JPH06300769A - 流体検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風の横流れ検出用フローセンサなどに用いら
れる流体検出器において、正確な流体の流速が測定で
き、しかも簡単な製造で低価格なものを得ることを目的
とする。 【構成】 流体検出素子をプリント回路基板にワイヤレ
スボンディングにより電気的にかつ機械的に取り付ける
と共に、そのプリント回路基板の電気配線をその基板と
は別のプリント回路基板の電気配線に接続するようにす
る。これによりパッケージを用いる必要がなくしかもボ
ンディングワイヤをも使用していないことから流速を測
定する流体の流速を乱すものがなく、正確な流速を測定
できる。また製造工程が簡単になるので、低価格なもの
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、塗装ブースにおける
風の横流れ検出用フローセンサなどに用いられる流体検
出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の流体検出器の外観図、図８
はその従来の流体検出器に組み込まれている流体検出部
の一部を示す拡大斜視図、図９は従来の流体検出器に用
いられている流体検出素子を示す平面図、図１０は従来
の流体検出器に用いられている流体検出素子がボンディ
ングされているパッケージを示す斜視図である。図７に
おいて、３１は風の流速を検出する流体検出部、３２は
支持管、３３は、その支持管３２に連結されており流体
検出素子を組み込んでいるパッケージの外部導出リード
から延長されている電気配線の端子を内蔵している端子
部、３４はその端子部３３内の電気配線の端子と電気接
続されている電気配線、３５はその電気配線３４に接続
されているもので流速表示部と種々の制御機能を備えた
レベル計である。また図８において、３６は外部からの
風３８を所定量導入するための流体案内板、３７は支持
管３２に固定されており外部からの風３８を所定量導入
するための流体案内板、３９はその流体案内板３６，３
７を一定間隔に保持しているスペーサである。さらに図
９において、４０は流体検出素子、４１は流体検出素子
の基板、４２は基板４１表面に形成されている薄膜のヒ
ータエレメント、４３はそのヒータエレメント４２の端
子でありボンディングワイヤがワイヤボンディングされ
る領域である導電パッド、４４は前記ヒータエレメント
４２の端部を挟み込むように配置されている温度測定用
抵抗エレメント、４５と４６はその温度測定用抵抗エレ
メントの端子でありボンディングワイヤがワイヤボンデ
ィングされる領域である導電パッドである。さらにまた
図１０において、４７は流体検出素子４０を組み込んで
いるパッケージ、４８は、表面に流体検出素子４０の基
板４１をダイボンディングしている上記パッケージ４７
のステム、４９は上記パッケージの外部導出用リード、
５０は、その外部導出用リード４９と前記流体検出素子
４０の導電パッド４３，４５，４６とを電気接続してい
るボンディングワイヤである。

【０００３】次に動作について説明する。風３８が流体
検出部３１における２つの流体案内板３６，３７の間を
通ると、その風３８が流体検出素子４０における温度測
定用抵抗エレメント４４の表面に接触して流れるとその
流速に対応した温度変化が電気抵抗値に変換され、それ
が電気信号となって導電パッド４５，４６を通してボン
ディングワイヤ５０を介してパッケージ４７の外部導出
用リード４９に伝わり、その電気信号が支持管３２内部
の電気配線を通して端子部３３に内蔵されている電気配
線の端子に伝達され、次いでその電気信号が電気配線３
４とそれに接続されているレベル計３５に伝達されその
電気信号が数値表示化されて流速表示部に数値として示
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の流体検出器は以
上のように構成されているので、流体検出素子４０の導
電パッド４３，４５，４６とパッケージ４７の外部導出
用リード４９とを電気接続しているボンディングワイヤ
５０が流速を測定すべき風３８の流れの乱れを発生させ
てしまい、その風３８の流れの乱れが測定すべき風３８
の流速とは異なる値になり、それが温度測定用の抵抗エ
レメント４４が感応する温度の乱れとなって現れ、その
結果従来の流体検出器は正確に流速を測定できないとい
う問題点があった。また、従来の流体検出器は流体検出
素子４０をパッケージ４７におけるステム４８にダイボ
ンディングし、その流体検出素子４０の各導電パッド４
３，４５，４６とパッケージ４７の数多くの各外部導出
用リード４９とをボンディングワイヤ５０によりそれぞ
れ電気接続していると共にその各外部導出リード４９の
それぞれを端子部３３の電気端子に結線作業を行って電
気接続する必要があるため、ボンディング性を高めるた
めの高価な金メッキが施されているステム４８や高価で
ある金線であるボンディングワイヤ５０を使用している
ことと複雑な製造工程を採用していることより、高価格
となるという問題点があった。

【０００５】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、流体の正確な流速を測定
でき、しかも低価格な流体検出器を得ることを目的とす
る。請求項２の発明は流体の正確な流速を測定できると
共に製造が簡単で低価格な流体検出器を得ることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る流
体検出器は、流体検出素子をプリント回路基板にワイヤ
レスボンディングにより電気的にかつ機械的に取り付け
る構造とするものである。

【０００７】請求項２の発明に係る流体検出器は、流体
検出素子をプリント回路基板にワイヤレスボンディング
により電気的にかつ機械的に取り付けると共に、そのプ
リント回路基板の電気配線をその基板とは別のプリント
回路基板の電気配線に接続する構造とするものである。

【０００８】

【作用】請求項１の発明における流体検出器は、ワイヤ
レスボンディングにより流体検出素子とプリント回路基
板とが接続されていることより、パッケージを用いる必
要がなくしかもボンディングワイヤをも使用していない
ことから流体の流速を乱すものがなく、正確な流速を測
定できると共に低価格をもって製造できる。

【０００９】請求項２の発明における流体検出器は、ワ
イヤレスボンディングにより流体検出素子とプリント回
路基板とが接続されていることより、パッケージを用い
る必要がなくしかもボンディングワイヤをも使用してい
ないことから流体の流速を乱すものがなく、またそのプ
リント回路基板の電気配線とその基板とは別のプリント
回路基板の電気配線とを簡単な接続により行えることよ
り、正確な流速を測定できると共に製造工程が簡単にで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は請求項１と請求項２の発明の一実施例によ
る流体検出器における風の流速を測定する流体検出部を
示す断面図、図２は図１に示す流体検出器の補強板とフ
レキシブルプリント回路基板（プリント回路基板または
第１のプリント回路基板）と流体検出素子との配置関係
を示す平面図、図３は上記フレキシブルプリント回路基
板の端子部を示す平面図、図４は上記フレキシブルプリ
ント回路基板の端子部とそれとは別のプリント回路基板
（第２のプリント回路基板）の電気配線との電気接続状
況を示す断面図である。なお、図７と図９に示す従来の
流体検出器と重複する部分については同一符号で示し、
その詳細な説明は省略する。図１から図４において、１
は外部からの風３８の流れを規定するための流体案内
板、２はその流体案内板１がねじ結合により取り付けら
れている支持管、３は図９に示す流体検出素子４０をワ
イヤレスボンディングにより取り付けているものでそれ
には孔４が設けられておりその孔４に前記流体検出素子
４０の表面が露出するようになっているフレキシブルプ
リント回路基板（プリント回路基板または第１のプリン
ト回路基板）、５は上記流体案内板１と支持管２との連
結部に設置され上記フレキシブルプリント回路基板３を
たわみにくくするために補強しているものでその基板３
を接着材により固定している補強板、６は支持管２とね
じ結合されている端子箱、７はその端子箱６とねじ結合
されている端子箱用カバー、８は上記端子箱６の内部に
組み込まれているプリント回路基板（第２のプリント回
路基板）、９はそのプリント回路基板８における薄膜か
らなる電気配線、１０は上記プリント回路基板８におけ
る電気配線９と電気的に一体化されている外部端子であ
る。

【００１１】フレキシブルプリント回路基板３は、中央
部のフイルム状の銅箔からなる電気配線３ａの両面がフ
イルム状の絶縁材３ｂ，３ｃにより被覆されているもの
で、そのフレキシブルプリント回路基板３の一端におい
てその基板３の電気配線３ａと流体検出素子４０の導電
パッド４３，４５，４６とが半田などの接着材を用いて
結合されており、金属細線などのボンディングワイヤを
使用しないワイヤレスボンディングにより、そのフレキ
シブルプリント回路基板３に対し流体検出素子４０が固
定して取り付けられている。またそのフレキシブルプリ
ント回路基板３は補強板５を貫通しさらに支持管２内部
を通して端子箱６にまで延長されている。そしてそのフ
レキシブルプリント回路基板３の他端は図３に示すよう
に一方の面のフイルム状の絶縁材３ｂを取り除いて電気
配線３ａの表面が露出するようになっており、この露出
した領域の電気配線３ａとそれに接着しているフイルム
状の絶縁材３ｃに貫通孔３ｄが設けられている。このフ
レキシブルプリント回路基板３の他端は端子箱６に設け
られているプリント回路基板８に重ねられ、その貫通孔
３ｄとプリント回路基板８を貫通している孔８ａとに導
電性のピン１１が差し込まれてそれらが半田１２により
結合されている。この実施例におけるフレキシブルプリ
ント回路基板３は、フイルム状のものを使用している
が、テープ状のものでもよく、また、それらのフレキシ
ブルプリント回路基板の曲げやすさが不必要でたわみに
くい領域を確保するには、そのフレキシブルプリント回
路基板の必要部分にたわみにくい補強板を接着材を用い
てはり合わせることができるものである。

【００１２】次に動作について説明する。前記のように
構成された流体検出器では、風３８が流体案内板１を通
ると、その風３８が流体検出素子４０における図９に示
す温度測定用抵抗エレメント４４の表面に接触して流れ
るとその流速に対応した温度変化が電気抵抗値に変換さ
れ、それが電気信号となって導電パッド４５，４６を通
してワイヤレスボンディングされているフレキシブルプ
リント回路基板３の電気配線に伝わり、その電気信号が
支持管２内部の上記フレキシブルプリント回路基板３の
電気配線を通して端子部６に内蔵されているプリント回
路基板８における電気配線９を通して外部端子１０に伝
達され、次いでその電気信号が電気配線３４とそれに接
続されている図７に示すレベル計３５に伝達されその電
気信号が数値表示化されて流速表示部に数値として示さ
れる。

【００１３】図５は請求項１と請求項２の発明の他の実
施例による流体検出器における風の流速を測定する流体
検出部を示す断面図、図６はフレキシブルプリント回路
基板（プリント回路基板または第１のプリント回路基
板）の端子部とそれとは別のプリント回路基板（第２の
プリント回路基板）の電気配線との電気接続状況を示す
断面図である。なお、図１に示す実施例の流体検出器さ
らに図７と図９に示す従来の流体検出器と重複する部分
については同一符号で示し、その詳細な説明は省略す
る。図５から図６において、１５は外部からの風３８の
流れを規定するための流体案内板、１６はその流体案内
板１５がねじ結合により取り付けられている支持管、１
７は図９に示す流体検出素子４０をワイヤレスボンディ
ングにより取り付けているものでそれには孔１８が設け
られておりその孔１８に前記流体検出素子４０の表面が
露出するようになっているフレキシブルプリント回路基
板（プリント回路基板または第１のプリント回路基
板）、１９は上記流体案内板１５に取り付けており上記
フレキシブルプリント回路基板１７をたわみにくくする
ために補強しているものでその基板３を接着材により固
定している補強板であり、上記流体案内板１５の表面と
同じ高さの表面となるようにその流体案内板１５に取り
付けられている。２０は端子箱６の内部に組み込まれて
いるプリント回路基板（第２のプリント回路基板）、２
１はそのプリント回路基板２０における薄膜からなる電
気配線である。

【００１４】フレキシブルプリント回路基板１７は、中
央部のフイルム状の銅箔からなる電気配線１７ａの両面
がフイルム状の絶縁材１７ｂ，１７ｃにより被覆されて
いるもので、そのフレキシブルプリント回路基板１７の
一端においてその基板１７の電気配線１７ａと流体検出
素子４０の導電パッド４３，４５，４６とが半田などの
接着材を用いて結合されており、金属細線などのボンデ
ィングワイヤを使用しないワイヤレスボンディングによ
り、そのフレキシブルプリント回路基板１７に対し流体
検出素子４０が固定して取り付けられている。またその
フレキシブルプリント回路基板１７は補強板１９を貫通
しさらに支持管１６内部を通して端子箱６にまで延長さ
れている。そしてそのフレキシブルプリント回路基板１
７の他端は図６に示すように一方の面のフイルム状の絶
縁材１７ｃを取り除いて電気配線１７ａの表面が露出す
るようになっており、この露出した領域の電気配線１７
ａの部分に半田バンプ１７ｄが設けられている。このフ
レキシブルプリント回路基板１７の他端は端子箱６に設
けられているプリント回路基板２０にレジストを介して
重ねられ、上記フレキシブルプリント回路基板１７の半
田バンプ１７ｄとプリント回路基板２０に設けられてい
る半田バンプ２０ａとが熱圧着つまり熱を加えて圧着さ
れて一体化され半田融合体２２を形成している。この実
施例におけるフレキシブルプリント回路基板１７は、フ
イルム状のものを使用しているが、テープ状のものでも
よく、また、それらのフレキシブルプリント回路基板の
曲げやすさが不必要でたわみにくい領域を確保するに
は、そのフレキシブルプリント回路基板の必要部分にた
わみにくい補強板を接着材を用いてはり合わせることが
できるものである。

【００１５】次に動作について説明する。前記のように
構成された流体検出器では、風３８が流体案内板１５を
通ると、その風３８が流体検出素子４０における図９に
示す温度測定用抵抗エレメント４４の表面に接触して流
れるとその流速に対応した温度変化が電気抵抗値に変換
され、それが電気信号となって導電パッド４５，４６を
通してワイヤレスボンディングされているフレキシブル
プリント回路基板１７の電気配線に伝わり、その電気信
号が支持管１６内部の上記フレキシブルプリント回路基
板１７の電気配線を通して端子部６に内蔵されているプ
リント回路基板２０における電気配線２１を通して外部
端子１０に伝達され、次いでその電気信号が電気配線３
４とそれに接続されている図７に示すレベル計３５に伝
達されその電気信号が数値表示化されて流速表示部に数
値として示される。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、流体検出素子をプリント回路基板にワイヤレスボン
ディングにより電気的にかつ機械的に取り付けるように
構成したので、パッケージを用いる必要がなくしかもボ
ンディングワイヤをも使用していないことから流体の流
速を乱すものがなく、正確な流速を測定できる。また使
用部品点数が少なくなり製造工程も簡単になるので、低
価格なものが得られる。

【００１７】請求項２の発明によれば、流体検出素子を
第１のプリント回路基板にワイヤレスボンディングによ
り電気的にかつ機械的に取り付けると共に、その第１の
プリント回路基板の電気配線を第２のプリント回路基板
の電気配線に接続するように構成したので、パッケージ
を用いる必要がなくしかもボンディングワイヤをも使用
していないことから流体の流速を乱すものがなく、正確
な流速を測定できる。また使用部品点数が少なくなり製
造工程も簡単になるので、低価格なものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１と請求項２の発明の一実施例による流
体検出器における風の流速を測定する流体検出部を示す
断面図である。

【図２】図１に示す流体検出器の補強板とフレキシブル
プリント回路基板と流体検出素子との配置関係を示す平
面図である。

【図３】フレキシブルプリント回路基板の端子部を示す
平面図である。

【図４】フレキシブルプリント回路基板の端子部とそれ
とは別のプリント回路基板の電気配線との電気接続状況
を示す断面図である。

【図５】請求項１と請求項２の発明の他の一実施例によ
る流体検出器における風の流速を測定する流体検出部を
示す断面図である。

【図６】フレキシブルプリント回路基板の端子部とそれ
とは別のプリント回路基板の電気配線との電気接続状況
を示す断面図である。

【図７】従来の流体検出器の外観図である。

【図８】従来の流体検出器に組み込まれている流体検出
部の一部を示す拡大斜視図である。

【図９】従来の流体検出器に用いられている流体検出素
子を示す平面図である。

【図１０】従来の流体検出器に用いられている流体検出
素子がボンディングされているパッケージを示す斜視図
である。

【符号の説明】 ３ フレキシブルプリント回路基板（プリント回路基
板／第１のプリント回路基板） ５ 補強板 ８ プリント回路基板（第２のプリント回路基板） １７ フレキシブルプリント回路基板（プリント回路基
板／第１のプリント回路基板） １９ 補強板 ２０ プリント回路基板（第２のプリント回路基板） ４０ 流体検出素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体検出素子と、その流体検出素子がワ
   イヤレスボンディングされているプリント回路基板と、
   そのプリント回路基板が取り付けられている補強板とを
   備えた流体検出器。
2. 【請求項２】 流体検出素子と、その流体検出素子がワ
   イヤレスボンディングされている第１のプリント回路基
   板と、その第１のプリント回路基板が取り付けられてい
   る補強板と、その第１のプリント回路基板の電気配線が
   電気接続されている第２のプリント回路基板とを備えた
   流体検出器。