(57)【要約】【課題】微気圧センサの製品への実装工程の生産ラインの自動化、生産性向上につながる構造を有し、微気圧センサ製造工程においても工程の簡素化可能な、生産効率の高い微気圧センサを提供する。【解決手段】微気圧センサのパッケージを表面実装対応可能とすることで、製品基板への微気圧センサ実装時、従来のリードタイプセンサ実装工程で必要であった、手半田、半田ディップといった工程が不要となり、表面実装により対応が可能になることにより、生産ラインの自動化、生産性向上につながる。また、微気圧センサの表面実装可能なパッケージへの蓋材の設置を、樹脂蓋材を圧入、金属のカシメ付け、もしく樹脂成型により設置することで微気圧センサ製造工程においても工程簡素化、生産効率の高い微気圧センサを提供することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサパッケージに気体が通過する通気孔を有し、前記容器内に焦電素子と、該焦電素子から電荷を取り出す電極と取り出した電荷を電気信号として処理する信号処理部からなり、前記焦電素子と、信号処理部が樹脂により保護コーティングされており、微弱な気圧の変化を、通気孔を介した空気の出入りに伴う温度変化を検出する微気圧センサにおいて、焦電素子と信号処理部が収納されるパッケージが、表面実装に対応したパッケージであり、ひとつの面が開口した形状を有するパッケージで構成されていることを特徴とする微気圧センサ。
【請求項２】
通気孔を有し、表面実装可能なパッケージの開口部を覆う蓋材が樹脂からなり、表面実装可能なパッケージに圧入されることにより設置、構成されていることを特徴とする請求項１の微気圧センサ。
【請求項３】
通気孔を有し、表面実装可能なパッケージの開口部を覆う蓋材が金属からなり、表面実装可能なパッケージにカシメ付けられることにより設置、構成されていることを特徴とする請求項１の微気圧センサ。
【請求項４】
通気孔を有し、表面実装可能なパッケージの開口部を持つパッケージが樹脂からなり、表面実装可能なパッケージを樹脂成型技術のモールディングにより、構成されていることを特徴とする請求項１の微気圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微気圧センサおよび微気圧センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の微小な気圧変化を検出するセンサとして、図４に示すように通気孔を有した金属製のＣＡＮ１４とＳＴＥＭ１５が抵抗溶接により封止されたリードタイプのセンサパッケージに検知素子と、その検知素子からの信号処理部を収納した風圧変位センサが提案されている。
【特許文献１】特開昭６２−３８３６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような従来のＣＡＮとＳＴＥＭから構成された微気圧センサは、リードタイプの部品のため、製品基板への微気圧センサ実装時、手半田、半田ディップ実装での対応が必要となる。近年、実装部品の大部分は表面実装化が進み、リードタイプの部品の比率が低下している。このため、リードタイプの部品実装には、通常の表面実装用の工程とは別で専用の工程を追加する必要が生じ、生産ラインの自動化、生産性向上のネックとなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、経済性に優れた微気圧センサ、および、複雑な実装工程を必要としない微気圧センサを経済的に製造するために、微気圧センサパッケージの表面実装化と、センサパッケージ製造方法を簡素化する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、微気圧センサのパッケージを表面実装対応可能とすることで、製品基板への微気圧センサ実装時、従来のリードタイプセンサ実装工程で必要であった、手半田、半田ディップといった工程が不要となり、表面実装により対応が可能になることにより、生産ラインの自動化、生産性向上につながる。また、微気圧センサの表面実装可能なパッケージへの蓋材の設置を、樹脂蓋材を圧入、金属のカシメ付け、もしく樹脂成型技術のモールディングにより構成することで微気圧センサ製造工程においても工程簡素化、生産効率の高い微気圧センサを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明を実施するための最良の形態(以下実施形態)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【０００７】
図1は本発明の実施例1にかかわる断面構造図である。
図１において、１は表面実装に対応した箱型の形状を有するセラミックパッケージであり、このパッケージ下部所定の位置には、内部の配線パターンと導通する外部接続端子２（外部接続端子）を有する。
【０００８】
３は焦電素子であり、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、又はチタン酸バリウム（ＢaＴiＯ２）で、両面にＮｉＣｒ、Ａｇ等を蒸着し、信号取り出し用の電極を形成してある。焦電素子は前記以外にもＬｉＴｉＯ３等その他焦電素子でも良い。
４は支持台である、支持台４は図１中にあるように二つの高さ平面をも直方体で、支持台中央部が低く、両端が高い高さ平面を持つ。セラミックパッケージ１の内部底面に接着剤等で接着、設置される。この支持台４の両端に導電性接着剤を塗布し、焦電素子３固定される。この形状は焦電素子の熱絶縁を確保するためになされている。この支持台４はアルミナ、もしくはガラスエポキシからなる。この支持台４高さは、焦電素子３を固定した際、焦電素子３の高さがセラミックパッケージ１の外壁部より低くなるような高さに調節される必要がある。また、支持台４は焦電素子３から取り出した電荷を外部に取り出せるよう配線してあり、ワイヤボンディング可能となるような電極を有する。
５は表面実装タイプの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、ワイヤボンディング可能となる電極を有す。ＦＥＴ５はセラミックパッケージの内部底面に接着剤で接着、設置される。
【０００９】
センサ信号出力は前記支持台４、ＦＥＴ５、セラミックパッケージ１内部の配線パターンをＡｕワイヤによりボンディングされることにより接続されることにより内部配線が形成される。また、必要に応じてＲｇ（図示せず）を実装し、内部配線を形成する。
６は外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込むための通気孔７を有する樹脂製の蓋材である。図１の中では通気口７は蓋材６の中央にあるが、必ずしも蓋材６の中央にある必要はなく外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込めれば良い。通気孔の大きさは1ｍｍ程度が好ましい。また、通気孔を有するセンサパッケージの場合、センサパッケージ内部を気密封止する必要がないため、蓋材６はセラミックパッケージ１に抵抗溶接、もしくは半田付けされる必要がなく、蓋材６はセラミックパッケージ１に圧入されることにより設置される。このとき通気孔７以外から空気が漏れることがないように蓋材６を圧入し、取り付けなければいけない。
【００１０】
焦電素子３,支持台４、ＦＥＴ５を含む信号処理部は樹脂保護膜８によりコーティングされている。樹脂保護膜８は、コーティング或は、希釈な被膜構成材を溶解させた溶液にデッピング（ＤＩＰＰＩＮＧ）法で処理をして生成される。樹脂保護膜８を施すことにより、外気の湿度やガスの影響からセンサを保護する機能を持つ。同時に、樹脂保護膜８の厚さを制御することによってセンサとしての感度の適正化を図る機能の併用効果を有する。
保護樹脂膜に使用される樹脂はフッ素系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、パラキシレン系ポリマー等が使用される。
【実施例２】
【００１１】
図２は本発明の実施例２にかかわる断面構造図である。
図２において、表面実装に対応した箱型の形状を有するセラミックパッケージ１焦電素子３、支持台４、ＦＥＴ５、樹脂保護膜８は実施例１と同様に構成、配置される。
【００１２】
９は外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込むための通気孔１０を有する金属製の蓋材である。図２の中では通気口は蓋材９の中央にあるが、必ずしも蓋材９の中央にある必要はなく外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込めれば良い。通気孔の大きさは1ｍｍ程度が好ましい。また、通気孔を有するセンサパッケージの場合、センサパッケージ内部を気密封止する必要がないため、蓋材８はセラミックパッケージ１にカシメつけられることにより設置される。このとき通気孔１０以外から空気が漏れることがないようカシメつけられなければいけない。
【実施例３】
【００１３】
図３は本発明の実施例３にかかわる断面構造図である。
図３において、１１は表面実装に対応したの形状を有する金属性リードフレームである。
３は焦電素子であり、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、又はチタン酸バリウム（ＢaＴiＯ２）で、両面にＮｉＣｒ、Ａｇ等を蒸着し、信号取り出し用の電極を形成してある。焦電素子は前記以外にもＬｉＴｉＯ３等その他焦電素子でも良い。
４は支持台である、支持台４は図１中にあるように二つの高さ平面をも直方体で、支持台中央部が低く、両端が高い高さ平面を持つ。リードフレーム１１の上に接着剤等で接着、設置される。この支持台４の両端に導電性接着剤を塗布し、焦電素子３固定される。この形状は焦電素子の熱絶縁を確保するためになされている。この支持台４はアルミナ、もしくはガラスエポキシからなる。また、支持台４は焦電素子３から取り出した電荷を外部に取り出せるよう配線してあり、ワイヤボンディング可能となるような電極を有する。
５は表面実装タイプの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、ワイヤボンディング可能となる電極を有す。ＦＥＴ５はリードフレーム１１の上に接着剤で接着、設置される。
センサ信号出力は前記支持台４、ＦＥＴ５、リードフレーム１１の配線パターンをAuワイヤによりボンディングされることにより接続されることにより内部配線が形成される。また、必要に応じてＲｇ（図示せず）を実装し、内部配線を形成する。
１２は樹脂パッケージであり、前記リードフレーム１１上の焦電素子３、支持台４、ＦＥＴ５を含む信号処理部覆う中空状であり、樹脂成型技術のモールディングによって構成される。樹脂パッケージ１２は外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込むための通気孔１３を有する。図３の中では通気口１３は樹脂モールディングパッケージ１２の上面中央にあるが、必ずしも樹脂モールディングパッケージ１２の上面中央にある必要はなく外部の気圧変化から生ずる空気の流れをパッケージ内部に取り込めれば良い。通気孔の大きさは1ｍｍ程度が好ましい。
【００１４】
焦電素子３,支持台４、ＦＥＴ５を含む信号処理部は樹脂保護膜８によりコーティングされている。樹脂保護膜８は、コーティング或は、希釈な被膜構成材を溶解させた溶液にデッピング（ＤＩＰＰＩＮＧ）法で処理をして生成される。樹脂保護膜８を施すことにより、外気の湿度やガスの影響からセンサを保護する機能を持つ。同時に、樹脂保護膜８の厚さを制御することによってセンサとしての感度の適正化を図る機能の併用効果を有する。
保護樹脂膜に使用される樹脂はフッ素系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、パラキシレン系ポリマー等が使用される。
【００１５】
本発明の微気圧センサは前記実施例１、２、３のように構成されることにより、微気圧センサ実装時、表面実装による対応が可能となり、高い生産性を持つ生産ラインにて微気圧センサユニットが製造できる。また、パッケージへの蓋材の設置を樹脂蓋材を圧入、金属のカシメ、もしく樹脂成型技術のモールディングとすることで製造工程の簡素化、生産効率の高い微気圧センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に関する微気圧センサの断面図
【図２】実施例２に関する微気圧センサの断面図
【図３】実施例３に関する微気圧センサの断面図
【図４】従来の金属製ＣＡＭ、ＳＴＥＭからなるリードタイプパッケージの微気圧センサパッケージ形状図
【符号の説明】
【００１７】
１  セラミックパッケージ
２  外部接続端子
３  焦電素子
４  支持台
５  電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)
６  樹脂製蓋材
７  通気孔
８  樹脂保護膜
９  金属製蓋材
１０  通気孔
１１  リードフフレーム
１２  樹脂モールディングパッケージ
１３  ＣＡＮ
１４  ＳＴＥＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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