JP6297392B2 - 圧力検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力検出装置に関し、特に、ハウジング内に圧力センサが設置された圧力検出装置に関する。

下記特許文献１には、リードフレームの位置精度及び防水性能の高い圧力検出装置（特許文献１では圧力センサパッケージと記載されている）に関する発明が開示されている。図１３（ａ）は、特許文献１に記載されている従来例の圧力検出装置の底面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。

図１３（ｂ）に示すように、従来例の圧力検出装置１１０は、圧力を検出する圧力センサ１１５と、圧力センサ１１５を収納するハウジング１２１と、圧力センサ１１５に電気的に接続されたリードフレーム１３１とを有する。ハウジング１２１にはキャビティ１２３が形成されており、キャビティ１２３に圧力センサ１１５が設置されている。

リードフレーム１３１は、内端部１３１ａがキャビティ１２３に露出して、ボンディングワイヤ１１７を介して圧力センサ１１５と電気的に接続される。リードフレーム１３１は、内端部１３１ａからハウジング１２１の底面１２１ｂ側に曲げられて、底面１２１ｂから突出して設けられている。図１３（ａ）に示すように、底面１２１ｂから突出するリードフレーム１３１の外端部１３１ｂは、底面１２１ｂの外周方向に曲げられて延出部１３１ｃが形成される。

従来例の圧力検出装置１１０において、ハウジング１２１は、樹脂材料を用いてリードフレーム１３１と一体に成形される。よって、内端部１３１ａと外端部１３１ｂとを繋ぐ接続部１３１ｄは、ハウジング１２１を構成する樹脂により周囲が埋められるため、従来例の圧力検出装置１１０の防水性能を向上させることができる。

再公表特許ＷＯ２０１０／０１６４３９号

図１４は、従来例の圧力検出装置の課題を説明するための模式断面図であり、図１４（ａ）は、図１３（ａ）のＸ１−Ｘ２方向から見たときの模式断面図、図１４（ｂ）は、図１３（ａ）のＹ１−Ｙ２方向から見たときの模式断面図である。図１４各図は、圧力検出装置１１０が、スマートフォン、カメラ、時計等の電子機器に組み込まれたときの模式断面図である。

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、圧力検出装置１１０は支持部材１４１の上に載置され、ハウジング１２１の底面１２１ｂが支持部材１４１に当接される。また、ハウジング１２１の上面１２１ａには、Ｏリング１４６を介して電子機器等の筐体１５１が設けられ、筐体１５１とハウジング１２１との間の気密が確保される。

図１４各図に示すように、従来例の圧力検出装置１１０において、リードフレーム１３１は、ハウジング１２１の底面１２１ｂから突出して外周方向に曲げられた延出部１３１ｃが設けられている。そのため、図１４（ｂ）に示すように、リードフレーム１３１が設けられている箇所では、支持部材１４１に逃げ部１４３が設けられており、ハウジング１２１の底面１２１ｂ及びリードフレーム１３１が支持部材１４１に当接されない構造となっている。一方、逃げ部１４３によりリードフレーム１３１が支持部材１４１に当接しないことで、図１４（ａ）に示すように、リードフレーム１３１が設けられていない箇所ではハウジング１２１の底面１２１ｂが支持部材１４１に当接される。

したがって、圧力検出装置１１０が外部の電子機器等に組み込まれ、キャビティ１２３に圧力が印加された場合に、底面１２１ｂに支持部材１４１が当接する箇所と当接しない箇所とで、ハウジング１２１の応力分布の不均一が発生する。このため、応力分布の不均一によりハウジング１２１の歪みが発生し、圧力センサ１１５のセンサ出力が変動するという課題が発生する。また、逃げ部１４３が設けられた箇所では、リードフレーム１３１が支持部材１４１に当接しておらず、ハウジング１２１の上面１２１ａにおいて変形が発生し易いため、上面１２１ａと筐体１５１との間のＯリング１４６に十分な応力が加えられず気密性を確保することが困難であるという課題が生じる。

本発明は、上記課題を解決して、ハウジングの応力分布の不均一を抑制して、良好な気密性及びセンサ感度を得ることができる圧力検出装置を提供することを目的とする。

本発明の圧力検出装置は、キャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティに設置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し、前記リードフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続される上部リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジングの底面から露出する露出部とを有し、前記露出部は、前記ハウジングの前記底面と同一平面を構成していることを特徴とする。

これによれば、リードフレームがハウジングの底面と同一平面を構成しているため、圧力検出装置を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジングの底面及びリードフレームに支持部材を当接させて支持することができる。よって、ハウジングに発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジングの歪みの発生を抑制して圧力センサの出力変動を低減できる。また、ハウジングの歪みを低減できるため、外部の電子機器の筐体とハウジングとの間の気密性を確保することができる。

したがって、本実施形態の圧力検出装置によれば、ハウジングの応力分布の不均一を抑制して、良好な気密性及びセンサ感度を得ることができる。

前記ハウジングの前記底面の外周は、外部の支持部材に当接される当接面であり、前記当接面において前記底面と前記リードフレームとが同一平面を構成していることが好ましい。これによれば、ハウジングの底面の外周に支持部材が当接され、圧力センサと重ならない位置に外部の支持部材が設けられるため、外部の電子機器に組み込む際の応力が圧力センサに直接加えられることを防止して、圧力センサの出力変動を低減できる。

前記露出部は、前記底面から突出する突出部と、前記突出部よりも前記底面の外周側において、前記底面と同一平面を構成する平坦部とを有することが好ましい。これによれば、ハウジングの底面とリードフレームの平坦部とが同一平面を構成して外部の支持部材に当接されるため、ハウジングの応力分布の不均一が抑制される。また、リードフレームと外部の配線基板とをはんだ接合する際に、突出部の側面にかけてはんだフィレットが形成されやすく接合強度が高められる。

前記ハウジングの前記底面には凹部が設けられており、前記凹部内に前記突出部の側面が露出していることが好ましい。凹部は、リードフレームとハウジングとを一体に樹脂成形する際に、リードフレームを成形金型内に固定するために形成されたものであり、リードフレームを確実に位置決めして形成することができる。また、凹部内に突出部の側面が露出しているため、外部の配線基板と接続する際の接合面積が大きくなり、接合強度を向上させることができる。

前記リードフレームの前記突出部に配線基板が接続されることが好ましい。これによれば、リードフレームの突出部と配線基板とをはんだ接合する際に、突出部の側面にかけてはんだフィレットが形成されやすく接合強度が高められる。

前記ハウジングは、熱可塑性樹脂を用いて前記リードフレームと一体に樹脂成形されていることが好ましい。これによれば、リードフレームを成形金型内に配置して樹脂成形することにより、リードフレームとハウジングの底面とで確実に同一平面を構成することできる。

前記露出部は、前記キャビティに露出する前記上部リードフレームと同じ方向に曲げられていることが好ましい。これによれば、リードフレームの位置精度を高めることができるとともに、埋設されたリードフレームとハウジングとの間に形成され、ハウジング底面とキャビティとをつなぐリーク経路（間隙）が長くなり、圧力導入部以外からの気体の進入を抑制でき、センサ感度を向上させることができる。

前記接続部は、前記ハウジングの厚み方向に対して交差する方向に曲げられていることが好ましい。これによれば、ハウジングに埋設された接続部とハウジングとの間のリーク経路（間隙）をより長くすることができるため、圧力導入部以外からの気体の進入を抑制できる。

前記露出部は、前記キャビティに露出する前記上部リードフレームと反対方向に曲げられていることが好ましい。これによれば、リードフレームの露出部において屈曲させる箇所を少なくすることができ、簡便に製造することができる。

本発明の圧力検出装置によれば、ハウジングの応力分布の不均一を抑制して、良好な気密性及びセンサ感度を得ることができる。

本発明の第１の実施形態における圧力検出装置の斜視図である。 本実施形態の圧力検出装置の上面図である。 本実施形態の圧力検出装置の底面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。 図３のＶ−Ｖ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。 本実施形態の圧力検出装置を電子機器に組み込んだときの断面図である。 圧力検出装置に配線基板を接続したときの部分拡大断面図である。 第２の実施形態における圧力検出装置を示し、（ａ）図３のＩＶ−ＩＶ線と同じ箇所で切断したときの断面図であり、（ｂ）図３のＶ−Ｖ線と同じ箇所で切断したときの断面図である。 第３の実施形態における圧力検出装置の断面図である。 圧力検出装置に圧力が印加されたときの、ハウジングの変位量分布のシミュレーション結果を示す説明図であり（ａ）実施例の圧力検出装置の斜視図、及び（ｂ）比較例の圧力検出装置の斜視図である。 圧力検出装置に圧力が印加されたときの、ハウジングの変位量分布のシミュレーション結果を示す説明図であり（ａ）実施例の圧力検出装置の上面図、及び（ｂ）比較例の圧力検出装置の上面図である。 比較例の圧力検出装置の斜視図である。 （ａ）従来例の圧力検出装置の底面図であり、（ｂ）図１３（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断して矢印方向から見たときの模式断面図である。 従来例の圧力検出装置の課題を説明するための模式断面図であり、図１４（ａ）は、図１３（ａ）のＸ１−Ｘ２方向から見たときの模式断面図であり、図１４（ｂ）は、図１３（ａ）のＹ１−Ｙ２方向から見たときの模式断面図である。

以下、図面を参照して、具体的な実施形態の圧力検出装置について説明をする。なお、各図面の寸法は、適宜変更して示している。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における圧力検出装置の斜視図である。図２は圧力検出装置の上面図であり、図３は圧力検出装置の底面図である。また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。図５は、図４と異なる方向から見た断面図であり、図３のＶ−Ｖ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。

図１に示すように、本実施形態の圧力検出装置１０は、キャビティ２３が形成されたハウジング２１と、キャビティ２３に設置された圧力センサ１５と、ハウジング２１に埋設され、キャビティ２３内に露出するリードフレーム３１とを有する。

本実施形態において、ハウジング２１は熱可塑性樹脂を用いて樹脂成形により形成される。熱可塑性樹脂として、例えば液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）等を用いることができる。

図４及び図５に示すように、ハウジング２１に形成されたキャビティ２３は、深さ方向に順に、圧力導入凹部２４と、圧力センサ収納凹部２５とを有して構成される。圧力センサ収納凹部２５の底面に圧力センサ１５が設置され、圧力導入凹部２４には圧力センサ１５を覆ってポッティング樹脂１６が設けられている。ポッティング樹脂１６はゲル状の粘弾性体であり、例えばシリコーン樹脂やフッ素樹脂が用いられる。

図２に示すように、圧力センサ収納凹部２５は、圧力センサ１５の外形に対応する平面略矩形状であり、圧力導入凹部２４は、圧力センサ収納凹部２５の対角線の長さを１辺とする大きさの平面略矩形状である。圧力導入凹部２４と圧力センサ収納凹部２５とは位相が４５°異ならせて形成されている。これにより、圧力導入凹部２４から外部の圧力を導入することができ、また、圧力センサ収納凹部２５の空間を圧力導入凹部２４よりも小さくすることで、ボンディングワイヤ１７と圧力センサ１５をポッティング樹脂１６により確実に覆うことができる。

圧力センサ１５は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）構造であり、圧力を受けるダイヤフラム部と、ダイヤフラム部の変形を検知する歪検知素子とを有している。歪み検知素子として例えばピエゾ抵抗素子を用いることができ、歪み検知素子はダイヤフラム部の周辺に設けられる。圧力導入凹部２４のポッティング樹脂１６に加えられた圧力に応じてダイヤフラム部が変形し、ピエゾ抵抗素子の抵抗が変化する。この抵抗変化に基づいて圧力検出装置１０に印加される圧力を検出することができる。

図４に示すように、リードフレーム３１は、キャビティ２３内部に露出して圧力センサ１５と電気的に接続される上部リードフレーム３１ａと、ハウジング２１の厚み方向に延出する接続部３１ｄと、ハウジング２１の底面２１ｂから露出する露出部３１ｅとを有して構成される。上部リードフレーム３１ａは、ハウジング２１の外周側から圧力センサ収納凹部２５に向かって曲げられている。上部リードフレーム３１ａは圧力導入凹部２４に露出して設けられており、露出する上部リードフレーム３１ａと圧力センサ１５とがボンディングワイヤ１７によって接続されている。図２に示すように、上部リードフレーム３１ａは圧力導入凹部２４のコーナーにそれぞれ露出している。このように、リードフレーム３１は、キャビティ２３内部に露出して圧力センサ１５と電気的に接続されており、圧力センサ１５の検出信号はリードフレーム３１を介して外部回路に伝達される。

また、図４に示すように、第１の屈曲部３１ｐで上部リードフレーム３１ａから曲げられた接続部３１ｄがハウジング２１の厚さ方向に延出し、ハウジング２１の底面２１ｂから露出している。底面２１ｂに露出するリードフレーム３１は、第２の屈曲部３１ｑで上部リードフレーム３１ａと同じ方向に曲げられて、ハウジング２１の底面２１ｂから突出する突出部３１ｂが形成される。本実施形態において、リードフレーム３１はハウジング２１と一体に樹脂成形されており、上部リードフレーム３１ａと突出部３１ｂとの間、及び上部リードフレーム３１ａと突出部３１ｂとを繋ぐ接続部３１ｄの周囲は、ハウジング２１を構成する樹脂材料により埋められている。

また、図４に示すように、突出部３１ｂは上部リードフレーム３１ａと同じ方向に設けられているため、樹脂成形の際に上下方向に挟んで固定することができ、リードフレーム３１の位置精度を向上させることができる。

図３に示すように、ハウジング２１を底面２１ｂ側から見たときに、突出部３１ｂは、第３の屈曲部３１ｒで底面２１ｂの中央側から外周方向に約９０°曲げられている。底面２１ｂには、複数のリードフレーム３１が設けられており、それぞれ異なる方向に底面２１ｂの中央側から外周側に延びて設けられている。

本実施形態の圧力検出装置１０において、図５に示すように、底面２１ｂに露出する露出部３１ｅは、底面２１ｂから突出する突出部３１ｂと、突出部３１ｂよりも底面２１ｂの外周側において、底面２１ｂと同一平面を構成する平坦部３１ｃとを有している。平坦部３１ｃは、突出部３１ｂと連続して形成され、第４の屈曲部３１ｓで突出部３１ｂよりもハウジング２１の厚み方向に凹むように突出部３１ｂと段差を形成して曲げられて、外周方向に延出する。なお、図５に示すように、リードフレーム３１の接続部３１ｄを第５の屈曲部３１ｔで、ハウジング２１の厚み方向に対して直交する方向に曲げることで、リーク経路がさらに長くなり気密性が向上する。

図３に示すように、それぞれのリードフレーム３１において、底面２１ｂの中央部側で底面２１ｂよりも外方へ突出する突出部３１ｂが形成されるとともに、突出部３１ｂよりも底面２１ｂの外周側において、平坦部３１ｃと底面２１ｂとが同一平面を構成している。これにより、ハウジング２１の底面２１ｂにおいて、外周を一巡して底面２１ｂよりも突出する部分がない平坦な面が形成される。よって、圧力検出装置１０を電子機器に組み込む際、ハウジング２１の底面２１ｂの外周を当接面２１ｃとして外部の支持部材に当接させることができる。

図６は、本実施形態の圧力検出装置を電子機器に組み込んだときの断面図である。図６に示すように、ハウジング２１の上面２１ａには突出する壁部２１ｄが形成されており、図２に示すように、壁部２１ｄはキャビティ２３を囲んで形成されている。図６に示すようにハウジング２１の上面２１ａが電子機器の筐体４５に向かいあって圧力検出装置１０が配置されており、上面２１ａと筐体４５との間に設けられたＯリング４６に応力を加えて押圧するように、圧力検出装置１０が固定される。これにより、圧力検出装置１０と電子機器との間の気密性を確保することができ、良好に圧力を検出することができる。

また、図６に示すように、圧力検出装置１０を支持する支持部材４１が、ハウジング２１の底面２１ｂ側に設けられている。支持部材４１は中空円筒状に形成されており、支持部材４１の上面が、ハウジング２１の底面２１ｂとリードフレーム３１の平坦部３１ｃとに当接されて支持する。また、リードフレーム３１の突出部３１ｂは支持部材４１で囲まれた空間内に位置する。また、図３に示すように、ハウジング２１の底面２１ｂの外周は外部の支持部材４１に当接される当接面２１ｃであり、当接面２１ｃにおいて底面２１ｂとリードフレーム３１とが同一平面を構成している。

本実施形態の圧力検出装置１０によれば、リードフレーム３１がハウジング２１の底面２１ｂと同一平面を構成して設けられているため、圧力検出装置１０を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジング２１の底面２１ｂ及びリードフレーム３１に支持部材４１を当接させて支持することができる。よって、図１４に示す従来例の圧力検出装置１１０のように、支持部材１４１に逃げ部１４３を形成することなく、支持部材４１の上面を平坦に形成して支持可能であるため、ハウジング２１の底面２１ｂの外周に隙間なく支持部材４１を当接させることができる。したがって、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジング２１の歪みの発生を抑制して圧力センサ１５の出力変動を低減できる。

また、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができるため、ハウジング２１の上面２１ａの全周に亘って歪みが低減されて、外部の電子機器の筐体４５とハウジング２１との間の気密性を確保することができる。

したがって、本実施形態の圧力検出装置１０によれば、ハウジング２１の応力分布の不均一を抑制して、良好な気密性及びセンサ感度を得ることができる。

また、図６に示すように、支持部材４１は、Ｏリング４６と重なる位置において底面２１ｂの外周の当接面２１ｃに当接される。よって、圧力センサ１５と重ならない位置でＯリング４６及び支持部材４１が設けられるため、外部の電子機器に組み込む際の応力が圧力センサ１５に直接加えられることを防止して、圧力センサ１５の出力変動を低減できる。

なお、本実施形態において、「同一平面を構成する」とは、リードフレーム３１とハウジング２１の底面２１ｂとが、段差なく平坦な状態で連続していることが望ましいが、これに限定されない。例えば、リードフレーム３１とハウジング２１とを一体に樹脂成形する際のリードフレーム３１の設置誤差や、ハウジング２１を構成する樹脂材料の収縮、変形等によって、リードフレーム３１とハウジング２１の底面２１ｂとにわずかな段差が形成されていても、同様の効果を得ることができる。

図７は、圧力検出装置に配線基板を接続したときの部分拡大断面図である。本実施形態において、プリント基板やフレキシブルプリント基板等の配線基板５１が用いられる。図７に示すように、配線基板５１は、基板５２と、基板５２に形成された配線５３と、配線５３を保護する保護層５４を有して構成される。基板５２は、例えばポリイミド樹脂やガラスエポキシ樹脂等を用いて形成され、配線５３は、Ｃｕ等の金属材料やＣｕＮｉ等の合金材料等、またはこれらを複数層積層して形成される。また、保護層５４はソルダーレジストやカバーフィルムであり、接続箇所以外の配線５３の上に形成される。

本実施形態において、配線基板５１の配線５３とリードフレーム３１の突出部３１ｂとが、はんだ５６を用いて接合される。これにより、図７に示すように突出部３１ｂの側面にかけてはんだフィレットが形成されやすくなり、接合強度が高められる。

また、図７に示すように、ハウジング２１の底面２１ｂには凹部２２が設けられており、凹部２２内に突出部３１ｂの側面が露出している。凹部２２は、リードフレーム３１とハウジング２１とを一体に樹脂成形する際に、リードフレーム３１を成形金型内に保持することで形成されたものであり、これにより、リードフレーム３１を確実に位置決めすることができる。また、図７に示すように、凹部２２内に突出部３１ｂの側面が露出しており、凹部２２内にかけてはんだフィレットを形成することができるため、配線基板５１と接続する際のはんだ接合面積が大きくなり、接合強度を向上させることができる。

＜第２の実施形態＞
図８は第２の実施形態における圧力検出装置を示し、図８（ａ）は、図３のＩＶ−ＩＶ線と同じ箇所で切断したときの断面図であり、図８（ｂ）は、図３のＶ−Ｖ線と同じ箇所で切断したときの断面図である。

本実施形態の圧力検出装置１１は、図８に示すように、ハウジング２１の底面２１ｂから露出するリードフレーム３１の構造が異なっており、その他の構成は第１の実施形態と同様である。本実施形態において底面２１ｂから露出するリードフレーム３１は、突出部３１ｂが設けられておらず、ハウジング２１の底面２１ｂの全面において、リードフレーム３１の平坦部３１ｃと底面２１ｂとが同一平面を構成している。

このような態様であっても、圧力検出装置１１を電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジング２１の底面２１ｂ及びリードフレーム３１に支持部材４１を当接させて支持することができる。よって、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジング２１の歪みの発生を抑制して圧力センサ１５の出力変動を低減できる。また、ハウジング２１の歪みを低減できるため、外部の電子機器の筐体４５とハウジング２１との間の気密性を確保することができる。

また、突出部３１ｂを設けていないため、円筒形状以外の支持部材４１を用いることができ、支持部材４１の上面の形状や、配線基板５１との接合箇所の位置の自由度を向上させることができる。

＜第３の実施形態＞
第１の実施形態の圧力検出装置１０及び第２の実施形態の圧力検出装置１１において、キャビティ２３に露出する上部リードフレーム３１ａと、底面２１ｂから突出する突出部３１ｂとは、互いに対向するように曲げられて、断面Ｕ字状に形成されているが、これに限定されない。図９は、第３の実施形態の圧力検出装置の断面図である。図９に示すように、ハウジング２１の内部から底面２１ｂに露出するリードフレーム３１は、それぞれハウジング２１の外周方向に曲げられて突出部３１ｂを形成する。さらに、突出部３１ｂよりも外周側において、突出部３１ｂと段差を形成するように曲げられて、底面２１ｂと同一平面を構成する平坦部３１ｃが形成される。

このような態様においても、突出部３１ｂを配線基板５１（図示しない）と接続することができ、突出部３１ｂの側面にかけてはんだフィレットが形成されやすく接合強度が高められる。また、ハウジング２１の底面２１ｂの外周において、底面２１ｂと同一平面を構成して平坦部３１ｃが設けられているため、ハウジング２１の底面２１ｂの外周に亘って支持部材４１（図示しない）を当接させることができる。したがって、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジング２１の歪みの発生を抑制して圧力センサ１５の出力変動を低減できる。

本実施形態において、突出部３１ｂが圧力センサ収納凹部２５よりもハウジング２１の外周側に形成されている。このため、はんだ接続の際の応力が、直接圧力センサ収納凹部２５に加えられることを緩和して、圧力センサ１５の出力変動を低減できる。また、第１の実施形態と比べて、リードフレーム３１の屈曲部の箇所（第３の屈曲部３１ｒ）が少なくなり、簡便に製造することができる。

＜実施例＞
図１０及び図１１は、圧力検出装置に圧力が印加されたときの、ハウジングの変位量分布のシミュレーション結果を示す説明図である。図１０（ａ）は実施例の圧力検出装置の斜視図であり、図１０（ｂ）は比較例の圧力検出装置の斜視図である。また、図１１（ａ）は実施例の圧力検出装置の上面図であり、図１０（ｂ）は比較例の圧力検出装置の上面図である。

本実施例の圧力検出装置は、図１から図５に示す第１の実施形態と同様の構成である。また、図１２に、比較例の圧力検出装置の斜視図を示す。図１２に示す比較例の圧力検出装置２１０は、ハウジング２２１の底面２２１ｂの外周において、リードフレーム２３１が底面２２１ｂから突出して設けられている構成が異なっている。

図１０及び図１１に示す変位量分布のシミュレーション結果は、圧力検出装置１０を電子機器に組み込んだ状態で、６０気圧の圧力を圧力導入凹部２４に印加したときの、ハウジング２１の厚さ方向における変位量分布を示す。実施例の圧力検出装置１０は、図１に示すように、平坦な上面を有する支持部材４１に当接された状態で圧力が印加されており、比較例の圧力検出装置２１０は、図１２に示すように、逃げ部２４３が設けられた支持部材２４１に当接された状態で圧力が印加される。

図１０（ａ）に示すように、実施例の圧力検出装置１０は、ハウジング２１の変位量が小さく、また、ハウジング２１の外周で変位量が均一に分布している。よって、ハウジング２１の上面２１ａにおける変位量も均一であり、電子機器の筐体４５等との間の気密性を確保することができる。図１０（ｂ）に示すように、比較例の圧力検出装置２１０は、支持部材２４１の逃げ部２４３が設けられた箇所で、ハウジング２２１の変位量が大きくなっている。これは、逃げ部２４３において、リードフレーム２３１が支持部材２４１に当接しておらず、支持部材２４１との間に隙間が形成されているため、圧力を印加されたハウジング２２１が変形しやすくなっているためである。よって、ハウジング２２１の上面２２１ａにおける変位量の分布が発生しており、電子機器の筐体等との間の気密性が低下するおそれがある。

また、図１１（ａ）に示すように、実施例の圧力検出装置１０において圧力センサ収納凹部２５の底面の変位量が小さく抑えられており、圧力センサ１５（図１１では省略して示す）のセンサ出力の変動が低減される。これに対し、図１１（ｂ）に示す比較例の圧力検出装置２１０は、ハウジング２２１の外周で変位量が増大するとともに、圧力センサ収納凹部２２５における変位量も大きくなっている。このため、圧力センサ２１５（図１１には省略して示す）のセンサ出力の変動が増大する。

以上のように、本実施例の圧力検出装置１０によれば、リードフレーム３１がハウジング２１の底面２１ｂと同一平面を構成して設けられているため、圧力検出装置１０を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジング２１の底面２１ｂ及びリードフレーム３１に支持部材４１を当接させて支持することができる。よって、図１２に示す比較例の圧力検出装置２１０のように、支持部材２４１に逃げ部２４３を形成することなく、支持部材４１の上面を平坦に形成して支持可能であるため、ハウジング２１の底面２１ｂの外周に亘って支持部材４１を当接させることができる。したがって、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジング２１の歪みの発生を抑制して圧力センサ１５の出力変動を低減するとともに、気密性を確保できる。

１０、１１、１２ 圧力検出装置
１５ 圧力センサ
２１ ハウジング
２１ａ 上面
２１ｂ 底面
２１ｃ 当接面
２１ｄ 壁部
２２凹部
２３ キャビティ
２４ 圧力導入凹部
２５ 圧力センサ収納凹部
３１ リードフレーム
３１ａ 上部リードフレーム
３１ｂ 突出部
３１ｃ 平坦部
３１ｄ 接続部
３１ｅ 露出部
３１ｐ 第１の屈曲部
３１ｑ 第２の屈曲部
３１ｒ 第３の屈曲部
３１ｓ 第４の屈曲部
３１ｔ 第５の屈曲部
４１ 支持部材
４５ 筐体
５１ 配線基板
５３ 配線
５６ はんだ

Claims (8)

1. キャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティに設置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し、
   前記リードフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続される上部リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジングの底面から露出する露出部とを有し、
   前記露出部は、前記ハウジングの前記底面と同一平面を構成しているとともに、前記底面から突出する突出部と、前記突出部よりも前記底面の外周側において、前記底面と同一平面を構成する平坦部とを有することを特徴とする圧力検出装置。
2. 前記ハウジングの前記底面の外周は、外部の支持部材に当接される当接面であり、前記当接面において前記底面と前記リードフレームとが同一平面を構成していることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
3. 前記ハウジングの前記底面には凹部が設けられており、前記凹部内に前記突出部の側面が露出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力検出装置。
4. 前記リードフレームの前記突出部に配線基板が接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
5. 前記ハウジングは、熱可塑性樹脂を用いて前記リードフレームと一体に樹脂成形されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
6. 前記露出部は、前記キャビティに露出する前記上部リードフレームと同じ方向に曲げられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
7. 前記接続部は、前記ハウジングの厚み方向に対して交差する方向に曲げられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
8. 前記露出部は、前記キャビティに露出する前記上部リードフレームと反対方向に曲げられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧力検出装置。