JPH04131723A - 半導体圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等に搭載する内燃機関の吸入空気圧、
大気圧、及び排気圧等を検出する半導体圧力センサに関
する。

従来の技術 近年、自動車排気ガス規制の強化に伴い、自動車用エン
ジンは、その運転状態のいかんを問わず常に最良の燃焼
状態となるように制御する必要がある。

そのため、圧力変換器を用いてエンジンの吸気圧力を検
出し、これを電気信号に変換して燃料供給量を電子的に
制御したり、最適な燃焼状態を維持するように点火時期
を制御したり、あるいは、大気圧の変化を検知して高度
な補正を行ったりする方法が採用されるようになってき
た。

このような用途に使用される自動車用の圧力変換器は、
耐熱性や耐震性に優れたものが要求され、これに応する
ものとして半導体ゲージ型の圧力センサが広く採用され
るようになってきた。

以下、この種の従来の半導体圧力センサについて、第６
図乃至第９図に基づいて説明する。

第６図は、従来の半導体圧力センサの平面図、第７図は
、第６図のＩ−Ｉ線断面図、第８図は、従来の半導体圧
力センサの一部截断側面図、第９図は、従来の半導体圧
力センサを、エンジンコントローラ等の回路基板に実装
した状態を示す一部截断側面図である。

そして、第７図に示すように従来の半導体圧力センサは
、感圧ダイヤフラム１が形成されたセンサ素子２に静電
接合等の手段で接合された台座３が、メタルスペーサ４
を介してノーイブリット回路基板５上に、コンデンサ等
の電子部品６と共にマウントされている。

尚、上記メタルスペーサ４とノーイブリット回路基板５
とは半田付けによって、または接着剤等の手段によって
接合されている。

７は、上記感圧ダイヤフラム１上に形成された電極（図
示せず）と、ノ１イブリット回路基板５とを接続するボ
ンディングワイヤであり、８は、上記感圧ダイヤフラム
１とボンディングワイヤ７とを覆うようにコーティング
するゲルである。

９は、上記感圧ダイヤフラム１とボンディングワイヤ７
とを覆うようにハイブリット回路基板５上に取り付けら
れるキャップであり、その上面には、圧力取り入れ用の
孔１０が形成されている。

また、第６図において、１１は、上記ノーイブリット回
路基板５に装着される、この／％イブリット回路基板５
からの信号を出力するための複数のリード端子、１４は
、このリード端子１１に装着されるソケットである。

これらリード端子１１の、上記／％イブリット回路基板
５側基部は、このリード端子１１を７−イブリット回路
基板５に装着するためのクリップ部１２が形成してあり
、また、その先端は、後述するエンジンコントローラ等
の回路基板２０の挿入孔２１に挿入し易いように、■カ
ット１３されている。　そして、上記複数のリード端子
１１のうち、第６図に示すｆ端子が接地用（ＧＮＤ）　
、ｇ端子が電源入力端子、ｈ端子がセンサ出力端子を示
し、残りのａ乃至ｅｌ及びｉ゛乃至ｌの端子は、特性チ
エツク用端子、及び上記エンジンコントローラ等の回路
基板に挿入されて本生導体圧カセンサを保持する役目を
する端子である。

一方、上記ソケット１４は、その側面が略凸型を呈して
おり、その上面１５には第８図及び第９図に示すように
、本ソケット１４をノ＼イブリ、ット回路基板５に装着
した状態で、上記リード端子１１のクリップ部１２の一
部が没入するテーノく溝１６が形成されていると共に、
このテーパ溝１６の最深部からソケット１４の底面１７
にかけては、上記リード端子１１のＶカット部１３を挿
入するための挿入孔１８が形成されている。

尚、第８図及び第９図中１９は、上記センサ素子２等が
接合されたハイブリット回路基板５の平面部を覆うよう
に塗布される、耐湿絶縁用のコーティング剤である。

また、第９図中２０は、上記ソケット１３が装着された
ハイブリット回路基板５からなる本生導体圧カセンサが
実装される、例えばエンジンコントローラ等の回路基板
であり、上記ソケット１４の底面１７から露出する、上
記リード端子１１のＶカット部１３を挿入するための、
複数の挿入孔２１が形成されている。さらに、２２は、
上記回路基板２０とリード端子１１のＶカット部１２と
を接合する半田付は部である。

次に、上述のように構成された従来の半導体圧力センサ
の作用について説明する。

第６図に示すように、上記リード端子１１の■カット部
１３をソケット１４のテーパ溝１６から挿入孔１８に挿
入して、ソケット１４を７１イブリット回路基板５に装
着すると、第８図及び第９図に示すように、リード端子
１１のクリ１．ブ部１２がソケット１４のテーパ溝１６
に当接した状態となる。

この状態では、上記リード端子１１のＶカット部１３は
ソケット１４の底面１７から露出しており、この■カッ
ト部１３を第９図に示すように、エンジンコントローラ
等の回路基板２０の挿入孔２１に挿入すると、ソケット
１４の底面１７が上記回路基板２０の基板面に当接゛し
て、本生導体圧カセンサが回路基板２０上に安定した状
態で載置される。

そこで、上記挿入孔２１に挿入したリード端子１１のＶ
カット部１３を、第９図に示すように回路基板２０の裏
面側にて半田付け２２し、これにより、半導体圧力セン
サの回路基板２０上への実装が完了する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、上記回路基板２０
に実装された状態で、エンジンコントローラ等の実装箇
所において環境温度に変化が生じると、ソケット１４と
ハイブリット回路基板５とに熱膨張が発生し、ソケット
１４が相対的に上記リード端子１１乃至ハイブリット回
路基板５を押圧しようとする熱応力が生じることとなる
。

このため、この熱応力がリード端子１１の上記回路基板
２０に対する半田付は部２２に集中して、半田の劣化を
招き半田付は部２２の信頼性が低下するという問題があ
った。

本発明は上記従来の問題を解決するためのものであり、
熱応力の半田付は部への影響を低減して、自動車電装品
用途としての信頼性を向上させることができる半導体圧
力センサを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、温度補償回路及び
増幅、ろ波回路を内蔵させたセンサ素子が実装されるハ
イブリット回路基板と、この１１イブリット回路基板か
らの信号を出力するリード端子と、このリード端子に装
着されるソケットとを有する半導体圧力センサであって
、 上記ソケットに、上記リード端子への装着時に上記ハイ
ブリット回路基板のリード端子側端部を挾持して、ハイ
ブリット回路基板のリード端子側端面をソケットのリー
ド端子装着側端面から隔離させる挾持部を形成する構成
とした。

作用 従って本発明によれば、半導体圧力センサがエンジンコ
ントローラ等の回路基板へ実装された状態テ、ソのエン
ジンコントローラ等の環境温度が変化し、それによって
上記ハイブリット回路基板とソケットとに熱膨張が生じ
ても、これらの間に隙間が形成されるため、ソケットが
ハイブリット回路基板方向に押圧されようとする力が上
記リード端子にかかるのを緩和され、この熱応力の、上
記リード端子とエンジンコントローラ等の回路基板とを
接合する半田付は部への集中を防ぐことができるので、
熱応力による半田の劣化を防止して、自動車電装９品用
途としての信頼性を向上させることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。

第１図は、本発明の一実施例による半導体圧力センサの
一部截断平面図、第２図は、第１図のＪ−Ｊ線断面図、
第３図は、第１図のに−に線断面図、第４図は、本発明
の一実施例による半導体圧力センサを、エンジンコント
ローラ等の回路基板に実装した状態を示す一部截断側面
図、第５図は、エンジンコントローラ等の回路基板への
自動実装ラインに供給するためのマガジンに、本発明の
一実施例による半導体圧力センサを装着した状態を示す
一部截断側面図である。

そして、第２図に示すように本実施例による半導体圧力
センサは、感圧ダイヤフラム３１が形成されたセンサ素
子３２に静電接合等の手段で接合された台座３３が、メ
タルスペーサ３４を介してハイブリット回路基板３５上
に、コンデンサ等の電子部品３６と共にマウントされて
いる。

尚、上記メタルスペーサ３４とハイブリット回路基板３
５とは半田付けによって、または接着剤等の手段によっ
て接合されている。

３７は、上記感圧ダイヤフラム３１上に形成された電極
（図示せず）と、ハイブリット回路基板３５とを接続す
るボンディングワイヤであり、３８は、上記感圧ダイヤ
フラム３１とボンディングワイヤ３７とを覆うようにコ
ーティングするゲルである。

３９は、上記感圧ダイヤフラム３１とボンディングワイ
ヤ３７との周囲を囲む゛ようにハイブリット回路基板３
５上に取り付けられるケースであり、その開口した上面
には、圧力取り入れ用の孔４１が形成されたキャップ４
０が取り付けられている。

また、第１図において、４２は、上記ハイブリット回路
基板３５に装着される、この／＼イブリット回路基板３
５からの信号を出力するための複数のリード端子、４５
は、このリード端子４２に装着されるソケットである。

これらリード端子４２の、上記ハイブリット回路基板３
５側基部は、このリード端子４２を７１イブリット回路
基板３５に装着するためのクリップ部４３が形成してあ
り、また、その先端は、後述するエンジンコントローラ
等の回路基板７０の挿入孔７１に挿入し易いように、■
カット４４されている。

そして、上記複数のリード端子４２のうち、第１図に示
すｆ端子が接地用（ＧＮＤ）　、ｇ端子が電源入力風子
、ｈ端子がセンサ出力端子を示し、残りのａ乃至ｅｌ及
びｉ乃至ｌの端子は、特性チエツク用端子、及び上記エ
ンジンコントローラ等の回路基板に挿入されて本生導体
圧カセンサを保持する役目をする端子である。

一方、上記ソケット４５は、その側面が略凸型を呈して
おり、その上面４６には第３図及び第４図に示すように
、本ソケット４５をハイブリット回路基板３５に装着す
る際に、上記リード端子４２のＶカット部４４を案内す
るテーパ溝４７が形成されていると共に、このテーパ溝
４７の最深部からソケット４５の底部４８にかけては、
上記リード端子４２のＶカット部４４を挿入するための
挿入孔４９が形成されている。

また、上記ソケット４５の上面４６には、上記ハイブリ
ット回路基板３５を、そのソケット４５側端部と、ソケ
ット４５のハイブリット回路基板３５側端面、即ち上面
４６との間に、第１図に示すように隙間Ｓが形成される
ように挾持する挟持部５０，５０が突設されている。

さらに、上記ソケット４５の両側面には第２図に示すよ
うに、本生導体圧カセ゛ンサを後述するエンジンコント
ローラ等の回路基板７０上に自動実装する際に、自動実
装用のチャックの爪（図示せず）を係合させるための、
略Ｖ字状の係合溝５１が形成されている。

尚、６０は、上記センサ素子３２等が実装されたハイブ
リット回路基板３５の平面部を覆うように塗布される、
耐湿絶縁用のコーティング剤、また、第４図中７０は、
本実施例の半導体圧力センサを実装するエンジンコント
ローラ等の回路基板であり、上記ソケット４５から露出
するリード端子４２の■カット部４４が挿入される、複
数の挿入孔７１が形成されている。さらに、７２は、上
記回路基板７０とリード端子４２のＶカット部４４とを
接合する半田付は部である。

一方、第５図中８０は、本実施例の半導体圧力センサを
、上記エンジンコントローラ等の回路基板７０上に自動
実装するライン（図示せず）に自動連続供給する際に用
いられるマガジンである。

次に、上記構成による本実施例の半導体圧力センサの作
用について説明する。

第１図に示すように、上記リード端子４２のＶカット部
４４を、ソケット４５の上面４６のテーパ溝４７を介し
て挿入孔４９に挿入し、さらに、ハイブリット回路基板
３５をソケット４５の挾持部５０に挾持させて、ソケッ
ト４５をハイブリット回路基板３５に装着すると、ハイ
ブリッド回路基板３５のソケット４５側端面と、ソケッ
ト４５の上面４６との間に隙間Ｓが生じる。

この状態では、上記リード端子４２のＶカット部４４は
ソケット４５の底部４８から露出しており、このＶカッ
ト部４４を第４図に示すように、エンジンコントローラ
等の回路基板７０の挿入孔７１に挿入すると、ソケット
４５の底部４８が上記回路基板７０の基板面に当接して
、本生導体圧カセンサが回路基板７０上に安定した状態
で載置される。

そこで、上記挿入孔７１に挿入したリード端子４２の■
カット部４４を、第４図に示すように回路基板７０の裏
面側にて半田付け７２し、これにより、半導体圧力セン
サの回路゛基板７０上への実装が完了する。

ところで、本生導体圧カセンサが上記回路基板７０に実
装された状態で、エンジンコントローラ等の実装箇所に
おいて環境温度に変化が生じると、上記ハイブリット回
路基板３５やソケット４５に熱膨脹が発生し、ソケット
４５が相対的に上記リード端子４２乃至ハイブリット回
路基板３５を押圧しようとする熱応力が生じることとな
る。

ところが、上記ソケット４５とハイブリット回路基板３
５との間には隙間Ｓが形成されており、ソケット４５側
からハイブリット回路基板３５側に対する相対的な熱応
力が、直接ソケット４５からハイブリット回路基板３５
に作用することがない。

このため、上記熱膨脹による応力が、リード端子４２と
エンジンコントローラ等の回路基板７０との接合部であ
る上記半田付は部７２に、集中して作用することが防止
され、よって、その半田付−け部７２の信頼性が向上す
る構成となる。

一方、先に述べたように、上記ソケット４５の両側面に
は第２図に示すような略Ｖ字状の係合溝５１が形成され
ている。

このため、本生導体圧カセンサをエンジンコントローラ
等の回路基板７０への自動実装ライン（図示せず）に供
給した場合、このライン側のチャック（図示せず）の爪
が上記係合溝５１に係合することにより、本生導体圧カ
センサを確実にチャッキングして、上記エンジンコント
ローラ等の回路基板７０への自動実装を安易に行えるよ
うにすることができる。

また、上記自動実装ラインに対する本生導体圧カセンサ
の供給を、第５図に示すマガジン８０を用いて行えば、
上記エンジンコントローラ等の回路基板７０への自動実
装を、より安易なものとすることができる。

発明の効果 上述の如く本発明によれば、温度補償回路及び増幅、ろ
波回路を内蔵させたセンサ素子が実装されるハイブリッ
ト回路基板と、このハイブリット回路基板からの信号を
出力する゛リード端子と、このリード端子に装着される
ソケットとを有する半導体圧力センサであって、 上記ソケットに、上記リード端子への装着時に上記ハイ
ブリット回路基板のリード端子側端部を挾持して、ハイ
ブリット回路基板のリード端子側端面をソケットのリー
ド端子装着側端面から隔離させる挾持部を形成する構成
とした。

このため、半導体圧力センサがエンジンコントローラ等
の回路基板へ実装された状態で、そのエンジンコントロ
ーラ等の環境温度が変化し、それによって上記ハイブリ
ット回路基板とソケットとに熱膨脹が生じても、これら
の間に隙間が形成されるため、ソケットがハイブリット
回路基板方向に押圧されようとする力が上記リード端子
にかかるのを緩和され、この熱応力の、上記リード端子
とエンジンコントローラ等の回路基板とを接合する半田
付は部への集中を防ぐことができるので、熱応力による
半田の劣化を防止して、自動車電装品用途としての信頼
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による半導体圧力センサの
一部截断平面図、第２図は、第１図のＪ−Ｊ線断面図、
第３図は、第１図のに−に線断面図、第４図は、本発明
の一実施例による半導体圧力センサを、エンジンコント
ローラ等の回路基板に実装した状態を示す一部截断側面
図、第５図は、エンジンコントローラ等の回路基板への
自動実装ラインに供給するためのマガジンに、本発明の
一実施例による半導体圧力センサを装着した状態を示す
一部截断側面図、第６図は、従来の半導体圧力センサの
平面図、第７図は、第６図のＩ−■線断面図、第８図は
、従来の半導体圧力センサの一部截断側面図、第９図は
、従来の半導体圧力センサを、エンジンコントローラ等
の回路基板に実装した状態を示す一部截断側面図である
。 ３２・・・センサ素子、３５・・・ハイブリット回路基
板、４２・・・リード端子、４５・・・ソケット、４６
・・・上面（端面）、５０・・・挾持部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　温度補償回路及び増幅、ろ波回路を内蔵させたセンサ
   素子が実装されるハイブリット回路基板と、このハイブ
   リット回路基板からの信号を出力するリード端子と、こ
   のリード端子に装着されるソケットとを有する半導体圧
   力センサであって、上記ソケットに、上記リード端子へ
   の装着時に上記ハイブリット回路基板のリード端子側端
   部を挾持して、ハイブリット回路基板のリード端子側端
   面をソケットのリード端子装着側端面から隔離させる挾
   持部を形成した半導体圧力センサ。