JP2010190819A - Sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定媒体の状態に応じた信号を出力可能なセンサチップがその長手方向にて媒体導入方向に平行に配置されるセンサ装置に関するものである。 The present invention relates to a sensor device in which a sensor chip capable of outputting a signal according to the state of a measurement medium is arranged in the longitudinal direction in parallel with the medium introduction direction.
従来、測定媒体の状態に応じた信号を出力可能なセンサチップがその長手方向にて媒体導入方向に平行に配置されるセンサ装置に関する技術として、下記特許文献1に示す圧力センサが知られている。この圧力センサは、センサチップの受圧面が圧力媒体(測定媒体)の導入方向に平行に配置されるとともに、圧力媒体が受圧面や当該受圧面に接続されるボンディングワイヤに直接接触しても圧力検出素子の保護や電気リークを防止するように構成されている。 Conventionally, a pressure sensor shown in the following Patent Document 1 is known as a technique related to a sensor device in which a sensor chip capable of outputting a signal corresponding to the state of a measurement medium is arranged in the longitudinal direction in parallel with the medium introduction direction. . In this pressure sensor, the pressure receiving surface of the sensor chip is arranged in parallel to the introduction direction of the pressure medium (measuring medium), and even if the pressure medium directly contacts the pressure receiving surface or a bonding wire connected to the pressure receiving surface, It is configured to protect the detection element and prevent electrical leakage.
具体的には、特許文献1に記載の圧力センサは、圧力媒体を導入するハウジングと、このハウジングに取り付けられるケースと、このケースに設けられ圧力媒体からの圧力を受ける受圧面を有する圧力検出素子としてのセンサチップと、ケースのうちセンサチップの周囲に設けられたターミナルと、一端部がセンサチップの受圧面側と電気的に接続され、他端部がターミナルと電気的に接続されたボンディングワイヤとを備えている。 Specifically, the pressure sensor described in Patent Document 1 includes a housing that introduces a pressure medium, a case attached to the housing, and a pressure detection element that is provided in the case and receives a pressure from the pressure medium. As a sensor chip, a terminal provided around the sensor chip in the case, a bonding wire having one end electrically connected to the pressure receiving surface side of the sensor chip and the other end electrically connected to the terminal And.
この圧力センサでは、ボンディングワイヤのうち一端部と他端部との間の中間部が圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第1のコーティング材にて被覆されている。また、ボンディングワイヤとセンサチップとの接続部、ボンディングワイヤとターミナルとの接続部、およびセンサチップの受圧面が圧力媒体に対する耐性を有する電気絶縁性の第2のコーティング材にて被覆されている。 In this pressure sensor, an intermediate portion between one end portion and the other end portion of the bonding wire is covered with an electrically insulating first coating material having resistance to a pressure medium. In addition, the connection portion between the bonding wire and the sensor chip, the connection portion between the bonding wire and the terminal, and the pressure receiving surface of the sensor chip are covered with an electrically insulating second coating material having resistance to the pressure medium.
そして、受圧面が圧力媒体の導入方向に対して垂直になるようにセンサチップがケースに設けられている。ボンディングワイヤは、センサチップの受圧面から圧力媒体の導入方向に対して垂直方向に引き伸ばされ、受圧面と同一平面に配置されたターミナルに接続された形態となっている。さらに、ハウジングとケースとは、上記センサチップ、ボンディングワイヤ、そしてターミナルを囲むように配置されたシール部材であるOリングを介してシールされている。 The sensor chip is provided on the case so that the pressure receiving surface is perpendicular to the pressure medium introduction direction. The bonding wire is extended from the pressure receiving surface of the sensor chip in a direction perpendicular to the pressure medium introduction direction, and is connected to a terminal arranged on the same plane as the pressure receiving surface. Further, the housing and the case are sealed through an O-ring which is a seal member arranged so as to surround the sensor chip, the bonding wire, and the terminal.
上記圧力センサにおいては、センサチップの受圧面に圧力媒体が直接導入される構成となっているが、ボンディングワイヤやセンサチップの受圧面がコーティング材で被覆されていることにより、センサチップの保護や電気リークの防止を図ることができるようになっている。 In the pressure sensor, the pressure medium is directly introduced into the pressure receiving surface of the sensor chip. However, the pressure receiving surface of the bonding wire or sensor chip is covered with a coating material, so that the sensor chip can be protected. Electric leakage can be prevented.
しかしながら、上記従来の技術では、測定媒体の導入方向に対して垂直にセンサチップの受圧面を配置しているため、センサチップの受圧面から当該受圧面と同一平面にボンディングワイヤを引き伸ばすことでケースの外径を大きくする必要があった。この場合、ターミナル等を囲むOリングの配置を考慮した外径としなければならない。このように、圧力センサの外径が大きくなってしまうという問題がある。また、測定媒体の温度等を検出するためのセンサ装置でも同様の問題が生じてしまう。 However, in the above prior art, the pressure receiving surface of the sensor chip is arranged perpendicular to the direction of introduction of the measurement medium, so that the bonding wire is extended from the pressure receiving surface of the sensor chip to the same plane as the pressure receiving surface. It was necessary to increase the outer diameter of the. In this case, the outer diameter must be set in consideration of the arrangement of the O-ring surrounding the terminal or the like. Thus, there exists a problem that the outer diameter of a pressure sensor will become large. In addition, a similar problem occurs in a sensor device for detecting the temperature of the measurement medium.
また、ボンディングワイヤに被覆される第1のコーティング材は、測定媒体からボンディングワイヤを保護する機能を果たすものの、ボンディングワイヤに測定媒体の圧力が直接作用してしまう。すなわち、測定媒体の脈動によってボンディングワイヤが切断されてしまい、センサチップとターミナルとの電気的接続が遮断されてしまうという問題があった。 Moreover, although the 1st coating material coat | covered with a bonding wire fulfill | performs the function which protects a bonding wire from a measurement medium, the pressure of a measurement medium will act directly on a bonding wire. That is, there is a problem that the bonding wire is cut by the pulsation of the measurement medium, and the electrical connection between the sensor chip and the terminal is interrupted.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、センサチップとターミナルとの電気的接続の遮断を防止するとともに小型化を図り得るセンサ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sensor device that can prevent electrical connection between a sensor chip and a terminal and can be downsized. There is.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1のセンサ装置では、測定媒体の状態に応じた信号を出力可能なセンシング部を有するセンサチップと、前記測定媒体を前記センシング部に導入するための媒体導入通路が形成されるハウジングと、前記ハウジングに一体に組み付けられて前記センシング部が前記媒体導入通路内に露出するように前記センサチップを支持するとともに前記センシング部からの信号を取り出すためのターミナルを有するコネクタケースと、を備えるセンサ装置であって、前記センサチップは、前記ターミナルに固定された状態で当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入通路を介して前記測定媒体が導入される媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナルとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the sensor device according to claim 1, the sensor chip having a sensing unit capable of outputting a signal according to the state of the measurement medium, and the measurement medium as the sensing unit. A housing in which a medium introduction passage for introduction is formed, and the sensor chip that is assembled integrally with the housing so that the sensing portion is exposed in the medium introduction passage, and receives a signal from the sensing portion And a connector case having a terminal for taking out, wherein the sensor chip is electrically connected to the terminal in a state of being fixed to the terminal, and the longitudinal direction of the sensor chip is the medium introduction The sensing unit so as to be parallel to a medium introduction direction in which the measurement medium is introduced through a passage With the exception the terminal characterized in that it is sealed in the connector case.
請求項2の発明は、請求項1に記載のセンサ装置において、前記センサチップは、前記ターミナルとともに固定部材に固定された状態でバンプを介して当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナル、前記固定部材および前記バンプとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the sensor device according to the first aspect, the sensor chip is electrically connected to the terminal via a bump while being fixed to a fixing member together with the terminal. The connector case is sealed together with the terminal, the fixing member, and the bump except for the sensing portion so that the longitudinal direction is parallel to the medium introduction direction.
請求項3の発明は、請求項1に記載のセンサ装置において、前記センサチップは、前記ターミナルの長手方向に沿う側面と対向する側面間に設けられる接着剤によりこの側面に固定された状態で前記側面間に設けられるバンプを介して当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナル、前記接着剤および前記バンプとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the sensor device according to the first aspect, the sensor chip is fixed to the side surface by an adhesive provided between the side surface facing the side surface along the longitudinal direction of the terminal. Along with the terminal, the adhesive, and the bump except for the sensing unit, which is electrically connected to the terminal via a bump provided between the side surfaces, and the longitudinal direction of the sensor chip is parallel to the medium introduction direction. The connector case is sealed.
請求項4の発明は、請求項1に記載のセンサ装置において、前記センサチップは、前記ターミナルの長手方向一端側の端面である先端面と対向する端面にセンシング部からの信号を出力するための電極が設けられておりこの電極がバンプを介して前記先端面に電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナルおよび前記バンプとともに前記コネクタケースに封止されることにより前記ターミナルに固定されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the sensor device according to the first aspect, wherein the sensor chip outputs a signal from the sensing unit to an end surface facing an end surface that is an end surface on one end side in the longitudinal direction of the terminal. An electrode is provided, the electrode is electrically connected to the tip surface via a bump, and the terminal and the bump except for the sensing portion so that the longitudinal direction of the sensor chip is parallel to the medium introduction direction And it is fixed to the terminal by being sealed in the connector case.
請求項5の発明は、請求項4に記載のセンサ装置において、前記センサチップは、前記ターミナルとともに固定部材に固定されることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the sensor device according to the fourth aspect, wherein the sensor chip is fixed to a fixing member together with the terminal.
請求項6の発明は、請求項1に記載のセンサ装置において、前記センサチップは、前記ターミナルとともに固定部材に固定された状態でボンディングワイヤを介して当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナル、前記固定部材および前記ボンディングワイヤとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the sensor device according to the first aspect, the sensor chip is electrically connected to the terminal via a bonding wire in a state of being fixed to a fixing member together with the terminal, and the sensor chip. The connector case is sealed together with the terminal, the fixing member, and the bonding wire except for the sensing portion so that the longitudinal direction of the connector is parallel to the medium introduction direction.
請求項7の発明は、請求項1に記載のセンサ装置において、前記センサチップは、前記ターミナルの長手方向一端側の端面である先端面と対向する端面間に設けられる接着剤によりこの先端面に固定された状態でボンディングワイヤを介して当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナル、前記接着剤および前記ボンディングワイヤとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sensor device according to the first aspect, the sensor chip is attached to the distal end surface by an adhesive provided between an end surface facing the distal end surface which is an end surface on one end side in the longitudinal direction of the terminal. The terminal, the adhesive, and the bonding, except for the sensing unit, are electrically connected to the terminal via a bonding wire in a fixed state, and the longitudinal direction of the sensor chip is parallel to the medium introduction direction. The connector case is sealed together with a wire.
請求項8の発明は、請求項1に記載のセンサ装置において、前記ターミナルは、その長手方向一端側に設けられる2つの導通部材が互いに近接するように付勢されて構成され、前記センサチップは、前記両導通部材に挟持されることにより前記ターミナルに固定された状態で当該両導通部材のいずれか一方を介して当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナルとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the sensor device according to claim 1, wherein the terminal is configured such that two conducting members provided on one end side in the longitudinal direction are biased so as to be close to each other, and the sensor chip is In addition, the sensor chip is electrically connected to the terminal via either one of the two conductive members while being fixed to the terminal by being sandwiched between the two conductive members, and the longitudinal direction of the sensor chip is the medium introduction direction. The connector case is sealed together with the terminal except for the sensing part so as to be parallel to the connector.
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセンサ装置において、前記センサチップは、前記ターミナルとの電気的接続部位が封止部材により封止された状態で当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナルおよび前記封止部材とともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする。 The invention of claim 9 is the sensor device according to any one of claims 1 to 8, wherein the sensor chip is connected to the terminal in a state in which an electrical connection portion with the terminal is sealed by a sealing member. The sensor chip is sealed in the connector case together with the terminal and the sealing member except for the sensing portion so that the longitudinal direction of the sensor chip is parallel to the medium introduction direction. .
請求項10の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載のセンサ装置において、前記ハウジングは、そのコネクタケース側の外周部に当該ハウジングを締結させるための締結部が形成されるとともに、前記コネクタケースに組み付けられるとき前記センシング部が前記媒体導入通路の反コネクタケース側の開口部に近接するか当該開口部から突出するように前記媒体導入通路に沿う方向の長さが短く形成されることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the sensor device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the housing is formed with a fastening portion for fastening the housing to an outer peripheral portion of the connector case side. When the sensor case is assembled to the connector case, the sensing portion is formed in a short length in the direction along the medium introduction passage so that the sensing portion is close to or protrudes from the opening on the side opposite to the connector case of the medium introduction passage. It is characterized by that.
請求項1の発明では、センサチップは、そのセンシング部がハウジングの媒体導入通路内に露出するようにコネクタケースに支持される。そして、センサチップは、ターミナルに固定された状態で当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が媒体導入方向に平行となるようにセンシング部を除きターミナルとともにコネクタケースに封止される。 In the invention of claim 1, the sensor chip is supported by the connector case so that the sensing portion thereof is exposed in the medium introduction passage of the housing. The sensor chip is electrically connected to the terminal in a state of being fixed to the terminal, and is sealed in the connector case together with the terminal except for the sensing portion so that the longitudinal direction of the sensor chip is parallel to the medium introduction direction. The
これにより、媒体導入方向に対して垂直方向(以下、径方向ともいう)におけるセンサチップの幅を小さくしてセンサ装置を小型化することができ、かつ、センサチップとターミナルとを電気的に接続した状態でコネクタケースに封止することで電気的接続の遮断を防止することができる。
したがって、センサチップとターミナルとの電気的接続の遮断を防止するとともに当該センサ装置の小型化を図ることができる。
As a result, the width of the sensor chip in the direction perpendicular to the medium introduction direction (hereinafter also referred to as the radial direction) can be reduced to reduce the size of the sensor device, and the sensor chip and the terminal can be electrically connected. Sealing in the connector case in the state of being made can prevent the electrical connection from being interrupted.
Therefore, the electrical connection between the sensor chip and the terminal can be prevented from being interrupted, and the sensor device can be downsized.
請求項2の発明では、センサチップは、ターミナルとともに固定部材に固定された状態でバンプを介して当該ターミナルに電気的に接続され、センシング部を除きターミナル、固定部材およびバンプとともにコネクタケースに封止される。 In the invention of claim 2, the sensor chip is electrically connected to the terminal through the bump in a state of being fixed to the fixing member together with the terminal, and sealed in the connector case together with the terminal, the fixing member and the bump except for the sensing portion. Is done.
これにより、センサチップはターミナルとともに固定部材に固定されるので、当該センサ装置に対して衝撃や振動等が作用する場合や当該センサ装置を製造する場合でもバンプを介した電気的接続の遮断を確実に防止することができる。特に、上記電気的接続はバンプを介しているので、バンプを含めた電気的接続部がコネクタケースへの封止成形時に邪魔になることもない。 As a result, the sensor chip is fixed to the fixing member together with the terminal, so that the electrical connection via the bumps is surely cut off even when impact or vibration acts on the sensor device or when the sensor device is manufactured. Can be prevented. In particular, since the electrical connection is via bumps, the electrical connection part including the bumps does not interfere with the molding of the connector case.
請求項3の発明では、センサチップは、ターミナルの長手方向に沿う側面と対向する側面間に設けられる接着剤によりこの側面に固定された状態で上記側面間に設けられるバンプを介して当該ターミナルに電気的に接続され、センシング部を除きターミナル、接着剤およびバンプとともにコネクタケースに封止される。 In a third aspect of the invention, the sensor chip is attached to the terminal via a bump provided between the side surfaces while being fixed to the side surface by an adhesive provided between the side surfaces facing the longitudinal direction of the terminal. It is electrically connected and sealed in the connector case together with the terminal, adhesive and bump except for the sensing part.
これにより、センサチップおよびターミナルに対して別部材で固定することなく双方の接続が強化されるので、別部材で固定する場合と比較して、センサ装置の小型化をさらに図ることができる。特に、接着剤が設けられる側面間の隙間を当該接着剤の塗布量等により調整できるため、バンプによる電気的接合部に無理な負荷が作用しないので、バンプ接合の信頼性を向上させることができる。 Thereby, since both connection is strengthened, without fixing with a separate member with respect to a sensor chip and a terminal, compared with the case where it fixes with a separate member, size reduction of a sensor apparatus can further be achieved. In particular, since the gap between the side surfaces on which the adhesive is provided can be adjusted by the application amount of the adhesive and the like, an unreasonable load does not act on the electrical joint portion by the bump, so that the reliability of the bump joint can be improved. .
請求項4の発明では、センサチップは、ターミナルの先端面と対向する端面にセンシング部からの信号を出力するための電極が設けられておりこの電極がバンプを介して先端面に電気的に接続され、センシング部を除きターミナルおよびバンプとともにコネクタケースに封止される。 In the invention of claim 4, the sensor chip is provided with an electrode for outputting a signal from the sensing portion on the end surface facing the tip surface of the terminal, and this electrode is electrically connected to the tip surface via the bump. The connector case is sealed together with the terminals and bumps except for the sensing portion.
これにより、センサチップとターミナルとが長手方向にて一直線上に配置されることとなるため、電気的接続部における径方向の寸法が小さくなり、センサ装置の小型化をさらに図ることができる。 Accordingly, since the sensor chip and the terminal are arranged in a straight line in the longitudinal direction, the radial dimension of the electrical connection portion is reduced, and the sensor device can be further miniaturized.
請求項5の発明では、請求項4の発明に対して、センサチップは、ターミナルとともに固定部材に固定されて封止されるため、センサチップとターミナルとの接続がより強化されるので、当該各電気的接続部の遮断を確実に防止することができる。 In the invention of claim 5, in contrast to the invention of claim 4, the sensor chip is fixed to the fixing member together with the terminal and sealed, so that the connection between the sensor chip and the terminal is further strengthened. The electrical connection portion can be reliably prevented from being interrupted.
請求項6の発明では、センサチップは、ターミナルとともに固定部材に固定された状態でボンディングワイヤを介して当該ターミナルに電気的に接続され、センシング部を除きターミナル、固定部材およびボンディングワイヤとともにコネクタケースに封止される。 In the invention of claim 6, the sensor chip is electrically connected to the terminal through a bonding wire in a state of being fixed to the fixing member together with the terminal, and is attached to the connector case together with the terminal, the fixing member and the bonding wire except for the sensing portion. Sealed.
これにより、センサチップはターミナルとともに固定部材に固定されるので、当該センサ装置に対して衝撃や振動等が作用する場合や当該センサ装置を製造する場合でもボンディングワイヤを介した電気的接続の遮断を確実に防止することができる。 As a result, the sensor chip is fixed to the fixing member together with the terminal, so that the electrical connection through the bonding wire is interrupted even when an impact, vibration or the like acts on the sensor device or when the sensor device is manufactured. It can be surely prevented.
請求項7の発明では、センサチップは、ターミナルの先端面と対向する端面間に設けられる接着剤によりこの先端面に固定された状態でボンディングワイヤを介して当該ターミナルに電気的に接続され、センシング部を除きターミナル、接着剤およびボンディングワイヤとともにコネクタケースに封止される。 In the invention of claim 7, the sensor chip is electrically connected to the terminal via a bonding wire in a state of being fixed to the tip surface by an adhesive provided between the end surfaces facing the tip surface of the terminal, and sensing. The connector case is sealed together with the terminal, adhesive and bonding wire except for the portion.
これにより、センサチップおよびターミナルに対して別部材で固定することなく双方の接続が強化されるので、別部材で固定する場合と比較して、センサ装置の小型化をさらに図ることができる。特に、センサチップとターミナルとが長手方向にて一直線上に配置されることとなるため、ボンディングワイヤによる電気的接続部における径方向の寸法が小さくなり、センサ装置の小型化をさらに図ることができる。 Thereby, since both connection is strengthened, without fixing with a separate member with respect to a sensor chip and a terminal, compared with the case where it fixes with a separate member, size reduction of a sensor apparatus can further be achieved. In particular, since the sensor chip and the terminal are arranged in a straight line in the longitudinal direction, the radial dimension of the electrical connection portion by the bonding wire is reduced, and the sensor device can be further miniaturized. .
請求項8の発明では、センサチップは、両導通部材に挟持されることによりターミナルに固定された状態で両導通部材のいずれか一方を介して当該ターミナルに電気的に接続され、センシング部を除きターミナルとともにコネクタケースに封止される。 In the invention of claim 8, the sensor chip is electrically connected to the terminal via either one of the two conductive members while being fixed to the terminal by being sandwiched between the two conductive members, except for the sensing unit. Sealed in the connector case together with the terminal.
これにより、センサチップとターミナルとの接続が強化されるので、各電気的接続部の遮断を確実に防止することができる。また、センサチップとターミナルとの電気的接続時における双方の位置決め工程が簡素化されるので、製造コストを低減することができる。 Thereby, since the connection between the sensor chip and the terminal is strengthened, it is possible to reliably prevent the electrical connection portions from being interrupted. Moreover, since the positioning process of both at the time of electrical connection between the sensor chip and the terminal is simplified, the manufacturing cost can be reduced.
請求項9の発明では、センサチップは、ターミナルとの電気的接続部位が封止部材により封止された状態で当該ターミナルに電気的に接続され、センシング部を除きターミナルおよび封止部材とともにコネクタケースに封止される。 In the invention of claim 9, the sensor chip is electrically connected to the terminal in a state in which the electrical connection portion with the terminal is sealed by the sealing member, and the connector case together with the terminal and the sealing member except for the sensing portion Sealed.
このように封止部材によりセンサチップとターミナルとの接続が強化されるので、各電気的接続部の遮断を確実に防止することができる。 As described above, since the connection between the sensor chip and the terminal is reinforced by the sealing member, it is possible to reliably prevent the electrical connection portions from being blocked.
請求項10の発明では、ハウジングは、そのコネクタケース側の外周部に当該ハウジングを締結させるための締結部が形成される。そして、ハウジングは、コネクタケースに組み付けられるときセンシング部が媒体導入通路の反コネクタケース側の開口部に近接するか当該開口部から突出するように媒体導入通路に沿う方向の長さが短く形成される。
In the invention of
これにより、センサチップのセンシング部を、ハウジングが締結される被測定部位の測定媒体に近接させることができるので、センシング部による測定媒体に対する検出精度を高めることができる。 Thereby, since the sensing part of a sensor chip can be made to adjoin to the measurement medium of the measured part to which a housing is fastened, the detection accuracy with respect to the measurement medium by a sensing part can be raised.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態に係るセンサ装置について図を参照して説明する。図1は、本第1実施形態に係るセンサ装置10の概略構成を示す断面図である。図2は、図1のセンサチップ40周辺の拡大断面図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a sensor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a
本第1実施形態に係るセンサ装置10は、例えば、自動車に搭載され、燃料配管中の燃料を測定媒体としてその圧力や温度、誘電率等を検出可能なセンサ装置として採用される。このセンサ装置10は、図1に示すように、測定媒体の状態に応じた信号を出力可能なセンシング部40aを有するセンサチップ40と、測定媒体をセンシング部40aに導入するための媒体導入孔34が形成されるハウジング30と、ハウジング30に一体に組み付けられてセンシング部40aが媒体導入孔34内に露出するようにセンサチップ40を支持するコネクタケース20と、を備えて構成されている。
The
コネクタケース20は、センシング部40aにより検出された測定媒体の状態に応じた信号を外部に出力するためのコネクタをなすものであり、センシング部40aを除くセンサチップ40を、PPS(ポリフェニレンサルファイド)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂により封止するようにインサート成形することにより形成されたものである。本第1実施形態では、コネクタケース20は例えば円柱状をなしている。
The
また、コネクタケース20には、金属の棒状部材で構成されたターミナル22が複数インサート成形されている。各ターミナル22の一端部は、コネクタケース20内にインサート成形された状態になっており、コネクタケース20から露出せずに封止された状態になっている。
The
他方、ターミナル22の他端部は、コネクタケース20の他端部20bに設けられた開口部23内に露出するように配置されている。すなわち、コネクタケース20において開口部23が設けられた他端部20bは、当該開口部23内に位置する各ターミナル22の他端部とともに、センサ装置10におけるコネクタ部として構成される。つまり、図示しない外部コネクタが開口部23に接続され、自動車のECU等の配線部材を介して電気的に接続される。このようなターミナル22の材質として、例えば銅などの電導材料が採用される。
On the other hand, the other end of the terminal 22 is disposed so as to be exposed in the
上記構成を有するコネクタケース20の一端部20aには、円柱状のハウジング30が組み付けられている。具体的には、ハウジング30の他端部30bには収容凹部31が形成されており、この収容凹部31内にコネクタケース20の一端部20aが挿入されることで、コネクタケース20とハウジング30とが組み付けられる構成となっている。
A
このハウジング30は、切削や冷間鍛造等により加工された中空形状の金属製のケースであり、ハウジング30の一端部30aの外周部には、燃料配管等の被測定体に締結させる締結部としてネジ部32が形成されている。また、ハウジング30の一端部30aの端面中央には開口部33が形成されるとともに、この開口部33からハウジング30の他端部30bに延びる媒体導入孔34が形成されており、この媒体導入孔34が媒体導入通路としての役割を果たす。このようなハウジング30において、測定媒体は媒体導入孔34を介してハウジング30の一端側から他端側に導入される。
The
以下では、測定媒体が媒体導入孔34をハウジング30の一端部30aの開口部33から他端側へ向かう方向を媒体導入方向という。
Hereinafter, the direction in which the measurement medium moves from the
コネクタケース20の先端面21には、当該コネクタケース20から突出するセンサチップ40を囲むように環状の溝24が形成されており、この溝24内にはシール用のOリング51およびバックアップリング52が配設されている。バックアップリング52は、樹脂で形成されたものであり、高圧力測定のために採用されている。
An
そして、ハウジング30のうち収容凹部31側の端部がコネクタケース20の一端部20aにかしめられることで、かしめ部35が形成され、ハウジング30内がシールされるとともに、ハウジング30とコネクタケース20とが組み付けられて一体化される。
Then, the end of the
図2に示すように、センサチップ40は、測定媒体の状態に応じた信号を出力可能なセンシング部40aと、このセンシング部40aに対する駆動信号の出力や外部への検出用信号の出力、センシング部40aからの信号を入力し、演算・増幅処理して外部へ出力する等の機能を有する制御回路等を備える回路部40bとを有している。そして、センシング部40aは、測定媒体の圧力を検出するための圧力検出部41と、測定媒体の温度を検出するための温度検出部42と、測定媒体の誘電率を検出するための誘電率検出部43とから構成される。
As shown in FIG. 2, the
本第1実施形態では、センサチップ40は、例えば長方形の板状をなしており、その長手方向が媒体導入方向に平行であってその短手方向が媒体導入方向に垂直に配置されている。これにより、媒体導入方向に対して垂直方向(以下、径方向ともいう)におけるセンサチップ40の幅を小さくして当該センサ装置10を小型化している。
In the first embodiment, the
具体的には、センサチップ40は、板状の第1シリコン基板44と、第1シリコン基板44上に配置された絶縁層45と、この絶縁層45上に配置された第2シリコン基板46とを備えて構成されている。すなわち、絶縁層45が第1シリコン基板44と第2シリコン基板46とによって挟まれた形態となっている。
Specifically, the
第1シリコン基板44において絶縁層が設けられた面に回路部40bが設けられている。この回路部40bは、半導体プロセスなどにより形成されたトランジスタ素子や各種配線などによって構成されたものであり、センシング部40aから入力される信号の処理を行うものである。
The
絶縁層45は、例えばシリコン酸化膜(SiO2)などからなる電気絶縁性の膜であり、第1シリコン基板44と第2シリコン基板46とを接合固定するとともに、第2シリコン基板46と回路部40bとの電気絶縁を担う絶縁性接合層として機能するものである。
The insulating
また、両シリコン基板44,46および絶縁層45で構成される積層構造内には、空洞47が設けられている。この空洞47は、絶縁層45がエッチング等によって開口されて形成された凹部を両シリコン基板44,46で覆うことにより気密に区画され構成されている。すなわち、空洞47は、気密に封止され真空などの一定圧力を有する圧力基準室として構成されている。
In addition, a
そして、第2シリコン基板46のうち空洞47に対向する部位に圧力検出部41が設けられている。具体的には、空洞47に対応する位置にある第2シリコン基板46の部分がダイアフラム41aとして構成され、このダイアフラム41aは、第2シリコン基板46において絶縁層45が設けられた面とは反対側の面に作用する測定媒体の圧力に応じて歪むようになっている。すなわち、第2シリコン基板46において絶縁層45が設けられる面とは反対の面は受圧面となっている。
A
また、ダイアフラム41aにおいて空洞47に対向する部位に、不純物の注入・拡散などにより歪みゲージ41bが構成されている。この歪みゲージ41bによってブリッジ回路が形成されており、ダイアフラム41aの歪みによる当該ブリッジ回路の抵抗値変化が検出されるようになっている。このように、圧力検出部41は、ダイアフラム41aおよび歪みゲージ41bによって構成されている。
In addition, a
この歪みゲージ41bは、第1シリコン基板44に設けられる回路部40bと電気的に接続されており、ダイアフラム41aが受けた圧力が歪みゲージ41bによって圧力信号に変換され、この圧力信号が回路部40bに入力されることで信号処理されるようになっている。
The
温度検出部42は、圧力検出部41よりも反回路部側であって第2シリコン基板46に埋め込まれるように形成されており、当該温度検出部42は、例えば、抵抗体温度センサやダイオード温度センサ等により構成されている。当該温度検出部42では、検出される温度に応じた温度信号が回路部40bに入力されることで信号処理されるようになっている。
The
誘電率検出部43は、圧力検出部41よりも回路部側であって第2シリコン基板46の表面上に設けられており、当該誘電率検出部43は、例えば、櫛歯状の電極を備え各電極間の静電容量に応じて誘電率を検出するように構成されている。当該誘電率検出部43では、検出される誘電率に応じた誘電率信号が回路部40bに入力されることで信号処理されるようになっている。
The dielectric
また、第1シリコン基板44の表面には、センシング部40aにて検出される測定媒体の状態に応じて回路部40bから出力される信号を取り出すための電極48が、複数設けられている。
In addition, a plurality of
このように構成されるセンサチップ40は、各ターミナル22とともに断面L字状であって非導電性の固定部材61に固定された状態で、各電極48がバンプ62を介して対応するターミナル22にそれぞれ電気的に接続されている。
The
そして、センサチップ40は、図1および図2に示すように、センシング部40aを除き各ターミナル22の一端部、固定部材61および各バンプ62とともにコネクタケース20に封止されている。また、センサチップ40は、その長手方向が媒体導入方向に平行であってセンシング部40aが媒体導入孔34内に露出するように、コネクタケース20から突出している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、センサチップ40とコネクタケース20の先端面21との境界部分には、シール部材53が設けられている。これにより、測定媒体がセンサチップ40とコネクタケース20の先端面21との境界を介してコネクタケース20内に進入することを抑制している。
Further, a
さらに、センサチップ40とコネクタケース20との接合部には図示しないシール材が設けられている。これにより、測定媒体がセンサチップ40とコネクタケース20との接合部を介してコネクタケース20内に進入することを抑制している。
Further, a sealing material (not shown) is provided at the joint between the
次に、センサチップ40が設置されたコネクタケース20の製造方法および上記センサ装置10の製造方法について述べる。まず、センサチップ40が設置されたコネクタケース20の製造方法について説明する。
Next, a manufacturing method of the
まず、各ターミナル22、センサチップ40および固定部材61を用意する。具体的には、銅合金である金属板をプレス加工して複数のターミナル22を形成する。また、板状の第1シリコン基板44の一面に回路部40bを設け、さらに第1シリコン基板44上に回路部40bを覆うように絶縁層45を形成する。そして、絶縁層45のうち空洞47となる部分をエッチング等により開口する。他方、一面に歪みゲージ41b,温度検出部42および誘電率検出部43を形成した第2シリコン基板46を用意し、歪みゲージ41bが空洞47に対向するように絶縁層45に第2シリコン基板46を貼り付けて、センサチップ40を構成する。
First, each terminal 22, the
続いて、センサチップ40と各ターミナル22とを固定部材61に固定した後、センサチップ40の各電極48と対応するターミナル22とをバンプ62を介してそれぞれ電気的に接続する。なお、各電極48と対応するターミナル22とをバンプ62を介してそれぞれ電気的に接続した後にセンサチップ40と各ターミナル22とを固定部材61に固定してもよい。
Subsequently, after the
そして、固定部材61により固定されかつ各バンプ62により電気的に接続されたセンサチップ40および各ターミナル22の一端部を所定の金型に配置した後に、この金型に溶融させた樹脂を流し込む。このとき、センサチップ40の表面の一部に図示しないシール材を設けることにより、当該シール材によりセンサチップ40とコネクタケース20との接合部のシール性を向上させている。
Then, after the
このようにして、センサチップ40および各ターミナル22の電気的接続部が樹脂により封止されるとともに開口部23や溝24が形成され、センサチップ40の一部が突出するコネクタケース20が完成する。
In this manner, the electrical connection portion of the
次に、上記センサ装置10の製造方法について説明する。まず、図1に示すセンサチップ40の一部が突出するコネクタケース20を用意する。また、コネクタケース20の先端面21の溝24にバックアップリング52およびOリング51を配置する。
Next, a method for manufacturing the
他方、収容凹部31、ネジ部32および媒体導入孔34等が形成されたハウジング30を用意する。続いて、ハウジング30を上から水平を保ったまま、コネクタケース20に嵌合するように降ろす。
On the other hand, a
この後、ハウジング30の端部をコネクタケース20の一端部20aにかしめることにより、かしめ部35を形成する。こうして、ハウジング30とコネクタケース20とを一体化することにより、かしめ部35によるコネクタケース20とハウジング30との組み付け固定がなされる。このようにして、図1に示すセンサ装置10が完成する。
Thereafter, the
次に、本第1実施形態に係るセンサ装置10の基本的な検出動作について説明する。
センサ装置10は、ハウジング30のネジ部32を介して、上述のように車両における燃料配管等に取り付けられる。そして、例えば、測定媒体として燃料がハウジング30の開口部33より媒体導入孔34を介してセンサチップ40のセンシング部40aに導入される。
Next, a basic detection operation of the
The
すると、導入された燃料の燃料圧がセンシング部40aの圧力検出部41のダイアフラム41aに作用する。そして、作用する圧力に応じた圧力信号がセンサ信号として、圧力検出部41から回路部40bに出力される。また、導入された燃料の温度に応じた温度信号がセンサ信号として、温度検出部42から回路部40bに出力される。また、導入された燃料の誘電率に応じた誘電率信号がセンサ信号として、誘電率検出部43から回路部40bに出力される。
Then, the fuel pressure of the introduced fuel acts on the
こうして回路部40bにて処理されたセンサ信号は、バンプ62およびターミナル22を介して外部回路へ伝達されることで、例えば、燃料圧や燃料温度、燃料の誘電率が検出されることとなる。このようにして、センサ装置10における測定媒体の状態の検出が行なわれる。
The sensor signal thus processed by the
以上説明したように、本第1実施形態に係るセンサ装置10では、センサチップ40は、そのセンシング部40aがハウジング30の媒体導入孔34内に露出するようにコネクタケース20に支持される。そして、センサチップ40は、各ターミナル22に固定された状態で当該ターミナル22に電気的に接続され、当該センサチップ40の長手方向が媒体導入方向に平行となるようにセンシング部40aを除き各ターミナル22とともにコネクタケース20に封止されている。
As described above, in the
これにより、径方向におけるセンサチップ40の幅を小さくしてセンサ装置10を小型化することができ、かつ、センサチップ40と各ターミナル22とを電気的に接続した状態でコネクタケース20に封止することで電気的接続の遮断を防止することができる。
したがって、センサチップ40と各ターミナル22との電気的接続の遮断を防止するとともに当該センサ装置10の小型化を図ることができる。
Accordingly, the
Therefore, the electrical connection between the
また、本第1実施形態に係るセンサ装置10では、センサチップ40は、各ターミナル22とともに固定部材61に固定された状態でバンプ62を介して当該各ターミナル22に電気的に接続され、センシング部40aを除き各ターミナル22、固定部材61およびバンプ62とともにコネクタケース20に封止されている。
In the
これにより、センサチップ40は各ターミナル22とともに固定部材61に固定されるので、当該センサ装置10に対して衝撃や振動等が作用する場合や当該センサ装置10を製造する場合でもバンプ62を介した電気的接続の遮断を確実に防止することができる。特に、上記電気的接続はバンプ62を介しているので、バンプ62を含めた電気的接続部がコネクタケース20へのインサート成形時に邪魔になることもない。
As a result, the
図3は、第1実施形態の変形例に係るセンサ装置10のセンサチップ40周辺を示す拡大断面図である。
第1実施形態の変形例として、図3に示すように、上述した固定部材61を廃止し、センサチップ40および各ターミナル22をアンダーフィル等の接着機能を有する接着剤63により固定するとともに各電極48と対応するターミナル22とをバンプ62を介して電気的に接続してもよい。このとき、接着剤63は、センサチップ40の長手方向に沿う側面とターミナル22の長手方向に沿う側面との対向する側面間に設けられる。なお、接着剤63には、インサート成形時の高温でも接着固定が維持される材料を採用する。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the
As a modification of the first embodiment, as shown in FIG. 3, the fixing
これにより、センサチップ40および各ターミナル22に対して別部材で固定することなく双方の接続が強化されるので、別部材で固定する場合と比較して、センサ装置10の小型化をさらに図ることができる。特に、接着剤63が設けられる側面間の隙間を当該接着剤63の塗布量等により調整できるため、バンプ62による電気的接合部に無理な負荷が作用しないので、バンプ接合の信頼性を向上させることができる。
Thereby, since both connection is strengthened, without fixing to the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係るセンサ装置10について、図4を参照して説明する。図4は、本第2実施形態に係るセンサ装置10のセンサチップ70周辺を示す拡大断面図である。
[Second Embodiment]
Next, a
図4に示すように、本第2実施形態では、センサチップ40に代えてセンサチップ70を採用するとともに、固定部材61を廃止する点が、上記第1実施形態にて述べたセンサ装置と主に異なる。したがって、第1実施形態のセンサ装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIG. 4, in the second embodiment, the
センサチップ70は、上述したセンサチップ40と異なり、各電極48にそれぞれ電気的に接続する断面L字状の電極48aの一部がターミナル22の長手方向一端側の端面である先端面22aと対向する端面に複数形成されている。
Unlike the
具体的には、各電極48aは、例えば、各センサチップが切断される前のウエハ段階でありセンシング部40a等が形成された各センサチップ間であって各電極48近傍に凹部を形成し、各電極48および凹部上に電極48aを形成するためのアルミニウム材料などをCVD等により所定の位置に堆積した後、各凹部の底部を取り除くようにダイシング処理を施すことによりそれぞれ形成される。
Specifically, each
このように構成されるセンサチップ70が設置されたコネクタケース20の製造方法について説明する。
まず、上記センサチップ70と各ターミナル22とを用意し、センサチップ70の各電極48aと対応するターミナル22の先端面22aとを対向させた状態で、バンプ62を介してそれぞれ電気的に接続する。
A method for manufacturing the
First, the
そして、これらセンサチップ70および各ターミナル22の一端部を所定の金型に配置した後に、この金型に溶融させた樹脂を流し込む。このようにして、センサチップ70および各ターミナル22の電気的接続部が樹脂により封止されるとともに開口部23や溝24が形成され、センサチップ70の一部が突出するコネクタケース20が完成する。
And after arrange | positioning the
上述のように、本第2実施形態に係るセンサ装置10では、センサチップ70は、各ターミナル22の先端面22aと対向する端面に各電極48aが設けられておりこれら各電極48aがバンプ62を介して先端面22aに電気的に接続され、当該センサチップ70の長手方向が媒体導入方向に平行となるようにセンシング部40aを除き各ターミナル22およびバンプ62とともにコネクタケース20に封止される。
As described above, in the
これにより、センサチップ70と各ターミナル22とが長手方向にて一直線上に配置されることとなるため、電気的接続部における径方向の寸法が小さくなり、センサ装置10の小型化をさらに図ることができる。
Thereby, since the
図5は、第2実施形態の変形例に係るセンサ装置10のセンサチップ70周辺を示す拡大断面図である。
第2実施形態の変形例として、図5に示すように、センサチップ70と各ターミナル22とを固定するための固定部材71を設けてもよい。これにより、センサチップ70と各ターミナル22との接続がより強化されるので、当該各電気的接続部の遮断を確実に防止することができる。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the
As a modification of the second embodiment, as shown in FIG. 5, a fixing
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係るセンサ装置10について、図6を参照して説明する。図6は、本第3実施形態に係るセンサ装置10のセンサチップ80周辺を示す拡大断面図である。
[Third Embodiment]
Next, a
図6に示すように、本第3実施形態では、センサチップ40、固定部材61およびバンプ62に代えて、センサチップ80、固定部材81およびボンディングワイヤ82を採用する点が、上記第1実施形態にて述べたセンサ装置と主に異なる。したがって、第1実施形態のセンサ装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIG. 6, in the third embodiment, the
センサチップ80は、上述したセンサチップ40と異なり、回路部40bからの信号を取り出すための電極48が第2シリコン基板46の表面に形成されている。
Unlike the
そして、このように構成されるセンサチップ80と各ターミナル22とを一直線状に配置した状態にて非導電性の固定部材81に固定した後に、センサチップ80の各電極48と対応するターミナル22とをボンディングワイヤ82によりそれぞれ電気的に接続する。
Then, after the
そして、これらセンサチップ80および各ターミナル22の一端部を所定の金型に配置した後に、この金型に溶融させた樹脂を流し込む。このようにして、センサチップ80および各ターミナル22の電気的接続部が樹脂により封止されるとともに開口部23や溝24が形成され、センサチップ80の一部が突出するコネクタケース20が完成する。
And after arrange | positioning the end part of these
上述のように、本第3実施形態に係るセンサ装置10では、センサチップ80は、各ターミナル22とともに固定部材81に固定された状態でボンディングワイヤ82を介して当該各ターミナル22に電気的に接続され、センシング部40aを除きターミナル22、固定部材81およびボンディングワイヤ82とともにコネクタケース20に封止される。
As described above, in the
これにより、センサチップ80は各ターミナル22とともに固定部材81に固定されるので、当該センサ装置10に対して衝撃や振動等が作用する場合や当該センサ装置10を製造する場合でもボンディングワイヤ82を介した電気的接続の遮断を確実に防止することができる。
As a result, the
図7は、第3実施形態における第1の変形例に係るセンサ装置10のセンサチップ80周辺を示す拡大断面図である。
第3実施形態の変形例として、図7に示すように、上述した固定部材81を廃止し、センサチップ80および各ターミナル22をアンダーフィル等の接着機能を有する接着剤83により固定するとともに各電極48と対応するターミナル22とをボンディングワイヤ82を介して電気的に接続してもよい。このとき、接着剤83は、ターミナル22の先端面22aとこの先端面22aに対向するセンサチップ80の端面との端面間に設けられる。なお、接着剤83には、インサート成形時の高温でも接着固定が維持される材料を採用する。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the
As a modification of the third embodiment, as shown in FIG. 7, the fixing
これにより、センサチップ80および各ターミナル22に対して別部材で固定することなく双方の接続が強化されるので、別部材で固定する場合と比較して、センサ装置10の小型化をさらに図ることができる。特に、センサチップ80と各ターミナル22とが長手方向にて一直線上に配置されることとなるため、ボンディングワイヤ82による電気的接続部における径方向の寸法が小さくなり、センサ装置10の小型化をさらに図ることができる。
Thereby, since both connection is strengthened, without fixing to the
図8は、第3実施形態における第2の変形例に係るセンサ装置10のセンサチップ80周辺を示す拡大断面図である。
第3実施形態の第2の変形例として、図8に示すように、上述した固定部材81を廃止し、センサチップ80および各ターミナル22を接着剤83により固定するとともに各電極48と対応するターミナル22とをボンディングワイヤ82を介して電気的に接続してもよい。このとき、接着剤83は、センサチップ80の長手方向に沿う側面とターミナル22の長手方向に沿う側面との対向する側面間に設けられる。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the
As a second modification of the third embodiment, as shown in FIG. 8, the fixing
このようにしても、センサチップ80および各ターミナル22に対して別部材で固定することなく双方の接続が強化されるので、別部材で固定する場合と比較して、センサ装置10の小型化をさらに図ることができる。
Even if it does in this way, since both connection is strengthened without fixing to the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係るセンサ装置10について、図9を参照して説明する。図9は、本第4実施形態に係るセンサ装置10のセンサチップ40周辺を示す拡大断面図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a
図9に示すように、本第4実施形態では、固定部材61およびバンプ62を廃止するとともに、ターミナル22に代えてターミナル22bを採用する点が、上記第1実施形態にて述べたセンサ装置と主に異なる。したがって、第1実施形態のセンサ装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIG. 9, in the fourth embodiment, the fixing
ターミナル22bは、その長手方向一端側(センサチップ側)に設けられる2つの導通部材25,26が互いに近接するように付勢されて構成されている。そして、センサチップ40は、両導通部材25,26に挟持されることによりターミナル22bに固定された状態で導通部材25および電極48を介して当該ターミナル22bに電気的に接続されている。
The terminal 22b is configured to be urged so that two
特に、導通部材26は、その中間部位26aが湾曲状に形成されているため、その先端部26bが導通部材25に近接するように弾性的に付勢されるので、センサチップ40が両導通部材25,26に挟持される際に、導通部材26からの付勢力により導通部材25と電極48とを確実に導通させることができる。
In particular, the conducting
なお、第2シリコン基板46側に電極48が配置される場合には、例えば、導通部材26と対応する電極48とが電気的に接続されてもよい。また、上述したターミナル22を一方の導通部材とし、このターミナル22に対して一端側が固定され他端側が当該ターミナル22の先端部に付勢される導通部材を他方の導通部材として設けるようにしてもよい。
In the case where the
そして、このように構成される各ターミナル22bの両導通部材25,26によりセンサチップ40を挟持するとともに導通部材25および電極48を介してセンサチップ40と各ターミナル22bとが電気的に接続される。
The
上述のように、本第4実施形態に係るセンサ装置10では、センサチップ40は、両導通部材25,26に挟持されることにより各ターミナル22bに固定された状態で導通部材25を介して当該各ターミナル22bにそれぞれ電気的に接続され、センシング部40aを除きターミナル22bとともにコネクタケース20に封止される。
As described above, in the
これにより、センサチップ40とターミナル22bとの接続が強化されるので、各電気的接続部の遮断を確実に防止することができる。また、センサチップ40とターミナル22bとの電気的接続時における双方の位置決め工程が簡素化されるので、製造コストを低減することができる。
Thereby, since the connection between the
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態に係るセンサ装置10について、図10を参照して説明する。図10は、本第5実施形態に係るセンサ装置10のセンサチップ40周辺を示す拡大断面図である。
[Fifth Embodiment]
Next, a
図10に示すように、本第5実施形態では、センサチップ40と各ターミナル22との電気的接続部位が封止部材90により封止された状態で当該各ターミナル22にそれぞれ電気的に接続される点が、上記第1実施形態にて述べたセンサ装置と主に異なる。したがって、第1実施形態のセンサ装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIG. 10, in the fifth embodiment, the electrical connection portion between the
封止部材90は、例えば、エポキシ等の熱硬化性樹脂により構成されており、センサチップ40および各ターミナル22は、インサート成形してコネクタケース20を形成する前に、各電気的接続部が封止部材90によりプリモールドされる。このプリモールドは、例えば、大量生産を前提にした低コストを目的としてトランスファー形成により形成される。また、後述するように封止部材90はコネクタケース20に対してインサート成形されるため、当該封止部材90を構成する材料として熱硬化性樹脂が採用されており、コネクタケース20は、上記第1実施形態と同様に、PPS(ポリフェニレンサルファイド)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂が採用されている。
The sealing
上述のように、本第5実施形態に係るセンサ装置10では、センサチップ40は、各ターミナル22との電気的接続部位が封止部材90により封止された状態で当該各ターミナル22にそれぞれ電気的に接続されるため、封止部材90によりセンサチップ40と各ターミナル22との接続が強化されるので、各電気的接続部の遮断を確実に防止することができる。
As described above, in the
なお、封止部材90による各電気的接続部位の封止は、上記第2〜4実施形態等に適用されてもよい。このようにしても、本第5実施形態と同様に、各電気的接続部の遮断を確実に防止することができる。
In addition, sealing of each electrical connection part by the sealing
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態に係るセンサ装置10について、図11を参照して説明する。図11は、本第6実施形態に係るセンサ装置10の概略構成を示す断面図である。
[Sixth Embodiment]
Next, a
図11に示すように、本第6実施形態では、ハウジング30に代えて、ハウジング30cを採用する点が、上記第1実施形態にて述べたセンサ装置と主に異なる。したがって、第1実施形態のセンサ装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIG. 11, the sixth embodiment is mainly different from the sensor device described in the first embodiment in that a
ハウジング30cは、コネクタケース20に組み付けられるときセンサチップ40のセンシング部40aが開口部33に近接するように媒体導入方向の長さが上記ハウジング30に対して短く形成されている。なお、ハウジング30cは、センシング部40aが開口部33から突出するように媒体導入方向の長さが短く形成されてもよい。
The
また、ハウジング30cの他端部30bの外周部(コネクタケース側の外周部)には、上記被測定体に締結させる締結部としてネジ部32aが形成されている。
In addition, a
上述のように、本第6実施形態に係るセンサ装置10では、ハウジング30cの他端部30bの外周部にネジ部32aが形成されているため、上記第1実施形態と比較して、ハウジング30cの媒体導入方向の長さを短くすることができる。そして、センシング部40aが開口部33に近接しているので、センシング部40aによる測定媒体に対する検出精度を高めることができる。
As described above, in the
なお、ハウジング30cを採用することによる媒体導入方向の長さの短縮化は、上記第2〜5実施形態等に適用されてもよい。このようにしても、本第6実施形態と同様に、センシング部40aによる測定媒体に対する検出精度を高めることができる。
Note that the shortening of the length in the medium introduction direction by adopting the
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
(1)上記センサチップ40,70,80には、圧力検出部41,温度検出部42,誘電率検出部43が全て設けられることに限らず、少なくとも1つ設けられてもよい。また、センサチップ40,70,80には、測定媒体の他の状態を検出するための検出部が設けられてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and may be embodied as follows. Even in this case, the same operations and effects as those of the above embodiments can be obtained.
(1) The sensor chips 40, 70, and 80 are not limited to the
(2)回路部40bは、センシング部40aからの圧力信号、温度信号や誘電率信号などを処理した信号を所定のタイミング、例えば、第1のタイミングで圧力信号を処理した信号を出力し、第2のタイミングで温度信号を処理した信号を出力し、第3のタイミングで誘電率信号を処理した信号を出力することで、ターミナル22の共通化を図り、当該ターミナル22の数を削減してもよい。
(2) The
10…センサ装置
20…コネクタケース
22,22b…ターミナル
25,26…導通部材
30,30c…ハウジング
30a…一端部
30b…他端部
32,32a…ネジ部(締結部)
33…開口部
34…媒体導入孔
40,70,80…センサチップ
40a…センシング部
40b…回路部
41…圧力検出部
41a…ダイアフラム
41b…歪みゲージ
42…温度検出部
43…誘電率検出部
48,48a…電極
61,71,81…固定部材
62…バンプ
63,83…接着剤
82…ボンディングワイヤ
90…封止部材
DESCRIPTION OF
33 ...
Claims (10)
前記測定媒体を前記センシング部に導入するための媒体導入通路が形成されるハウジングと、
前記ハウジングに一体に組み付けられて前記センシング部が前記媒体導入通路内に露出するように前記センサチップを支持するとともに前記センシング部からの信号を取り出すためのターミナルを有するコネクタケースと、
を備えるセンサ装置であって、
前記センサチップは、前記ターミナルに固定された状態で当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入通路を介して前記測定媒体が導入される媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナルとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とするセンサ装置。 A sensor chip having a sensing unit capable of outputting a signal according to the state of the measurement medium;
A housing in which a medium introduction passage for introducing the measurement medium into the sensing unit is formed;
A connector case that is integrally assembled with the housing and supports the sensor chip so that the sensing unit is exposed in the medium introduction passage and has a terminal for taking out a signal from the sensing unit;
A sensor device comprising:
The sensor chip is electrically connected to the terminal while being fixed to the terminal, and the longitudinal direction of the sensor chip is parallel to the medium introduction direction in which the measurement medium is introduced through the medium introduction passage. Thus, the sensor device is sealed with the connector case together with the terminal except for the sensing part.
前記センサチップは、前記両導通部材に挟持されることにより前記ターミナルに固定された状態で当該両導通部材のいずれか一方を介して当該ターミナルに電気的に接続され、当該センサチップの長手方向が前記媒体導入方向に平行となるように前記センシング部を除き前記ターミナルとともに前記コネクタケースに封止されることを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 The terminal is configured to be urged so that two conducting members provided on one end side in the longitudinal direction are close to each other,
The sensor chip is electrically connected to the terminal via either one of the two conductive members while being fixed to the terminal by being sandwiched between the two conductive members, and the longitudinal direction of the sensor chip is 2. The sensor device according to claim 1, wherein the sensor case is sealed together with the terminal except for the sensing unit so as to be parallel to the medium introduction direction.
そのコネクタケース側の外周部に当該ハウジングを締結させるための締結部が形成されるとともに、
前記コネクタケースに組み付けられるとき前記センシング部が前記媒体導入通路の反コネクタケース側の開口部に近接するか当該開口部から突出するように前記媒体導入通路に沿う方向の長さが短く形成されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のセンサ装置。 The housing is
A fastening portion for fastening the housing to the outer peripheral portion on the connector case side is formed,
When assembled to the connector case, the sensing portion is formed to have a short length in the direction along the medium introduction passage so that the sensing portion is close to or protrudes from the opening on the side opposite to the connector case of the medium introduction passage. The sensor device according to any one of claims 1 to 9, wherein
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