KR20150056482A - 물리량 측정 센서 - Google Patents

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KR20150056482A
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나가노 게이키 가부시키가이샤
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Abstract

피측정 유체를 유통하는 유통 구멍(31A)이 판부(31)에 형성된 세라믹제의 패키지(3B)와, 이 패키지(3B)에 수납되어 유통 구멍(31A)으로부터 유통된 피측정 유체의 압력을 검출하는 검출 소자(41)를 포함하는 전자 부품(4)과, 패키지(3B)의 외부에 설치된 단자부(5)와, 패키지(3B)의 벽부(32)에 접합된 덮개(6B)와, 패키지(3B)를 피장착 부재(2)에 설치하는 금속제의 장착편(7)을 구비하고, 이 장착편(7)으로 패키지(3B)를 압박하는 동시에 피장착 부재(2)를 결합한다.

Description

물리량 측정 센서{PHYSICAL QUANTITY MEASUREMENT SENSOR}
본 발명은 유체의 압력을 측정하는 압력 센서, 그 이외의 피측정 유체의 물리량을 측정하는 물리량 측정 센서에 관한 것이다.
수정 진동자나 센서 소자(MEMS) 등의 소자가 설치된 세라믹 기판의 외주 볼록부에 금속제 덮개를 접합한 전자 부품 장치가 알려져 있다.
이 전자 부품 장치에는, 세라믹 헤더의 내부에 반도체 팁을 고정하고, 세라믹 헤더의 벽부에 반도체 팁을 덮는 금속 캡을 접합하고, 반도체 팁에 전기적으로 접속된 리드를 세라믹 헤더의 바닥부에 복수개 마련한 종래예(특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제 평9-148499 호 공보)가 있다.
특허문헌 1의 종래예에서는, 세라믹 헤더의 저면에 각각 하방으로 연장되도록 마련된 복수개의 리드가 피장착 부재로서의 실장 기판에 설치되어 있다.
또한, 전자 부품 장치에는, 세라믹 패키지의 캐비티부에 반도체 소자를 설치하고, 세라믹 패키지의 상부 표면에 금속판 등으로 이뤄지는 덮개를 접합하고, 세라믹 패키지의 저면에 형성된 외부 접속 단자를 프린트 회로 기판 등의 수지 보드에 접합된 종래예(특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제 2003-309205 호 공보)가 있다.
특허문헌 2의 종래예에서는, 세라믹 패키지의 저면 코너부는, 피장착 부재로서의 프린트 회로 기판 등의 수지 보드에 땜납으로 접합되어 있다.
압력 측정 소자가 세라믹 패키지에 수납되는 전자 부품 장치에서는, 전자 부품 장치 자체의 고내압화나, 세라믹 패키지 등에의 접합(저융점 유리 접합, 공정 납땜)의 고신뢰성화에 수반하는 고압 측정의 요구가 높아지고 있다.
이 요구를 만족시키기 위해, 피장착 부재에 유체 도입로를 형성하고, 이 유체 도입로로부터 보내지는 피측정 유체를 센서 소자에 유통하는 유통 구멍을 세라믹 패키지의 바닥부에 형성하고, 세라믹 패키지의 바닥부 주연부를 피장착 부재에 설치하는 것이 고려된다.
그렇지만, 특허문헌 1의 종래예에서는, 세라믹 헤더는 복수개의 리드로 피장착 부재에 지지되는 구조이기 때문에, 세라믹 헤더와 피장착 부재와의 사이에는 극간이 생기기 때문에 압력 자체의 측정이 불가능하다. 따라서, 특허문헌 1의 종래예에 있어서, 세라믹 헤더와 피장착 부재를 접착제나 납땜으로 서로 고정하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 접착제 자체가 저강도이기 때문에, 고내압화를 실현하는 것이 어렵고, 납땜의 경우에서는, 피장착 부재와 세라믹 패키지의 열팽창 계수의 차이에 의해, 납땜재가 파괴되어 피측정 유체가 외부로 리크할 우려가 있다.
특허문헌 2의 종래예에서는, 세라믹 패키지의 저면 코너부는, 피장착 부재에 땜납으로 접합되어 있는 구조이기 때문에, 납땜의 경우와 마찬가지로, 피장착 부재와 세라믹 패키지의 열팽창 계수의 차이에 의해, 땜납이 파괴될 우려가 있다.
접착제, 납땜재, 땜납을 이용하지 않는 방법으로서, 피장착 부재의 오목부에 전자 부품 장치를 수납하고, 피장착 부재의 오목부 개구 단부를 코킹(caulking)해서 세라믹 패키지의 외주 볼록부에 결합하는 것도 생각할 수 있다.
그러나, 코킹의 응력에 따라서는, 세라믹 패키지가 파괴(크랙)하는 가능성이 있고, 또한 피장착 부재와 세라믹 패키지와의 열팽창 계수의 차이에 의해서, 사용중에 코킹에 의한 압박이 느슨해져, 리크에 이르는 일도 있을 수 있다. 또한, 압박이 느슨해지는 것에 의해, 센서 출력을 안정시키기 위한 피장착 부재에의 접지 접속이 불확실로 된다.
일본 특허 공개 제 평9-148499 호 공보 일본 특허 공개 제 2003-309205 호
본 발명의 목적은 고압 측정이 가능한 물리량 측정 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 물리량 측정 센서는,
유체 도입로가 형성된 피장착 부재에 설치되는 물리량 측정 센서에 있어서,
상기 피장착 부재에 대향하는 판부와 이 판부의 주변에 형성된 벽부를 갖고, 상기 피장착 부재에 대향하는 판부에 상기 유체 도입로로부터 도입되는 피측정 유체를 유통하는 유통 구멍이 형성된 세라믹제의 패키지와;
이 패키지에 수납되어 상기 유통 구멍으로부터 유통된 피측정 유체의 물리량을 검출하는 검출 소자를 포함한 전자 부품과;
상기 전자 부품과 전기적으로 접속되어 상기 패키지의 외부에 설치된 단자부와;
상기 벽부에 접합된 덮개와;
상기 패키지를 상기 피장착 부재에 설치하기 위한 금속제의 장착편을 구비하며,
상기 장착편은,
상기 패키지를 압박하는 압박편부와,
상기 피장착 부재에 결합되는 결합편부와,
상기 압박편부와 상기 결합편부에 단부가 일체로 형성되는 동시에 탄성 변형 가능한 탄성편부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성의 본 발명에서는, 피장착 부재의 유체 도입로를 통해서 물리량 측정 센서에 피측정 유체가 보내지면, 피측정 유체는 패키지의 유통 구멍을 통해서 검출 소자에 이송되게 된다. 검출 소자로 검지된 물리량의 신호는 다른 전자 부품 및 단자부를 통해서 외부에 출력된다. 또한, 장착편이 금속제이기 때문에, 용접이나 코킹 등의 접합에 의한 피장착 부재에의 확실한 접지 접속이 가능해진다.
본 발명에서는, 패키지가 압박편부로 압박되므로, 고압의 피측정 유체가 패키지의 바닥부를 향해서 유통해도, 패키지가 보지된다. 또한, 패키지와 피장착 부재와의 사이에서의 열팽창 계수의 차이에 수반해 압박편부와 결합편부가 변형해도, 그 변형이 탄성편부에 의해서 흡수된다.
이상으로부터, 본 발명에서는, 장착편으로 패키지가 확실히 보지되기 때문에, 고압의 측정이 가능해진다.
본 발명에서는, 상기 덮개는 금속제이며, 또한 상기 전자 부품을 덮는 덮개 본체부와, 이 덮개 본체부에 일체로 형성되어 상기 벽부에 대향하는 덮개용 벽체와, 이 덮개용 벽체에 일체로 형성된 돌출편부를 구비하며, 상기 덮개 본체부는 상기 압박편부이며, 상기 덮개용 벽체는 상기 탄성편부이며, 상기 돌출편부는 상기 결합편부인 것이 바람직하다.
이 구성에서는, 덮개가 장착편을 겸하므로, 부품 점수를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 덮개를 조립하는 공정과 장착편을 조립하는 공정을 겸용할 수 있으므로, 조립 공정수를 삭감하고, 제조 코스트를 낮게 억제할 수 있다.
상기 덮개용 벽체와 상기 돌출편부는 각각 상기 덮개 본체부를 사이에 두고 배치되고, 또한 상기 돌출편부는 체결구로 상기 피장착 부재에 설치되는 구성이 바람직하다.
이 구성에서는, 체결구로 용이하게 센서를 피장착 부재에 설치하는 것이 가능하다. 그 때문에, 물리량 측정 센서의 피장착 부재에의 장착 작업이 용이해진다.
상기 돌출편부는, 상기 덮개 본체부의 평면과 평행하게 연장되어 형성된 판부와, 상기 덮개 본체부의 평면과 평행하게 연장되어 형성된 판부의 단부에 수직으로 형성되어 상기 덮개용 벽체와 접속되는 리브부를 구비하며, 상기 덮개 본체부의 평면과 평행하게 연장되어 형성된 판부에는 상기 체결구가 삽통되는 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에서는, 장착편이 리브부를 갖는 입체적인 구조로 되므로, 큰 강도를 갖는다. 그 때문에, 피장착 부재에 설치된 물리량 측정 센서의 장착편에 큰 힘이 걸려도, 장착편이 파손 등 하는 것을 방지할 수 있다.
상기 덮개에는 상기 단자부를 노출시키는 창부가 형성되어 있는 구성이 바람직하다.
이 구성에서는, 덮개의 창부로부터 단자부가 노출되는 것에 의해, 외부 단자와의 접속이 용이해진다. 그 때문에, 물리량 측정 센서와 외부 단자와의 접속 작업, 나아가서는 물리량 측정 센서의 장착 작업을 용이하게 할 수 있다.
상기 돌출편부는 상기 덮개용 벽체의 외주에 연속해서 형성된 링부이며, 이 링부는 상기 피장착 부재에 형성된 오목부에 코킹되는 구성이 바람직하다.
이 구성에서는, 장착편의 구조가 간단하고 쉬운 것으로 되어, 물리량 측정 센서의 제조 코스트를 낮게 억제할 수 있다.
상기 덮개와 상기 패키지가 밀봉되는 구성이 바람직하다.
이 구성에서는, 패키지의 내부의 기밀을 유지할 수 있으므로, 전자 부품을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 물리량 측정 센서의 분해 사시도이다.
도 2는 제 1 실시형태의 물리량 측정 센서가 피장착 부재에 설치 상태의 단면도이다.
도 3은 제 1 실시형태의 물리량 측정 센서가 피장착 부재에 설치 상태를 나타내는 것으로, 도 2와는 상이한 방향으로부터 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 물리량 측정 센서의 사시도이다.
도 5는 제 2 실시형태에 따른 물리량 측정 센서가 피장착 부재에 설치 상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 물리량 측정 센서가 피장착 부재에 설치 상태의 단면도이다.
본 발명의 실시형태를 도면에 근거해 설명한다. 각 실시형태의 설명에 있어서 동일 구성 요소는 동일 도면부호를 부여해서 설명을 생략 혹은 간략하게 한다.
제 1 실시형태를 도 1 내지 도 3에 근거해 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 물리량 측정 센서의 분해 사시도이며, 도 2 및 도 3은 각각 물리량 측정 센서가 피장착 부재에 설치 상태를 나타내는 단면도이다.
　도 1 내지 도 3에 있어서, 물리량 측정 센서(1)는 피장착 부재(2)에 대향 배치된 세라믹제의 패키지(3)와, 패키지(3)의 내부에 수납되는 전자 부품(4)과, 패키지(3)의 외부에 설치된 단자부(5)와, 패키지(3)의 개구를 폐색하는 덮개(6)를 구비한 압력 센서이다. 제 1 실시형태에서는, 덮개(6)는 패키지(3)를 피장착 부재(2)에 설치하는 장착편을 겸한다.
피장착 부재(2)에는, 물리량 측정 센서(1)를 수납하는 오목부(2A)가 형성되어 있다. 이 오목부(2A)는 각각 평면 원형의 소직경부(2A1), 중직경부(2A2) 및 대직경부(2A3)가 연속해서 형성되어 있다.
물리량 측정 센서(1)가 배치된 측과는 반대측의 영역(L)에는, 피측정 유체가 유통되어 있다. 제 1 실시형태에서는, 피측정 유체는 물이나 오일 등의 유체라도 좋고, 공기, 그 이외의 기체라도 괜찮다.
피장착 부재(2)의 소정 위치에는, 영역(L)과 소직경부(2A1)를 연통하고 피측정 유체를 물리량 측정 센서(1)에 유통시키기 위한 유체 도입로(2B)가 형성되어 있다.
소직경부(2A1)의 저면과 물리량 측정 센서(1)와의 사이에는, 소직경부(2A1)에 도입된 피측정 유체를 중직경부(2A2) 및 대직경부(2A3)에 유출시키지 않기 위한 O링(21)이 개재되어 있다.
패키지(3)는 알루미나 등의 세라믹층(도시하지 않음)이 복수 적층된 적층 기판으로서 구성되어 있고, 각 세라믹층의 표면이나 스루홀(도시하지 않음)의 내부에 도시하지 않는 배선이 형성된 구조이다.
패키지(3)는 피장착 부재(2)에 대향하는 평면 팔각형상의 판부(31)와, 이 판부(31)의 각 주변에 형성된 벽부(32)를 가진다.
판부(31)에는, 유체 도입로(2B)로부터 도입되는 피측정 유체를 유통하는 유통 구멍(31A)이 형성되어 있다. 이 유통 구멍(31A)은 판부(31)의 평면보다 낮게 형성된 제 1 탑재부(311)에 개구되어 있다. 이 제 1 탑재부(311)에 인접해 제 2 탑재부(312)가 판부(31)에 형성되어 있다. 판부(31)의 저면 코너부는 피장착 부재(2)의 중직경부(2A2)의 평면에 접촉되어 있다.
벽부(32)는, 판부(31)의 8개의 변 중 5개의 변에 걸쳐서 얇게 형성되어 있고, 다른 3변은 두껍게 형성되어 있다. 즉, 벽부(32)로 둘러싸이는 개구단의 평면 형상은, 5변이 서로 동일한 길이이며, 1변이 5변보다 긴 육각형이다.
전자 부품(4)은 패키지(3)에 수납되어 유통 구멍으로부터 유통된 피측정 유체의 압력을 검출하는 검출 소자(41)와, 온도 등의 보정 연산을 행하는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)(42A)와, 콘덴서(42B)를 가진다.
검출 소자(41)는 중심부가 얇게 된 판형상부에 사각통부가 일체로 접합된 바닥이 있는 사각통형상의 MEMS(Micro Electro Mechanical System)이다. 검출 소자(41)의 사각통부의 개구 단부는, 패키지(3)의 판부(31)의 제 1 탑재부(311)에, Au/Su 땜납, 그 이외의 공정 땜납, 또는 저융점 유리 등에 의해 접착 고정되어 있다.
검출 소자(41)의 판형상부에는, 뒤틀림 게이지 등의 검지부(도시하지 않음)가 설치되고, 이 검지부는 본딩 와이어(43)를 거쳐서 판부(31)의 도시하지 않는 패드에 접속되어 있다.
검출 소자(41)의 사각통부는 판부(31)에 형성된 유통 구멍(31A)을 거쳐서 소직경부(2A1)와 연통되어 있다.
ASIC(42A)는 제 2 탑재부(312)의 평면에 접합되어 있다. 이 때, ASIC(42A)와 제 2 탑재부(312)와의 사이에 도전성 접착제를 도포하고, 고온에서 큐어(경화)한다.
ASIC(42A)는 본딩 와이어(44)를 거쳐서 판부(31)의 도시하지 않는 패드에 접속되어 있다. 또한, 도면에서는, 제 1 탑재부(311) 및 제 2 탑재부(312)는, 검출 소자(41)나 ASIC(42A)를 탑재하기 위해서, 각각 오목부로서 도시되어 있지만, 본 실시형태에서는, 검출 소자(41)나 ASIC(42A)를 탑재할 수 있는 것이면, 오목부로 한정되는 것은 아니다.
콘덴서(42B)는 ASIC(42A)나 검출 소자(41)에 전기적으로 접속되어 있다. 콘덴서(42B)는 땜납 또는 도전성 접착제에 의해서 판부(31)에 고정되어 있다.
단자부(5)는, 검출 소자(41), ASIC(42A), 콘덴서(42B), 그 이외의 전자 부품과, 피장착 부재(2)상에 설치된 외부 단자(22)를 전기적으로 접속하기 위해서, 벽부(32)의 두껍게 된 부분의 평면에 3개소 형성되어 있다.
이러한 단자부(5)는 각각 평면이 직사각형상으로 형성된 패드이며, 각각의 일 단연은 벽부(32)의 단연에 따라서 배치된다(도 1 참조). 또한, 본 실시형태에서는, 단자부(5)의 평면형상은 직사각형상으로 한정되는 것이 아니고, 단자부(5)의 단연은 벽부(32)의 단연으로부터 떨어져 있는 것이어도 괜찮다. 또한, 단자부(5)의 수는 3개로 한정되는 것은 아니다.
단자부(5)는 접속 부재(50)를 거쳐서 피장착 부재(2)에 설치된 외부 단자(22)와 접속되어 있다. 접속 부재(50)는 본딩 와이어, 플렉서블 회로 기판, 전선 등을 예시할 수 있다.
덮개(6)는, 벽부(32)의 평면에 접합되는 동시에 전자 부품(4)을 덮는 대략 원판형상의 덮개 본체부(61)와, 이 덮개 본체부(61)에 설치된 덮개용 벽체(62)와, 이 덮개용 벽체(62)에 설치된 돌출편부(63)를 가진다. 덮개(6)의 덮개 본체부(61)의 일부로부터 덮개용 벽체(62)의 일부에 걸쳐서, 단자부(5)를 노출시키는 창부(60)가 형성되어 있다. 또한, 덮개(6)는 코바(Koval), 42 알로이(42 Alloy), 그 이외의 금속제의 판재로부터 프레스 등으로 일체 형성된다.
덮개 본체부(61)는 패키지(3)를 압박하는 압박편부이다.
덮개 본체부(61)와 패키지(3)의 벽부(32)의 정상부는 시일 링(33)을 거쳐서 기밀 접합되어 있다.
시일 링(33)은 패키지(3)의 개구단을 따라서 형성되어 있다(도 1 참조). 또한, 제 1 실시형태에서는, 덮개 본체부(61)와 패키지(3)와의 접합에 있어서, 시일 링(33)에 대신해 땜납이나 저융점 유리 등을 이용해도 괜찮다.
돌출편부(63)는 피장착 부재(2)에 결합되는 결합편부이다. 돌출편부(63)는, 덮개용 벽체(62)의 외주에 연속해서 형성된 링부로서, 피장착 부재(2)에 형성된 대직경부(2A3)에 코킹된다. 대직경부(2A3)에 설치된 코킹부(20)와 대직경부(2A3)의 평면으로 돌출편부(63)의 외주 단부가 협지된다.
덮개용 벽체(62)는, 덮개 본체부(61)와 돌출편부(63)에 단부가 일체로 형성되는 동시에 탄성 변형 가능한 탄성편부이며, 패키지(3)의 벽부(32)의 외주면과 대향한다. 덮개용 벽체(62)의 내주면과 패키지(3)의 벽부(32)의 외주면과의 사이에는 소정의 극간(gap)이 설치되어 있다.
이러한 구성의 제 1 실시형태에서는, 우선 패키지(3)의 판부(31)에 검출 소자(41)나 ASIC(42A), 콘덴서(42B)를 설치한다. 또한, 패키지(3)의 벽부(32)에 덮개(6)의 덮개 본체부(61)를 접합한다. 이 상태에서는, 패키지(3)의 벽부(32)의 평면에 설치된 단자부(5)는 덮개(6)의 창부(60)로부터 노출된다. 이와 같이 조립된 물리량 측정 센서(1)의 조정을 실시한다.
조정이 끝난 물리량 측정 센서(1)를 피장착 부재(2)에 설치한다. 그를 위해, 피장착 부재(2)의 소직경부(2A1)에 O링(21)을 배치하고, 그후 패키지(3)의 저면을 O링 시일면으로 해서 물리량 측정 센서(1)를 피장착 부재(2)에 조립한다. 이 때, 피장착 부재(2)의 중직경부(2A2)의 평면에 패키지(3)의 판부(31)를 접촉시킨다. 이 상태에서는, 덮개(6)의 돌출편부(63)가 외주단으로부터 소정 길이에 걸쳐서 대직경부(2A3)의 저면에 접촉하고 있다. 그리고, 펀치(P)로 코킹부(20)를 압압하는 것에 의해, 돌출편부(63)가 대직경부(2A3)에 코킹되게 된다.
또한, 단자부(5)와 피장착 부재(2)상에 설치된 외부 단자(22)를 접속 부재(50)로 접속한다.
이와 같이 피장착 부재(2)에 설치된 물리량 측정 센서(1)에는, 영역(L)으로부터 피장착 부재(2)의 유체 도입로(2B) 및 소직경부(2A1)를 통해서 피측정 유체가 유통된다.
그러면, 피측정 유체는, 패키지(3)의 유통 구멍(31A)을 통해서 검출 소자(41)에 이송되며, 검출 소자(41)의 판형상부를 변위시킨다. 검출 소자(41)의 판형상부가 변위하는 것에 의해, 검지부로부터 본딩 와이어(43)를 통해서 ASIC(42A), 콘덴서(42B)나, 그 이외의 전자 부품에 신호가 보내진다. 또한, ASIC(42A)로 증폭, 조정된 신호는 단자부(5)로부터 접속 부재(50) 및 외부 단자(22)를 거쳐서 외부로 출력된다.
따라서, 제 1 실시형태에서는 다음의 작용 효과를 열거할 수 있다.
(1) 유통 구멍(31A)이 판부(31)에 형성된 세라믹제의 패키지(3)와, 이 패키지(3)에 수납되어 유통 구멍(31A)으로부터 유통된 피측정 유체의 압력을 검출하는 검출 소자(41)를 포함한 전자 부품(4)과, 패키지(3)의 외부에 설치된 단자부(5)와, 패키지(3)의 벽부(32)에 접합된 덮개(6)와, 패키지(3)를 피장착 부재(2)에 설치하는 금속제의 장착편을 구비한다. 이 장착편으로 패키지(3)를 압박하는 동시에 피장착 부재(2)를 결합했으므로, 고압의 피측정 유체가 패키지(3)의 바닥부를 향해서 유통해도 패키지(3)가 피장착 부재(2)로부터 분리되는 일이 없이 보지되며, 또한 패키지(3)와 피장착 부재(2)와의 열팽창 계수의 차이에 수반해 장착편의 양단측이 상대적으로 변형해도, 장착편의 중간 부분이 탄성이기 때문에, 상기 상대적인 변형을 흡수할 수 있다. 그 때문에, 물리량 측정 센서(1)로 측정하는 피측정 유체가 고압이라도, 그 측정이 가능해진다.
(2) 덮개(6)는, 전자 부품(4)을 덮고 패키지(3)를 압박하는 덮개 본체부(61)와, 피장착 부재(2)에 결합되는 돌출편부(63)와, 덮개 본체부(61)와 돌출편부(63)와 일체로 형성되어 벽부(32)에 대향하는 탄성 변형 가능한 덮개용 벽체(62)를 가진다. 그 때문에, 덮개(6)가 장착편을 겸하게 되어, 부품 점수를 감소시킬 수 있다. 또한, 덮개(6)가 금속제이기 때문에, 용접이나 코킹 등의 접합에 의한 피장착 부재(2)에의 확실한 접지 접속이 가능해진다.
(3) 돌출편부(63)는, 덮개용 벽체(62)의 외주에 연속해서 형성된 링부로서, 피장착 부재(2)에 형성된 오목부(2A)에 코킹되는 구성이기 때문에, 장착편 자체의 구조를 간단하고 쉬운 것으로 할 수 있고, 그 결과 물리량 측정 센서(1)의 제조 코스트를 낮게 억제할 수 있다.
(4) 덮개(6)에는 단자부(5)를 노출시키는 창부(60)가 형성되어 있기 때문에, 단자부(5)와 피장착 부재(2)상에 설치된 외부 단자(22)와의 접속이 용이해진다. 그 때문에, 물리량 측정 센서(1)의 피장착 부재(2)에의 장착 작업을 용이한 것으로 할 수 있다.
(5) 덮개 본체부(61)와 패키지(3)의 벽부(32)가 시일 링(33)으로 밀봉되기 때문에, 패키지(3)의 내부의 기밀을 유지할 수 있고, 내부에 수납된 전자 부품(4) 등을 보호할 수 있다.
(6) 피장착 부재(2)에는 오목부(2A)가 형성되고, 이 오목부(2A)는 유체 도입로(2B)와 연통하는 소직경부(2A1)와, 이 소직경부(2A1)와 연속해서 형성된 중직경부(2A2)를 구비하고, 중직경부(2A2)의 저면에 패키지(3)를 접촉하고, 소직경부(2A1)의 저면과 패키지(3)와의 사이에는 O링(21)을 개재했으므로, 소직경부(2A1)에 도입된 피측정 유체가 중직경부(2A2)를 통해서 외부로 유출하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 물리량 측정 센서(1)의 측정 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 4 및 도 5에 근거해서 설명한다.
제 2 실시형태는 덮개의 구성이 제 1 실시형태와 상이한 것이며, 다른 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.
도 4는 제 2 실시형태의 물리량 측정 센서(1A)의 전체 구성을 나타내는 사시도이며, 도 5는 물리량 측정 센서(1A)가 피장착 부재(2)에 설치된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5에 있어서, 물리량 측정 센서(1A)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 전자 부품(4)이 수납되고, 또한 단자부(5)가 설치된 세라믹제의 패키지(3A)와, 이 패키지(3A)의 개구를 덮는 금속제의 덮개(6A)를 구비하는 압력 센서이다.
제 2 실시형태에 있어서도, 덮개(6A)는 패키지(3A)를 피장착 부재(2)에 설치하는 장착편을 겸한다. 또한, 제 2 실시형태에서는, 피장착 부재(2)에 소직경부(2A1) 및 유체 도입로(2B)가 형성되어 있고, 제 1 실시형태와 같은 중직경부 및 대직경부가 형성되어 있지 않다.
패키지(3A)는 제 1 실시형태의 패키지(3)와 동일한 구조이지만, 제 1 실시형태와는 상이하게, 정면 형상이 직사각형상으로 되어 있다. 또한, 도 5에서는, ASIC(42A), 콘덴서(42B), 본딩 와이어(44) 등의 도시가 생략되어 있다.
덮개(6A)는 전자 부품(4)을 덮는 평면 대략 직사각형상의 덮개 본체부(61A)와, 이 덮개 본체부(61A)의 양측에 설치된 덮개용 벽체(62A)와, 이러한 덮개용 벽체(62A)에 각각 설치된 돌출편부(63A)를 가진다.
돌출편부(63A)는 피장착 부재(2)에 결합되는 결합편부이다.
덮개용 벽체(62A)와 돌출편부(63A)는 각각 덮개 본체부(61A)를 사이에 두고 배치되어 있다.
덮개용 벽체(62A)는 덮개 본체부(61A)의 돌출편부(63A)가 배치되는 측의 2변에 각각 설치되어 있다. 덮개 본체부(61A)의 나머지 2변은 덮개용 벽체(62A)가 배치되어 있지 않다. 덮개 본체부(61A)와 덮개용 벽체(62A)로 구획되는 공간은 패키지(3A)를 수납하는 공간으로 된다.
돌출편부(63A)는 덮개 본체부(61A)의 평면과 평행하게 연장되어 형성된 평면 대략 삼각형상의 판부(631)와, 이 판부(631)의 단부에 수직으로 형성된 리브부(632)를 구비하고 있다.
덮개 본체부(61A)를 사이에 두고 대향 배치된 리브부(632)에는, 리브부(633)가 일체로 형성되어 있다. 이 리브부(633)는 덮개 본체부(61A)의 주연으로부터 수직으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 판부(631)의 형상은 평면 대략 삼각형상으로 한정되는 것이 아니고, 다른 평면형상, 예를 들면 평면 반원형상, 평면 직사각형상이라도 괜찮다.
판부(631)의 한 변은 덮개용 벽체(62A)와 접합되고, 판부(631)의 다른 2변은 각각 리브부(632)와 접합되어 있다.
돌출편부(63A)는 체결구(B)로 피장착 부재(2)에 설치된다. 판부(631)에는 체결구(B)가 삽통되는 구멍(630)이 형성되어 있다.
체결구(B)는 볼트 등의 여러 가지의 것을 이용할 수 있다.
제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 (1), (2), (5), (6)과 같은 효과를 열거할 수 있는 것에 추가하여 다음의 작용 효과를 열거할 수 있다.
(7) 덮개용 벽체(62A)와 돌출편부(63A)가 각각 덮개 본체부(61A)를 사이에 두고 배치되고, 또한 돌출편부(63A)가 체결구(B)로 피장착 부재(2)에 설치되기 때문에, 물리량 측정 센서(1A)의 피장착 부재(2)에의 설치를 용이하고 확실히 실시할 수 있다.
(8) 돌출편부(63A)는 판부(631)의 단부에 리브부(632)가 수직으로 형성되고, 또한 판부(631)가 체결구(B)로 피장착 부재(2)에 설치되어 있기 때문에, 돌출편부(63A)가 입체 형상으로 되어 큰 강도를 가진다. 그 때문에, 물리량 측정 센서(1A)가 피장착 부재(2)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 3 실시형태를 도 6에 근거해 설명한다.
제 3 실시형태는 덮개의 구성이 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 상이한 것이며, 다른 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.
도 6은 제 3 실시형태의 물리량 측정 센서가 피장착 부재에 설치된 상태의 단면도이다.
도 6에 있어서, 물리량 측정 센서(1B)는 전자 부품(4)이 수납되어 단자부(5)가 정상부에 설치된 세라믹제의 패키지(3B)와, 이 패키지(3B)의 개구를 덮는 금속제의 덮개(6B)와, 패키지(3B)를 피장착 부재(2)에 설치하는 장착편(7)을 가지는 압력 센서이다.
제 3 실시형태에서는, 패키지(3B)를 피장착 부재(2)에 설치하기 위해, 덮개(6B)가 아니고, 장착편(7)을 별도 이용하는 점에서, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 상이하다. 또한, 제 3 실시형태에서는, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 피장착 부재(2)에 소직경부(2A1) 및 유체 도입로(2B)가 형성되어 있고, 제 1 실시형태와 같은 중직경부 및 대직경부가 형성되어 있지 않다.
패키지(3B)는 제 2 실시형태의 패키지(3A)와 동일한 구조이지만, 제 2 실시형태와는 상이하게, 외주의 4개의 변에 각각 따라 단차부(3B1)가 형성되어 있다.
덮개(6B)는 전자 부품(4)을 가리는 벽부(32)의 외주연보다 약간 작은 평면 대략 직사각형상의 금속제의 평판이다. 덮개(6B)의 단연으로부터 단자부(5)가 노출되도록 되어 있다. 덮개(6B)를 구성하는 평판은 통상의 패키지에 이용되는 덮개와 동일한 구조이며, 패키지(3B)의 정상부에 접합된다.
장착편(7)은 패키지(3B)를 사이에 두고 4개소 배치되어 있다. 장착편(7)은 패키지(3B)의 단차부(3B1)를 압박하는 압박편부(71)와, 피장착 부재(2)에 결합되는 결합편부(72)와, 압박편부(71)와 결합편부(72)에 접속되는 탄성편부(73)를 가진다.
압박편부(71)는 단차부(3B1)의 평면부를 압박하는 것이며, 그 선단이 패키지(3B)에 접촉되어 있다.
결합편부(72)는 피장착 부재(2)의 평면에 도시하지 않는 볼트나 용접 등으로 고정되어 있다.
탄성편부(73)는 압박편부(71)와 결합편부(72)와의 사이에서의 탄성 변형을 허용하는 부분이다.
이러한 압박편부(71), 결합편부(72) 및 탄성편부(73)는 탄성을 가지는 금속 판으로부터 프레스나 그 이외의 가공으로 일체로 형성된다.
제 3 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 (1), (5), (6)과 같은 효과를 열거할 수 있는 것에 추가하여 다음의 작용 효과를 열거할 수 있다.
(9) 장착편(7)을 덮개(6B)와는 별개로 마련했으므로, 덮개(6B) 자체를 종래의 구조의 것을 이용할 수 있다. 그 때문에, 덮개(6B)와 패키지(3B)를 밀봉할 때에, 종래와 같은 수법을 채용할 수 있으므로, 밀봉 작업이 용이해진다.
또한, 본 발명은 전술의 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위로의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시하는 제 1 실시형태에서는, 덮개용 벽체(62)의 외주에 연속해서 형성된 돌출편부(63)를 피장착 부재(2)에 형성된 오목부(2A)에 코킹하는 구성으로 했지만, 돌출편부(63)를 오목부(2A)에 고정하는 구성은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 제 2 실시형태에 나타내는 볼트 등의 체결구를 이용해 고정하는 구성으로 해도 좋고, 또한 메탈 플로우, 용접 등으로 고정하는 구성으로 해도 좋다.
도 6에 도시되는 제 3 실시형태에서는, 장착편(7)은 패키지(3B)를 사이에 두고 4개소 배치되었지만, 장착편(7)의 설치 개소를 패키지(3B)를 사이에 두고 2개소로 해도 좋고, 또한 장착편(7)의 형상을 변경해서 링형상으로 하면, 1개의 부재로서 구성할 수도 있다.
또한, 제 3 실시형태에서는, 압박편부(71)로 압박하기 위해서 패키지(3B)의 외측면에 단차부(3B1)를 형성했지만, 단차부(3B1)를 생략해서 패키지(3B)의 외측면을 스트레이트형상으로 해도 좋다. 이 경우, 압박편부(71)는 패키지(3B)의 정상부를 압박하는 구조로 해도 좋다. 압박편부(71)는 패키지(3B)의 정상부의 일부(외주연부)를 압박하도록 해도 좋고, 또는 전부를 압박하도록 해도 괜찮다. 압박편부(71)로 패키지(3B)의 정상부의 외주 가장자리를 압박하는 경우에는, 덮개(6B)가 패키지(3B)의 정상부의 내주연부에 접합하는 구성으로 해도 좋다. 압박편부(71)로 패키지(3B)의 정상부의 전면을 압박하는 경우에는, 압박편부(71)를 패키지(3B)의 평면상의 중심을 향해서 연장설치하고, 압박편부(71)가 덮개를 겸하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시되는 제 2 실시형태에서는, 패키지(3A)에 설치된 단자부(5)가 리브부(633)보다 패키지(3A)의 바깥쪽에 배치되어 있지만, 단자부(5)를 덮개 본체부(61A)로 덮도록 하고, 이 덮개 본체부(61A)에 단자부(5)를 노출시키는 창부를 형성해도 괜찮다. 마찬가지로, 제 3 실시형태에서는, 덮개(6B)를 벽부(32)의 외주연보다 약간 작게 형성하고, 덮개(6B)의 단연으로부터 단자부(5)가 노출되도록 하고 있는, 덮개(6B)를 적어도 벽부(32)의 정상부 전면을 덮는 크기로 하고, 덮개(6B)에 단자부(5)를 노출시키는 창부를 형성해도 괜찮다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에서는, 덮개(6, 6A, 6B)와 패키지(3, 3A, 3B)를 밀봉한 구성으로 했지만, 본 발명에서는, 덮개(6, 6A, 6B)의 일부를 개구하고, 패키지(3, 3A, 3B)의 내부가 외부로 개방되는 구성으로 해도 좋다. 그리고, 제 3 실시형태에서는, 덮개(6B)를 금속으로부터 형성했지만, 본 발명에서는, 덮개를 금속 이외의 재료, 예를 들면 합성 수지로 형성하는 것이라도 좋다. 합성 수지로 덮개를 형성했을 경우, 패키지(3B)에의 설치는 접착제 등을 이용해도 괜찮다.
또한, 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에서는, 물리량 측정 센서로서 압력 센서를 예시해서 설명했지만, 본 발명에서는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 차압 센서나 온도 센서에도 적용 가능하다.
1 : 물리량 측정 센서 2 : 피장착 부재
3B : 패키지 4 : 전자 부품
5 : 단자부 6 : 덮개
7 : 장착편 21 : O링
31 : 판부 32 : 벽부
31A : 유통 구멍 41 : 검출 소자
50 : 접속 부재 61 : 덮개 본체부

Claims (8)

  1. 유체 도입로가 형성된 피장착 부재에 설치되는 물리량 측정 센서에 있어서,
    상기 피장착 부재에 대향하는 판부와 이 판부의 주변에 형성된 벽부를 갖고, 상기 피장착 부재에 대향하는 판부에 상기 유체 도입로로부터 도입되는 피측정 유체를 유통하는 유통 구멍이 형성된 세라믹제의 패키지와;
    이 패키지에 수납되어 상기 유통 구멍으로부터 유통된 피측정 유체의 물리량을 검출하는 검출 소자를 포함한 전자 부품과;
    상기 전자 부품과 전기적으로 접속되어 상기 패키지의 외부에 설치된 단자부와;
    상기 벽부에 접합된 덮개와;
    상기 패키지를 상기 피장착 부재에 설치하기 위한 금속제의 장착편을 구비하며,
    상기 장착편은,
    상기 패키지를 압박하는 압박편부와,
    상기 피장착 부재에 결합되는 결합편부와,
    상기 압박편부와 상기 결합편부에 단부가 일체로 형성되는 동시에 탄성 변형 가능한 탄성편부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개는 금속제이며, 또한 상기 전자 부품을 덮는 덮개 본체부와, 이 덮개 본체부에 일체로 형성되어 상기 벽부에 대향하는 덮개용 벽체와, 이 덮개용 벽체에 일체로 형성된 돌출편부를 구비하며,
    상기 덮개 본체부는 상기 압박편부이며,
    상기 덮개용 벽체는 상기 탄성편부이며,
    상기 돌출편부는 상기 결합편부인 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 덮개용 벽체와 상기 돌출편부는 각각 상기 덮개 본체부를 사이에 두고 배치되고, 또한 상기 돌출편부는 체결구로 상기 피장착 부재에 설치되는 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 돌출편부는, 상기 덮개 본체부의 평면과 평행하게 연장되어 형성된 판부와, 상기 덮개 본체부의 평면과 평행하게 연장되어 형성된 판부의 단부에 수직으로 형성되어 상기 덮개용 벽체와 접속되는 리브부를 구비하며,
    상기 덮개 본체부의 평면과 평행하게 연장되어 형성된 판부에는 상기 체결구가 삽통되는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개에는 상기 단자부를 노출시키는 창부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 돌출편부는 상기 덮개용 벽체의 외주에 연속해서 형성된 링부이며, 이 링부는 상기 피장착 부재에 형성된 오목부에 코킹되는 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌출편부는 상기 덮개용 벽체의 외주에 연속해서 형성된 링부이며, 이 링부는 상기 피장착 부재에 형성된 오목부에 코킹되는 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개와 상기 패키지가 밀봉되는 것을 특징으로 하는
    물리량 측정 센서.
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