(57)【要約】【課題】センサの信頼性を安価な部品構成及び工法により実現することができる物理量検出装置を得ること。【解決手段】本発明の物理量検出装置（２０）は、被計測気体（２）が流れる主通路に配置される筐体を備え、筐体には、主通路を流れる被計測気体（２）の一部を取り込む第２副通路（Ｂ）と、被計測気体（２）の流量を検出する流量センサとを備え、流量センサが実装されたチップパッケージは回路基板の一面に実装され、前記回路基板の他面に形成されるパッドと、前記パッドに電気的接続されることで外部との導通を行うワイヤが配置されていることを特徴とする。【選択図】図１Ａ
2020201205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に電子部品が実装可能な回路基板を備え、
前記前記回路基板の一面に実装される流量測定素子と、
前記回路基板の他面に形成されたパッドと、
前記パッドに電気的に接続されるワイヤと、を備える物理量測定装置。
【請求項２】
前記回路基板の基板の他面に実装される保護素子を備える請求項２に記載の物理量検出装置。
【請求項３】
前記ワイヤと前記保護回路は、剛性の高い封止材料で封止されている請求項２に記載の物理量検出装置。
【請求項４】
前記流量測定素子が実装された面には、前記流量検出素子以外にも少なくとも1つの物理量測定素子が実装される請求項２に記載の物理量検出装置。
【請求項５】
前記流量検出素子は支持体に実装され、回路基板に接続されている請求項４に記載の物理量検出装置。
【請求項６】
前記支持体と前記回路基板との接続部が、前記封止材料よりも粘性の高い第２の封止材料で封止されている請求項５に記載の物理量検出装置。
【請求項７】
前記回路基板の実装面に垂直な方向から投影した投影領域内に前記接続部が位置している請求項６に記載の物理量検出装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の吸入空気の物理量を測定する物理量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、流量センサと電子部品が封止されているチップパッケージと、チップパッケージが実装された回路基板には電子部品や圧力センサ等が同じ面に実装され、回路基板と外部との電気的接続が設けられた空気流量測定装置の構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO2019064887
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成の場合、チップパッケージや電子部品と外部と電気的接続部が同一面に配置されており、チップパッケージのような開口部の露出が必要なセンサと完全封止が必要な保護回路等とをそれぞれの高さに合わせた封止をすることは難しく、開口部に合わせた高さを考慮する為に様々な制限が必要な構成となっている。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、開口部高さのよる制限を無くし、センサの信頼性と簡素な部品構成と工法ができる物理量検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の物理量検出装置は、流量検出素子が実装されたチップパッケージを実装する回路基板の一面と、前記回路基板の他面に外部との電気的接続を行うワイヤと保護回路が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、開口部の露出が必要なチップパッケージと、完全封止が必要な保護回路や外部と電気的接続を行うワイヤとを、実装する回路基板のそれぞれ反対面に実装することで、開口部高さによって制限されていた保護回路のサイズや封止材料の種類が緩和される。したがって、より簡素な部品構成やより簡素かつ信頼性の高い工法や封止材料の選定が出来、信頼性が高く安価なセンサを提供することが出来る。
【０００８】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】実施例１の流量測定装置の正面図
【図１Ｂ】実施例１の流量測定装置のカバーを外した正面図。
【図２Ａ】実施例１の流量測定装置の背面図
【図２Ｂ】実施例１の流量測定装置のエポキシ樹脂注型前の背面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施例１について、図１Ａから図２Ｂを用いて説明する。
【００１１】
図１Ａ、図１Ｂに示すように、本実施例における物理量測定装置１は、ハウジング２と、カバー３と、ハウジング２に固定されるプリント基板４と、を備える。プリント基板４は、両面に電子部品が実装可能な回路基板である。
【００１２】
プリント基板４の一面には、圧力センサ５、流量センサ６、湿度センサ７、温度センサ８といった被測定媒体の物理量を測定する物理量センサが実装されている。圧力センサ５、流量センサ６、湿度センサ７、温度センサ８はすべて実装されている必要はなく、要望に応じて種々のセンサを実装すればよく、多様な物理量の測定に対応可能である。各センサの接続部は、プリント基板４の実装後に後述するエポキシ樹脂２０よりも粘度の高い封止剤で被覆する。封止剤の例としてはシリコンゲル等が挙げられる。
【００１３】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、プリント基板４の他面（裏面）には、コンデンサといった保護素子９と、パッド１１を備えている。パッド１１と外部端子とをワイヤ１０でワイヤボンディングにより電気的に接続することで、上位装置である電子制御装置（ＥＣＵ）に計測した物理量の信号を送信する。ハウジング２の裏面側からエポキシ樹脂２０を注型することにより、ワイヤ１０や保護素子９を保護する。
【００１４】
振動によるワイヤ１０の破損を抑制するために、ワイヤ１０はエポキシ樹脂２０といった剛性の高い樹脂材料で封止して保護することが望ましい。一方で、エポキシ樹脂２０のような剛性の高い樹脂材料は注型時に粘性が低いため、異なる高さで成型するのが困難である。ワイヤ１０はそのすべてがエポキシ樹脂で封止されることが望ましい一方で、圧力センサ、湿度センサは物理量を測定するためにセンサ部が外気に曝されている必要があり、そのすべてが埋まってしまってはいけないという制約がある。
【００１５】
本実施例によれば、両面に電子部品が実装可能な回路基板であるプリント基板４を備え、プリント基板４の一面に流量センサを実装し、プリント基板４の他面にワイヤ１０と接続するためのパッド１１を形成することで、ワイヤ１０のエポキシ樹脂２０注型時に、流量センサが埋まることを気にする必要がなくなるため、簡便な工程でワイヤ１０の保護が可能となる。また、パッド１１や保護素子９を各種物理量センサが実装される面とは反対側の面とすることで、実装効率が向上し、物理量測定装置の高さ（突出方向の長さ）を低減可能となり、小型化となる。
【００１６】
また、流量センサ６は支持体に実装されており、支持体がプリント基板４に実装されることで、流量センサ６がプリント基板４に実装されている。支持体とプリント基板４との接続部の裏面側にエポキシ樹脂２０存在する構成とすると、エポキシ樹脂２０により剛性が高くなった箇所に接続部が位置することとなり、耐震性が向上する。言い換えると、プリント基板４の実装面に垂直な方向からエポキシ樹脂２０を投影した投影領域内に、支持体とプリント基板４の接続部があると良い。
【００１７】
支持体の例として、流量センサ６を実装するリードフレームと、リードフレームと流量センサ６を封止する樹脂と、を備える樹脂パッケージが挙げられる。樹脂パッケージは、流量センサ６の流量検出部が少なくとも樹脂から露出するように形成されている。接続部は樹脂から露出しているリードフレームとプリント基板４を接続するはんだや銀ペーストや溶接部やプレスフィットの勘合部などが挙げられる。
【符号の説明】
【００１８】
１…物理量測定装置、２…ハウジング、３…カバー、４…プリント基板、５…圧力センサ、６…流量センサ、７…湿度センサ、８温度センサ、９…保護素子、１０…ワイヤ、１１…パッド、２０…エポキシ樹脂
【図１Ａ】
2020201205.tif 000003
【図１Ｂ】
2020201205.tif 000004
【図２Ａ】
2020201205.tif 000005
【図２Ｂ】
2020201205.tif 000006