JPH03269332A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents
Semiconductor pressure sensorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、自動車などに搭載する内燃機関の吸入空気圧
や大気圧、排気圧などを検出する半導体圧力センサに関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor pressure sensor that detects intake air pressure, atmospheric pressure, exhaust pressure, etc. of an internal combustion engine installed in an automobile or the like.
(従来の技術)
近年、自動車排気ガス規制の強化に伴い、自動軍用エン
ジンは、その運転状態のいかんを問わず常に最良の燃焼
状態になるように制御する必要がある。そのため、圧力
変換器を用いて、エンジンの吸気圧力を検出し、これを
電気信号に変換して、燃料供給量を電子的に制御したり
、最適な燃焼状態を維持するように点火時期を制御した
り、大気圧の変化を検知して高度補正を行ったりする方
法が採用されるようになってきた。(Prior Art) In recent years, with the tightening of automobile exhaust gas regulations, it is necessary to control automatic military engines so that they are always in the best combustion state regardless of their operating conditions. Therefore, a pressure transducer is used to detect the engine's intake pressure and convert it into an electrical signal to electronically control the fuel supply amount and control the ignition timing to maintain optimal combustion conditions. Methods that detect changes in atmospheric pressure and perform altitude correction are now being adopted.
このような用途に使用される自動車用の圧力変換器は、
耐熱性、耐震性などに優れたものが要求され、これに応
するものとして半導体歪ゲージ型の圧力センサが広く採
用されるようになってきた。Automotive pressure transducers used for such applications are
There is a demand for products with excellent heat resistance, earthquake resistance, etc., and semiconductor strain gauge type pressure sensors have come to be widely adopted to meet this demand.
この稲の従来の半導体圧力センサについて、第4図によ
り説明する。This conventional semiconductor pressure sensor for rice will be explained with reference to FIG.
同図は従来の半導体圧力センサの側面断面図である。圧
力導入パイプ21を挿入して樹脂成形したアウタケース
22の中に、センサ素子23およびセラミック基板24
が組込まれたプリント基板25を内蔵し、さらに上記の
各部品を保護するゲル26で固定したインナケース27
が装着されている。This figure is a side sectional view of a conventional semiconductor pressure sensor. A sensor element 23 and a ceramic substrate 24 are inserted into an outer case 22 molded with resin into which a pressure introduction pipe 21 is inserted.
An inner case 27 has a built-in printed circuit board 25 and is fixed with a gel 26 that protects each of the above components.
is installed.
なお、センサ素子23の管状部23aが、圧力導入パイ
プ21の中に貫入され、2個の0リング28で圧力気体
の漏れを防止している。また、プリント基板25に接続
された接続線29と、外部の制御機器(図示せず)に出
力を取り出すコネクタ3oに接続されたコネクタ線31
とは、アウタケース22の下部で接続され、樹脂32で
保護されている。Note that the tubular portion 23a of the sensor element 23 is inserted into the pressure introduction pipe 21, and two O-rings 28 prevent pressure gas from leaking. Also, a connection line 29 connected to the printed circuit board 25 and a connector line 31 connected to a connector 3o for taking out an output to an external control device (not shown).
is connected to the lower part of the outer case 22 and protected by resin 32.
(発明が解決しようとする課題)
上記従来の構成では、アウタケース22の中心に各部品
を組み立てるため、部品点数とその接続部が多くなり、
また、ゲル26や樹脂32で固定する作業を必要とし、
作業性も悪く、従って、製造原価が高いばかりか信頼性
が低い欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional configuration described above, since each component is assembled at the center of the outer case 22, the number of components and their connections increases.
In addition, it requires work to fix with gel 26 or resin 32,
The workability was poor, and therefore the production cost was high and reliability was low.
本発明の目的は、従来の欠点を解消し、構造を単純化す
ることによって、組立性を大幅に改善すると共に、信頼
性が高く、且つ安価な半導体圧力センサを提供すること
である。It is an object of the present invention to provide a semiconductor pressure sensor which eliminates the drawbacks of the prior art, simplifies the structure, significantly improves the ease of assembly, and is highly reliable and inexpensive.
(課題を解決するための手段)
本発明は、センサ素子に温度補償および増幅、濾波回路
を内蔵させ、そのセンサ素子を台座に封着接合した状態
でハイブリット回路基板に直接マウントする構成とする
と共に、エンジンコントローラなどの回路基板に自動実
装を可能とするため、リード端子部にソケットを装着す
る構成としたものである。(Means for Solving the Problems) The present invention has a structure in which a sensor element has a built-in temperature compensation, amplification, and filter circuit, and the sensor element is directly mounted on a hybrid circuit board while being sealed and bonded to a pedestal. In order to enable automatic mounting on a circuit board such as an engine controller, a socket is attached to the lead terminal portion.
(作 用)
上記構成により、センサ素子に温度補償回路および増幅
、濾波回路を内蔵させるために、その分の回路基板が不
要になり、そのセンサ素子をハイブリット回路基板に直
接実装する構成としたため、ケース類の必要がなく、接
続部も少なく構造が簡単になる。さらに、ハイブリット
回路基板にリード端子を装着すると共に、そのリード端
子部に、ソケットを装着する構成としたため、リード端
子の変形に対する安定性が向上するとともに、エンジン
コントローラなどの回路基板に装着する際、ソケットを
基準にチャッキングすることが可能となり、外形寸法の
不安定なハイブリット回路基板を正確に自動実装するこ
とを可能にしたものである。(Function) With the above configuration, since the temperature compensation circuit and the amplification and filtering circuits are built into the sensor element, a corresponding circuit board is not required, and the sensor element is directly mounted on the hybrid circuit board. There is no need for cases, there are fewer connections, and the structure is simpler. Furthermore, since the lead terminal is attached to the hybrid circuit board and a socket is attached to the lead terminal part, the stability against deformation of the lead terminal is improved, and when attached to a circuit board such as an engine controller, This enables chucking based on the socket, making it possible to accurately and automatically mount hybrid circuit boards with unstable external dimensions.
−
(実施例)
本発明の一実施例を第1図ないし第3図に基づいて説明
する。第1図は本発明の半導体圧力センサの平面図、第
2図は第1図のI−1で切断した断面図、第3図は半導
体圧力センサの側面図である。- (Example) An example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a plan view of a semiconductor pressure sensor of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line I-1 in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the semiconductor pressure sensor.
第2図に示すように、感圧ダイヤフラムlが形成された
センサ素子2と静電接合などの手段で接合された台座3
がメタルスペーサ4を介してハイブリット回路基板5上
にコンデンサなどの電子部品6と共にマウントされてい
る。メタルスペーサ4とハイブリット回路基板5とは半
田付け、または接着剤などの手段によって接合されてい
る。7は感圧ダイヤフラム1に形成された電極(図示せ
ず)とハイブリット回路基板5を接続するボンディング
ワイヤであり、8は感圧ダイヤフラム1とボンディング
ワイヤ7とを覆うようにコーティングするゲルである。As shown in FIG. 2, a pedestal 3 is bonded to a sensor element 2 on which a pressure-sensitive diaphragm l is formed by means such as electrostatic bonding.
is mounted on a hybrid circuit board 5 via a metal spacer 4 together with electronic components 6 such as capacitors. The metal spacer 4 and the hybrid circuit board 5 are joined by means such as soldering or adhesive. A bonding wire 7 connects an electrode (not shown) formed on the pressure sensitive diaphragm 1 to the hybrid circuit board 5, and a gel 8 coats the pressure sensitive diaphragm 1 and the bonding wire 7.
9は感圧ダイヤフラム1とボンディングワイヤ7とを保
護するためのキャップであり、圧力取入れ用の穴10が
形成されている。9 is a cap for protecting the pressure sensitive diaphragm 1 and the bonding wire 7, and has a hole 10 formed therein for pressure intake.
4−
11はハイブリット回路基板5に装着されたクリップ状
のリード端子であり、12はリード端子11に接着され
たソケットを示す。13はリード端子11の回路基板へ
の挿入部14とソケット12の幅方向面16゜17およ
び長手方向面18.19を除いて、センサ全体に塗布さ
れた耐湿絶縁用のコーティング剤である。4-11 is a clip-shaped lead terminal attached to the hybrid circuit board 5, and 12 is a socket bonded to the lead terminal 11. Reference numeral 13 denotes a moisture-resistant insulating coating applied to the entire sensor except for the insertion portion 14 of the lead terminal 11 into the circuit board, the width direction surfaces 16.degree. 17 and the longitudinal direction surfaces 18 and 19 of the socket 12.
リード端子11の押入部■4の端部形状は、回路基板の
穴に挿入しやすいようにVカット20されている。The end shape of the push-in part (4) of the lead terminal 11 is V-cut 20 so that it can be easily inserted into the hole of the circuit board.
リード端子■1のうち、f端子がGND、g端子が電源
入力端子、h端子がセンサ出力端子を示し、残りのa
” eおよびi −Qの端子は特性チエツク用端子およ
びエンジンコントローラなどの回路基板に挿入されて、
センサを保持する役目をする端子である。ソケット12
の幅方向面16.17、または長手方向面18.19は
センサをエンジンコントローラなどの回路基板上の自動
実装する場合のチャツキング面となるものであり、リー
ド端子11の挿入部14との位置関係寸法が高精度で保
証されている。Among the lead terminals 1, the f terminal is GND, the g terminal is the power input terminal, the h terminal is the sensor output terminal, and the remaining a
” The e and i-Q terminals are inserted into a characteristic check terminal and a circuit board such as an engine controller.
This is a terminal that serves to hold the sensor. socket 12
The width direction surface 16.17 or the longitudinal direction surface 18.19 is a chucking surface when the sensor is automatically mounted on a circuit board such as an engine controller, and the positional relationship with the insertion portion 14 of the lead terminal 11 is Dimensions are guaranteed with high accuracy.
このように構成された半導体圧力センサの動作について
説明する。内燃機関の吸入空気圧および大気圧を測定す
る場合には、キャップ9の穴10を通して、感圧ダイヤ
フラムlに導かれた圧力は感圧ダイヤフラム1に歪を与
える。感圧ダイヤフラム1の歪は、感圧ダイヤフラムエ
上に形成された圧力検出用ホイートストンブリッジ抵抗
の値を変化させ、これが圧力信号として、センサ素子2
に出力され、センサ素子2上に形成された回路およびハ
イブリット回路基板5に形成された回路によって温度補
償、増幅、濾波が実施されて、ボンディングワイヤ7、
ハイブリット回路基板5を介して、リード端子りに出力
され、その信号値によって、大気圧または、吸気マンホ
ールド内の圧力を知ることができる。The operation of the semiconductor pressure sensor configured in this way will be explained. When measuring the intake air pressure and atmospheric pressure of an internal combustion engine, the pressure introduced into the pressure-sensitive diaphragm 1 through the hole 10 of the cap 9 causes strain on the pressure-sensitive diaphragm 1. The strain in the pressure sensitive diaphragm 1 changes the value of the Wheatstone bridge resistance for pressure detection formed on the pressure sensitive diaphragm 1, and this is sent as a pressure signal to the sensor element 2.
temperature compensation, amplification, and filtering are performed by the circuit formed on the sensor element 2 and the circuit formed on the hybrid circuit board 5, and the bonding wire 7,
The signal is output to a lead terminal via the hybrid circuit board 5, and the atmospheric pressure or the pressure in the intake manhold can be determined from the signal value.
(発明の効果)
本発明によれば、センサ素子に温度補償回路および増幅
、濾波回路を内蔵させたために、その分の回路基板が不
要になり、そのセンサ素子をハイブリット回路基板に直
接実装する構成としたために、ケース類の必要がなく、
接続部も少なく構造が簡単になる。(Effects of the Invention) According to the present invention, since the temperature compensation circuit and the amplification and filtering circuits are built into the sensor element, a corresponding circuit board becomes unnecessary, and the sensor element is directly mounted on the hybrid circuit board. Because of this, there is no need for cases,
There are fewer connection parts and the structure is simpler.
さらに、ハイブリット回路基板にリード端子を装着する
と共に、そのリード端子部にソケットを装着する構成と
したため、リード端子の変形に対する安定性が向上する
とともに、エンジンコントローラなどの回路基板に装着
する際、ソケットを基準にチャッキングすることが可能
となり、外形寸法の不安定なハイブリット回路基板を正
確に自動実装することを可能とし、その実用上の効果は
大である。Furthermore, since the lead terminal is attached to the hybrid circuit board and a socket is attached to the lead terminal part, the stability against deformation of the lead terminal is improved, and when attached to a circuit board such as an engine controller, the socket This makes it possible to chucking a hybrid circuit board with unstable external dimensions accurately and automatically, which has a great practical effect.
第1図は本発明の一実施例における半導体圧力センサの
平面図、第2図は第1図のI−1で切断した断面図、第
3図は同側面図、第4図は従来の半導体圧力センサの側
面断面図である。
l ・・感圧ダイヤフラム、 2 ・・・センサ素子、
3・・・台座、 4・・・メタルスペーサ、 5 ・
・・ハイブリット回路基板、6 ・・・電子部品、 7
・・・ボンディングワイヤ、 8 ・・・ゲル、 9
・・・キャップ、10・・・穴、11・・・ リード
端子、12・・・7−
ソケット、 13・・・ コーティング剤、 14・・
・挿入部、16.17・・・幅方向面、18、19・・
・長手方向面、20・・・■カット。
8FIG. 1 is a plan view of a semiconductor pressure sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line I-1 in FIG. 1, FIG. 3 is a side view of the same, and FIG. 4 is a conventional semiconductor pressure sensor. FIG. 3 is a side sectional view of the pressure sensor. l...pressure sensitive diaphragm, 2...sensor element,
3...Pedestal, 4...Metal spacer, 5.
・Hybrid circuit board, 6 ・Electronic component, 7
... bonding wire, 8 ... gel, 9
... Cap, 10... Hole, 11... Lead terminal, 12... 7- socket, 13... Coating agent, 14...
・Insertion part, 16.17... Width direction surface, 18, 19...
・Longitudinal surface, 20...■Cut. 8
Claims (1)
素子と、前記センサ素子に封着接合された台座と、前記
台座を固定するためのメタルスペーサと、前記メタルス
ペーサを介して、前記センサ素子が固定されるハイブリ
ット回路基板と、前記ハイブリット回路基板からの信号
を出力するリード端子と、前記リード端子に装着された
ソケットを有する回路基板への直接マウントタイプであ
ることを特徴とする半導体圧力センサ。A sensor element incorporating a temperature compensation circuit and an amplification/filtering circuit, a pedestal sealed and bonded to the sensor element, a metal spacer for fixing the pedestal, and the sensor element mounted through the metal spacer. A semiconductor pressure sensor characterized in that it is of a direct mount type to a circuit board, and has a hybrid circuit board to be fixed, a lead terminal for outputting a signal from the hybrid circuit board, and a socket attached to the lead terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6821790A JPH03269332A (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Semiconductor pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6821790A JPH03269332A (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Semiconductor pressure sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03269332A true JPH03269332A (en) | 1991-11-29 |
Family
ID=13367413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6821790A Pending JPH03269332A (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Semiconductor pressure sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03269332A (en) |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP6821790A patent/JPH03269332A/en active Pending
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