JP5815624B2

JP5815624B2 - 防水型圧力センサ

Info

Publication number: JP5815624B2
Application number: JP2013198840A
Authority: JP
Inventors: 道和冨田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: JP2015064299A

Description

本発明は、ダイアフラムを有する圧力検知素子を備えた圧力センサであり、特に、防水
型の圧力センサに関する。

半導体基板の中央にダイアフラムを有し、そのダイアフラムが圧力を受けて変形した際
の撓み量から圧力の大きさを検出する圧力検出素子と、圧力検出素子を制御したり圧力検
出素子からの出力を圧力値に換算したりする信号処理ＩＣとを備えた圧力センサが知られ
ている。圧力検出素子が有するダイアフラムは、シリコン等の半導体基板を薄膜状に加工
した厚さが数μｍから数十μｍの矩形状薄体であり、圧力を受けると撓んで中央部が大き
く凹んだ椀型となる。そしてダイアフラムには、撓み量に応じて電気抵抗が変化するピエ
ゾ抵抗が形成されている。ピエゾ抵抗は、矩形状のダイアフラムの中心を不動点にして、
各辺の点対称な位置に形成されている。信号処理ＩＣは、ピエゾ抵抗の抵抗値変化を圧力
値に換算し出力する機能を備えている。

従来、ダイアフラムを有する圧力検出素子を用いた防水型の圧力センサが実現されてい
る。たとえば特許文献１の防水型圧力センサは、リード端子がインサート成形された樹脂
ケースの中にダイアフラムを有する感圧センサチップ（前述の圧力検知素子に相当）が組
み込まれ、樹脂ケース内にはゲル状コーティング樹脂が充填され、感圧センサチップはゲ
ル状コーティング樹脂に覆われている。感圧センサチップとリード端子との間は、ボンデ
ィングワイヤによって接続されており、感圧センサチップからの信号が樹脂ケースの外に
出力可能となっている。
樹脂ケースに充填されたゲル状コーティング樹脂には、感圧センサチップにダメージが
及ばぬよう、防水性及び耐薬品性を有した樹脂が用いられる。また、ゲル状コーティング
樹脂には軟質の樹脂が用いられる。圧力が加わると、圧力がゲル用コーティング樹脂を通
して感圧センサチップのダイアフラムに伝わり、印加された圧力の大きさを検出すること
ができる。

また、特許文献２には、防水加工が施された圧力センサチップと、圧力センサチップか
らの信号を信号処理して出力する半導体回路チップとがパッケージ化された防水型圧力セ
ンサが開示されている。

特開２００１−１１６６３９特開平１０−１７０３８０

図８は、特許文献１に開示されている防水型圧力センサを模式的に示した図である。図
８に示した防水型圧力センサ５００は、感圧センサチップ５１と、感圧センサチップ５１
を収容する樹脂ケース５３と、樹脂ケース５３の内部において感圧センサチップ５１を覆
うゲル状コーティング樹脂５６とを主な構成とする。樹脂ケース５３の左側方には、イン
サート成形されたリード端子５４と、リード端子５４と感圧センサチップを接続するボン
ディングワイヤ５５とが設けられている。感圧センサチップ５１からの信号は、リード端
子５４及びボンディングワイヤ５５を通して外部に出力可能となっている。図８において
は、感圧センサチップ５１は、リード端子５４とボンディングワイヤ５５の配置制約を受
け、樹脂ケース内の中央から右方にシフトした位置に組み込まれている。

更に図８の防水型圧力センサ５００は、樹脂ケース５３の内部に、防水性・耐薬品性の
ゲル状コーティング樹脂５６が形成されている。ゲル状コーティング樹脂５６は、所望の
量の液状樹脂を樹脂ケース５３内にポッティング（滴下）することで形成される。ポッテ
ィングされた液状樹脂は樹脂ケース５３の内部において、周縁側では内壁面を濡れ上がる
ことで厚膜化する。他方、樹脂ケースの中央部では周縁よりも薄くなる。したがって、加
熱硬化された後のゲル状コーティング樹脂５６は、中央が凹んで薄く形成され、周縁に向
かうほど厚膜化した椀型形状となる。

図８に示した防水型圧力センサ５００においては、以下に説明する問題点があった。
ゲル状コーティング樹脂５６はその中心が凹んで薄く形成され、周縁に向かうほど厚膜
化した椀型形状である。他方、樹脂ケースの内部に組み込まれた感圧センサチップ５１は
、リード端子５４やボンディングワイヤ５５の配置製薬を受け樹脂ケース内の中心から右
方へシフトした位置に組み込まれている。そうすると、ゲル状コーティング樹脂中心の最
薄部と、感圧センサチップのダイアフラム中心とが互いに整合しない位置関係とならざる
を得ない。このような状態で圧力センサに圧力が加わると、ダイアフラムはその中心にお
いて最も大きく撓むのが本来の動作であるにもかかわらず、ダイアフラム中心の上方に形
成されているゲル状コーティング樹脂によって変形が阻害され、ダイアフラム中心を基準
にして点対称に変形することができなくなってしまう。さらに、ダイアフラム中心だけで
なく、ダイアフラム全体においても偏った変形となってしまい、ダイアフラムに形成され
たピエゾ抵抗の抵抗値が変化する度合いも、ピエゾ抵抗が配置された場所ごとに偏ってし
まう。この結果、圧力センサは、圧力を高精度に測定することができないという問題があ
った。この問題は、圧力センサに加わる圧力が大きくなるほど顕著となる。

また、特許文献２の防水型圧力センサにおいては、圧力センサチップと半導体回路チッ
プとが１つにパッケージ化されているものの、両チップが並んで配置されており、パッケ
ージサイズが大型になってしまうという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ダイアフラムを有する圧力検出素
子を組み込んだ防水型圧力センサにおいて、従来よりも小型で高精度に圧力を測定可能な
防水型圧力センサを提供することを課題とする。

本発明の第一の態様の防水型圧力センサは、円形の内部空間を有する樹脂ケースの内部に組み込まれた信号処理ＩＣと、前記信号処理ＩＣの上に配置され、矩形状ダイアフラムを有する圧力検出素子と、前記樹脂ケースの内部において前記信号処理ＩＣおよび前記圧力検出素子を覆う防水樹脂とを備え、前記矩形状ダイアフラムの中心は、前記内部空間の中心と整合し、前記矩形状ダイアフラムの各辺には、前記矩形状ダイアフラムの中心を不動点として互いに対称な位置に１つずつ歪みゲージが形成されており、前記防水樹脂の受圧面は、圧力を受ける向きに凹んだ椀形状であり、前記受圧面の底頂部は前記矩形状ダイアフラムの中心と位置整合していることを特徴とする。

本発明の第一の態様の防水型圧力センサによれば、樹脂ケースの内部において信号処理
ＩＣの上に圧力検出素子が配置されているため、従来２つの素子を並べて配置していた場
合よりも配置面積が小さくなる。よって、防水型圧力センサを小型化することができる。
また、防水樹脂の受圧面の底頂部がダイアフラムの中心と位置整合しているので、ダイア
フラム中心の上方においては防水樹脂の厚さが最も薄い。よって、ダイアフラムの中心は
厚い樹脂に阻害されることなく容易に変形することができる。また、ダイアフラムの全体
においてもダイアフラムの中心を基準にして対称に変形可能なので、ピエゾ抵抗の抵抗値
変化も形成位置によって偏らない。したがって、本発明の第一の態様の防水型圧力センサ
は、高精度に圧力を測定することが可能となる。

本発明の第二の態様の防水型圧力センサは、円形の内部空間を有する樹脂ケースの内部に組み込まれた部品内蔵基板と、前記部品内蔵基板の上に配置され、矩形状ダイアフラムを有する圧力検出素子と、前記樹脂ケースの内部において前記信号処理ＩＣおよび前記圧力検出素子を覆う防水樹脂とを備え、前記矩形状ダイアフラムの中心は、前記内部空間の中心と整合し、前記矩形状ダイアフラムの各辺には、前記矩形状ダイアフラムの中心を不動点として互いに対称な位置に１つずつ歪みゲージが形成されており、前記防水樹脂の受圧面は、圧力を受ける向きに凹んだ椀形状であり、前記受圧面の底頂部は前記矩形状ダイアフラムの中心と位置整合していることを特徴とする。

本発明の第二の態様の防水型圧力センサによれば、樹脂ケースの内部において部品内蔵
基板の上に圧力検出素子が配置されているため、従来２つの素子を並べて配置していた場
合よりも配置面積が小さくなる。よって、防水型圧力センサを小型化することができる。
また、防水樹脂の受圧面の底頂部がダイアフラムの中心と位置整合しているので、ダイア
フラム中心の上方においては防水樹脂の厚さが最も薄い。よって、ダイアフラムの中心は
厚い樹脂に阻害されることなく容易に変形することができる。また、ダイアフラムの全体
においてもダイアフラムの中心を基準にして対称に変形可能なので、ピエゾ抵抗の抵抗値
変化も形成位置によって偏らない。したがって、本発明の第二の態様の防水型圧力センサ
は、高精度に圧力を測定することが可能となる。

本発明によれば、ダイアフラムが形成された圧力検出素子を用いた防水型圧力センサに
おいて、小型で、高精度に圧力を測定可能な防水型圧力センサを提供することができる。

本発明の防水型圧力センサの断面略図である。本発明の防水型圧力センサの平面視図である。本発明の防水型圧力センサの製造方法を示した図である。本発明の防水型圧力センサの製造方法を示した図である。本発明の防水型圧力センサの他の形態の断面略図である。本発明の防水型圧力センサの他の形態の断面略図である。本発明の防水型圧力センサの他の形態の断面略図である。従来の防水型圧力センサを示した図である。

［第一実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第一の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の防水型圧力センサ１００の断面構造を示した模式図である。本実
施形態の防水型圧力センサ１００は、主に、圧力検出素子１１、信号処理ＩＣ２１、樹脂
ケース３０、防水樹脂４０から構成されている。以下に、各構成について詳しく説明する
。

（圧力検出素子）
圧力検出素子１１は、ダイアフラム１２を有する数ミリ角のチップ状の半導体素子であ
り、圧力を受けて撓むダイアフラム１２の変形量から圧力の大きさを検出する機能を備え
た絶対圧型の圧力検出素子である。圧力検出素子１１は、シリコン等の半導体基板の一面
に厚さが数μｍから数十μｍのダイアフラム１２が形成されており、半導体基板の他面に
はガラス基板１３が接合されている。ダイアフラム１２とガラス基板１３とで囲まれた空
間は気密された圧力基準室１４であり、ダイアフラム１２が上方から圧力を受けると、ダ
イアフラム１２は圧力基準室１４側に撓む構造となっている。一般的には、ダイアフラム
１２は矩形状に形成されており、ダイアフラム１２が圧力を受けると、ダイアフラム１２
は椀型に撓む。すなわち、ダイアフラム１２は圧力基準室１４側へ凸状に撓み、撓んだダ
イアフラム１２はその中心において変形量が最大となる。ダイアフラム１２の各辺にはピ
エゾ抵抗効果を有する材料でできた歪みゲージ１５が形成されている。歪みゲージ１５は
、矩形のダイアフラム１５の各辺に１つづつ合計４つ形成されており、各々の歪みゲージ
１５はダイアフラム１２の中心を不動点にして互いに点対称な位置に形成されている。
４つの歪みゲージ１５はブリッジ回路によって互いに接続されている。各々の歪みゲー
ジ１５は、ダイアフラム１２に加わる圧力に応じて抵抗値が変化し、その変化量が電圧信
号としてブリッジ回路から出力される。そして信号処理ＩＣ２１によって増幅・調整され
、防水型圧力センサ１００の出力となる。

（信号処理ＩＣ）
信号処理ＩＣ２１は、従来公知のＣＭＯＳプロセス等により作製される半導体集積回路
である。信号処理ＩＣ２１は、圧力検出素子１１から信号を増幅したりＡ／Ｄ変換したり
する機能、圧力検出素子１１の温度特性を補正する機能、そして検出した圧力値を出力す
る機能を備えた半導体集積回路である。信号処理ＩＣ２１の上には圧力検出素子１１が配
置されている。信号処理ＩＣの上には、圧力検出素子１１が配置され、接着樹脂１６によ
って固定されている。または、信号処理ＩＣ２１と圧力検出素子１１との間に、別の機能
を備えたＩＣや回路基板等が介在していてもよい。圧力検出素子１１と信号処理ＩＣ２１
とは、図１には図示されていないボンディングワイヤによって電気的に接続されている。

（樹脂ケース）
樹脂ケース３０は圧力検出素子１１および信号処理ＩＣ２１を収容するための容器であ
る。樹脂ケース３０の内底面には信号処理ＩＣ２１が接着樹脂２９を介して固定されてお
り、さらに信号処理ＩＣ２１の上には圧力検出素子１１が接着樹脂１６を介して固定され
ている。樹脂ケース３０の材料には、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（
ＰＰＳ樹脂）、ポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ樹脂）などが用いられる。樹脂ケース３０
は、金型を用いて得られる樹脂成成形物であり、複数部材を接合して形成した樹脂ケース
よりも強度、気密性、耐圧性に優れている。樹脂ケース３０には金属製のリード３１がイ
ンサート成形されている。リード３１には銅系や鉄系の金属材料が用いられ、さらにその
表面に銀や金のメッキを施されている場合もある。リード３１の一端は樹脂ケース３０内
部の内面側方に通じており、他端は樹脂ケース３０をマザーボード等の配線基板に実装す
るため樹脂ケース３０の外底面に通じている。樹脂ケース３０内部に組み込まれた信号処
理ＩＣ２１は、樹脂ケース３０の内側面のリード３１にボンディングワイヤ３２，３３に
よって接続されている。圧力検出素子１１および信号処理ＩＣ２１は、ボンディングワイ
ヤ３２，３３やリード３１を通じて外部と信号をやり取りすることができる。

図２は、本実施形態の防水型圧力センサ１００の平面視図である。図２に示すように、
樹脂ケース３０の内部空間は平面視形状が円形であり、その内部空間に信号処理ＩＣ２１
および圧力検出素子１１が収容されている。圧力検出素子１１の矩形状ダイアフラム１２
の中心は、樹脂ケース３０の内部空間の中心と整合する位置に配置されている。矩形状ダ
イアフラム１２の中心は、その矩形の２本の対角線が交差する位置により定義される。

（防水樹脂）
樹脂ケース３０の内部には防水樹脂４０が形成されている。防水樹脂４０は樹脂ケース
３０の内部空間に充填されており、さらに圧力検出素子１１，信号処理ＩＣ２１，ボンデ
ィングワイヤ３２，３３を内包し保護している。防水樹脂４０には電気絶縁性、防水性、
耐薬品性を備えた低ヤング率のゲル状樹脂が用いられる。例えば、シリコーン樹脂やフッ
素系樹脂等を用いることができる。外から光が侵入することによって圧力検出素子１１の
特性が変化するのを防止するために、防水樹脂４０には遮光性が備えられていると良い。
防水樹脂４０は１種類の樹脂で形成されるのではなく、複数の樹脂を上下に積層して形成
されていても良い。防水樹脂４０は被測定対象となる水や薬液に対して直に接触し、防水
樹脂４０の最表面が液体の圧力を受ける受圧面４１となる。防水樹脂４０の受圧面４１に
加えられた圧力は、防水樹脂４０を介してダイアフラム１２に伝達される。

次に、防水型圧力センサ１００を製造する手順を図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（
ｃ）を参照しながら説明する。
まず、リード３１がインサート成形された樹脂ケース３０を準備する（図３（ａ））。
準備した樹脂ケース３０の内底面に信号処理ＩＣ２１を載置し、接着樹脂２９により固
定する（図３（ｂ））。接着樹脂２９は、信号処理ＩＣ２１を樹脂ケース３０に固定でき
ればどんな材料を用いても良い。
続いて、信号処理ＩＣ２１の上に圧力検出素子１１を搭載し、接着樹脂１６によって固
定する。接着樹脂１６は、圧力検出素子１１を信号処理ＩＣ２１の上に固定できればどん
な接着樹脂であってもよいが、信号処理ＩＣ２１から圧力検出素子１１へ伝わる不要な応
力を緩和するために、ヤング率が数ＭＰａ程度、厚さが３０μｍ程度の、軟質で厚い接着
樹脂であることが望ましい。圧力検出素子１１は平面視においてダイアフラム１２の中心
と樹脂ケース３０の中心とが位置整合するように配置される（図３（ｃ））。

続いて、樹脂ケース３０の内部において圧力検出素子１１および信号処理ＩＣ２１が、
Ａｕ等のボンディングワイヤ３２，３３によってリード３１と接続される（図４（ａ））
。ボンディングワイヤ３２，３３とリード３１との接合を強固にするために、両者の接合
箇所において、防水樹脂４０とは異なる保護樹脂（図示せず）を設けてもよい。
続いて、防水樹脂４０となる液状樹脂をディスペンサを用いて樹脂ケース３０内に滴下
し、その内部空間を液状樹脂で充填する（図４（ｂ），図４（ｃ））。滴下する液状樹脂
の量は、樹脂ケース３０の内部空間を充填し、さらに圧力検出素子１１、信号処理ＩＣ２
１、ボンディングワイヤ３２，３３を内包して覆うことができる程度であればよく、任意
に決定することができる。
注入した樹脂は液体であるため、樹脂ケース３０の壁面付近では内壁面の影響を受けて
樹脂が厚く形成さる。他方、樹脂ケース３０の中央では薄く形成される。その結果、注入
された液状樹脂は、表面形状が圧力検出素子１１の方に凹んだ椀形状となる。圧力検出素
子１１のダイアフラム１２を基準にした場合、ダイアフラム１２の中心における防水樹脂
４０の厚さは５０μｍ〜１０００μｍである。樹脂ケース３０の周縁ではそれよりも厚く
形成される。
液状樹脂の注入後、必要に応じて脱泡処理を行い樹脂内部のガスを取り除く。そして最
後に防水樹脂４０の加熱処理を行う。加熱処理を行うことにより、滴下注入した液状樹脂
が硬化し、防水樹脂４０が完成する。

完成した防水樹脂４０は樹脂を注入した直後の形状を維持したまま硬化し、その表面（
受圧面４１）は圧力を受ける向きに凹んだ椀形状なる。ダイアフラム１２を基準にして防
水樹脂４０の厚さを定義すると、防水樹脂４０の厚さは椀形状表面の中心である底頂部４
２において最も薄い。そして、防水樹脂４０の底頂部４２から外向に同心円状に徐々に厚
くなる。本発明の防水型圧力センサ１００においては、圧力検出素子１１を樹脂ケース内
に組み込む際、樹脂ケース３０の中央に圧力検出素子１１を配置させることにより、ダイ
アフラム１２の中心と樹脂ケース３０の円形の内部空間の中心とが位置整合している。し
たがって、ダイアフラム１２の中心と防水樹脂４０の中心とが位置整合しており、ダイア
フラム１２の中心と防水樹脂の最薄部とは互いに整合した位置関係となっている。

（作用・効果）
本実施形態の防水型圧力センサによれば、樹脂ケース３０の内部において信号処理ＩＣ
２１の上に圧力検出素子１１が配置されているため、従来２つの素子を並べて配置してい
た場合よりも配置面積が小さくなる。よって、防水型圧力センサを小型化することができ
る。また、防水樹脂４０の受圧面４１の底頂部４２がダイアフラム１２の中心と位置整合
しているので、ダイアフラム１２の中心の上方においては防水樹脂４０の厚さが最も薄い
。よって、ダイアフラム１２の中心は厚い樹脂に阻害されることなく容易に変形すること
ができる。また、ダイアフラム１２の全体においてもダイアフラム１２の中心を基準にし
て対称に変形可能なので、歪みゲージ１５の抵抗値変化も形成位置によって偏らず均等と
なる。したがって、本実施形態小の防水型圧力センサ１００は、高精度に圧力を測定する
ことが可能である。

［第二実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第二の実施形態を説明する。図５は、本発明の第二実施
形態に係る防水型圧力センサ２００の断面構造を示した模式図である。防水型圧力センサ
２００は、主に、圧力検出素子１１、信号処理ＩＣ１２を内蔵した部品内蔵基板２２、樹
脂ケース３０、防水樹脂４０、から構成されている。第一実施形態の防水型圧力センサ１
００との差異は、信号処理ＩＣ２１が部品内蔵基板２２に内蔵され、導電ビア２４を通じ
て外部からアクセス可能となっている点であり、それ以外については第一実施形態と同じ
である。

（部品内蔵基板）
部品内蔵基板２２は、その内部に信号処理ＩＣ２１を内蔵した基板であり、金属層や絶
縁樹脂層を複数積層した配線基板である。そして部品内蔵基板２２の上には、圧力検出素
子１１が配置されている。部品内蔵基板２２の上には、圧力検出素子１１が配置され、接
着樹脂１６により固定されている。または、部品内蔵基板２２と圧力検出素子１１との間
に、別の機能を備えたＩＣや回路基板等が介在していてもよい。
信号処理ＩＣ２１は部品内蔵基板２２に内蔵されているものの、表面配線２３や導電ビ
ア２４によって外部からアクセス可能とされている。部品内蔵基板２２の上には、前述し
た圧力検出素子１１が搭載され接着樹脂１６によって固定されている。このとき圧力検出
素子１１は、部品内蔵基板２２内の信号処理ＩＣ２１と重なる位置に配置されているとよ
い。信号処理ＩＣ２１は硬質のシリコン等の半導体基板から形成されているので、ポリイ
ミド樹脂やエポキシ樹脂を主体とする部品内蔵基板２２よりも曲げ変形などが生じにくく
、その結果、圧力検出素子１１も曲げ変形されにくいという効果がある。

信号処理ＩＣ２１を内蔵した部品内蔵基板２２は、例えば特開２００８‐２７０６３２
に記載されている従来公知の製造方法を用いることで実現可能である。
信号処理ＩＣ２１が部品内蔵基板２２に内蔵されているので、処理処理ＩＣ２１と圧力
検出素子１１とを並べて配置するよりも省スペース化が可能であり、ひいては防水型圧力
センサの小型化が可能となる。

図５に示した防水型圧力センサ２００においても、第一実施形態の防水型圧力センサ１
００と同様な作用効果が生じる。すなわち、樹脂ケース３０の内部において部品内蔵基板
２２の上に圧力検出素子１１が配置されているため、従来２つの素子を並べて配置してい
た場合よりも配置面積が小さくなる。よって、防水型圧力センサを小型化することができ
る。また、防水樹脂４０の受圧面４１の底頂部４２がダイアフラム１２の中心と位置整合
しているので、ダイアフラム１２の中心の上方においては防水樹脂４０の厚さが最も薄い
。よって、ダイアフラム１２の中心は厚い樹脂に阻害されることなく容易に変形すること
ができる。また、ダイアフラム１２の全体においてもダイアフラム１２の中心を基準にし
て対称に変形可能なので、歪みゲージ１５の抵抗値変化も形成位置によって偏らず均等と
なる。したがって、本実施形態小の防水型圧力センサ２００は、高精度に圧力を測定する
ことが可能である。

［その他の実施形態］
本発明の防水型圧力センサは、図６に示した形態であってもよい。図６に示した防水型
圧力センサ３００は、樹脂ケース３０にインサート成形されたリード３１を有しており、
その一端が樹脂ケース３０の内底面へと通じている。樹脂ケース３０に収容されている部
品内蔵基板２２は、信号処理ＩＣ２１を内蔵している。信号処理ＩＣ２１は、部品内蔵基
板２２に設けられた導電ビア２４によって部品内蔵基板２２の表面配線２３に接続されて
いる。さらに、部品内蔵基板２２には、表面配線２３から部品内蔵基板２２の裏面に形成
された裏面配線２６に向けて導電ビア２５が形成されている。そして、裏面配線２６とリ
ード３１とは、半田ボール等の金属端子３７により接続されている。このように信号処理
ＩＣ２１は、導電ビア２４および２５、裏面配線２６、金属端子２７を通じてリード３１
と電気的に接続されている。部品内蔵基板２２と樹脂ケース３０の内底面との間には、ア
ンダーフィルが充填されていても良い。図５に示した防水型圧力センサ３００によれば、
ボンディングワイヤを用いる必要がないため、樹脂ケース３０のサイズを小型化すること
が可能となり、ひいては防水型圧力センサの小型化に寄与する。
図６に示した防水型圧力センサ３００においても、防水樹脂４０とダイアフラム１２の
中心とが整合している。ダイアフラム１２の中心の上方においては、防水樹脂の厚さが最
も薄く形成されているのでダイアフラム１２の中心は厚い樹脂に阻害されにくく容易に変
形することが可能となる。また、ダイアフラム１２の全体においてもダイアフラム１２の
中心を対称にした変形が可能となる。よって、歪みゲージ１５の抵抗値変化も形成位置に
よって偏ることなく、防水型圧力センサ３００は高精度に圧力を測定することが可能とな
る。

本発明の防水型圧力センサは、図７に示した形態であってもよい。図７に示した防水型
圧力センサ４００は、部品内蔵基板２２において、信号処理ＩＣ２１が部品内蔵基板２２
に完全に埋設されておらず、信号処理ＩＣ２１の上方が開放されてている。そして、信号
処理ＩＣ２１の表面に圧力検出素子１１が搭載されている。圧力検出素子１１は、接着樹
脂１６により信号処理ＩＣ２１の上に固定されている。このような形態にすることで、圧
力検出素子１１の一部も部品内蔵基板２２に内蔵されることとなり、より小型化された防
水型圧力センサを実現することが可能となる。
図７に示した防水型圧力センサ１２においても、防水樹脂４０の最薄部とダイアフラム
１２の中心とが位置整合している。ダイアフラム１２の中心の上方においては、防水樹脂
４０の厚さが最も薄く形成されているのでダイアフラム１２の中心は厚い樹脂に阻害され
にくく容易に変形が可能となる。また、ダイアフラム１２の全域においてもダイアフラム
１２の中心を対称に変形可能となる。よって、歪みゲージ１５の抵抗値変化も形成位置に
よって偏りなく変化し、防水型圧力センサは高精度に圧力を測定することが可能となる。

本発明の防水型圧力センサは、防水機能が求められる腕時計や携帯電話などの電気電子
機器に搭載し利用することができる。

１００，２００，３００，４００…防水型圧力センサ
１１…圧力検出素子
１２…ダイアフラム
１３…ガラス基板
１４…圧力基準室
１５…歪みゲージ
１６…接着樹脂
２１…信号処理ＩＣ
２２…部品内層基板
２３…表面配線
２４，２５…導電ビア
２６…裏面配線
２７…金属端子
３０…樹脂ケース
３１…リード
３２，３３…ボンディングワイヤ
４０…防水樹脂
４１…受圧面
４２…底頂部

Claims

円形の内部空間を有する樹脂ケースの内部に組み込まれた信号処理ＩＣと、
前記信号処理ＩＣの上に配置され、矩形状ダイアフラムを有する圧力検出素子と、
前記樹脂ケースの内部において前記信号処理ＩＣおよび前記圧力検出素子を覆う防水樹脂とを備え、
前記矩形状ダイアフラムの中心は、前記内部空間の中心と整合し、
前記矩形状ダイアフラムの各辺には、前記矩形状ダイアフラムの中心を不動点として互いに対称な位置に１つずつ歪みゲージが形成されており、
前記防水樹脂の受圧面は、圧力を受ける向きに凹んだ椀形状であり、
前記受圧面の底頂部は前記矩形状ダイアフラムの中心と位置整合していることを特徴とする防水型圧力センサ。
円形の内部空間を有する樹脂ケースの内部に組み込まれた部品内蔵基板と、
前記部品内蔵基板の上に配置され、矩形状ダイアフラムを有する圧力検出素子と、
前記樹脂ケースの内部において前記信号処理ＩＣおよび前記圧力検出素子を覆う防水樹脂とを備え、
前記矩形状ダイアフラムの中心は、前記内部空間の中心と整合し、
前記矩形状ダイアフラムの各辺には、前記矩形状ダイアフラムの中心を不動点として互いに対称な位置に１つずつ歪みゲージが形成されており、
前記防水樹脂の受圧面は、圧力を受ける向きに凹んだ椀形状であり、
前記受圧面の底頂部は前記矩形状ダイアフラムの中心と位置整合していることを特徴とする防水型圧力センサ。