JPH09138175A - 圧力センサ装置およびそれを用いた圧力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導圧パイプが一体に成形された小型の圧力セ
ンサ装置を提供する。 【構成】 樹脂製ステム１２の側壁にはメタル・パター
ン１４が直接に形成されている。メタル・パターン１４
は樹脂製ステム１２内に固定された半導体圧力センサ素
子２０上のボンディング・パッド２５とボンディング・
ワイヤ２６によって電気的に接続されている。またカバ
ー１０には導圧パイプ１６が一体に形成され，その導圧
孔１６ａから被測定圧力が導入される。メタルパターン
１４は樹脂製ステム１２の下面にまで延び，この下面に
おいてプリント配線パターンに接触した状態で基板に実
装される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は絶縁性ステム内に内蔵された感
圧素子をもつ圧力センサ装置，この圧力センサ装置が実
装されたプリント配線基板，圧力センサ装置を含む圧力
測定装置，およびセンサ装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】絶縁性樹脂ステムによって感
圧素子をパッケージングした圧力センサ装置において
は，ステムから端子を引出して感圧素子と外部の圧力測
定回路との電気的接続を確保する必要がある。

【０００３】従来の樹脂製ステムでは，外部の測定回路
への電気的インターフェイスとしてリード・フレームや
端子ピンが用いられ，ステムの製造時にステムに一体的
にインサート成形されていた。

【０００４】リード・フレームや端子ピンは，樹脂製ス
テムから外に向かって突出しており，かつリード・フレ
ームや端子ピン自体の小型化にも限界があるために，リ
ード・フレームや端子ピンを備えた樹脂製ステムそれ自
体の小型化が難しい。また，ステムへのインサート成形
の前後で端子形状等を加工する必要があるために，手間
がかかりかつ低廉化を図ることが難しい。インサート成
形するために複雑な形状リード・フレームの実現が難し
い。

【０００５】

【発明の開示】この発明は，圧力センサ素子のパッケー
ジングをできるだけ小型化しようとするものである。

【０００６】この発明によるセンサ装置は，絶縁性材料
で形成されたステム内に検出素子が設けられ，上記ステ
ムの内側において上記ステムの外壁に設けられたワイヤ
ボンディング用面から上記外壁の外面を通って上記ステ
ムの底面に至るまでメタル・パターンが形成され，上記
メタル・パターンの上記ワイヤボンディング用面に形成
された部分と上記検出素子とがワイヤボンディングされ
ているものである。

【０００７】この発明によると，センサ装置のステムの
外面にその内側にまでのびるメタル・パターンが直接に
形成されている。したがって，このメタル・パターンを
ステム内の検出素子と外部の測定回路等との電気的イン
ターフェイスとすることができる。

【０００８】従来のようにインサート成形されるリード
・フレームや端子ピンが不要であるからステムの小型化
と低廉化を図ることができる。

【０００９】この発明による圧力センサ装置は，絶縁性
材料で形成されたステム内に半導体感圧素子が設けら
れ，上記ステムには上記半導体感圧素子に被測定圧力を
導入するための導圧パイプが一体的に形成されており，
上記ステムの内側において上記ステムの外壁に設けられ
たワイヤボンディング用面から上記外壁の外側に至るま
でメタル・パターンが形成され，上記メタル・パターン
の上記ワイヤボンディング用面に形成された部分と上記
半導体感圧素子とがワイヤボンディングされているもの
である。

【００１０】一実施態様においては，上記メタル・パタ
ーンはステム外壁内側のワイヤボンディング面から外壁
外面を通ってステムの底面に至るまで形成される。この
場合には，ステムの底面に形成されたメタル・パターン
がプリント配線基板上の配線パターンに接触した状態
で，ステムが基板に実装される。

【００１１】他の実施態様においては，上記メタル・パ
ターンはステム外壁内側のワイヤボンディング面から外
壁の上端面に至るまで形成される。この場合にはステム
の外壁上端面に形成されたメタル・パターンがプリント
配線基板上の配線パターンに接触した状態でステムが基
板に実装される。

【００１２】さらに他の実施態様においては，上記メタ
ル・パターンはステム外壁内側のワイヤボンディング面
から外壁の外面に至るまで形成される。この場合にはス
テム外壁外面に形成されたメタル・パターンがプリント
配線基板上の配線パターンに接触した状態でステムが基
板に実装される。

【００１３】ステムの一方の外壁に形成されるメタル・
パターンの態様と，他方の外壁に形成されるメタル・パ
ターンの態様とを異ならせることもできる。

【００１４】この発明によると，圧力センサ装置のステ
ムの外面にその内側にまでのびるメタル・パターンが直
接に形成されている。したがって，このメタル・パター
ンをステム内の感圧素子と外部の測定回路等との電気的
インターフェイスとすることができる。

【００１５】従来のようにインサート成形されるリード
・フレームや端子ピンが不要であるからステムの小型化
と低廉化を図ることができる。さらに，リード・フレー
ムや端子ピンのインサート成形が不要となるから圧力セ
ンサ装置に必要な導圧パイプをステムに一体成形するこ
とが容易となる。

【００１６】この発明のさらに他の実施態様において
は，少なくとも２個の上記導圧パイプが上記ステムに一
体成形される。これらの導圧パイプは相互に連通し，か
つこれらの導圧パイプと上記半導体感圧素子とが連通し
ている。

【００１７】このように，複数の導圧パイプをもつステ
ムは配管部材としても利用することができるので，圧力
回路の構成が簡素となる。

【００１８】この発明による圧力センサ装置は圧力測定
装置に用いることができる。

【００１９】この発明はさらに，センサ装置の製造方法
を提供している。

【００２０】この発明によるセンサ装置の製造方法は，
検出素子を内部に実装するための樹脂製ステムを複数
個，連結部によって連ねた状態で一挙に成形し，これら
のステムの外壁にメタル・パターンを形成し，上記ステ
ムの内部に検出素子を固定し，上記メタル・パターンと
上記検出素子の端子とをワイヤボンディングし，その
後，上記連結部を切断することにより個々のステムに分
離するものである。

【００２１】この製造方法によると，複数のセンサ装置
を一挙につくることができる。とくに，ステムを連結す
る板状体は製造工程においてベルトコンベア等による搬
送，クランプ，位置決め等に有効に利用することができ
る。

【００２２】

【実施例】

第１実施例 図１は圧力センサ装置の組立斜視図である。このセンサ
装置においては樹脂製ステムに容量型半導体圧力センサ
素子（容量型感圧素子）が内蔵されている。図２は図１
のII−II線に沿う断面図，図３は図１のIII −III 線に
沿う断面図をそれぞれ示している（組み立てられた状態
を示す）。

【００２３】これらの図を参照して，容量型半導体圧力
センサ素子２０のハウジング（またはケース）は，絶縁
性樹脂製ステム１２とカバー１０とにより構成されてい
る。

【００２４】樹脂製ステム１２の２つの側壁の外面には
２個ずつメタル・パターン（金，アルミニウム，ニッケ
ル等の金属）１４，１４Ａがメッキなどにより形成され
ている。メタル・パターン１４，１４Ａは側壁の上面に
も延びて形成されている。必要ならば，側壁の上面に浅
い溝が形成され，この溝を埋めるようにメタル・パター
ン１４，１４Ａが形成される。これにより，側壁の上面
は面一となっている。メタル・パターン１４，１４Ａは
さらにステム１２の下面に延びて形成されている。一方
のメタル・パターン１４は，後述するところから明らか
になるように，ステム１２内の圧力センサ素子２０の電
極とプリント配線基板上の配線パターンとを電気的に接
続するための接続端子である。メタル・パターン１４の
側壁上面に形成された部分のうち，ステム内側（後述す
るカバー１０が被さらない部分）に位置する部分がワイ
ヤボンディング面となる。他方のメタル・パターン１４
Ａは電気的接続端子としては用いられないダミーであっ
て，ステム１２をプリント配線基板上にしっかりと固定
するために用いられる。

【００２５】樹脂製ステム１２の底面には基準圧力（大
気圧）を導入するための導圧孔１２ａがあけられてい
る。

【００２６】カバー１０もまた樹脂製であり，その一例
には外方に突出する導圧パイプ１６が一体的に形成され
ている。

【００２７】樹脂製ステム１２内においてその底面上に
容量型半導体圧力センサ素子２０が樹脂ペースト２９に
より固定（実装）されている。

【００２８】樹脂製ステム１２内にセンサ素子２０を固
定したのちに，その上方を覆うようにカバー１０を被
せ，カバー１０をステム１２に接合（溶着，融着または
接着）することにより，ハウジングが形成される。ハウ
ジング内は完全に密閉される。したがって，導圧パイプ
１６を通して被測定圧力がハウジング内に導かれる。

【００２９】半導体圧力センサ素子２０はガラス基板２
１と半導体基板２２とから構成され，それらが互いに接
合されている。半導体基板２２は周囲のフレーム部２２
ａとこのフレーム部２２ａに支持された薄いダイヤフラ
ム部２２ｂとから構成される。半導体基板２２は導電性
を持っているのでダイヤフラム部２２ｂが可動電極とな
る。フレーム部２２ａがガラス基板２１に陽極接合され
ている。

【００３０】ガラス基板２１にはダイヤフラム部２２ｂ
に対向する面に固定電極２３が形成されている。またガ
ラス基板２１には導圧孔２４があけられている。この導
圧孔２４の開口の位置には固定電極２３は設けられてい
ない。ガラス基板２１の導圧孔２４と樹脂製ステム１２
の導圧孔１２ａが一致するようにガラス基板２１がステ
ム１２内に固定されている。基準圧力（大気圧）はこの
２つの導圧孔１２ａ，２４を通してダイヤフラム部２２
ｂに導入される。

【００３１】導圧パイプ１６の導圧孔１６ａを通してハ
ウジング内に導入された被測定圧力と基準圧力との差に
応じて，ダイヤフラム部２２ｂが弾性変形する。これに
よりダイヤフラム部２２ｂ（可動電極）と固定電極２３
の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化に基づ
いて被測定圧力が検出される。

【００３２】ガラス基板２１は半導体基板２２よりもそ
の一部が突出するようにやや大きく形成されている。こ
の突出した部分に可動電極２２ｂ用および固定電極２３
用のワイヤボンディング・パッド２５が形成されてい
る。これらのボンディング・パッド２５はそれぞれ可動
電極２２ｂおよび固定電極２３に配線パターン（図示
略）等により電気的に接続されている。

【００３３】ステム１２の一方の側壁上面に形成された
２つのメタル・パターン１４（上述した，上面の内側に
相当する部分）とガラス基板２１に形成された２つのボ
ンディング・パッド２５の対応するもの同士がボンディ
ング・ワイヤ（金線，アルミニウム線等）２６によって
互いに電気的に接続されている。このようにして、半導
体圧力センサ素子２０の可動電極２２ｂと固定電極２３
はメタル・パターン１４を通して外部に設けられた圧力
測定回路（図示略）に接続される。

【００３４】図４は上述した構成の圧力センサ装置を圧
力測定回路基板に実装した状態を示している。回路基板
４０上に配線パターン４４が形成されている。発振回路
ＩＣ，コンデンサ，抵抗等の電気，電子素子部品４６お
よび圧力センサ装置４５が配線パターン４４によって相
互に接続され，圧力測定回路が実現されている。樹脂製
ステム１２の導圧孔１２ａと連通するように，回路基板
４０には導圧孔１２ａに対応する位置に穴（図示略）が
あけられている。この穴を通して回路基板４０の裏面か
ら基準圧力がセンサ装置内に導入される。

【００３５】圧力センサ装置４５の樹脂製ステム１２に
形成されたメタル・パターン１４が配線パターン４４と
一致するように装置４５が位置決めされ，メタル・パタ
ーン１４が導電性樹脂，はんだなどにより配線パターン
４４に電気的に接続されかつ固定される。要すれば，ダ
ミーのメタル・パターン１４Ａもダミーの配線パターン
上に固定される。

【００３６】このように圧力センサ装置には外方に突出
するリード・フレームやピンが無いので，その分，装置
全体が小型化される。圧力センサ装置の外面に，メタル
・パターンが形成されているので，圧力センサ装置のプ
リント配線基板への固定およびメタル・パターンと基板
上の配線パターンとの電気的接続とを同時に行うことが
可能である。また，メタル・パターンと配線パターンと
の接触面積を広くとることが可能であり，電気的導通性
が向上し，機器の信頼性を高めることができるという利
点もある。

【００３７】樹脂製ステム内に実装される感圧素子とし
て，容量型のものばかりでなく，ピエゾ型の半導体圧力
センサ素子も用いることができる。ピエゾ型の半導体圧
力センサ素子においては，ダイヤフラム部２２ｂの一部
に，一または複数のピエゾ抵抗素子が形成される。ピエ
ゾ抵抗素子はダイヤフラム部２２ｂの変形により，その
抵抗値が変化する。ピエゾ抵抗素子を含むブリッジ回路
が形成される。ピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化に基づい
て，被測定圧力が検出される。固定電極２３は不要であ
る。

【００３８】図５は樹脂製ステムの他の構造の例を示し
ている。樹脂製ステム１２の一方の側壁にのみメタル・
パターン１４が形成されている。メタル・パターン１４
に圧力センサが接続される。樹脂製ステム１２の下面に
浅い溝が形成され，この溝内にメタル・パターン１４が
設けられることにより，樹脂製ステム１２の下面は面一
となっている。ダミーのメタル・パターンは形成されて
いない。

【００３９】第２実施例 図６は圧力センサ装置の図２相当の断面図である。図１
から図３に示すものと同一物には同一符号を付し，重複
説明を避ける。このことは，その他の実施例についても
あてはまる。

【００４０】半導体圧力センサ２０Ａは樹脂製ステム１
３に樹脂ペースト２９により固定されている。樹脂製ス
テム１３の下面には被測定圧力を導入するための導圧パ
イプ１８が固定されている。導圧パイプ１８の導圧孔１
８ａと連通する導圧孔１３ａが樹脂製ステム１３の底面
を貫通して形成されている。ガラス基板２１の導圧孔２
４が導圧孔１３ａと一致するように，半導体圧力センサ
素子２０Ａが樹脂ステム１３の底面に固定されている。

【００４１】導圧パイプ１８から樹脂製ステムの導圧孔
１３ａおよびガラス基板の導圧孔２４を通して，ダイヤ
フラム部２２ｂに被測定圧力が導入される。樹脂製ステ
ム１３の上部開口はカバー１５により覆われている。カ
バー１５の適当な箇所に穴があけられており，またはカ
バー１５が大気の導通を許す程度にゆるく被せられてお
り，基準圧力（大気圧）がハウジング内に導入される。

【００４２】樹脂製ステム１３の両側壁の中央部に１つ
ずつメタル・パターン１４が形成されている。他方，圧
力センサ素子の下部に位置するガラス基板２１は上部に
位置する半導体基板２２よりもやや大きく，その左右の
端部が外方に突出している。ガラス基板２１の左，右の
突出部にワイヤボンディング・パッド２５がそれぞれ一
つずつ形成されおり，これらは可動電極２２ｂおよび固
定電極２３に配線パターン（図示略）によって接続され
ている。ワイヤボンディング・パッド２５はそれに隣接
するメタル・パターン１４にボンディング・ワイヤ２６
によって電気的に接続されている。

【００４３】この構造においては，メタル・パターンが
樹脂製ステムの左，右に形成されており，被測定圧力の
導圧孔を中心として圧力センサ装置全体が左右対称の構
造となっている。ダミーのメタル・パターンは設けられ
ていない。この圧力センサ装置が実装されるプリント配
線基板には導圧パイプ１８が通る穴があけられよう。

【００４４】第３実施例 図７（ａ）および図７（ｂ）は，圧力センサ装置のさら
に他の実施例を示すものである。図７（ａ）は図２相当
の断面図，図７（ｂ）は図７（ａ）の上部のカバーを取
り除いて示す平面図である。

【００４５】樹脂製ステム１３Ａの底面には導圧パイプ
１８Ｂが一体に形成されており，底面の延長上に突出し
ている。導圧パイプ１８Ｂの導圧孔１８ｂは，ステム１
３Ａの底面の内部を通り半導体圧力センサ素子２０の下
方において直角に曲折して導圧孔２４につながってい
る。

【００４６】樹脂製ステム１３Ａの左側の側壁は高さの
途中で切除され，その上方には窓が形成されている。こ
の窓が半導体圧力センサ２０に基準圧力を導入する導圧
口となる。この側壁の上面から側壁の外面およびステム
１３Ａの底面まで２つのメタル・パターン１４が形成さ
れている。側壁上面の内側にあるメタル・パターン部分
がワイヤボンディング面である。

【００４７】樹脂製ステム１３Ａの上面開口はカバー１
７によって覆われている。

【００４８】導圧パイプは樹脂製ステムに任意の方向に
向けて一体成形することができるので，最も使用しやす
い方向を向いた導圧パイプを形成すればよい。この実施
例では，樹脂製ステムに導圧パイプが一体成形されてい
るので，センサ装置の一層のコンパクト化が可能であ
る。

【００４９】第４実施例 図８は圧力センサ装置のさらに他の構成を示している。

【００５０】図７に示す例と比較すると樹脂ステムの一
方の側壁の構造が異なる。樹脂製ステム１３Ｂ左側の側
壁には窓は形成されていず，右側の側壁と同じ高さまで
延びている。また，左側の側壁には段部が形成されてい
る。メタル・パターン１４Ｂは，樹脂製ステム１３Ｂの
左側側壁の段部の上から側壁の内面，そして側壁の上面
まで連続して形成されている。段部に形成されたメタル
・パターン１４Ｂがワイヤ・ボンディング面である。樹
脂製ステム１３Ｂの上部は開口したままで，カバーは設
けられていない。

【００５１】このような構成の圧力センサ装置４５Ａ
は，図９に示すように，樹脂製ステム１３Ｂの上部開口
部をプリント配線基板４０の板面に向けて実装される。
樹脂ステム１３Ｂの上部の開口部は基板４０によって塞
がれる。これによりカバーは不要となる。ステム１３Ｂ
の側壁の上端面に形成されたメタル・パターン１４Ｂが
基板４０上の配線パターンに電気的に接続される。

【００５２】第５実施例 図１０は圧力センサ装置のさらに他の例を示している。

【００５３】図８に示す樹脂製ステム１３Ｂとの比較で
言うと，図１０に示す樹脂製ステム１３Ｃにおいて，メ
タルパターン１４Ｃが側壁の段部から側壁の内面，側壁
の上面を通り，さらに側壁の外面まで連続して形成され
ている。

【００５４】導圧パイプ１８Ｃは樹脂製ステム１３Ｃの
下面から突出するように一体的に形成されている。被測
定圧力はこの導圧パイプ１８Ｃから導圧孔２４を通って
ダイヤフラム部２２ｂの一面（下面）に導入される。

【００５５】この圧力センサ装置４５Ｂは，第４実施例
のものと同じように，樹脂製ステム１３Ｃの上部開口部
を基板４０に向けて実装することが可能である。また
は，図１１に示すように，圧力センサ装置４５Ｂを横に
倒し樹脂ステム１３Ｃの左側の側壁外面を基板４０に向
けて実装することもできる。このように一つのステムを
２通りの方法でプリント配線基板に実装することができ
る。いずれにしても，メタル・パターン１４Ｃが基板４
０上の配線パターンに電気的に接続される。樹脂製ステ
ムの側壁に導圧口を形成してもよい。

【００５６】第６実施例 図１２は，センサ装置のさらに他の実施例を示してい
る。

【００５７】樹脂製ステム１３Ｄに実装されているのは
ピエゾ型の半導体圧力センサ２０Ｂである。上述したよ
うにピエゾ型の半導体圧力センサにおいては，ダイヤフ
ラム部２２ｂの周辺（またはダイヤフラムを指示する梁
部）にピエゾ抵抗素子が設けられ，これらのピエゾ抵抗
素子がブリッジ回路を構成している。ブリッジ回路には
２つの入力端子と２つの出力端子とがある。

【００５８】樹脂製ステム１３Ｄの左側の側壁の内側に
は段部が形成されている。２つの相互に絶縁されたメタ
ル・パターン１４Ｄは，左側の側壁において，段部，側
壁内面および側壁上端面に形成されている。右側の側壁
には窓が形成され，側壁の高さは低い。左側の側壁にお
いて，２つのメタル・パターン１４Ｅが側壁上端面，側
壁の外面およびステム１３Ｄの下面に形成されている。

【００５９】半導体圧力センサ２０Ｂのガラス基板２１
の左，右の突出部にそれぞれ２つずつボンディング・パ
ッド２５Ｄ，２５Ｅが設けられている。左側の突出部の
２つのボンディング・パッド２５Ｄには上述したブリッ
ジ回路の入力端子が接続され，右側の突出部の２つのボ
ンディング・パッド２５Ｅにはブリッジ回路の出力端子
が接続されている。これらのパッド２５Ｄがボンディン
グ・ワイヤ２６によってメタル・パターン１４Ｄに，パ
ッド２５Ｅがメタル・パターン１４Ｅにそれぞれ接続さ
れている。したがって，２つのメタル・パターン１４Ｄ
はブリッジ回路の入力側に接続され，２つのメタル・パ
ターン１４Ｅはブリッジ回路の出力側に接続されている
ことになる。

【００６０】導圧パイプ１８Ｃは樹脂製ステム１３Ｄの
下面に一体的に形成されている。メタル・パターン１４
Ｆはダミーである。

【００６１】このような構造をもつセンサ装置４５Ｃ
は，図１３に示すように，例えば，２枚のプリント配線
基板４０Ａと４０Ｂとの間に挟まれるように実装され
る。メタル・パターン１４Ｄは上側の基板４０Ｂの下面
に形成された配線パターンに，パターン１４Ｅは下側の
基板４０Ａの上面に形成された配線パターンにそれぞれ
電気的に接続される。

【００６２】第７実施例 図１４はＴ字型の導圧孔を有する樹脂製ステムを示して
いる。

【００６３】樹脂製ステム１３Ｅの向かい合う１組の側
壁に１本ずつ導圧パイプ１８Ｄが一体的に形成されてい
る。２本の導圧パイプ１８Ｄの導圧孔１８ｄはステム１
３Ｅの底壁内を通って相互につながっている。また，ス
テム１３Ｅの底面にあけられた導圧孔１３ａにもつなが
っており，この導圧孔はＴ字形（逆さＴ字形）をしてい
る。導圧孔１３ａはステム１３Ｅ内に設けられた圧力セ
ンサ素子の導圧孔（たとえば図１２に示す導圧孔２４）
につながる。

【００６４】このような導圧孔１８ｄは２本の導圧管を
接続する配管部材としても用いることができる。たとえ
ば，圧力センサ装置を血圧計で用いられる配管用の部品
と兼用することが可能となる。これにより，Ｔ字管など
の配管部品点数を削減することが可能となる。

【００６５】樹脂製ステムには導圧パイプが隣り合う側
壁に形成されたＬ字型の導圧孔を形成することもできる
し，ステムの３つの側壁に導圧パイプを形成しこれを相
互に接続するより複雑な形の導圧孔を設けることもでき
る。

【００６６】第８実施例 図１５は樹脂製ステムを量産するときの様子を示してい
る。

【００６７】図７において示した樹脂製ステム１３Ａの
多数個が一挙に樹脂成形される。これらのステム１３Ａ
は一体成形平板部３２内に連結部３１によって連結され
ている。この状態で，各ステム１３Ａにメタル・パター
ンが形成され，さらに半導体圧力センサ素子２０Ｂが各
樹脂製ステム１３Ａに実装される。

【００６８】このように多数の樹脂製ステムを配列した
状態で製作することにより，圧力センサをステムに実装
する機械のオートメーション化が促進され，ベルトコン
ベア等によるステムの搬送，クランプ，位置認識等を効
率よく行うことができる。また，連結部３１や平板部３
２をクランプすることができるので，ステムの傷つきや
変形を防止することができる。連続した状態のときに半
導体圧力センサ素子２０Ｂを実装した後に，連結部３１
を切断することにより，個々の圧力センサ装置を得るこ
とができる。

【００６９】応用例 図１６は，図４に示す圧力測定回路基板上に実装された
圧力センサ装置を用いて構成された血圧測定装置を概念
的に示している。

【００７０】この血圧測定装置は，圧力測定回路基板４
０，この基板４０上に実装された圧力センサ装置４５，
カフ５０，ポンプ５２，およびＣＰＵを含む制御回路５
５等から構成されている。圧力センサ装置として上述し
たすべての実施例に示すような圧力センサ装置を用いる
ことができる。

【００７１】カフ５０とセンサ装置４５とはゴム管５１
で接続されている。ゴム管５１にはまたポンプ５２が接
続され，このポンプ５２によってカフ５０内を加圧す
る。ゴム管５１の途中には排気弁５３が設けられてい
る。制御回路５５には入力装置５４および出力装置５６
が接続されている。

【００７２】血圧を測定するにはまず，カフ５０を被測
定者の上腕部にまきつける。キーボードなどの入力装置
５４から，必要に応じて，被測定者の年齢や性別などを
入力し血圧測定のスタートを指令する。

【００７３】制御回路５５は入力装置５４からスタート
信号を受取ると，排気弁５３を閉じ，ポンプ５２を起動
させる。これによってカフ５０内が加圧されていく。カ
フ５０に加えられた圧力はセンサ装置４５を含む圧力測
定回路によって検知され，制御回路５５に与えられる。

【００７４】検出された圧力が所定の圧力に達すると，
制御回路５５はポンプ５２の駆動を停止する。次いで制
御回路５５は排気弁５３を開き，カフ５０内の空気を徐
々に抜いて減圧する。

【００７５】血圧測定法には，オシロメトリック法，コ
ロトコフ音法等種々のものがある。オシロメトリック法
についていえば，カフ内の減圧過程において，カフ圧に
重畳して現れる脈波の振幅の変化に基づいて血圧値（最
高血圧および最低血圧）が決定される。脈波振幅は圧力
測定回路からの圧力検出信号に基づいて検出される。必
要に応じて圧力検出信号に基づき，脈拍数が算出され
る。

【００７６】求められた最高血圧最低血圧，脈拍数は出
力装置５６の表示装置に表示される。必要ならば入力さ
れた年齢などを参考にして，血圧が異常値であるかどう
かを判定し，その結果を表示することもできる。

【００７７】血圧測定装置の主要部品である圧力センサ
装置が小型であるために血圧測定装置全体を小型化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の圧力センサ装置の組立斜視図であ
る。

【図２】図１のII−II線にそう断面図である。

【図３】図１のIII −III 線にそう断面図である。

【図４】圧力センサ装置が圧力測定回路基板に実装され
た様子を示す斜視図である。

【図５】圧力センサ用樹脂製ステムの他の例を示す断面
図である。

【図６】第２実施例を示すもので，図２に相当する断面
図である。

【図７】第３実施例を示すもので，（ａ）は図２に相当
する断面図，（ｂ）はその平面図である。

【図８】第４実施例を示すもので，図２に相当する断面
図である。

【図９】図８に示す圧力センサ装置を基板に実装した様
子を示す。

【図１０】第５実施例を示すもので，図２に相当する断
面図である。

【図１１】図１０に示す圧力センサ装置を基板に実装し
た様子を示す。

【図１２】第６実施例を示すもので，図２に相当する断
面図である。

【図１３】図１２に示す圧力センサ装置を基板に実装し
た様子を示す。

【図１４】２本の導圧パイプを有する圧力センサ用樹脂
製ステムの斜視図である。

【図１５】多数個の圧力センサ用樹脂製ステムが一挙に
成形される様子を示す。

【図１６】血圧測定装置の構成図である。

【符号の説明】

１０，１５，１７ カバー １２，１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ
絶縁性樹脂製ステム １４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆ メタ
ル・パターン １６，１８，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ 導圧パイプ ２０，２０Ａ 容量型半導体圧力センサ素子 ２０Ｂ ピエゾ型半導体圧力センサ素子 １２ａ，１３ａ，１６ａ，１８ａ，１８ｂ，１８ｄ，２
４ 導圧孔 ２１ ガラス基板 ２２ 半導体基板 ２２ａ フレーム部 ２２ｂ ダイヤフラム部 ２３ 固定電極 ２５，２５Ｄ，２５Ｅ ワイヤボンディング・パッド ２６ ボンディング・ワイヤ ４０ 回路基板 ４４ 配線パターン ４６ 電気，電子素子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 健太郎 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性材料で形成されたステム内に検出
   素子が設けられ，上記ステムの内側において上記ステム
   の外壁に設けられたワイヤボンディング用面から上記外
   壁の外面を通って上記ステムの底面に至るまでメタル・
   パターンが形成され，上記メタル・パターンの上記ワイ
   ヤボンディング用面に形成された部分と上記検出素子と
   がワイヤボンディングされている，センサ装置。
2. 【請求項２】 絶縁性材料で形成されたステム内に半導
   体感圧素子が設けられ，上記ステムには上記半導体感圧
   素子に被測定圧力を導入するための導圧パイプが一体的
   に形成されており，上記ステムの内側において上記ステ
   ムの外壁に設けられたワイヤボンディング用面から上記
   外壁の外面を通って上記ステムの底面に至るまでメタル
   ・パターンが形成され，上記メタル・パターンの上記ワ
   イヤボンディング用面に形成された部分と上記半導体感
   圧素子とがワイヤボンディングされている，圧力センサ
   装置。
3. 【請求項３】 絶縁性材料で形成されたステム内に半導
   体感圧素子が設けられ，上記ステムには上記半導体感圧
   素子に被測定圧力を導入するための導圧パイプが一体的
   に形成されており，上記ステムの内側において上記ステ
   ムの外壁に設けられたワイヤボンディング用面から上記
   外壁の上端面に至るまでメタル・パターンが形成され，
   上記メタル・パターンの上記ワイヤボンディング用面に
   形成された部分と上記半導体感圧素子とがワイヤボンデ
   ィングされている，圧力センサ装置。
4. 【請求項４】 絶縁性材料で形成されたステム内に半導
   体感圧素子が設けられ，上記ステムには上記半導体感圧
   素子に被測定圧力を導入するための導圧パイプが一体的
   に形成されており，上記ステムの内側において上記ステ
   ムの外壁に設けられたワイヤボンディング用面から上記
   外壁の外面に至るまでメタル・パターンが形成され，上
   記メタル・パターンの上記ワイヤボンディング用面に形
   成された部分と上記半導体感圧素子とがワイヤボンディ
   ングされている，圧力センサ装置。
5. 【請求項５】 少なくとも２個の上記導圧パイプが上記
   ステムに一体成形されており，これらの導圧パイプが相
   互に連通し，かつこれらの導圧パイプと上記半導体感圧
   素子とが連通している，請求項２から４に記載の圧力セ
   ンサ装置。
6. 【請求項６】 少なくとも一面に配線パターンが形成さ
   れ，請求項２に記載の圧力センサ装置の底面に形成され
   たメタル・パターンが上記配線パターンに接触した状態
   で，上記圧力センサ装置を実装したプリント配線基板。
7. 【請求項７】 少なくとも一面に配線パターンが形成さ
   れ，請求項３に記載の圧力センサ装置の上端に形成され
   たメタル・パターンが上記配線パターンに接触した状態
   で，上記圧力センサ装置を実装したプリント配線基板。
8. 【請求項８】 少なくとも一面に配線パターンが形成さ
   れ，請求項４に記載の圧力センサ装置の外壁外面に形成
   されたメタル・パターンが上記配線パターンに接触した
   状態で，上記圧力センサ装置を実装したプリント配線基
   板。
9. 【請求項９】 請求項２から８のいずれか一項に記載の
   圧力センサ装置を備えた圧力測定装置。
10. 【請求項１０】 検出素子を内部に実装するための樹脂
    製ステムを複数個，連結部によって連ねた状態で一挙に
    成形し，これらのステムの外壁にメタル・パターンを形
    成し，上記ステムの内部に検出素子を固定し，上記メタ
    ル・パターンと上記検出素子の端子とをワイヤボンディ
    ングし，その後，上記連結部を切断することにより個々
    のステムに分離する，センサ装置の製造方法。