JPH10170371A - 圧力センサとその製造方法 - Google Patents
圧力センサとその製造方法Info
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- JPH10170371A JPH10170371A JP34707497A JP34707497A JPH10170371A JP H10170371 A JPH10170371 A JP H10170371A JP 34707497 A JP34707497 A JP 34707497A JP 34707497 A JP34707497 A JP 34707497A JP H10170371 A JPH10170371 A JP H10170371A
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Abstract
部に漏れることがなく、かつ高精度で簡単な構成にす
る。 【構成】 半導体の圧力センサ素子20と、センサ素子
20の熱膨張率と近い熱膨張率の金属製の管であって被
測定圧を導入する圧力導入筒25を設ける。センサ素子
20を収容する樹脂製のセンサケース21と一体に、リ
ードフレーム端子22と圧力導入筒25をインサート成
形し、センサケース21内の圧力導入筒25の基端部
に、センサ素子20を気密状態に接合する。
Description
出する圧力センサであって、特に半導体素子により流体
圧力を受けて電気的に圧力を検出する圧力センサとその
製造方法に関する。
できる小型圧力センサとして、半導体式圧力センサが提
供されている。この半導体式圧力センサは、図5の縦断
面図に示すように、金属製の本体1に、ガラス台座2を
介してセンサ素子3が固定されている。本体1は、カバ
ー4で覆われ、カバー4内は大気圧に開放されている。
本体1のセンサ素子3の取付部には、透孔5が形成さ
れ、圧力導入筒6がこの透孔5に取り付けられている、
センサ素子3とガラス台座2は、陽極接合により気密状
態に接合され、ガラス台座2と本体1とは、ハンダ付け
により密閉状態にされている。従って、圧力導入筒6か
ら導入された圧力はセンサ素子3にかかり、大気圧には
抜けないように形成されている。さらにセンサ素子3の
電極部と本体1に取りつけられた端子7とが金線8によ
りワイヤボンディングされている。
ず、圧力導入筒6から被測定圧がかかると、大気圧と被
測定圧との差により、センサ素子3に物理的な歪が生じ
る。この歪は、被測定圧と大気圧との差に比例する。そ
して、センサ素子3の圧力検出面に歪が生じると、セン
サ素子3に形成された抵抗の値が、歪の大きさに比例し
て変化する。この抵抗値の変化を検出し、増幅して出力
することにより被測定圧と大気圧の差圧を測定すること
ができる。
970号公報に開示するように、半導体圧力センサにお
いて、樹脂ケースにリードフレーム端子をインサート成
形し、このケース内の端子の基端部に、センサ素子を固
定した圧力センサも提案されている。この場合、センサ
素子は、端子の基端部に連接した接続片に、気密状態で
固定されているものである
の前者の場合、センサ素子3をガラス台座2に密着さ
せ、このガラス台座2と本体部1とをハンダ付けするも
のであり、組み立て工数がかかり、部品のコストも高い
ものである。さらに、センサ素子と他の部材との接合箇
所が多く、導入した圧力が大気側に漏れやすく、正確に
測定できなかったり、有毒なガスが外部に漏れたりする
恐れがあった。また、上記従来の技術の後者の場合も、
インサート成形したリードフレームの接続片と樹脂との
間の気密性がなく、この接続片と樹脂との間から被測定
圧が漏れ、上記と同様の問題が生じるものであった。
て成されたもので、センサの気密性が高く、被測定圧力
媒体が外部に漏れることがなく安全で、構造も簡単な圧
力センサとその製造方法を提供することを目的とする。
力センサ素子と、上記センサ素子の熱膨張率と近い熱膨
張率の金属製の管であって被測定圧を導入する圧力導入
筒を有し、このセンサ素子を収容する樹脂製のセンサケ
ースと一体に、表面実装型のリードフレーム端子と上記
圧力導入筒とをインサート成形し、上記圧力導入筒の上
記センサケース内の基端部に上記センサ素子を気密状態
に接合し、上記圧力導入筒の突出方向に上記リードフレ
ーム端子が突出し、上記センサケースと一体の上記リー
ドフレームを電気的接続用の基板に表面実装したことを
特徴とする圧力センサである。
の圧力導入筒と、複数のセンサ素子が各々接続されるリ
ードフレーム端子を有したリードフレームとを設け、セ
ンサ素子を収容する複数の樹脂製のセンサケースと複数
の上記圧力導入筒とを上記リードフレームと一体的にイ
ンサート成形し、各上記圧力導入筒の上記ケース内の基
端部に各々上記センサ素子を気密状態に接合し、この後
上記リードフレーム端子を個々のセンサ素子毎に切り離
す圧力センサの製造方法である。
接センサ素子が密着接合されているので、被測定圧力媒
体が圧力導入筒を経て、半導体の圧力センサ素子の裏面
側に直接侵入し、圧力センサの圧力導入筒とセンサ素子
以外の構成要素には被測定圧がかからないようにしたも
のである。
面に基づいて説明する。この実施形態の圧力センサは、
Si半導体のセンサ素子20がセンサケース21内に設
けられ、センサ素子20とリードフレーム端子22の基
端部22aとが、金線23によりワイヤボンディングさ
れている。センサケース21は、PPS樹脂等の耐熱性
のある樹脂であり、リードフレーム端子22と、圧力導
入筒25とがインサート成形により一体に設けられてい
る。
率(3.2×10-6)に近い熱膨張率の鉄−ニッケル系
合金であり、さらにクロムやアルミ又は銅を含有するも
のでも良い。この圧力導入筒25は、鍛造により形成さ
れた円筒状の管であり、基端部にはセンサ取付用のフラ
ンジ部26が形成され、センサ素子20が、シリコン系
や金属接着用の接着剤27により気密状態に接着されて
いる。そして、この圧力導入筒25は、センサケース2
1の中央部から下方に突出して形成されている。
先ず、図4に示すリードフレーム30を形成し、このリ
ードフレーム30の各リードフレーム端子22の基端部
22aと圧力導入筒25のフランジ部26が対面するよ
うに設置して、これらを囲むように、センサケース21
をインサート成型する。この時、フランジ部26の端面
は矩形状に樹脂が被らない露出部分を形成するととも
に、リードフレーム端子22の基端部22aの表面も樹
脂が被らないように露出させる。その後、センサケース
21の内部に位置した圧力導入筒25のフランジ部26
に、センサ素子20を、接着剤27で接着し、センサ素
子20の周囲を密閉し、センサ素子20の表裏の間で気
体が漏れないようにする。そして、リードフレーム端子
22の基端部22aとセンサ素子20の電極との間を、
金線23でワイヤボンディングする。さらにセンサ素子
20の表面側に樹脂被覆等を施し、リードフレーム端子
22を折り曲げて所定の形状に成形し、この実施形態の
圧力センサの組立が終了する。
ム30に多数同時に形成された後、個々の基板に取り付
けられるものである。従って、リードフレーム30に
は、リードフレーム端子22が、リードフレーム30の
両側部の保持部32から切り離されても、リードフレム
30の保持部32からセンサケース21及び圧力導入筒
25が脱落しないように、ケースとともにインサート成
形される保持片34が四方に形成されている。この保持
片34は、保持部32に連結し、リードフレーム端子2
2が切断されて、所定形状に形成された後、基板にこの
圧力センサを組み込む際に切断される。
3に示すように、リードフレーム端子22が、基板40
にハンダ付けられ、基板40に取り付けられた外部接続
端子42に電気的に接続される。ここで、図3におい
て、中心線の右側がリードフレーム端子22の延出方向
の縦断面であり、中心線の左側は上記リードフレーム端
子22の延出方向と直交する方向の縦断面である。基板
40が固定されたセンサケース21は、外装ケース本体
41に取りつけられ、圧力導入筒25が、この外装ケー
ス本体41の取付部44に嵌め込まれる。取付部44
は、外装ケース本体41と一体に成形され、被測定圧力
媒体が導かれる圧力導入部45に同軸的に連通してい
る。外装ケース本体41は、PPS樹脂等の耐薬品性及
び耐蝕性に優れた樹脂により形成されている。そして、
取付部44に嵌入された圧力導入筒25の外側面と、取
付部44の内壁面との間には、Oリング46が緊密に嵌
め込まれている。Oリング46は、両側が圧力導入筒2
5と取付部44とによって弾性的に気密状態に圧接され
ているとともに、取付部44の下面には接触せず、ま
た、取付部44の上面に固定されたストッパ板47にも
接触しない状態に固定されている。
表面側に、柔軟なポリウレタンゲルやシリコンゲル等の
充填材が充填され、センサ素子20等が完全に密閉され
ている。また、外装ケース本体41には、蓋部材48が
取り付けられている。蓋部材48は、その内面に形成さ
れた取付部50に、センサケース21の開口部が嵌合
し、センサケース21を確実に保持するとともに、圧力
導入筒25が取付部44から抜けないように保持してい
る。また、蓋部材48には、大気圧側に接続される大気
圧導入口49が形成され、大気圧がセンサ素子20の表
側に確実にかかるように形成されている。
圧力導入部45を被測定圧力側に接続し、大気圧圧力導
入口49を大気圧側に開放する。被測定圧力媒体は、例
えば、LPガス等の可燃性ガス、その他の有毒ガスや高
圧ガス等に使用することができる。
測定するガス等は、圧力導入部45を通り、圧力導入筒
25を経てセンサ素子20の裏面側に直接接触し圧力が
センサ素子20に直接かかるものである。従って、感度
がきわめて高く、装置も小型化でき、低い圧力の検出に
際してもきわめて正確な測定が可能である。さらに、セ
ンサ素子20は、これと熱膨張率の近い圧力導入筒25
に直接接合されているので、熱歪による応力がセンサ素
子20にはほとんど伝わらず、しかも気密性がきわめて
高く、信頼性も高いものにすることができる。さらに、
腐食性ガス等に対する耐久性も高いものである。また、
この圧力センサを組み込んだ外装ケース本体41のセン
サ装置においても、圧力を測定するガスは、圧力導入部
45、Oリング46、圧力導入筒25及びセンサ素子2
0にのみ接触するものであり、他の構成要素や接合部に
は触れず、上記各部材は、対腐食性、耐久性等に対する
信頼性はきわめて高いものが選択できる。従って、有毒
ガスや可燃性ガスの測定に際しても十分な安全性を確保
することができるものである。
形態に限定されるものではなく、センサ素子と圧力導入
筒との接合方法は接着剤以外の接合方法でも良いもので
ある。また、センサ素子をインサート成形前に圧力導入
筒に接合しても良いものである。圧力導入筒の材質は適
宜変更可能であり、センサ素子の熱膨張率と近いもので
あれば良い。
子と圧力導入筒を互いに直接接合したので、気密性に対
する信頼性をきわめて高いものにすることができる。さ
らに、この圧力センサは、センサ素子の熱膨張率と近い
熱膨張率の圧力導入筒にセンサ素子を取り付けたので、
センサ素子に熱歪が伝わらず、正確な測定が可能であ
る。また、この圧力センサの製造も、インサート成形に
より簡単に行うことができ、センサ素子と圧力導入筒と
の接合も容易に可能であり、製造コストも安価なものに
することができるものである。さらに、圧力センサを小
型化することができ、組み立ても効率よく可能なもので
ある。
である。
付けた状態の縦断面図でる。
フレームの平面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体の圧力センサ素子と、上記センサ
素子の熱膨張率と近い熱膨張率の金属製の管であって被
測定圧を導入する圧力導入筒を有し、このセンサ素子を
収容する樹脂製のセンサケースと一体に、表面実装型の
リードフレーム端子と上記圧力導入筒とをインサート成
形し、上記圧力導入筒の上記センサケース内の基端部に
上記センサ素子を気密状態に接合し、上記センサケース
と一体の上記リードフレームを、電気的接続用の基板に
表面実装したことを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項2】 被測定圧を導入す金属製の圧力導入筒
と、複数のセンサ素子が各々接続されるリードフレーム
端子を有したリードフレームとを設け、センサ素子を収
容する複数の樹脂製のセンサケースと複数の上記圧力導
入筒とを上記リードフレームと一体的にインサート成形
し、各上記圧力導入筒の上記ケース内の基端部に各々上
記センサ素子を気密状態に接合し、この後上記リードフ
レーム端子を個々のセンサ素子毎に切り離すことを特徴
とする圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09347074A JP3081179B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 圧力センサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Publications (2)
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JPH10170371A true JPH10170371A (ja) | 1998-06-26 |
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Family
ID=18387748
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP09347074A Expired - Lifetime JP3081179B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 圧力センサとその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3081179B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016002448A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 日本精機株式会社 | 圧力検出装置 |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
DE102004012442C5 (de) | 2004-03-13 | 2012-01-26 | Paul Hartmann Ag | Elastisches Bandagesegment |
JP7099159B2 (ja) | 2018-08-10 | 2022-07-12 | 株式会社タダノ | リフタ装置セット、リフタ装置およびその移動用サポータ |
-
1997
- 1997-12-01 JP JP09347074A patent/JP3081179B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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WO2016002448A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 日本精機株式会社 | 圧力検出装置 |
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