0 ) applied to the second surface 33f by the measurement medium is applied to the mold IC 2 (the outer wall surface 22b). It is desirable. The larger P is, the stronger the pressure seal portion 33b is pressed against the mold IC2, and it becomes difficult for a gap to be formed between the pressure seal portion 33b and the mold IC2. As a result, it is difficult for the pressure medium to enter the gap formed between the pressure seal portion 33b and the mold IC 2, and it is difficult for the pressure detection accuracy to deteriorate due to pressure leakage.

ここで、図3に示すように、Pはtとxの値によって変動する。よって、Pが大きくなるようにするには、このことを考慮し、圧力シール部33bを、xがtに対応して十分大きい構成とすればよい。また、Pが大きくなるようにするには、圧力シール部33bの弾性率が小さければ小さいほど好ましく、例えば、使用環境温度(例えば、−30〜120℃)において、圧力シール部33bの弾性率がモールドIC2(モールド樹脂22)の弾性率よりも小さい構成とされていることが好ましい。 Here, as shown in FIG. 3, P 0 varies depending on the values of t and x. Therefore, in order to increase P, considering this, the pressure seal portion 33b may be configured to have a sufficiently large x corresponding to t. In order to increase P, the smaller the elastic modulus of the pressure seal portion 33b, the better. For example, the elastic modulus of the pressure seal portion 33b is lower at the operating environment temperature (for example, −30 to 120 ° C.). It is preferable that the structure be smaller than the elastic modulus of the mold IC2 (mold resin 22).

ハウジング4は、コネクタケース3に連結された金属製のケースである。図1に示すように、ハウジング4は、圧力の検出対象となる測定媒体を後述の圧力室6内に導入するための圧力導入孔41と、圧力媒体をセンサチップ21の感圧素子部に導く圧力導入通路42と、コネクタケース3の一部を収容する収容部43とを有している。圧力導入通路42は、ハウジング4の中空部として構成されたものである。収容部43は、圧力導入通路42と反対側の部位に開口部として構成されたものである。本実施形態に係る圧力センサ1では、ハウジング4の内部において、ハウジング4やモールドIC2などによって囲まれた圧力室6が形成されており、この圧力室6はセンサチップ21の感圧素子部の周囲に形成されている。また、本実施形態に係る圧力センサ1では、モールドIC2とコネクタケース3との界面が圧力室6に対して露出している(図1の符号Aを参照)。   The housing 4 is a metal case connected to the connector case 3. As shown in FIG. 1, the housing 4 introduces a pressure introduction hole 41 for introducing a measurement medium to be pressure-detected into a pressure chamber 6 to be described later, and the pressure medium to the pressure-sensitive element portion of the sensor chip 21. A pressure introduction passage 42 and a housing portion 43 for housing a part of the connector case 3 are provided. The pressure introduction passage 42 is configured as a hollow portion of the housing 4. The accommodating portion 43 is configured as an opening at a portion opposite to the pressure introducing passage 42. In the pressure sensor 1 according to the present embodiment, a pressure chamber 6 surrounded by the housing 4 and the mold IC 2 is formed inside the housing 4, and the pressure chamber 6 is surrounded by the pressure sensitive element portion of the sensor chip 21. Is formed. In the pressure sensor 1 according to the present embodiment, the interface between the mold IC 2 and the connector case 3 is exposed to the pressure chamber 6 (see symbol A in FIG. 1).

ハウジング4は、コネクタケース3のモールドIC2側の部分を収容部43に収容した状態で、ハウジング4の一部(コネクタケース3のうち被覆部33に位置する部分)がかしめられることによって、コネクタケース3と連結されている。本実施形態に係る圧力センサ1では、ハウジング4とコネクタケース3との間においてOリング5が介在しており、このOリング5によってハウジング4とコネクタケース3との間がシールされている。   The housing 4 is formed by caulking a part of the housing 4 (portion located in the covering portion 33 in the connector case 3) in a state where the portion on the mold IC 2 side of the connector case 3 is accommodated in the accommodating portion 43. 3 is connected. In the pressure sensor 1 according to the present embodiment, an O-ring 5 is interposed between the housing 4 and the connector case 3, and the housing 4 and the connector case 3 are sealed by the O-ring 5.

ここで、図4〜図8にて、実施例として、FEM(Finite Element Method:有限要素法)にて解析した例を示しておく。この実施例では、コネクタケース3の被覆部33を想定して、図4〜図6に示す物体を設定して解析を行った。図4に示すように、この物体は、一面33aを有する円柱部分(被覆部33のうち圧力シール部33bを除いた部分に相当)と、一面33aから突出した四角柱部分(モールドIC2に相当)と、この四角柱部分を囲むように全周に亘って形成されたシール部分(圧力シール部33bに相当)とで構成されている。なお、便宜上、以下においては、これらの部分をそれぞれ、単に「被覆部33のうち圧力シール部33bを除いた部分」「モールドIC2」「圧力シール部33b」という。また、圧力シール部33bの形状を示すパラメータ(内寸)として、図5の紙面における横方向の長さであるa、縦方向の長さであるbを設定した。   Here, FIGS. 4 to 8 show an example of analysis by FEM (Finite Element Method) as an example. In this example, assuming the covering portion 33 of the connector case 3, the objects shown in FIGS. 4 to 6 were set and analyzed. As shown in FIG. 4, this object includes a cylindrical portion having one surface 33a (corresponding to a portion excluding the pressure seal portion 33b in the covering portion 33) and a quadrangular prism portion protruding from the one surface 33a (corresponding to the mold IC2). And a seal portion (corresponding to the pressure seal portion 33b) formed over the entire circumference so as to surround the quadrangular prism portion. In the following, for convenience, these portions are simply referred to as “portions of the covering portion 33 excluding the pressure seal portion 33b”, “mold IC2”, and “pressure seal portion 33b”. In addition, as a parameter (internal dimension) indicating the shape of the pressure seal portion 33b, a which is the length in the horizontal direction and b which is the length in the vertical direction is set in FIG.

また、この物体を構成する部分のうち、被覆部33のうち圧力シール部33bを除いた部分および圧力シール部33bの弾性率を8.9GPa(ポアソン比は0.35)とし、モールドIC2の弾性率を10.8GPa(ポアソン比は0.24)とした。   Of the parts constituting the object, the elastic part of the covering part 33 excluding the pressure seal part 33b and the pressure seal part 33b have an elastic modulus of 8.9 GPa (Poisson's ratio is 0.35), and the elasticity of the mold IC2 The rate was 10.8 GPa (Poisson's ratio was 0.24).

そして、図7に示すように、変数としてa/b、t、xを設定し、これら3つの変数のバリエーションとして10パターンの水準(図7中の水準「Ref」は、圧力シール部33bを設けない場合を示す)を設定した。   Then, as shown in FIG. 7, a / b, t, and x are set as variables, and 10 patterns as variations of these three variables (the level “Ref” in FIG. 7 is provided with a pressure seal portion 33b. Set).

このように、3つの変数および10パターンの水準を設定して、P(測定媒体による圧力の大きさ)を10MPaとしたときのP(モールドIC2に対して印加される圧力シール部33bによる圧力の大きさ)を解析したところ、図8に示す結果となった。この結果が示すように、圧力シール部33bを、tに対応してxを十分大きくすれば、PがPと同等となる構成とすることができる。なお、PがPよりも大きい値となっているものがあるが、これは測定圧力のばらつきや圧力シール部33bの形状のばらつき等に基づくものであると推測される。 In this way, P 0 (pressure by the pressure seal portion 33b applied to the mold IC2) when P (the magnitude of pressure by the measurement medium) is set to 10 MPa by setting three variables and 10 pattern levels. The result shown in FIG. 8 was obtained. As a result, as is shown, the pressure seal portion 33b, by securing larger x corresponding to the t, may be configured to P is equal to P 0. There are some cases where P is larger than P 0 , but this is presumed to be based on variations in measurement pressure, variations in the shape of the pressure seal portion 33b, and the like.

また、圧力シール部33bを設けない場合(図8中の水準「Ref」)では、Pが負の値となった。すなわち、この場合では、圧力シール部33bがモールドIC2から離される方向に圧力が印加される。このため、この場合には、圧力シール部33bとモールドIC2との間に生じた隙間に圧力媒体が進入してしまうことが生じ難くするという効果が得られないと考えられる。   Further, when the pressure seal portion 33b was not provided (level “Ref” in FIG. 8), P was a negative value. That is, in this case, pressure is applied in a direction in which the pressure seal portion 33b is separated from the mold IC2. For this reason, in this case, it is considered that the effect of making it difficult for the pressure medium to enter the gap formed between the pressure seal portion 33b and the mold IC 2 is not obtained.

なお、図8における水準7〜9の結果が示すように、x、tのみならず、a/bについてもPとPの関係に寄与することが推測されるため、Pを大きくするためには、x、tのみならず、a/bについても考慮されることがより望ましい。 As shown by the results of levels 7 to 9 in FIG. 8, it is assumed that not only x and t but also a / b contributes to the relationship between P and P 0. It is more desirable to consider not only x and t but also a / b.

上記で説明したように、本実施形態に係る圧力センサ1では、コネクタケース3を、一面33aからモールドIC2の外壁面22bに沿って突出させられた圧力シール部33bを有する構成としている。そして、圧力シール部33bを、モールドIC2の外壁面22bに対する垂直方向において、モールドIC2と圧力室6とによって挟まれた構成としている。   As described above, in the pressure sensor 1 according to the present embodiment, the connector case 3 includes the pressure seal portion 33b that protrudes from the one surface 33a along the outer wall surface 22b of the mold IC2. The pressure seal portion 33b is sandwiched between the mold IC 2 and the pressure chamber 6 in the direction perpendicular to the outer wall surface 22b of the mold IC 2.

このため、本実施形態に係る圧力センサ1では、圧力シール部33bのうちモールドIC2に接触する第1面33cの反対側の面である第2面33fに対して印加される測定媒体による圧力に起因して、圧力シール部33bがモールドIC2(の外壁面22b)に対して圧力が印加される。これにより、モールドIC2(の外壁面22b)に対して強い圧力が印加されるため、圧力シール部33bとモールドIC2との間に隙間が生じ難くなる。よって、本実施形態に係る圧力センサ1では、圧力シール部33bとモールドIC2との間に生じた隙間に圧力媒体が進入してしまうことが生じ難く、圧力漏れによって圧力検出精度が悪化する事態が生じ難くなる。   For this reason, in the pressure sensor 1 according to the present embodiment, the pressure by the measurement medium applied to the second surface 33f that is the surface on the opposite side of the first surface 33c that contacts the mold IC2 in the pressure seal portion 33b. As a result, the pressure seal portion 33b applies pressure to the mold IC 2 (the outer wall surface 22b). Thereby, since a strong pressure is applied to the mold IC 2 (the outer wall surface 22b), a gap is hardly generated between the pressure seal portion 33b and the mold IC 2. Therefore, in the pressure sensor 1 according to the present embodiment, it is difficult for the pressure medium to enter the gap generated between the pressure seal portion 33b and the mold IC 2, and the pressure detection accuracy is deteriorated due to pressure leakage. It becomes difficult to occur.

また、本実施形態に係る圧力センサ1では、圧力シール部33bを、モールドIC2を囲むように全周に亘って形成された構成としている。このため、本実施形態に係る圧力センサ1では、特に、圧力シール部33bとモールドIC2との間に生じた隙間に圧力媒体が進入してしまうことが生じ難く、圧力漏れによって圧力検出精度が悪化する事態が生じ難くなる。   Moreover, in the pressure sensor 1 according to the present embodiment, the pressure seal portion 33b is configured to be formed over the entire circumference so as to surround the mold IC2. For this reason, in the pressure sensor 1 according to the present embodiment, in particular, it is difficult for the pressure medium to enter the gap formed between the pressure seal portion 33b and the mold IC 2, and the pressure detection accuracy deteriorates due to the pressure leak. It becomes difficult to happen.

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

例えば、第1実施形態では、コネクタケース3を、圧力シール部33bの断面が四角形である形状としていた。しかしながら、圧力シール部33bの形状はこれに限られない。すなわち、例えば、図9に示すように、第1実施形態に係る圧力センサ1において、圧力シール部33bを、テーパー部(図9中の符号Bを参照)が設けられた形状としてもよい。また、シール部33bを、R部(カーブした面)が設けられた形状としてもよい。   For example, in the first embodiment, the connector case 3 has a shape in which the cross section of the pressure seal portion 33b is a square. However, the shape of the pressure seal portion 33b is not limited to this. That is, for example, as shown in FIG. 9, in the pressure sensor 1 according to the first embodiment, the pressure seal portion 33 b may have a shape provided with a taper portion (see reference sign B in FIG. 9). Further, the seal portion 33b may have a shape provided with an R portion (curved surface).

第1実施形態では、コネクタケース3を、モールドIC2を囲むように全周に亘って圧力シール部33bが形成された構成としていた。しかしながら、圧力シール部33bの形状はこれに限られない。すなわち、例えば、第1実施形態に係る圧力センサ1において、圧力シール部33bを、モールドIC2を囲む全周のうちの一部のみにおいて形成した構成としてもよい。   In the first embodiment, the connector case 3 is configured such that the pressure seal portion 33b is formed over the entire circumference so as to surround the mold IC2. However, the shape of the pressure seal portion 33b is not limited to this. That is, for example, in the pressure sensor 1 according to the first embodiment, the pressure seal portion 33b may be formed only on a part of the entire circumference surrounding the mold IC2.

2 モールドIC
21 センサチップ
22 モールド樹脂
3 コネクタケース
33 コネクタケースの被覆部
33b コネクタケースの圧力シール部
4 ハウジング
6 圧力室
2 Mold IC
21 Sensor chip 22 Mold resin 3 Connector case 33 Cover part of connector case 33b Pressure seal part of connector case 4 Housing 6 Pressure chamber

Claims (4)

圧力を感知する感圧素子部を有するセンサチップ(21)と、感圧素子部を露出させつつ前記センサチップを封止するモールド樹脂(22)と、を有する構成とされたモールドIC(2)と、
一面(33a)を有し、前記モールドICのうち感圧素子部を含む一部を前記一面から突出させて、前記モールドICを封止するコネクタケース(3)と、
前記コネクタケースに連結されて、前記感圧素子部の周囲に圧力室(6)を形成すると共に、圧力の検出対象となる測定媒体を前記圧力室内に導入するための圧力導入孔(41)を有する構成とされたハウジング(4)と、を有し、
前記モールドICと前記コネクタケースとの界面が前記圧力室に対して露出した構成とされた圧力センサであって、
前記一面は、前記コネクタケースのうち前記モールドICが突出した側であって、前記ハウジングと接する当接面であり、
前記モールドICは、前記一面から突き出した外壁面(22b)を有し、
前記コネクタケースは、前記一面から前記外壁面に沿って突出させられた圧力シール部(33b)を有し、
前記圧力シール部が、前記外壁面に対する垂直方向において、前記モールドICと前記圧力室とによって挟まれていることを特徴とする圧力センサ。
Mold IC (2) having a configuration including a sensor chip (21) having a pressure-sensitive element portion for sensing pressure and a mold resin (22) for sealing the sensor chip while exposing the pressure-sensitive element portion. When,
A connector case (3) that has one surface (33a), projects a part including the pressure-sensitive element portion of the mold IC from the one surface, and seals the mold IC;
A pressure chamber (6) connected to the connector case to form a pressure chamber (6) around the pressure-sensitive element portion, and a pressure introducing hole (41) for introducing a measurement medium to be pressure-detected into the pressure chamber. A housing (4) configured to have,
A pressure sensor configured such that an interface between the mold IC and the connector case is exposed to the pressure chamber;
The one surface is a contact surface in contact with the housing on the side of the connector case from which the molded IC protrudes,
The mold IC has an outer wall surface (22b) protruding from the one surface,
The connector case has a pressure seal portion (33b) projected from the one surface along the outer wall surface,
The pressure sensor, wherein the pressure seal portion is sandwiched between the mold IC and the pressure chamber in a direction perpendicular to the outer wall surface.
前記圧力シール部が前記モールドICを囲むように全周に亘って形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure seal portion is formed over the entire circumference so as to surround the mold IC. 前記圧力シール部のうち前記外壁面と接する第1面(33c)から前記第1面の反対側の第2面(33f)までの厚さをtとして、tが0.5mm〜2.5mmの範囲内である請求項1または2に記載の圧力センサ。The thickness from the first surface (33c) in contact with the outer wall surface of the pressure seal portion to the second surface (33f) opposite to the first surface is t, and t is 0.5 mm to 2.5 mm. The pressure sensor according to claim 1 or 2, which is within a range. 前記モールドICのうち前記コネクタケースから突出する部分が四角柱形状とされると共に、前記モールドICが前記コネクタケースから突出する方向から前記圧力シール部を見て、前記圧力シール部が前記モールドICと接する内郭線のうち一辺の長さをaとし、当該一辺と隣り合う他辺の長さをbとして、a/bで表される変数が1〜3の範囲内である請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧力センサ。A portion of the mold IC that protrudes from the connector case is formed into a quadrangular prism shape, and the pressure seal portion is seen from the mold IC when viewed from the direction in which the mold IC protrudes from the connector case. The variable represented by a / b is in the range of 1 to 3, where a is the length of one side of the inscribed outline and b is the length of the other side adjacent to the one side. The pressure sensor according to any one of the above.
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