KR20110130359A - 압력 센서 - Google Patents

Abstract

압력 센서는 포트형 감지 부품과, 지지 링, 그리고 상기 포트형 감지 부품과 지지 링 사이의 신축성 있는 억지 끼워 맞춤을 제공하여 실질적으로 동일한 높이의 랩 조인트를 형성하기 위한 복수 개의 억지 끼워 맞춤 슬릿을 포함한다. 센서는 또한, 지지 링의 내측에 배치되어 안정적인 장착을 제공하는 평면형 장착 탭에 부착되는 전자 기판을 포함한다. 겔 유동 배리어가 제공되어 원하지 않는 비전도성 겔로부터 전자 기판의 소정의 특징부를 보호하는 역할을 한다. 또한, 양 단부를 구비한 대칭형의 테이퍼지게 형성된 접점 스프링을 사용함으로써 제조 비용 절감 효과를 달성할 수 있으며 센서의 계면 연결부의 정렬 개선 효과를 달성할 수 있다.

Description

압력 센서{PRESSURE SENSOR}

본 발명은 개괄적으로 말하여 압력 센서에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하자면, 압력 변화를 감지하여 이러한 변화에 관한 전기 신호를 발생시키기 위한 스트레인 게이지(strain gauge) 기술을 사용하는 한편 상기 신호의 처리 및 증폭을 위한 전자 기술을 채용하는 센서에 관한 것이다.

유체 압력 변화를 해당 전기 신호로 변환하기 위해 스트레인 게이지 기술을 사용한다는 사실이 널리 공지되어 있긴 하지만, 제조가 보다 용이하면서 신뢰성이 보다 향상되고 또한 최적의 평균 예상 수명을 갖춘 센서가 필요한 실정이다. 또한, 주어진 용례에서 센서가 보다 경제적인 방식으로 사용될 수 있도록 센서의 생산 비용을 최소화하며, 이에 따라 양산 제조 기술을 사용하여 비용을 절감하면서 생산량은 증가시킬 수 있는 방안이 필요하다.

본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제 6,763,724 호에는 스트레인 게이지 기술을 사용하는 압력 센서가 개시되어 있다. 상기 특허에서 청구되고 있는 바와 같은 압력 센서는, 일 단부가 유체 수용을 위해 개방되어 있으며 반대쪽의 폐쇄형 받침 단부에는 다이아프램이 일체형으로 형성되어 있는 관상의 포트형 끼움부(port fitting)와, 각진 형상의 방위 설정 특징부, 그리고 지지 부재를 수용하여 상기 받침 단부 상에 상기 지지 부재를 체결하기 위한 체결 특징부를 포함한다. 상기 지지 부재는 다이아프램의 상부에 수용되어 있는 개구를 구비한 평평한 표면의 단부 벽을 포함하며, 상기 개구는 글래스(glass) 재료를 이용하여 상기 다이아프램에 접합되어 있는 스트레인 게이지 센서 부품과 정렬되어 있다. 상기 스트레인 게이지 센서 부품은 가요성 회로 조립체의 접합 돌출부 상의 회로 패드에 와이어를 통해 연결되어 있으며, 상기 와이어는 실리콘 겔을 사용하여 피막 처리되어 있다. 전술한 바와 같은 참조 특허의 전체 내용 및 교시내용은 그대로 본 명세서에 참조로써 인용되고 있다.

자동차 관련 용례에서, 압력 센서는 적은 비용으로 대량 생산이 가능하여야하며 특히, 안전을 우선으로 하는 용례(예를 들어, 제동 시스템)에서는 가혹한 환경 하에서도 높은 신뢰성을 갖추어야만 한다. 스트레인 게이지 기술을 기반으로 하는 압력 센서 및 힘 센서 조립체의 경우, 전자 기판에서 감지 부품인 다이아프램에 기계적 응력(습도, 열 팽창 등에 기인함)이 가해지는 것을 차단하기 위해서는, 이른바 "지지 링(support ring)"의 사용이 수반되어야 한다. 기존 실례를 보면, 상기 지지 링은 금속(전자 기판에 납땜 처리되거나 포트형 감지 부품 구조에 맞대기 용접되는 경우)이나 플라스틱[전자 기판에 접착제를 사용하여 접착되거나 포트형 감지 부품 구조에 스냅 끼워 맞춤(snap-fit) 되는 경우]으로 제조되어 왔다. 이러한 지지 링과 그 부착물은, 감지 부품과 전자 기판 사이의 성공적인 와이어 접합을 위해, 안정적인 기단 구조(platform)를 제공하여야 한다. 또한, 금속 지지 링은 전자 기판의 디커플링 커패시터(decoupling capacitor)와 포트형 감지 부품 구조 사이의 통전 경로로서의 역할을 한다. 기존 실례에서, 전술한 바와 같은 지지 링은 센서 조립체의 내부 구성 요소이며 지지 링의 둘레에 센서 보호 하우징이 설치된 후에는 취급 대상에서 제외된다.

일관성 있는 용접 공정의 수행을 위해서는, 상기 지지 링의 립(lip) 부분이 울퉁불퉁한 부분(burr) 없이 균일한 두께로 형성되어 포트형 감지 부품에 맞대어 평평하게 안착되는 것이 중요하다. 그러나, 실제 경우에, 상기 립 부분은 성형이 어려우며, 레이저 용접기가 포트 계면 위치에 지지 링을 용접하지 못하는 일이 발생하거나, 지지 링의 전소 또는 지지 링과 포트형 감지 부품 사이의 과도한 간극으로 인한 결함으로 인해 용접 불량이 초래될 수 있다.

압력 센서 조립체에 있어서, 종래 기술에 공지되어 있는 바와 같은 보호용 겔(gel)이 와이어 접합부와, 글래스 및 게이지 상에 도포되어 부식(특히, 와이어 접합부의 경우) 및 열화(특히, 글래스의 경우)를 방지할 목적으로 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 겔에 내포되어 있는 기포 또는 공극은 때때로 그 위치에 따라 부식 또는 열화를 허용하거나, 와이어 접합부 또는 기타 접합부에 기계적 손상을 야기하기도 한다. 이러한 문제로 인해, 겔은 용이하게 검사 가능한 것이 바람직하다. 또한, 전기 접점이 탄성적으로 장착되어 있는 패드 상의 겔(전기 절연체)의 존재는 의도하지 않은 접점의 개방 또는 간헐적 접속을 야기할 수 있다. 통상적으로, 인쇄 회로 기판(PCB)에는 와이어 접합부용 창이 마련되어 와이어가 와이어 접합부용 창을 관통하여 스트레인 게이지에 연결되며 여기서, 상기 와이어 접합부용 창은 대체로 장방형으로 형성되어 있다. 전술한 바와 같은 압력 센서 조립체는, 허용 오차 누적값을 고려하여, 다이아프램의 외경에 가장 가까운 글래스의 가장자리가 인쇄 회로 기판에 의해 가려질 수 있도록 하기에 충분한 크기로 형성된다. 이 경우에는 그러나, 인쇄 회로 기판과 다이아프램 사이의 수직 방향 간극이 극도로 좁기 때문에 이 영역에서의 겔의 유동이 불가능할 수 있어, 글래스(상부에 스트레인 게이지가 장착되어 있음)의 열화를 방지하기가 불가능할 수 있다[출력 신호의 오프셋 시프트(offset shift)의 원인이 됨]. 따라서, 가장 바깥쪽으로 위치한 글래스 상에서의 겔의 유동을 허용하기에 용이한 구조가 필요하다. 종래 기술의 일 해결 방안에 따르면, 전략적으로 배치되어 있는 SMT 구성 요소의 조합체를 사용하는 한편, 플라스틱 겔로 이루어진 차단 구성 요소를 사용하여 겔이 의도하지 않은 위치로 유동하는 것을 방지하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 경우에는 비용 증가의 원인이 되는 추가 구성 요소를 사용하지 않고 겔의 유동을 조종할 수 있어야만 하며, 특히 경우에 따라서는, 고정 구성 요소인 회로 기판이 추가로 필요하기 때문에, 공간 활용에 있어 부정적인 영향을 미치게 된다.

예를 들어, 자동차 브레이크 시스템에 사용되는 종래 기술의 압력 센서의 경우, 압력 센서와 전자 제어 장치(ECU) 사이의 연결부를 필요로 한다. 이러한 연결부로는 대게 스프링이 사용되거나, 스프링 장전식 포고 핀(pogo pin) 접점이 사용되어 왔다. 또한, 상기 연결부는 전자 제어 장치의 일부 구성 요소로서 또는 센서 조립체의 일부 구성 요소로서 마련되어 왔다. 종래 기술의 압력 센서는 통상적으로, 한 개 또는 두 개의 직경을 갖는 비교적 값비싼 포고 핀 또는 스프링을 사용한다. 일부 용례에서, 상기 스프링은 대칭형으로 형성되어 있지 않으며 조립 공정 중에 수동으로 장착되어야만 한다. 또한, 스프링이 센서 내측 및 전자 제어 장치 상에 마련되는 타겟 패드와 접촉하는 것을 보장하기 위해서는 스프링의 기계적인 안내 작동을 보장하는 것이 중요하다. 이 외에도, 스프링의 좌굴 현상을 방지하여야 하며, 스프링이 그 축선을 따라 자유롭게 이동하여 필요한 접촉력을 제공할 수 있도록 구성할 필요가 있다.

다음으로, 포고 핀의 경우에는 스프링의 둘레에 기계 가공된 하우징을 필요로 하며 따라서 별도의 조립 작업을 필요로 하기 때문에 포고 핀을 사용한 해결 방안은 비용이 많이 든다. 또한, 상기 스프링은 조달 및 취급이 어렵고 또한 기계적인 안내 작동을 필요로 하기 때문에 대부분의 고객은 전자 제어 장치의 일부 구성으로서 스프링을 제공하는 방안을 선호하지 않는다. 현재 채용되고 있는, 센서 조립체의 일부 구성으로서 스프링을 제공하는 방안 또한, 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하는 다중 구성 요소로 이루어진 부분 조립체(sub assembly)를 필요로 하는 한편 조립 동안 부품의 방위 설정 과정을 복수 회에 걸쳐 수행하거나 기타 다른 특별한 조치(예를 들어, 스프링이 중력으로 인해 낙하하는 것을 방지하기 한 조치)들을 필요로 한다. 또한, 스프링을 인서트 사출 성형(insert molding)하는 방안 또한 어려움이 있는데, 그 이유는 스프링에 대해 금형을 적절하게 밀봉하기 위한 방법, 금형의 플래쉬(flash) 현상을 방지하기 위한 방법 및 스프링의 선단부의 방위를 그 타겟 접점 패드를 향해 정확하게 설정하기 위한 방법 등이 심각한 어려움을 야기할 가능성이 있기 때문이다. 이 외에도, 스프링의 취급에 드는 비용이 없어지는 것이 아니라 단지 공급 체인으로 옮겨가는 형국으로 비용 면에서도 이점이 없다.

종래 기술의 압력 센서는 값비싼 접점 조립체와, 심 용접(seam welding) 구성 요소 및 전자 기판 상의 소정 영역으로부터의 보호용 겔이 유동하는 것을 차단하기 위한 겔 차단 요소를 사용한다. 이러한 종래 기술의 압력 센서의 구성과는 대조적으로, 본 발명에 따른 실시예들은 단일 전자 기판과, 환경 개선 및 보호 효과가 있으면서 대량 생산이 보다 용이하고 비용이 저렴한 접점 조립체를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 압력 센서는 포트형 감지 부품, 그리고 적어도 하나의 장착 탭(tab)을 포함하는 지지 링으로서, 복수 개의 억지 끼워 맞춤을 이용하여 포트형 감지 부품과 신축성 있는 억지 끼워 맞춤을 달성하여 지지 링과 포트형 감지 부품의 대향하는 측벽이 실질적으로 동일한 높이의 랩 조인트(lap joint)를 형성하도록 구성되는 지지 링을 포함한다. 센서는 또한, 상기 지지 링의 내측에 배치되어 상기 적어도 하나의 장착 탭에 부착되고 복수 개의 접점 패드를 포함하는 전자 기판을 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 포트형 감지 부품과 지지 링을 연결하는 경우 크기가 상당히 큰 처리 창을 제공하도록 상기 구성 요소들이 정렬되어 함께 결합될 수 있다. 이러한 구성은 또한, 포트형 감지 부품을 지지 링에 용접하는 경우 포트형 감지 부품이 레이저에 의해 전소되는 것을 방지한다. 포트형 감지 부품 또는 지지 링은 복잡한 특정 기하학적 형상으로 형성될 필요가 없으며, 이러한 이유로, 지지 링의 가장자리의 상태가 용접 성능에 크게 영향을 미치지 않음에 따라 보다 크기가 큰 처리 창이 마련된다.

이러한 구성에 의하면, 센서에 별도의 외부 하우징 구성 요소가 마련되지 않으므로 비용 절감 효과가 있다. 또한, 신축성 있는 억지 끼워 맞춤의 덕택으로 기존 레이저 용접 장치와 호환성이 있어 상당한 비용 절감 효과를 달성할 수 있으며 또한 저항성 용접에 적합한 형태로도 변경 가능하다. 또한, 본 발명의 구성에 의하면, 최종 조립 완료된 상태에서 지지 링이 노출되어 있음에 따라 보다 강건한 취급이 가능하다. 이외에도, 지지 링의 선택적인 도금 처리 과정을 필요로 하지 않기 때문에 비용 절감 효과를 기대할 수 있으며 이러한 구성은 또한 레이저 관통 용접 방법과 접목이 가능할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 상기 지지 링에는 적어도 세 개의 평면형 장착 탭이 마련되며, 전자 기판은 대응 평면형 장착 탭에 납땜 처리되는 부착 패드 및 상기 적어도 세 개의 평면형 장착 탭에 대응하는 접점 패드를 포함한다. 이렇게 해서 얻어진 안정적인 구조의 덕택으로 전자 기판에 탄성을 제공하여 깨지기 쉬운 전자 구성 요소의 파손을 방지할 수 있으며 또한 계면 연결부의 접점 스프링에 대한 기계적 지지 효과를 제공할 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 전자 기판은, 와이어 접합을 촉진하고 센서 접점의 가시성을 확보하기 위하여 센서 접점으로의 접근을 허용하는 크기가 큰 와이어 접합부용 창을 추가로 포함한다. 종래 기술의 와이어 접합부 창의 장방형 형상을 변경함으로써 기포 및 공극의 형성, 및 분배된 보호용 겔과 스트레인 게이지의 검사 필요성을 포함하는 다수의 문제를 해결할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이러한 크기가 큰 와이어 접합부 창은 코너가 둥글게 형성되어 있으며 포트형 감지 부품 상에 장착되어 있는 스트레인 게이지의 보다 긴 측면을 대략 축선으로 하여 길게 연장하도록 형성되어 있다. 이러한 구성은 와이어 접합부 창 내부에 분배된 보호 겔과 스트레인 게이지의 검사를 촉진하며 스트레인 게이지에 대하여 창이 비스듬하게 형성됨에 따른 문제를 줄여준다. 이에 추가하여, 상기 크기가 큰 와이어 접합부의 형상에 따라 보호 겔의 분배 시에 기포 및 공극의 감소를 촉진할 수 있는 것으로 밝혀져 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 전자 기판 상의 겔 유동 배리어(barrier)는 겔 유동의 방향을 변경하기 위한 해자부(moat)를 포함한다. 이러한 해자부는 하나 이상의 트렌치(trench)를 형성하는 하나 이상의 벽을 포함한다. 상기 해자부는 보호용 겔에 대하여 젖음(wetting) 특성을 나타내지 않는 표면을 구비한 상부 층을 포함한다. 의도하지 않게 겔을 내포하게 되는 겔 차단벽을 제거함으로써 전자 기판에 부착될 필요가 있는 별도 부품의 개수를 줄일 수 있다. 이와 같이 구성 요소를 제거하는 효과 외에도, 다른 구성 요소가 하나의 겔 차단벽 상에 포획될 가능성 또한 배제할 수 있다.

겔 유동 배리어를 형성하기 위한 기법은, 겔 유동으로부터 보호할 기판 특징부를 둘러싸는 전자 인쇄 회로 기판의 복수 개의 다층 벽 및 대응 트렌치를 제조하는 단계를 포함한다. 상기 복수 개의 다층 벽은 보호할 기판 특징부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 해자부를 제공하는 트렌치를 형성한다. 이러한 기법은 겔 유동을 관리하기 위한 비용 효과적인 수단을 제공하며 전자 기판 상의 특징부를 원하지 않는 겔 유동으로부터 보호하기 위한 융통성 있는 배치를 가능하게 한다. 겔 도포 기법은 보호용 겔에 대하여 젖음 특성을 나타내지 않는 표면을 구비한 겔 유동 배리어를 전자 기판 상에 제공하는 단계와, 전기 접점 패드를 보호하도록 겔 유동 배리어를 배치하는 단계, 그리고 크기가 큰 와이어 접합부 창을 제공하는 단계를 포함한다. 겔 유동은, 겔 유동 배리어가 겔의 방향을 변경하여 겔이 전기 접점 패드 상으로 유동하는 것을 방지하도록 전자 기판 상의 와이어 접합부 패드 상부 및 크기가 큰 와이어 접합부 창 내로 겔을 분배하는 방식으로 관리된다.

예시적인 계면 연결부 조립체는, 탄성 접점 부재를 유지하도록 구성되는 상부 스프링 가이드, 그리고 상부 스프링 가이드에 부착되도록 구성되는 하부 스프링 가이드를 포함한다. 상기 탄성 접점 부재는, 양 단부를 구비한 대칭형의 스프링을 포함하며, 스프링의 각각의 단부에 마련된 접점이 스프링의 중심 축선/중심선에 보다 가까이 위치하도록 상기 스프링의 양 단부는 테이퍼지게 형성된다. 이러한 계면 연결부 조립체는 값비싼 포고 핀이나 인쇄 회로 기판을 사용하지 않으면서 효과적인 스프링 유지 효과를 달성할 수 있다. 연결부는 별개로 사전 조립될 수 있으며, 일부 환경 하에서는 또한 이러한 사전 조립 과정이 스트레인 게이지를 조립하는 데 필요한 청정실의 외부에서 이루어질 수도 있으며, 또한, 대칭 형성의 스프링은 제조 과정에 있어서의 방위 설정에 따른 영향을 줄여 스프링의 자동 공급을 허용한다.

또 다른 실시예에 있어서, 계면 연결부에서의 스프링은 상기 스프링의 선단 중심이 전자 기판 상의 접점 수용 패드의 중심에 보다 더 가까이 정렬되도록 하기 위하여 원추형으로 테이퍼지게 형성되어 있다. 제 1 테이퍼형 부분은 스프링 선단의 직경이 효과적으로 감소되도록 하며, 이에 따라 스프링의 선단이 전자 기판 또는 전자 제어 장치의 접점 패드를 향해 조준되는 경우 스프링의 위치 설정이 보다 용이하게 이루어지도록 한다. 또한, 제 2 테이퍼형 부분은 스프링 가이드 내에서의 스프링의 신뢰성 있는 포획 및 유지를 허용한다.

전술한 바와 같은 구성 및 방법은 패키징 기술(packaging)을 촉진하여 대량 생산을 가능하게 하는 한편 높은 신뢰성을 달성할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예들은 미국 매사추세츠주 에틀보로(Attleboro)에 소재하는 센사타 테크놀로지 인코포레이티드(Sensata Technologies, Inc.)에 의해 제조되는 바와 같은 장치에 채용될 수도 있다.

전술한 내용은, 첨부 도면에 예시되고 있는 바와 같은 본 발명에 따른 특정 실시예에 관한 이하의 설명으로부터 분명하게 이해될 수 있을 것이다. 여기서, 서로 다른 전체 도면에 걸쳐 동일하거나 유사한 부분에는 동일한 도면 부호가 사용되고 있다. 또한, 첨부 도면에 구성 요소가 실제 크기로 도시되어야 하는 것은 아니며 본 발명에 따른 원리를 설명하기 위해 필요한 경우 강조되어 도시되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 압력 센서의 상면도.
도 2a는 도 2의 선 A-A을 따라 취한 단면도.
도 3은 도 1의 압력 센서의 전자 기판을 도시한 상면도.
도 4는 도 3의 전자 기판의 저면도.
도 5는 도 3의 겔 유동 배리어를 도시한 단면도.
도 5a는 도 5의 겔 유동 배리어의 상면도.
도 6은 도 1의 접점 스프링을 도시한 도면.
도 6a는 스프링 선단의 접점을 도시한 도 6의 접점 스프링의 상면도.
도 7은 가변 피치의 활성 코일을 구비한 도 6의 접점 스프링과 유사한 접점 스프링을 도시한 도면.

본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 압력 측정에 사용하기 위한 새로운 압력 센서를 제공한다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 소정의 인쇄 회로 기판(PCB) 특징부 및 구성 요소를 인쇄 회로 기판의 다른 영역에 도포되어 있는 보호용 겔과 격리시키는 역할을 하는 새로운 구성의 겔 유동 배리어를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 허용 오차 누적에 따른 영향을 최소화하면서 압력 센서의 제조를 촉진하도록 되어 있는 새로운 구성의 접점 스프링을 포함한다. 특히, 일 실시예에 있어서, 지지 링은 단일 전자 기판을 안정적으로 지지하는 한편, 예를 들어, 양 단부가 원추형으로 점점 가늘어지는 형상의 양단 구조의 대칭형 스프링과 같은 탄성 접점 부재를 지지하는 평면형 장착 탭을 포함한다.

도 1에는 일 실시예에 따른 구성을 갖는 압력 센서(100)가 도시되어 있다. 압력 센서(100)는 상호 결합되어 있는 하부 스프링 가이드(134)(이하, 하부 접점 하우징이라고도 함)와 상부 스프링 가이드(120)(이하, 상부 접점 하우징이라고도 함)로 이루어진 접점 수용 부분 조립체(108)를 포함한다. 이러한 접점 수용 부분 조립체(108)는 지지 링(110)에 결합되어 있으며, 지지 링(110)은 다시 포트(port)형 감지 부품(114)에 결합되어 있다.

일 실시예에서, 하부 스프링 가이드(134)는 스냅 끼워 맞춤 연결부(130)를 사용하여 상부 스프링 가이드(120)에 결합된다. 접점 수용 부분 조립체(108)에는 복수 개의 접점 스프링(118a 내지 118n)[총칭하여 접점 스프링(118) 또는 스프링(118)이라고도 함]이 마련되어 있으며, 이들 접점 스프링은 대응하는 스프링 유지부(116a 내지 116n)에 의해 적소에 유지된다. 포트형 감지 부품(114)은 유입 챔버(126)를 구비하며 포트형 끼움부(112)에 결합되어 있다. 지지 링(110)에는 적어도 하나의 억지 끼워 맞춤 슬릿(132)이 마련되어 있다. 또한, 지지 링(110)에는, 인쇄 회로 기판(122)(PCB)이라고도 하는 전자 기판(122)을 지지하며 전자 기판(122)과 전기적으로 접촉하기 위한 평면형 장착 탭(tab)(124a 내지 124n)[총칭하여 평면형 장착 탭(124)이라고도 함]이 마련되어 있다.

작동 시에, 다이아프램 상의 글래스 표면에 배치되어 있는 실리콘제 스트레인 게이지(182)(도 1에는 도시하지 않음)가 신호를 발생시키며, 상기 다이아프램은 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)(도 3)을 통과하여 전자 기판(122) 상의 연결부까지 연장되는 와이어를 통해 전자 기판(122)에 결합되어 있다. 다이아프램이 유체 압력에 반응하여 반구형으로 부풀어 오름에 따라 스트레인 게이지(182)에서의 변형률 측정이 이루어지도록 구성되어 있다. 이러한 실리콘제 스트레인 게이지(182)는 전자 기판(122) 상의 내부 전자 소자에 결합되어 있는 휘스톤 브리지(Wheatstone bridge) 장치에 와이어로 연결되어 유체 압력을 반영하는 오프셋 조건부 온도 보상 전자 출력 값을 제공한다. 전자 기판(122)은 신호 조절을 위한 주문형 집적 회로와 필터링 및 정전기 방전(ESD) 보호를 위한 기타 다른 구성 요소를 포함한다.

예를 들어, 자동차 브레이크 시스템에서의 압력 센서(100)와 전자 제어 장치(도시하지 않음) 사이의 전기적 연결은 접점 스프링(118)을 사용하여 이루어진다. 물론, 이러한 접점 스프링 대신 다른 유형의 탄성 접점 부재가 사용될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 전자 기판(122)은 전자 제어 장치와의 통신을 위해 임의로 출력 전압 값을 디지털 형식으로 변환할 수 있다. 이러한 디지털 출력 값은 신호 접점 상의 중복 신호를 포함할 수 있다.

제조 시에, 억지 끼워 맞춤 슬릿(132)은, 포트형 감지 부품과 지지 링의 대향하는 측벽들이 용접될 표면들 사이의 실질적으로 동일한 높이의 랩 조인트(lap joint) 접점을 형성할 수 있도록 한다. 변형예에 있어서, 지지 링(110) 상의 완충용 돌출부(도시하지 않음)가 포트형 감지 부품(114)의 원통형 부분과 약하게 간섭하는 관계로 짝을 이루도록 구성됨으로써, 지지 링이 스스로 상기 포트형 감지 부품 상에 중심이 맞춰질 수 있도록 할 수 있으며, 또한, 예를 들어 레이저 또는 저항성 용접을 사용하여 용접될 표면들 사이의 접촉을 보장할 수 있다.

통상의 압력 센서와는 대조적으로, 본 발명의 압력 센서(100)의 지지 링(110)의 경우, 보호용 센서 하우징이 사용될 수도 있긴 하지만 이러한 보호용 하우징을 필요로 하지 않는다. 본 발명의 일 실시예의 센서에 있어서는, 통상의 압력 센서에 복수 개의 전자 기판이 사용된 것과는 대조적으로, 세 개의 평면형 장착 탭(124)이 단일 전자 기판(122)을 지지하도록 구성되어 있다. 일 실시예로서, 압력 센서(100)의 지지 링(110)은 스테인레스강제 인발 성형품이다.

보다 구체적으로 설명하자면, 도 2(상면도) 및 도 2a(단면도)에 도시된 바와 같이, 압력 센서(100)는 스프링(118)을 수용하는 접점 수용 부분 조립체(108)의 상부 스프링 가이드(120)를 포함한다. 상기 스프링(118)의 선단에는 접점(162)이 마련되어 있다.

스프링(118)을 구비한 접점 수용 부분 조립체(108)는 전자 제어 장치에 대해 계면 연결부를 형성하며 스프링 선단의 접점(162)을 통해 전기적으로 연결된다. 일 실시예에 있어서, 스프링(118) 및 대응하는 평면형 장착 탭(124)의 위치는 주문형 전자 제어 장치의 사양에 부합하도록 설계되며, 접점 수용 부분 조립체(108)는 스냅 끼워 맞춤을 통해 지지 링에 부착된다. 접점 수용 부분 조립체(108)는 또한, 스냅 특징부(142)와, 접근 홀(143) 그리고 상부 스프링 가이드(120)의 성형을 위한 게이트(150)를 포함한다.

도 2a를 참조하면, 지지 링(110)은 포트형 감지 부품(114)과 지지 링(110) 사이의 신축성 있는 억지 끼워 맞춤을 제공하여 포트형 감지 부품과 지지 링의 대향하는 측벽이 실질적으로 동일한 높이의 랩 조인트를 형성할 수 있도록 복수 개의 억지 끼워 맞춤 슬릿(132)을 포함한다. 이러한 억지 끼워 맞춤 슬릿(132)은 공구 정렬 노치(notch)와 함께 제조 과정에서의 구성 요소간 정렬, 자가 센터링(self centering) 및 제조 허용 오차 개선 효과를 제공한다. 일 실시예에 있어서, 억지 끼워 맞춤 슬릿(132)에 의해 제공되는 전술한 바와 같은 신축성 있는 억지 끼워 맞춤은, 지지 링(110)에 의해 포트형 감지 부품(114)에 인가되는 삽입력을 최소화하며 포트형 감지 부품(114)과 지지 링(110)의 대향하는 벽들 사이의 긴밀한 접촉을 촉진한다. 포트형 감지 부품(114)에는 유입 챔버(126)가 형성되어 있다.

일 실시예의 공정에서는, 용접용 레이저가 랩 조인트(164)의 중앙부에 조준된다. 이러한 공정에서, 랩 조인트(164)의 중앙부를 관통하여 형성되는 레이저 용접부는 실질적으로 동일한 높이의 랩 조인트의 대략 중앙부에서 지지 링(110)의 하부 가장자리로부터 오프셋 배치됨으로써, 지지 링의 하부 가장자리의 상태에 따라 용접 품질이 영향을 받지 않도록 하며, 맞대기 용접을 사용하는 경우와 비교하여 크기가 더 큰 공정 윈도우의 사용을 가능하게 한다. 랩 조인트는 레이저[연속성 있는 용접 또는 스폿 용접(spot welding)], 저항성 용접 또는 당 업계에 공지되어 있는 기타 다른 용접 기술을 사용하여 용접될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 소정의 변형예에 있어서, 지지 링의 평면형 장착 탭(124)은 전자 기판의 납땜이 가능하도록 금 도금 처리되는 반면, 지지 링(110)은 용접부의 오염을 방지하도록 용접부의 영역에서 도금 처리되지 않은 상태로 남게 된다.

도 2a를 다시 참조하면, 접점 수용 부분 조립체(108)[이하, 스프링 가이드 부분 조립체(108)라고도 함]는, 하부 스프링 가이드(134)에 부착되어 있는 탄성 접점 부재, 여기서는 스프링(118)을 유지하도록 구성되어 있는 상부 스프링 가이드(120)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상부 스프링 가이드(120)는 하부 스프링 가이드(134)에 스냅 끼워 맞춤되며, 스프링 가이드 부분 조립체(108)는 세 개의 스프링을 포함한다. 이러한 가이드형 스프링(118)을 포함하는 스프링 가이드 부분 조립체(108)는 전자 제어 장치에 대한 전기적 계면 연결부를 제공한다.

스프링 가이드 부분 조립체(108)를 두 개의 구성 요소로 분할함으로써 각각의 스프링의 단부를 그 타겟을 향해 근접하게 안내할 수 있으며, 값비싼 포고 핀 또는 인쇄 회로 기판을 사용하지 않으면서도 비용 효율적인 스프링 고정 구조를 달성할 수 있고, 또한 커넥터의 사전 조립이 가능하도록 할 수 있다. 이러한 상부 스프링 가이드(120) 및 하부 스프링 가이드(134)는 스냅 끼워 맞춤 특징부에 의해 서로 연결된다. 또한, 상부 스프링 가이드(120) 및 하부 스프링 가이드(134)는 적절한 정렬을 보장하기 위해 짝을 이루는 방위 설정 특징부를 구비한다. 스냅 끼워 맞춤 외에도, 히트 스태이킹(heat staking), 용접 및 접착(gluing)과 같은 기타 다른 기술이 상부 스프링 가이드(120) 및 하부 스프링 가이드(134)를 연결하도록 사용될 수 있으며, 물론 상기 언급한 기술로만 제한되는 것은 아니다.

도 3을 참조하면, 전자 기판(122)의 상측면(180)에는 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)과, 복수 개의 겔 유동 배리어(172a 내지 172n)[총칭하여 겔 유동 배리어(172)라고도 함]와, 복수 개의 와이어 접합 패드(174a 내지 174n)[총칭하여 와이어 접합 패드(174)라고도 함]와, 복수 개의 접점 패드(170a 내지 170n)[총칭하여 접점 패드(170)라고도 함]가 마련되어 있으며, 이들 구성 요소는 대응하는 복수 개의 평면형 장착 탭(124a 내지 124n)과 대략 정렬되도록 배치되어 있다. 전자 기판(122)의 상측면(180)에는 또한, 정렬 표식(178a, 178b)(와이어 접합에 사용됨)과 복수 개의 인쇄 회로 기판 시험 지점(176a 내지 176n)이 마련되어 있다. 도 3에는 또한, 와이어(184a 내지 184n)를 사용하여 와이어 접합 패드(174a 내지 174n)에 연결되어 있는 스트레인 게이지(182a, 182b)[총칭하여 스트레인 게이지(182)라고도 함]가 도시되어 있다. 전자 기판(122) 상의 겔 유동 배리어(172)는 겔 유동의 방향을 변경하기 위한 해자부(moat)를 구비한다(도 5에 보다 상세히 도시됨).

일 실시예에 있어서, 전자 기판(122)은 세 개의 평면형 장착 탭(124a 내지 124n)에 결합되어 있다. 이들 평면형 장착 탭(124a 내지 124n)은 평면을 획정하며, 전자 기판(122)용의 안정적인 지지부를 구성하고, 장착 탭의 상측에 위치하여 대응하는 접점 패드(170)에 가압력을 인가하는 스프링(118)용의 기계적인 지지부로서의 역할을 한다. 이러한 구성에 의하면, 스프링(118)이 전자 기판(122)의 비지지 영역을 가압하는 것을 방지할 수 있다. 평면형 장착 탭(124a 내지 124n)은 또한, 이들 평면형 장착 탭(124)에 납땜 처리될 수 있는 전자 기판용의 부착 지점을 제공한다. 와이어 접합 패드(174)는 스트레인 게이지(182)(즉, 휘스톤 브리지)를 전자 기판(122)에 연결하는 와이어 접합 연결부의 역할을 하며, 일 실시예에 있어서, 대략 1/16 평방 인치 면적의 금 도금 처리된 패드를 이용하여 형성된다. 압력 센서(100)의 제조 과정에서, 가혹한 자동차 사용 환경으로부터 와이어 접합 연결부를 부분적으로 보호하도록 겔이 사용되며 이러한 겔은 전자 기판(122)의 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)을 통해 분배된다. 일 실시예에 있어서, 상기 겔은 두 부분으로 이루어진 자가 경화 가능한 탄성 겔이다. 이러한 겔은 부식되기 쉬운 부품을 감싸도록 사용되는 한편, 부분적으로 외부 환경에 대한 밀봉부를 제공하도록 사용되지만, 비전도성인 점을 고려하여 접점 패드(170)로부터 거리를 두고 유지되어야 한다.

겔을 차단하기 위하여 복수 개의 통상적인 겔 유동 차단벽을 사용하는 대신, 전자 기판(122) 상에 형성된 겔 유동 배리어(172)가 전자 기판(122) 상에 마련되어 있는 겔 유동으로부터 배제되는 특징부 주변에서 겔 유동의 방향을 변경하는 역할을 한다. 일 실시예에 있어서, 와이어 접합부용 창(140)을 통해 분배되어 스트레인 게이지(182)를 피막 처리하여 보호할 목적으로 겔이 사용된다. 또한, 겔은 와이어 접합 패드(174)와 와이어(184)를 덮어 보호하기 위하여 와이어 접합부용 창(140)의 외부로 유동하도록 연속적으로 분배된다. 이러한 겔이 겔 유동 배리어(172)에 도달하면, 겔 유동 배리어(172)는 겔을 차단하는 것이 아니라 전술한 바와 같은 겔 유동으로부터 배제되는 전자 기판 특징부, 여기서는 접점 패드(170)의 주변에서 겔 유동의 방향을 변경한다. 이러한 방식으로, 겔 유동 배리어(172)는 여분의 겔이 겔에 민감하게 반응하는 전자 기판(122) 상의 영역으로 유동하는 것을 방지한다. 복수 개의 별도의 겔 차단벽을 추가로 사용할 필요가 없으며 인쇄 회로 기판 제조 공정 중 일부 과정을 통해 얻어지는 겔 유동 배리어(172)가 필요한 경우 전자 기판(122) 상에 탄성적으로 배치될 수 있기 때문에 전술한 바와 같은 개선된 겔 유동 관리 방법을 통해 비용 절감 및 품질 개선 효과를 달성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 겔 유동 배리어(172)는 겔 유동으로부터 배제되는 전자 기판 상의 특징부, 여기서는 스프링 접점 패드(170)의 둘레에 원주 방향으로 배치되는 전자 기판(122)의 트레이스로부터 "이중 눈썹" 형상으로 형성된다.

보호 겔의 분배와 관련하여 여러 가지 문제가 발생할 수 있다. 겔이 안내되는 방향으로 유동하지 않는 일이 종종 발생할 수도 있으며, 경우에 따라 공기의 흐름이 막혀 적용 범위 이내에서 기포 또는 공극을 형성할 수도 있다. 이러한 경우에, 겔은 더 이상 보호 용도로 사용될 수 없다. 이러한 문제로 인해, 겔의 경화 상태를 검사하여 겔이 보호하고자 하는 모든 구성 요소를 피복하고 있는지를 확인할 필요가 종종 있다. 또한, 전자 기판(122)이 스트레인 게이지(182)에 대하여 비스듬하게 배치되는 일이 발생할 수도 있다. 이러한 문제에 대한 해결 방안으로서, 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)의 형태를 변경함으로써 전술한 바와 같은 세 가지의 문제를 다소 해결할 수 있는 것으로 알려져 있다. 통상의 장방향 창이 아닌 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)을 제공할 경우, 이러한 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)이 비스듬하게 형성되더라도 겔의 보다 용이한 검사를 보장한다.

일 실시예에 있어서, 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)은 코너가 둥글게 형성되어 있으며 포트형 감지부(114) 상에 장착되어 있는 스트레인 게이지(182)의 보다 긴 측면을 대략 축선으로 하여 길게 연장되도록 형성되어 있다. 이러한 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)은 전자 기판(122)이 비스듬하게 배치된 경우에도 스트레인 게이지(182)의 가장자리가 전자 기판(122)에 의해 가려지지 않도록 함으로써, 스트레인 게이지(182)와 와이어(184)의 검사가 가능하도록 한다. 이러한 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)은 또한, 보호용 겔에서의 기포 또는 공극의 발생 비율을 감소시키는 장점이 있다.

이제 도 4를 참조하면, 전자 기판(122)의 하측면(190)에는 크기가 큰 와이어 접합부용 창(140)과, 부착 탭(196a 내지 196c) 그리고 전기 부품(192a 내지 192n)(예를 들어, 세라믹 커패시터) 및 전기 부품(194)[예를 들어, 주문자형 반도체 집적 회로(ASICS) 및 기타 다른 집적 회로(IC)]가 마련되어 있다. 인쇄 회로 기판용의 외팔보형 지지부를 구비할 수도 있는 통상의 디자인과는 대조적으로, 평면 장착 탭(124)은 안정적인 장착 기단 구조를 제공한다. 전자 기판(122)이 스프링(118)용의 기계적 지지부를 제공하는 평면 장착 탭(124)에 부착됨에 따라, 전술한 해당 부품(192, 194)의 균열 발생으로 인한 손상을 크게 줄일 수 있다.

도 5에는 도 3의 겔 유동 배리어(172)가 단면도로 도시되어 있다. 겔 유동 배리어(172)는 전자 기판(122)을 제조하기 위해 사용되는 인쇄 회로 기판 공정을 사용하여 제조된다. 일 실시예에 있어서, 겔 유동 배리어(172)의 기부는 기부 층(302)과, 구리로 이루어진 기부 층(304) 그리고 사전 함침 복합 섬유 층(306)으로 구성되어 있다. 기부 층(302)의 상측에는 제 1 벽(320)과, 제 2 벽(324)과, 제 3 벽(328) 그리고 접점 패드(170)가 배치되어 있다. 제 1 벽(320)과 제 2 벽(324) 사이에 제 1 트렌치(322)가 형성되어 있으며, 제 2 벽(324)과 제 3 벽(328) 사이에 제 2 트렌치(326)가 형성되어 있고, 제 3 벽(328)과 접점 패드(170) 사이에 제 3 트렌치(316)가 형성되어 있다. 이 경우, 제 3 트렌치(316)에는 땜납 마스크 층(336)에 의해 형성되는 임의의 제 4 벽(314)이 마련되어 있다.

제 1 벽(320)은 구리 층(308)과 땜납 마스크 층(336)으로 구성되어 있다. 제 2 벽(324)과 제 3 벽(328) 그리고 접점 패드(170)는 각각 구리 층(308)과, 구리 도금 층(330)과, 니켈 도금 층(332) 그리고 금 도금 층(334)으로 구성되어 있다. 트렌치(322, 326, 316)는 겔 유동이 접점 패드(170)에 도달하기 전에 겔 유동의 방향을 변경하는 해자부를 형성한다. 이러한 해자부의 상측[즉, 벽(320, 324, 328)]은 금으로 도금되는 것이 바람직한데, 그 이유는 겔은 일반적으로 금에 대하여 젖음(wetting) 특성을 나타내지 않으며 이러한 성질로 인해 결과적으로, 상기 벽은 겔 유동이 금으로 도금되어 있는 접점 패드(170)를 향하여 트렌치를 쉽게 가로지르는 못하도록 하는 역할을 할 수 있기 때문이다.

일 실시예의 제조 공정에 있어서, 겔 유동 배리어(172)는 겔 유동으로부터 보호하고자 하는 기판 특징부, 예를 들어 접점 패드(170a)를 둘러싸는 전자 기판(122)의 복수 개의 다층 구조의 벽(320, 324, 328)과 대응 트렌치(322, 326, 316)를 형성하는 방식으로 형성된다. 트렌치(322, 326, 316)는 보호하고자 하는 기판 특징부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 해자부를 형성한다. 이러한 트렌치는 당 업계에 공지되어 있는 인쇄 회로 기판 제조 기술을 사용하여 구리 층(308)을 통해 하방으로 전자 기판을 에칭하는 방식으로 형성될 수 있다. 벽(320, 324, 328)의 상면은 예를 들어, 금과 같이 겔에 대하여 젖음 특성을 나타내지 않는 재료를 이용하여 도금 처리되거나 기타 다른 방식으로 처리된다.

변형예(도시하지 않음)에 따르면, 과잉 겔이 접점 패드(170)에 도달하기 전에 하방으로 배수될 수 있도록 통과하게 되는 인쇄 회로 기판 내의 슬롯(들)을 이용하여 겔의 방향을 변경할 목적으로 트렌치가 제공한다. 또 다른 실시예에 있어서는, 벽의 높이를 증가시키기 위하여 트레이스에 땜납이 추가된다. 또한, 겔 젖음 특성 및 비드(bead)의 폭과 높이를 결정하기 위한 재료 선택을 최적화하면서 분배 겔 유동 배리어를 생성할 수 있다. 겔 유동 배리어(172)의 재료 및 벽의 높이와 트렌치의 폭이 특정 겔의 유형과, 겔의 비드 폭 및 높이 그리고 겔의 젖음 특성에 따라 최적화될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 5a에는 도 5의 겔 유동 배리어(172)가 상면도로 도시되어 있다. 겔 유동 배리어(172)는 제 1 벽(320)과, 제 2 벽(324), 그리고 제 3 벽(328)을 포함한다. 이들 벽들은 그 사이사이에 제 1 트렌치(322)와, 제 2 트렌치(326), 그리고 제 3 트렌치(316)를 형성하고 있다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 트렌치(322, 326, 316)는 제 4 벽(314)과 제 1 벽(320)에 의해 둘러싸여 있다.

도 6에는 도 1의 접점 스프링(118)이 도시되어 있다. 접점 스프링(118)은 양 단부를 구비한 대칭형 스프링으로, 활성 코일 섹션(400)과, 제 1 테이퍼형 섹션(402)[하향 테이퍼 라인(410)으로 지시되어 있음], 그리고 스프링 선단의 접점(162)에서 종결되는 데드 코일(dead coil)로 이루어진 단부 섹션(404a, 404b)으로 구성되어 있다. 단부 섹션(404)은 제 2 테이퍼형 섹션(412)[하향 테이퍼 라인(410)으로 지시되어 있음]을 포함하고 있다. 스프링 선단의 접점(162)은 일 단부 섹션(404a)의 접점 패드 및 타 단부 섹션(404b)의 전자 제어 장치에 대한 연결부를 형성한다. 스프링(118)은 또한, 제 1 테이퍼형 섹션(402)의 견부(shoulder)를 포함한다. 이러한 견부에 의해 스프링(118)이 상부 스프링 가이드(120)와 하부 스프링 가이드(134)에 유지될 수 있다. 또한, 스프링(118)은 대칭형으로 형성되어 있기 때문에 일부 통상적인 압력 센서의 제조에 사용되는 경우 스프링 가이드(120, 134) 내로 수동으로 장전할 필요가 없다. 전술한 바와 같은 양 단부를 구비한 대칭형 구성은 보울 피딩(bowl feeding) 및 픽 앤 플레이스(pick and place) 제조 장비의 사용을 촉진하는 효과가 있다. 제 2 테이퍼형 섹션(412)은 스프링 선단의 접점(162)이 스프링(118)의 중심 축선(406)에 보다 가까워지도록 구성되어 있다. 제 1 테이퍼형 섹션(402)도 마찬가지로 스프링 선단의 접점(162)이 중심 축선(406)에 보다 가까워지도록 하는 역할을 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이에 따라, 통상의 센서에서 사용되어 온, 수동 조립을 필요로 하는 더 비싼 포고 핀 또는 비대칭형 스프링 대신, 스프링(118)이 사용될 수 있다.

스프링 선단의 접점 핀(162)의 타겟[즉, 접점 패드(170)]의 크기가 작기 때문에, 그리고 또한, 조립체[상부 스프링 가이드(120) 및 하부 스프링 가이드(134), 전자 기판(122) 및 지지 링(110)]가 동시에 세 개의 타겟과 접촉하도록 정렬되어야 하기 때문에, 허용 오차 누적 문제가 발생할 가능성이 여전히 존재한다. 상기 조립체들을 세 개의 타겟과 충돌하도록 회전 가능하게 수평 상태로 배치하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따르면, 스프링 상의 최상측 지점[즉, 스프링 선단의 접점(162)]의 위치가 허용 오차에 영향을 미치도록 결정된다. 스프링(118)의 테이퍼형 섹션(402, 412)은 스프링의 각각의 단부 섹션(404)에 위치한 스프링 선단의 접점(162)이 스프링(118)의 중심 축선(406)[또한, 중심선(406)이라고도 함]에 보다 가까이 위치하도록 하는 형상으로 형성되어 있다. 다시 말해, 테이퍼 라인(410)을 따라 스프링 선단의 접점(162)이 중심 축선을 향해 잡아 당겨짐에 따라, 각각의 스프링(118)의 중심으로부터의 편향 길이가 감소되며, 압력 센서(100)의 조립체에 대하여 오차 범위를 효과적으로 확대함으로써 허용 오차 누적으로 인한 문제를 상당히 줄일 수 있다.

도 6a는 스프링 선단의 접점(162)을 보여주는 도 6의 접점 스프링의 상면도이다. 스프링(118)의 테이퍼형 섹션으로 인해, 스프링(118)의 각각의 단부 섹션에 마련된 스프링 선단의 접점(162)이 스프링의 중심 축선(406)에 대하여 보다 가까이 배치될 수 있다. 다시 말해, 스프링(118)의 선단의 직경이 스프링 중간 부분의 직경보다 작아지며, 이러한 구성은 접점 패드(170)와의 접촉에 있어 보다 유리하다.

도 7에는 도 6의 스프링(118)과 유사한 접점 스프링(118')이 도시되어 있다. 이 접점 스프링(118')은 제 1 피치(416)와, 예를 들어, 보다 작은 피치(418)를 포함하는 가변 피치의 활성 코일부(400')를 구비한다. 이러한 가변 피치의 활성 코일부(400')는, 접점 스프링(118')의 길이 및 힘과 같은 필수 사양에 영향을 미치는 일 없이, 자동화된 제조 공정 동안 스프링이 함께 안착됨으로 인한 스프링의 얽힘 현상의 발생 가능성을 줄일 수 있다.

본 발명이 그 바람직한 특정 실시예와 관련하여 설명되어 있긴 하지만, 당 업자라면 다양한 변경 및 수정이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이하에 설명되는 바와 같은 특허청구범위는 종래 기술의 관점에서 이러한 변형 및 수정을 포함하도록 가능한 한 광범위한 범위로 해석되어야 한다. 예를 들어, 본 발명은 압력/온도 센서, 힘 센서 등에 동등하게 적용될 수 있다.

100 : 압력 센서 108 : 접점 수용 부분 조립체
110 : 지지 링 118 : 스프링
120 : 상부 스프링 가이드 122 : 전자 기판
134 : 하부 스프링 가이드 170 : 접점 패드
172 : 겔 유동 배리어 182 : 스트레인 게이지

Claims (22)

1. 포트형 감지 부품과;
   적어도 하나의 장착 탭(tab)을 포함하는 지지 링으로서, 복수 개의 억지 끼워 맞춤 슬릿을 이용하여 상기 포트형 감지 부품과 신축성 있는 억지 끼워 맞춤을 달성함으로써 지지 링과 상기 포트형 감지 부품의 대향하는 측벽들이 실질적으로 동일한 높이의 랩 조인트(lap joint)를 형성하도록 구성되는 지지 링; 그리고
   상기 지지 링의 내측에 배치되어 상기 적어도 하나의 장착 탭에 부착되며 복수 개의 접점 패드를 포함하는 전자 기판
   을 포함하는 것인 압력 센서.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 링은 적어도 세 개의 평면형 장착 탭을 포함하며;
   상기 전자 기판은 상기 적어도 세 개의 평면형 장착 탭 중 대응하는 장착 탭에 납땜 처리되는 복수 개의 부착 패드를 포함하고, 상기 적어도 세 개의 평면형 장착 탭에 대응하는 적어도 세 개의 접점 패드를 포함하는 것인 압력 센서.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 포트형 감지 부품은 상기 지지 링의 하부 가장자리로부터 오프셋되어 있는 레이저 용접부에 의해 지지 링에 연결되는 것인 압력 센서.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 레이저 용접된 랩 조인트는 스폿 용접(spot welding) 공정에 의해 마련되는 것인 압력 센서.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 기판은 상기 복수 개의 접점 패드에 인접하게 배치되는 복수 개의 겔 유동 배리어(barrier)를 추가로 포함하는 것인 압력 센서.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 기판은, 와이어 접합을 촉진하고 센서 접점의 가시성을 확보하기 위하여 센서 접점으로의 접근을 허용하도록 구성되는 크기가 큰 와이어 접합부용 창을 추가로 포함하는 것인 압력 센서.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 크기가 큰 와이어 접합부용 창은 코너가 둥글게 형성되어 있으며 상기 포트형 감지 부품 상에 장착되어 있는 스트레인 게이지의 보다 긴 측면을 대략 축선으로 하여 길게 연장하도록 형성되어 있는 것인 압력 센서.
8. 전자 기판 상에 마련되며, 겔 유동의 방향을 변경하기 위한 적어도 하나의 트렌치(trench)를 형성하는 적어도 하나의 벽을 구비한 해자부(moat)를 포함하고, 상기 해자부의 상부 층은 보호용 겔에 대하여 젖음(wetting) 특성을 나타내지 않는 표면을 갖는 것인 겔 유동 배리어.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 해자부는 겔 유동으로부터 배제되는 전자 기판 상의 특징부 둘레에 실질적으로 원주 방향으로 배치되는 복수 개의 트렌치 및/또는 벽을 추가로 포함하는 것인 겔 유동 배리어.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 특징부는 전자 기판 상에 배치되어 있는 접점 패드이며, 상기 해자부가 이러한 접점 패드를 적어도 부분적으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 겔 유동 배리어.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 젖음 특성을 나타내지 않는 표면은 금 도금 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 겔 유동 배리어.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 전자 기판은 센서에 사용되는 것을 특징으로 하는 겔 유동 배리어.
13. 겔 유동 배리어 형성 방법으로서,
    겔 유동으로부터 보호할 기판 상의 특징부를 둘러싸는 전자 기판의 복수 개의 다층 벽 및/또는 대응 트렌치를 제조하는 단계
    를 포함하며, 복수 개의 상기 트렌치는 보호할 기판 특징부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 해자부를 형성하는 것인 겔 유동 배리어 형성 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 보호할 특징부는 전자 접점 패드인 것인 겔 유동 배리어 형성 방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    겔에 대하여 젖음 특성을 나타내지 않는 재료를 이용하여 상기 복수 개의 벽 중 적어도 하나의 상면을 도금 처리하는 단계
    를 추가로 포함하는 것인 겔 유동 배리어 형성 방법.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 전자 기판은 센서에 사용되는 것을 특징으로 하는 겔 유동 배리어 형성 방법.
17. 겔 도포 방법으로서,
    보호용 겔에 대하여 젖음 특성을 나타내지 않는 표면을 구비한 겔 유동 배리어를 전자 기판 상에 제공하는 단계와;
    전기 접점 패드를 보호하도록 상기 겔 유동 배리어를 배치하는 단계와;
    크기가 큰 와이어 접합부 창을 제공하는 단계; 그리고
    겔 유동 배리어가 겔의 방향을 변경하여 겔이 전기 접점 패드 상으로 유동하는 것을 방지하도록 전자 기판 상의 와이어 접합부 패드 상부 및 크기가 큰 와이어 접합부 창 내로 겔을 분배하는 방식으로 겔 유동을 관리하는 단계
    를 포함하는 것인 겔 도포 방법.
18. 접점 수용 부분 조립체에 있어서,
    탄성 접점 부재를 유지하도록 구성되는 상부 스프링 가이드; 그리고
    상기 상부 스프링 가이드에 부착되도록 구성되는 하부 스프링 가이드
    를 포함하며, 상기 탄성 접점 부재는 양 단부를 구비한 대칭형의 스프링을 포함하며, 스프링의 각각의 단부에 마련된 접점이 스프링의 중심 축선에 보다 가까이 위치하도록 상기 스프링의 양 단부는 테이퍼지게 형성되는 것인 접점 수용 부분 조립체.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 스프링은 얽힘 현상을 최소화하며 이에 따라 자동 조립을 촉진하도록 가변 피치를 갖는 것인 접점 수용 부분 조립체.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 상부 스프링 가이드는 하부 스프링 가이드에 스냅 끼워 맞춤되는 것인 접점 수용 부분 조립체.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 스프링의 선단 중심이 접점 수용 패드의 중심과 정렬되며, 스프링의 테이퍼지게 형성된 양 단부는 스프링의 선단 중심을 접점 수용 패드의 중심에 보다 가까이 정렬하도록 원추형으로 테이퍼지게 형성되어 있는 것인 접점 수용 부분 조립체.
22. 제 18 항에 있어서, 전자 제어 장치를 사용하는 제어 시스템에 사용되는 것인 접점 수용 부분 조립체.

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