JPH07311172A - ガス・湿度センサ - Google Patents
ガス・湿度センサInfo
- Publication number
- JPH07311172A JPH07311172A JP12688994A JP12688994A JPH07311172A JP H07311172 A JPH07311172 A JP H07311172A JP 12688994 A JP12688994 A JP 12688994A JP 12688994 A JP12688994 A JP 12688994A JP H07311172 A JPH07311172 A JP H07311172A
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- Japan
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- frame
- gas
- substrate
- frames
- humidity sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 落下や振動等に対する、ガス・湿度センサの
耐久性を増す。 【構成】 ベース１６にフレーム４，６，８，１０を固
着し、フレーム４に基板２をダイボンドし、基板２をフ
レーム６，８，１０にワイヤボンドする。基板２をダイ
ボンドしたフレーム４と他のフレーム６とを枝フレーム
１４で結合し、落下や振動等の衝撃でフレーム４が変形
し、リードワイヤ１２が断線することを防止する。
耐久性を増す。 【構成】 ベース１６にフレーム４，６，８，１０を固
着し、フレーム４に基板２をダイボンドし、基板２をフ
レーム６，８，１０にワイヤボンドする。基板２をダイ
ボンドしたフレーム４と他のフレーム６とを枝フレーム
１４で結合し、落下や振動等の衝撃でフレーム４が変形
し、リードワイヤ１２が断線することを防止する。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、可燃性ガスや毒性ガス
等のガス、あるいは電子レンジでの調理過程で発生する
水蒸気、等を検出するためのガス・湿度センサに関す
る。
等のガス、あるいは電子レンジでの調理過程で発生する
水蒸気、等を検出するためのガス・湿度センサに関す
る。
【０００２】
【従来技術】出願人は、ベースに複数のフレームを固着
し、その１つに基板をダイボンドすると共に、基板の電
極パッドをフレームにボンディングワイヤで配線したガ
ス・湿度センサを提案した（特開昭６３−１５９，７４
４号公報）。図６に、このようなガス・湿度センサを示
す。図において、２は基板、４，６，８，１０はフレー
ムで、図示しないベースを貫通している。フレーム４，
６はベース内で一体となり、ベースの外部に引き出され
るフレームは３本である。また基板２には３つの電極パ
ッドがあり、フレーム６，８，１０にワイヤボンディン
グする。
し、その１つに基板をダイボンドすると共に、基板の電
極パッドをフレームにボンディングワイヤで配線したガ
ス・湿度センサを提案した（特開昭６３−１５９，７４
４号公報）。図６に、このようなガス・湿度センサを示
す。図において、２は基板、４，６，８，１０はフレー
ムで、図示しないベースを貫通している。フレーム４，
６はベース内で一体となり、ベースの外部に引き出され
るフレームは３本である。また基板２には３つの電極パ
ッドがあり、フレーム６，８，１０にワイヤボンディン
グする。
【０００３】しかしながら発明者は、このようなセンサ
に落下試験を施すとワイヤの断線が頻発することを見い
出した。ワイヤボンディングは図５のように、フレーム
６，８，１０側をファーストボンド、基板２側をセカン
ドボンドとし、断線位置はボンディング部で、それ以外
の位置ではリードワイヤ１２は断線しなかった。また基
板２側をファーストボンドとしても断線が生じることは
同じであった。断線の頻度はリードワイヤ１２のループ
高さに依存し、ループ高さを大きくすると断線頻度が低
下した。また落下試験後にガス・湿度センサのキャップ
を外し内部を検査すると、図６の破線のように基板２が
傾いており、それにつれてフレーム４も捻れていた。こ
こでは落下試験について問題点を示したが、振動試験で
も同様にリードワイヤ１２の断線が生じた。
に落下試験を施すとワイヤの断線が頻発することを見い
出した。ワイヤボンディングは図５のように、フレーム
６，８，１０側をファーストボンド、基板２側をセカン
ドボンドとし、断線位置はボンディング部で、それ以外
の位置ではリードワイヤ１２は断線しなかった。また基
板２側をファーストボンドとしても断線が生じることは
同じであった。断線の頻度はリードワイヤ１２のループ
高さに依存し、ループ高さを大きくすると断線頻度が低
下した。また落下試験後にガス・湿度センサのキャップ
を外し内部を検査すると、図６の破線のように基板２が
傾いており、それにつれてフレーム４も捻れていた。こ
こでは落下試験について問題点を示したが、振動試験で
も同様にリードワイヤ１２の断線が生じた。
【０００４】
【発明の課題】この発明の課題は、ガス・湿度センサの
落下や振動等の衝撃に対する耐久性を増し、リードワイ
ヤの断線を防止することにある。
落下や振動等の衝撃に対する耐久性を増し、リードワイ
ヤの断線を防止することにある。
【０００５】
【発明の構成】この発明のガス・湿度センサは、複数の
フレームをベースに固着するとともに、ガス・湿度セン
サの基板の電極パッドとフレームをワイヤボンディング
で配線し、かつフレームの１つに前記基板の裏面をダイ
ボンドしたガス・湿度センサにおいて、前記基板をダイ
ボンドしたフレームを、他のフレームの１つに結合する
枝フレームを設けたことを特徴とする。ガス・湿度セン
サの種類は任意で、金属酸化物半導体ガスセンサや金属
酸化物半導体湿度センサ、接触燃焼式ガスセンサ、プロ
トン導電体ガスセンサ、固体電解質ガスセンサ等とす
る。またダイボンドは、ガラスや金属導電層等によって
行う。
フレームをベースに固着するとともに、ガス・湿度セン
サの基板の電極パッドとフレームをワイヤボンディング
で配線し、かつフレームの１つに前記基板の裏面をダイ
ボンドしたガス・湿度センサにおいて、前記基板をダイ
ボンドしたフレームを、他のフレームの１つに結合する
枝フレームを設けたことを特徴とする。ガス・湿度セン
サの種類は任意で、金属酸化物半導体ガスセンサや金属
酸化物半導体湿度センサ、接触燃焼式ガスセンサ、プロ
トン導電体ガスセンサ、固体電解質ガスセンサ等とす
る。またダイボンドは、ガラスや金属導電層等によって
行う。
【０００６】
【発明の作用】この発明では、基板をダイボンドしたフ
レームを他のフレームの１つに結合した枝フレームを設
ける。図６から明らかなように、リードフレームの断線
の主因は、落下時や振動時のＧ（重力加速度）により基
板に大きな力が加わり、この力でダイボンドしたフレー
ム４が変形することにある。即ち基板にはある程度の重
量があり、落下時や振動時には基板重量に比例した力が
加わる。この力でフレームが捻れ基板が傾くと、リード
ワイヤに無理が加わり、ボンディング部で断線する。ま
たリードワイヤのループ高さが高いほど断線頻度が減少
するのは、ループの変形で基板が傾くことに対応してい
るからである。ここで枝フレームを設けると、枝フレー
ムは一種のかすがい，あるいはフレーム間の梁となり、
基板をダイボンドしたフレームの変形を防止し、リード
ワイヤの断線を防止できる。
レームを他のフレームの１つに結合した枝フレームを設
ける。図６から明らかなように、リードフレームの断線
の主因は、落下時や振動時のＧ（重力加速度）により基
板に大きな力が加わり、この力でダイボンドしたフレー
ム４が変形することにある。即ち基板にはある程度の重
量があり、落下時や振動時には基板重量に比例した力が
加わる。この力でフレームが捻れ基板が傾くと、リード
ワイヤに無理が加わり、ボンディング部で断線する。ま
たリードワイヤのループ高さが高いほど断線頻度が減少
するのは、ループの変形で基板が傾くことに対応してい
るからである。ここで枝フレームを設けると、枝フレー
ムは一種のかすがい，あるいはフレーム間の梁となり、
基板をダイボンドしたフレームの変形を防止し、リード
ワイヤの断線を防止できる。
【０００７】
【実施例】図１に実施例を示し、図２〜図４に各々の変
形例を示す。図１において、２はアルミナやガラス等の
基板で、耐熱絶縁性のものを用い、４，６，８，１０は
各々フレームで、表面金メッキの４２合金等の金属フレ
ームを用いる。１２はリードワイヤで、ここでは直径３
０μｍの金線を用い、１４は基板２をダイボンドしたフ
レーム４とフレーム６とを結合する枝フレームである。
１６はベースで、フレーム４，６，８，１０と一体に成
型し、フレーム４，６，８，１０はベース１６を貫通し
ている。そしてフレーム４，６はベース１６内で結合部
１８により一体にしてある。なお結合部１８はベース１
６内にあり、フレーム４の変形を防止する作用を持たな
いので、枝フレームとしては考えない。枝フレーム１４
の位置は、ベース１６よりも基板２寄りであれば良い。
必要なフレームの本数は、基板２の端子数＋１で、実施
例では３端子のガス・湿度センサを用いたので、フレー
ムの本数は４本となる。
形例を示す。図１において、２はアルミナやガラス等の
基板で、耐熱絶縁性のものを用い、４，６，８，１０は
各々フレームで、表面金メッキの４２合金等の金属フレ
ームを用いる。１２はリードワイヤで、ここでは直径３
０μｍの金線を用い、１４は基板２をダイボンドしたフ
レーム４とフレーム６とを結合する枝フレームである。
１６はベースで、フレーム４，６，８，１０と一体に成
型し、フレーム４，６，８，１０はベース１６を貫通し
ている。そしてフレーム４，６はベース１６内で結合部
１８により一体にしてある。なお結合部１８はベース１
６内にあり、フレーム４の変形を防止する作用を持たな
いので、枝フレームとしては考えない。枝フレーム１４
の位置は、ベース１６よりも基板２寄りであれば良い。
必要なフレームの本数は、基板２の端子数＋１で、実施
例では３端子のガス・湿度センサを用いたので、フレー
ムの本数は４本となる。
【０００８】基板２について説明すると、２０は電極パ
ッドで、２２は膜状のヒータ、２４はガス感応体で、こ
こではＳｎＯ2の厚膜である。そしてガス感応体２４は
水蒸気や可燃性ガスあるいは毒性ガス等により抵抗値が
変化するので、電子レンジ等で調理に伴う水蒸気を検出
する場合には湿度センサとなり、可燃性ガスや毒性ガス
等を検出する場合はガスセンサとなる。
ッドで、２２は膜状のヒータ、２４はガス感応体で、こ
こではＳｎＯ2の厚膜である。そしてガス感応体２４は
水蒸気や可燃性ガスあるいは毒性ガス等により抵抗値が
変化するので、電子レンジ等で調理に伴う水蒸気を検出
する場合には湿度センサとなり、可燃性ガスや毒性ガス
等を検出する場合はガスセンサとなる。
【０００９】図５に示したように、リードワイヤ１２は
フレーム６，８，１０側でファーストボンドし、基板２
側でセカンドボンドした。しかしこの逆に、基板２側で
ファーストボンドし、フレーム６，８，１０側でセカン
ドボンドしてもよい。またフレーム４，６，８，１０や
枝フレーム１４は元々は図示しないタイバーに結合した
リードフレームであり、枝フレーム１４は金属の薄板か
らリードフレームをエッチングする際のエッチングパタ
ーンを変えるだけで成型できる。さらにベース１６は、
タイバー付きのリードフレームの状態で、フレーム４，
６，８，１０と一体に成型する。次に基板２は裏面（ガ
ス感応体２４と反対側の面）をフレーム４にダイボンド
し、ダイボンドにはガラスや金属導電層等を用いる。ガ
ス・湿度センサにはこれ以外に金網付き等のキャップが
あるが、周知なので図示を省略する。
フレーム６，８，１０側でファーストボンドし、基板２
側でセカンドボンドした。しかしこの逆に、基板２側で
ファーストボンドし、フレーム６，８，１０側でセカン
ドボンドしてもよい。またフレーム４，６，８，１０や
枝フレーム１４は元々は図示しないタイバーに結合した
リードフレームであり、枝フレーム１４は金属の薄板か
らリードフレームをエッチングする際のエッチングパタ
ーンを変えるだけで成型できる。さらにベース１６は、
タイバー付きのリードフレームの状態で、フレーム４，
６，８，１０と一体に成型する。次に基板２は裏面（ガ
ス感応体２４と反対側の面）をフレーム４にダイボンド
し、ダイボンドにはガラスや金属導電層等を用いる。ガ
ス・湿度センサにはこれ以外に金網付き等のキャップが
あるが、周知なので図示を省略する。
【００１０】実施例の作用を示す。ガス・湿度センサを
落下させたり、あるいは強い振動を加えると、基板２の
重量に比例した衝撃が加わる。図６の従来例では、この
衝撃でフレーム４が変形し、これに伴って基板２が破線
の位置へと傾いてしまう。そしてこれに伴ってリードワ
イヤ１２が断線する。なお従来例でもフレーム４，６は
ベース１６内の結合部１８で一体にしてあるが、基板２
からの熱損失を小さくするため、フレーム４は細長く、
ダイボンド部とベース１６との間には大きな距離がある
ため、フレーム４の変形の防止には有効ではない。また
仮に結合部１８がなくても、フレーム４，６はベース１
６に固着してあり、結合部１８はフレーム４の変形の防
止には有効ではない。これに対して実施例では、枝フレ
ーム１４が一種のかすがいとなり、フレーム４の変形を
防止できる。そしてこれに伴って、リードワイヤ１２の
断線を防止する。
落下させたり、あるいは強い振動を加えると、基板２の
重量に比例した衝撃が加わる。図６の従来例では、この
衝撃でフレーム４が変形し、これに伴って基板２が破線
の位置へと傾いてしまう。そしてこれに伴ってリードワ
イヤ１２が断線する。なお従来例でもフレーム４，６は
ベース１６内の結合部１８で一体にしてあるが、基板２
からの熱損失を小さくするため、フレーム４は細長く、
ダイボンド部とベース１６との間には大きな距離がある
ため、フレーム４の変形の防止には有効ではない。また
仮に結合部１８がなくても、フレーム４，６はベース１
６に固着してあり、結合部１８はフレーム４の変形の防
止には有効ではない。これに対して実施例では、枝フレ
ーム１４が一種のかすがいとなり、フレーム４の変形を
防止できる。そしてこれに伴って、リードワイヤ１２の
断線を防止する。
【００１１】
【試験例】実施例として図１のガス・湿度センサを用
い、比較例として枝フレーム１４を設けなかった他は同
一のセンサを用いた。基板２の裏面に金ペースト層を塗
布・焼成し、パラレルギャップ溶接機を用いて溶着電流
を流すことによりフレーム４にダイボンドした。溶接機
のパラレルギャップはフレーム４の裏面に接触させ、溶
着電流を加えると基板２の裏面の金ペースト層がフレー
ム４に溶着される。溶着エネルギーは溶着箇所の１箇所
当たり６５Ｊで、２箇所で溶着した。ワイヤボンディン
グの条件は、フレーム６，８，１０側がファーストボン
ド、電極パッド２０側がセカンドボンドで、ボンディン
グには超音波熱圧着を用い、ボンディング荷重がファー
ストボンド側で７０ｇ，セカンドボンド側で７０ｇ，ボ
ンディング時のフレーム６，８，１０や基板２の温度が
２００℃で，超音波エネルギーがファーストボンド側で
１Ｗ，セカンドボンド側で３Ｗとした。このようなガス
・湿度センサを実施例，従来例とも１００個ずつ製造
し、高さ１ｍからコンクリートの床面上に１回ずつ落下
させて、リードワイヤ１２の破損状況を調べた。比較例
では落下試験による破損個数は２３個／１００個であ
り、実施例では０個／１００個であった。
い、比較例として枝フレーム１４を設けなかった他は同
一のセンサを用いた。基板２の裏面に金ペースト層を塗
布・焼成し、パラレルギャップ溶接機を用いて溶着電流
を流すことによりフレーム４にダイボンドした。溶接機
のパラレルギャップはフレーム４の裏面に接触させ、溶
着電流を加えると基板２の裏面の金ペースト層がフレー
ム４に溶着される。溶着エネルギーは溶着箇所の１箇所
当たり６５Ｊで、２箇所で溶着した。ワイヤボンディン
グの条件は、フレーム６，８，１０側がファーストボン
ド、電極パッド２０側がセカンドボンドで、ボンディン
グには超音波熱圧着を用い、ボンディング荷重がファー
ストボンド側で７０ｇ，セカンドボンド側で７０ｇ，ボ
ンディング時のフレーム６，８，１０や基板２の温度が
２００℃で，超音波エネルギーがファーストボンド側で
１Ｗ，セカンドボンド側で３Ｗとした。このようなガス
・湿度センサを実施例，従来例とも１００個ずつ製造
し、高さ１ｍからコンクリートの床面上に１回ずつ落下
させて、リードワイヤ１２の破損状況を調べた。比較例
では落下試験による破損個数は２３個／１００個であ
り、実施例では０個／１００個であった。
【００１２】
【変形例】図２〜図４に、各々変形例を示す。特に指摘
した点以外は、図１の実施例と同様で、図２では斜めの
枝フレーム３０を用いた。また図３では一対の枝フレー
ム３２，３４を用い、フレーム４，６の結合をさらに強
化した。図４は１つのパッド２０に２本ずつリードワイ
ヤ１２をワイヤボンディングしたもので、一対のリード
ワイヤ１２，１２のうち一方が破損しても他方が残るこ
とにより、信頼性を向上させようとするものである。
した点以外は、図１の実施例と同様で、図２では斜めの
枝フレーム３０を用いた。また図３では一対の枝フレー
ム３２，３４を用い、フレーム４，６の結合をさらに強
化した。図４は１つのパッド２０に２本ずつリードワイ
ヤ１２をワイヤボンディングしたもので、一対のリード
ワイヤ１２，１２のうち一方が破損しても他方が残るこ
とにより、信頼性を向上させようとするものである。
【００１３】
【発明の効果】この発明では、落下や振動等の衝撃によ
りリードワイヤが断線することを防止し、ガス・湿度セ
ンサの耐久性を増すことができる。
りリードワイヤが断線することを防止し、ガス・湿度セ
ンサの耐久性を増すことができる。
【図１】 実施例のガス・湿度センサの要部断面図
【図２】 変形例のガス・湿度センサの要部平面図
【図３】 他の変形例のガス・湿度センサの要部平面
図
図
【図４】 さらに他の変形例のガス・湿度センサの要
部平面図
部平面図
【図５】 基板とリードへのワイヤボンディングを示
す要部側面図
す要部側面図
【図６】 従来例のガス・湿度センサの要部平面図
２ 基板 ４，６，８，１０ フレーム １２ リードワイヤ １４，３０，３２，３４ 枝フレーム １６ ベース １８ 結合部 ２０ 電極パッド ２２ ヒータ ２４ ガス感応体
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のフレームをベースに固着するとと
もに、ガス・湿度センサの基板の電極パッドとフレーム
をワイヤボンディングで配線し、かつフレームの１つに
前記基板の裏面をダイボンドしたガス・湿度センサにお
いて、 前記基板をダイボンドしたフレームを、他のフレームの
１つに結合する枝フレームを設けたことを特徴とする、
ガス・湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12688994A JP3531970B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | ガスまたは湿度を検出するセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12688994A JP3531970B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | ガスまたは湿度を検出するセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07311172A true JPH07311172A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3531970B2 JP3531970B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=14946372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12688994A Expired - Fee Related JP3531970B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | ガスまたは湿度を検出するセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531970B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040016605A (ko) * | 2002-08-19 | 2004-02-25 | (주)니즈 | 가스센서 감지소자 조립방법 |
| US7589399B2 (en) | 2005-08-26 | 2009-09-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device, lead frame used in the semiconductor device and electronic equipment using the semiconductor device |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP12688994A patent/JP3531970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040016605A (ko) * | 2002-08-19 | 2004-02-25 | (주)니즈 | 가스센서 감지소자 조립방법 |
| US7589399B2 (en) | 2005-08-26 | 2009-09-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device, lead frame used in the semiconductor device and electronic equipment using the semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3531970B2 (ja) | 2004-05-31 |
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