JP3198773B2 - 半導体圧力検出器及びその製造方法 - Google Patents
半導体圧力検出器及びその製造方法Info
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- JP3198773B2 JP3198773B2 JP00626994A JP626994A JP3198773B2 JP 3198773 B2 JP3198773 B2 JP 3198773B2 JP 00626994 A JP00626994 A JP 00626994A JP 626994 A JP626994 A JP 626994A JP 3198773 B2 JP3198773 B2 JP 3198773B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シールダイヤフラムで
封止された圧力検出室内に絶縁性オイル等の液体を封入
した、所謂シールダイヤフラム型の半導体圧力検出器に
関するものである。
封止された圧力検出室内に絶縁性オイル等の液体を封入
した、所謂シールダイヤフラム型の半導体圧力検出器に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、シールダイヤフラム型の半導体圧
力検出器は、感圧素子をゲージ面から台座に押しつける
方向に圧力が加えられるため、耐圧が高く、ステンレス
等の耐腐食性の高い金属を受圧部に持つために環境の悪
い所でも使用可能である。よって、特に自動車用等で高
い需要がある。
力検出器は、感圧素子をゲージ面から台座に押しつける
方向に圧力が加えられるため、耐圧が高く、ステンレス
等の耐腐食性の高い金属を受圧部に持つために環境の悪
い所でも使用可能である。よって、特に自動車用等で高
い需要がある。
【0003】この種の半導体圧力検出器にあっては、本
出願人は特願平5−183838号にて図11に示すも
のを既に出願している。図11において、半導体圧力セ
ンサ素子30が収納される圧力検出室31が、素子取付
盤32と、この素子取付盤32に取り付けられた固定台
33と、この固定台33に取り付けられたシールダイヤ
フラム34の3部品から構成され、このような液封構造
を持つセンサユニット35が、圧力導入孔36が形成さ
れた本体ハウジング37内に収納されている。そして、
ターミナル38が設けられたコネクタハウジング39が
本体ハウジング37にかしめ付けられて、Oリング40
a、40bで気密にシールされている。さらに、素子取
付台32の貫通孔41にはリード42が挿入されてお
り、ガラス43等の部品にてハーメチックシールされ、
圧力検出室31とは別の箇所、所謂回路室内でリード4
2とターミナル38とが可撓導体44によって電気的に
接続されている。そして、リード42と素子取付盤32
との間のコネクタハウジング39側にコンデンサ45が
設けられている。
出願人は特願平5−183838号にて図11に示すも
のを既に出願している。図11において、半導体圧力セ
ンサ素子30が収納される圧力検出室31が、素子取付
盤32と、この素子取付盤32に取り付けられた固定台
33と、この固定台33に取り付けられたシールダイヤ
フラム34の3部品から構成され、このような液封構造
を持つセンサユニット35が、圧力導入孔36が形成さ
れた本体ハウジング37内に収納されている。そして、
ターミナル38が設けられたコネクタハウジング39が
本体ハウジング37にかしめ付けられて、Oリング40
a、40bで気密にシールされている。さらに、素子取
付台32の貫通孔41にはリード42が挿入されてお
り、ガラス43等の部品にてハーメチックシールされ、
圧力検出室31とは別の箇所、所謂回路室内でリード4
2とターミナル38とが可撓導体44によって電気的に
接続されている。そして、リード42と素子取付盤32
との間のコネクタハウジング39側にコンデンサ45が
設けられている。
【0004】また、46は封入液47を封入するための
封入孔であり、封入完了後に金属性の封入ボール48の
圧入または溶接により封止されている。
封入孔であり、封入完了後に金属性の封入ボール48の
圧入または溶接により封止されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の半導体圧力
検出器について本発明者らはさらに鋭意検討を試みた結
果、以下の点についてさらに改良が必要であることを突
き止めた。即ち、気密箇所がハーメチックシール部の周
辺とセンサユニットとハウジングとの間に必要であるこ
と、これらの気密封止に接着剤や全周溶接やOリング等
の気密部材を利用していること、これらによって、気密
部材による部品点数の増加とその分のコストアップ、製
造プロセスにおける気密工程の複雑化、気密箇所の増加
による耐圧信頼性の低下等が余儀なくされている。
検出器について本発明者らはさらに鋭意検討を試みた結
果、以下の点についてさらに改良が必要であることを突
き止めた。即ち、気密箇所がハーメチックシール部の周
辺とセンサユニットとハウジングとの間に必要であるこ
と、これらの気密封止に接着剤や全周溶接やOリング等
の気密部材を利用していること、これらによって、気密
部材による部品点数の増加とその分のコストアップ、製
造プロセスにおける気密工程の複雑化、気密箇所の増加
による耐圧信頼性の低下等が余儀なくされている。
【0006】また、自動車用などの厳しい環境下で使用
する場合には、電気信号をやりとりするボンディングワ
イヤやリードを外界と気密に隔離して検出器の信頼性を
維持する必要があるが、特に圧力検出室と回路室の2室
を有しているので、その構成が複雑になるが故にそれぞ
れの気密化が困難になり、信頼性を低下させる要因とな
っている。
する場合には、電気信号をやりとりするボンディングワ
イヤやリードを外界と気密に隔離して検出器の信頼性を
維持する必要があるが、特に圧力検出室と回路室の2室
を有しているので、その構成が複雑になるが故にそれぞ
れの気密化が困難になり、信頼性を低下させる要因とな
っている。
【0007】このように液封構造が複雑で従来の半導体
圧力検出器では、用途が大幅に制限されることになる。
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであ
り、圧力検出室と回路室の2室の気密部を設けることな
く、1室のみの液封構造とした半導体圧力検出器を提供
することを第1の目的とする。
圧力検出器では、用途が大幅に制限されることになる。
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであ
り、圧力検出室と回路室の2室の気密部を設けることな
く、1室のみの液封構造とした半導体圧力検出器を提供
することを第1の目的とする。
【0008】さらに、1室にした場合の気密封止を良好
に行うことを第2の目的とする。
に行うことを第2の目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を鑑
みてなされたものであり、圧力伝達媒体を気密封止する
圧力検出室を有するハウジングと、圧力に応じた信号を
出力する感圧素子と、該感圧素子に電気的に接続し共働
する処理回路と、該処理回路を介して前記感圧素子と外
部との間で信号の授受を行う信号伝達手段とを備え、前
記感圧素子と前記処理回路を前記圧力検出室内に設け、
該感圧素子と該処理回路に電気的接続する前記信号伝達
手段を前記ハウジング内部で保持して前記感圧素子と前
記外部との間で信号の授受を行うという技術的手段を具
備するものである。
みてなされたものであり、圧力伝達媒体を気密封止する
圧力検出室を有するハウジングと、圧力に応じた信号を
出力する感圧素子と、該感圧素子に電気的に接続し共働
する処理回路と、該処理回路を介して前記感圧素子と外
部との間で信号の授受を行う信号伝達手段とを備え、前
記感圧素子と前記処理回路を前記圧力検出室内に設け、
該感圧素子と該処理回路に電気的接続する前記信号伝達
手段を前記ハウジング内部で保持して前記感圧素子と前
記外部との間で信号の授受を行うという技術的手段を具
備するものである。
【0010】さらに、前記信号伝達手段を、前記感圧素
子が所望の特性を出力するように調整信号を外部から前
記処理回路を介して該感圧素子に供給する調整信号伝達
手段と、前記感圧素子を作動せしめる電力伝達手段と、
前記感圧素子からの出力信号を前記処理回路を介して外
部へ供給する出力信号伝達手段とする。そして、前記ハ
ウジングの前記圧力検出室内にて前記調整信号伝達手段
と前記電力伝達手段と前記出力信号伝達手段との各ー端
が開設するように該調整信号伝達手段と該電力伝達手段
と該出力信号伝達手段とを前記ハウジング内部で保持
し、該各ー端が開設する前記圧力検出室の所定箇所に気
密部材を入れて気密封止する。
子が所望の特性を出力するように調整信号を外部から前
記処理回路を介して該感圧素子に供給する調整信号伝達
手段と、前記感圧素子を作動せしめる電力伝達手段と、
前記感圧素子からの出力信号を前記処理回路を介して外
部へ供給する出力信号伝達手段とする。そして、前記ハ
ウジングの前記圧力検出室内にて前記調整信号伝達手段
と前記電力伝達手段と前記出力信号伝達手段との各ー端
が開設するように該調整信号伝達手段と該電力伝達手段
と該出力信号伝達手段とを前記ハウジング内部で保持
し、該各ー端が開設する前記圧力検出室の所定箇所に気
密部材を入れて気密封止する。
【0011】また、第2のハウジングの圧力導入孔のー
端にシールダイヤフラムを設け、そして、ボンディング
ワイヤを用いて、前記処理回路を介して前記感圧素子と
外部との電気的導通を調整信号伝達端子と電力伝達端子
と出力信号伝達端子にて取り、該調整信号伝達端子と該
電力伝達端子と該出力信号伝達端子の各ー端が開設され
る第1のハウジングの凹部のテーパを有する溝に挿入部
材を有する気密部材を入れ、そして、前記調整信号伝達
端子と前記電力伝達端子と前記出力信号伝達端子は前記
第1のハウジング内部にて屈曲点が前記各ー端開設され
る前記溝底面から0.5mm〜3mmとなるように屈曲
し、さらに、第2のハウジングの前記シールダイヤフラ
ムを有する面と前記第1のハウジングの前記凹部を有す
る面とを合わせて気密封止するとともに、前記圧力伝達
媒体を前記第1のハウジングに設けた封入孔より封入
し、該封入孔に弾性部材を挿入して封止手段により該封
入孔を気密封止する。
端にシールダイヤフラムを設け、そして、ボンディング
ワイヤを用いて、前記処理回路を介して前記感圧素子と
外部との電気的導通を調整信号伝達端子と電力伝達端子
と出力信号伝達端子にて取り、該調整信号伝達端子と該
電力伝達端子と該出力信号伝達端子の各ー端が開設され
る第1のハウジングの凹部のテーパを有する溝に挿入部
材を有する気密部材を入れ、そして、前記調整信号伝達
端子と前記電力伝達端子と前記出力信号伝達端子は前記
第1のハウジング内部にて屈曲点が前記各ー端開設され
る前記溝底面から0.5mm〜3mmとなるように屈曲
し、さらに、第2のハウジングの前記シールダイヤフラ
ムを有する面と前記第1のハウジングの前記凹部を有す
る面とを合わせて気密封止するとともに、前記圧力伝達
媒体を前記第1のハウジングに設けた封入孔より封入
し、該封入孔に弾性部材を挿入して封止手段により該封
入孔を気密封止する。
【0012】また、前記調整信号伝達端子と前記電力伝
達端子と前記出力信号伝達端子の各他端は、外部コネク
タと嵌合する前記第1のハウジングの嵌合側の凹部に開
設している。そして、以上の構成の各部位の製造方法に
関する技術的手段を採用する。また、前記感圧素子は該
感圧素子内に前記処理回路を集積化する処理回路ー体型
の感圧素子であってもよい。
達端子と前記出力信号伝達端子の各他端は、外部コネク
タと嵌合する前記第1のハウジングの嵌合側の凹部に開
設している。そして、以上の構成の各部位の製造方法に
関する技術的手段を採用する。また、前記感圧素子は該
感圧素子内に前記処理回路を集積化する処理回路ー体型
の感圧素子であってもよい。
【0013】
【作用】本発明によれば、外部からの圧力は圧力伝達媒
体を介して圧力検出室に設けられた感圧素子に伝達され
る。そして、感圧素子は伝達された圧力に応じた電気信
号を出力する。この出力信号は処理回路で処理され、信
号伝達手段を介して外部に出力される。
体を介して圧力検出室に設けられた感圧素子に伝達され
る。そして、感圧素子は伝達された圧力に応じた電気信
号を出力する。この出力信号は処理回路で処理され、信
号伝達手段を介して外部に出力される。
【0014】また、信号伝達手段を介して、外部からの
調整信号を処理回路を介して感圧素子に供給し、所望の
特性を出力するように感圧素子を電気的に調整する。
調整信号を処理回路を介して感圧素子に供給し、所望の
特性を出力するように感圧素子を電気的に調整する。
【0015】
【実施例】以下本発明を図に示すー実施例に従って説明
する。図1は本発明の半導体圧力検出器の全体概略を示
す断面図である。金属製の本体ハウジング3(第2のハ
ウジング)に摺動自在な薄い金属製のシールダイヤフラ
ム7が後述の圧力導入孔3bのー端に金属製の押さえ部
材14とともにレーザ溶接等で気密接合されている。た
だし、本実施例で使用する押さえ部材14は必ずしも必
要とせず、このような押さえ部材14が無くてもこの部
分での気密接合は十分可能である。(第1の工程) 樹脂からなるコネクタハウジング1(第1のハウジン
グ)には、内部保持するようにインサートモールドされ
てー体成形されたピン2a、2bが設けられている。こ
の際、コネクタハウジング1の凹部ではピン2a、2b
の各ー端が突出するように開設され、その開設部周辺に
は後述の気密部材11を入れる溝が同時に成形される。
そして、この溝は後述のテーパ20を有している。(第
2の工程) 図ではピン2aを1ピンのみ示しているが、ピン2aは
複数あり、半導体圧力検出器使用時の信号のやりとりに
用いられる電力伝達端子と出力信号伝達端子であり、例
えば、電力供給用であったり、接地用であったり、出力
用であったり、調整用等である。ー方ピン2bは、半導
体圧力検出器が電気書き込み等により所望の出力特性と
なるように、調整端子専用として用いられる調整信号伝
達端子である。本発明者らが実際に試作した本実施例の
半導体圧力検出器におけるピン2aは3ピンとし、それ
は5V電圧供給端子、センサの出力端子、および接地端
子であり、ピン2bは1ピンで調整端子専用とし、実際
の調整ではピン2a、2bの計4本を使用した。
する。図1は本発明の半導体圧力検出器の全体概略を示
す断面図である。金属製の本体ハウジング3(第2のハ
ウジング)に摺動自在な薄い金属製のシールダイヤフラ
ム7が後述の圧力導入孔3bのー端に金属製の押さえ部
材14とともにレーザ溶接等で気密接合されている。た
だし、本実施例で使用する押さえ部材14は必ずしも必
要とせず、このような押さえ部材14が無くてもこの部
分での気密接合は十分可能である。(第1の工程) 樹脂からなるコネクタハウジング1(第1のハウジン
グ)には、内部保持するようにインサートモールドされ
てー体成形されたピン2a、2bが設けられている。こ
の際、コネクタハウジング1の凹部ではピン2a、2b
の各ー端が突出するように開設され、その開設部周辺に
は後述の気密部材11を入れる溝が同時に成形される。
そして、この溝は後述のテーパ20を有している。(第
2の工程) 図ではピン2aを1ピンのみ示しているが、ピン2aは
複数あり、半導体圧力検出器使用時の信号のやりとりに
用いられる電力伝達端子と出力信号伝達端子であり、例
えば、電力供給用であったり、接地用であったり、出力
用であったり、調整用等である。ー方ピン2bは、半導
体圧力検出器が電気書き込み等により所望の出力特性と
なるように、調整端子専用として用いられる調整信号伝
達端子である。本発明者らが実際に試作した本実施例の
半導体圧力検出器におけるピン2aは3ピンとし、それ
は5V電圧供給端子、センサの出力端子、および接地端
子であり、ピン2bは1ピンで調整端子専用とし、実際
の調整ではピン2a、2bの計4本を使用した。
【0016】通常、このような調整端子はコネクタハウ
ジング1の外側に位置し、半導体圧力検出器の誤動作や
特性変化防止のために接着剤等で気密封止されている。
これに対して本実施例では、図に示すようにこの調整端
子であるピン2bをコネクタハウジング1内に設けてお
り、各ー端が後述するコネクタハウジング1内の圧力検
出室にて開設され後述の処理回路を介してボンディング
ワイヤ12により感圧素子5に電気的接続されている。
ー方、各他端は図示しない外部コネクタと嵌合させる嵌
合側の凹部に突出するように開設され、図示しない外部
回路と電気的接続されている。
ジング1の外側に位置し、半導体圧力検出器の誤動作や
特性変化防止のために接着剤等で気密封止されている。
これに対して本実施例では、図に示すようにこの調整端
子であるピン2bをコネクタハウジング1内に設けてお
り、各ー端が後述するコネクタハウジング1内の圧力検
出室にて開設され後述の処理回路を介してボンディング
ワイヤ12により感圧素子5に電気的接続されている。
ー方、各他端は図示しない外部コネクタと嵌合させる嵌
合側の凹部に突出するように開設され、図示しない外部
回路と電気的接続されている。
【0017】なお、本実施例ではピン2bを1ピンのみ
示しているが、処理回路上複数の場合もある。また、本
実施例では感圧素子5と外部との間の信号の授受にそれ
ぞれ異なるピン2a、2bを使用しているが、これらと
は別に、図示はしないが1種の端子等により感圧素子5
と外部回路(図示しない)との間を電気的接続して信号
の授受を行う信号伝達手段を用いることができる。
示しているが、処理回路上複数の場合もある。また、本
実施例では感圧素子5と外部との間の信号の授受にそれ
ぞれ異なるピン2a、2bを使用しているが、これらと
は別に、図示はしないが1種の端子等により感圧素子5
と外部回路(図示しない)との間を電気的接続して信号
の授受を行う信号伝達手段を用いることができる。
【0018】半導体の感圧素子5を設けるコネクタハウ
ジング1の後述する凹部におけるピン2aとピン2bと
コネクタハウジング1との界面と、これらのピン2a、
2bの各ー端が圧力検出室内にて開設する周辺箇所の凹
部の溝とを、シリコーン等のシーラント(接着剤)など
の気密部材11により気密封止している。ここで温度変
化に対する気密信頼性を高めるために、気密部材11内
にこの気密部材11よりも熱膨張係数の低いフィラー
(図示せず)を混入させるか、若しくは気密部材11よ
りも熱膨張係数の低い挿入部材19、例えばリング状の
金属を入れて、全体としての熱膨張係数を抑えてピン2
a、2bとの熱膨張係数差を小さくしている。本実施例
では、挿入部材19としてピン2a、2bの所定箇所に
金属リングを入れて熱膨張係数差を小さくした。さら
に、熱膨張係数差によるピン−接着剤、樹脂−接着剤の
界面での剥離および亀裂を防止するために、気密部材1
1を埋めるコネクタハウジング1の溝のテーパ20(後
述する)により、界面での熱応力を低減可能としてい
る。(第3の工程) また、ピン2a、2bの抜け強度を高めるために、コネ
クタハウジング1内部においてピン2a、2bを屈曲さ
せて耐圧性向上を図り、さらにコネクタハウジング1の
樹脂とピン2a、2bの金属の熱膨張率の差による接着
界面への応力を極力小さくするために、屈曲点を接着剤
側、即ちコネクタハウジング1の凹部の溝底面に設けて
いる。この点において本発明者らは鋭意検討を試みた結
果、本実施例の半導体圧力検出器にあっては、屈曲点−
接着部間を3mm以下とすることが有効であった。ま
た、成形条件により種々異なってくるが、樹脂成形上問
題のないレベルとして下限値は0.5mmとするのが好
ましい。このように、本実施例では屈曲点−接着部間の
有効範囲を0.5mm〜3mmとした。
ジング1の後述する凹部におけるピン2aとピン2bと
コネクタハウジング1との界面と、これらのピン2a、
2bの各ー端が圧力検出室内にて開設する周辺箇所の凹
部の溝とを、シリコーン等のシーラント(接着剤)など
の気密部材11により気密封止している。ここで温度変
化に対する気密信頼性を高めるために、気密部材11内
にこの気密部材11よりも熱膨張係数の低いフィラー
(図示せず)を混入させるか、若しくは気密部材11よ
りも熱膨張係数の低い挿入部材19、例えばリング状の
金属を入れて、全体としての熱膨張係数を抑えてピン2
a、2bとの熱膨張係数差を小さくしている。本実施例
では、挿入部材19としてピン2a、2bの所定箇所に
金属リングを入れて熱膨張係数差を小さくした。さら
に、熱膨張係数差によるピン−接着剤、樹脂−接着剤の
界面での剥離および亀裂を防止するために、気密部材1
1を埋めるコネクタハウジング1の溝のテーパ20(後
述する)により、界面での熱応力を低減可能としてい
る。(第3の工程) また、ピン2a、2bの抜け強度を高めるために、コネ
クタハウジング1内部においてピン2a、2bを屈曲さ
せて耐圧性向上を図り、さらにコネクタハウジング1の
樹脂とピン2a、2bの金属の熱膨張率の差による接着
界面への応力を極力小さくするために、屈曲点を接着剤
側、即ちコネクタハウジング1の凹部の溝底面に設けて
いる。この点において本発明者らは鋭意検討を試みた結
果、本実施例の半導体圧力検出器にあっては、屈曲点−
接着部間を3mm以下とすることが有効であった。ま
た、成形条件により種々異なってくるが、樹脂成形上問
題のないレベルとして下限値は0.5mmとするのが好
ましい。このように、本実施例では屈曲点−接着部間の
有効範囲を0.5mm〜3mmとした。
【0019】コネクタハウジング1の凹部におけるピン
2a、2bの各ー端には回路基板10が導電性接合部材
15、例えばはんだや銀ペースト等の導電性接着剤によ
り電気的かつ機械的に接続されている。(第4の工程) 回路基板10には感圧素子5に電気的に接続し共働する
処理回路が設けられており、感圧素子5からの信号を処
理若しくは調整するものであり、或いは感圧素子5が処
理回路を有する集積化センサ素子の場合は感圧素子5を
保護するものであり、或いはノイズ除去用のディスク状
のコンデンサ等であり、はんだ付けや導電性接合部材1
5等で固定されたチップターミナル6を介して、感圧素
子5とボンディングワイヤ12で電気的に接続されてい
る。
2a、2bの各ー端には回路基板10が導電性接合部材
15、例えばはんだや銀ペースト等の導電性接着剤によ
り電気的かつ機械的に接続されている。(第4の工程) 回路基板10には感圧素子5に電気的に接続し共働する
処理回路が設けられており、感圧素子5からの信号を処
理若しくは調整するものであり、或いは感圧素子5が処
理回路を有する集積化センサ素子の場合は感圧素子5を
保護するものであり、或いはノイズ除去用のディスク状
のコンデンサ等であり、はんだ付けや導電性接合部材1
5等で固定されたチップターミナル6を介して、感圧素
子5とボンディングワイヤ12で電気的に接続されてい
る。
【0020】また台座4はガラス等からなり、シリコー
ン等の接着剤(シーラント)などの接合部材18により
コネクタハウジング1に気密固定され、感圧素子5は台
座4に陽極接合等で気密接合されている。このように、
コネクタハウジング1の凹部に設けられた感圧素子5
は、前記の回路基板10とボンディングワイヤ12によ
り電気的に接続されている。(第5の工程) なお今回は使用していないが、温度変化に対する気密信
頼性を高めるため、気密部材11のときと同様に接合部
材18内にもフィラーや挿入部材19を入れてピン2
a、2bとの熱膨張係数差を小さくすることが有効であ
る。
ン等の接着剤(シーラント)などの接合部材18により
コネクタハウジング1に気密固定され、感圧素子5は台
座4に陽極接合等で気密接合されている。このように、
コネクタハウジング1の凹部に設けられた感圧素子5
は、前記の回路基板10とボンディングワイヤ12によ
り電気的に接続されている。(第5の工程) なお今回は使用していないが、温度変化に対する気密信
頼性を高めるため、気密部材11のときと同様に接合部
材18内にもフィラーや挿入部材19を入れてピン2
a、2bとの熱膨張係数差を小さくすることが有効であ
る。
【0021】感圧素子5と台座4との間には圧力基準室
9が形成され、真空にすることにより絶対圧の検出を可
能としている。ー方、台座4とハウジングコネクタ1の
中心部に、それぞれ図のような点線で示す通気孔4a、
1aを設けて測定圧力の基準圧をコネクタ内部に持って
くることにより、容易に相対圧を検出することも可能と
なる。
9が形成され、真空にすることにより絶対圧の検出を可
能としている。ー方、台座4とハウジングコネクタ1の
中心部に、それぞれ図のような点線で示す通気孔4a、
1aを設けて測定圧力の基準圧をコネクタ内部に持って
くることにより、容易に相対圧を検出することも可能と
なる。
【0022】また、コネクタハウジング1と押さえ部材
14との間を気密するように設けられたOリング8は図
示上下方向から挟み込まれ、本体ハウジング3の上端部
3aでコネクタハウジング1を全周かしめ固定してい
る。(第6の工程) コネクタハウジング1の凹部には感圧素子5および回路
基板10が配置され、本体ハウジング3が着設された
後、封入孔1bより真空封入等で封入されたフロロシリ
コーンオイル等の圧力伝達媒体として作用する封入液1
3が充填されて圧力検出室が構成される。封入液13充
填後の封入孔1bは気密封止されるが、その封止手段と
して、球状のゴム(例えば、ゴムボール)または筒形の
ゴムの円周上に突起を設けたパッキン等の弾性部材16
が使用されており、この弾性部材16を封入孔1bに挿
入している。弾性部材16は、スペーサ等の板状の小部
材17を介し突起部1cを熱かしめにより変形させて固
定され、封入孔1bは気密封止されている。なお、小部
材17を超音波溶着等で固定すれば、熱かしめすること
なく封入孔1bを気密封止することもできる。また、1
0気圧程度までの低圧の場合は、小部材17を使用する
ことなく熱かしめだけで弾性部材16を保持して封入孔
1bを気密封止することもできる。(第7の工程) ここで、弾性部材16を封入孔1bに挿入すると、その
体積分の封入液13がシールダイヤフラム7を押し上げ
るため、封入液13の内圧が上昇する。この内圧上昇を
可及的微小にするために、製造プロセス段階における弾
性部材16挿入時の内圧上昇分を予測しておき、予め本
体ハウジング3の圧力導入孔3bから加圧してシールダ
イヤフラム7を素子側へシフトさせるようにしている。
(第8の工程) なお、本発明の半導体圧力検出器を製造する場合、必ず
しも第8の工程は必要とせず、この半導体圧力検出器の
使用環境に応じて第8の工程の要否が決定される。即
ち、使用環境が15気圧以下の場合は必要とし、30気
圧以上の場合は不要とし、そして15気圧を越え30気
圧未満(15〜30気圧)の場合は感圧素子5の出力の
精度により適宜決定する。ここで15〜30気圧の場合
は、例えば高精度の出力が要求される時は必要とし、あ
まり高い精度の出力が要求されないときは必要としない
というように、用途によって適宜第8の工程の要否決定
がなされる。
14との間を気密するように設けられたOリング8は図
示上下方向から挟み込まれ、本体ハウジング3の上端部
3aでコネクタハウジング1を全周かしめ固定してい
る。(第6の工程) コネクタハウジング1の凹部には感圧素子5および回路
基板10が配置され、本体ハウジング3が着設された
後、封入孔1bより真空封入等で封入されたフロロシリ
コーンオイル等の圧力伝達媒体として作用する封入液1
3が充填されて圧力検出室が構成される。封入液13充
填後の封入孔1bは気密封止されるが、その封止手段と
して、球状のゴム(例えば、ゴムボール)または筒形の
ゴムの円周上に突起を設けたパッキン等の弾性部材16
が使用されており、この弾性部材16を封入孔1bに挿
入している。弾性部材16は、スペーサ等の板状の小部
材17を介し突起部1cを熱かしめにより変形させて固
定され、封入孔1bは気密封止されている。なお、小部
材17を超音波溶着等で固定すれば、熱かしめすること
なく封入孔1bを気密封止することもできる。また、1
0気圧程度までの低圧の場合は、小部材17を使用する
ことなく熱かしめだけで弾性部材16を保持して封入孔
1bを気密封止することもできる。(第7の工程) ここで、弾性部材16を封入孔1bに挿入すると、その
体積分の封入液13がシールダイヤフラム7を押し上げ
るため、封入液13の内圧が上昇する。この内圧上昇を
可及的微小にするために、製造プロセス段階における弾
性部材16挿入時の内圧上昇分を予測しておき、予め本
体ハウジング3の圧力導入孔3bから加圧してシールダ
イヤフラム7を素子側へシフトさせるようにしている。
(第8の工程) なお、本発明の半導体圧力検出器を製造する場合、必ず
しも第8の工程は必要とせず、この半導体圧力検出器の
使用環境に応じて第8の工程の要否が決定される。即
ち、使用環境が15気圧以下の場合は必要とし、30気
圧以上の場合は不要とし、そして15気圧を越え30気
圧未満(15〜30気圧)の場合は感圧素子5の出力の
精度により適宜決定する。ここで15〜30気圧の場合
は、例えば高精度の出力が要求される時は必要とし、あ
まり高い精度の出力が要求されないときは必要としない
というように、用途によって適宜第8の工程の要否決定
がなされる。
【0023】以上のような構成の半導体圧力検出器にお
いて、温度変化による気密部材11の亀裂や接着剤界面
の剥離を防止するためにコネクタハウジング1の溝にテ
ーパ20を設けているが、このテーパ20の形状を図2
および図3を参照して以下に説明する。温度変化による
亀裂や剥離を生じさせないためには、次の3点について
検討することが肝要である。まず第1に、気密部材11
の量を少なくして熱膨張による体積変化を可及的微小に
する。次に第2に、自由端となる開放部21の面積を大
きくして体積変化が接着界面に与える応力を可及的微小
にする。そして第3に、極力接着面積を大きくして接着
力を向上させる。これら3点を加味した図2に示すよう
な形状を、本実施例のコネクタハウジング1の溝の基本
形状とする。
いて、温度変化による気密部材11の亀裂や接着剤界面
の剥離を防止するためにコネクタハウジング1の溝にテ
ーパ20を設けているが、このテーパ20の形状を図2
および図3を参照して以下に説明する。温度変化による
亀裂や剥離を生じさせないためには、次の3点について
検討することが肝要である。まず第1に、気密部材11
の量を少なくして熱膨張による体積変化を可及的微小に
する。次に第2に、自由端となる開放部21の面積を大
きくして体積変化が接着界面に与える応力を可及的微小
にする。そして第3に、極力接着面積を大きくして接着
力を向上させる。これら3点を加味した図2に示すよう
な形状を、本実施例のコネクタハウジング1の溝の基本
形状とする。
【0024】また、図3のように、さらに気密部材11
の量を減らすためにテーパ20面をRを付けた曲面にす
るか、若しくは、接着界面の面積を増すために図示上方
向から見て波状の凹凸形状を有するギャザー(図示せ
ず)を設けることにより、さらに接着面積を増加させ接
着力を増すことも可能である。このように、テーパ20
を有するコネクタハウジング1の溝の基本形状に気密部
材11を入れた構成にする、さらには、気密部材11よ
りも熱膨張係数の低い挿入部材19を気密部材11内に
入れて気密信頼性を高めることで、気密部材11の亀裂
や接着界面での剥離が抑止されて耐温度変化の大幅な信
頼性向上になる。
の量を減らすためにテーパ20面をRを付けた曲面にす
るか、若しくは、接着界面の面積を増すために図示上方
向から見て波状の凹凸形状を有するギャザー(図示せ
ず)を設けることにより、さらに接着面積を増加させ接
着力を増すことも可能である。このように、テーパ20
を有するコネクタハウジング1の溝の基本形状に気密部
材11を入れた構成にする、さらには、気密部材11よ
りも熱膨張係数の低い挿入部材19を気密部材11内に
入れて気密信頼性を高めることで、気密部材11の亀裂
や接着界面での剥離が抑止されて耐温度変化の大幅な信
頼性向上になる。
【0025】次に、ボンディングワイヤ12による感圧
素子5と回路基板10との電気的な接続状態を、図4乃
至図7を参照して以下に説明する。図4は本実施例の接
続状態を示す要部拡大図であり、回路基板10上に設け
られた導体22のー部とピン2a(2b)とが導電性接
合部材15により接続され、導体22の他の部分に導電
性接合部材15によりチップターミナル6が設けられ、
少なくとも導体22の残りの部分には保護膜23が形成
されている。そして、チップターミナル6上にボンディ
ングワイヤ12のー端が接続され、他端が感圧素子5に
接続されている。
素子5と回路基板10との電気的な接続状態を、図4乃
至図7を参照して以下に説明する。図4は本実施例の接
続状態を示す要部拡大図であり、回路基板10上に設け
られた導体22のー部とピン2a(2b)とが導電性接
合部材15により接続され、導体22の他の部分に導電
性接合部材15によりチップターミナル6が設けられ、
少なくとも導体22の残りの部分には保護膜23が形成
されている。そして、チップターミナル6上にボンディ
ングワイヤ12のー端が接続され、他端が感圧素子5に
接続されている。
【0026】また、図5のようにチップターミナル6を
用いず導体22に直接ボンディングワイヤ12を接続す
ることも可能である。こうして、感圧素子5が所望の特
性を出力するように、処理回路を構成する回路基板10
を介して外部から感圧素子5に調整信号を供給する調整
信号伝達手段と、感圧素子5を作動せしめる電力伝達手
段と、感圧素子5からの出力信号を回路基板10を介し
て外部へ供給する出力信号伝達手段とが構成され、感圧
素子5と回路基板10の間に電気的導通が取られ、圧力
変化に対する出力特性を得ることが可能となるのであ
る。
用いず導体22に直接ボンディングワイヤ12を接続す
ることも可能である。こうして、感圧素子5が所望の特
性を出力するように、処理回路を構成する回路基板10
を介して外部から感圧素子5に調整信号を供給する調整
信号伝達手段と、感圧素子5を作動せしめる電力伝達手
段と、感圧素子5からの出力信号を回路基板10を介し
て外部へ供給する出力信号伝達手段とが構成され、感圧
素子5と回路基板10の間に電気的導通が取られ、圧力
変化に対する出力特性を得ることが可能となるのであ
る。
【0027】ここで、感圧素子5と回路基板10との電
気的な接続状態として、図4乃至図5の構成とは別に図
6のような構成とするとよい。即ち、ー端が感圧素子5
に接続されたボンディングワイヤ12の他端をピン2
a、2bに直接ボンディングを行い、続いて導電性接合
部材15でボンディングワイヤ12の接続部を含めた恰
好でピン2a、2bの頭部24全体を覆うようにして、
ボンディングワイヤ12とピン2a、2bと回路基板1
0上の導体22とを電気的に接続する構成である。 こ
のような構成とすることで、ピン2a、2b、回路基板
10上の導体22、およびボンディングワイヤ12の接
続部がー箇所で接続されるので、チップターミナル6が
必要無くなるが故に接続に要する面積が小さくなる。よ
って、回路面積を小さくできるので小型化が可能とな
る。また、ピン2a、2bに直接ワイヤボンドした接続
部が導電性接合部材15で覆われているために信頼性が
高くなり、自動車等の過酷な使用条件下において極めて
有効となる。
気的な接続状態として、図4乃至図5の構成とは別に図
6のような構成とするとよい。即ち、ー端が感圧素子5
に接続されたボンディングワイヤ12の他端をピン2
a、2bに直接ボンディングを行い、続いて導電性接合
部材15でボンディングワイヤ12の接続部を含めた恰
好でピン2a、2bの頭部24全体を覆うようにして、
ボンディングワイヤ12とピン2a、2bと回路基板1
0上の導体22とを電気的に接続する構成である。 こ
のような構成とすることで、ピン2a、2b、回路基板
10上の導体22、およびボンディングワイヤ12の接
続部がー箇所で接続されるので、チップターミナル6が
必要無くなるが故に接続に要する面積が小さくなる。よ
って、回路面積を小さくできるので小型化が可能とな
る。また、ピン2a、2bに直接ワイヤボンドした接続
部が導電性接合部材15で覆われているために信頼性が
高くなり、自動車等の過酷な使用条件下において極めて
有効となる。
【0028】なお、回路基板10は、導体を印刷可能な
樹脂、セラミック、若しくは板状のコンデンサ等の全て
に適用可能である。また、ピン2a、2bの表面処理、
平面度、平坦度等によりワイヤボンドが困難な場合や、
回路基板10の固定の信頼性を高める手段として、図7
のようなキャップ状の補助部材25を採用するとよい。
図7によると、ピン2a、2bの端面上にはんだ、銀ペ
ースト等の導電性接合部材27が設けられ、さらに補助
部材25が配置され、光ビームで加熱し溶融接合されて
いる。続いて、補助部材25上にボンディングワイヤ5
がボンディングされ、その接続部を覆いかつ導体22に
達するように導電性接合部材15が設けられている。ま
た、補助部材25の開放端面は外側方向へ折り返された
形状の所謂、つば26が設けてあり、このつば26によ
り回路基板10が支えられて導電性接合部材15への強
度上の負担が軽減されるとともに、導電性接合部材15
の図示下方への垂れ防止となり、さらに信頼性が向上す
ることとなる。
樹脂、セラミック、若しくは板状のコンデンサ等の全て
に適用可能である。また、ピン2a、2bの表面処理、
平面度、平坦度等によりワイヤボンドが困難な場合や、
回路基板10の固定の信頼性を高める手段として、図7
のようなキャップ状の補助部材25を採用するとよい。
図7によると、ピン2a、2bの端面上にはんだ、銀ペ
ースト等の導電性接合部材27が設けられ、さらに補助
部材25が配置され、光ビームで加熱し溶融接合されて
いる。続いて、補助部材25上にボンディングワイヤ5
がボンディングされ、その接続部を覆いかつ導体22に
達するように導電性接合部材15が設けられている。ま
た、補助部材25の開放端面は外側方向へ折り返された
形状の所謂、つば26が設けてあり、このつば26によ
り回路基板10が支えられて導電性接合部材15への強
度上の負担が軽減されるとともに、導電性接合部材15
の図示下方への垂れ防止となり、さらに信頼性が向上す
ることとなる。
【0029】次に、封入孔1bへ弾性部材16を挿入し
た後の封止手段として、図1に示すものに代えて、以下
に説明する図8または図9のような構成を採用するよう
にしてもよい。図8、図9は封入孔1bの気密封止状態
を示す説明図であり、図8によれば、封入液充填後の封
入孔1bに弾性部材16が挿入された後の封止手段とし
て、図示矢印のような方向からリング状の保持部材27
aを嵌合する手段を採り、下かしめ部28をかしめるこ
とにより保持部材27aが固定されている。ー方、図9
によれば、封止手段としてC形状のスプリングのような
保持部材27bを図示矢印のような方向から嵌合する手
段を採り、保持部材27bが固定されている。なお、図
8および図9の構成を採用する際の保持部材27a、2
7bを設けるコネクタハウジング1の該当箇所は、各図
に示すようなそれぞれに適合する形状とすることが必要
であり、通常の樹脂成形により容易に形成可能である。
た後の封止手段として、図1に示すものに代えて、以下
に説明する図8または図9のような構成を採用するよう
にしてもよい。図8、図9は封入孔1bの気密封止状態
を示す説明図であり、図8によれば、封入液充填後の封
入孔1bに弾性部材16が挿入された後の封止手段とし
て、図示矢印のような方向からリング状の保持部材27
aを嵌合する手段を採り、下かしめ部28をかしめるこ
とにより保持部材27aが固定されている。ー方、図9
によれば、封止手段としてC形状のスプリングのような
保持部材27bを図示矢印のような方向から嵌合する手
段を採り、保持部材27bが固定されている。なお、図
8および図9の構成を採用する際の保持部材27a、2
7bを設けるコネクタハウジング1の該当箇所は、各図
に示すようなそれぞれに適合する形状とすることが必要
であり、通常の樹脂成形により容易に形成可能である。
【0030】このように、封入孔1bの気密封止手段と
して、弾性部材16を使用してコネクタハウジング1の
突起部1cを変形させたり保持部材27a、27bを使
用したりするので、通常実施されている金属ハウジング
の孔を金属ボール(いずれも図示せず)で封止する等の
手段に比して、簡素なハウジングの加工と封止作業で高
い気密性が得られる。
して、弾性部材16を使用してコネクタハウジング1の
突起部1cを変形させたり保持部材27a、27bを使
用したりするので、通常実施されている金属ハウジング
の孔を金属ボール(いずれも図示せず)で封止する等の
手段に比して、簡素なハウジングの加工と封止作業で高
い気密性が得られる。
【0031】また、コネクタハウジング1内部でピン2
a、2bを屈曲させ、さらにピン2a、2bが圧力検出
室で突出するように開放される位置、つまりコネクタハ
ウジング1の凹部の溝上面におけるピン2a、2bの接
着部に極めて近い位置(0.5mm〜3mm)に設けて
いるので、この点において信頼性が大幅に向上してい
る。
a、2bを屈曲させ、さらにピン2a、2bが圧力検出
室で突出するように開放される位置、つまりコネクタハ
ウジング1の凹部の溝上面におけるピン2a、2bの接
着部に極めて近い位置(0.5mm〜3mm)に設けて
いるので、この点において信頼性が大幅に向上してい
る。
【0032】また、調整端子であるピン2bのー端を図
1に示すようにコネクタハウジング1の受圧側の凹部に
開設させるー方、他端は図示しない外部コネクタと嵌合
させる嵌合側の凹部にピン2aとともに突出するように
開設させて設けている。これにより、外界の導電部材と
接触することによる特性不良等を完全に防止することが
できる。そして、通常実施されている調整端子取り付け
に使用される接着剤が不必要となるため、この点におけ
る信頼性が向上する。さらに、防水コネクタハウジング
を用いれば、その信頼性はさらに向上する。
1に示すようにコネクタハウジング1の受圧側の凹部に
開設させるー方、他端は図示しない外部コネクタと嵌合
させる嵌合側の凹部にピン2aとともに突出するように
開設させて設けている。これにより、外界の導電部材と
接触することによる特性不良等を完全に防止することが
できる。そして、通常実施されている調整端子取り付け
に使用される接着剤が不必要となるため、この点におけ
る信頼性が向上する。さらに、防水コネクタハウジング
を用いれば、その信頼性はさらに向上する。
【0033】また、本実施例に示す処理回路が総て感圧
素子5内に集積化された感圧素子、所謂処理回路ー体型
の感圧素子の場合は、図10に示すような構成を採るこ
とができる。即ち、図10は処理回路ー体型の感圧素子
を用いた場合の全体概略図のー部を取り出した要部断面
図であり、図1の半導体圧力検出器において回路基板1
0を取り除き、感圧素子5の代わりに処理回路ー体型の
感圧素子29を台座4に設置し、ピン2a、2bとの電
気的接続をボンディングワイヤ12にて行うという構成
を採るものである。これ以外のその他の部分の構成は本
実施例と全く同様なものであるため、その説明は省略す
る。
素子5内に集積化された感圧素子、所謂処理回路ー体型
の感圧素子の場合は、図10に示すような構成を採るこ
とができる。即ち、図10は処理回路ー体型の感圧素子
を用いた場合の全体概略図のー部を取り出した要部断面
図であり、図1の半導体圧力検出器において回路基板1
0を取り除き、感圧素子5の代わりに処理回路ー体型の
感圧素子29を台座4に設置し、ピン2a、2bとの電
気的接続をボンディングワイヤ12にて行うという構成
を採るものである。これ以外のその他の部分の構成は本
実施例と全く同様なものであるため、その説明は省略す
る。
【0034】以上詳述した構成の半導体圧力検出器にあ
っては、従来使用していたハーメチックシール等の部品
は全く使用しておらず、コネクタハウジング1に液封構
造を有する凹部を設けてこれを圧力検出室とし、さらに
回路基板10等の回路部分が全て圧力検出室内の封入液
13中に納まる構成を採用して各部を密閉しているの
で、圧力検出室と回路室の2室の気密部を設けることな
く1室のみの液封構造の極めて簡素化された、廉価で量
産性の高いものとなる。そして、コネクタハウジング1
と本体ハウジング3との接合面、およびピン2aと2b
の各ー端が開設される凹部の溝上面、および封入液13
を封入した後の封入孔1b等の各部を気密封止したの
で、1室にした場合の気密封止を良好に行うことが可能
となる。従って、用途が制限されず、使用範囲が大幅に
広がることとなる。
っては、従来使用していたハーメチックシール等の部品
は全く使用しておらず、コネクタハウジング1に液封構
造を有する凹部を設けてこれを圧力検出室とし、さらに
回路基板10等の回路部分が全て圧力検出室内の封入液
13中に納まる構成を採用して各部を密閉しているの
で、圧力検出室と回路室の2室の気密部を設けることな
く1室のみの液封構造の極めて簡素化された、廉価で量
産性の高いものとなる。そして、コネクタハウジング1
と本体ハウジング3との接合面、およびピン2aと2b
の各ー端が開設される凹部の溝上面、および封入液13
を封入した後の封入孔1b等の各部を気密封止したの
で、1室にした場合の気密封止を良好に行うことが可能
となる。従って、用途が制限されず、使用範囲が大幅に
広がることとなる。
【0035】なお、コネクタハウジング1と押さえ部材
14との間を気密するのにOリング8を用いているが、
コネクタハウジング1と本体ハウジング3との間をシリ
コーン等の接着剤(シーラント)で気密接合することも
可能である。また、気密部材11としてフロロシリコー
ンを用いると、封入液13としてシリコーンオイルが使
用できる。
14との間を気密するのにOリング8を用いているが、
コネクタハウジング1と本体ハウジング3との間をシリ
コーン等の接着剤(シーラント)で気密接合することも
可能である。また、気密部材11としてフロロシリコー
ンを用いると、封入液13としてシリコーンオイルが使
用できる。
【0036】また、本実施例では、各ー端が圧力検出室
内に開設するピン2a、2bの各他端を、外部コネクタ
と嵌合するコネクタハウジング1の嵌合側の凹部に開設
しているが、外部コネクタとの嵌合を必要としない場合
は、前記各他端に直接ワイヤハーネス等(図示しない)
を接続し、この接続部分を充填剤等にて気密封止するこ
とで外部との信号の授受を行う。
内に開設するピン2a、2bの各他端を、外部コネクタ
と嵌合するコネクタハウジング1の嵌合側の凹部に開設
しているが、外部コネクタとの嵌合を必要としない場合
は、前記各他端に直接ワイヤハーネス等(図示しない)
を接続し、この接続部分を充填剤等にて気密封止するこ
とで外部との信号の授受を行う。
【0037】また、本発明の半導体圧力検出器にあって
は各箇所に様々な工夫を凝らしているが、その趣旨を逸
脱しない範囲において種々変形が可能であることは言う
までもない。
は各箇所に様々な工夫を凝らしているが、その趣旨を逸
脱しない範囲において種々変形が可能であることは言う
までもない。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ハ
ウジング内の圧力検出室に感圧素子と処理回路とを設
け、ハウジングに内部接続した信号伝達手段を介して外
部との信号のやりとりを行う構成としたので、圧力検出
室と回路室の2室の気密部を設けることなく、1室のみ
の液封構造ができるという優れた効果を奏する。
ウジング内の圧力検出室に感圧素子と処理回路とを設
け、ハウジングに内部接続した信号伝達手段を介して外
部との信号のやりとりを行う構成としたので、圧力検出
室と回路室の2室の気密部を設けることなく、1室のみ
の液封構造ができるという優れた効果を奏する。
【0039】また、第1のハウジングと第2のハウジン
グとの接合面、および調整信号伝達端子と電力伝達端子
と出力信号伝達端子の各ー端が開設される凹部の溝上
面、および圧力伝達媒体を封入した後の封入孔の各部
を、ハーメチックシール等の部品を使用することなく気
密封止したので、1室にした場合の気密封止を良好に行
うことが可能となる。
グとの接合面、および調整信号伝達端子と電力伝達端子
と出力信号伝達端子の各ー端が開設される凹部の溝上
面、および圧力伝達媒体を封入した後の封入孔の各部
を、ハーメチックシール等の部品を使用することなく気
密封止したので、1室にした場合の気密封止を良好に行
うことが可能となる。
【図1】本発明の半導体圧力検出器の全体概略を示す断
面図である。
面図である。
【図2】本発明のテーパ部の要部拡大図を示す。
【図3】本発明の他のテーパ部の要部拡大図を示す。
【図4】本発明の感圧素子と回路基板と接続の要部拡大
図を示す。
図を示す。
【図5】本発明の感圧素子と回路基板と接続の他の要部
拡大図を示す。
拡大図を示す。
【図6】本発明の感圧素子と回路基板と接続のさらに他
の要部拡大図を示す。
の要部拡大図を示す。
【図7】本発明の感圧素子と回路基板と接続のさらに他
の要部拡大図を示す。
の要部拡大図を示す。
【図8】本発明の封入孔の他の気密封止状態を示す説明
図である。
図である。
【図9】本発明の封入孔のさらに他の気密封止状態を示
す説明図である。
す説明図である。
【図10】本発明の処理回路ー体型の感圧素子を用いた
要部断面図である。
要部断面図である。
【図11】従来の半導体圧力検出器の断面図を示す。
1 コネクタハウジング(第1のハウジング) 1b 封入孔 2a ピン(電力伝達端子、出力信号伝達端子) 2b ピン(調整信号伝達端子) 3 本体ハウジング(第2のハウジング) 5 感圧素子 7 シールダイヤフラム 8 Oリング 10 回路基板 11 気密部材 13 封入液(圧力伝達媒体) 14 押さえ部材 15 導電性接合部材 16 弾性部材 18 接合部材 19 挿入部材 20 テーパ 21 自由端 22 導体 24 頭部 25 補助部材 27a、27b 保持部材 29 処理回路ー体型の感圧素子
フロントページの続き (72)発明者 長坂 崇 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−18344(JP,A) 特開 平5−288620(JP,A) 特開 昭61−175537(JP,A) 特開 昭63−298129(JP,A) 特開 平4−370727(JP,A) 実開 平5−36334(JP,U) 実開 平3−68036(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 9/04
Claims (18)
- 【請求項1】 圧力伝達媒体を気密封止する圧力検出室
を有するハウジングと、 圧力に応じた信号を出力する感圧素子と、 該感圧素子に電気的に接続し共働する処理回路と、 該処理回路を介して前記感圧素子と外部との間で信号の
授受を行う信号伝達手段とを備え、 前記感圧素子と前記処理回路を前記圧力検出室内に設
け、該感圧素子と該処理回路に電気的接続する前記信号
伝達手段を前記ハウジング内部で保持して前記感圧素子
と前記外部との間で信号の授受を行うことを特徴とする
半導体圧力検出器。 - 【請求項2】 圧力伝達媒体を気密封止する圧力検出室
を有するハウジングと、 圧力に応じた信号を出力する感圧素子と、 該感圧素子に電気的に接続し共働する処理回路と、 前記感圧素子が所望の特性を出力するように調整信号を
外部から前記処理回路を介して該感圧素子に供給する調
整信号伝達手段と、 前記感圧素子を作動せしめる電力伝達手段と、 前記感圧素子からの出力信号を前記処理回路を介して外
部へ供給する出力信号伝達手段とを備え、 前記感圧素子と前記処理回路を前記圧力検出室内に設
け、該感圧素子と該処理回路に電気的接続する前記調整
信号伝達手段と前記出力信号伝達手段を前記ハウジング
内部で保持して前記感圧素子と前記外部との間で信号の
授受を行うことを特徴とする半導体圧力検出器。 - 【請求項3】 前記ハウジング内部で保持する前記調整
信号伝達手段と前記出力信号伝達手段の各ー端は前記圧
力検出室内にて開設し、該各ー端が開設する前記圧力検
出室の所定箇所に気密部材を設けること特徴とする請求
項2記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項4】 圧力に応じた電気信号を出力する感圧素
子と、 該感圧素子に電気的に接続し共働する処理回路と、 該感圧素子と該処理回路との電気的導通を取るボンディ
ングワイヤと、 前記感圧素子が所望の特性を出力するように調整信号を
前記処理回路を介して前記感圧素子へ供給する調整信号
伝達端子と、 前記感圧素子を作動せしめる電力伝達端子と、 前記感圧素子からの出力信号を前記処理回路を介して外
部へ供給する出力信号伝達端子と、 凹部を有し、該凹部に前記調整信号伝達端子と前記電力
伝達端子と前記出力信号伝達端子の各ー端を開設するよ
うに内部保持し、外部からの圧力を間接的に該感圧素子
へ伝達する圧力伝達媒体を封入する封入孔を設けた第1
のハウジングと、 外部からの圧力を導く圧力導入孔を有する第2のハウジ
ングとを備え、 シールダイヤフラムを介して気密封止した前記第1のハ
ウジングと前記第2のハウジングの間の前記凹部に封入
充填した前記圧力伝達媒体中に前記感圧素子と前記処理
回路と前記ワイヤボンディングが有り、外部からの圧力
が前記圧力導入孔から導かれると前記シールダイヤフラ
ムが受圧して前記圧力伝達媒体を介して前記感圧素子に
前記圧力を伝達することを特徴とする半導体圧力検出
器。 - 【請求項5】 前記シールダイヤフラムを前記第2のハ
ウジングの前記圧力導入孔のー端に設けることを特徴と
する請求項4記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項6】 前記凹部の前記調整信号伝達端子と前記
電力伝達端子と前記出力信号伝達端子の前記各ー端が開
設される溝にテーパを設け、該テーパ内部に気密部材を
設けることを特徴とする請求項4または5に記載の半導
体圧力検出器。 - 【請求項7】 前記気密部材内部に該気密部材より熱膨
張係数の低い挿入部材を設けることを特徴とする請求項
6記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項8】 前記第1のハウジングに内部保持する前
記調整信号伝達端子と前記伝達端子と前記出力信号伝達
端子は該第1のハウジング内部にて屈曲していることを
特徴とする請求項4乃至7のいずれかに記載の半導体圧
力検出器。 - 【請求項9】 前記調整信号伝達端子と前記電力伝達端
子と前記出力信号伝達端子が前記第1のハウジング内部
にて屈曲する屈曲点は、該調整信号伝達端子と該電力伝
達端子と該出力信号伝達端子の前記各ー端が開設される
前記凹部の溝底面から0.5mm〜3mmであることを
特徴とする請求項8記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項10】 弾性部材を前記封入孔へ挿入し、該封
入孔を封止手段により気密封止することを特徴とする請
求項4乃至9のいずれかに記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項11】 前記封止手段は、小部材を介して前記
第1のハウジングの該封入孔周辺をかしめる手段である
ことを特徴とする請求項10記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項12】 前記封止手段は、保持部材を前記第1
のハウジングに嵌合する手段であることを特徴とする請
求項10記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項13】 前記感圧素子にはボンディングした前
記ボンディングワイヤのー端を有し、前記圧力検出室内
に開設する前記調整信号伝達端子と前記電力伝達端子と
前記出力信号伝達端子の前記各ー端の頭部には直接ボン
ディングした前記ボンディングワイヤの他端を有し、少
なくとも前記頭部の前記ボンディングワイヤの接続部と
前記周辺回路のー部に導電性接合部材を同時に着設して
前記感圧素子と前記周辺回路と前記調整信号伝達端子と
前記電力伝達端子と前記出力信号伝達端子との間で電気
的導通を取ることを特徴とする請求項4乃至12のいず
れかに記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項14】 前記圧力検出室内に開設する前記調整
信号伝達端子と前記電力伝達端子と前記出力信号伝達端
子の前記各ー端の前記頭部上に導電性接合部材を設け、
さらに補助部材を設け、該補助部材に前記ボンディング
ワイヤの他端をボンディングすることを特徴とする請求
項13記載の半導体圧力検出器。 - 【請求項15】 各ー端が前記圧力検出室内に開設する
前記調整信号伝達端子と前記電力伝達端子と前記出力信
号伝達端子の各他端は、外部コネクタと嵌合する前記第
1のハウジングの嵌合側の凹部に開設していることを特
徴とする請求項4乃至14のいずれかに記載の半導体圧
力検出器。 - 【請求項16】 前記感圧素子は該感圧素子内に前記処
理回路を集積化する処理回路ー体型の感圧素子であるこ
とを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の半
導体圧力検出器。 - 【請求項17】 第2のハウジングの圧力導入孔のー端
にシールダイヤフラムを気密接合する第1の工程と、 各ー端が第1のハウジングの凹部で開設するように調整
信号伝達端子と電力伝達端子と出力信号伝達端子とを該
第1のハウジングで内部保持させ、この開設部周辺の前
記第1のハウジングにテーパを有する溝を設ける第2の
工程と、 該第2の工程の後に挿入部材を有する気密部材を前記溝
に設ける第3の工程と、 前記第1のハウジングの凹部にて開設する前記調整信号
伝達端子と前記電力伝達端子と前記出力信号伝達端子の
各ー端に処理回路を構成する回路基板を電気的接続する
第4の工程と、 前記第1のハウジングの前記凹部に固定した台座に感圧
素子を接合し、ボンディングワイヤを介して前記回路基
板と電気的接続する第5の工程と、 前記第2のハウジングの気密接合した面と前記第1のハ
ウジングの凹部を有する面とをOリングを挟み込んで合
わせて圧力検出室を形成するとともに、前記第1のハウ
ジングと前記第2のハウジングとの間を気密封止する第
6の工程と、 前記第1の工程乃至第6の工程の後、圧力伝達媒体を封
入孔より封入充填し、しかる後該封入孔に弾性部材を挿
入して該封入孔を気密封止する第7の工程とからなるこ
とを特徴とする半導体圧力検出器の製造方法。 - 【請求項18】 前記弾性部材を前記封入孔へ挿入して
前記圧力検出室内に発生する内圧上昇分の圧力を、前記
第7の工程の前に前記圧力導入孔より予め加圧して前記
シールダイヤフラムを前記感圧素子側へシフトさせる第
8の工程を有することを特徴とする請求項17記載の半
導体圧力検出器の製造方法。
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