JP6461862B2 - Pressure sensor and method of manufacturing pressure sensor - Google Patents

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Description

本発明は、圧力センサ、および、圧力センサの製造方法に関する。   The present invention relates to a pressure sensor and a method for manufacturing the pressure sensor.

液封型の半導体圧力センサの一部を構成するセンサユニットは、例えば、特許文献1にも示されるように、カバー内のハウジングに連結される金属製の継手部の内側に形成される圧力検出室内に配されている。そのようなセンサユニットは、例えば、継手部内に支持され上述の圧力検出室と後述する液封室とを隔絶するダイヤフラムと、ダイヤフラムの上方に形成され圧力伝達媒体としてのシリコーンオイルを貯留する液封室と、液封室内に配されダイヤフラムを介しシリコーンオイルの圧力変動を検出するセンサチップと、センサチップを支持するチップマウント部材(ベース)と、センサチップからの出力信号の送出およびセンサチップへの電力供給を行う複数のリードピンとを主な要素として含んで構成されている。上述のリードピンは、チップマウント部材のハーメチックガラス内に固着されるとともに、外部リード線に電気的に接続されている。チップマウント部材を取り囲むカバーにおけるチップマウント部材の上方に形成される内側の空間には、接着剤が充填されている。これにより、充填された接着剤がカバーの内周面および外部リード線の外周部に接着されるので液体が外部からカバー内へ浸入することが回避される。   A sensor unit that constitutes a part of a liquid-seal type semiconductor pressure sensor is, for example, a pressure detection formed inside a metal joint connected to a housing in a cover as disclosed in Patent Document 1. It is arranged indoors. Such a sensor unit includes, for example, a diaphragm that is supported in a joint portion and separates the above-described pressure detection chamber from a liquid sealing chamber described later, and a liquid seal that is formed above the diaphragm and stores silicone oil as a pressure transmission medium. Chamber, a sensor chip that is arranged in the liquid seal chamber and detects the pressure fluctuation of the silicone oil through the diaphragm, a chip mount member (base) that supports the sensor chip, and the output of the output signal from the sensor chip to the sensor chip A plurality of lead pins for supplying power are included as main elements. The above-described lead pin is fixed in the hermetic glass of the chip mount member and is electrically connected to the external lead wire. An inner space formed above the chip mount member in the cover surrounding the chip mount member is filled with an adhesive. Accordingly, the filled adhesive is adhered to the inner peripheral surface of the cover and the outer peripheral portion of the external lead wire, so that the liquid can be prevented from entering the cover from the outside.

また、チップマウント部材を取り囲むカバーにおけるチップマウント部材の上方に形成される内側の空間に加熱硬化型の樹脂が接着剤として充填される場合、特許文献2に示されるように、充填された加熱硬化型の樹脂の上端部において、硬化後、樹脂の収縮により凹部が形成される場合がある。このような場合、圧力センサの取り付け姿勢によって雰囲気中の露が、上述の凹部に溜まることを回避するためにさらに加えて封止材として凸状の被覆層を凹部を埋めるように形成することが提案されている。   In addition, when a thermosetting resin is filled as an adhesive in an inner space formed above the chip mount member in the cover surrounding the chip mount member, as shown in Patent Document 2, the filled heat curing is performed. In the upper end portion of the resin of the mold, a concave portion may be formed by the shrinkage of the resin after curing. In such a case, in order to avoid the dew in the atmosphere from accumulating in the above-described recess depending on the mounting posture of the pressure sensor, a convex covering layer may be formed to fill the recess as a sealing material. Proposed.

特開2012−68105号公報JP 2012-68105 A 国際公開第2015/194105号公報International Publication No. 2015/194105

上述のように、さらに加えて、凹部を埋めるように封止材として凸状の被覆層を形成する作業は、量産時、煩雑であり生産効率を落とす結果となる。このような場合、予め、樹脂の硬化後における樹脂の収縮量を予測して加熱硬化型の樹脂を余分に多めに充填することも考えられるが樹脂の充填量が増大するので製造コストが嵩み得策ではない。   As described above, in addition, the operation of forming a convex covering layer as a sealing material so as to fill the concave portion is complicated at the time of mass production, resulting in a decrease in production efficiency. In such a case, it may be possible to predict the amount of shrinkage of the resin after the resin has been cured in advance, and to add an excessive amount of heat-curing type resin. However, the amount of resin filling increases, which increases the manufacturing cost. It's not a good idea.

以上の問題点を考慮し、本発明は、圧力センサであって、封止材としての樹脂の充填量を増大させることなく、硬化後、樹脂の収縮による凹部が形成される事態を回避できる圧力センサ、および、圧力センサの製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is a pressure sensor that can avoid a situation in which a concave portion due to resin shrinkage is formed after curing without increasing the amount of resin filling as a sealing material. An object of the present invention is to provide a sensor and a method for manufacturing a pressure sensor.

上述の目的を達成するために、本発明に係る圧力センサは、圧力を検出するセンサチップを含むセンサユニットと、センサユニットを収容するセンサユニット収容部を有するカバー部材と、カバー部材のセンサユニット収容部におけるセンサユニットの周囲に充填されるウレタン樹脂材料からなる封止材と、カバー部材のセンサユニット収容部に配置され、カバー部材の開口端から上方に向けて突出するエンドキャップと、を備え、カバー部材の開口から外部に対し露出する封止材の端面における頂部は、エンドキャップの上端面近傍に接着され、端面の裾部に対し硬化した封止材の収縮率に応じて上方に向けて凸状となる略円錐面状に形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a pressure sensor according to the present invention includes a sensor unit including a sensor chip for detecting pressure, a cover member having a sensor unit housing portion for housing the sensor unit, and a sensor unit housing for the cover member. A sealing material made of a urethane resin material filled around the sensor unit in the portion, and an end cap that is disposed in the sensor unit housing portion of the cover member and protrudes upward from the opening end of the cover member , The top of the end face of the sealing material exposed to the outside from the opening of the cover member is bonded to the vicinity of the upper end face of the end cap and directed upward according to the shrinkage ratio of the hardened sealing material with respect to the skirt of the end face. It is characterized by being formed in a substantially conical surface that is convex .

また、センサチップに電気的に接続され、封止材の端面から突出するリード線は、センサチップに電気的に接続されている箇所が、封止材内に差し込まれるものであってもよい。封止材の端面における頂部は、端面の裾部に対し0.5mm以上の高低差をもって形成されてもよい。封止材の端面から突出するリード線が、4mm以上の長さをもって封止材内に差し込まれてもよいFurther, the lead wire that is electrically connected to the sensor chip and protrudes from the end face of the sealing material may be inserted into the sealing material at a portion that is electrically connected to the sensor chip . The top of the end face of the sealing material may be formed with a height difference of 0.5 mm or more with respect to the skirt of the end face. A lead wire protruding from the end face of the sealing material may be inserted into the sealing material with a length of 4 mm or more .

本発明に係る圧力センサの製造方法は、圧力を検出するセンサチップを含むセンサユニットおよびセンサユニットに連結されるエンドキャップをカバー部材のセンサユニット収容部に配置し、ウレタン樹脂材料からなる封止材をカバー部材のセンサユニット収容部におけるセンサユニットの周囲にディスペンサにより充填することを含み、ディスペンサの一端が、カバー部材のセンサユニット収容部におけるエンドキャップの外周縁近傍に配置され、カバー部材の開口から外部に対し露出する封止材の端面における頂部が、エンドキャップの上端面近傍に接着され、端面の裾部に対し硬化した封止材の収縮率に応じて上方に向けて凸状となる略円錐面状に形成されることを特徴とする。 The pressure sensor manufacturing method according to the present invention includes a sensor unit including a sensor chip for detecting pressure, and an end cap connected to the sensor unit in a sensor unit housing portion of a cover member, and a sealing material made of a urethane resin material. Filling the periphery of the sensor unit in the sensor unit housing portion of the cover member with a dispenser, and one end of the dispenser is disposed in the vicinity of the outer peripheral edge of the end cap in the sensor unit housing portion of the cover member. The top portion of the end surface of the sealing material exposed to the outside is bonded to the vicinity of the upper end surface of the end cap, and is approximately convex upward depending on the shrinkage rate of the sealing material cured with respect to the hem portion of the end surface. It is formed in the shape of a conical surface .

本発明に係る圧力センサ、および、圧力センサの製造方法によれば、カバー部材の開口から外部に対し露出する封止材の端面における頂部は、エンドキャップの上端面近傍に接着され、端面の裾部に対し硬化した封止材の収縮率に応じて上方に向けて凸状となる略円錐面状に形成されるので封止材としての樹脂の充填量を増大させることなく、硬化後、樹脂の収縮による凹部が形成される事態を回避できる。 According to the pressure sensor and the manufacturing method of the pressure sensor according to the present invention, the top portion of the end surface of the sealing material exposed to the outside from the opening of the cover member is bonded to the vicinity of the upper end surface of the end cap, and the bottom of the end surface It is formed in a substantially conical surface that is convex upward depending on the shrinkage rate of the sealing material cured with respect to the part, so that the resin after curing without increasing the filling amount of the resin as the sealing material It is possible to avoid a situation in which a recess is formed due to the shrinkage.

本発明に係る圧力センサの第1実施例における全体の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a first embodiment of a pressure sensor according to the present invention. 本発明に係る圧力センサの第2実施例における全体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure in 2nd Example of the pressure sensor which concerns on this invention.

図1は、本発明に係る圧力センサの第1実施例を概略的に示す。   FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a pressure sensor according to the invention.

図1において、圧力センサは、圧力が検出されるべき流体が導かれる配管に接続される継手部材30と、継手部材30のベースプレート28に連結され後述するセンサユニットを収容しセンサチップからの検出出力信号を所定の圧力測定装置に供給するセンサユニット収容部と、を含んで構成されている。   In FIG. 1, the pressure sensor contains a joint member 30 connected to a pipe through which a fluid whose pressure is to be detected is guided, and a sensor unit connected to a base plate 28 of the joint member 30, and a detection output from the sensor chip. And a sensor unit housing for supplying a signal to a predetermined pressure measuring device.

金属製の継手部材30は、上述の配管の接続部の雄ねじ部にねじ込まれる雌ねじ部30fsを内側に有している。雌ねじ部30fsは、矢印Pの示す方向から供給される流体を後述する圧力室28Aに導く継手部材30のポート30aに連通している。ポート30aの一方の開口端は、継手部材30のベースプレート28とセンサユニットのダイヤフラム32との間に形成される圧力室28Aに向けて開口している。   The metal joint member 30 has an internal thread portion 30fs that is screwed into the external thread portion of the connection portion of the pipe described above. The female screw portion 30fs communicates with the port 30a of the joint member 30 that guides the fluid supplied from the direction indicated by the arrow P to the pressure chamber 28A described later. One open end of the port 30a opens toward a pressure chamber 28A formed between the base plate 28 of the joint member 30 and the diaphragm 32 of the sensor unit.

センサユニット収容部の外郭部は、カバー部材としての円筒状の防水ケース20により形成されている。樹脂製の防水ケース20の下端部には、開口部20bが形成されている。内側となる開口部20bの周縁の段差部には、継手部材30のベースプレート28の周縁が係合されている。   The outer portion of the sensor unit housing portion is formed by a cylindrical waterproof case 20 as a cover member. An opening 20 b is formed at the lower end of the resin waterproof case 20. The peripheral edge of the base plate 28 of the joint member 30 is engaged with the step portion on the peripheral edge of the opening 20b that is the inner side.

圧力室28A内には、継手部材30のポート30aを通じて流体としての空気または液体が供給される。センサユニットのハウジング12の下端面は、ベースプレート28に載置されている。   Air or liquid as a fluid is supplied into the pressure chamber 28 </ b> A through the port 30 a of the joint member 30. A lower end surface of the housing 12 of the sensor unit is placed on the base plate 28.

圧力室28A内の圧力を検出し検出出力信号を送出するセンサユニットは、円筒状のハウジング12と、圧力室28Aとハウジング12の内周部とを隔絶する金属製のダイヤフラム32と、複数の圧力検出素子を有するセンサチップ16と、ガラス層を介してセンサチップ16を一端部で支持する金属製のチップマウント部材18と、センサチップ16に電気的に接続される入出力端子群40ai(i=1〜8)と、入出力端子群40aiおよびオイル充填用パイプ44をチップマウント部材18の外周面とハウジング12の内周面との間に固定するハーメチックガラス14と、を主な要素として含んで構成されている。   The sensor unit that detects the pressure in the pressure chamber 28A and sends out a detection output signal includes a cylindrical housing 12, a metal diaphragm 32 that isolates the pressure chamber 28A and the inner periphery of the housing 12, and a plurality of pressures. A sensor chip 16 having a detection element, a metal chip mount member 18 that supports the sensor chip 16 at one end via a glass layer, and an input / output terminal group 40ai (i = 1-8) and the hermetic glass 14 for fixing the input / output terminal group 40ai and the oil filling pipe 44 between the outer peripheral surface of the chip mount member 18 and the inner peripheral surface of the housing 12 as main elements. It is configured.

ダイヤフラム32は、上述の圧力室28Aに向き合うハウジング12の一方の下端面に支持されている。圧力室28Aに配されるダイヤフラム32を保護するダイヤフラム保護カバー34は、複数の連通孔34aを有している。ダイヤフラム保護カバー34の周縁は、ダイヤフラム32の周縁とともに溶接によりステンレス鋼製のハウジング12の下端面に接合されている。   The diaphragm 32 is supported on one lower end surface of the housing 12 facing the pressure chamber 28A. The diaphragm protection cover 34 that protects the diaphragm 32 disposed in the pressure chamber 28A has a plurality of communication holes 34a. The peripheral edge of the diaphragm protection cover 34 is joined to the lower end surface of the stainless steel housing 12 by welding together with the peripheral edge of the diaphragm 32.

金属製のダイヤフラム32と向かい合うセンサチップ16およびハーメチックガラス14の端面との間に形成される液封室には、例えば、圧力伝達媒体として所定量のシリコーンオイルPM、または、フッ素系不活性液体がオイル充填用パイプ44を介して充填されている。なお、オイル充填用パイプ44の一方の端部は、オイル充填後、二点鎖線で示されるように、押し潰され閉塞される。   In the liquid sealing chamber formed between the sensor chip 16 facing the metal diaphragm 32 and the end face of the hermetic glass 14, for example, a predetermined amount of silicone oil PM or a fluorine-based inert liquid is used as a pressure transmission medium. It is filled through an oil filling pipe 44. Note that one end of the oil filling pipe 44 is crushed and closed as indicated by a two-dot chain line after oil filling.

シリコーンオイルは、例えば、シロキサン結合と有機質のメチル基とからなるジメチルポリシロキサン構造を持つシリコーンオイルとされる。フッ素系不活性液体は、例えば、パーフルオロカーボン構造をもつ液体、および、ハイドロフルオロエーテル構造をもつ液体、または、三フッ化塩化エチレンの低重合物であって、主鎖にフッ素および塩素が結合し、両端がフッ素、塩素の構造を有するものでもよい。   The silicone oil is, for example, a silicone oil having a dimethylpolysiloxane structure composed of a siloxane bond and an organic methyl group. The fluorine-based inert liquid is, for example, a liquid having a perfluorocarbon structure, a liquid having a hydrofluoroether structure, or a low polymer of ethylene trifluoride chloride, and fluorine and chlorine are bonded to the main chain. , Both ends may have a fluorine or chlorine structure.

ハーメチックガラス14の端部に形成される凹部に配されるセンサチップ16とダイヤフラム32との間には、さらに、金属製の電位調整部材17がハーメチックガラス14の下端面に支持されている。電位調整部材17は、例えば、特許第3987386号公報にも示されるような、連通孔を有しセンサチップ16の回路のゼロ電位に接続される端子に接続されている。   Between the sensor chip 16 and the diaphragm 32 disposed in the recess formed at the end of the hermetic glass 14, a metal potential adjusting member 17 is further supported on the lower end surface of the hermetic glass 14. The potential adjusting member 17 is connected to a terminal having a communication hole and connected to the zero potential of the circuit of the sensor chip 16 as disclosed in, for example, Japanese Patent No. 3987386.

入出力端子群40ai(i=1〜8)は、2本の電源用端子と、1本の出力用端子と、5本の調整用端子とから構成されている。各端子の両端部は、それぞれ、上述のハーメチックガラス14の端部に形成される凹部と後述する端子台24の孔とに向けて突出している。2本の電源用端子と、1本の出力用端子とは、接続端子36を介して各リード線38の芯線38aに接続されている。各リード線38は、所定の圧力測定装置に接続される。なお、図1においては、8本の端子うちの4本の端子だけが示されている。   The input / output terminal group 40ai (i = 1 to 8) includes two power supply terminals, one output terminal, and five adjustment terminals. Both end portions of each terminal protrude toward a recess formed at the end portion of the above-described hermetic glass 14 and a hole of a terminal block 24 described later. The two power supply terminals and the one output terminal are connected to the core wires 38 a of the lead wires 38 via the connection terminals 36. Each lead wire 38 is connected to a predetermined pressure measuring device. In FIG. 1, only four of the eight terminals are shown.

センサチップ16は、複数の圧力検出素子を有し、例えば、シリコンで略矩形状に形成されている本体部と、本体部の上端面に形成され処理回路を形成する回路層と、第1の層としての回路層の上面に積層される第2の層としての絶縁膜層と、その絶縁膜層に形成されるアルミニウム製のシールド層と、シールド層の上層部を保護する保護層とを含んで構成されている。   The sensor chip 16 includes a plurality of pressure detection elements, for example, a main body formed in a substantially rectangular shape with silicon, a circuit layer formed on the upper end surface of the main body to form a processing circuit, and a first An insulating film layer as a second layer laminated on the upper surface of the circuit layer as a layer, an aluminum shield layer formed on the insulating film layer, and a protective layer protecting the upper layer portion of the shield layer It consists of

なお、上述の例において、センサユニットにおけるセンサチップ16は、ハーメチックガラス14内に保持されるチップマウント部材18の一端部で支持されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、センサチップ16が、チップマウント部材18を用いることなく、上述のハーメチックガラス14の凹部を形成する平坦面に直接的に固定されるように構成されてもよい。   In the above-described example, the sensor chip 16 in the sensor unit is supported by one end of the chip mount member 18 held in the hermetic glass 14, but is not limited to such an example. 16 may be configured to be directly fixed to the flat surface forming the concave portion of the hermetic glass 14 without using the chip mount member 18.

入出力端子群40aiを整列させる端子台24は、樹脂材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)で成形されている。端子台24は、入出力端子群40aiが挿入される複数個の孔とともに、内側に所定の容積の空洞部を有している。端子台24の下端面は、ハーメチックガラス14の上端面を覆うようにハウジング12の上端面に、シリコーン系接着剤により接着されている。これにより、所定の厚さを有する環状の接着層がハウジング12の上端面に形成されることとなる。また、入出力端子群40aiが突出するハーメチックガラス14の上端面全体には、シリコーン系接着剤からなる被覆層が所定の厚さで形成されている。これにより、ハウジング12の上端面およびハーメチックガラス14の上端面全体には、シリコーン系接着層10が形成されることとなる。   The terminal block 24 for aligning the input / output terminal groups 40ai is formed of a resin material, for example, polybutylene terephthalate (PBT). The terminal block 24 includes a plurality of holes into which the input / output terminal group 40ai is inserted and a hollow portion having a predetermined volume inside. The lower end surface of the terminal block 24 is bonded to the upper end surface of the housing 12 with a silicone-based adhesive so as to cover the upper end surface of the hermetic glass 14. As a result, an annular adhesive layer having a predetermined thickness is formed on the upper end surface of the housing 12. Further, a coating layer made of a silicone-based adhesive is formed with a predetermined thickness on the entire upper end surface of the hermetic glass 14 from which the input / output terminal group 40ai projects. As a result, the silicone adhesive layer 10 is formed on the upper end surface of the housing 12 and the entire upper end surface of the hermetic glass 14.

従って、シリコーン系接着層10が、静電気保護層として形成される。このようにシリコーン系接着剤により静電気保護層10が形成されることにより、ESD保護回路の有無に影響されることなく、センサユニットの静電気耐力が、向上することとなる。   Therefore, the silicone adhesive layer 10 is formed as an electrostatic protection layer. By forming the electrostatic protection layer 10 with the silicone-based adhesive in this way, the electrostatic strength of the sensor unit is improved without being affected by the presence or absence of the ESD protection circuit.

上述のシリコーン系接着剤は、例えば、柔軟性のある付加型の一成分系であるものが好ましい。シリコーン系接着剤は、例えば、低分子シロキサン結合を有する接着剤とされる。また、シリコーン系接着剤とシリコーンオイルとが相性がよいのでシリコーン系接着剤にシリコーンオイル等が万一混じりあった場合であっても、シリコーン系接着剤の接着性が悪化する虞がない。   The above-mentioned silicone adhesive is preferably, for example, a flexible addition type one-component system. The silicone-based adhesive is, for example, an adhesive having a low molecular siloxane bond. Further, since the silicone adhesive and the silicone oil are compatible, there is no possibility that the adhesiveness of the silicone adhesive will deteriorate even if silicone oil or the like is mixed in the silicone adhesive.

端子台24の外周面、および、端子台24に連結され上述の孔を覆うエンドキャップ22の外周面と防水ケース20の内周面との間、また、防水ケース20の内周面とハウジング12の外周面との間には、封止材26が、所定量、充填されている。端子台24およびエンドキャップ22は、上述のセンサユニットを挟んで継手部材30のベースプレート28と向き合って防水ケース20内に配置されている。   Between the outer peripheral surface of the terminal block 24, the outer peripheral surface of the end cap 22 connected to the terminal block 24 and covering the above-described hole, and the inner peripheral surface of the waterproof case 20, and the inner peripheral surface of the waterproof case 20 and the housing 12 A predetermined amount of the sealing material 26 is filled between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface. The terminal block 24 and the end cap 22 are disposed in the waterproof case 20 so as to face the base plate 28 of the joint member 30 with the above-described sensor unit interposed therebetween.

エンドキャップ22の上端面は、防水ケース20の開口端から上方に向けて突出している。即ち、エンドキャップ22の上端面の位置は、防水ケース20の開口端面の位置よりも高い位置となる。   The upper end surface of the end cap 22 protrudes upward from the opening end of the waterproof case 20. That is, the position of the upper end surface of the end cap 22 is higher than the position of the opening end surface of the waterproof case 20.

封止材26は、加熱硬化型樹脂材料、例えば、ウレタン系樹脂、もしくは、エポキシ系樹脂とされる。封止材26におけるエンドキャップ22の中心軸線(即ち、防水ケース20の中心軸線)に最も近くエンドキャップ22の上端面近傍に接着される頂部26Iの位置は、エンドキャップ22の中心軸線に対し最も離隔した防水ケース20の内周面20aに対し略垂直に形成される開口端面近傍に接着される裾部26Eの位置に対し所定の高低差ΔHAをもって設定されている。高低差ΔHAは、硬化した封止材26の収縮率に応じて例えば、少なくとも0.5mm以上に設定されている。これにより、防水ケース20内に充填される封止材26の充填量を増大させることなく、露等の水滴が溜まるような凹部が、封止材26における外部に露出する上面に形成されない。その際、リード線38の芯線38aおよび被覆が、封止材26内に例えば、4mm以上差し込まれる。なお、封止材26における外部に露出する上面が、上方に向けて突出する凸面、あるいは、例えば、略円錐面で形成されてもよい。   The sealing material 26 is a thermosetting resin material, such as a urethane resin or an epoxy resin. The position of the top portion 26I that is closest to the center axis of the end cap 22 in the sealing material 26 (that is, the center axis of the waterproof case 20) and is bonded to the vicinity of the upper end surface of the end cap 22 is the most relative to the center axis of the end cap 22. It is set with a predetermined height difference ΔHA with respect to the position of the skirt portion 26E bonded in the vicinity of the opening end surface formed substantially perpendicular to the inner peripheral surface 20a of the separated waterproof case 20. The height difference ΔHA is set to, for example, at least 0.5 mm according to the shrinkage rate of the cured sealing material 26. Thereby, without increasing the filling amount of the sealing material 26 filled in the waterproof case 20, a concave portion in which water droplets such as dew are accumulated is not formed on the upper surface of the sealing material 26 exposed to the outside. At that time, the core wire 38 a and the covering of the lead wire 38 are inserted into the sealing material 26 by, for example, 4 mm or more. In addition, the upper surface exposed to the outside in the sealing material 26 may be formed as a convex surface protruding upward or, for example, a substantially conical surface.

本発明に係る圧力センサの製造方法一例においては、上述のように、センサユニット、エンドキャップ22、および、端子台24等が、防水ケース20内に配置された後、高低差ΔHAが形成されるように封止材26が、予め設定された所定量だけ、充填される場合、封止材26を防水ケース20内に供給するディスペンサ42の先端の位置は、例えば、図1に二点鎖線で示されるように、エンドキャップ22の上端面近傍に位置決めされる。これにより、封止材26が、充填中、防水ケース20から溢れる事態が回避される。   In an example of the pressure sensor manufacturing method according to the present invention, as described above, the height difference ΔHA is formed after the sensor unit, the end cap 22, the terminal block 24, and the like are arranged in the waterproof case 20. Thus, when the sealing material 26 is filled by a predetermined amount set in advance, the position of the tip of the dispenser 42 that supplies the sealing material 26 into the waterproof case 20 is indicated by a two-dot chain line in FIG. As shown, the end cap 22 is positioned near the upper end surface. Thereby, the situation where the sealing material 26 overflows from the waterproof case 20 during filling is avoided.

なお、封止材26がウレタン系樹脂である場合、ハウジング12の外周面とウレタン系樹脂との接着性を向上させるように、ハウジング12の外周面における領域に対し粗面化処理が施されても良い。そのような粗面化処理は、例えば、本出願人による国際出願(PCT/JP2013/083351)に開示されている粗面化処理方法が用いられても良い。なお、封止材26が、加熱硬化型樹脂に代えて、常温硬化型樹脂であってもよい。   In the case where the sealing material 26 is a urethane-based resin, the surface of the outer peripheral surface of the housing 12 is roughened so as to improve the adhesion between the outer peripheral surface of the housing 12 and the urethane-based resin. Also good. For the roughening treatment, for example, a roughening treatment method disclosed in an international application (PCT / JP2013 / 083351) by the present applicant may be used. The sealing material 26 may be a room temperature curable resin instead of the heat curable resin.

図2は、本発明に係る圧力センサの第2実施例を概略的に示す。   FIG. 2 schematically shows a second embodiment of a pressure sensor according to the present invention.

なお、図2において、図1に示される例における構成要素と同一の構成要素について同一の符合を付して示しその重複説明を省略する。   In FIG. 2, the same components as those in the example shown in FIG.

圧力センサは、圧力が検出されるべき流体が導かれる配管に接続される継手部材30と、継手部材30のベースプレート28に連結されセンサユニットを収容しセンサチップからの検出出力信号を所定の圧力測定装置に供給するセンサユニット収容部と、を含んで構成されている。センサユニット収容部の外郭部は、カバー部材としての円筒状の防水ケース21により形成されている。樹脂製の防水ケース21の下端部には、開口部21bが形成されている。内側となる開口部21bの周縁の段差部には、継手部材30のベースプレート28の周縁が係合されている。防水ケース21における中心軸線に沿った長さH2は、上述の防水ケース20における対応する長さH1に比して若干大に設定されている。   The pressure sensor is connected to a joint member 30 connected to a pipe through which a fluid whose pressure is to be detected is guided, and a base plate 28 of the joint member 30. The pressure sensor accommodates a sensor unit and measures a detection output signal from the sensor chip to a predetermined pressure. And a sensor unit housing portion to be supplied to the apparatus. The outer portion of the sensor unit housing portion is formed by a cylindrical waterproof case 21 as a cover member. An opening 21 b is formed at the lower end of the resin waterproof case 21. The peripheral edge of the base plate 28 of the joint member 30 is engaged with the step portion on the peripheral edge of the opening 21b which is the inner side. The length H2 along the central axis in the waterproof case 21 is set to be slightly larger than the corresponding length H1 in the waterproof case 20 described above.

端子台24の外周面、および、端子台24に連結され上述の孔を覆うエンドキャップ22´の外周面と防水ケース21の内周面との間、また、防水ケース21の内周面とハウジング12の外周面との間には、封止材26が、所定量、充填されている。端子台24およびエンドキャップ22´は、上述のセンサユニットを挟んで継手部材30のベースプレート28と向き合って防水ケース21内に配置されている。   Between the outer peripheral surface of the terminal block 24, the outer peripheral surface of the end cap 22 'that is connected to the terminal block 24 and covers the above-described hole, and the inner peripheral surface of the waterproof case 21, and the inner peripheral surface of the waterproof case 21 and the housing A predetermined amount of sealing material 26 is filled between the outer peripheral surfaces of the twelve. The terminal block 24 and the end cap 22 ′ are arranged in the waterproof case 21 so as to face the base plate 28 of the joint member 30 with the above-described sensor unit interposed therebetween.

エンドキャップ22´の上端面は、防水ケース21の開口端から上方に向けて突出している。即ち、エンドキャップ22´の上端面の位置は、防水ケース21の開口端面の位置よりも高い位置となる。エンドキャップ22´内の空洞の深さ22´CHは、上述のエンドキャップ22(図1参照)内の空洞の深さに比して大に設定されている。即ち、エンドキャップ22´の上端面における端子台24の連結部からの高さは、エンドキャップ22における対応する高さに比して大に設定されている。   The upper end surface of the end cap 22 ′ protrudes upward from the opening end of the waterproof case 21. That is, the position of the upper end surface of the end cap 22 ′ is higher than the position of the opening end surface of the waterproof case 21. The cavity depth 22′CH in the end cap 22 ′ is set to be larger than the cavity depth in the end cap 22 (see FIG. 1) described above. That is, the height from the connecting portion of the terminal block 24 on the upper end surface of the end cap 22 ′ is set larger than the corresponding height in the end cap 22.

封止材26におけるエンドキャップ22´の中心軸線(即ち、防水ケース21の中心軸線)に最も近くエンドキャップ22´の上端面近傍に接着される頂部26Iの位置は、エンドキャップ22´の中心軸線に対し最も離隔した防水ケース21の内周面21aに対し略垂直に形成される開口端面近傍に接着される裾部26Eの位置に対し所定の高低差ΔHBをもって設定されている。高低差ΔHBは、硬化した封止材26の収縮率に応じて例えば、少なくとも0.5mm以上に設定されている。これにより、露等の水滴が溜まるような凹部が、封止材26における外部に露出する上面に形成されない。なお、封止材26における外部に露出する上面が、上方に向けて突出する凸面、あるいは、略円錐面で形成されてもよい。その際、リード線38の芯線38aおよび被覆が、封止材26内に例えば、4mm以上差し込まれる。   The position of the top portion 26I that is closest to the center axis of the end cap 22 ′ (that is, the center axis of the waterproof case 21) in the sealing material 26 and is bonded to the vicinity of the upper end surface of the end cap 22 ′ is the center axis of the end cap 22 ′. Is set with a predetermined height difference ΔHB with respect to the position of the skirt portion 26E bonded in the vicinity of the opening end surface formed substantially perpendicular to the inner peripheral surface 21a of the waterproof case 21 that is farthest apart. The height difference ΔHB is set to, for example, at least 0.5 mm or more according to the shrinkage rate of the cured sealing material 26. As a result, a recess in which water droplets such as dew accumulate is not formed on the upper surface of the sealing material 26 exposed to the outside. In addition, the upper surface exposed to the outside in the sealing material 26 may be formed as a convex surface protruding upward or a substantially conical surface. At that time, the core wire 38 a and the covering of the lead wire 38 are inserted into the sealing material 26 by, for example, 4 mm or more.

12 ハウジング
14 ハーメチックガラス
16 センサチップ
18 チップマウント部材
20、21 防水ケース
22、22´ エンドキャップ
24 端子台
26 封止材
38 リード線
42 ディスペンサ
12 Housing 14 Hermetic glass 16 Sensor chip 18 Chip mounting member 20, 21 Waterproof case 22, 22 'End cap 24 Terminal block 26 Sealing material 38 Lead wire 42 Dispenser

Claims (5)

圧力を検出するセンサチップを含むセンサユニットと、
前記センサユニットを収容するセンサユニット収容部を有するカバー部材と、
前記カバー部材のセンサユニット収容部における前記センサユニットの周囲に充填されるウレタン樹脂材料からなる封止材と、
前記カバー部材の前記センサユニット収容部に配置され、前記カバー部材の開口端から上方に向けて突出するエンドキャップと、を備え、
前記カバー部材の開口から外部に対し露出する前記封止材の端面における頂部は、前記エンドキャップの上端面近傍に接着され、該端面の裾部に対し硬化した前記封止材の収縮率に応じて上方に向けて凸状となる略円錐面状に形成されることを特徴とする圧力センサ。
A sensor unit including a sensor chip for detecting pressure;
A cover member having a sensor unit housing portion for housing the sensor unit;
A sealing material made of a urethane resin material filled around the sensor unit in the sensor unit housing portion of the cover member;
An end cap disposed in the sensor unit housing portion of the cover member and projecting upward from an opening end of the cover member ;
The top portion of the end face of the sealing material exposed to the outside from the opening of the cover member is bonded to the vicinity of the upper end face of the end cap, and depends on the shrinkage rate of the sealing material cured to the skirt portion of the end face. A pressure sensor characterized by being formed in a substantially conical surface that is convex upward .
前記センサチップに電気的に接続され、前記封止材の端面から突出するリード線は、前記センサチップに電気的に接続されている箇所が、前記封止材内に差し込まれることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。 The lead wire electrically connected to the sensor chip and protruding from the end face of the sealing material is inserted into the sealing material at a portion electrically connected to the sensor chip. The pressure sensor according to claim 1. 前記封止材の端面における頂部は、該端面の裾部に対し0.5mm以上の高低差をもって形成されることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。 2. The pressure sensor according to claim 1, wherein the top portion of the end surface of the sealing material is formed with a height difference of 0.5 mm or more with respect to the skirt portion of the end surface . 前記封止材の端面から突出するリード線が、4mm以上の長さをもって前記封止材内に差し込まれることを特徴とする請求項2記載の圧力センサ The pressure sensor according to claim 2, wherein a lead wire protruding from an end face of the sealing material is inserted into the sealing material with a length of 4 mm or more . 圧力を検出するセンサチップを含むセンサユニットおよび該センサユニットに連結されるエンドキャップをカバー部材のセンサユニット収容部に配置し、
ウレタン樹脂材料からなる封止材を前記カバー部材のセンサユニット収容部における前記センサユニットの周囲にディスペンサにより充填することを含み、
前記ディスペンサの一端が、前記カバー部材のセンサユニット収容部におけるエンドキャップの外周縁近傍に配置され、前記カバー部材の開口から外部に対し露出する封止材の端面における頂部が、前記エンドキャップの上端面近傍に接着され、該端面の裾部に対し硬化した前記封止材の収縮率に応じて上方に向けて凸状となる略円錐面状に形成されることを特徴とする圧力センサの製造方法
A sensor unit including a sensor chip for detecting pressure and an end cap connected to the sensor unit are arranged in the sensor unit housing portion of the cover member,
Filling a sealant made of a urethane resin material around the sensor unit in the sensor unit housing portion of the cover member with a dispenser,
One end of the dispenser is disposed in the vicinity of the outer peripheral edge of the end cap in the sensor unit housing portion of the cover member, and the top of the end surface of the sealing material exposed from the opening of the cover member to the outside is above the end cap. Manufacturing of a pressure sensor, characterized in that it is formed in a substantially conical surface shape that protrudes upward according to the shrinkage rate of the sealing material that is bonded to the vicinity of the end surface and hardened to the skirt portion of the end surface Way .
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