JPH09243492A

JPH09243492A - 圧力センサ

Info

Publication number: JPH09243492A
Application number: JP4933696A
Authority: JP
Inventors: Masami Hori; 正美堀; Norikimi Kaji; 紀公梶; Nobuyuki Ibara; 伸行茨; Masahiro Kodo; 正博小堂; Hiroshi Saito; 宏齊藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】温度特性の向上が図れるとともに外力の影響を
受けにくく、且つセンサチップとプリント基板との接続
作業が容易な圧力センサを提供する。【解決手段】ボディ４の底面には円筒状の圧力導入管７
が突設されている。回路部品が実装されたプリント基板
２に設けた嵌合孔２ａには、外鍔６ａを有する円筒状の
金属パイプ６が嵌合され固着されている。この金属パイ
プ６の一端部にセンサチップ１が接着され、ワイヤボン
ディングによってプリント基板２と接続されている。一
方、金属パイプ６の他端部はボディ４に設けられた凹所
４ａに嵌合され、圧力導入管７と連通した状態でボディ
４に固定される。このように、センサチップ１を形成す
るシリコンと熱膨張率の近い金属パイプ６にセンサチッ
プ１と取着しているから、温度特性の向上が図れ、外力
の影響も受けにくい。また、センサチップ１とプリント
基板２との接続作業も容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シリコンの優れた弾性体とし
ての性質を利用し、マイクロマシニング技術によりダイ
ヤフラム部と呼ばれる薄膜部をシリコン基板に形成して
圧力変化を電気信号に変換するようにした圧力センサが
提供されている。図２１はこのような従来の圧力センサ
の一例を示し、シリコンのピエゾ抵抗効果を利用してダ
イヤフラム部の歪みを拡散抵抗の抵抗値変化として検出
するピエゾ抵抗型（あるいは歪みゲージ型）の圧力セン
サであって、半導体基板を加工して薄膜のダイヤフラム
部１ａ及びダイヤフラム部１ａの圧力による歪みを検出
する検出素子（ピエゾ抵抗）が形成されたセンサチップ
１と、少なくとも検出素子の出力を処理する回路が形成
されたプリント基板４０と、内部にセンサチップ１及び
プリント基板４０が収納される合成樹脂製の器体４１
と、器体４１の内部に被圧力検出流体を導入するために
器体４１に一端部が挿通された圧力導入管４２とを備え
ている。

【０００３】器体４１は、矩形函形に形成されたボディ
４１ａと、ボディ４１ａの開口部に気密に取着されるカ
バー４１ｂとで構成され、ボディ４１ａの底面を貫通す
るように略円筒状の圧力導入管４２が一体に形成されて
いる。また、外部の大気を器体４１の内部に導入するた
めに、ボディ４１ａの底面から略円筒状の大気導入管４
３が突設されている。なお、ボディ４１ａには複数の端
子板４４が植設されており、その一端部が各々プリント
基板４０に設けられた端子部４０ａと電気的に接続され
ている。

【０００４】一方、器体４１の内部に収納されるプリン
ト基板４０は、セラミックやガラスエポキシ樹脂により
矩形板状に形成されており、センサチップ１の出力信号
を増幅する増幅回路や出力信号の温度補償を行う温度補
償回路などの処理回路を構成する回路部品が実装されて
いる。また、プリント基板４０には厚み方向に貫通する
矩形の嵌合孔４０ｂが設けられており、この嵌合孔４０
ｂに嵌合させた圧力導入管４２の先端部の表面にセンサ
チップ１がダイボンド接着剤等により接着固定されてい
る。さらに、センサチップ１と、プリント基板４０に形
成されたボンディングパッド４５とが金あるいはアルミ
などから成るワイヤ４６をボンディングすることで接続
されている。なお、センサチップ１のダイヤフラム部１
ａは圧力導入管４２の先端部の開口面と対向させてあ
り、圧力導入管４２を通って導入される被圧力検出流体
（気体や液体）によってセンサチップ１のダイヤフラム
部１ａが歪むことになるから、その歪みを検出素子たる
ピエゾ抵抗の抵抗値変化として取り出すことで圧力を検
出することができるものである。

【０００５】また、センサチップ１並びにプリント基板
４０の表面には、センサチップ１やワイヤ４６並びにプ
リント基板４０の保護や耐湿性向上のためにシリコンゲ
ル４７が塗布されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、センサチップ１をボディ４１ａと一体
に形成された合成樹脂製の圧力導入管４２の先端部に接
着固定しているため、センサチップ１を形成する半導体
基板と圧力導入管４２との熱膨張率の差によって圧力セ
ンサとしての温度特性が劣化するという問題や、器体４
１に加わる外力による影響が圧力導入管４２によってセ
ンサチップ１に伝わり、特性変化が生じ易いという問題
があった。また、センサチップ１とプリント基板４０と
のワイヤボンディングは、センサチップ１及びプリント
基板４０を器体４１内に収納した状態で行わなければな
らず、ワイヤボンディングの作業に手間がかかったり作
業時の熱によって合成樹脂製の器体４１が変形してしま
うという問題があった。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、温度特性の向上が図れ
るとともに外力の影響を受けにくく、且つセンサチップ
とプリント基板との接続作業が容易な圧力センサを提供
するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、半導体基板を加工して薄膜のダ
イヤフラム部及び該ダイヤフラム部の圧力による歪みを
検出する検出素子が形成されたセンサチップと、少なく
とも前記検出素子の出力を処理する回路が形成されたプ
リント基板と、内部に前記センサチップ及び前記プリン
ト基板が収納される器体と、該器体の内部に被圧力検出
流体を導入するために前記器体に一端部が挿通された圧
力導入管と、前記プリント基板を貫通して取着されると
ともに前記圧力導入管の一端部と連通し且つ他端部に前
記センサチップが固定される略筒状の金属パイプとを備
えたものであり、センサチップが取着される金属パイプ
の熱膨張率がセンサチップの熱膨張率に近いために温度
特性の向上が図れ、しかも、圧力導入管とセンサチップ
との間には金属パイプが介在するために外力の影響を受
けにくく、しかも、センサチップは金属パイプを介して
プリント基板に取り付けられるから、器体の内部に収納
する前にセンサチップとプリント基板とを接続すること
ができ、接続作業が容易になるとともに信頼性の向上が
図れる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記金属パイプを圧力導入管として成るものであ
り、部品点数の削減が可能となる。請求項３の発明は、
請求項１又は２の発明において、前記圧力導入管と連通
する連通孔を具備するとともに一方の側面に前記センサ
チップが固着され且つ他方の側面に前記金属パイプが固
着されたガラス製の台座を備えたものであり、センサチ
ップと熱膨張率がさらに近いガラス製の台座を介在させ
ることにより、さらに温度特性の安定化が図れる。

【００１０】請求項４の発明は、上記目的を達成するた
めに、半導体基板を加工して薄膜のダイヤフラム部及び
該ダイヤフラム部の圧力による歪みを検出する検出素子
が形成されたセンサチップと、前記検出素子の出力を処
理する回路が少なくとも形成されたプリント基板と、内
部に前記センサチップ及び前記プリント基板が収納され
る器体と、該器体の内部に被圧力検出流体を導入するた
めに前記器体に一端部が挿通された圧力導入管と、該圧
力導入管と連通する連通孔を具備するとともに一方の側
面に前記センサチップが固着され且つ他方の側面にて前
記プリント基板に固着されたガラス製の台座とを備えた
ものであり、センサチップが取着されるガラス製の台座
の熱膨張率がセンサチップの熱膨張率に近いために温度
特性の向上が図れ、しかも、圧力導入管とセンサチップ
との間には少なくともガラス製の台座が介在するために
外力の影響を受けにくく、しかも、センサチップはガラ
ス製の台座を介してプリント基板に取り付けられるか
ら、器体の内部に収納する前にセンサチップとプリント
基板とを接続することができ、接続作業が容易になると
ともに信頼性の向上が図れる。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１又は２又は３
又は４の発明において、前記センサチップに塗布される
保護用のシリコン系樹脂と、前記プリント基板に塗布さ
れるシリコンゲルとを分離して成るものであり、シリコ
ンゲルがセンサチップに接触することがなくなり、シリ
コンゲルの影響による特性劣化が防止でき、特性の安定
化が図れる。

【００１２】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、前記プリント基板と前記圧力導入管との隙間内に前
記シリコンゲルが回り込むことを防止する防止手段を備
えたものであり、センサチップのダイヤフラム部へのシ
リコンゲルの回り込みによる特性の劣化を防止すること
ができる。請求項７の発明は、請求項１又は２又は３又
は４又は５又は６の発明において、金属製のシールド板
を合成樹脂製の前記器体と一体に形成して成るものであ
り、金属製のシールド板によって器体の強度及び外来ノ
イズに対するシールド性の向上が図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は本発明の第１の実施形態を示す側
面断面図である。なお、本実施形態の基本構成は従来例
と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説
明は省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ
説明する。

【００１４】本実施形態では、図２（ｂ）に示すように
外鍔６ａを有する略円筒状の金属パイプ６をプリント基
板２に取着するとともに、この金属パイプ６の一端部に
センサチップ１を接着固定し、ボディ４及びカバー５か
ら成る合成樹脂製の器体３に一体に突設された円筒状の
圧力導入管７と金属パイプ６とを連通させ、圧力導入管
７によって導入された被圧力検出流体を金属パイプ６を
介してセンサチップ１にまで導くようにしたことに特徴
がある。

【００１５】図２（ａ）に示すように、セラミックある
いはガラスエポキシ樹脂により矩形板状に形成されたプ
リント基板２には、従来例と同様にセンサチップ１の出
力信号を増幅する増幅回路や出力信号の温度補償を行う
温度補償回路などの処理回路を構成する回路部品が実装
されるとともに、金属パイプ６の一端部が嵌合する嵌合
孔２ａが設けてあり、この嵌合孔２ａに一端部を嵌合さ
せることで金属パイプ６がプリント基板２に固定され
る。なお、シリコン系やエポキシ樹脂系等の接着剤によ
ってプリント基板２に金属パイプ６を固着するようにし
てよもい。さらに、図３（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、金属パイプ６の一端部及び嵌合孔２ａの形状を矩形
としてもよい。

【００１６】一方、金属パイプ６は、熱膨張率がシリコ
ンと近い金属材料、例えば４２アロイ等の鉄・ニッケル
合金やコバール等で形成され、ボディ４の底面に設けら
れた凹所４ａに一端部を嵌合させ、接着剤によってボデ
ィ４に気密に固着される。同様に、金属パイプ６の他端
部には、シリコン系やエポキシ樹脂系の比較的に軟らか
い接着剤によってセンサチップ１が気密に固着されてい
る。ここで、凹所４ａの底面にはボディ４と一体形成さ
れた圧力導入管７の一端が開口しており、凹所４ａに嵌
合され固着された金属パイプ６と圧力導入管７とが連通
するため、圧力導入管７より器体３の内部に導入された
被圧力検出流体が金属パイプ６を通してセンサチップ１
のダイヤフラム部１ａまで導かれることになる。

【００１７】金属パイプ６の一端部に固着されたセンサ
チップ１は、プリント基板２に設けられたボンディング
パッド（図示せず）とワイヤボンディングによって電気
的に接続され、プリント基板２上に構成された回路と導
通する。また、センサチップ１並びにボンディングされ
たワイヤ４６を保護するために、ＪＣＲ（Junction Coa
ting Resin）と総称される保護用の樹脂を塗布して成る
保護層８によってセンサチップ１が覆われている。な
お、本実施形態で用いたＪＣＲは、シリコンとの熱膨張
率が近いシリコン系の樹脂である。さらに、プリント基
板２の露出面には耐湿性向上のためにシリコンゲル９が
塗布されている。

【００１８】器体３を構成するボディ４とカバー５は、
ＰＢＴやＰＰＳなどの合成樹脂により形成され、カバー
５から突設された組立爪５ａの先端部に穿設された係合
孔５ｂに、ボディ４の側面に設けられた係合突起４ｂを
係合させることで着脱自在に取り付けられて器体３が組
み立てられる。ここで、ボディ４には複数本の長板状の
端子板１０がインサート成形されており、各端子板１０
の一端部はボディ４内に設けられた端子台４ｃに固定さ
れている。

【００１９】次に、本実施形態の圧力センサの製造工程
を、図４に模式的に示した工程フロー図を参照して簡単
に説明する。まず、裏面にトリミング用の厚膜抵抗Ｒが
形成された平板状のセラミック基板１１の表面に、複数
個のプリント基板２に分割するためのＶノッチ１２を縦
横に形成し、このＶノッチ１２により区割りされた各プ
リント基板２の部分に処理回路を構成するＩＣ１３やセ
ラミックコンデンサ１４などの回路部品と、金属パイプ
６とを実装する（同図（ａ）参照）。さらに、裏面側に
おいて金属パイプ６の先端面に接着剤によってセンサチ
ップ１を気密に固着するとともに、金線１５をワイヤボ
ンディングしてプリント基板２のパターンにセンサチッ
プ１を接続し、さらに、センサチップ１並びに金線１５
を含めたセンサチップ１とパターンとの接続部分に保護
用のＪＣＲを塗布して保護層８を形成する（同図（ｂ）
参照）。

【００２０】それから、Ｖノッチ１２の箇所でセラミッ
ク基板１１を分断することにより、センサチップ１及び
金属パイプ６が実装された複数個のプリント基板２が得
られる（同図（ｃ）参照）。プリント基板２は、ＩＣ１
３や金属パイプ６が実装された表面側を内側にしてボデ
ィ４の内部に収納される。このとき、ボディ４の底面よ
り突出した圧力導入管７の端面並びに端子板１０が固定
されている端子台４ｃの表面には接着剤が塗布されてお
り、プリント基板２がボディ４に接着固定される（同図
（ｄ）参照）。さらに、半田若しくは導電性接着剤１６
によってボディ４に取着されたプリント基板２のパター
ンと各端子板１０とを接続する（同図（ｅ）参照）。

【００２１】その次に、センサチップ１や回路の特性測
定を行ない、プリント基板２に形成されたトリミング抵
抗Ｒをレーザトリミング等の方法で調整した後、プリン
ト基板２の耐湿性を向上させるためにボディ４内にシリ
コンゲル９を注入する（同図（ｆ）参照）。このとき、
ボディ４の底面より突設された大気導入管１７の開口面
をシリコンゲル９によって塞がないようにする必要があ
る。なお、トリミング抵抗Ｒの代わりにボリューム抵抗
をプリント基板２に実装し、ボリューム抵抗によって特
性調整を行うようにしてもよい。

【００２２】そして、ボディ４にカバー５を取り付け
（同図（ｇ）参照）、最後にボディ４の両側面より突出
している複数の端子板１０を裏面側（ボディ４の反開口
面側）に折曲して圧力センサが完成する（同図（ｈ）参
照）。上述のように本実施形態では、センサチップ１と
の熱膨張率の差が小さい金属パイプ６の先端面にセンサ
チップ１を固着したから、従来例のような熱膨張率の差
に起因する温度特性の劣化が生じず、結果的に温度特性
の向上が図れる。また、圧力導入管７とセンサチップ１
との間には金属パイプ６が介在するために外力の影響を
受けにくく、しかも、センサチップ１は金属パイプ６を
介してプリント基板２に取り付けられるから、器体３の
内部に収納する前にセンサチップ１とプリント基板２と
をワイヤボンディングにより接続することができ、接続
作業が容易になるとともに信頼性の向上が図れるという
利点がある。また、本実施形態ではセンサチップ１が保
護層８によって覆われているため、センサチップ１に直
接シリコンゲル９が塗布されることがなく、特性調整後
にシリコンゲル９を塗布することによって生じていた従
来のような特性変化が生じることがないという利点もあ
る。

【００２３】なお、図５に示すように、略中央に連通孔
１８ａを有するガラス製の台座１８の一端面にセンサチ
ップ１を陽極接合し、この台座１８の他端面を金属パイ
プ６の先端面に接着固定してもよく、この場合には、熱
膨張率がセンサチップ１にさらに近いガラス製の台座１
８が介在することにより、さらに温度特性の向上が図れ
るものである。

【００２４】また、図６に示すように、ＪＣＲの保護層
８をセンサチップ１の表面のみに形成するとともに、プ
リント基板２を保護するシリコンゲル９を、センサチッ
プ１が固着されている金属パイプ６の先端面に達しない
程度に塗布することによってシリコンゲル９と保護層８
とを分離するようにすれば、さらに特性変化を防止する
ことができる。

【００２５】（実施形態２）図７は本発明の第２の実施
形態を示す側面断面図であり、一端面にセンサチップ１
が固着された金属パイプ１９の他端部をボディ４より突
出させることにより、金属パイプ１９を圧力導入管に兼
用したことを特徴とするものであって、他の構成は従来
例及び実施形態１と共通であるから、共通する部分には
同一の符号を付して説明は省略する。

【００２６】金属パイプ１９は４２アロイ等の鉄・ニッ
ケル合金により略円筒状に形成されており、実施形態１
と同様に一端部がプリント基板２の嵌合孔２ａに嵌合さ
れ且つ接着固定される。一方、金属パイプ１９の他端部
は、ボディ４の底面に穿設された貫通孔４ｄに挿通され
て外部へ突出させられるとともに、貫通孔４ｄとの隙間
に接着剤２０が充填されてボディ４と固着されている。

【００２７】上述のように、センサチップ１が固着され
る金属パイプ１９を圧力導入管に兼用したため、部品点
数の削減が可能となり、コストダウンと製造工程の簡素
化とが図れるものである。（実施形態３）図８は本発明の第３の実施形態を示す側
面断面図である。なお、本実施形態の基本構成は従来例
並びに実施形態１と共通であり、共通する部分には同一
の符号を付して説明は省略し、本実施形態の特徴となる
部分についてのみ説明する。

【００２８】本実施形態では、図５に示したガラス製の
台座１８の一端面にセンサチップ１を接合するととも
に、図９に示すようにセンサチップ１が接合された台座
１８をプリント基板２１の裏面側に取着し、プリント基
板２１に形成され圧力導入管７と連通した挿通孔２１ａ
を通して被圧力検出流体がセンサチップ１に導かれるよ
うにしたことに特徴を有し、センサチップ１との熱膨張
率の差がほとんどないガラス製の台座１８の一端面にセ
ンサチップ１を接合したため、従来例のような熱膨張率
の差に起因する温度特性の劣化が生じず、結果的に温度
特性の向上が図れるとともに、圧力導入管７とセンサチ
ップ１との間に台座１８が介在するために外力の影響を
受けにくくなるものである。

【００２９】次に、本実施形態の圧力センサの製造工程
を、図１０に模式的に示した工程フロー図を参照して簡
単に説明する。まず、裏面にトリミング用の厚膜抵抗が
形成された平板状のセラミック基板１１の表面に、複数
個のプリント基板２１に分割するためのＶノッチ１２を
縦横に形成し、このＶノッチ１２により区割りされた各
プリント基板２１の部分に処理回路を構成するＩＣ１３
やセラミックコンデンサ１４などの回路部品を実装する
（同図（ａ）参照）。ここで基板には、セラミック基板
１１のように熱膨張率がシリコンと近いものを選択する
のが望ましい。さらに、プリント基板２１の裏面側の挿
通孔２１ａの位置に、センサチップ１が一端面に固着さ
れた台座１８を接着剤によって気密に固着するととも
に、金線１５をワイヤボンディングしてプリント基板２
１のパターンにセンサチップ１を接続し、さらにセンサ
チップ１、台座１８並びに金線１５を含めたセンサチッ
プ１とパターンとの接続部分に保護用のＪＣＲを塗布し
て保護層８を形成する（同図（ｂ）参照）。

【００３０】それから、Ｖノッチ１２の箇所でセラミッ
ク基板１１を分断することにより、センサチップ１が実
装された複数個のプリント基板２１が得られる（同図
（ｃ）参照）。プリント基板２１は、ＩＣ１３等が実装
された表面側を内側にしてボディ４の内部に収納され
る。このとき、ボディ４の底面より突出した圧力導入管
７の端面並びに端子板１０が固定されている端子台４ｃ
の表面には接着剤が塗布されており、プリント基板２１
がボディ４に接着固定される（同図（ｄ）参照）。さら
に、半田若しくは導電性接着剤１６によってボディ４に
取着されたプリント基板２１のパターンと各端子板１０
とを接続する（同図（ｅ）参照）。

【００３１】その次に、センサチップ１や回路の特性測
定を行ない、プリント基板２１に形成されたトリミング
抵抗Ｒをレーザトリミング等の方法で調整した後、プリ
ント基板２１の耐湿性を向上させるためにボディ４内に
シリコンゲル９を注入する（同図（ｆ）参照）。このと
き、ボディ４の底面より突設された大気導入管１７の開
口面をシリコンゲル９によって塞がないようにする必要
がある。なお、トリミング抵抗Ｒの代わりにボリューム
抵抗をプリント基板２１に実装し、ボリューム抵抗によ
って特性調整を行うようにしてもよい。

【００３２】そして、ボディ４にカバー５を取り付け
（同図（ｇ）参照）、最後にボディ４の両側面より突出
している複数の端子板１０を裏面側（ボディ４の反開口
面側）に折曲して圧力センサが完成する（同図（ｈ）参
照）。上述のように本実施形態では、センサチップ１と
の熱膨張率の差がほとんどないガラス製の台座１８にセ
ンサチップ１を固着したから、従来例のような熱膨張率
の差に起因する温度特性の劣化が生じず、結果的に温度
特性の向上が図れる。また、圧力導入管７とセンサチッ
プ１との間に台座１８が介在することにより、外力の影
響を受けにくくすることができる。しかも、センサチッ
プ１は台座１８を介してプリント基板２１に取り付けら
れるから、器体３の内部に収納する前にセンサチップ１
とプリント基板２１とをワイヤボンディングにより接続
することができ、接続作業が容易になるとともに信頼性
の向上が図れるという利点がある。また、本実施形態で
もセンサチップ１が保護層８によって覆われているた
め、センサチップ１に直接シリコンゲル９が塗布される
ことがなく、特性調整後にシリコンゲル９を塗布するこ
とによって生じていた従来のような特性変化が生じるこ
とがない。

【００３３】なお、図１１に示すように、ＪＣＲの保護
層８をセンサチップ１の表面のみに形成するとともに、
プリント基板２１を保護するシリコンゲル９を、センサ
チップ１が固着されている台座１８の先端面に達しない
程度に塗布することによってシリコンゲル９と保護層８
とを分離するようにすれば、さらに特性変化を防止する
ことができる。

【００３４】（実施形態４）図１２は本発明の第４の実
施形態の要部を示す側面断面図である。なお、本実施形
態の基本構成は実施形態３と共通であり、共通する部分
には同一の符号を付して説明は省略し、本実施形態の特
徴となる部分についてのみ説明する。本実施形態では、
図１２に示すようにボディ４の底面より突出した圧力導
入管７の先端部に、プリント基板２１の挿通孔２１ａと
嵌合する突起部２２が設けてあり、突起部２２と挿通孔
２１ａとの凹凸嵌合によってプリント基板２１とボディ
４とを結合するようになっており、これら突起部２２並
びに挿通孔２１ａにて防止手段が構成されている。

【００３５】突起部２２は筒状に形成されており、圧力
導入管７より導入された被圧力検出流体は、突起部２２
を通してセンサチップ１の方へ導かれる。また、突起部
２２の外周面及びその周囲の圧力導入管７の端面にシリ
コン系の接着剤２３が塗布され、比較的に軟らかい接着
剤２３によってプリント基板２１とボディ４とが気密に
接着されている。

【００３６】上述のように、ボディ４側の突起部２２を
プリント基板２１の挿通孔２１ａに嵌合するようにして
防止手段を設けたため、プリント基板２１の表面に塗布
されたシリコンゲルがセンサチップ１の方へ回り込むの
を防止することができる。また、突起部２２の外周面の
分だけボディ４とプリント基板２１との接着面積が増加
し、接着力を向上させることができる。さらに、突起部
２２を挿通孔２１ａに嵌合することでボディ４に対する
プリント基板２１の位置決めが容易になるとともに、プ
リント基板２１の挿通孔２１ａから圧力導入管７の周縁
までの延面距離を延ばすことができ、いわゆる流体のリ
ークパス経路を長くすることができるという利点や、比
較的に軟らかい接着剤２３を使用することで外力による
影響を緩和することができるという利点がある。

【００３７】（実施形態５）図１３（ａ）は本発明の第
５の実施形態の要部を示す側面断面図である。なお、本
実施形態の基本構成は実施形態３と共通であり、共通す
る部分には同一の符号を付して説明は省略し、本実施形
態の特徴となる部分についてのみ説明する。本実施形態
では、図１３（ｂ）に示すようにボディ４の底面より突
出した圧力導入管７の先端部に略環状の溝２４を設けた
点に特徴を有し、この溝２４により防止手段が構成され
ている。

【００３８】すなわち、プリント基板２１を圧力導入管
７の先端部に接着するための接着剤や、あるいはプリン
ト基板２１の表面に塗布されたシリコンゲルが上記溝２
４内に溜まることになる。したがって、接着剤やシリコ
ンゲルがセンサチップ１の方へ回り込むことが防止さ
れ、圧力センサの特性劣化を防ぐことができる。（実施形態６）本発明の第６の実施形態を図１４〜図２
０を参照して説明する。なお、本実施形態の場合も基本
的な構成は実施形態３と共通であるから、共通する部分
については同一の符号を付して説明は省略する。

【００３９】本実施形態は、ボディ４’内に金属製のシ
ールド板２５をインサート成形した点と、器体３’の内
部に大気を導入する大気導入管１７のボディ４’からの
突出位置を変更した点とに特徴を有している。そこで、
まずシールド板２５をインサート成形した点について説
明する。図１４及び図１５に示すように、薄板状の金属
部材を打ち抜き加工するなどして複数の帯板状の端子板
１０を形成する際に、断面形状が略コ字形のシールド板
２５を端子板１０と一体に形成している。ここで、シー
ルド板２５は、複数（７本）の端子板１０のうちでＦＧ
（フレームグランド）端子となる２本の端子板１０の折
曲された先端部分に連結された主片２５ａと、端子板１
０と対向しない方の主片２５ａの両側より立ち上がる一
対の側片２５ｂとで構成される。主片２５ａには圧力導
入管７を逃がすための矩形の逃がし孔２５ｃと、他の端
子板１０との絶縁距離を確保するための切欠部２５ｄと
が設けてある。また、主片２５ａと側片２５ｂとの境界
の折曲部には、大気導入管１７を逃がすための逃がし孔
２５ｅが設けてある。そして、合成樹脂によってボディ
４’が射出成形される際に、図１４に示すように７つの
端子板１０とシールド板２５とをボディ４’にインサー
ト成形し、シールド板２５をボディ４’の開口面に対向
する底部に埋設してある。

【００４０】さらに、本実施形態では、ボディ４’とカ
バー５’を結合して成る器体３’に対して、図１６に示
すような器体３’の略半分を覆うシールドキャップ２６
をカバー５’側から被着している（図１４（ｂ）〜
（ｄ）参照）。このシールドキャップ２６は、矩形板状
の金属部材から成る天板２６ａの各々一対の両側片２６
ｂ，２６ｃを同一の方向に略直角に折曲することで略函
形に形成されている。なお、天板２６ａの長手方向に対
向する両側片２６ｂは一対の切り込み２６ｄによって３
つに分割されており、分割された両端部には器体３’の
側面に突設された係合爪２７と係合する係止孔２６ｅが
設けてある。さらに、この両側片２６ｂの略中央部に
は、天板２６ａの方向に突出する端子片２６ｆがそれぞ
れ設けてあり、これらの端子片２６ｆはＦＧ端子とな
る。このように形成されたシールドキャップ２６は、図
１４に示すように器体３’に対してカバー５’の方から
被嵌され、器体３’の係合爪２７をシールドキャップ２
６の係止孔２６ｅの周部に係合することでシールドキャ
ップ２６が器体３’に取り付けられる。

【００４１】上述のように、合成樹脂製のボディ４’の
底部に金属製のシールド板２５を埋設することにより、
このシールド板２５によってボディ４’の強度を上げる
ことができ、外部から加わる熱や外力によるボディ４’
の変形を生じにくくすることができる。また、金属製の
シールド板２５をボディ４’に埋設することにより、ボ
ディ４’の内部のプリント基板２１に実装されたセンサ
チップ１や回路部品などを電気的にシールドすることも
可能となり、外来ノイズの影響を受けにくくすることが
でき、特性の安定化が図れるのである。さらに、金属製
のシールドキャップ２６を器体３’のカバー５’側から
被着するようにしたため、このシールドキャップ２６に
よってもボディ４’内部のプリント基板２１等がシール
ドされることになり、より高いシールド効果を得ること
が可能である。なお、シールド板２５の一対の側片２５
ｂは必要に応じて省略してもよい。

【００４２】次に、器体３’の内部に大気を導入する大
気導入管１７のボディ４’からの突出位置を変更した点
について説明する。従来例を含めて上記実施形態１〜５
においては、図１７に示すように大気導入管１７は器体
３の長手方向に略直交する方向の一端部より突設されて
おり、プリント基板２１の長手方向の端部中央には大気
導入管１７を逃がすための切欠２８が形成されている
（図１８参照）。このように、切欠２８を設けることで
プリント基板２１の形状が複雑化し、セラミック基板１
１を割って個々のプリント基板２１を形成する際にプリ
ント基板２１の割れやクラックの発生のおそれがある。
そこで、本実施形態では、図１９及び図２０に示すよう
に器体３’の長手方向において圧力導入管７と反対側の
端部より大気導入管１７を突設させるとともに、大気導
入管１７を逃がすことができるようにプリント基板２
１’の長手方向の寸法を短くし、プリント基板２１’の
形状を単純な矩形としている。

【００４３】このように、大気導入管１７の突出位置を
変更することでプリント基板２１’を単純な形状とする
ことができ、セラミック基板１１を割って個々のプリン
ト基板２１’を分割形成する際に割れやクラックが生じ
るのを防止することができるという利点がある。また、
本実施形態では、器体３’の長手方向に対して大気導入
管１７と圧力導入管７とをほぼ同一直線（器体３の中心
線）上に位置させるようにしており、ロボットハンドな
どで圧力センサをチャッキングする際に大気導入管１７
が邪魔になることがなく、チャッキングが容易になると
いう利点もある。

【００４４】一方、ボディ４’の大気導入管１７の両側
には凹部２９が形成してある。この凹部２９は、プリン
ト基板２１’の図１９における下面（ＩＣ１３等が実装
されている面）に少なくとも届く深さとしてあり、シリ
コンゲルを注入するためのシリンジの先端を凹部２９に
挿入することでプリント基板２１’の下面側にまで届く
ため、プリント基板２１’の下面にもシリコンゲルを塗
布することができ、圧力センサとしての信頼性を向上さ
せることができるという利点がある。

【００４５】なお、本実施形態ではセンサチップ１をガ
ラス製の台座１８によってプリント基板２１’に取着し
ているが、実施形態１と同様に金属パイプ６の一端部に
センサチップ１を取着するようにしてもよいことは言う
までもない。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明は、半導体基板を加工し
て薄膜のダイヤフラム部及び該ダイヤフラム部の圧力に
よる歪みを検出する検出素子が形成されたセンサチップ
と、少なくとも前記検出素子の出力を処理する回路が形
成されたプリント基板と、内部に前記センサチップ及び
前記プリント基板が収納される器体と、該器体の内部に
被圧力検出流体を導入するために前記器体に一端部が挿
通された圧力導入管と、前記プリント基板を貫通して取
着されるとともに前記圧力導入管の一端部と連通し且つ
他端部に前記センサチップが固定される略筒状の金属パ
イプとを備えたので、センサチップが取着される金属パ
イプの熱膨張率がセンサチップの熱膨張率に近いために
温度特性の向上が図れ、また、圧力導入管とセンサチッ
プとの間には金属パイプが介在するために外力の影響を
受けにくく、しかも、センサチップは金属パイプを介し
てプリント基板に取り付けられるから、器体の内部に収
納する前にセンサチップとプリント基板とを接続するこ
とができ、接続作業が容易になるとともに信頼性の向上
が図れるという効果がある。

【００４７】請求項２の発明は、前記金属パイプを圧力
導入管として成るので、部品点数の削減が可能となり、
コストダウンと製造工程の簡素化とが図れるという効果
がある。請求項３の発明は、前記圧力導入管と連通する
連通孔を具備するとともに一方の側面に前記センサチッ
プが固着され且つ他方の側面に前記金属パイプが固着さ
れたガラス製の台座を備えたので、センサチップと熱膨
張率がさらに近いガラス製の台座を介在させることによ
り、さらに温度特性の安定化が図れるという効果があ
る。

【００４８】請求項４の発明は、半導体基板を加工して
薄膜のダイヤフラム部及び該ダイヤフラム部の圧力によ
る歪みを検出する検出素子が形成されたセンサチップ
と、前記検出素子の出力を処理する回路が少なくとも形
成されたプリント基板と、内部に前記センサチップ及び
前記プリント基板が収納される器体と、該器体の内部に
被圧力検出流体を導入するために前記器体に一端部が挿
通された圧力導入管と、該圧力導入管と連通する連通孔
を具備するとともに一方の側面に前記センサチップが固
着され且つ他方の側面にて前記プリント基板に固着され
たガラス製の台座とを備えたので、センサチップが取着
されるガラス製の台座の熱膨張率がセンサチップの熱膨
張率に近いために温度特性の向上が図れ、しかも、圧力
導入管とセンサチップとの間には少なくともガラス製の
台座が介在するために外力の影響を受けにくく、しか
も、センサチップはガラス製の台座を介してプリント基
板に取り付けられるから、器体の内部に収納する前にセ
ンサチップとプリント基板とを接続することができ、接
続作業が容易になるとともに信頼性の向上が図れるとい
う効果がある。

【００４９】請求項５の発明は、前記センサチップに塗
布される保護用のシリコン系樹脂と、前記プリント基板
に塗布されるシリコンゲルとを分離して成るので、シリ
コンゲルがセンサチップに接触することがなくなり、シ
リコンゲルの影響による特性劣化が防止でき、特性の安
定化が図れるという効果がある。請求項６の発明は、前
記プリント基板と前記圧力導入管との隙間内に前記シリ
コンゲルが回り込むことを防止する防止手段を備えたの
で、センサチップのダイヤフラム部へのシリコンゲルの
回り込みによる特性の劣化を防止することができるとい
う効果がある。

【００５０】請求項７の発明は、金属製のシールド板を
合成樹脂製の前記器体と一体に形成して成るので、金属
製のシールド板によって器体の強度及び外来ノイズに対
するシールド性の向上が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す側面断面図である。

【図２】（ａ）は同上におけるプリント基板、（ｂ）は
金属パイプをそれぞれ示す斜視図である。

【図３】（ａ）は同上における他の構成のプリント基
板、（ｂ）は他の構成の金属パイプをそれぞれ示す斜視
図である。

【図４】同上の製造工程を説明するための図である。

【図５】（ａ）は同上における他の構成の要部を示す斜
視図、（ｂ）は同図（ａ）の側面断面図である。

【図６】同上の他の構成を示す側面断面図である。

【図７】実施形態２を示す側面断面図である。

【図８】実施形態３を示す側面断面図である。

【図９】同上の要部を示す斜視図である。

【図１０】同上の製造工程を説明するための図である。

【図１１】同上の他の構成を示す側面断面図である。

【図１２】実施形態４を示す要部の側面断面図である。

【図１３】実施形態５を示し、（ａ）は要部の側面断面
図、（ｂ）は要部の斜視図である。

【図１４】実施形態６を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）
は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は同図（ａ）の
Ａ−Ｃ線断面図、（ｄ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図
である。

【図１５】同上のシールド板を示す斜視図である。

【図１６】同上のシールドキャップを示す斜視図であ
る。

【図１７】同上を説明するための説明図である。

【図１８】同上を説明するための説明図である。

【図１９】同上のカバーを取った状態の斜視図である。

【図２０】同上を示す斜視図である。

【図２１】従来例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同
図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

１センサチップ２プリント基板３器体４ボディ５カバー６金属パイプ７圧力導入管８保護層９シリコンゲル１０端子板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小堂正博大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者齊藤宏大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板を加工して薄膜のダイヤフラ
ム部及び該ダイヤフラム部の圧力による歪みを検出する
検出素子が形成されたセンサチップと、少なくとも前記
検出素子の出力を処理する回路が形成されたプリント基
板と、内部に前記センサチップ及び前記プリント基板が
収納される器体と、該器体の内部に被圧力検出流体を導
入するために前記器体に一端部が挿通された圧力導入管
と、前記プリント基板を貫通して取着されるとともに前
記圧力導入管の一端部と連通し且つ他端部に前記センサ
チップが固定される略筒状の金属パイプとを備えたこと
を特徴とする圧力センサ。
【請求項２】前記金属パイプを圧力導入管として成る
ことを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】前記圧力導入管と連通する連通孔を具備
するとともに一方の側面に前記センサチップが固着され
且つ他方の側面に前記金属パイプが固着されたガラス製
の台座を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の
圧力センサ。
【請求項４】半導体基板を加工して薄膜のダイヤフラ
ム部及び該ダイヤフラム部の圧力による歪みを検出する
検出素子が形成されたセンサチップと、前記検出素子の
出力を処理する回路が少なくとも形成されたプリント基
板と、内部に前記センサチップ及び前記プリント基板が
収納される器体と、該器体の内部に被圧力検出流体を導
入するために前記器体に一端部が挿通された圧力導入管
と、該圧力導入管と連通する連通孔を具備するとともに
一方の側面に前記センサチップが固着され且つ他方の側
面にて前記プリント基板に固着されたガラス製の台座と
を備えたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】前記センサチップに塗布される保護用の
シリコン系樹脂と、前記プリント基板に塗布されるシリ
コンゲルとを分離して成ることを特徴とする請求項１又
は２又は３又は４記載の圧力センサ。
【請求項６】前記プリント基板と前記圧力導入管との
隙間内に前記シリコンゲルが回り込むことを防止する防
止手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の圧力セ
ンサ。
【請求項７】金属製のシールド板を合成樹脂製の前記
器体と一体に形成して成ることを特徴とする請求項１又
は２又は３又は４又は５又は６記載の圧力センサ。