JPH0734356Y2 - 表面実装型圧力センサー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、流体の圧力を検出
し、電気的出力を得る圧力センサーであって、回路基板
に端子がはんだ付けされて取り付けられる圧力センサー
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧力センサーは、例えば、実開昭
６４−４４４４１号公報に開示されているセンサーのよ
うに、回路基板に形成された透孔に圧力センサーの端子
を差し込み、基板の裏面側からハンダ付けして固定する
ものであった。これは、圧力センサーには、検出圧力に
よる外力のほか、圧力導入用のチューブをセンサー本体
の圧力導入用筒部に差し込んだり抜いたりするため、セ
ンサーを固定した端子には大きな機械的な力が加わり、
しかも、大気圧導入用にセンサー本体は、基板からわず
かに浮かせた状態に保持しなければならないので、基板
に対して強固に端子を取り付ける必要があるためであ
る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、基板の透孔に挿通された端子に一本づつハンダ付け
する作業が面倒であり、工数のかかる作業であった。

【０００４】また、端子を基板の表面にハンダ付けする
表面実装型のＩＣがあるが、センサー本体に大きな力が
加わえられる圧力センサーは、端子を表面実装しただけ
では強度的に弱く、しかも、センサー本体は、基板から
わずかに浮かせた状態に保持しなければならないので、
端子自体に大きな強度が要求され、従来の表面実装は圧
力センサーには利用できないものであった。

【０００５】この考案は、上記従来の技術の問題点に鑑
みて成されたもので、簡単な構成で、基板に強固にハン
ダ付けすることができる圧力センサーを提供することを
目的とする

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案は、センサー本
体の互いに対向する一対の側面から、表面実装用のリー
ド端子が延び出ているとともに、他方の対向する側面か
ら固定用の補助端子が延び出ており、上記リード端子お
よび補助端子の先端部のハンダ付け実装部は、センサー
本体の底面より下方に位置した圧力センサーである。

【０００７】

【作用】この考案の圧力センサーは、センサー本体の四
方に形成されたリード端子および補助端子が、センサー
本体の底面より下方に延び出て設けられ、基板に取り付
けられた状態で、センサー本体の底面が基板からわずか
に浮いた状態で固定されていても、補助端子により取り
付け強度を高くして種々の外力に対してもリード端子が
耐え得るようにした圧力センサーである。

【０００８】

【実施例】

以下この考案の実施例について図面に基づいて説明す
る。図１ないし図３はこの考案の第一実施例を示すもの
で、この実施例の圧力センサーは、センサー本体１１の
互いに対向する一対の側面から電気的接続用のリード端
子１４が延び出ており、これと交差する一対の側面から
機械的強度を保持するための補助端子１５が延び出て設
けられている。これらリード端子１４および補助端子１
５は、基板１３の表面にハンダ付けされるいわゆる表面
実装型の端子であり、その先端部は外側に折れ曲がって
ハンダ付け実装部１７を形成し、このハンダ付け実装部
１７の位置は、センサー本体１１の底面より下方に位置
している。

【０００９】基板１３には、回路パターン１９と、補助
端子１５のハンダ付け用の固定パターン２１が銅箔等で
各々形成され、各リード端子１４および補助端子１５
は、ハンダ２３によって、回路パターン１９または固定
パターン２１にハンダ付けされる。このセンサー本体１
１は、樹脂ケース１８と、その底面となる開口部を塞ぐ
蓋体３６とから成る。この蓋体３６には、圧力を検出す
る際の基準となる大気圧を導入する大気圧導入口４４が
形成されている。また、樹脂ケース１８には、圧力導入
筒２２が突設され、この圧力導入筒２２に測定対象圧を
導くチューブ２５が嵌め込まれるようになっている。

【００１０】この実施例の圧力センサーを、基板１３に
ハンダ付けするには、公知の表面実装技術により、リフ
ローハンダ付け法等を用いて、リード端子１４および補
助端子１５をハンダ付けする。そして、ハンダ付けされ
た状態で、リード端子１４および補助端子１５は、セン
サー本体１１を基板１３からわずかに離した状態に保持
し、大気圧導入口４４が大気圧に確実に連通するように
設けられる。

【００１１】この実施例の圧力センサーによれば、圧力
センサーを表面実装により基板１３に対して強固に固定
することが出き、取り付け工程を容易にするとともに、
センサー本体１１が基板１３から浮いた状態でも、チュ
ーブ２５の取り付け取り外し時に加わる種々の方向の力
に対して、センサー本体１１およびリード端子１４が破
損しないものである。また、固定パターン２１を大きく
形成することによりハンダ付け強度や剥離強度を高め、
さらに、固定パターン２１を接地させて、ノイズ防止用
のパターンとして利用してもよいものである。

【００１２】次にこの考案の第二実施例の圧力センサー
について図４、図５に基づいて説明する。ここで、上述
の実施例と同様の部材については、同一の符号を付して
説明を省略する。この実施例の圧力センサーは、シリコ
ン半導体のダイヤフラムであるセンサーチップ１０が、
リードフレーム１２のリード端子１４に連接した連結片
１６上に載置固定されているものである。このリードフ
レーム１２には、ＰＰＳ樹脂等のケース１８が、センサ
ーチップ１０を内部に収容するようにインサート成型さ
れて設けられ、その樹脂ケース１８の両側から３本づつ
のリード端子１４が延び出ており、これと直交する一対
の側面に、一対の補助端子１５が形成されている。

【００１３】また、樹脂ケース１８には、圧力導入口２
０を有した圧力導入筒２２が一体に形成され、圧力導入
口２０に連通して圧力導入筒２２の基端部には、上記連
結片１６の中央部の透孔２４が嵌合し、センサーチップ
１０の裏面側と圧力導入口２０とが連通するようになっ
ている。センサーチップ１０と連続片１６とは、比較的
柔軟なシリコン系の接着剤２６で気密状態に接続され、
さらに接続片１６と樹脂ケース１８とは、樹脂のインサ
ート成型により密着されている。

【００１４】センサーチップ１０は、シリコン半導体で
出来ており、その表面には拡散歪ゲージである抵抗部が
形成され、このセンサーチップ１０の電極部（図示せ
ず）とリード端子１４の電極３０とが金線３２でワイヤ
ボンディングされている。そして、センサーチップ１０
の表面には、樹脂被覆３４が施され保護されている。

【００１５】樹脂ケース１８の底面開口部は、６６ナイ
ロン等の樹脂製の蓋体３６が接着されて覆われ、この蓋
体３６には、センサーチップ１０の一方の側の空間を大
気圧と等しくする大気圧導入口４４が形成されている。

【００１６】リードフレーム１２は、周知のように金属
平板を打ち抜いて端子１４、電極３０、補助端子１５、
および端子１４を連結した接続片１６等を一体に形成し
たもので、これらが連続的に設けられている。

【００１７】この実施例の半導体圧力センサーの製造方
法の一つは、先ず、上記リードフレーム１２を形成し、
これに所定の折り曲げ加工を施した状態で樹脂ケース１
８をインサート成型する。その後、樹脂ケース１８の内
部に位置したリードフレーム１２の接続片１６に、セン
サーチップ１０を、シリコン系接着剤２６で接着し、セ
ンサーチップ１０の周囲を密閉し、センサーチップ１０
の表裏の間で気体が漏れないようにする。そして、リー
ド端子１４の電極３０とセンサーチップ１０の電極との
間を、金線３２でワイヤボンディングし、さらにセンサ
ーチップ１０の表面側に樹脂被覆３４を施す。この後、
リード端子１４と補助端子１５を折曲げて所定の形状に
成型する。そして、樹脂ケース１８の開口部に蓋体３６
を被せて接着し、この実施例の圧力センサーの組み立て
が終了する。

【００１８】さらに、この実施例の圧力センサーの製造
方法の他の方法は、上記のようにリードフレーム１２を
形成し、先ずセンサーチップ１０をリード端子１４の接
続片１６に接着する、この接着も上記と同様に気密状態
に接着する。そして、リード端子１４の電極３０とセン
サーチップ１０の電極との間を金線３２でワイヤボンデ
ィングし、さらにセンサーチップ１０の表面側に樹脂被
覆３４を施す。この後、リードフレーム１２にインサー
ト成形して樹脂ケース１８を形成する。そして、リード
端子１４と補助端子１５を折曲げて所定の形状に成型
し、樹脂ケース１８の開口部に蓋体３６を被せて接着
し、この実施例の圧力センサーの組み立てが終了する。

【００１９】この実施例の圧力センサーによっても、表
面実装された圧力センサーが、強固に固定される。さら
に、センサーチップ１０をリード端子１４の間に設けら
れた接続片１６上に固定したので、センサーチップ１０
を樹脂ケース１８に直接接着する場合と比べてセンサー
チップ１０に加わる温度変化による歪が小さくなり、温
度によるオフセット電圧の変動誤差が小さくなる。これ
はシリコンの熱膨張係数が3.2×10^-6cm/cm度Ｃであり、
例えば鉄ニッケル系のいわゆる４２アロイを基材とした
リードフレーム１２の熱膨張係数は、4.3 ×10 ^-6cm/cm
度Ｃであるのに対し、樹脂ケース１８の熱膨張係数は20
〜50×10^-6cm/cm 度Ｃであるので、シリコンのセンサー
チップ１０とリードフレーム１２とは熱膨張係数が近
く、温度変化による歪がセンサーチップ１０に生じない
からである。

【００２０】また、この実施例の圧力センサーの組み立
てにおいて、樹脂ケース１８の成型前に、センサーチッ
プ１０の接続部１６への接着を行ない、さらに、ワイヤ
ボンディングも行なうことにより、樹脂ケース１８が無
い状態で容易に迅速かつ正確なワイヤボンディングが可
能となり、大量生産に大きな効果を発揮する。

【００２１】次にこの考案の第三実施例について図６、
図７に基づいて説明する。ここで、上述の実施例と同様
の構成については説明を省略する。この実施例は、図示
のリードフレーム５２の構成を変えたもので、周知のよ
うに金属平板を打ち抜いて端子１４、電極３０、補助端
子１５、および対向する一対の端子１４を連結した接続
片１６を一体に形成するとともに、リードフレーム５２
の端縁部のうち樹脂ケース内にインサートされる部分を
９０度折り曲げて折曲げ部５４を形成したものである。
また、この圧力センサーの製造方法は、上述の両方の製
造方法により製造できるものである。

【００２２】これによって、樹脂ケースの樹脂とリード
フレーム５２との接着性を向上させ、リードフレーム５
２と樹脂ケースとの間の気密性を高くすることができ
る。

【００２３】また、この考案の補助端子は、図８、図
９、図１０に示すように、樹脂ケース１８に埋設してい
る補助端子１５の基端部に、図８に示す凹凸部６０を設
けたり、図９に示すＴ字部６２を形成したり、図１０に
示す透孔６４を形成したりしても良い。

【００２４】これによって、補助端子１５と、樹脂ケー
ス１８の樹脂との食いつきが良くなり、樹脂ケース１８
に対する取り付け強度が上がり、圧力センサーの機械的
強度がより強くなる。

【００２５】尚、この考案の圧力センサーは、上記の実
施例に限定されるものではなく、リード端子や、補助端
子の幅および形状は適宜選択できるものであり、リード
端子を兼用させた補助端子を設けても良い。

【００２６】

【考案の効果】この考案の圧力センサーは、センサー本
体がリード端子および補助端子によって基板から浮かせ
て固定されているとともに、補助端子が、リード端子延
出側面以外の側面から延出して、先端部がハンダ付けさ
れているので、表面実装により基板にハンダ付けして
も、強固に基板表面に固定することができる。しかも、
表面実装が可能なことにより、ハンダ付け工数を大幅に
削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第一実施例の圧力センサーの正面図
である。

【図２】この第一実施例の圧力センサーの底面図であ
る。

【図３】この第一実施例の圧力センサーの斜視図であ
る。

【図４】この考案の第二実施例の圧力センサーの縦断面
図である。

【図５】この第二実施例の圧力センサーの樹脂ケースの
底面図である。

【図６】この考案の第三実施例の圧力センサーのリード
フレームを示す正面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】この考案の補助端子のその他の実施例を示す部
分断面図である。

【図９】この考案の補助端子のその他の実施例を示す部
分断面図である。

【図１０】この考案の補助端子のその他の実施例を示す
部分断面図である。

【符号の説明】

１１ センサー本体 １３ 基板 １４ リード端子 １５ 補助端子 １７ ハンダ付け実装部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサー本体の互いに対向する一対の側
   面から、リード端子が延び出ており、このリード端子の
   取り付け方向側に位置した、センサー本体の底面に、大
   気圧導入口が形成された圧力センサーにおいて、上記リ
   ード端子の先端部が表面実装用に折り曲げられて形成さ
   れているとともに、上記センサー本体の他方の対向する
   側面からも固定用の補助端子が表面実装用に先端部が折
   曲げられて設けられ、上記端子および補助端子の先端の
   ハンダ付け実装部は、センサー本体の底面より下方に位
   置して形成されたことを特徴とする表面実装型圧力セン
   サー。