KR20160089282A

KR20160089282A - 압력 센서 모듈 및 압력 센서 모듈의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160089282A
Application number: KR1020160005438A
Authority: KR
Inventors: 야스아키 카네코; 마사키 오오타; 히토시 츠다
Original assignee: 가부시키가이샤 테지케
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2016-07-27
Also published as: CN105806546A; JP2016133391A; EP3048434A3; EP3048434A2; US20160209286A1

Abstract

<과제>
용접을 이용하지 않고 다이어프램을 베이스체에 고정할 수 있는 압력 센서 모듈을 제공한다.
<해결 수단>
압력 센서 소자(12)가 내부에 장착되는 제1요부(22A)와, 제1요부(22A)의 개구 에지에서 외측으로 연장되는 제1수용면부(30A)를 구비하는 베이스체(14); 제1요부(22A)를 입구측에서 막도록 제1수용면부(30A)와 대향하여 마련되고, 베이스체(14)에 대해 분리 가능하게 배치되는 제1다이어프램(36A); 제1요부(22A)의 개구 에지보다 외측에서 제1다이어프램(36A)의 한쪽면측에 배치되는 제1탄성체(42A); 및 제1다이어프램(36A) 및 제1탄성체(42A)를 제1수용면부(30A)를 향해 가압한 상태로, 베이스체(14)에 장착되는 제1장착 부재(44A)를 구비한다.

Description

압력 센서 모듈 및 압력 센서 모듈의 제조 방법{PRESSURE SENSOR MODULE AND MANUFACTURE THEREOF}

본 발명은, 피측정 매체의 압력을 검출하기 위한 압력 센서 모듈에 관한 것이다.

종래부터, 이런 종류의 압력 센서 모듈(이하, "센서 모듈"이라 한다)에서는, 압력 센서 소자(이하, "센서 소자"라 한다)를 피측정 매체로부터 격리하여 보호하기 위해, 다이어프램을 사용한 구조로 널리 알려져 있다. 이 구조에서는, 통상, 센서 소자가 수용되는 압력실과, 피측정 매체가 유입하는 도입실을 다이어프램에 의해 구획하고, 압력실 내에 실리콘 오일 등의 압력 전달 매체를 봉입하고 있다. 도입실 내의 피측정 매체로부터 다이어프램에 전달되는 압력은, 압력실 내의 압력 전달 매체를 통해 센서 소자에 전달되고, 센서 소자에 의해 피측정 매체의 압력을 검출할 수 있게 된다.

이런 종류의 구조에서는, 하우징 등의 베이스체에 다이어프램을 고정 할 필요가 있다. 일례로서, 특허문헌 1에는, 금속제의 다이어프램을 베이스체에 레이저 용접에 의해 고정하는 구조가 개시되어 있다.

일본국 특허공개공보 2013-242157호 공보 일본국 특허공개공보 H11-23397호 공보 일본국 특허공개공보 2003-194649호 공보

특허문헌 1의 구조에서는, 베이스체에 다이어프램을 고정하고 또한 용접을 필요로 하기 때문에, 용접에 의한 열의 영향에 의해 다이어프램이 변형되는 우려가 있다. 다이어프램이 변형되면, 피측정 매체로부터 다이어프램에 대한 압력의 전달 방식이 변화되고, 센서 소자에 의한 검출 정밀도의 저하를 초래하기 쉽다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 일 목적은, 용접을 이용하지 않고 다이어프램을 베이스체에 고정할 수 있는 압력 센서 모듈을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈은, 압력 센서 소자가 내부에 장착되는 제1요부와, 제1요부의 개구 에지에서 외측으로 연장되는 제1수용면부를 구비하는 베이스체; 제1요부를 입구측에서 막도록 제1수용면부와 대향하여 마련되고, 베이스체에 대해 분리 가능하게 배치되는 제1다이어프램; 제1요부의 개구 에지보다 외측에서 제1다이어프램의 한쪽면측에 배치되는 제1탄성체; 및 제1다이어프램 및 제1탄성체를 제1수용면부를 향해 가압한 상태로, 베이스체에 장착되는 제1장착 부재를 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서 모듈의 제조 방법은, 상기한 실시예에 따른 압력 센서 모듈의 제조 방법이고, 압력 센서 소자가 장착된 베이스체를 준비하는 공정; 제1요부 내에 압력 전달 매체를 채운 상태에서, 제1요부를 입구측에서 막도록 제1수용면부와 대향하는 제1다이어프램을 배치하는 공정; 제1다이어프램에 대해 한쪽면측에 제1탄성체를 배치하는 공정; 및 제1탄성체 및 제1다이어프램을 제1수용면부를 향해 가압한 상태로, 베이스체에 제1장착 부재를 장착하는 공정을 포함한다.

본 발명에 의하면, 용접을 이용하지 않고 다이어프램을 베이스체에 고정할 수 있다.

도 1은 제1실시형태에 따른 센서 모듈의 사시도이다.
도 2는 제1실시형태에 따른 센서 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 제1실시형태에 따른 센서 모듈의 측면 단면도이다.
도 4는 제1실시형태에 따른 센서 모듈의 상면도이다.
도 5는 제1실시형태에 따른 센서 모듈의 사용 상태의 일례를 나타내는 측면 단면도이다.
도 6은 제1실시형태에 따른 센서 모듈의 제조 방법의 일례를 나타내는 측면 단면도이다.
도 7에 있어서, 도 7(a)는 도 3의 제1장착 부재의 일부를 확대하여 나타내는 도면이고, 도 7(b)는 도 7(a)의 방향 Fv1로부터 본 도면이다.
도 8에 있어서, 도 8(a)는 제1실시형태에 따른 베이스체의 상면도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 A-A선 단면도이다.
도 9는 제2실시형태에 따른 센서 모듈의 측면 단면도이다.
도 10은 제2실시형태에 따른 센서 모듈의 분해 사시도이다.
도 11은 도 9의 방향 Fv2로부터 본 도면이다.
도 12는 제1변형예에 따른 센서 모듈의 일부를 나타내는 측면 단면도이다.
도 13은 제2변형예에 따른 센서 모듈(10)의 제조 방법을 나타내는 측면 단면도이다.

이하, 각 실시형태의 설명에서는, 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 각 도면에서는, 설명의 편의상, 구성 요소의 일부를 적절히 생략한다.

[제1실시형태]

도 1은 제1실시형태에 따른 센서 모듈(10)의 사시도이고, 도 2는 분해 사시도이다. 센서 모듈(10)은, 차량용 공조 장치의 유체 유로의 2군데를 흐르는 피측정 매체의 압력차를 검출하는 차압 센서로서 사용된다.

도 3은 센서 모듈(10)의 측면 단면도이다. 센서 모듈(10)은, 센서 소자(12)가 장착되는 베이스체(14)를 구비한다(도 2도 참조). 베이스체(14)는, 한쪽면인 센서 실장면(16a)에 센서 소자(12)가 실장되는 회로 기판(16)과, 센서 실장면(16a)을 피복하는 제1몰딩 수지(20A)와, 센서 실장면(16a)과는 반대측의 회로 기판(16)의 이면(16b)을 피복하는 제2몰딩 수지(20B)를 구비한다. 또한, 베이스체(14)는, 제1몰딩 수지(20A)에 형성되는 제1요부(22A)를 포함하는 단차와 저부가 있는 제1구멍부(24A)와, 제2몰딩 수지(20B)에 형성되는 제2요부(22B)를 포함하는 단차와 저부가 있는 제2구멍부(24B)를 구비한다.

센서 모듈(10)은, 제1요부(22A)가 마련되는 베이스체(14)의 표면측(센서 실장면(16a)측)에 있는 구성과, 표면측과는 반대측의 이면(16b)측에 있는 구성의 많은 부분이 공통된다. 이하에서는, 양자에 공통되는 구성에 대해, 베이스체(14)의 표면측에 있는 구성을 주로 설명하고, 베이스체(14)의 이면측에 있는 구성은 설명을 생략한다. 또한, 양자를 구별함에 있어서는, 공통되는 구성 요소의 선두에 "제1" "제2"를 붙이고, 부호의 말미에 "A" "B"를 붙이는 경우가 있다. 또한, 이하에서는, 제1요부(22A)의 저부측에서 입구측을 향해 연장되는 제1요부(22A)의 중심선을 따른 방향을 높이 방향(Z)이라 하고, 높이 방향(Z)과 직교하는 두 방향을 전후 방향(X), 좌우 방향(Y)이라 한다. 한편, 높이 방향 Z는 회로 기판(16)의 두께 방향에 대응하고, 방향 X, Y는 서로 직교한다.

센서 소자(12)는, 피에조 저항형 센서이다. 센서 소자(12)는, 회로 기판(16)의 센서 실장면(16a)에 접착 등에 의해 실장된다. 센서 소자(12)는, 센서 실장면(16a)으로부터 멀어지는 방향으로 함몰되는 중공부(12a)와, 중공부(12a)의 저부에 마련되는 막형태의 감압부(12b)와, 감압부(12b)의 외주부에서 감압부(12b)보다 두껍게 마련되는 지지부(12c)와, 지지부(12c)에 접합되는 대좌부(12d)를 구비한다. 감압부(12b) 및 지지부(12c)는 단결정 실리콘 등의 반도체에 의해 일체로 성형되고, 대좌부(12d)는 유리 등에 의해 구성된다. 회로 기판(16)에는, 센서 소자(12)의 뒷면에 있어서, 센서 소자(12)의 중공부(12a) 내에 유체를 도입하기 위한 도입 구멍(26)이 형성된다.

감압부(12b)는 브릿지 회로를 포함하는 센서 회로(미도시)를 구비하고, 센서 회로는 금속선 등의 본딩 와이어(미도시)를 통해, 회로 기판(16)의 배선 패턴(미도시)에 전기적으로 접속된다. 감압부(12b)는, 두께 방향(높이 방향(Z))의 변위량에 상응한 검출 신호를 생성하고, 센서 전극으로부터 회로 기판(16)의 배선 패턴에 검출 신호를 출력한다.

회로 기판(16)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이 ECU(electric control unit) 등의 외부 전자 기기와 전기적으로 접속하기 위한 외부 접속용 전극(28)이 복수 마련된다. 외부 접속용 전극(28)은 스루홀 전극이다. 외부 접속용 전극(28)에는 그라운드용 접속 단자를 접속하기 위한 그라운드 전극이 포함된다.

도 3을 다시 참조하여, 제1몰딩 수지(20A)는, 회로 기판(16)에 실장되는 IC칩, 콘덴서 등의 전자 부품(미도시)이나, 배선 패턴의 적어도 일부를 봉지하도록, 센서 실장면(16a)을 부분적으로 피복한다. 제1몰딩 수지(20A)의 저부가 있는 제1구멍부(24A)는, 센서 소자(12)와 함께, 센서 소자(12)의 실장 위치 주위에 있는 센서 실장면(16a)의 일부를 노출시키도록 마련된다. 제2몰딩 수지(20B)는, 배선 패턴의 적어도 일부를 봉지하도록, 회로 기판(16)의 이면(16b)을 부분적으로 피복한다. 제2몰딩 수지(20B)의 저부가 있는 제2구멍부(24B)는, 회로 기판(16)의 도입 구멍(26)과 함께, 도입 구멍(26) 주위에 있는 회로 기판(16)의 이면(16b)의 일부를 노출시키도록 마련된다.

저부가 있는 제1구멍부(24A)는, 센서 소자(12)가 내부에 장착되는 제1요부(22A)와, 제1요부(22A)의 개구 에지에서 외측으로 연장되는 제1수용면부(30A)를 구비한다. 또한, 저부가 있는 제1구멍부(24A)는, 제1수용면부(30A)의 외주부에서 일어서는 제1내주부(32A)와, 제1내주부(32A)의 입구측의 개구 에지에서 외측으로 연장되는 제1단면부(34A)를 더 구비한다.

센서 모듈(10)은, 제1요부(22A)를 입구측에서 막도록 제1수용면부(30A)와 대향하여 마련되는 제1다이어프램(36A)을 더 구비한다(도 2도 참조). 제1다이어프램(36A)은 전체적으로 원형의 고리 모양으로 형성된다. 제1다이어프램(36A)은 금속을 소재로 하지만, 수지 등을 소재로 해도 좋다. 제1다이어프램(36A)의 외주부는 제1수용면부(30A)에 당접한다. 제1다이어프램(36A)은, 베이스체(14)에 대해 분리 가능하게 배치되고, 후술하는 제1장착 부재(44A)에 의해 베이스체(14)로서의 제1몰딩 수지(20A)에 고정된다. 여기서 말하는 "분리 가능하게 배치"란, 베이스체(14)에 용접에 의해 접합되지 않는 상태로 배치되는 것을 말한다.

베이스체(14)에는, 제1다이어프램(36A)에 의해 제1요부(22A)를 막는 것에 의해 제1압력실(38A)이 형성된다. 제1압력실(38A)은, 센서 소자(12), 제1요부(22A) 및 제1다이어프램(36A)에 의해 둘러싸여 형성된다.

센서 모듈(10)은, 제1압력실(38A) 내에 충전되는 제1압력 전달 매체(40A)를 더 구비한다. 제1압력 전달 매체(40A)는, 제1다이어프램(36A)의 표면측에서 제1다이어프램(36A)에 전달되는 압력을 센서 소자(12)의 감압부(12b)에 전달하기 위해 마련된다. 제1압력 전달 매체(40A)는 실리콘 오일 등이다.

센서 모듈(10)은, 제1요부(22A)의 개구 에지보다 외측에서 제1다이어프램(36A)의 한쪽면측인 표면측에 배치되는 제1탄성체(42A)를 더 구비한다(도 2도 참조). 제1탄성체(42A)는 O링 등이다. 제1탄성체(42A)는 저부가 있는 제1구멍부(24A)의 제1내주부(32A) 내고, 제1내주부(32A)와 제1수용면부(30A) 사이에 형성되는 모서리부에 배치된다.

센서 모듈(10)은, 제1다이어프램(36A) 및 제1탄성체(42A)를 베이스체(14)에 고정하기 위한 제1장착 부재(44A)를 더 구비한다(도 2도 참조). 제1장착 부재(44A)는, 제1내주부(32A)에 입구측에서 삽입되는 통형상부(46)와, 통형상부(46)의 베이스측 개구 에지에서 외측으로 연장되는 고리 모양의 위치 결정부(48)와, 위치 결정부(48)의 측단부로부터 제1요부(22A)의 입구측에서 저부측을 향하는 높이 방향(Z)으로 연장되는 복수의 스냅피트부(50)를 구비한다. 제1장착 부재(44A)는 도전성을 갖는 금속을 소재로 하여 각 부위가 일체로 성형된다.

통형상부(46)의 선단부에는, 높이 방향(Z)으로 대향하는 제1수용면부(30A) 및 제1다이어프램(36A)에 근접함에 따라 지름이 축소하는 테이퍼부(46a)가 형성된다. 또한, 통형상부(46)의 베이스측에는 축 방향(높이 방향(Z))을 향해 평탄한 외부 접속부(46b)가 형성된다. 외부 접속부(46b)에는, 후술과 같이, 제1다이어프램(36A)의 표면측에 피측정 매체를 도입하기 위한 제1매체 도입 부재(56A)를 접속할 수 있다.

제1장착 부재(44A)는, 통형상부(46)의 테이퍼부(46a)에 의해 제1다이어프램(36A)의 외주부 및 제1탄성체(42A)를 제1수용면부(30A)를 향해 가압한 상태로 베이스체(14)에 장착된다. 이 때, 통형상부(46)는, 제1탄성체(42A)를 통해 제1다이어프램(36A)을 가압한다. 또한, 통형상부(46)는, 제1탄성체(42A)를 제1수용면부(30A)를 향해 가압하는 것에 의해 이를 가압하여 변형시킨다. 제1다이어프램(36A)은, 제1탄성체(42A)의 탄성 반발력에 의해 제1수용면부(30A)에 가압되는 것에 의해, 베이스체(14)에 고정된다.

또한, 제1탄성체(42A)는, 통형상부(46)의 테이퍼부(46a)에 의해 가압되어 변형되면, 제1다이어프램(36A)의 외주부의 표면에 고리 모양으로 밀착하는 한편, 제1내주부(32A)의 내주면에 고리 모양으로 밀착한다. 이에 의해, 제1탄성체(42A)는, 통형상부(46)와 제1다이어프램(36A) 사이를 실링하는 한편, 통형상부(46)와 제1내주부(32A) 사이를 실링한다.

위치 결정부(48)는, 제1장착 부재(44A)를 장착할 때, 즉, 통형상부(46)를 제1몰딩 수지(20A)의 제1내주부(32A) 내에 삽일할 때, 제1몰딩 수지(20A)의 제1단면부(34A)와의 계합에 의해, 베이스체(14)에 대해 높이 방향(Z)으로 제1장착 부재(44A)를 위치 결정한다.

도 4는 센서 모듈(10)의 상면도이다. 제1장착 부재(44A)의 복수의 스냅피트부(50)에는 좌우 방향(Y)의 한쪽(도면중 왼쪽)에 마련되는 2개의 스냅피트부(50)와, 좌우 방향(Y)의 다른 한쪽(도면중 오른쪽)에 마련되는 2개의 스냅피트부(50)가 포함된다. 각 스냅피트부(50)는, 높이 방향(Z)에서 보아, 제1요부(22A)(본 도면에서는 미도시)의 외측이고, 통형상부(46)나 제1요부(22A)를 사이에 낀 위치에 마련된다. 각 스냅피트부(50)는 전후 방향(X)을 향해 좌우 방향(Y)의 한쪽과 다른 한쪽에 교대로 배치되도록 엇갈림 형태로 마련된다.

각 스냅피트부(50)는, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이 위치 결정부(48)로부터 제1요부(22A)의 입구측에서 저부측을 향하는 높이 방향(Z)으로 연장되는 탄성 아암부(52)와, 탄성 아암부(52)의 선단부에 마련되는 갈고리부(54)를 구비한다. 탄성 아암부(52)는 판상으로 형성되고, 좌우 방향(Y)으로 탄성 변형 가능하다. 갈고리부(54)는 탄성 아암부(52)의 선단부에서 탄성 아암부(52)가 연장되는 방향과 반대로 절곡하여 마련된다. 갈고리부(54)는, 회로 기판(16)의 에지부(16c)에 대해, 제1요부(22A)가 마련되어 있는 센서 실장면(16a) 측과는 반대인 이면(16b)측에서 계합되어, 제1요부(22A)의 저부측에서 입구측을 향해 멀어지는 방향의 변위가 규제된다. 이에 의해, 제1장착 부재(44A)는, 베이스체(14)에 대한 위치가 유지되고, 베이스체(14)에 장착된다.

다음으로, 베이스체(14)의 이면측에 있는 구성을 설명한다. 제2몰딩 수지(20B)의 저부가 있는 제2구멍부(24B)는, 제1요부(22A)의 뒷면에 위치하도록 마련되는 제2요부(22B) 이외에, 제2수용면부(30B), 제2내주부(32B), 제2단면부(34B)를 구비한다. 제2요부(22B)는 도입 구멍(26)을 통해 센서 소자(12)의 중공부(12a)에 연통된다. 제2수용면부(30B)는, 제1수용면부(30A)에 대해 회로 기판(16)의 두께 방향(Z)으로 떨어진 위치에 마련된다.

베이스체(14)에는, 제2다이어프램(36B)에 의해 제2요부(22B)를 막는 것에 의해 제2압력실(38B)이 형성된다. 제2압력실(38B)은, 센서 소자(12)의 중공부(12a), 도입 구멍(26), 제2요부(22B) 및 제2다이어프램(36B)에 의해 둘러싸여 형성된다. 센서 소자(12)의 감압부(12b)는 상술한 제1압력실(38A)과 제2압력실(38B)을 구획하도록 마련된다.

센서 모듈(10)은, 제2압력실(38B) 내에 충전되는 제2압력 전달 매체(40B)를 더 구비한다. 또한, 센서 모듈(10)은, 제1탄성체(42A)나 제1장착 부재(44A)와 구성이 공통되는 제2탄성체(42B)나 제2장착 부재(44B)를 더 구비한다.

이상의 센서 모듈(10)의 사용 상태의 일례를 도 5를 참조하여 설명한다.

제1장착 부재(44A)의 외부 접속부(46b)에는 제1피측정 매체를 도입하기 위한 제1매체 도입 부재(56A)가 접속되고, 제2장착 부재(44B)의 외부 접속부(46b)에는 제2피측정 매체를 도입하기 위한 제2매체 도입 부재(56B)가 접속된다. 각 매체 도입 부재(56A, 56B)는 외부 접속부(46b)에 삽입되는 통형상의 센서용 접속부(56a)를 구비한다. 센서용 접속부(56a)의 외주부에는 실링 부재(58)가 장착된다. 실링 부재(58)는 센서용 접속부(56a)와 외부 접속부(46b)에 끼워져 탄성 변형하고, 그 탄성 반발력에 의해 센서용 접속부(56a)와 외부 접속부(46b)의 상대 위치가 유지된다. 이 때, 센서용 접속부(56a)와 외부 접속부(46b) 사이는 실링 부재(58)에 의해 실링된다.

제1장착 부재(44A)의 외부 접속부(46b)에 제1매체 도입 부재(56A)가 접속되었을 때, 제1다이어프램(36A)의 표면측에 제1도입실(60A)이 형성된다. 또한, 제2장착 부재(44B)의 외부 접속부(46b)에 제2매체 도입 부재(56B)가 접속되었을 때, 제2다이어프램(36B)의 표면측에 제2도입실(60B)이 형성된다. 제1도입실(60A)에는 제1매체 도입 부재(56A) 내를 통해 제1피측정 매체가 유입하고, 제2압력실(38B)에는 제2매체 도입 부재(56B) 내를 통해 제2피측정 매체가 유입한다. 예를 들면, 제1피측정 매체는 냉매 유로의 교축부의 상류측을 흐르는 고압 유체이고, 제2피측정 매체는 교축부의 하류측을 흐르는 저압 유체이다.

제1압력실(38A) 내의 제1피측정 매체로부터 제1다이어프램(36A)에 전달되는 압력은, 제1압력실(38A) 내의 제1압력 전달 매체(40A)를 통해 센서 소자(12)의 감압부(12b)의 표면측에 전달된다. 또한, 제2압력실(38B) 내의 제2피측정 매체로부터 제2다이어프램(36B)에 전달되는 압력은, 제2압력실(38B) 내의 제2압력 전달 매체(40B)를 통해 센서 소자(12)의 감압부(12b)의 이면측에 전달된다. 이에 의해, 센서 소자(12)의 감압부(12b)는, 각 피측정 매체의 압력차에 따라 두께 방향으로 변위하고, 그 변위량에 상응한 검출 신호를 생성한다.

이상의 센서 모듈(10)의 제조 방법의 일례를 도 6을 참조하여 설명한다.

먼저, 센서 소자(12)가 장착된 베이스체(14)를 준비한다(S10). 이후, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 압력 전달 매체(40)가 모인 통(62) 내에 베이스체(14)를 배치한다(S12). 이 때, 통(62) 내에 있어서 제1요부(22A)나 제2요부(22B) 내에 압력 전달 매체(40)를 채운 상태로 한다. 이에 의해, 제1요부(22A)의 개구 에지보다 압력 전달 매체(40)의 액면이 높은 위치에 도달할 때까지 제1요부(22A) 내에 압력 전달 매체(40)가 채워지게 된다. 이 상태에서, 제1요부(22A)를 입구측에서 막도록 제1다이어프램(36A)을 배치하고(S14), 제1다이어프램(36A)에 대해 표면측에 제1탄성체(42A)를 배치한다(S16).

이후, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 제1장착 부재(44A)의 통형상부(46)를 베이스체(14)의 저부가 있는 제1구멍부(24A)의 제1내주부(32A)에 입구측에서 삽입하고, 제1탄성체(42A) 및 제1다이어프램(36A)을 제1수용면부(30A)에 가압한 상태로 제1장착 부재(44A)를 베이스체(14)에 장착한다(S18).

제1장착 부재(44A)를 장착할 때, 제1요부(22A)의 입구측에서 저부측을 향하는 높이 방향(Z)으로 제1장착 부재(44A)를 이동시킨다. 이 때, 각 스냅피트부(50)는, 베이스체(14)로서의 회로 기판(16)의 에지부(16c)에 갈고리부(54)가 접촉하고, 탄성 아암부(52)가 제1요부(22A)로부터 멀어지는 좌우 방향(Y)으로 탄성 변형한다. 이 상태에서, 제1몰딩 수지(20A)의 제1단면부(34A)에 위치 결정부(48)가 계합될 때까지 더욱 제1장착 부재(44A)를 이동시키면, 탄성 아암부(52)가 탄성 반발력에 의해 제1요부(22A)에 접근하는 좌우 방향(Y)으로 변위하여, 회로 기판(16)의 에지부(16c)에 이면(16b)측에서 갈고리부(54)의 선단부가 계합 가능해지고, 제1장착 부재(44A)가 베이스체(14)에 장착된다. 즉, 스냅피트부(50)는, 스냅피트 방식에 의해, 베이스체(14)로서의 회로 기판(16)의 에지부(16c)에 계합 가능한 위치에 배치된다.

이들의 S14~S18과 동시에, 또는 전후로 하여, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2요부(22B)를 입구측에서 막도록 제2수용면부(30B)와 대향하는 제2다이어프램(36B)을 배치한다(S20). 제2다이어프램(36B)에 대해 한쪽면측인 표면측에 제2탄성체(42B)를 배치한다(S22). 이후, 제2장착 부재(44B)의 통형상부(46)를 저부가 있는 제2구멍부(24B)의 제2내주부(32B)에 입구측에서 삽입하고, 제2탄성체(42B) 및 제2다이어프램(36B)을 제2수용면부(30B)에 가압한 상태로 제2장착 부재(44B)를 베이스체(14)에 장착한다(S24).

이상의 센서 모듈(10)의 작용 효과를 설명한다.

센서 모듈(10)에 의하면, 용접을 이용하지 않고, 제1장착 부재(44A)에 의해 베이스체(14)에 제1다이어프램(36A)을 고정할 수 있다. 따라서, 제1다이어프램(36A)을 고정함에 있어서, 용접에 의한 열의 영향에 의해 제1다이어프램(36A)이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 그 변형에 기인하는 검출 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기한 특허문헌 2에서는, 베이스체에 다이어프램을 고정함에 있어서, 다이어프램의 근방에서 베이스체의 일부를 코킹하고 있어, 코킹에 의해 다이어프램이 의도하지 않게 변형되어버리는 우려가 있다. 이점에서, 이상의 센서 모듈(10)에 의하면, 베이스체(14)를 코킹하지 않고, 제1장착 부재(44A)에 의해 베이스체(14)에 제1다이어프램(36A)을 고정할 수 있다. 따라서, 베이스체(14)의 코킹에 의해 제1다이어프램(36A)이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 그 변형에 기인하는 검출 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제1탄성체(42A)는, 제1다이어프램(36A)에 고리 모양으로 밀착하는 한편, 제1내주부(32A)에 고리 모양으로 밀착한다. 따라서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1압력실(38A)로부터 통형상부(46)와 제1다이어프램(36A) 사이를 통해 제1도입실(60A)을 향하는 유체의 누설을 규제하면서, 제1압력실(38A)로부터 통형상부(46)와 제1내주부(32A) 사이를 통해 외부 공간을 향하는 유체의 누설을 규제할 수 있다. 또한, 제1탄성체(42A)는, 통형상부(46)의 선단부에도 고리 모양으로 밀착되기 때문에, 제1도입실(60A)로부터 통형상부(46)와 제1내주부(32A) 사이를 통해 외부 공간을 향하는 유체의 누설도 규제할 수 있다. 이에 의해, 제1탄성체(42A)의 탄성 반발력을 이용하여 베이스체(14)에 제1다이어프램(36A)을 고정하면서, 제1탄성체(42A)에 의해 제1압력실(38A)이나 제1도입실(60A)의 실링성을 확보하기 쉬워진다. 또한, 이와 같은 기능을 발휘함에 있어서, 단수의 제1탄성체(42A)를 실링 부재로 사용하고 있어, 이 기능의 발휘에 필요한 실링 부재의 개수를 줄일 수 있다.

또한, 제1장착 부재(44A)의 통형상부(46)의 선단부에는 테이퍼부(46a)가 형성되기 때문에, 통형상부(46)를 베이스체(14)의 제1내주부(32A)에 삽입하는 것만으로, 제1탄성체(42A)를 제1다이어프램(36A)의 외주부와 함께 제1내주부(32A)에 용이하게 밀착시킬 수 있다. 이 결과, 통형상부(46)와 제1다이어프램(36A) 및 제1내주부(32A)의 사이를 용이하게 실링 가능하게 된다.

또한, 제1장착 부재(44A)는 복수의 스냅피트부(50)를 구비하기 때문에, 베이스체(14)에 제1장착 부재(44A)를 장착함에 있어서 용접, 코킹 등이 불필요해진다. 따라서, 용접 설비나 코킹용 프레스 설비 등의 특별한 설비가 불필요해지고, 베이스체(14)에 제1장착 부재(44A)를 용이하게 장착할 수 있다.

또한, 상기한 특허문헌 3에는, 압력실에 압력 전달 매체를 충전하기 위해, 베이스체에 충전용 파이프를 삽통하고, 충전용 파이프로부터 압력 전달 매체를 충전한 후, 충전용 파이프의 일부를 가압하여 변형시키는 방법이 개시되어 있다. 이런 종류의 방법에서는, 통상, 압력실 내로의 압력 전달 매체의 충전시에 압력실에 기포가 잔존하는 것을 억제하기 위해, 진공중에서 작업을 하고 있다.

이에 대해, 상술한 센서 모듈(10)의 제조 방법에 의하면, 제1요부(22A) 내에 압력 전달 매체(40)를 채운 후, 제1요부(22A)를 막도록 제1다이어프램(36A)을 배치하기 때문에, 진공중에서 작업하지 않아도, 제1압력실(38A) 내에서의 기포의 잔존을 용이하게 억제할 수 있다. 또한, 이와 같이 충전함에 있어서, 충전용 파이프를 베이스체(14)에 장착하거나, 충전용 파이프의 가압하여 변형시킬 필요가 없어지기 때문에, 그 작업시의 작업성이 양호해진다.

또한, 예를 들어, 제1수용면부(30A)에 제1탄성체(42A)를 당접시키고 나서, 제1요부(22A)를 입구측에서 막도록 제1다이어프램(36A)을 배치하고, 그 후에 제1장착 부재(44A)를 장착하는 경우를 생각한다. 이 경우, 제1장착 부재(44A)를 장착할 때, 제1탄성체(42A)의 변형에 따라 제1다이어프램(36A)이 이동하는 것에 의해, 제1압력실(38)의 내압이 변화되어버린다.

이 점에서, 본 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 제1요부(22A)를 입구측에서 막도록 제1다이어프램(36A)을 배치하고 나서, 제1탄성체(42A)를 배치하고, 그 후에 제1장착 부재(44A)를 장착한다. 이 때문에, 제1장착 부재(44A)를 장착할 때, 제1다이어프램(36)이 이동하지 않아, 제1압력실(38)의 내압 변화를 방지할 수 있는 이점도 있다.

한편, 이상의 작용 효과는 제2다이어프램(36B), 제2탄성체(42B), 제2장착 부재(44B) 등의 베이스체(14)의 이면측에 마련되는 구성에 관해서도 동일하게 발휘된다.

다음으로, 센서 모듈(10)의 다른 특징을 설명한다.

도 7(a)는 도 3의 베이스체(14) 및 제1장착 부재(44A)의 일부를 확대한 도면이고, 도 7(b)는 도 7(a)의 방향 Fv1로부터 본 도면이다. 도 7(b)에서는 제2몰딩 수지(20B)의 외연의 위치를 2점 쇄선으로 나타내고, 회로 기판(16)에 대한 스냅피트부(50)의 갈고리부(54)의 접촉 위치를 1점 쇄선(S1)으로 나타낸다.

회로 기판(16)의 에지부(16c)에는, 센서 실장면(16a) 및 이면(16b)의 양측에 있어서, 회로 기판(16)의 배선 패턴의 일부가 되는 그라운드 패턴(64)이 형성된다. 그라운드 패턴(64)은 상술한 그라운드 전극에 전기적으로 접속되고, 그라운드 레벨의 전위가 된다. 그라운드 패턴(64)은, 도시한 예에서는, 면형태의 솔리드 패턴(solid pattern)으로 마련된다. 그라운드 패턴(64)에는 제1장착 부재(44A)의 스냅피트부(50)의 갈고리부(54)의 선단부가 접촉한다. 스냅피트부(50)는 회로 기판(16)의 그라운드 패턴(64)에 방전 가능한 위치에 일부가 배치되는 방전부가 된다.

제1장착 부재(44A)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 저부가 있는 제1구멍부(24A)의 개구 에지의 근방에 배치되는 제1위치 결정부(48)의 일부나, 저부가 있는 제1구멍부(24A) 내에 삽입되는 통형상부(46)가, 정전기로부터 제1다이어프램(36A)을 보호하기 위한 보호부가 된다. 저부가 있는 제1구멍부(24A)의 입구측에서 저부측의 제1다이어프램(36A)을 향해 정전기가 전달되려고 했을 때, 정전기는 보호부에 의해 포집되어, 방전부로서의 제1스냅피트부(50)로부터 그라운드 패턴(64)에 방전된다. 또한, 제1다이어프램(36A)에 정전기가 전달되었다고 해도, 센서 소자(12)의 감압부(12b)에서 제1다이어프램(36A)까지의 거리(L1)보다, 제1다이어프램(36A)에서 제1장착 부재(44A)의 통형상부(46)까지의 거리가 작으면, 제1다이어프램(36A)으로부터 제1장착 부재(44A)를 통해 그라운드 패턴(64)에 방전된다.

이에 의해, 제1다이어프램(36A)으로부터 제1압력 전달 매체(40A)를 통해 센서 소자(12)에 정전기가 전달되기 어려워져, 센서 소자(12)를 정전기의 영향으로부터 보호하기 쉬워진다. 또한, 그라운드 레벨의 전위가 되는 제1장착 부재(44A)에 의해 회로 기판(16)이 부분적으로 덮인다. 따라서, 전파, 자기장 등에 의한 전기적 노이즈의 외부로부터 센서 소자(12)나 회로 기판(16)으로의 전달이나, 센서 소자(12) 등으로부터 외부로의 방출을 억제하기 쉬워진다. 한편, 이상의 작용 효과는, 제2장착 부재(44B), 제2다이어프램(36B)에 관해서도 동일하게 발휘된다.

상술한 제1압력실(38A)과 제2압력실(38B)은 동등한 용적이 되도록 구성된다. 이에 의해, 이들에 충전되는 제1압력 전달 매체(40A)와 제2압력 전달 매체(40B)는 동등한 충전량(부피)이 된다. 여기서의 "동등"이란 양자가 완전히 동일한 경우와, 양자가 거의 동일한 경우를 포함한다.

이에 의해, 온도 변화에 의해 각 압력 전달 매체(40A, 40B)가 열팽창한 경우에, 각 압력 전달 매체(40A, 40B)의 압력의 변동량을 동일 정도로 억제하기 쉬워지고, 센서 소자(12)의 감압부(12b)에 대해 각 압력 전달 매체(40A, 40B)로부터 작용하는 힘의 변화분을 상쇄시키기 쉬워진다. 이 결과, 온도 변화에 의해 각 압력 전달 매체(40A, 40B)가 열팽창한 경우에도, 센서 소자(12)에 대한 영향을 억제하기 쉬워지고, 센서 소자(12)의 검출 정밀도의 저하를 억제하기 쉬워진다.

또한, 제1다이어프램(36A)은, 제1압력 전달 매체(40A)와 접하는 제1수압면(66A)을 이면에 구비한다. 제1다이어프램(36A)의 표면측의 제1피측정 매체로부터 제1다이어프램(36A)에 가해지는 압력은 제1수압면(66A)을 통해 제1압력 전달 매체(40A)에 전달된다. 제2다이어프램(36B)은, 제2압력 전달 매체(40B)와 접하는 제2수압면(66B)을 이면에 구비한다. 제2다이어프램(36B)의 표면측의 제2피측정 매체로부터 제2다이어프램(36B)에 가해지는 압력은 제2수압면(66B)을 통해 제2압력 전달 매체(40B)에 전달된다. 이들의 제1수압면(66A)과 제2수압면(66B)은 동등한 면적이 되도록 구성된다. 여기서의 "면적"이란, 각 다이어프램(36A, 36B)의 두께 방향(방향(Z))과 직교하는 가상면에 대해 각 수압면(66A, 66B)을 두께 방향으로 투영했을 때의 면적을 말한다. 또한, 여기서의 "동등"이란, 양자가 완전히 동일한 경우와, 양자가 거의 동일한 경우를 포함한다.

이에 의해, 온도 변화에 의해 각 압력 전달 매체(40A, 40B)가 열팽창한 경우에, 각 압력 전달 매체(40A, 40B)의 압력 변동에 기인하는 각 다이어프램(36A, 36B)의 변형량을 동일 정도로 억제하기 쉬워진다. 이 결과, 각 다이어프램(36A, 36B)이 변형했다고 해도, 각 피측정 매체로부터 각 다이어프램(36A, 36B)으로의 압력의 전달 방식이 바뀌기 어려워진다. 이 때문에, 온도 변화에 의해 각 압력 전달 매체(40A, 40B)가 열팽창한 경우에도, 센서 소자(12)에 대한 영향을 더욱 억제하기 쉬워지고, 센서 소자(12)의 검출 정밀도의 저하를 더욱 억제하기 쉬워진다.

도 8(a)는 베이스체(14)의 상면도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 A-A선 단면도이다.

베이스체(14)는, 회로 기판(16), 제1몰딩 수지(20A), 제2몰딩 수지(20B) 이외에, 제1몰딩 수지(20A)와 제2몰딩 수지(20B)를 연결하도록 회로 기판(16)을 관통하여 마련되는 복수의 하중 전달체(68)를 구비한다. 각 하중 전달체(68)는, 제1몰딩 수지(20A) 및 제2몰딩 수지(20B)의 양자의 일부로서 마련된다. 각 하중 전달체(68)는, 제1수용면부(30A) 및 제2수용면부(30B)에 대해 회로 기판(16)의 두께 방향(Z)으로 떨어진 위치에 마련되고, 제1요부(22A) 및 제2요부(22B)의 둘레 방향으로 등각도/간격을 두고 마련된다. 하중 전달체(68)는, 제1다이어프램(36A)으로부터 제1수용면부(30A)를 통해 제1몰딩 수지(20A)에 전달되는 하중을 제2몰딩 수지(20B)에 전달하기 위해 마련된다. 다른 관점에서는, 하중 전달체(68)는, 제2다이어프램(36B)으로부터 제2수용면부(30B)를 통해 제2몰딩 수지(20B)에 전달되는 하중을 제1몰딩 수지(20A)에 전달하기 위해 마련된다고도 할 수 있다.

제1몰딩 수지(20A)에는, 제1탄성체(42A)의 탄성 반발력이나, 제1피측정 매체로부터 받는 압력에 기인하여, 제1다이어프램(36A)으로부터 회로 기판(16)을 향하는 방향 P1로 하중이 가해지기 쉽다. 또한, 제2몰딩 수지(20B)에는, 제2탄성체(42B)의 탄성 반발력이나, 제2피측정 매체로부터 받는 압력에 의해, 제2다이어프램(36B)으로부터 회로 기판(16)을 향하는 방향 P2로 하중이 가해지기 쉽다. 이들이 상호 작용하여, 회로 기판(16)에는 양면측에서 두께 방향(Z)으로 부하가 가해지기 쉽고, 내구성에 악영향을 미칠 수도 있다.

이점에서, 본 실시형태에 의하면, 제1다이어프램(36A)으로부터 제1몰딩 수지(20A)에 가해지는 하중이나, 제2다이어프램(36B)으로부터 제2몰딩 수지(20B)에 가해지는 하중을, 하중 전달체(68)를 통해 다른 몰딩 수지(20A, 20B)에 전달시키거나, 서로 상쇄시키기 쉽게 할 수 있어, 회로 기판(16)에 가해지는 부하를 억제하기 쉬워진다.

또한, 하중 전달체(68)는 제1수용면부(30A) 및 제2수용면부(30B)에 대해 회로 기판(16)의 두께 방향으로 떨어진 위치에 있다. 따라서, 제1다이어프램(36A)으로부터 제1수용면부(30A)에 가해지는 하중이나, 제2다이어프램(36B)으로부터 제2몰딩 수지(20B)에 가해지는 하중을, 하중 전달체(68)를 통해 다른 몰딩 수지(20A, 20B)에 효과적으로 전달시키기 쉬워져, 회로 기판(16)에 가해지는 부하를 효과적으로 억제하기 쉬워진다.

또한, 하중 전달체(68)는 제1몰딩 수지(20A) 및 제2몰딩 수지(20B)의 양자의 일부로서 마련되기 때문에, 몰딩 수지의 성형 공정에 있어서 금형 내에 용융 수지를 주입하는 것만으로 용이하게 하중 전달체(68)를 성형할 수 있다.

[제2실시형태]

도 9는 제2실시형태에 따른 센서 모듈(10)을 나타내는 측면 단면도이고, 도 10은 센서 모듈(10)의 분해 사시도이다. 본 실시형태에서는, 제1실시형태와 비교하여 제1장착 부재(44A), 제2장착 부재(44B)의 구성이 상이하다.

제1장착 부재(44A)는, 통형상부(46)와, 위치 결정부(48) 이외에, 위치 결정부(48)의 좌우 방향(Y) 양측의 측단부로부터 제1요부(22A)의 입구측에서 저부측을 향하는 높이 방향(Z)으로 연장되는 한쌍의 아암부(70)와, 한쌍의 아암부(70) 각각의 선단부에서 좌우 방향(Y) 외측으로 연장되는 연장 돌출부(72)를 더 구비한다. 한쌍의 아암부(70) 각각에 마련되는 연장 돌출부(72)는 높이 방향(Z)으로 어긋난 위치에 마련된다.

좌우 방향(Y)의 한쪽(도 10에서 오른쪽)의 연장 돌출부(72)에는 제1요부(22A)의 입구측에서 외측을 향하는 높이 방향(Z)으로 연장되는 돌출된 모양의 복수의 코킹용 가공부(74)가 마련된다. 좌우 방향(Y)의 다른 한쪽(도 10에서 왼쪽)의 연장 돌출부(72)에는, 제2장착 부재(44B)의 복수의 코킹용 가공부(74)가 삽통되는 삽통 구멍(76)이 형성된다. 제2장착 부재(44B)도 제1장착 부재(44A)와 마찬가지로, 한쌍의 아암부(70), 연장 돌출부(72) 등을 구비한다.

도 11은 도 9의 방향 Fv2로부터 본 도면이다.

제1장착 부재(44A)의 복수의 코킹용 가공부(74)는 제2장착 부재(44B)의 삽통 구멍(76)에 삽통된다. 제1장착 부재(44A)의 코킹용 가공부(74)의 선단부에는 코킹부(78)가 마련된다. 코킹부(78)는 복수의 코킹용 가공부(74)의 선단부를 전후 방향(X)의 반대측으로 절곡하도록 코킹하는 것에 의해 형성된다. 제1장착 부재(44A)의 코킹부(78)는 제2장착 부재(44B)의 연장 돌출부(72)와의 계합에 의해, 제1요부(22A)의 저부측에서 입구측을 향해 멀어지는 방향(높이 방향(Z))의 변위가 규제된다. 이에 의해, 제1장착 부재(44A)는 베이스체(14)에 대한 위치가 유지되어, 베이스체(14)에 장착된다. 제2장착 부재(44B)의 코킹용 가공부(74)도 동일하다.

이상의 센서 모듈(10)에 의해서도, 제1실시형태와 마찬가지로, 베이스체(14)에 제1다이어프램(36A)을 고정함에 있어서, 용접이나 베이스체(14)의 코킹이 불필요하고, 이들에 의해 제1다이어프램(36A)이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 그 변형에 기인하는 검출 정밀도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 제1장착 부재(44A) 코킹부(78)에 의해 베이스체(14)에 대한 위치가 강고하게 유지되어, 베이스체(14)에 대한 제1장착 부재(44A)의 고정도를 높일 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 이상의 특정 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것은 물론이다. 이하, 본 발명의 변형예를 설명한다.

센서 모듈(10)은 차량용 공조 장치에 사용되는 예를 설명했지만, 그 용도는 이에 한정되지 않는다. 또한, 센서 모듈(10)은, 유체 유로의 2군데를 흐르는 피측정 매체의 압력차를 검출하는 차압 센서로서 사용되는 예를 설명했다. 센서 모듈(10)은, 이밖에, 대기압을 기준으로 하여 피측정 매체의 압력을 검출하는 게이지압 센서로서 사용되어도 좋다. 이 경우, 제1압력실(38A), 제2압력실(38B) 중의 어느 하나를 대기압에 개방하고, 다른 하나에 충전되는 압력 측정 매체를 통해 피측정 매체로부터의 압력을 센서 소자(12)에 감압부(12b)에 전달하도록 해도 좋다. 또한, 센서 모듈(10)은, 절대 진공을 기준으로 하여 피측정 매체의 압력을 검출하는 절대압 센서로서 사용되어도 좋다. 이 경우, 회로 기판(16)의 도입 구멍(26)을 형성하지 않고, 센서 소자(12)의 중공부(12a) 내를 진공 상태로 유지해도 좋다. 이외에도, 제1압력실(38A), 제2압력실(38B) 중의 어느 하나를 진공 상태로 유지해도 좋다.

베이스체(14)는 회로 기판(16)과 몰딩 수지(20A, 20B)를 구비하는 것을 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 베이스체(14)는, 예를 들면, 금속, 수지 등을 소재로 하는 하우징이어도 좋다. 또한, 베이스체(14)는 회로 기판(16)과 몰딩 수지(20A, 20B)를 구비하는 경우, 제1몰딩 수지(20A)만으로 하고, 제2몰딩 수지(20B)가 없어도 좋다.

센서 소자(12)는 피에조 저항형 센서를 설명했지만, 이외에도, 정전 용량형 센서, 실리콘 공진형 센서(silicon resonant sensor) 등이어도 좋다.

제1탄성체(42A)는, 제1다이어프램(36A)의 표면측에 배치되는 예를 설명했지만, 제1다이어프램(36A)의 이면측에 배치되어도 좋다. 이 경우, 베이스체(14)의 제1수용면부(30A)에 제1탄성체(42A)를 수용하기 위한 고리 모양의 도랑을 마련해도 좋다. 결론적으로, 제1탄성체(42A)는 제1다이어프램(36A)의 한쪽면측에 배치되어 있으면 된다.

저부가 있는 제1구멍부(24A)는 제1요부(22A), 제1수용면부(30A)가 적어도 있으면 되고, 제1내주부(32A)가 없어도 좋다. 이 경우, 제1장착 부재(44A)는 통형상부(46)가 없어도 좋다. 또한, 제1장착 부재(44A)는 통형상부(46)를 구비하는 경우, 테이퍼부(46a)가 없어도 좋다.

도 12는 제1변형예에 따른 센서 모듈(10)의 일부를 나타내는 측면 단면도이다. 도 3의 예에서는 제1장착 부재(44A)에 테이퍼부(46)를 마련했다. 이 대신에, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제1수용면부(30A)의 외주부 및 제1다이어프램(36A)의 외주부에 테이퍼부(30a, 36a)가 마련되어도 좋다. 이들의 테이퍼부(30a, 36a)는, 제1장착 부재(44A)의 통형상부(46)에 근접함에 따라 지름이 축소된다. 통형상부(46)의 선단부에는 지름 방향 내측으로 연장되도록 환상부(46b)가 마련된다.

이 경우에도, 제1탄성체(42A)는, 통형상부(46)의 선단부의 환상부(46b)와, 테이퍼부(30a, 36a) 사이에서 가압되어 변형되어, 제1다이어프램(36A)의 외주부의 표면에 고리 모양으로 밀착하는 한편, 제1내주부(32A)의 내주면에 고리 모양으로 밀착한다. 이에 의해, 통형상부(46)를 베이스체(14)의 제1내주부(32A)에 삽입하는 것만으로, 통형상부(46)와 제1다이어프램(36A) 및 제1내주부(32A)의 사이를 용이하게 실링 가능하게 된다. 이와 같은 효과를 발휘함에 있어서는, 제1장착 부재(44A)의 통형상부(46)의 선단부와, 제1수용면부(30A) 및 제1다이어프램(36A) 중의 어느 하나에, 다른 하나에 근접함에 따라 지름이 축소하는 테이퍼부가 형성되어 있으면 된다.

한편, 제1다이어프램(36A)에 테이퍼부(36a)를 마련함에 있어서, 제1다이어프램(36A)으로서 금속 등의 경질 소재를 사용하는 경우, 제1다이어프램(36A)에 미리 테이퍼부(36a)를 포밍 가공 등에 의해 성형해 놓으면 된다. 또한, 제1다이어프램(36A)으로서 폴리이미드 필름 등의 연질 소재를 사용하는 경우, 제1다이어프램(36A)에 미리 테이퍼부(36a)를 성형하지 않아도 좋다. 이 경우, 테이퍼부(30a)를 마련한 제1수용면부(30A)에 제1다이어프램(36A)을 당접시켰을 때, 제1수용면부(30A)의 테이퍼부(30a)를 따르도록 제1다이어프램(36A)을 자중 등에 의해 변형시키는 것에 의해, 제1다이어프램(36A)에 테이퍼부(36a)를 마련하도록 하면 된다.

또한, 제1장착 부재(44A)의 스냅피트부(50)는, 제1장착 부재(44A)와는 다른 부재와의 계합에 의해 제1장착 부재(44A)의 위치를 유지할 수 있으면 된다. 예를 들면, 베이스체(14)가 아니고, 제2장착 부재(44B)와의 계합에 의해 위치를 유지해도 좋다.

또한, 제1장착 부재(44A)의 코킹부(78)는, 제1장착 부재(44A)와는 다른 부재와의 계합에 의해 제1장착 부재(44A)의 위치를 유지할 수 있으면 된다. 예를 들면, 제2장착 부재(44B)가 아니고, 베이스체(14)와의 계합에 의해 위치를 유지해도 좋다.

또한, 제1장착 부재(44A)의 방전부가 되는 스냅피트부(50)는 회로 기판(16)의 그라운드 패턴(64)에 접촉하는 예를 설명했다. 방전부는 스냅피트부(50)에 한정되지 않고, 이와는 다른 부위여도 좋다. 또한, 방전부는, 회로 기판(16)의 그라운드 패턴(64)에 방전 가능한 위치에 일부가 배치되어 있으면 되고, 그라운드 패턴(64)에 접촉하지 않고 근접하여 배치되어 있어도 좋다. 여기서 말하는 "근접"이란, 그라운드 패턴(64)에서 방전부까지의 거리가, 센서 소자(12)의 감압부(12b)에서 제1다이어프램(36A)까지의 거리(L1)(도 3 참조) 이하의 크기가 되게 배치하는 것을 말한다. 이에 의해, 제1장착 부재(44A)나 제1다이어프램(36A)으로부터 센서 소자(12)에 정전기가 전달되기 어려워지는 한편, 제1장착 부재(44)로부터 그라운드 패턴(64)에 정전기가 전달되기 쉬워져, 센서 소자(12)를 정전기의 영향으로 보호하기 쉬워진다.

또한, 제1장착 부재(44A)는, 회로 기판(16)의 그라운드 패턴(64)에 방전함에 있어서 도전성을 필요로 한다. 이 때문에, 실시형태에 따른 제1장착 부재(44A)는 금속을 소재로 하는 예를 설명했지만, 이밖에, 도전성 수지 등을 소재로 해도 좋다.

또한, 제1압력실(38A)과 제2압력실(38B)은 동등한 용적으로 하지 않고 크게 다른 용적이 되도록 구성되어도 좋다. 또한, 제1수압면(66A)와 제2수압면(66B)도 동등한 면적으로 하지 않고 크게 다른 면적이 되도록 구성되어도 좋다.

도 13은 제2변형예에 따른 센서 모듈(10)의 제조 방법을 나타내는 측면 단면도이다.

도 6의 예에서는 압력 전달 매체(40)가 모인 통(62) 내에 베이스체(14)를 배치했지만, 본 예에서는 이 공정을 실행하지 않는다. 본 예에서는, 센서 소자(12)가 장착된 베이스체(14)를 준비한다(S10). 이후, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제1요부(22A)를 포함하는 저부가 있는 제1구멍부(24A) 내에 압력 전달 매체(40)를 주입한다(S12). 이 때, 제1요부(22A) 내에 압력 전달 매체(40)를 채운 상태로 한다. 이 압력 전달 매체(40)의 액면은 제1요부(22A)의 개구 에지보다 높은 위치에 도달할 때까지 주입한다. 이 상태에서, 제1요부(22A)를 입구측에서 막도록 제1다이어프램(36A)을 저부가 있는 제1구멍부(24A) 내에 배치한다(S14). 이 때, 제1다이어프램(36A)의 이면측에 공기가 모이는 것을 방지하기 위해, 제1다이어프램(36A)의 두께 방향을 수평면에 대해 경사시킨 상태로 압력 전달 매체(40) 내에 배치해도 좋다. 이후, 제1다이어프램(36A)에 대해 표면측에 제1탄성체(42A)를 배치하고(S16), 제1장착 부재(44A)를 베이스체(14)에 장착한다. 한편, 저부가 있는 제2구멍부(24B) 등의 베이스체(14)의 이면측의 구성에 관해서는, 베이스체(14)를 상하 반대로 한 후, 상술한 S10~S16과 동일한 공정을 실행하면 된다.

이 방법에 의해서도, 제1요부(22A) 내에 압력 전달 매체(40)를 채운 후, 제1요부(22A)를 막도록 제1다이어프램(36A)을 배치하기 때문에, 진공중에서 작업하지 않아도, 제1압력실(38A) 내에서의 기포의 잔존을 용이하게 억제할 수 있다.

한편, 상술한 실시형태, 변형예에 따른 센서 모듈(10)에는, 이하의 항목에 기재된 발명이 포함되어 있다고도 할 수 있다.

(항목)

압력 센서 소자가 내부에 장착되는 제1요부와, 상기 제1요부의 개구 에지에서 외측으로 연장되는 제1수용면부를 구비하는 베이스체; 및

상기 제1요부를 입구측에서 막도록 상기 제1수용면부와 대향하여 마련되고, 상기 베이스체에 고정되는 제1다이어프램을 구비하고,

상기 베이스체는,

상기 압력 센서 소자가 실장되는 회로 기판;

상기 회로 기판의 센서 실장면을 피복하는 제1몰딩 수지;

상기 센서 실장면과는 반대측의 상기 회로 기판의 이면측에 마련되는 이면측 부재; 및

상기 제1몰딩 수지와 상기 이면측 부재를 연결하도록 상기 회로 기판을 관통하여 마련되는 하중 전달체를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.

다이어프램을 사용한 구조의 센서 모듈에서는, 피측정 매체로부터 받는 압력 등에 기인하여, 다이어프램으로부터 회로 기판을 향하는 방향으로 몰딩 수지에 하중이 가해지기 쉽다. 이 결과, 회로 기판에는 두께 방향으로 부하가 가해지기 쉬워, 내구성에 악영향을 미칠 수도 있다.

이 항목에 의해 특정되는 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 일 목적은, 다이어프램을 사용하는 경우에, 회로 기판에 가해지는 부하를 억제하기 쉬워지는 압력 센서 모듈을 제공하는 것에 있다.

이 항목에 의해 특정되는 발명에서는, 각 다이어프램(36A, 36B)은 각 장착 부재(44A, 44B)를 사용하는 경우 이외에, 용접, 베이스체(14)의 코킹 등에 의해 베이스체(14)에 고정해도 좋다.

또한, 하중 전달체(68)는, 제1몰딩 수지(20A)와, 회로 기판(16)에 마련되는 이면측 부재로서의 제2몰딩 수지(20B)를 연결하는 것을 예로 설명했다. 이 이면측 부재는 회로 기판(16)이나 제1몰딩 수지(20A)와는 별도의 부재이면 되고, 몰딩 수지에 한정되지 않는다. 또한, 하중 전달체(68)는 몰딩 수지의 일부가 아니어도 좋고, 예를 들면, 회로 기판(16)을 관통하여 마련되는 핀 등이어도 좋다. 또한, 하중 전달체(68)는 몰딩 수지의 일부인 경우, 상술한 바와 같이 제1몰딩 수지(20A) 및 제2몰딩 수지(20B)의 양자의 일부여도 좋고, 어느 하나의 일부여도 좋다.

10: 센서 모듈
12: 압력 센서 소자
14: 베이스체
16: 회로 기판
16a: 센서 실장면
16b: 이면
20A: 제1몰딩 수지
20B: 제2몰딩 수지
22A: 제1요부
22B: 제2요부
30A, 30B: 제1수용면부
32A: 제1내주부
36A: 제1다이어프램
36B: 제2다이어프램
38A: 제1압력실
38B: 제2압력실
40A: 제1압력 전달 매체
40B: 제2압력 전달 매체
42A: 제1탄성체
44A: 제1장착 부재
46: 통형상부
46a: 테이퍼부
46b: 외부 접속부
50: 스냅피트부
56A: 제1매체 도입 부재
62: 통
64: 그라운드 패턴
66A: 제1수압면
66B: 제2수압면
68: 하중 전달체
78: 코킹부

Claims

압력 센서 소자가 내부에 장착되는 제1요부와, 상기 제1요부의 개구 에지에서 외측으로 연장되는 제1수용면부를 구비하는 베이스체;
상기 제1요부를 입구측에서 막도록 상기 제1수용면부와 대향하여 마련되고, 상기 베이스체에 대해 분리 가능하게 배치되는 제1다이어프램;
상기 제1요부의 개구 에지보다 외측에서 상기 제1다이어프램의 한쪽면측에 배치되는 제1탄성체; 및
상기 제1다이어프램 및 상기 제1탄성체를 상기 제1수용면부를 향해 가압한 상태로, 상기 베이스체에 장착되는 제1장착 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제1항에 있어서,
상기 베이스체는, 상기 제1수용면부의 외주부에서 일어서는 제1내주부를 더 구비하고,
상기 제1탄성체는, 상기 제1요부의 개구 에지보다 외측에서 상기 제1다이어프램의 표면측에 배치되고,
상기 제1장착 부재는, 상기 제1내주부에 입구측으로부터 삽입되고, 상기 제1다이어프램 및 상기 제1탄성체를 상기 제1수용면부를 향해 가압하는 통형상부를 구비하고,
상기 제1탄성체는, 상기 통형상부에 의해 가압되어 변형되는 것에 의해, 상기 제1다이어프램에 고리 모양으로 밀착하는 한편, 상기 제1내주부에 고리 모양으로 밀착하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제2항에 있어서,
상기 통형상부에는, 상기 제1다이어프램의 표면측에 피측정 매체를 도입하기 위한 제1매체 도입 부재를 접속 가능한 외부 접속부가 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 통형상부의 선단부와, 상기 제1수용면부 및 상기 제1다이어프램 중 어느 하나에는, 다른 하나에 근접함에 따라 지름이 축소하는 테이퍼부가 형성되고,
상기 제1탄성체는, 상기 통형상부의 선단부와, 상기 제1수용면부 및 상기 제1다이어프램 중 어느 하나와 상기 테이퍼부 사이에서 가압되어 변형되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1장착 부재는, 다른 부재와의 계합에 의해, 상기 베이스체에 대한 위치를 유지하는 스냅피트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1장착 부재는, 다른 부재와의 계합에 의해, 상기 베이스체에 대한 위치를 유지하는 코킹부를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스체는, 상기 압력 센서 소자가 실장되는 회로 기판을 구비하고,
상기 제1장착 부재는, 도전성을 갖는 한편, 상기 회로 기판의 그라운드 패턴에 방전 가능한 위치에 일부가 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스체는, 상기 제1요부가 마련되는 표면측과는 반대의 이면측에 마련되는 제2요부를 더 구비하고,
이 압력 센서 모듈은,
상기 제1요부를 상기 제1다이어프램에 의해 막는 것에 의해 형성되는 제1압력실 내에 충전되는 제1압력 전달 매체와,
상기 제2요부를 입구측에서 막는 제2다이어프램과,
상기 제2요부를 상기 제2다이어프램에 의해 막는 것에 의해 형성되는 제2압력실 내에 충전되는 제2압력 전달 매체를 더 구비하고,
상기 제1압력실과 상기 제2압력실은 동등한 용적이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제1다이어프램은, 상기 제1압력 전달 매체와 접하는 제1수압면을 구비하고,
상기 제2다이어프램은, 상기 제2압력 전달 매체와 접하는 제2수압면을 구비하고,
상기 제1수압면과 상기 제2수압면은 동등한 면적이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스체는,
상기 압력 센서 소자가 실장되는 회로 기판과,
상기 회로 기판의 센서 실장면을 피복하는 제1몰딩 수지와,
상기 센서 실장면과는 반대측의 상기 회로 기판의 이면측에 마련되는 이면측 부재와,
상기 제1몰딩 수지와 상기 이면측 부재를 연결하도록 상기 회로 기판을 관통하여 마련되는 하중 전달체를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제10항에 있어서,
상기 하중 전달체는, 상기 제1수용면부에 대해 상기 회로 기판의 두께 방향으로 떨어진 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제10항에 있어서,
상기 이면측 부재는, 상기 회로 기판의 이면을 피복하는 제2몰딩 수지이고,
상기 하중 전달체는, 상기 제1몰딩 수지 및 상기 제2몰딩 수지 중의 어느 하나 또는 양자의 일부인 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압력 센서 모듈의 제조 방법이고,
상기 압력 센서 소자가 장착된 상기 베이스체를 준비하는 공정;
상기 제1요부 내에 상기 압력 전달 매체를 채운 상태에서, 상기 제1요부를 입구측에서 막도록 상기 제1수용면부와 대향하는 상기 제1다이어프램을 배치하는 공정;
상기 제1다이어프램에 대해 한쪽면측에 상기 제1탄성체를 배치하는 공정; 및
상기 제1탄성체 및 상기 제1다이어프램을 상기 제1수용면부를 향해 가압한 상태로, 상기 베이스체에 상기 제1장착 부재를 장착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈의 제조 방법.