JPH0894570A - センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサに関し、センサ基板と引出リードとの
接続方法を工夫し、少ない接着面積及びリードを有効に
利用して、両者を強固に固定すること、及び、引出リー
ドの構造を工夫して着脱認識機能を付加する。 【構成】 ２以上のパッド電極12Ａ，13Ａを有するセン
サ部11Ａが設けられた基板１１と、基板１１の一方の面
でパッド電極12Ａ，13Ａに各々接続された電極引出リー
ド１２，１３と、基板１１の他方の面で該基板１１に接
合された基板保持リード１４とを備え、電極引出リード
１２，１３は、基板１１の端部で基板保持リード１４側
に曲げられ、基板保持リード１４は、基板１１の端部で
電極引出リード１２，１３側に曲げられ、電極引出リー
ド１２，１３及び基板保持リード１４が基板１１を挟み
込む状態を有する。基板保持リード１４は、少なくと
も、基板の他方の面に接合されたリードの途中から２つ
に分割された形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センサ及びその製造方
法に関し、更に詳しく言えば、平板状基板に設けられた
センサ部の引出電極の構造及びそのリード接続方法の改
善に関するものである。近年、マイクロマシニング技術
の進歩に伴い、シリコン基板、ガラス基板及びセラミッ
ク基板等の平板状基板に、各種センサ部を設けた小型化
学センサが開発されている。これらは、従来の化学セン
サに比較して非常に小型であり、従来例では困難であっ
た微小な環境領域の物質測定も可能である。さらに、基
板上に一括してセンサ部及び電極部を形成することで、
量産性に優位となる特徴がある。

【０００２】これによれば、小型化学センサでは、通常
の半導体デバイスで用いているリードフレーム及びモー
ルド封止方法を流用することができないため、その小型
さを活かした電極接続方法が必要となる。また、検出精
度の向上を図るために、センサとその測定器との間の接
続不具合等を測定器側で識別させる必要がある。そこ
で、センサ基板と引出リードとの接続方法を工夫し、少
ない接着面積及びリードを有効に利用して、両者を強固
に固定すること、及び、引出リードの構造を工夫して着
脱認識機能を付加することができるセンサ及びその形成
方法が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】図９は、従来例に係る化学センサの構成
図を示している。例えば、水中や大気中の酸素濃度を測
定する化学センサの一種である酸素電極は図９に示すよ
うに、直径１２〜１３ｍｍ程度の円柱状の本体部１と、
該本体部１内に設けられた円柱状のアノード２と、本体
部１の一端に設けられたガス透過膜３及びカソード４と
を備え、本体部１に電解液１Ａが充填されて成る。

【０００４】アノード２はＡｇ（銀）や鉛（Ｐｂ）から
成り、カソード４は白金（Ｐｔ）から成り、電解液１Ａ
はアノード２がＡｇのときには、ＫＣｌ液から成り、ア
ノード２がＰｂのときには、ＮａＯＨ液又はＫＯＨ液か
ら成る。アノード２及びカソード４の引出電極２Ａ，４
Ａは本体部１から外部に引き出され、例えば、円形状の
絶縁基板５に設けられた空洞状の外部ピン６Ａ，６Ｂに
ハンダ付けされる。

【０００５】当該センサの機能は、ガス透過膜３を介し
てカソード４で酸素が還元されると、アノード２及びカ
ソード４で次の化学反応式に従う電荷ｅを発生する。 アノード側……Ｏ₂ ＋２Ｈ₂ Ｏ＋４ｅ→４ＯＨ^- カソード側……Ａｇ＋Ｃｌ^- →ＡｇＣｌ＋ｅ この電荷ｅが引出電極２Ａ，４Ａ及び外部ピン６Ａ，６
Ｂを介して検出用アンプに出力される。この化学センサ
からは、数μＡ程度の比較的に大きな電流が出力され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例によ
れば、アノード２及びカソード４の引出電極２Ａ，４Ａ
が本体部１から外部に引き出され、両電極２Ａ，４Ａが
絶縁基板５に設けられた外部ピン６Ａ，６Ｂにハンダ付
けされる。このため、比較的に大きな電流を出力する大
型の化学センサでは、電極接続領域及び電極間隔等を十
分確保することができ、何ら問題は生じない。一般に化
学センサは、水中や大気中などさまざまな環境下で使わ
れており、場合によっては高温、低温又は腐食性の雰囲
気中などの苛酷な環境でも使用されるものである。しか
も、化学センサの検出部は、それらの環境中に向けて露
出させなくてはならない。一方で、センサからの信号を
取り出す部分は電気的に絶縁しなくてはならない。

【０００７】このような条件下はもとより、血液や尿な
どを対象にした化学センサとして、特公平６−１２５４
や特開平５−８７７６６に見られるように、シリコン基
板、ガラス基板及びセラミック基板等の平板状基板にセ
ンサ部を設けた小型酸素電極及び小型酸素電極に基づい
て作成したバイオセンサが開示されている。これら小型
化学センサでは、通常の半導体デバイスで用いているリ
ードフレーム及びモールド封止方法を流用することがで
きない。これは、化学センサは様々な環境下に曝して使
用するため、センサ部を剥き出し状態にしなくてはなら
ないからである。従って、非常に限られた微小な領域
で、センサ部とリードとを接続しなくてはならないとい
う問題がある。

【０００８】また、化学センサの性能向上によって、微
弱な対象信号も検出できるようになると、当該センサが
対象信号として「零」を出力しているのか、あるいは、
当該センサとその測定器との間が接続不具合等に陥って
いるかを、測定器側で識別することができないという問
題がある。本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作
されたものであり、センサ基板と引出リードとの接続方
法を工夫し、少ない接着面積及びリードを有効に利用し
て、両者を強固に固定すること、及び、引出リードの構
造を工夫して着脱認識機能を付加することが可能となる
センサ及びその製造方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係るセ
ンサの原理図を示している。本発明の第１のセンサは、
図１に示すように、２以上のパッド電極12Ａ，13Ａを有
するセンサ部11Ａが設けられた基板１１と、前記基板１
１の一方の面で前記パッド電極12Ａ，13Ａに各々接続さ
れた電極引出リード１２，１３と、前記基板１１の他方
の面で該基板１１に接合された基板保持リード１４とを
備え、前記電極引出リード１２，１３及び基板保持リー
ド１４が前記基板１１を挟み込む状態を有することを特
徴とする。

【００１０】本発明の第１のセンサにおいて、好ましく
は、前記電極引出リード１２，１３は、前記基板１１の
端部で基板保持リード１４側に曲げられ、前記基板保持
リード１４は、前記基板１１の端部で前記電極引出リー
ド１２，１３側に曲げられることを特徴とする。本発明
の第２のセンサは、前記基板保持リード１４が、少なく
とも、前記基板の他方の面に接合されたリードの途中か
ら２つに分割された形状を有することを特徴とする。

【００１１】本発明のセンサの製造方法は、少なくと
も、一方の面に２以上のパッド電極を有するセンサ基板
を形成する工程と、前記センサ基板のパッド電極に接続
するリード及び前記センサ基板に接合するリードとを有
するリードフレームを形成する工程と、前記センサ基板
をリードフレームに挟み込む工程とを有することを特徴
とする。

【００１２】本発明のセンサの製造方法において、前記
リードフレームは、前記センサ基板を接着するセンサ接
着部と、前記センサ基板のパッド電極に接合するパッド
接合部と、前記センサ接着部及びパッド接合部とを途中
工程に至るまで保持するベース部と、前記センサ接着
部，パッド接合部及びベース部との間を補強する補強バ
ーとを有することを特徴とする。

【００１３】本発明のセンサの製造方法において、前記
パッド電極とリードとをワイヤーボンディングにより接
続することを特徴とする。本発明のセンサの製造方法に
おいて、前記パッド電極とリードとを導電性のペースト
により接続することを特徴とする。本発明のセンサの製
造方法において、前記パッド電極とリードとをハンダに
より接続することを特徴とする。

【００１４】本発明のセンサの製造方法において、前記
リードフレームに挟み込まれたセンサ基板のセンサ部及
びリードの一部を残して樹脂封止する工程を有すること
を特徴とし、上記目的を達成する。

【００１５】

【作用】本発明の第１のセンサによれば、図１に示すよ
うに、センサ部11Ａを設けた基板１１が、電極引出リー
ド１２，１３及び基板保持リード１４により挟み込まれ
ている。このため、基板１１の端部で基板保持リード１
４側に曲げられた電極引出リード１２，１３と、基板１
１の端部で電極引出リード１２，１３側に曲げられた基
板保持リード１４とによって該基板１１を支持すること
ができる。また、パッド電極12Ａと電極引出リード１２
とを接続した領域の接着力と、パッド電極13Ａと電極引
出リード１３とを接続した領域の接着力と、基板１１と
基板保持リード１４とを接続した領域の接着力の３つの
接合力により、両者を強固に固定することが可能とな
る。

【００１６】これにより、基板の一部のみでリードフレ
ームを強固に固定できることにより、各種環境下でセン
サ部11Ａを剥き出し状態にして使用可能な小型化学セン
サ等が提供される。本発明の第２のセンサによれば、基
板保持リード１４が途中から２つに分割された形状を有
する。

【００１７】このため、２つに分割されたリードを利用
して第１のセンサ機能に着脱認識機能を付加することが
可能となる。すなわち、基板保持リード１４が分割され
ていない部分ではリードが短絡された状態であり、それ
が２つに分割された部分では２つの端子として作用す
る。この２端子が測定器にコネクタに嵌合され、このコ
ネクタ間に電圧を印加すると、当該センサがコネクタに
嵌合されている場合には、２端子に電流が流れる。反対
に、それがコネクタに嵌合されていない場合には、２端
子に電流が流れない。この電流を検出することにより、
当該センサが測定器に嵌合されているか否かを識別する
ことが可能となる（着脱認識機能）。

【００１８】これにより、当該センサとその測定器との
間が接続不具合等に陥っているかを、測定器側で識別す
ることができる。また、使用者に的確な指示あるいは測
定器への初期化処理等を促すことができる。本発明のセ
ンサの製造方法によれば、センサ基板をリードフレーム
によって挟み込む工程を有する。例えば、補強バーによ
って補強されたセンサ接着部，パッド接合部及びベース
部とを有するリードフレームに、パッド電極を有するセ
ンサ基板が挟みこまれる。

【００１９】このため、リードフレームのセンサ接着部
をセンサ基板に位置合わせすると、センサ基板のパッド
電極がリードフレームのパッド接合部に整合性良く合わ
される。これにより、ボンディング処理が容易になる。
また、本発明のセンサの製造方法によれば、パッド電極
とリードとの間がワイヤーボンディング、導電性のペー
スト、又は、ハンダにより接続される。

【００２０】このため、本数の少ないリードフレームに
より、センサ基板をしっかりと固定すること、及び、確
実に電気的に接合することができる。さらに、本発明の
センサの製造方法によれば、リードフレームに挟み込ま
れたセンサ基板のセンサ部の一部及びリードの一部を残
して樹脂封止する工程を有する。

【００２１】このため、樹脂によって確実にパッド接続
部及びセンサ基板を一体化することができる。これによ
り、導電体部分を重点的に樹脂封止することで、耐環境
性の良い絶縁・保護を行うことができ、様々な環境下に
曝される高信頼度の化学センサ等が提供される。

【００２２】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の各実施例に
ついて説明をする。図２〜８は、本発明の実施例に係る
センサ及びその製造方法を説明する図である。 （１）第１の実施例の説明 図２は、本発明の第１の実施例に係る化学センサの構成
図であり、図２（Ａ)はその平面図であり、図２（Ｂ）
はその側面図である。図２（Ｃ）はその背面図であり、
図３（Ａ），（Ｂ）は、その小型酸素電極の構成図をそ
れぞれ示している。

【００２３】例えば、分析装置で適用可能な酸素濃度を
検出する小型化学センサ100 は、図２（Ａ）に示すよう
に、小型酸素電極21Ａを設けたシリコン基板２１が、パ
ッド接続用リード２２，２３及び基板接合用リード２４
により挟み込まれ、その電極接合部がモールド樹脂２５
により封止されて成る。すなわち、シリコン基板２１は
図１の基板１１の一例であり、小型酸素電極21Ａ及び２
つのパッド電極12Ａ，13Ａを有する。小型酸素電極21Ａ
は、例えば、２×１５ｍｍ程度のシリコン基板２１上に
設けられ、図３（Ａ）に示すようなアノード30Ａ，カソ
ード30Ｂ及び電解質30Ｃを有する。また、図３（Ｂ）に
示すように、これらがガス透過性膜30Ｄにより覆われて
いる。当該酸素電極21Ａの機能は、アノード30Ａとカソ
ード30Ｂとの間に−０．６〜−１．２Ｖの電圧を印加す
ると、カソード30Ｂ上で酸素が還元され、酸素濃度に比
例する電流が流れる。これにより、酸素濃度を測定する
ことができる。

【００２４】パッド接続用リード２２は電極引出リード
１２の一例であり、シリコン基板２１の一方の面でパッ
ド電極12Ａに接続される。当該リード２２は、基板２１
の端部で基板接合用リード２４側に曲げられる。リード
２２は、例えば、厚み０．１５ｍｍ程度の４２アロイ
（Ｆｅ−Ｎｉ合金）を打ち抜法又はエッチング法により
形成されて成る。

【００２５】パッド接続用リード２３は電極引出リード
１３の一例であり、シリコン基板２１の一方の面でパッ
ド電極13Ａに接続される。当該リード２３は、基板２１
の端部で基板接合用リード２４側に曲げられる。リード
２３の材質のリード２２と同様である。基板接合用リー
ド２４は基板保持リード１４の一例であり、図２（Ｃ）
に示すように、シリコン基板２１の背面で接着剤24Ａに
より該シリコン基板２１と接合される。当該リード２４
は、基板２１の端部でパッド接続用リード２２，２３側
に曲げられる。リード２４の材質はリード２２，２３と
同様である。これにより、図２（Ｂ）に示すように、パ
ッド接続用リード２２，２３及び基板接合用リード２４
がシリコン基板２１を挟み込む状態を成す。

【００２６】このリード２２，２３及びリード２４に挟
み込まれた基板２１は、酸素電極21Ａの上部及び測定器
に挿入されるリードの一部を残してモールド樹脂２５に
より封止されている。この樹脂によって確実にパッド電
極12Ａ，13Ａとリード２２，２３との接続部及び背面か
らのリード２４を中心に、基板２１が一体化される。こ
のようにして、本発明の第１の実施例に係る化学センサ
によれば、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、小型酸素
電極21Ａを設けたシリコン基板２１が、パッド接続用リ
ード２２，２３及び基板接合用リード２４により挟み込
まれている。

【００２７】このため、シリコン基板２１の端部で基板
接合用リード２４側に曲げられたパッド接続用リード２
２，２３と、シリコン基板２１の端部でパッド接続用リ
ード２２，２３側に曲げられた基板接合用リード２４と
によって該シリコン基板２１を支持することができる。
また、パッド電極12Ａとパッド接続用リード２２とを接
続した領域の接着力と、パッド電極13Ａとパッド接続用
リード２３とを接続した領域の接着力と、シリコン基板
２１と基板接合用リード２４とを接続した領域の接着力
の３つの接合力により、両者を強固に固定することが可
能となる。

【００２８】また、本発明の第１の実施例によれば、リ
ード２２，２３及びリード２４に挟み込まれた基板２１
が、モールド樹脂２５により封止されている。このた
め、パッド電極12Ａ，13Ａの接続部及び基板２１が、こ
の樹脂２５によって確実に一体化され、耐環境性の良い
絶縁・保護を行うことができる。これにより、様々な環
境下で小型酸素電極21Ａを曝して使用する高信頼度の小
型化学センサ等が提供される。

【００２９】次に、図３〜６を参照しながら本発明の第
１の実施例に係る化学センサの製造方法について説明を
する。図３〜６は、本発明の第１の実施例に係る化学セ
ンサの形成工程図（その１〜４）であり、図３（Ａ），
（Ｂ）は、その工程を説明する小型酸素電極の平面図及
び側面図である。図４は、その工程を説明するリードフ
レームの平面図であり、図５（Ａ），（Ｂ）は、小型酸
素電極をリードフレームに挟み込んだ平面図及び側面図
であり、図６（Ａ），（Ｂ）は、リードフレームの補強
バーを取り除いた平面図及び側面図をそれぞれ示してい
る。

【００３０】例えば、図２に示したような酸素濃度を検
出する化学センサ100 を形成する場合、まず、図３
（Ａ）に示すようなシリコン基板２１の一方の面に小型
酸素電極21Ａと、２つのパッド電極12Ａ，13Ａとを形成
する。例えば、２×１５ｍｍ程度のシリコン基板２１上
に、小型酸素電極21Ａを形成する。当該酸素電極21Ａ
は、その平面図（Ａ）に示すように、アノード30Ａ，カ
ソード30Ｂ及び電解質30Ｃを基板２１上に形成する。ま
た、その側面図（Ｂ）に示すように、アノード30Ａ，カ
ソード30Ｂ及び電解質30Ｃをガス透過性膜30Ｄにより覆
う。これにより、センサ基板３０が得られる。

【００３１】次に、図４に示すようなリードフレーム４
０を形成する。例えば、リードフレーム４０は、厚み
０．１５ｍｍ程度の４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）を金
型によりて打ち抜いて形成するか、もしくは、それをエ
ッチング法により抜いて形成する。リードフレーム４０
は、例えば、センサ基板３０のパッド電極12Ａ，13Ａに
接合するパッド接合部，すなわち、パッド接続用リード
２２，２３となる部分、センサ基板３０を接着するセン
サ接着部，すなわち、基板接合用リード２４となる部
分、ベース部40Ａ及び補強バー40Ｂに画定されるように
打ち抜く。ベース部40Ａは、パッド接続用リード２２，
２３及び基板接合用リード２４をモールド樹脂封止工程
終了に至るまで保持する。補強バー40Ｂは、これらリー
ド２２〜２４及びベース部40Ａとの間を補強するために
渡している。

【００３２】これにより、センサ基板３０のパッド電極
12Ａ，13Ａに接続するリード２２，２３及びセンサ基板
３０に接合するリード２４を有するリードフレーム４０
を形成することができる。なお、リードフレーム４０
は、センサ基板３０と並行して形成しても良く、センサ
基板３０よりも先にリードフレーム４０を形成して置い
ても良い。

【００３３】その後、図５（Ａ）や（Ｂ）に示すよう
に、センサ基板３０をリードフレーム４０に挟み込む。
この際に、リードフレーム４０の基板接合用リード（セ
ンサ接着部）２４とセンサ基板３０との間に接着剤24Ａ
を塗布し、基板３０とリード２４とを接着する。接着剤
24Ａとしては、エポキシ系接着剤あるいはシアノアクリ
レート系接着剤などを使用する。

【００３４】また、パッド電極12Ａ，13Ａとパッド接続
用リード２２，２３との電気的な接続は、ワイヤボンデ
ィング、導電性ペースト、ハンダなどにより行う。ワイ
ヤボンディングの場合には、超音波式ボンダーにより両
者間を金ワイヤー等により接続する。さらに、接合部の
補強としてボンディング部分をエポキシ系接着剤あるい
はシリコーン系接着剤などにより覆って保護する。

【００３５】導電性ペーストの場合には、パッド電極12
Ａとパッド接続用リード２２を覆うように導電性ペース
トを塗布し、同様に、電極13Ａとリード２３に塗布し、
これらを硬化させる。導電性ペーストとしては、接着剤
タイプを使用する。これにより、接着効果も期待でき、
より強固に固定でき、有利である。ハンダ付けの場合に
は、クリーム状のハンダを導電性ペースト同様に塗布
し、赤外線などにより加熱してハンダ付けする。

【００３６】次に、図６（Ａ）に示すように、リードフ
レーム４０に挟み込まれたセンサ基板３０の小型酸素電
極21Ａの一部及びリードの一部を残して樹脂封止する。
この際に、リードフレーム４０の補助バー40Ｂは不要で
あるため除去する。小型酸素電極21Ａの下部及び基板３
０のパッド電極12Ａ，13Ａの接合部分を中心として、モ
ールド樹脂２５を形成する。ここで使用する樹脂２５
は、射出成型機で使用される種類で良く、エポキシ樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン
樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、尿
素樹脂、フェーノル樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂、フッ素樹脂などを使用する。樹脂２５は、当該セ
ンサの使用用途・条件に応じて選択する。

【００３７】本発明の実施例のように、センサ部に小型
酸素電極21Ａを用いる場合には、オートクレーブによる
高圧蒸気滅菌（１２１℃、２．２気圧）処理を施す場合
がある。このため、このような条件に耐える必要があ
る。たとえばエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、フッ素樹脂が耐熱性、接着性、化学的安定性が
優れており、この目的に適している。

【００３８】最後に、リードフレーム４０のベース40Ａ
を除去すると、図２に示したような酸素濃度を検出する
化学センサ100 を形成することができる。これにより、
リードフレーム４０から形成した３本のリード（端子）
２２〜２４を有する小型酸素電極21Ａを搭載した化学セ
ンサが完成する。これらの端子は、例えば、測定器のコ
ネクタと嵌合する。

【００３９】このようにして、本発明の第１の実施例に
係る化学センサの製造方法によれば、補強バー40Ｂによ
って補強されたパッド接続用リード２２，２３、基板接
合用リード２４、ベース部40Ａ及び補強バー40Ｂを有す
るリードフレーム４０に、パッド電極12Ａ，13Ａを有す
るセンサ基板３０が挟みこまれる。このため、リードフ
レーム４０の基板接合用リード２４をセンサ基板３０に
位置合わせすると、センサ基板３０のパッド電極12Ａ，
13Ａがリードフレーム４０のパッド接合部に整合性良く
合わされる。これにより、ボンディング処理が容易にな
る。

【００４０】また、本発明の第１の実施例によれば、パ
ッド電極12Ａ，13Ａとリード２２，２３との間がワイヤ
ーボンディング、導電性のペースト、又は、ハンダによ
り接続される。このため、本数の少ないリード２２〜２
４により、センサ基板３０をしっかりと固定すること、
及び、確実に電気的に接合することができる。

【００４１】さらに、本発明の第１の実施例によれば、
リードフレーム４０に挟み込まれたセンサ基板３０の小
型酸素電極21Ａのセンサ部及びリード２２〜２４の一部
を残して樹脂封止されている。このため、モールド樹脂
２５によって確実にパッド電極12Ａ，13Ａとリード２２
〜２４との接続部を中心に、センサ基板３０を一体化す
ることができる。

【００４２】これにより、導電体部分を樹脂封止するこ
とで、耐環境性の良い絶縁・保護を行うことができ、様
々な環境下に曝される高信頼度の化学センサ等が提供さ
れる。 （２）第２の実施例の説明 図７，８は、本発明の第２の実施例に係る化学センサの
構成図であり、図７はその平面図であり、図８はその機
能説明図をそれぞれ示している。第１の実施例と異なる
のは第２の実施例では、基板接合用リード３４が、途中
から２つに分割された形状を有するものである。

【００４３】すなわち、本発明の第２の化学センサ200
は図７に示すように、センサ基板５０が、パッド接続用
リード３２，３３及び基板接合用リード３４により挟み
込まれ、その電極接合部がモールド樹脂３５により封止
され、更に、当該樹脂３５から４本のリード３２，３
３，34Ａ，34Ｂが引き出されて成る。この基板接合用リ
ード３４は、分割されていない部分ではリード34Ａ，34
Ｂが短絡された状態であり、モールド樹脂３５から露出
した部分では２つ端子として作用する。

【００４４】次に、図８を参照しながらリード34Ａ，34
Ｂの機能を説明する。当該リード34Ａ，34Ｂは、図８に
おいて、当該センサ200 が測定器300 に嵌合されている
か否かを測定器側に識別させるものである（着脱認識機
能）。すなわち、測定器300内で抵抗Ｒを介して電源線
ＶCCに至るコネクタにリード34Ａを接続し、リード34Ｂ
を接地線ＧNDに至るコネクタに接続する。ここで、該リ
ード34Ａと抵抗Ｒの接続点をＡとする。

【００４５】このような回路で、化学センサ200 が当該
測定器300 のコネクタに嵌合されている場合には、図８
に示すように、この２端子間に抵抗Ｒを介して電圧を印
加すると、電流が流れ、Ａ点の電位は「Ｌ」（ロー）レ
ベルになる。反対に、化学センサ200 が測定器300 のコ
ネクタに嵌合されていない場合には、２端子に電流が流
れず、Ａ点の電位は「Ｈ」（ハイ）レベルになる。この
信号論理を検出することにより、当該センサ200 が測定
器300 に嵌合されているか否かが識別される。なお、他
の２本のリード３２，３３は測定器300 内の入出力用オ
ペアンプに接続され、入力Ｂに基づいて酸素濃度が出力
Ｃから出力される。

【００４６】このようにして、本発明の第２の実施例に
よれば、基板接合用リード３４が途中から２つに分割さ
れ、２本のリード34Ａ，34Ｂを有する。このため、２本
のリード34Ａ，34Ｂを有するセンサ200 がコネクタに装
着されていない状態では、測定器300 のＡ点が電源電圧
レベルになり、センサ200 が装着されていると接地線Ｇ
NDレベル（０Ｖ）になることから、それをディジタル回
路で簡単に判断することができる。この２つのリード34
Ａ，34Ｂを利用することにより、第１の実施例のセンサ
機能に着脱認識機能を付加することが可能となる。

【００４７】これにより、当該センサ200 とその測定器
300 との間が接続不具合等に陥っているかを測定器側で
容易に識別することができる。また、使用者に的確な指
示あるいは測定器300 への初期化処理等を促すことがで
きる。例えば、当該センサ200 が外されて再び装着され
た場合等には、新しいセンサに交換されたとして、測定
器300 から使用者に当該センサの校正等を要求すること
ができる。

【００４８】なお、本発明の実施例ではセンサ部11Ａと
して小型酸素電極21Ａの場合を説明したが、酸素電極の
ガス透過膜上に酸素，微生物固定化膜を形成したバイオ
センサ等のセンサ部が露出したセンサに適用できる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンサに
よれば、センサ部を設けた基板が、電極引出リード及び
基板保持リードにより挟み込まれている。このため、基
板の端部で基板保持リード側に曲げられた電極引出リー
ドと、基板の端部で電極引出リード側に曲げられた基板
保持リードとによって該基板を支持することができる。
また、パッド電極と電極引出リードとの接着力と、基板
と基板保持リードとの接着力により、基板とリードとを
強固に固定することが可能となる。

【００５０】本発明の他のセンサによれば、基板保持リ
ードを２つに分割された端子を利用して当該センサの機
能に着脱認識機能を付加することが可能となる。このた
め、当該センサとその測定器との間が接続不具合等に陥
っているかを、測定器側で識別することができる。ま
た、使用者に的確な指示あるいは測定器への初期化処理
等を促すことができる。

【００５１】本発明のセンサの製造方法によれば、リー
ドフレームのセンサ接着部をセンサ基板に位置合わせす
ると、センサ基板のパッド電極がリードフレームのパッ
ド接合部に整合性良く合わされるため、ボンディング処
理が容易になる。また、本発明の製造方法によれば、パ
ッド電極とリードとの間がワイヤーボンディング、導電
性のペースト、又は、ハンダにより接続される。

【００５２】このため、本数の少ないリードフレームに
より、センサ基板をしっかりと固定すること、及び、確
実に電気的に接合することができる。さらに、本発明の
製造方法によれば、リードフレームに挟み込まれたセン
サ基板のセンサ部及びリードの一部を残して樹脂封止さ
れる。このため、樹脂によって確実にパッド接続部及び
センサ基板を一体化することができ、耐環境性の良い絶
縁・保護を行うことができる。

【００５３】これにより、各種環境下でセンサ部を剥き
出し状態にして使用する高信頼度の小型化学センサ等の
提供に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセンサの原理図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る化学センサの構成
図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る化学センサの形成
工程図（その１）である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る化学センサの形成
工程図（その２）である。

【図５】本発明の第１の実施例に係る化学センサの形成
工程図（その３）である。

【図６】本発明の第１の実施例に係る化学センサの形成
工程図（その４）である。

【図７】本発明の第２の実施例に係る化学センサの構成
図である。

【図８】本発明の第２の実施例に係る化学センサの機能
説明図である。

【図９】従来例に係る化学センサの構成図である。

【符号の説明】

100, 200…化学センサ、 300 …測定器、 １１…基板、 １２，１３…電極引出リード、 １４…基板保持リード、 12Ａ，13Ａ…パッド電極、 11Ａ…センサ部、 ２１…シリコン基板、 21Ａ…小型酸素電極 ２２，２３，３２，３３…パッド接続用リード、 ２４，３４，34Ａ，34Ｂ…基板接合用リード、 24Ａ…接着剤、 ２５，３５…モールド樹脂、 ３０，５０…センサ基板、 30Ａ…アノード、 30Ｂ…カソード、 30Ｃ…電解質、 30Ｄ…ガス透過膜、 ４０…リードフレーム、 40Ａ…ベース部、 40Ｂ…補強バー。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 27/404 27/409

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２以上のパッド電極を有するセンサが設
   けられた基板と、 前記基板の一方の面で前記パッド電極に各々接続された
   電極引出リードと、 前記基板の他方の面で該基板に接合された基板保持リー
   ドとを備え、 前記電極引出リード及び基板保持リードが前記基板を挟
   み込む状態を有することを特徴とするセンサ。
2. 【請求項２】 前記電極引出リードは、前記基板の端部
   で基板保持リード側に曲げられ、前記基板保持リード
   は、前記基板の端部で前記電極引出リード側に曲げられ
   ることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
3. 【請求項３】 前記基板保持リードが、少なくとも、前
   記基板の他方の面に接合されたリードの途中から２つに
   分割された形状を有することを特徴とする請求項１記載
   のセンサ。
4. 【請求項４】 少なくとも、一方の面に、２以上のパッ
   ド電極を有するセンサ基板を形成する工程と、 前記センサ基板のパッド電極に接続するリード及び前記
   センサ基板に接続するリードとを有するリードフレーム
   を形成する工程と、 前記センサ基板をリードフレームに挟み込む工程とを有
   することを特徴とするセンサの製造方法。
5. 【請求項５】 前記リードフレームは、前記センサ基板
   を接着するセンサ接着部と、前記センサ基板のパッド電
   極に接合するパッド接合部と、前記センサ接着部及びパ
   ッド接合部とを途中工程に至るまで保持するベース部
   と、前記センサ接着部，パッド接合部及びベース部との
   間を補強する補強バーとを有することを特徴とする請求
   項４記載のセンサの製造方法。
6. 【請求項６】 前記パッド電極とリードとをワイヤーボ
   ンディングにより接続することを特徴とする請求項４記
   載のセンサの製造方法。
7. 【請求項７】 前記パッド電極とリードとを導電性のペ
   ーストにより接続することを特徴とする請求項４記載の
   センサの製造方法。
8. 【請求項８】 前記パッド電極とリードとをハンダによ
   り接続することを特徴とする請求項４記載のセンサの製
   造方法。
9. 【請求項９】 前記リードフレームに挟み込まれたセン
   サ基板のセンサ部及びリードの一部を残して樹脂封止す
   る工程を有することを特徴とする請求項４記載のセンサ
   の製造方法。