JP3198773B2 - 半導体圧力検出器及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１１】従来の半導体圧力検出器の断面図を示す。

【符号の説明】

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)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。
16. 【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。
17. 【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。
18. 【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。