JP2019191138A - Pressure sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力センサ装置に関する。 The present invention relates to a pressure sensor device.
従来、絶対圧センサ装置等の圧力センサ装置が知られている（例えば、特許文献１、２および３参照）。
特許文献１ 特開平９−１２６９２７号公報
特許文献２ 特開２０１０−２７９２５号公報
特許文献３ 特開２００４−３６１３０８号公報
Conventionally, pressure sensor devices, such as an absolute pressure sensor device, are known (for example, refer to
圧力センサ装置においては、信頼性を確保することが必要となる。例えば、出力の経時変化を抑制することが好ましい。 In the pressure sensor device, it is necessary to ensure reliability. For example, it is preferable to suppress changes with time in output.
本発明の第１の態様においては、絶対圧センサユニットと、絶対圧センサユニットを収容するセンサケースと、絶対圧センサユニットとセンサケースとの間に設けられ、絶対圧センサユニットとセンサケースとを固定する接着剤と、を備える圧力センサ装置が提供される。センサケースは、底面に突起を有する。絶対圧センサユニットは、突起の上方に設けられる。絶対圧センサユニットとセンサケースとの間において、絶対圧センサユニットの下方の一部に接着剤が存在しない空間を有する。 In the first aspect of the present invention, the absolute pressure sensor unit, the sensor case that houses the absolute pressure sensor unit, and the absolute pressure sensor unit and the sensor case are provided between the absolute pressure sensor unit and the sensor case. There is provided a pressure sensor device comprising an adhesive for fixing. The sensor case has a protrusion on the bottom surface. The absolute pressure sensor unit is provided above the protrusion. Between the absolute pressure sensor unit and the sensor case, there is a space where no adhesive exists in a part below the absolute pressure sensor unit.
突起は、センサケースに少なくとも３つ設けられてよい。絶対圧センサユニットの下方において、上面視で、接着剤は空間の外側に設けられてよい。空間は、複数の突起の内側に設けられてよい。絶対圧センサユニットの下方において、上面視で、接着剤が空間の内側に設けられてもよい。空間は、複数の突起の外側に設けられてもよい。 At least three protrusions may be provided on the sensor case. Below the absolute pressure sensor unit, the adhesive may be provided outside the space when viewed from above. The space may be provided inside the plurality of protrusions. Below the absolute pressure sensor unit, an adhesive may be provided inside the space when viewed from above. The space may be provided outside the plurality of protrusions.
複数の突起は、空間と接してよい。センサケースの底面は、センサケースの上面視で、絶対圧センサユニットと重なる位置に開口を有してよい。開口の上方には、接着剤が存在しなくてよい。突起は、センサケースの上面視で切欠部を有してよい。切欠部の端と開口の端とは、センサケースの上面視で重なってよい。切欠部の端は、突起の頂点を通ってもよい。 The plurality of protrusions may be in contact with the space. The bottom surface of the sensor case may have an opening at a position overlapping the absolute pressure sensor unit in a top view of the sensor case. There may be no adhesive above the opening. The protrusion may have a notch in a top view of the sensor case. The end of the notch and the end of the opening may overlap in the top view of the sensor case. The end of the notch may pass through the apex of the protrusion.
突起の上方に、突起と接して接着剤が設けられてよい。接着剤の上方に、接着剤と接して絶対圧センサユニットが設けられてよい。 An adhesive may be provided above the protrusion in contact with the protrusion. An absolute pressure sensor unit may be provided above the adhesive in contact with the adhesive.
圧力センサ装置は、接着剤を構成する材料と同種の保護剤をさらに備えてよい。保護剤は、センサケースに、絶対圧センサユニットを覆うように充填されてよい。接着剤を構成する材料は、フッ素系の材料であってよい。 The pressure sensor device may further include a protective agent of the same type as the material constituting the adhesive. The protective agent may be filled in the sensor case so as to cover the absolute pressure sensor unit. The material constituting the adhesive may be a fluorine-based material.
本発明の第２の態様においては、絶対圧センサユニットと、絶対圧センサユニットを収容し、上面に受圧開口部を有し、底面に受圧開口部よりも小さい底面開口部を有するセンサケースと、を備える圧力センサ装置が提供される。 In the second aspect of the present invention, an absolute pressure sensor unit, a sensor case that accommodates the absolute pressure sensor unit, has a pressure receiving opening on the top surface, and has a bottom surface opening smaller than the pressure receiving opening on the bottom surface; A pressure sensor device is provided.
センサケースは、絶対圧センサユニットを収容するための凹部を有してよい。センサケースは、凹部の底面に底面開口部を有してよい。センサケースは、底面開口部を複数有してもよい。 The sensor case may have a recess for accommodating the absolute pressure sensor unit. The sensor case may have a bottom opening at the bottom of the recess. The sensor case may have a plurality of bottom openings.
圧力センサ装置は、絶対圧センサユニットとセンサケースとの間に設けられ、絶対圧センサユニットとセンサケースとを固定する接着剤をさらに備えてよい。接着剤は、底面開口部の上方に設けられてよい。接着剤は、底面開口部の上方に設けられなくてもよい。 The pressure sensor device may further include an adhesive that is provided between the absolute pressure sensor unit and the sensor case and fixes the absolute pressure sensor unit and the sensor case. The adhesive may be provided above the bottom opening. The adhesive may not be provided above the bottom opening.
絶対圧センサユニットは、圧力を検出するダイヤフラムを有してよい。ダイヤフラムは、絶対圧センサユニットの上面側に設けられてよい。 The absolute pressure sensor unit may have a diaphragm that detects pressure. The diaphragm may be provided on the upper surface side of the absolute pressure sensor unit.
センサケースは、底面に突起を有してよい。突起は、底面開口部と異なる領域に設けられてよい。 The sensor case may have a protrusion on the bottom surface. The protrusion may be provided in a region different from the bottom opening.
センサケースの底面の端部には、溝部が設けられてよい。溝部は、センサケースの上面視で、絶対圧センサユニットを囲うように設けられてよい。 A groove portion may be provided at an end portion of the bottom surface of the sensor case. The groove portion may be provided so as to surround the absolute pressure sensor unit in a top view of the sensor case.
溝部は、センサケースの上面視で、絶対圧センサユニットと重ならない位置に設けられてよい。 The groove may be provided at a position that does not overlap with the absolute pressure sensor unit in a top view of the sensor case.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
本明細書においては、絶対圧センサユニットの深さ方向と平行な方向における一方の側を「上」、他方の側を「下」と称する。絶対圧センサユニットの２つの主面のうち、一方の面を上面、他方の面を下面と称する。「上」、「下」の方向は重力方向に限定されない。 In this specification, one side in the direction parallel to the depth direction of the absolute pressure sensor unit is referred to as “upper” and the other side is referred to as “lower”. Of the two main surfaces of the absolute pressure sensor unit, one surface is referred to as an upper surface and the other surface is referred to as a lower surface. The directions of “up” and “down” are not limited to the direction of gravity.
本明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書では、絶対圧センサユニットの上面と平行な面をＸＹ面とし、絶対圧センサユニットの深さ方向をＺ軸とする。 In this specification, technical matters may be described using orthogonal coordinate axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis. In this specification, a plane parallel to the upper surface of the absolute pressure sensor unit is defined as an XY plane, and a depth direction of the absolute pressure sensor unit is defined as a Z axis.
図１ａは、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の一例を示す図である。圧力センサ装置１００は、絶対圧センサユニット３０および絶対圧センサユニット３０を収容するセンサケース１０を備える。絶対圧センサとは、ダイヤフラムの下面側に配置された密閉空間における圧力と、ダイヤフラムの上面側の被測定空間における圧力との差圧を測定するセンサである。密閉空間における圧力は、一例として真空である。
FIG. 1 a is a diagram illustrating an example of the upper surface of the
絶対圧センサユニット３０は、被測定空間からの圧力を検出する。絶対圧センサユニット３０は、一例として、印加される圧力に応じた電圧を生成する圧電素子を有する。圧電素子は、シリコン等の半導体基板に形成されたピエゾ素子であってよい。
The absolute
センサケース１０は、一例として樹脂で形成される。本例のセンサケース１０は、絶対圧センサユニット３０を収容する凹部１６を有する。図１ａに示す凹部１６の上面視における形状は四角形であるが、凹部１６の形状はこれに限定されない。絶対圧センサユニット３０は、凹部１６の底面に接着剤５０で固定されている。接着剤５０は、凹部１６の底面に充填される。なお、凹部１６の底面とは、絶対圧センサユニット３０が載置される領域において、絶対圧センサユニット３０と対向する面を指す。
The
センサケース１０は、一例として、凹部１６が設けられたベース部１２と、ベース部１２の上面において凹部１６を囲むように設けられた壁部１４とを有する。ベース部１２および壁部１４は、一例として樹脂で形成される。壁部１４は、ベース部１２と一体に設けられてよい。壁部１４は、一例として筒形状を有する。筒形状の上部は、被測定空間と接続される開放端になっている。
As an example, the
センサケース１０の凹部１６の底面には、突起２０が設けられる。本例の圧力センサ装置１００は、一例として突起２０が４つ設けられる。本例においては、４つの突起２０は、４つの突起２０がＸＹ平面内において正方形を形成するように設けられるが、長方形状等、他の形状に設けられてもよい。
A
絶対圧センサユニット３０の下方においては、上面視で、接着剤５０が空間４０の外側に設けられる。ここで、接着剤５０が空間４０の外側に設けられるとは、上面視で、絶対圧センサユニット３０のＸＹ平面内における中央側に空間４０が設けられ、当該空間４０よりも外側に接着剤５０が設けられることをいう。
Below the absolute
本例においては、凹部１６の底面において、絶対圧センサユニット３０の下方の領域であって、４つの突起２０のＸＹ平面内の内側には、接着剤５０が存在しない空間４０が、４つの突起２０に接して設けられる。なお、突起２０が３つ以上存在する場合には、接着剤５０が存在しない空間４０は、必ず全ての突起２０の内側に設けられる必要はない。即ち、接着剤５０が存在しない空間４０は、当該３つ以上の突起２０のうち、少なくとも１つの突起２０の外側に設けられてよく、残りの複数の突起２０の内側に、接着剤５０が存在しない空間４０が設けられてよい。また、本例においては、突起２０の切欠部２２の縁２４は、開口６０の縁６２と上面視で重なる。
In this example, on the bottom surface of the
センサケース１０の底面は、ＸＹ平面内において絶対圧センサユニット３０と重なる位置に開口６０を有する。本例においては、開口６０は、ＸＹ平面内において円状に設けられるが、四角形状等、他の形状に設けられてもよい。圧力を検知するダイヤフラムは、絶対圧センサユニット３０のＸＹ平面内における中心側に存在する。このため、接着剤５０は、絶対圧センサユニット３０のＸＹ平面内における中心部に存在せず、周辺部に存在することが好ましい。
The bottom surface of the
センサケース１０は、上面１５に受圧開口部２６を有する。上面１５とは、壁部１４の上面を指す。即ち、本例において、受圧開口部２６は、上面視で壁部１４の内側、即ち壁部１４に囲まれた領域を指す。本例においては、上面視で壁部１４が円状に設けられ、受圧開口部２６は円状に設けられているが、四角形状等、他の形状に設けられていてもよい。
The
隣り合う突起２０のＸＹ平面内における中心間の距離Ｄｔは、突起２０の直径Ｔｒの１．５倍以上２．５倍以下であってよい。開口６０の直径Ｄｄは、開口６０が４つの突起２０の内側になるよう、設定されてよい。直径Ｄｄは、一例として、距離Ｄｔの０．８倍以上１．２倍以下であってよい。
The distance Dt between the centers of
直径Ｔｒは、一例として０．８ｍｍであってよい。距離Ｄｔは、一例として１．６ｍｍであってよい。突起２０が形成するＸＹ平面内の正方形の対角線の距離Ｄｔｔは、一例として２．２６ｍｍであってよい。また、直径Ｄｄは、一例として１．８ｍｍであってよい。直径Ｄｄは、０．３ｍｍ以上であってよい。また、直径Ｄｄは、距離Ｄｔｔ以下であってよい。
The diameter Tr may be 0.8 mm as an example. The distance Dt may be 1.6 mm as an example. As an example, the distance Dtt of the square diagonal line in the XY plane formed by the
図１ｂは、図１ａにおける領域Ａの拡大図である。図１ｂに示す通り、突起２０は、ＸＹ平面内において切欠部２２を有する。本例の突起２０は、ＸＹ平面内において円形を有しており、円の外周の一部が内側に窪むことで切欠部２２が設けられている。なお突起２０のＸＹ平面における形状は円に限定されない。ＸＹ平面における切欠部２２の縁２４と開口６０の縁６２とは、上面視で重なる。開口６０がテーパー形状を有する場合、開口６０の縁６２とは、凹部１６の底面における縁を指す。同様に、切欠部２２の縁２４は、凹部１６の底面における縁を指してよい。
FIG. 1b is an enlarged view of region A in FIG. 1a. As shown in FIG. 1b, the
図１ｃは、図１ａにおけるａ−ａ'断面の一例を示す図である。図１ｃは、センサケース１０の断面の一例を模式的に示している。壁部１４は、ベース部１２上に凹部１６を囲むように設けられる。壁部１４は、ベース部１２からＺ軸方向に突出して設けられてよい。
FIG. 1c is a diagram showing an example of a cross section aa ′ in FIG. 1a. FIG. 1 c schematically shows an example of a cross section of the
本例の絶対圧センサユニット３０は、ガラス等の絶縁材料で形成された支持基板３４と、支持基板３４に固定され、シリコン等の半導体材料で形成された半導体基板３５とを有する。半導体基板３５の上面側には、ダイヤフラム３６が設けられている。ダイヤフラム３６は、当該ａ−ａ'断面において、２つの突起２０の内側に設けられてよい。また、ダイヤフラム３６は、図１ａの上面視において、４つの突起２０の内側に設けられてよい。
The absolute
半導体基板３５には、ダイヤフラム３６の下方に密閉空間３７が設けられる。本例の密閉空間３７は、半導体基板３５と支持基板３４により密閉されている。ダイヤフラム３６にはピエゾ素子等が配置されており、密閉空間３７の圧力と、被測定空間３８の圧力との差圧を検出する。
The
センサケース１０の凹部１６は、底面１８を有する。底面１８とは、絶対圧センサユニット３０の底面と対向する、凹部１６の底を指す。底面１８には、突起２０が設けられる。突起２０は、センサケース１０に凹部１６を設けた後、底面１８に設けてもよいし、底面１８に一体成型してもよい。突起２０は、接着剤５０のＺ軸方向の厚さを一定化する機能を有する。突起２０の高さ即ちＺ軸方向の厚さは、一例として６０μｍ以上２００μｍ以下であってよい。本例においては、突起２０はＸＹ平面内において円状であるが、四角形状等、他の形状であってもよい。
The
絶対圧センサユニット３０の上面３２は、凹部１６の上端よりも高い位置に配置されてよく、低い位置に配置されてよく、同一の高さ位置に配置されてもよい。即ち、底面１８から絶対圧センサユニット３０の上面３２までの高さは、底面１８から凹部１６の上端までの高さｈより大きくてよく、小さくてよく、同一であってもよい。図１ｃは、底面１８から上面３２までの高さが、底面１８から凹部１６の上端までの高さｈと一致する一例を示している。
The
絶対圧センサユニット３０は、接着剤５０により底面１８に固定される。絶対圧センサユニット３０は、上面３２からの圧力を感知するので、絶対圧センサユニット３０の下面は底面１８に固定されていればよい。接着剤５０は、一例としてフッ素系であるが、これに限定されない。フッ素系の接着剤５０としては、ＰＥＰＥ（パーフルオロポリエーテル）等を用いることができる。底面１８に突起２０を設けることにより、接着剤５０のＺ軸方向の厚さを確保し、且つ接着剤５０の厚さを一定化することができる。接着剤５０のＺ軸方向の厚さが大きいほど、ベース部１２から絶対圧センサユニット３０への応力が直接的に伝搬しにくくなるので、ベース部１２から絶対圧センサユニット３０にかかる応力は低減する。
The absolute
絶対圧センサユニット３０を、自動車に用いられるエンジン吸気圧測定用の圧力検出装置へ適用する場合は、絶対圧センサユニット３０が自動車の燃料等の有害環境に曝されることとなる。このため、当該圧力検出装置へ適用する場合は、自動車の燃料等に曝されても、シリコン系よりも膨張しにくく、且つ耐性の高いフッ素系の接着剤５０を用いることが好ましい。
When the absolute
本例の圧力センサ装置１００は、図１ｃに示す通り、絶対圧センサユニット３０の下方の一部に、接着剤５０が存在しない空間４０を有する。また、底面１８に開口６０を有する。開口６０は、絶対圧センサユニット３０よりもＺ軸方向負側に、絶対圧センサユニット３０と重なる領域に設けられる。また、底面１８よりも開口６０のＺ軸方向正側には、接着剤５０が存在しない。底面１８よりも開口６０のＺ軸方向負側は、図１ｃに示す通り、テーパー形状を有してよい。ダイヤフラム３６は、ａ−ａ'断面における２つの突起２０のＹ軸方向内側、且つａ−ａ'断面と垂直なＸ軸方向における２つの突起２０のＸ軸方向内側に設けられてよい。
As shown in FIG. 1C, the
図１ｃに示すように、開口６０よりもＹ軸方向負側の接着剤５０は、ａ−ａ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向負側の側壁４２に接する端部Ｅｒｒ１、および開口６０側の端部Ｅｒｌ１を有する。また、開口６０よりもＹ軸方向正側の接着剤５０は、ａ−ａ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向正側の側壁４２に接する端部Ｅｌｌ１、および開口６０側に端部Ｅｌｒ１を有する。
As shown in FIG. 1c, the Y-axis direction negative side adhesive 50 with respect to the
切欠部２２の縁２４と開口６０の縁６２は、図１ａの上面視で重なる。このため、端部Ｅｒｌ１と開口６０の縁６２も重なる。同様に、端部Ｅｌｒ１と開口６０の縁６２も重なる。縁２４および縁６２が重なる構成は、底面１８に突起２０を設けた後、切欠部２２が設けられるように、突起２０とベース部１２とを合わせて開口６０を打ち抜くことにより、作製されてよい。
The
本例の圧力センサ装置１００は、開口６０が打ち抜かれたセンサケース１０の底面１８に、底面１８から突起２０の頂点ＴまでのＺ軸方向の高さと略同一高さまで接着剤５０を充填し、接着剤５０が充填された凹部１６に絶対圧センサユニット３０を載置することにより、作製される。このため、突起２０の頂点Ｔと絶対圧センサユニット３０の底面との間には接着剤５０が存在し、頂点Ｔと絶対圧センサユニット３０の底面とは接触しない。本例の圧力センサ装置１００は、突起２０の頂点Ｔと絶対圧センサユニット３０の底面とが接触しないので、ベース部１２からの応力が絶対圧センサユニット３０の底面に直接的に伝搬しない。このため、圧力センサ装置１００の出力変動を抑制することができる。
The
絶対圧センサユニット３０の底面に生じる応力は、絶対圧センサユニット３０を凹部１６に載置後、一旦オフセット調整される。圧力センサ装置１００周囲の温度等の外部環境が変化すると、センサケース１０と接着剤５０との界面Ｓにおいて、センサケース１０の底面と接着剤５０の熱膨張率の相違に起因して、応力が生じる。この応力が解放されるプロセスにおいて、絶対圧センサユニット３０の底面に歪がもたらされる。この歪が、絶対圧センサユニット３０の出力変動をもたらす。
The stress generated on the bottom surface of the absolute
本例の圧力センサ装置１００は、端部Ｅｒｌ１と縁６２とがＸＹ平面内において重なるので、開口６０よりもＹ軸方向負側の突起２０においては、図１ｃにおいてａ−ａ'断面よりもＸ軸方向正側に存在する頂点Ｔから端部Ｅｒｌ１までの距離を、極めて小さくすることができる。このため、開口６０よりもＹ軸方向負側の突起２０においては、頂点Ｔから縁２４へのＹ軸方向正側への引っ張り応力Ｆａｒ１を極めて小さくすることができる。
In the
同様に、本例の圧力センサ装置１００は、端部Ｅｌｒ１と縁６２とがＸＹ平面内において重なるので、開口６０よりもＹ軸方向正側の突起２０においては、図１ｃにおいてａ−ａ'断面よりもＸ軸方向正側に存在する頂点Ｔから端部Ｅｌｒ１までの距離を、極めて小さくすることができる。このため、開口６０よりもＹ軸方向正側の突起２０においては、頂点Ｔから縁２４へのＹ軸方向負側への引っ張り応力Ｆａｌ１を極めて小さくすることができる。
Similarly, in the
本例の圧力センサ装置１００は、Ｘ軸方向においても、頂点Ｔから接着剤５０のＸ軸方向の端部までの距離を短くすることができる。このため、図１ｃにおけるＸ軸方向負側への引っ張り応力も、小さくすることができる。
The
本例の圧力センサ装置１００は、上記の通り、突起２０の頂点Ｔからダイヤフラム３６の下方へ向かう、Ｙ軸方向の引っ張り応力Ｆａｒ１およびＦａｌ１を極めて小さくすることができる。底面１８のＹ軸方向両端側に存在する接着剤５０には、圧縮応力Ｆａｒ２およびＦａｌ２がそれぞれ発生するが、圧力センサ装置１００の出力変動に、より影響の大きいダイヤフラム３６の下方においては、開口６０が設けられ、接着剤５０が設けられないので、接着剤５０の存在に起因する引っ張り応力も抑制することができる。このため、絶対圧センサユニット３０の開口６０上に位置する底部に発生する歪を抑制することができる。このため、絶対圧センサユニット３０の出力変動を抑制することができる。
As described above, the
また、本例の圧力センサ装置１００においては、接着剤５０が底面１８に充填されるので、接着剤５０は凹部１６の側壁４２と接する。即ち、本例の圧力センサ装置１００は、接着剤５０と側壁４２との間に空間４０が存在しない。このため、接着剤５０に気泡が侵入しにくい。このため、界面Ｓにおいて当該気泡に基づく応力を生じにくい。
Further, in the
なお、本実施形態では、接着剤５０に、突起２０を起点に発生する応力を引っ張り応力とし、突起２０と側壁４２との間の接着剤５０に発生する応力を圧縮応力としているが、引っ張り応力および圧縮応力の関係は、加熱または冷却により反転し得る。このため、図中の引っ張り応力、圧縮応力を示す矢印は便宜的なものである。
In the present embodiment, the stress generated in the adhesive 50 starting from the
図１ｄは、図１ａにおける圧力センサ装置１００の斜視の一例を示す図である。図１ｄは、センサケース１０の一例を、より具体的に示している。図１ｄにおいては、図１ａにおける絶対圧センサユニット３０および接着剤５０を省略して示している。図１ｄに示すように、本例の圧力センサ装置１００は、ベース部１２に、凹部１６を囲むように設けられた壁部１４を有する。凹部１６の底面１８には、一例として突起２０が４つ設けられる。４つの突起２０は、上面視で、一例として正方形状に設けられる。また、底面１８は開口６０を有する。開口６０は、上面視で、一例として４つの突起２０の内側に設けられる。
FIG. 1d is a diagram showing an example of a perspective view of the
本例においては、突起２０には、円の外周の一部が内側に窪むことで、切欠部２２が設けられている。切欠部２２の縁２４と開口６０の縁６２は、上面視で重なってよい。縁２４と縁６２が重なる構成は、突起２０とベース部１２とを合わせて開口６０を打ち抜くことにより、形成されてよい。
In this example, the
図２ａは、比較例１の圧力センサ装置１５０の上面図である。比較例１の圧力センサ装置１５０は、図２ａに示す通り、凹部１６の底面１８において開口６０を有さない。４つの突起２０は、ＸＹ平面内において図１ａと同じ位置に設けられる。凹部１６の底面１８と絶対圧センサユニット３０の底面との間には、接着剤５０が充填されている。
FIG. 2 a is a top view of the
図２ｂは、図２ａにおけるａａ−ａａ'断面図である。比較例１の圧力センサ装置１５０は、図２ｂに示す通り、絶対圧センサユニット３０とセンサケース１０との間において、絶対圧センサユニット３０の下方全体に接着剤５０が充填され、空間４０および開口６０が設けられない。接着剤５０は、ａａ−ａａ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向負側の側壁４２に接する端部Ｅｒ１および当該２つの側壁４２のうちＹ軸方向正側の側壁４２に接する端部Ｅｌ１を有する。
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line aa-aa ′ in FIG. 2A. As shown in FIG. 2B, the
比較例１の圧力センサ装置１５０は、図１ｃの圧力センサ装置１００と比較して、ａａ−ａａ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向負側の突起２０においては、頂点ＴからＹ軸方向正側、即ち底面１８の中央側への引っ張り応力Ｆｒ１が緩和されない。同様に、ａａ−ａａ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向正側の突起２０においては、頂点ＴからＹ軸方向負側、即ち底面１８の中央側への引っ張り応力Ｆｌ１が緩和されない。底面１８のＹ軸方向両端側に存在する接着剤５０には、圧縮応力Ｆｒ２およびＦｌ２がそれぞれ発生するが、圧力センサ装置１００の出力変動に、より影響の大きいダイヤフラム３６の下方において図２ｂにおける２つの突起２０の間に接着剤５０が充填されているので、当該接着剤５０に圧縮応力Ｆｍ２が発生する。同様に、図２ｂにおける突起２０と、ａａ−ａａ'断面に垂直なＸ軸方向正側に存在する突起２０との間にも接着剤５０が充填されているので、当該接着剤５０にも圧縮応力が生じる。このため、この応力が解放されるプロセスにおいて、絶対圧センサユニット３０の底面に歪がもたらされる。このため、絶対圧センサユニット３０の出力変動を抑制することができない。
Compared with the
図３ａは、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置１００は、図１ａに示す圧力センサ装置１００において、突起２０の切欠部２２の縁２４が、突起２０の頂点Ｔを通り、頂点Ｔが開口６０の縁６２と上面視で重なる点で、図１ａに示す圧力センサ装置１００と異なる。
FIG. 3A is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
図３ｂは、図３ａにおけるｂ−ｂ'断面の一例を示す図である。図３ｂは、センサケース１０の断面の一例を模式的に示している。図３ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置１００は、突起２０が切欠部２２を有し、突起２０の頂点Ｔと切欠部２２の縁２４とがＸＹ平面内において重なる。また、切欠部２２の縁２４と開口６０の縁６２とがＸＹ平面内において重なる。即ち、図１ａにおける直径Ｄｄと距離Ｄｔｔが等しい場合である。ダイヤフラム３６は、Ｙ軸方向における２つの突起２０のＹ軸方向内側、且つＸ軸方向における２つの突起２０のＸ軸方向内側に設けられてよい。
FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a bb ′ cross section in FIG. 3A. FIG. 3 b schematically shows an example of a cross section of the
図３ｂに示すように、開口６０よりもＹ軸方向負側の接着剤５０は、ｂ−ｂ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向負側の側壁４２に接する端部Ｅｒｒ２、および開口６０側の端部Ｅｒｌ２を有する。また、開口６０よりもＹ軸方向正側の接着剤５０は、ｂ−ｂ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向正側の側壁４２に接する端部Ｅｌｌ２、および開口６０側に端部Ｅｌｒ２を有する。端部Ｅｒｌ２は、ＸＹ平面内において、ｂ−ｂ'断面における２つの縁２４のうちＹ軸方向負側の縁２４と重なってよい。また、端部Ｅｒｌ２は、ｂ−ｂ'断面における２つの縁６２のうちＹ軸方向負側の縁６２と重なってよい。同様に、端部Ｅｌｒ２は、ＸＹ平面内において、ｂ−ｂ'断面における２つの縁２４のうちＹ軸方向正側の縁２４と重なってよい。また、端部Ｅｌｒ２は、ｂ−ｂ'断面における２つの縁６２のうちＹ軸方向正側の縁６２と重なってよい。
As shown in FIG. 3b, the adhesive 50 on the Y axis direction negative side with respect to the
本例の圧力センサ装置１００は、突起２０の頂点Ｔと切欠部２２の縁２４とがＸＹ平面内において重なるので、ｂ−ｂ'断面において、Ｙ軸方向負側の突起２０のＹ軸方向正側に、接着剤５０が存在しない。このため、当該突起２０を起点としてＹ軸方向正側、即ち開口６０の側に、引っ張り応力Ｆｂｒ１が発生しない。同様に、ｂ−ｂ'断面において、Ｙ軸方向正側の突起２０のＹ軸方向負側にも、接着剤５０が存在しない。このため、当該突起２０を起点としてＹ軸方向負側、即ち開口６０の側に、引っ張り応力Ｆｂｌ１が発生しない。
In the
図３ｃは、図３ｂにおける領域Ｂの拡大図である。図３ｃに示す通り、本例の圧力センサ装置１００は、突起２０が切欠部２２を有し、突起２０の頂点Ｔと切欠部２２の縁２４とがＸＹ平面内において重なる。また、切欠部２２の縁２４と開口６０の縁６２とがＸＹ平面内において重なる。また、突起２０の上方に、突起２０と接して接着剤５０が設けられ、接着剤５０の上方に、接着剤５０と接して絶対圧センサユニット３０の支持基板３４が設けられる。端部Ｅｌｒ２は、ＸＹ平面内において、Ｙ軸方向正側の縁２４およびＹ軸方向正側の縁６２と重なってよい。突起２０の頂点Ｔと支持基板３４の底面とは、接触しない。
FIG. 3c is an enlarged view of region B in FIG. 3b. As shown in FIG. 3c, in the
接着剤５０の底面１８からの高さｈａは、突起２０の高さｈｔの１．１倍以上１．５倍以下であってよい。突起２０の頂点Ｔから支持基板３４の底面までの高さｈｔａは、高さｈａの０．３倍以上０．５倍以下であってよい。突起２０の高さｈｔは、一例として６０μｍ以上２００μｍ以下であってよい。高さｈｔａは、一例として１０μｍ以上５０μｍ以下であってよい。また、高さｈａは、７０μｍ以上２５０μｍ以下であってよい。
The height ha of the adhesive 50 from the
本例においても、図１ｂの圧力センサ装置１００と同様に、底面１８のＹ軸方向両端側に存在する接着剤５０には圧縮応力Ｆｂｒ２およびＦｂｌ２がそれぞれ発生するが、圧力センサ装置１００の出力変動に、より影響の大きいダイヤフラム３６の下方において、接着剤５０が存在しないので、接着剤５０の存在に起因する引っ張り応力が発生しない。このため、図１ｂの例よりも、絶対圧センサユニット３０の開口６０上に位置する底部に発生する歪を、より効果的に抑制することができる。このため、図１ｂの例よりも、絶対圧センサユニット３０の出力変動を、より抑制することができる。
Also in this example, as in the
図４ａは、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置１００は、図１ａに示す圧力センサ装置１００において、開口６０が設けられず、ＸＹ平面内において、空間４０内に、３つの突起２０が正三角形を形成するように設けられる点で、図１ａに示す圧力センサ装置１００と異なる。３つの突起２０は、本例においては正三角形を形成するように設けられているが、他の三角形を形成するように設けられてもよい。
FIG. 4 a is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
図４ｂは、図４ａにおけるｃ−ｃ'断面の一例を示す図である。図４ｂは、センサケース１０の断面の一例を模式的に示している。ｃ−ｃ'断面は、３つの突起２０のうち、Ｙ軸方向に平行な２つの突起２０の頂点Ｔを通る断面である。図４ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置１００は、底面１８のＹ軸方向両端側に接着剤５０を有する。突起２０は、接着剤５０よりも、底面１８のＹ軸方向における中央側に設けられる。突起２０と接着剤５０との間および突起２０相互の間には接着剤５０が設けられず、空間４０が設けられる。ＸＹ平面内においても、突起２０の周囲には接着剤５０が設けられず、空間４０が設けられる。すなわち、絶対圧センサユニット３０の下方の領域の内側であって、３つの突起２０の周囲（ＸＹ平面内の内側及び外側）には、接着剤５０が存在しない空間４０が設けられる。
FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a cc ′ cross section in FIG. 4A. FIG. 4 b schematically shows an example of a cross section of the
図４ｂに示すように、空間４０よりもＹ軸方向負側の接着剤５０は、ｃ−ｃ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向負側の側壁４２に接する端部Ｅｒｒ３、および開口６０側の端部Ｅｒｌ３を有する。また、空間４０よりもＹ軸方向正側の接着剤５０は、ｃ−ｃ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向正側の側壁４２に接する端部Ｅｌｌ３、および開口６０側に端部Ｅｌｒ３を有する。
As shown in FIG. 4b, the adhesive 50 on the Y axis direction negative side with respect to the
本例の圧力センサ装置１００は、突起２０のＸＹ平面内における周囲に接着剤５０が充填されない。すなわち、ＸＹ平面内において突起２０相互の間に接着剤５０が存在しない。このため、突起２０相互の間において、接着剤５０の存在に起因する圧縮応力が発生しない。空間４０よりもＹ軸方向負側に存在する接着剤５０には圧縮応力Ｆｃｒ２が、空間４０よりもＹ軸方向正側に存在する接着剤５０にはＦｃｌ２が、それぞれ発生するが、圧力センサ装置１００の出力変動に、より影響の大きいダイヤフラム３６の下方において、接着剤５０の存在に起因する引っ張り応力および圧縮応力を低減することができる。これより、絶対圧センサユニット３０の底部のＸＹ平面内における中央部に発生する歪を抑制することができ、絶対圧センサユニット３０の出力変動を抑制することができる。
In the
なお、本例においては、ＸＹ平面内において、空間４０内に３つの突起２０が設けられる一例を示したが、突起２０は１つであってもよい。即ち、１つの突起２０のＸＹ平面内における周囲に空間４０が設けられ、当該突起２０と接着剤５０が接触しない構成であってもよい。この構成によっても、上記と同様に、絶対圧センサユニット３０の底部に発生する歪を抑制することができ、絶対圧センサユニット３０の出力変動を抑制することができる。
In this example, an example in which three
図５ａは、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置１００は、開口６０が設けられない。また、絶対圧センサユニット３０の下方においては、上面視で、接着剤５０が空間４０の内側に設けられる。ここで、接着剤５０が空間４０の内側に設けられるとは、上面視で、絶対圧センサユニット３０のＸＹ平面内における中央側に接着剤５０が設けられ、当該接着剤５０よりも外側に空間４０が設けられることをいう。
FIG. 5 a is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
本例においては、絶対圧センサユニット３０の下方の領域であって、３つの突起２０の外側に、接着剤５０が存在しない空間４０が３つの突起２０に接して設けられる。なお、３つの突起２０の内側にも接着剤５０が存在しない空間４０が設けられるように、空間４０を拡大することで応力低減効果をより奏するようにしてもよい。
In this example, a
図５ｂは、図５ａにおけるｄ−ｄ'断面の一例を示す図である。図５ｂは、センサケース１０の断面の一例を模式的に示している。ｄ−ｄ'断面は、３つの突起２０のうち、Ｙ軸方向に平行な２つの突起２０の頂点Ｔを通る断面である。
FIG. 5b is a diagram showing an example of a dd ′ cross section in FIG. 5a. FIG. 5 b schematically shows an example of a cross section of the
本例の圧力センサ装置１００は、図５ｂに示す通り、底面１８のＹ軸方向中央側に接着剤５０を有し、底面１８のＹ軸方向両端側且つ絶対圧センサユニット３０のＹ軸方向両端側の下方に空間４０を有する。即ち、接着剤５０の端部Ｅｒｒ４は、ｄ−ｄ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向負側の側壁４２に接触しない。また、接着剤５０の端部Ｅｌｌ４は、ｄ−ｄ'断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向正側の側壁４２に接触しない。
5B, the
接着剤５０は、ｄ−ｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向負側の突起２０の頂点ＴよりもＹ軸方向負側まで設けられ、ｄ−ｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向正側の突起２０の頂点ＴよりもＹ軸方向正側まで設けられる。このため、突起２０の頂点Ｔと絶対圧センサユニット３０の底面とは、接触しない。
The adhesive 50 is provided from the apex T of the
突起２０の一部は、空間４０と接する。なお、図３ｂの切欠部２２の構成と同様に、ｄ−ｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向負側の突起２０の頂点Ｔと接着剤５０の端部Ｅｒｒ４とが、ＸＹ平面内において重なってもよい。同様に、ｄ−ｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向正側の突起２０の頂点Ｔと接着剤５０の端部Ｅｌｌ４とが、ＸＹ平面内において重なってもよい。
A part of the
接着剤５０には、底面１８のＹ軸方向中央側において、圧縮応力Ｆｄｍ２が生じる。また、接着剤５０には、ｄ−ｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向負側の突起２０の頂点ＴからＹ軸方向正側および負側に、引っ張り応力Ｆｄｒ１が生じる。また、接着剤５０には、ｄ−ｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向正側の突起２０の頂点ＴからＹ軸方向正側および負側に、引っ張り応力Ｆｄｌ１が生じる。
In the adhesive 50, a compressive stress Fdm2 is generated on the center side of the
本例の圧力センサ装置１００は、ＸＹ平面内において接着剤５０の外周かつ絶対圧センサユニット３０の下方に空間４０が設けられるので、接着剤５０の空間４０との近傍において、ベース部１２から絶対圧センサユニット３０へ、接着剤５０を通じて、Ｚ軸方向の応力Ｆｖが伝搬する。このため、絶対圧センサユニット３０の底面にＹ軸方向の応力が生じにくい。このため、絶対圧センサユニット３０の出力変動を抑制することができる。
In the
図６ａは、比較例２の圧力センサ装置１６０の上面図である。比較例２の圧力センサ装置１６０は、図５ａの圧力センサ装置１００において、絶対圧センサユニット３０の下方全体に接着剤５０が充填されている点で、図５ａに示す圧力センサ装置１００と異なる。
6A is a top view of the
図６ｂは、図６ａにおけるｄｄ−ｄｄ'断面の一例を示す図である。ｄｄ−ｄｄ'断面は、３つの突起２０のうち、Ｙ軸方向に平行な２つの突起２０の頂点Ｔを通る断面である。図６ｂに示す通り、比較例２の圧力センサ装置１６０は、絶対圧センサユニット３０の下方前面に接着剤５０が充填される。接着剤５０は、底面１８に対して斜め方向の端部Ｅｒ２およびＥｌ２を有する。また、端部Ｅｒ２と側壁４２との間および端部Ｅｌ２と側壁４２との間には、それぞれ空間４０が存在する。
FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a dd-dd ′ cross section in FIG. 6A. The dd-dd ′ cross section is a cross section passing through the vertices T of the two
接着剤５０には、底面１８のＹ軸方向中央側において、圧縮応力Ｆｍ２'が生じる。また、接着剤５０には、ｄｄ−ｄｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向負側の突起２０の頂点ＴからＹ軸方向正側および負側に、引っ張り応力Ｆｒ１'が生じる。また、接着剤５０には、ｄｄ−ｄｄ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向正側の突起２０の頂点ＴからＹ軸方向正側および負側に、引っ張り応力Ｆｌ１'が生じる。さらに、当該２つの突起２０のうちＹ軸方向負側の突起２０よりもＹ軸方向負側の接着剤５０には、圧縮応力Ｆｒ２'が生じる。また、当該２つの突起２０のうちＹ軸方向正側の突起２０よりもＹ軸方向正側の接着剤５０には、圧縮応力Ｆｌ２'が生じる。
In the adhesive 50, a compressive stress Fm2 ′ is generated on the center side in the Y-axis direction of the
比較例２の圧力センサ装置１６０は、絶対圧センサユニット３０の下方に接着剤５０が充填され、接着剤５０のＹ軸方向両端側に、それぞれ空間４０が存在するので、ベース部１２から絶対圧センサユニット３０へ、接着剤５０を通じて、Ｚ軸方向の応力Ｆｖに加え、底面１８に対して斜め方向の応力Ｆｈｖも伝搬する。斜め方向の応力ＦｈｖはＸ軸方向及びＹ軸方向にゲージ抵抗の変形を起こすため、応力が解放されるプロセスにおいてもＸ軸方向及びＹ軸方向に出力変動をもたらす。このため、図５ｂの構成によれば、図６ｂの構成に比べて、斜め方向の応力Ｆｈｖによる出力変動を抑制できる効果を奏する。
The
図７ａは、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置１００は、図４ａの圧力センサ装置１００において、空間４０内に突起２０が設けられず、突起２０が接着剤５０に接し且つ空間４０に接しないように設けられる点で、図４ａに示す圧力センサ装置１００と異なる。すなわち、絶対圧センサユニット３０の下方の領域のＹ軸方向中央側に接着剤５０が存在しない空間４０が設けられ、４つの突起２０の周囲は接着剤５０で充填される。また、突起２０の数は、本例では４つであるが、４つに限られない。４つの突起２０は、本例においては４つの突起２０が正方形を形成するように設けられているが、台形等、他の四角形を形成するように設けられていてもよい。また、本例では、センサケース１０は開口６０を有さないが、開口６０を有するようにしてもよい。
FIG. 7 a is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
図７ｂは、図７ａにおけるｅ−ｅ'断面の一例を示す図である。図７ｂは、センサケース１０の断面の一例を模式的に示している。ｅ−ｅ'断面は、４つの突起２０のうち、Ｙ軸方向に平行な対角線上に位置する２つの突起２０の頂点Ｔを通る断面である。
FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a cross section taken along the line ee ′ in FIG. 7A. FIG. 7 b schematically shows an example of a cross section of the
本例の圧力センサ装置１００は、図７ｂに示す通り、底面１８のＹ軸方向両端側に、それぞれ接着剤５０を有する。接着剤５０の端部Ｅｒｒ５は、ｅ−ｅ' 断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向負側の側壁４２と接し、端部Ｅｒｌ５は空間４０と接する。また、接着剤５０の端部Ｅｌｌ５は、ｅ−ｅ' 断面における２つの側壁４２のうちＹ軸方向正側の側壁４２と接し、端部Ｅｌｒ５は空間４０と接する。接着剤５０には、ｅ−ｅ'断面において、突起２０の頂点ＴからＹ軸方向正側および負側に、引っ張り応力Ｆｅｒ１、Ｆｅｌ１が生じる。
As shown in FIG. 7B, the
突起２０は、接着剤５０に接し且つ空間４０に接しないように設けられる。本例においては、突起２０のＸＹ平面内における周囲に接着剤５０が設けられるので、突起２０の頂点Ｔと絶対圧センサユニット３０の底面とは接触しない。
The
本例の圧力センサ装置１００は、底面１８のＹ軸方向両端側に存在する接着剤５０に、圧縮応力Ｆｅｒ２およびＦｅｌ２が、それぞれ発生するが、圧力センサ装置１００の出力変動に、より影響の大きいダイヤフラム３６の下方において空間４０が存在するので、空間４０よりもＹ軸方向負側の突起２０においては、頂点Ｔから端部Ｅｒｌ５までの距離を小さくすることができる。また、空間４０よりもＹ軸方向正側の突起２０においては、頂点Ｔから端部Ｅｌｒ５までの距離を小さくすることができる。このため、ｅ−ｅ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向負側の突起２０よりもＹ軸方向正側、即ち空間４０の側に存在する接着剤５０に生じる圧縮応力Ｆｅｒ２を、絶対圧センサユニット３０の下方全体に接着剤５０が充填されている場合に比べて、小さくすることができる。また、ｅ−ｅ'断面における２つの突起２０のうちＹ軸方向正側の突起２０よりもＹ軸方向負側、即ち空間４０の側に存在する接着剤５０に生じる圧縮応力Ｆｅｌ２を、絶対圧センサユニット３０の下方全体に接着剤５０が充填されている場合に比べて、小さくすることができる。このため、絶対圧センサユニット３０の底面のＸＹ平面内中央に発生する歪を抑制することができる。このため、絶対圧センサユニット３０の出力変動を抑制することができる。
In the
図８ａは、本実施形態に係る圧力センサ装置１００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置１００は、図１ａに示す圧力センサ装置１００において、絶対圧センサユニット３０の上面３２を覆うように保護剤８０が充填されている。絶対圧センサユニット３０の上面３２には電極パッド７０が設けられる。電極パッド７０は、ボンディングワイヤ７２によりリード端子７４と電気的に接続される。なお、図８ａにおいては、図１ａにおいて示していた接着剤５０のハッチングを削除して示している。
FIG. 8A is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
図８ｂは、図８ａにおけるｆ−ｆ'断面の一例を示す図である。図８ｂは、センサケース１０の断面の一例を模式的に示している。図８ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置１００は、センサケース１０の内部に、絶対圧センサユニット３０を覆うように保護剤８０が充填されている。保護剤８０は、絶対圧センサユニット３０の上面３２に設けられた電極パッド７０とリード端子７４を、ボンディングワイヤ７２でワイヤボンディングした後、充填される。保護剤８０は、接着剤５０を構成する材料と同種の材料から構成されてよい。本実施形態において、同種の材料とは、構成する成分の主鎖が同じ材料であることをいう。保護剤８０および接着剤５０は、一例として共にフッ素系の材料から構成されてよい。フッ素系の材料としては、ＰＥＰＥ（パーフルオロポリエーテル）等を用いることができる。
FIG. 8 b is a diagram illustrating an example of a cross section ff ′ in FIG. 8 a. FIG. 8 b schematically shows an example of a cross section of the
保護剤８０は、フリーオイルを含むゲルからなる。本実施形態においては、保護剤８０と接着剤５０とのフリーオイル濃度差は、可能な限り小さく設定するのが望ましい。フリーオイル濃度差が小さいほど、保護剤８０に含まれるフリーオイルが接着剤５０へ拡散することを防ぐことができる。このため、接着剤５０が当該拡散したフリーオイルを吸収して膨潤することを防ぐことができる。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２等の周辺部材間との応力バランスの変化を防ぐことができる。
The
図９ａは、−４０℃即ち低温の環境下における、図１ａの圧力センサ装置１００の出力変動の経時変化を示す図である。図９ａにおいては、図２ａおよび図２ｂに示した比較例１の圧力センサ装置１５０の出力変動の経時変化を併せて示している。図９ａにおいて、出力変動は、比較例１における最大値を１００％として規格化して示している。
FIG. 9a is a diagram showing the change over time of the output fluctuation of the
図９ａから分かるように、−４０℃の低温環境下において、本例および比較例１の圧力センサ装置１００は、測定開始から約３０時間経過時で出力変動が最大となる。開口６０を有する圧力センサ装置１００の出力変動の最大値は、比較例１の出力変動の最大値と比較して、約１／８に抑制することができる。
As can be seen from FIG. 9a, in the low temperature environment of −40 ° C., the pressure fluctuation of the
図９ｂは、２５℃即ち常温の環境下における、図１ａの圧力センサ装置１００の出力の経時変化を示す図である。図９ｂから分かるように、＋２５℃の常温環境下において、本例および比較例１の圧力センサ装置１００は、測定開始から約６０時間経過時で出力変動が最大となる。開口６０を有する圧力センサ装置１００の出力変動の最大値は、比較例１の出力変動の最大値と比較して、約３／５に抑制することができる。
FIG. 9b is a diagram showing the change over time of the output of the
図９ｃは、１５０℃即ち高温の環境下における、図１ａの圧力センサ装置１００の出力の経時変化を示す図である。図９ｃから分かるように、１５０℃の高温環境下において、本例および比較例１の圧力センサ装置１００は、時間の経過に伴い徐々に出力変動が飽和する。測定開始から約１００時間経過時において、開口６０を有する圧力センサ装置１００の出力変動は、比較例１の出力変動と比較して、約１／２に抑制することができる。
FIG. 9c is a diagram showing a change with time of the output of the
図１０ａは、第２の実施形態に係る圧力センサ装置２００の上面の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置２００は、絶対圧センサユニット３０、および、絶対圧センサユニット３０を収容するセンサケース１０を備える。センサケース１０は、上面１５に受圧開口部２６を有する。センサケース１０は、底面１８に受圧開口部２６よりも小さい底面開口部９０を有する。詳細には、底面開口部９０は、接着剤５０側またはその反対側（裏面側）の表面積が受圧開口部２６の表面積よりも小さいものとしてよい。
FIG. 10A is a diagram illustrating an example of an upper surface of the
本例において、上面１５は、壁部１４の上面を指す。また、本例において、受圧開口部２６は、上面視で壁部１４の内側、即ち壁部１４に囲まれた領域を指す。本例においては、上面視で壁部１４が円状に設けられ、受圧開口部２６が円状に設けられているが、四角形状等、他の形状に設けられていてもよい。
In this example, the
Ｚ軸方向において、絶対圧センサユニット３０とセンサケース１０との間には、絶対圧センサユニット３０とセンサケース１０とを固定する接着剤５０が設けられる。接着剤５０は、底面開口部９０の上方に設けられてよい。即ち、上面視で、接着剤５０は底面開口部９０と重なるように設けられてよい。本例においては、接着剤５０は、底面開口部９０の上方に設けられるが、底面開口部９０の上方に設けられなくてもよい。
An adhesive 50 that fixes the absolute
底面開口部９０は、上面視で、壁部１４で囲まれるベース部１２の中心に設けられてよい。底面開口部９０は、上面視で絶対圧センサユニット３０と重なって設けられてよく、重ならずに設けられてもよい。本例においては、底面開口部９０は、上面視で絶対圧センサユニット３０と重なって設けられる。底面開口部９０は、上面視で円状に設けられてよい。即ち、底面開口部９０の縁９２は、上面視で円周状であってよい。底面開口部９０は、上面視で四角形状等、他の形状に設けられてもよい。
The
直径Ｄｄ'は、底面開口部９０の直径である。幅Ｄｄｆは、ダイヤフラム３６のＹ軸方向の幅である。幅Ｄｄｆは、上面視におけるダイヤフラム３６の直径であってもよい。直径Ｄｄ'は、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であってよく、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であってもよい。直径Ｄｄ'は、幅Ｄｄｆよりも小さくてよい。
The diameter Dd ′ is the diameter of the
図１０ｂは、図１０ａにおけるｇ−ｇ'断面の一例を示す図である。ｇ−ｇ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。
FIG. 10b is a diagram showing an example of a gg ′ cross section in FIG. 10a. The gg ′ cross section is a YZ plane that passes through the
センサケース１０は、絶対圧センサユニット３０を収容するための凹部１６を有してよい。センサケース１０は、凹部１６の底面１８に底面開口部９０を有してよい。底面１８とは、絶対圧センサユニット３０の底面と対向する、凹部１６の底を指す。底面開口部９０は、Ｙ軸方向において、凹部１６の底面１８の中央に設けられてよい。また、センサケース１０は、上面１５に受圧開口部２６を有する。受圧開口部２６は、ｇ−ｇ'断面において２つの壁部１４の間の領域である。
The
本例の圧力センサ装置２００は、Ｚ軸方向において、絶対圧センサユニット３０とセンサケース１０との間に接着剤５０を備えてよい。接着剤５０は、底面開口部９０の上方に設けられてよいが、設けられなくてもよい。底面開口部９０の上方とは、底面開口部９０よりもＺ軸方向正側、且つ、Ｙ軸方向において底面開口部９０の２つの縁９２よりも内側の領域を指す。本例においては、接着剤５０が底面開口部９０の上方に設けられる。接着剤５０は、底面開口部９０のＹ軸方向正側から底面開口部９０の上方を通り、底面開口部９０のＹ軸負側まで、連続して設けられてよい。
The
底面開口部９０の上方において、接着剤５０の底面は、底面１８と同一のＸＹ平面上に設けられてよく、底面１８よりもＺ軸方向負側、即ち、ＹＺ平面内における底面開口部９０の２つの縁９２の間に、突出して設けられていてもよい。本例においては、接着剤５０の底面は、底面１８と同一のＸＹ平面上に設けられる。
Above the
Ｙ軸方向において、接着剤５０の幅は、絶対圧センサユニット３０の幅よりも大きくてよい。即ち、絶対圧センサユニット３０の底面全体が、接着剤５０と接してよい。
In the Y-axis direction, the width of the adhesive 50 may be larger than the width of the absolute
圧力を検出するダイヤフラム３６は、絶対圧センサユニット３０の上面側に設けられてよい。本例においては、ダイヤフラム３６が絶対圧センサユニット３０の上面に接して設けられるが、ダイヤフラム３６は、絶対圧センサユニット３０の上面に接しないで設けられてもよい。即ち、ダイヤフラム３６は、絶対圧センサユニットのＺ軸方向における中央と上面との間に設けられてもよい。
The
ダイヤフラム３６は、絶対圧センサユニット３０の下面側、即ち、底面開口部９０側に設けられてもよい。底面開口部９０側に設けられたダイヤフラム３６によって、Ｚ軸方向負側から底面開口部９０を通して絶対圧センサユニット３０に印加される圧力を検出してもよい。
The
接着剤５０とセンサケース１０との界面、即ち底面１８には、底面１８が曝される雰囲気の湿度に由来する水分が存在し得る。絶対圧センサユニット３０をセンサケース１０に装着する工程において、接着剤５０を底面１８に塗布すると、接着剤５０と底面１８との間に、当該水分に起因する気泡を巻き込む場合がある。基板実装工程におけるリフローによりセンサケース１０を急加熱した場合、当該水分が突沸して水蒸気となり、急激に体積膨張し得る。
At the interface between the adhesive 50 and the
本例の圧力センサ装置２００は、接着剤５０が底面開口部９０の上方に設けられるので、リフローにより突沸した水蒸気は、底面開口部９０によりセンサケース１０の外部へ排出され易い。このため、突沸した水蒸気の急激な体積膨張を抑制しやすくなる。このため、この体積膨張により、ベース部１２と接着剤５０との界面（即ち底面１８）において、絶対圧センサユニット３０をＺ軸方向の正側に押し上げる圧力がかかりにくいので、接着剤５０の底面１８からの剥離を抑制しやすくなる。このため、接着剤５０が底面１８から剥離することにより発生し得る、応力バランスの変化による絶対圧センサユニット３０の特性の変化、保護剤８０の損傷およびボンディングワイヤ７２の断線を抑制しやすくなる。
In the
また、本例の圧力センサ装置２００は、リフローにより突沸した水蒸気の急激な体積膨張を抑制しやすくなるので、接着剤５０による絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を、この体積膨張による圧力以上の接着力で接着する必要が無い。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を増加させる工程が不要となる。このため、当該工程の増加による製造コストの増加を抑制しやすくなる。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着強度を増加させることなく、安定した品質の圧力センサ装置２００を供給することができる。
Further, since the
図１１ａは、比較例３の圧力センサ装置２５０の上面を示す図である。比較例３の圧力センサ装置２５０は、図１０ａに示す本例の圧力センサ装置２００において、センサケース１０の底面１８に底面開口部９０を有さない点で、図１０ａに示す圧力センサ装置２００と異なる。
FIG. 11 a is a view showing the upper surface of the
図１１ｂは、図１１ａのｚ−ｚ'断面を示す図である。ｚ−ｚ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。図１１ｂに示す通り、比較例３の圧力センサ装置２５０は、底面１８に底面開口部９０を有さない。
FIG. 11 b is a diagram showing a zz ′ cross section of FIG. 11 a. The zz ′ cross section is a YZ plane that passes through the
図１１ｃは、図１１ａのｚ−ｚ'断面において、センサケース１０を加熱した場合における断面を示す図である。比較例３の圧力センサ装置２５０は、底面１８に底面開口部９０を有さないので、基板実装工程におけるリフローによりセンサケース１０を急加熱した場合、リフローにより突沸した水蒸気５４が、センサケース１０の外部へ排出されにくい。このため、図１１ｃに示す通り、突沸した水蒸気５４が急激に体積膨張し易い。このため、この体積膨張により、ベース部１２と接着剤５０との界面（即ち底面１８）において、絶対圧センサユニット３０をＺ軸方向の正側に押し上げる圧力がかかるので、接着剤５０が底面１８から剥離し易い。このため、接着剤５０が底面１８から剥離することにより発生し得る、応力バランスの変化による絶対圧センサユニット３０の特性の変化、保護剤８０の損傷およびボンディングワイヤ７２の断線を抑制することが困難である。
FIG. 11c is a diagram showing a cross section when the
また、比較例３の圧力センサ装置２５０は、リフローにより突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張を抑制することが困難なので、接着剤５０による絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を、この体積膨張による圧力以上の接着力で接着する必要がある。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を増加させる工程が必要となる。このため、当該工程の増加により製造コストが増加し易い。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着強度を増加させることなく、安定した品質の圧力センサ装置２００を供給することが困難である。
Moreover, since the
図１２ａは、第２の実施形態に係る圧力センサ装置２００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置２００は、図１０ａに示す圧力センサ装置２００において、底面開口部９０の上方に接着剤５０が設けられない点で、図１０ａに示す圧力センサ装置２００と異なる。即ち、本例の圧力センサ装置２００は、上面視で接着剤５０が底面開口部９０以外の領域に設けられる。言い換えると、接着剤５０と底面開口部９０とは、上面視で重ならない。上面視において、底面開口部９０の縁９２と、接着剤５０の縁５２とは、一致してよい。
FIG. 12 a is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
図１２ｂは、図１２ａにおけるｈ−ｈ'断面の一例を示す図である。ｈ−ｈ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。図１２ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置２００は、底面開口部９０の上方に接着剤５０が設けられない。
FIG. 12B is a diagram illustrating an example of a hh ′ cross section in FIG. 12A. The hh ′ cross section is the YZ plane that passes through the
縁５２は、接着剤５０の縁である。縁５２は、接着剤５０のうち、Ｙ軸方向において底面開口部９０を通じて流入する外気と接する部分を指してよい。Ｙ軸方向において、接着剤５０の縁５２の位置は、底面開口部９０の縁９２の位置と一致してよい。
The
縁５２は、Ｙ軸方向において、底面開口部９０の内側に配置されてもよい。即ち、縁５２は、Ｙ軸方向において縁９２よりも底面開口部９０側に突出していてもよい。縁５２は、Ｙ軸方向において、底面開口部９０の外側に配置されてもよい。即ち、Ｙ軸方向正側の縁５２は、Ｙ軸方向正側の縁９２よりもＹ軸方向正側に配置されてもよく、Ｙ軸方向負側の縁５２は、Ｙ軸方向負側の縁９２よりもＹ軸方向負側に配置されてもよい。
The
本例の圧力センサ装置２００は、上面視で接着剤５０が底面開口部９０の上方に設けられないので、基板実装工程におけるリフローによりセンサケース１０を急加熱した場合、リフローにより突沸した水蒸気５４は、縁５２から底面開口部９０を通り、センサケース１０の外部へ排出される。このため、突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張を抑制しやすくなる。このため、この体積膨張による圧力により、ベース部１２と接着剤５０との界面（即ち底面１８）において、接着剤５０の底面１８からの剥離を抑制しやすくなる。このため、接着剤５０が底面１８から剥離することにより発生し得る、応力バランスの変化による絶対圧センサユニット３０の特性の変化、保護剤８０の損傷およびボンディングワイヤ７２の断線を抑制しやすくなる。
In the
また、本例の圧力センサ装置２００は、リフローにより突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張を抑制しやすくなるので、接着剤５０による絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を、この体積膨張による圧力以上の接着力で接着する必要が無い。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を増加させる工程が不要となる。このため、当該工程の増加による製造コストの増加を抑制しやすくなる。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着強度を増加させることなく、安定した品質の圧力センサ装置２００を供給することができる。
Moreover, since the
図１３ａは、第２の実施形態に係る圧力センサ装置２００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置２００は、図１０ａに示す圧力センサ装置２００において、底面開口部９０を複数有する点で、図１０ａに示す圧力センサ装置２００と異なる。本例において、底面開口部９０は４つ設けられるが、２つ設けられてもよく、３つ設けられてもよく、５つ以上設けられてもよい。
FIG. 13 a is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
本例において、４つの底面開口部９０は、それぞれの中心を結ぶと、上面視で正方形を形成するように設けられているが、台形を形成するように設けられてもよく、他の四角形を形成するように設けられてもよい。本例において、正方形の対角線に配置される２つの底面開口部９０は、Ｘ軸方向に配置されてよく、他の２つの底面開口部９０は、Ｙ軸方向に配置されてよい。
In this example, the four
本例において、４つの底面開口部９０のそれぞれは、上面視で直径Ｄｄ'の円状に設けられるが、４つの底面開口部９０のうちの一部の底面開口部９０の直径が、直径Ｄｄ'よりも小さくてもよく、大きくてもよい。４つの底面開口部９０の直径が、全て相互に異なっていてもよい。
In this example, each of the four
本例において、４つの底面開口部９０のそれぞれは、上面視で円状に設けられるが、四角形状等、他の形状に設けられてもよい。４つの開口のうちの２つの底面開口部９０が、上面視で円状に設けられ、他の２つの底面開口部９０が、上面視で四角形状に設けられてもよい。底面開口部９０の上面視における形状は、特に限定されない。
In this example, each of the four
図１３ｂは、図１３ａにおけるｉ−ｉ'断面の一例を示す図である。ｉ−ｉ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。図１３ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置２００は、ｉ−ｉ'断面において底面開口部９０が２つ設けられる。底面開口部９０の上方には、接着剤５０が設けられる。
FIG. 13B is a diagram illustrating an example of a cross section taken along line ii ′ in FIG. 13A. The ii ′ cross section is a YZ plane that passes through the
本例の圧力センサ装置２００は、底面開口部９０が複数設けられるので、基板実装工程におけるリフローによりセンサケース１０を急加熱した場合、リフローにより突沸した水蒸気５４が、図１０ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、さらにセンサケース１０の外部へ排出され易い。このため、図１０ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張をさらに抑制しやすくなる。このため、図１０ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、この体積膨張による圧力により、ベース部１２と接着剤５０との界面（即ち底面１８）において、接着剤５０の底面１８からの剥離を、さらに抑制しやすくなる。このため、図１０ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、接着剤５０が底面１８から剥離することにより発生し得る、応力バランスの変化による絶対圧センサユニット３０の特性の変化、保護剤８０の損傷およびボンディングワイヤ７２の断線を、さらに抑制しやすくなる。
Since the
また、本例の圧力センサ装置２００は、リフローにより突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張を抑制しやすくなるので、図１０ｂに示す圧力センサ装置２００と同様に、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を増加させる工程が不要となる。このため、当該工程の増加による製造コストの増加を抑制しやすくなる。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着強度を増加させることなく、安定した品質の圧力センサ装置２００を供給することができる。
Further, since the
図１４ａは、第２の実施形態に係る圧力センサ装置２００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置２００は、図１３ａに示す圧力センサ装置２００において、接着剤５０の上方に底面開口部９０が設けられない点で、図１０ａに示す圧力センサ装置２００と異なる。即ち、本例の圧力センサ装置２００は、上面視で接着剤５０と底面開口部９０とが重ならない。上面視において、底面開口部９０の縁９２と、接着剤５０の縁５２とは、一致してよい。なお、図１４ａにおいては、図面の視認性のため、底面開口部９０の直径Ｄｄ'の図示を省略している。
FIG. 14 a is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
図１４ｂは、図１４ａにおけるｊ−ｊ'断面の一例を示す図である。ｊ−ｊ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。図１４ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置２００は、２つの底面開口部９０のそれぞれの上方に接着剤５０が設けられない。
FIG. 14B is a diagram illustrating an example of a section ij ′ in FIG. 14A. The jj ′ cross section is the YZ plane that passes through the
Ｙ軸方向において、接着剤５０の縁５２の位置は、底面開口部９０の縁９２の位置と一致してよい。縁５２は、Ｙ軸方向において、底面開口部９０の内側に配置されてもよく、底面開口部９０の外側に配置されてもよい。
In the Y-axis direction, the position of the
本例の圧力センサ装置２００は、底面開口部９０が複数設けられるので、基板実装工程におけるリフローによりセンサケース１０を急加熱した場合、リフローにより突沸した水蒸気５４が、図１２ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、さらにセンサケース１０の外部へ排出され易い。このため、図１２ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張をさらに抑制しやすくなる。このため、図１２ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、この体積膨張による圧力により、ベース部１２と接着剤５０との界面（即ち底面１８）において、接着剤５０の底面１８からの剥離を、さらに抑制しやすくなる。このため、図１２ｂに示す圧力センサ装置２００よりも、接着剤５０が底面１８から剥離することにより発生し得る、応力バランスの変化による絶対圧センサユニット３０の特性の変化、保護剤８０の損傷およびボンディングワイヤ７２の断線を、さらに抑制しやすくなる。
Since the
また、本例の圧力センサ装置２００は、リフローにより突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張を抑制しやすくなるので、図１２ｂに示す圧力センサ装置２００と同様に、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を増加させる工程が不要となる。このため、当該工程の増加による製造コストの増加を抑制しやすくなる。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着強度を増加させることなく、安定した品質の圧力センサ装置２００を供給することができる。
Moreover, since the
図１５ａは、第２の実施形態に係る圧力センサ装置２００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置２００は、図５ａに示す圧力センサ装置１００において、センサケース１０の底面１８に底面開口部９０が設けられる点で、図５ａに示す圧力センサ装置１００と異なる。本例において、突起２０は底面開口部９０と異なる領域に設けられる。即ち、突起２０は底面開口部９０の上方に設けられない。突起２０は、上面視で底面開口部９０と重ならないように設けられる。
FIG. 15A is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
Ｚ軸方向において、絶対圧センサユニット３０とセンサケース１０との間には、絶対圧センサユニット３０とセンサケース１０とを固定する接着剤５０が設けられる。本例において、接着剤５０は、底面開口部９０の上方に設けられるが、接着剤５０は、底面開口部９０の上方に設けられなくてもよい。
An adhesive 50 that fixes the absolute
本例において、底面開口部９０は３つ設けられるが、１つ設けられてもよく、２つ設けられてもよく、４つ以上設けられてもよい。本例において、３つの底面開口部９０は、上面視で正三角形を形成するように設けられているが、他の三角形を形成するように設けられてもよい。
In this example, three
本例において、３つの底面開口部９０のそれぞれは、上面視で直径Ｄｄ'の円状に設けられるが、３つの底面開口部９０のうちの一部の底面開口部９０の直径が、直径Ｄｄ'よりも小さくてもよく、大きくてもよい。３つの底面開口部９０の直径が、全て相互に異なっていてもよい。
In this example, each of the three
本例において、３つの底面開口部９０のそれぞれは、上面視で円状に設けられるが、四角形状等、他の形状に設けられてもよい。３つの開口のうちの２つの底面開口部９０が、上面視で円状に設けられ、他の１つの底面開口部９０が、上面視で四角形状に設けられてもよい。底面開口部９０の上面視における形状は、特に限定されない。
In this example, each of the three
図１５ｂは、図１５ａにおけるｋ−ｋ'断面の一例を示す図である。ｋ−ｋ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。また、ｋ−ｋ'断面は、３つの突起２０のうち、Ｙ軸方向に平行な２つの突起２０の頂点Ｔ、および、当該２つの突起２０の間に設けられる１つの底面開口部９０を通る断面である。
FIG. 15b is a diagram showing an example of a kk ′ cross section in FIG. 15a. The kk ′ cross section is a YZ plane that passes through the
本例の圧力センサ装置２００は、底面１８のＹ軸方向中央側に接着剤５０を有する。接着剤５０は、底面開口部９０の上方にも設けられてよい。即ち、接着剤５０は、底面開口部９０のＹ軸方向正側から底面開口部９０の上方を通り、底面開口部９０のＹ軸負側まで、連続して設けられてよい。
The
また、本例の圧力センサ装置２００は、底面１８のＹ軸方向両端側且つ絶対圧センサユニット３０のＹ軸方向両端側の下方に空間４０を有する。接着剤５０は、ｋ−ｋ'断面における２つの突起２０のうち、Ｙ軸方向負側の突起２０の頂点ＴよりもＹ軸方向負側まで設けられる。接着剤５０は、ｋ−ｋ'断面における２つの突起２０のうち、Ｙ軸方向正側の突起２０の頂点ＴよりもＹ軸方向正側まで設けられる。このため、２つの突起２０の頂点Ｔと絶対圧センサユニット３０の底面とは接触しない。突起２０の一部は、空間４０と接する。
In addition, the
本例の圧力センサ装置２００は、ｋ−ｋ'断面において、ベース部１２のＹ軸方向中央に底面開口部９０を有する。突起２０は、底面開口部９０の上方に設けられなくてよい。即ち、突起２０と底面開口部９０とは、Ｙ軸方向において異なる位置に設けられてよい。突起２０と底面開口部９０とは、Ｚ軸方向において重なる部分を有さなくてよい。即ち、突起２０の底面全体が、底面１８と接してよい。
The
本例の圧力センサ装置２００は、接着剤５０が底面開口部９０の上方に設けられるので、リフローにより突沸した水蒸気５４は、底面開口部９０によりセンサケース１０の外部へ排出され易い。このため、突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張を抑制しやすくなる。このため、この体積膨張による圧力により、ベース部１２と接着剤５０との界面（即ち底面１８）において、接着剤５０の底面１８からの剥離を抑制しやすくなる。このため、接着剤５０が底面１８から剥離することにより発生し得る、応力バランスの変化による絶対圧センサユニット３０の特性の変化、保護剤８０の損傷およびボンディングワイヤ７２の断線を抑制しやすくなる。
In the
また、本例の圧力センサ装置２００は、リフローにより突沸した水蒸気５４の急激な体積膨張を抑制しやすくなるので、接着剤５０による絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を、この体積膨張による圧力以上の接着力で接着する必要が無い。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着力を増加させる工程が不要となる。このため、当該工程の増加による製造コストの増加を抑制しやすくなる。このため、絶対圧センサユニット３０とベース部１２との接着強度を増加させることなく、安定した品質の圧力センサ装置２００を供給することができる。
Moreover, since the
また、本例の圧力センサ装置２００は、突起２０が底面開口部９０の上方に設けられないので、突起２０が底面開口部９０の上方に設けられる場合よりも、絶対圧センサユニット３０が突起２０の上方に安定して配置される。このため、絶対圧センサユニット３０の圧力検出特性を安定化することができる。
Further, in the
なお、第２の実施形態にかかる圧力センサ装置２００においても、接着剤５０が存在しない空間を設けることで、応力や歪を効果的に抑制し、絶対圧センサユニット３０の出力変動を、より抑制することができる。
In the
図１６ａは、第３の実施形態に係る圧力センサ装置３００の上面の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置３００は、センサケース１０の底面１８の端部に溝部６４が設けられている点で、図８ａに示す圧力センサ装置１００と異なる。本例の溝部６４は、底面１８から深さ方向（―Ｚ軸方向）に設けられる。溝部６４は、深さ方向において、底面１８とセンサケース１０のベース部１２の底面との間で終端している。即ち、溝部６４は、ベース部１２の底面まで貫通していない。
FIG. 16A is a diagram illustrating an example of an upper surface of the
溝部６４は、上面視で絶対圧センサユニット３０を囲うように設けられてよい。即ち、溝部６４は、底面１８のＹ軸正側の端部およびＹ軸負側の端部、並びにＸ軸正側の端部およびＸ軸負側の端部に設けられてよい。
The
溝部６４は、上面視で絶対圧センサユニット３０と重ならない位置に設けられてよい。即ち、溝部６４は、上面視で絶対圧センサユニット３０の周囲の外側に、絶対圧センサユニット３０を囲うように設けられてよい。
The
図１６ｂは、図１６ａにおけるｍ−ｍ'断面の一例を示す図である。ｍ−ｍ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。図１６ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置３００は、センサケース１０の底面１８に溝部６４が設けられる。溝部６４は、底面１８のＹ軸正側および負側の端部に設けられてよい。
FIG. 16B is a diagram illustrating an example of a mm ′ cross section in FIG. 16A. The mm ′ cross section is the YZ plane that passes through the
本例において、位置Ｐ１は絶対圧センサユニット３０のＹ軸負側の側面６６のＹ軸方向における位置である。位置Ｐ２は、Ｙ軸負側の側面４２のＹ軸方向における位置である。位置Ｐ１'は、絶対圧センサユニット３０のＹ軸正側の側面６６のＹ軸方向における位置である。位置Ｐ２'は、Ｙ軸正側の側面４２のＹ軸方向における位置である。
In this example, the position P1 is a position in the Y-axis direction of the
本例において、位置Ｓ１はＹ軸負側の溝部６４における、Ｙ軸正側（開口６０側）の側壁４６のＹ軸方向における位置である。位置Ｓ２は、当該溝部６４における、Ｙ軸負側の側壁４４のＹ軸方向における位置である。位置Ｓ１'は、Ｙ軸正側の溝部６４における、Ｙ軸負側（開口６０側）の側壁４６のＹ軸方向における位置である。位置Ｓ２は、当該溝部６４における、Ｙ軸正側の側壁４４のＹ軸方向における位置である。
In this example, the position S1 is a position in the Y-axis direction of the
幅Ｗｇは、位置Ｓ１と位置Ｓ２との間のＹ軸方向における幅である。幅Ｗｇ'は、位置Ｓ１'と位置Ｓ２'との間のＹ軸方向における幅である。幅Ｗｇは、幅Ｗｇ'と等しくてよく、異なっていてもよい。 The width Wg is a width in the Y-axis direction between the position S1 and the position S2. The width Wg ′ is a width in the Y-axis direction between the position S1 ′ and the position S2 ′. The width Wg may be equal to or different from the width Wg ′.
位置Ｓ１は、位置Ｐ１と一致していてよい。位置Ｓ１'は、位置Ｐ１'と一致していてよい。即ち、溝部６４の開口６０側の側壁４６は、上面視で絶対圧センサ３０の側面６６と同じ位置に配置されてよい。溝部６４は、上面視で絶対圧センサユニット３０と重ならない位置に設けられてよい。
The position S1 may coincide with the position P1. The position S1 ′ may coincide with the position P1 ′. That is, the
位置Ｓ１は、位置Ｐ１よりもＹ軸正側（開口６０側）に配置されてもよい。位置Ｓ１が位置Ｐ１よりもＹ軸正側に配置されることで、位置Ｓ１が位置Ｐ１と一致する場合よりも、溝部６４は、より多くの接着剤５０を収容することができる。また、位置Ｓ１'は、位置Ｐ１'よりもＹ軸負側（開口６０側）に配置されてもよい。位置Ｓ１'が位置Ｐ１'よりもＹ軸負側に配置されることで、位置Ｓ１'が位置Ｐ１'と一致する場合よりも、溝部６４は、より多くの接着剤５０を収容することができる。
The position S1 may be arranged on the Y axis positive side (
位置Ｓ２は、位置Ｐ２と一致していてよい。位置Ｓ２'は、位置Ｐ２'と一致していてよい。即ち、溝部６４の側壁４４は、側壁４２と同じＸＺ平面内にあってよい。
The position S2 may coincide with the position P2. The position S2 ′ may coincide with the position P2 ′. That is, the side wall 44 of the
本例において、位置Ｕは、絶対圧センサユニット３０の底面のＺ軸方向における位置である。位置Ｖは、接着剤５０の上面のＺ軸方向における位置である。本例においては、位置Ｖは位置Ｕと一致している。位置Ｖは、位置ＵよりもＺ軸負側に配置されてもよい。即ち、接着剤の上面の位置は、絶対圧センサユニット３０の底面の位置よりも下方に配置されてもよい。
In this example, the position U is the position of the bottom surface of the absolute
本例において、深さＤｇは底面１８から溝部６４の底面までの深さである。深さＤｐは、底面１８からベース部１２の底面までの深さである。深さＤｇは、深さＤｐの１／２よりも小さくてよい。深さＤｇを深さＤｐの１／２よりも小さくすることで、接着剤５０と底面１８の熱膨張率の相違に起因した応力が生じた場合に、接着剤５０の下方のベース部１２に、当該応力に起因した歪が生じにくくなる。深さＤｇは、５０μｍ以上１５０μｍ以下であってよい。深さＤｇは、例えば１００μｍである。
In this example, the depth Dg is the depth from the
本例の圧力センサ装置３００は、センサユニット１０の底面１８の端部に溝部６４が設けられる。このため、圧力センサ装置３００の組立工程において、絶対圧センサユニット３０をセンサユニット１０へ、底面１８に配置された接着剤５０を押し付けて搭載した場合に、開口６０側から側面４２側に広がった接着剤５０が溝部６４に流れ落ちて収容される。このため、接着剤５０が絶対圧センサユニット３０の底面の位置Ｕよりも上方に這い上がりにくい。このため、接着剤５０が側面６６に接しにくい。このため、側面６６と接着剤５０の熱膨張率の相違に起因した応力が生じにくい。このため、側面６６に当該応力に起因した歪が生じにくい。このため、圧力センサ装置３００の出力変動を抑制することができる。
In the
溝部６４の深さＤｇは、溝部６４の幅Ｗｇよりも大きくてよい。深さＤｇが幅Ｗｇよりも大きいことで、センサユニット１０を小型化しつつ接着剤５０を溝部６４に収容することができる。このため、センサユニット１０を小型化しつつ、圧力センサ装置３００の出力変動を抑制することができる。
The depth Dg of the
図１７ａは、比較例４の圧力センサ装置３５０の上面を示す図である。比較例４の圧力センサ装置３５０は、センサケース１０の底面１８の端部に溝部６４が設けられない点で、図１６ａに示す圧力センサ装置３００と異なる。
FIG. 17A is a diagram illustrating an upper surface of the
図１７ｂは、図１７ａにおけるｎ−ｎ'断面を示す図である。ｎ−ｎ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。図１７ｂに示す通り、比較例４の圧力センサ装置３５０は、センサケース１０の底面１８に溝部６４が設けられない。このため、圧力センサ装置３５０の組立工程において、絶対圧センサユニット３０をセンサユニット１０へ、底面１８に配置された接着剤５０を押し付けて搭載した場合に、開口６０側から側面４２側に広がった接着剤５０が、絶対圧センサユニット３０の底面の位置Ｕよりも上方に這い上がりやすい。即ち、接着剤５０の上面のＺ軸方向における位置Ｖは、位置Ｕよりも、上方（Ｚ軸正側）に配置されやすい。このため、側面６６と接着剤５０の熱膨張率の相違に起因した応力が生じやすい。このため、側面６６に当該応力に起因した歪が生じやすい。このため、圧力センサ装置３５０の出力変動が生じやすい。
FIG. 17B is a diagram showing an nn ′ cross section in FIG. 17A. The nn ′ cross section is a YZ plane that passes through the
図１８ａは、第３の実施形態に係る圧力センサ装置３００の上面の他の一例を示す図である。本例の圧力センサ装置３００は、センサケース１０の底面１８の端部に溝部６４が設けられている点で、図１０ａに示す圧力センサ装置２００と異なる。本例の溝部６４は、底面１８から深さ方向（―Ｚ軸方向）に設けられる。溝部６４は、深さ方向において、底面１８とセンサケース１０のベース部１２の底面との間で終端している。即ち、溝部６４は、ベース部１２の底面まで貫通していない。
FIG. 18 a is a diagram illustrating another example of the upper surface of the
溝部６４は、上面視で絶対圧センサユニット３０を囲うように設けられてよい。即ち、溝部６４は、底面１８のＹ軸正側の端部およびＹ軸負側の端部、並びにＸ軸正側の端部およびＸ軸負側の端部に設けられてよい。
The
溝部６４は、上面視で絶対圧センサユニット３０と重ならない位置に設けられてよい。即ち、溝部６４は、上面視で絶対圧センサユニット３０の周囲の外側に、絶対圧センサユニット３０を囲うように設けられてよい。
The
図１８ｂは、図１８ａにおけるｐ−ｐ'断面の一例を示す図である。ｐ−ｐ'断面は、リード端子７４、壁部１４、保護剤８０を通るＹＺ面である。図１８ｂに示す通り、本例の圧力センサ装置３００は、センサケース１０の底面１８に溝部６４が設けられる。溝部６４は、底面１８のＹ軸正側および負側の端部に設けられてよい。
18b is a diagram showing an example of a pp ′ cross section in FIG. 18a. The pp ′ cross section is a YZ plane that passes through the
本例の圧力センサ装置３００は、センサユニット１０の底面１８の端部に溝部６４が設けられる。このため、圧力センサ装置３００の組立工程において、絶対圧センサユニット３０をセンサユニット１０へ、底面１８に配置された接着剤５０を押し付けて搭載した場合に、開口６０側から側面４２側に広がった接着剤５０が溝部６４に流れ落ちて収容される。このため、接着剤５０が絶対圧センサユニット３０の底面の位置Ｕよりも上方に這い上がりにくい。このため、接着剤５０が側面６６に接しにくい。このため、側面６６と接着剤５０の熱膨張率の相違に起因した応力が生じにくい。このため、側面６６に当該応力に起因した歪が生じにくい。このため、圧力センサ装置３００の出力変動を抑制することができる。
In the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
１０・・・センサケース、１２・・・ベース部、１４・・・壁部、１５・・・上面、１６・・・凹部、１８・・・底面、２０・・・突起、２２・・・切欠部、２４・・・縁、２６・・・受圧開口部、３０・・・絶対圧センサユニット、３２・・・上面、３４・・・支持基板、３５・・・半導体基板、３６・・・ダイヤフラム、３７・・・密閉空間、３８・・・被測定空間、４０・・・空間、４２・・・側壁、４４・・・側壁、４６・・・側壁、５０・・・接着剤、５２・・・縁、５４・・・水蒸気、６０・・・開口、６２・・・縁、６４・・・溝部、６６・・・側面、７０・・・電極パッド、７２・・・ボンディングワイヤ、７４・・・リード端子、８０・・・保護剤、９０・・・底面開口部、９２・・・縁、１００・・・圧力センサ装置、１５０・・・圧力センサ装置、１６０・・・圧力センサ装置、２００・・・圧力センサ装置、２５０・・・圧力センサ装置
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記絶対圧センサユニットを収容するセンサケースと、
前記絶対圧センサユニットと前記センサケースとの間に設けられ、前記絶対圧センサユニットと前記センサケースとを固定する接着剤と、
を備え、
前記センサケースは、底面に突起を有し、
前記絶対圧センサユニットは、前記突起の上方に設けられ、
前記絶対圧センサユニットと前記センサケースとの間において、前記絶対圧センサユニットの下方の一部に前記接着剤が存在しない空間を有する、
圧力センサ装置。 An absolute pressure sensor unit;
A sensor case that houses the absolute pressure sensor unit;
An adhesive that is provided between the absolute pressure sensor unit and the sensor case, and that fixes the absolute pressure sensor unit and the sensor case;
With
The sensor case has a protrusion on the bottom surface,
The absolute pressure sensor unit is provided above the protrusion,
Between the absolute pressure sensor unit and the sensor case, there is a space where the adhesive does not exist in a part below the absolute pressure sensor unit.
Pressure sensor device.
前記開口の上方に前記接着剤が存在しない、請求項１から７のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。 The bottom surface of the sensor case has an opening at a position overlapping the absolute pressure sensor unit in a top view of the sensor case,
The pressure sensor device according to any one of claims 1 to 7, wherein the adhesive does not exist above the opening.
前記切欠部の縁と前記開口の縁とが、前記センサケースの上面視で重なる、
請求項８に記載の圧力センサ装置。 The protrusion has a notch in a top view of the sensor case,
The edge of the notch and the edge of the opening overlap in a top view of the sensor case,
The pressure sensor device according to claim 8.
前記保護剤が、前記センサケースに、前記絶対圧センサユニットを覆うように充填されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。 It further comprises a protective agent of the same type as the material constituting the adhesive,
The pressure sensor device according to any one of claims 1 to 11, wherein the protective agent is filled in the sensor case so as to cover the absolute pressure sensor unit.
前記絶対圧センサユニットを収容し、上面に受圧開口部を有し、底面に前記受圧開口部よりも小さい底面開口部を有するセンサケースと、
を備える、圧力センサ装置。 An absolute pressure sensor unit;
A sensor case that houses the absolute pressure sensor unit, has a pressure receiving opening on the top surface, and has a bottom surface opening smaller than the pressure receiving opening on the bottom surface;
A pressure sensor device.
前記センサケースは、前記凹部の底面に前記底面開口部を有する、
請求項１４に記載の圧力センサ装置。 The sensor case has a recess for accommodating the absolute pressure sensor unit,
The sensor case has the bottom opening at the bottom of the recess.
The pressure sensor device according to claim 14.
前記接着剤が前記底面開口部の上方に設けられる、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。 An adhesive that is provided between the absolute pressure sensor unit and the sensor case and that fixes the absolute pressure sensor unit and the sensor case;
The pressure sensor device according to any one of claims 14 to 16, wherein the adhesive is provided above the bottom opening.
前記接着剤が前記底面開口部の上方に設けられない、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。 An adhesive that is provided between the absolute pressure sensor unit and the sensor case and that fixes the absolute pressure sensor unit and the sensor case;
The pressure sensor device according to any one of claims 14 to 16, wherein the adhesive is not provided above the bottom opening.
前記ダイヤフラムは、前記絶対圧センサユニットの上面側に設けられる、
請求項１４から１８のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。 The absolute pressure sensor unit has a diaphragm for detecting pressure,
The diaphragm is provided on the upper surface side of the absolute pressure sensor unit.
The pressure sensor device according to any one of claims 14 to 18.
前記突起は、前記底面開口部と異なる領域に設けられる、
請求項１４から１９のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。 The sensor case has a protrusion on the bottom surface,
The protrusion is provided in a region different from the bottom opening.
The pressure sensor device according to any one of claims 14 to 19.
前記溝部は、前記センサケースの上面視で、前記絶対圧センサユニットを囲うように設けられる、
請求項１から２０のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。 A groove is provided at an end of the bottom surface of the sensor case,
The groove is provided so as to surround the absolute pressure sensor unit in a top view of the sensor case.
The pressure sensor device according to any one of claims 1 to 20.
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