JPH06251840A

JPH06251840A - センサ用ソケット

Info

Publication number: JPH06251840A
Application number: JP5032270A
Authority: JP
Inventors: Akio Sugama; 明夫菅間; Hiroaki Suzuki; 博章鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は小型センサの電気的接続を行うため
のセンサ用ソケットに関し、容易かつ確実に電気的接続
を行うことを目的とする。【構成】ガイド部３３に、少なくともセンサ３２の電
極パッド３２ａ部分が嵌合される溝３５を形成する。そ
して、ガイド部３３に係合される端子部３４に、係合時
に電極パッド３２ａに接触して電気的接続を行う導電性
の接続端子３６を設ける構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型センサの電気的接
続を行うためのセンサ用ソケットに関する。

【０００２】近年、半導体製造プロセス技術やマイクロ
マシン技術を応用して、小型な各種センサが作製され、
困難であった微量なサンプルの測定が可能となってきて
いる。この場合、小型センサの外部との電気的接続を確
実に行うことが必要であり、容易に電気的接続できるこ
とが望まれている。

【０００３】

【従来の技術】従来、酸素電極やガラス電極のような種
々のセンサを製造する場合、１個ずつ手作業に近い状態
で製造される。

【０００４】そこで、本発明者らは半導体製造プロセス
技術等により、シリコン基板やガラス基板上に小型酸素
電極や小型ガラス電極を形成させた小型センサを提案し
てきている（特開昭６３−２３８５４８号公報等）。こ
れらのセンサは、１枚の基板上に一括して多数製造する
ことが可能であり、小型、高生産、低価格とすることが
でき、特性を均一化することができる。

【０００５】特に、医療方面で使い捨て使用を可能と
し、各患者に一つのセンサを用意することにより感染を
防止して衛生面を確保することができる。また、各種プ
ロセスにおいて使い捨て使用によりメンテナンスの手間
を削減することができるものである。

【０００６】ここで、図６に、対象となる小型センサの
小型酸素電極の構成図を示す。図６（Ａ）において、酸
素センサ１０は、例えば横２mm，縦１５mm，厚さ４００
μmのシリコンチップの基板１１上の一端にアノード電
極１２及びカソード電極１３が形成され、該電極１２，
１３間に酸素感応部１４が形成される。

【０００７】アノード電極１２及びカソード電極１３
は、基板１１の他端に、リード電極１２ａ，１３ａを介
してそれぞれ電極パッド１２ｂ，１３ｂが形成される。

【０００８】そして、図６（Ｂ）に示すように、電極パ
ッド１２ｂ，１３ｂを表出させてガス透過性膜１５によ
りカバーされる。これにより、酸素センサ１０の全体的
な厚さが６００〜７００μm となる。

【０００９】この酸素センサ１０は、電極パッド１２
ｂ，１３ｂに電圧を印加し、酸素の還元電流から酸素の
検出を行うものである。

【００１０】また、図７に、対象となる小型センサの小
型ガラス電極の構成図を示す。図７は、水素イオン（Ｈ
⁺）を検出するｐＨ（ペーハー）センサ２０を示したも
ので、図７（Ａ）に示すように、２×１５mmのガラス基
板２１上の一端に、塩化銀電極（水素イオン電極）２２
が形成され、他端にリード電極２２ａを介して電極パッ
ド２２ｂが形成される。一方、図７（Ｂ）において、シ
リコン基板２３の一方面にエッチング等により開口部２
４及びその周囲に電解液を収納する凹部２５が形成され
ると共に、該凹部２５より端辺２５ｂまで電解液を注入
するための溝２５ａが形成される。なお、シリコン基板
２３の他方面であって、開口部２４に対応する位置から
凹部２６をエッチングにより形成し、凹部２５と連結し
て開口部２４を形成する（図７（Ｃ）参照）。

【００１１】そして、図７（Ａ）のガラス基板２１の塩
化銀電極２１が形成された面と、図７（Ｂ）のシリコン
基板２３の凹部２５が形成された面とを、電極パッド２
２ｂ以外の部分で接合し、さらに上述の開口部２４に水
素イオン（Ｈ⁺）に感応するイオン感応性ガラス２７を
融着することにより、図７（Ｃ）に示す小型のｐＨセン
サ２０が形成される。

【００１２】このｐＨセンサ２０は、水素イオンによっ
て発生するイオン感応性ガラス２７の界面電位の変化を
電極パッド２２ｃを介して電位差として検出を行うもの
である。

【００１３】このような小型センサ１０，２０を実装し
て電気的接続する場合、該小型センサ１０，２０をプリ
ント基板やリードフレーム等に接着して実装し、電極パ
ッド１２ｂ，１３ｂ，２２ｃにワイヤボンディングによ
り電気的接続を行う。また、プリント基板やリードフレ
ームに接続端子を設け、これと該電極パッド１２ｂ，１
３ｂ，２２ｃを接触させることで電気的接続を行うもの
もある。

【００１４】ここで、図８に、従来の小型センサにおけ
る電気的接続の一例の説明図を示す。図８では、図６の
酸素センサ１０を用いた場合を示している。図８におい
て、プリント基板（又はリードフレーム）２８には、二
つの導電性接続端子２９ａ，２９ｂが設けられる。この
接続端子２９ａ，２９ｂは、その先端が二股状に一体成
形され、それぞれが付勢力により所定の一点で接触して
いるものである。

【００１５】この接続端子２９ａ，２９ｂの先端部分
に、酸素センサ１０の電極パッド１２ｂ，１３ｂを対応
させて差し込むと、接続端子２９ａ，２９ｂにより電極
パッド１２ｂ，１３ｂがそれぞれ挟持され、その付勢力
で接触して電気的接続が行われるものである。

【００１６】ところで、これら酸素センサ１０，ｐＨセ
ンサ２０は、使用温度範囲が広く、液中で使用される場
合もあり、しかも様々な化学物質が存在する可能性があ
る。また、医療分野では滅菌して微生物を除去するため
にオートクレーブ（圧力釜）で、例えば１２１℃の高圧
蒸気中に上記小型センサが晒されることになる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記小型セン
サ１０，２０が上述の条件下で使用される場合、電気的
接続がワイヤボンディングでは、ボンディング外れやワ
イヤ腐食を生じるという問題があると共に、交換を行う
場合に小型センサ１０，２０をプリント基板やリードフ
レーム毎に交換しなければならず、使い捨てではコスト
高になるという問題がある。

【００１８】また、図８に示す電気的接続では、センサ
１０，２０が小型であることから、電極パッド１２ｂ，
１３ｂ，２２ｃの接続端子２９ａ，２９ｂへの接触を確
実に取り付けることが困難であると共に、液中で使用す
る場合に接続端子２９ａ，２９ｂも液中に位置すること
となって測定ができなくなるという問題がある。

【００１９】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、容易かつ確実に電気的接続を行うセンサ用ソケ
ットを提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、チップ状の
薄基板上に、所定の種類の感応部が形成され、該感応部
に導通された電極パッドが所定数形成された平面的なセ
ンサの、該電極パッドとの電気的接続を行うためのセン
サ用ソケットにおいて、少なくとも前記センサの電極パ
ッド部分を嵌合する溝が形成されたガイド部と、該ガイ
ド部と係合され、該溝に嵌合された該センサの電極パッ
ドのそれぞれに、接触して電気的接続を行う導電性の接
続端子が設けられた端子部とを有する構成とすることに
より解決される。

【００２１】

【作用】上述のように、ガイド部に形成された溝に少な
くとも平面的に形成されたセンサの電極パッド部分を嵌
合させる。そして、ガイド部に端子部を係合するにあた
り、端子部に設けられたそれぞれの導通性の接続端子
が、該センサの電極パッドに接触する。

【００２２】すなわち、ガイド部の溝によりセンサの位
置決めがされている状態で端子部を係合させることで、
平面的な小型のセンサとの電気的接続を容易かつ確実に
行うことが可能となる。

【００２３】この場合、センサは容易に交換可能で使い
捨て使用においてもコスト低減が図られる。また、適
宜、例えば係合されるガイド部と端子部とをシールする
ことにより、液中においても使用可能となる。

【００２４】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図１におけるセンサ用ソケット３１では、電極パッド３
２ａが形成された薄型、小型のセンサ３２を用いるもの
としている。このセンサ３２は概略を示したもので詳細
は図６又は図７と同様である。

【００２５】図１において、センサ用ソケットは、ガイ
ド部３３と端子部３４とにより構成され、これらは係合
される。ガイド部３３の一端には、センサ３３の少なく
とも電極パッド３２ａ部分を嵌合する溝３５が形成され
る。すなわち、溝３５にセンサ３２の一部が嵌合された
場合、少なくともセンサ３２の感応部（図６，図７参
照）はセンサ用ソケット３１の外に位置され、電極パッ
ド３２ａはガイド部３３上に位置されることになる。

【００２６】一方、ガイド部３３に係合される端子部３
４には、該端子部３４が係合された場合における溝３５
に嵌合されたセンサ３２の電極パッド３２ａの位置に対
応する位置に、導電性の接続端子３６が、該電極パッド
３２ａの数に対応してそれぞれ設けられる。すなわち、
ガイド部３３に端子部３４が係合すると、センサ３２の
電極パッド３２と接続端子とで電気的接続が行われる。

【００２７】なお、端子部３４には、接続端子３６と導
通する導通部が配置され、端子部３４の末端に導出され
る。

【００２８】ここで、図２に図１の端子部の説明図を示
し、図３に他の端子部の説明図を示す。

【００２９】図２（Ａ）において、端子部３４は、基台
３４ａに、センサ３２の電極パッド３２ａの位置に対応
する孔４１が形成され、該孔４１より突出させて基台３
４ａ上面に沿って末端まで導電性であって線状又は帯状
の接続端子であるばね３６ａが配設される。また、基台
３４ａ上に変形するばね３６ａを保護する箱状のカバー
３６ｂが設けられたものである。なお、カバー３６ｂの
代わりに柔軟なゴム状の部材でモールドしてもよい。ま
た、ばね３６ａは基台３４ａの末端に導出される導通部
と一体をなしたものである。

【００３０】そして、図２（Ｂ）に示すように、センサ
３２が溝３５に嵌合されたガイド部３３に端子部３４を
係合させると、ばね３６ａの先端が電極パッド３２ａに
接触する。この場合、ばね３６ａはカバー３４ｂ内で変
形して突出し、その付勢力で電極パッド３２ａを押さえ
つけてその接触状態を確実にするものである。

【００３１】また、図３（Ａ）は、接続端子として導電
性ゴム３６ｂで形成し、端子部３４内に、一端が導電性
ゴム３６ｂに電気的に接触し、他端が該端子３４の末端
に導出される導通部４２が配設される。

【００３２】そして、図３（Ｂ）に示すように、センサ
３２が溝３５に嵌合されたガイド部３３に端子部３４を
係合させると、導電性ゴム３６ｂが電極パッド３２ａと
接触して撓む。このときの導電性ゴム３６ｂの撓みによ
る接触面積の拡大と付勢力とで電極パッド３２ａとの接
触状態を確実にするものである。

【００３３】このように、センサ３２をガイド部３３の
溝３５に嵌合し、端子部３４を係合させることにより、
電極パッド３２ａが微小となっても容易に電気的接続を
行うことができ、また、接続端子にばね３６ａや導電性
ゴム３６ｂを使用することによって、その電気的接続を
確実にすることができるものである。

【００３４】次に、図４に本発明の一適用例の構成図を
示し、図５に図４の部分拡大図を示す。図４において、
センサ用ソケット５１は、ガイド部５２にセンサを嵌合
する溝５３が形成されると共に、その上部に支持部５４
ａが形成される。

【００３５】一方、端子部５５は、「く」の字状に形成
された基台５５ａとカバー５５ｂにより構成されて基台
５５ａの所定の位置に支持部５４ｂが形成される。そし
て、ガイド部５２の支持部５４ａと端子部５４ｂの支持
部５４ｂとが係合され、該ガイド部５２と端子部５４ｂ
間に開閉ばね５６が介在される。すなわち、ガイド部５
２と端子部５５がいわゆるクリップ状態で係合されるも
のである。

【００３６】そこで、図５に示すようにガイド部５２と
端子部５５の拡大された部分では、ガイド部５２には、
形成された溝５３の両側に凹部５７ａ，５７ｂが形成さ
れる。一方、端子部５５は、基台５５ａの下面には線状
又は帯状の接続端子５８が所定数形成され、上面に一体
に形成された該接続端子５８に導通する導通部５９ａ，
５９ｂが形成されておりカバー５５ｂにより保護されて
いる。この導通部５９ａ，５９ｂは端子部５５の先端に
導出される。

【００３７】また、基台５５ａの先端には、ガイド部５
２の凹部５７ａ，５７ｂに対応する凸部６０ａ，６０ｂ
が一体に形成される。すなわち、ガイド部５２に端子部
５５が係合するときに、凹部５７ａ，５７ｂと凸部６０
ａ，６０ｂが位置決め手段として嵌合し、位置決めを行
う。このことは、ガイド部５２の溝５３に嵌合されるセ
ンサに対して、接続端子５８が位置決めされることにな
る。

【００３８】さらに、基台５５ａの先端であって、ガイ
ド部５２と当接する部分には、シール部材６１が設けら
れており、ガイド部５２と端子部５５の先端同士が係合
したときに外部に対してパッキングを行うものである。

【００３９】このようなセンサ用ソケット５１は、端子
部５５を開閉ばね５６の付勢力に抗して支持部５４ａ，
５４ｂを軸として回動させると、ガイド部５２と端子部
５５の先端部分の係合状態が開状態となって、溝５３で
のセンサの装着又は交換を行う。そして、開閉ばね５６
の付勢力で先端部分の係合状態が閉状態となったときに
は、ガイド部５２の凹部５７ａ，５７ｂと端子部５５の
凸部６０ａ，６０ｂが嵌合して位置決めされ、接続端子
５８が、確実にセンサの電極パッドに電気的接続される
ものである。

【００４０】このように、容易かつ確実にセンサの電極
パッドとの電気的接続を行うことができると共に、ガイ
ド部５２に形成した凹部５７ａ，５７ｂと端子部５５に
形成した凸部６０ａ，６０ｂとにより容易かつ高精度に
位置決めすることができ、またセンサの使い捨て使用に
よる交換を容易に行うことができる。

【００４１】また、シール部材６１を設けることによ
り、防水性が向上し、例えば液中測定の機会が多いバイ
オテクノロジー分野で大いに利用することができる。

【００４２】さらに、従来のように電気的接続を行うた
めの加工が不要となり、低コスト化を図ることが可能と
なるものである。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、センサが
溝に嵌合されたガイド部に、接続端子が設けられた端子
部を係合して、位置決めされたセンサの電極パッドに接
続端子を接触させることにより、センサの電極パッドへ
の電気的接続を容易かつ確実に行うことができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１の端子部の説明図である。

【図３】図１の他の端子部の説明図である。

【図４】本発明の一適用例の構成図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】対象となる小型センサの小型酸素電極の構成図
である。

【図７】対象となる小型センサの小型ガラス電極の構成
図である。

【図８】従来の小型センサにおける電気的接続の一例の
説明図である。

【符号の説明】３１，５１センサ用ソケット３２センサ３２ａ電極パッド３３，５２ガイド部３４，５５端子部３５，５３溝３６，５８接続端子３６ａばね３６ｂ導電性ゴム４１孔４２，５９ａ，５９ｂ導通部５４ａ，５４ｂ支持部５６開閉ばね５７ａ，５７ｂ凹部６０ａ，６０ｂ凸部６１シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チップ状の薄基板（１１，２１）上に、
所定の種類の感応部（１４，２７）が形成され、該感応
部（１４，２７）に導通された電極パッド（１２ｂ，１
３ｂ，２２ｃ，３２ａ）が所定数形成された平面的なセ
ンサ（１０，２０，３２）の、該電極パッド（１２ｂ，
１３ｂ，２２ｃ，３２ａ）との電気的接続を行うための
センサ用ソケットにおいて、少なくとも前記センサ（３２）の電極パッド（３２ａ）
部分を嵌合する溝（３５，５３）が形成されたガイド部
（３３，５２）と、該ガイド部（３３，５２）と係合され、該溝（３５，５
３）に嵌合された該センサ（３２）の電極パッド（３２
ａ）のそれぞれに、接触して電気的接続を行う導電性の
接続端子（３６，５８）が設けられた端子部（３４，５
５）と、を有することを特徴とするセンサ用ソケット。
【請求項２】前記接続端子（３６，５８）は、線状若
しくは帯状のばね（３６ａ）、又は導電性ゴム（３６
ｂ）により形成されることを特徴とする請求項１記載の
センサ用ソケット。
【請求項３】前記ガイド部（３３，５２）及び端子部
（３４，５５）に、それぞれに対して位置決めを行うた
めの位置決め手段（５７ａ，５７ｂ，６０ａ，６０ｂ）
を備えることを特徴とする請求項１記載のセンサ用ソケ
ット。
【請求項４】前記ガイド部（３３，５２）と前記端子
部（３４，５５）との間にシール部材（６１）を介在さ
せることを特徴とする請求項１又は３記載のセンサ用ソ
ケット。