(57)【要約】【課題】  プリント基板を立体方向に積層し、ワイヤボンディングで接続する際に、小さな面積オーバヘッドで、ワイヤボンディング強度を確保する。【解決手段】  プリント基板の一部に開口部を設け、その開口部を通じてプリント基板間をワイヤボンディングで接続する。また、上部の基板のワイヤボンディング接続用のＰＡＤは筐体と基板の接着部に配置することで、ワイヤボンディングの強度を保てるようにする。  さらに開口部はパッド数を増やせるように筐体と基板の接着部に囲まれるように設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
一面側にセンサ素子が搭載される第２の基板と、
前記第１の基板が、前記第２の基板の上部側に設けられるように、前記第１の基板および前記第２の基板を支持する筐体と、を備え、
前記第１の基板は、コの字形状を備え、コの字形状の開口側面側にワイヤボンディングに接合されるパッドが形成されており、
前記第１の基板の前記パッド形成部の反対側は、前記筐体により支持されている車載用センサモジュール。
【請求項２】
第１の基板と、
一面側にセンサ素子が搭載される第２の基板と、
前記第１の基板が、前記第２の基板の上部側に設けられるように、前記第１の基板および前記第２の基板を支持する筐体と、を備え、
前記第１の基板は、ロの字形状を備え、ロの字形状の開口側面側にワイヤボンディングに接合されるパッドが形成されており、
前記第１の基板の前記パッド形成部の反対側は、前記筐体により支持されている車載用センサモジュール。
【請求項３】
前記第１の基板は、樹脂パッケージ部品が搭載されており、
前記第１の基板の材料はガラスエポキシを含有しあり、
前記第２の基板の材料はセラミックを含有する請求項１または２に記載のセンサ装置
【請求項４】
前記第１の基板の前記パッド形成部の反対側は、接着材により前記筐体に支持されている請求項３に記載の車載用センサモジュール。
【請求項５】
前記第２の基板に搭載されるセンサ素子は、熱式の湿度センサと、圧力センサである請求項３に記載の車載用センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車載用センサモジュールに関する発明であり、特にプリント基板間の接続方法に関係する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンルームの小型化や高機能化による部品実装数増加に伴い、車載用のセンサモジュールにはより小型化が求められている。電子部品を搭載するプリント基板でセンサモジュールのサイズが決まっている場合、プリント基板を複数に分割し、積層することで、センサモジュールの小型が可能となる。
【０００３】
プリント基板を積層する方法として、特許文献１に記載の発明がある。特許文献１には、樹脂の筐体にインサートされたバスバーで接続し、プリント基板とバスバーをワイヤボンディングで接続することで、プリント基板間を電気的に接続することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2011-130576号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、バスバーの材料費分だけコストが増加し、さらにバスバーをインサートするたに筐体サイズが大きくなる。上部の基板に開口部を設けて下部の基板とワイヤボンディングで接続されているが、ワイヤボンディング箇所の基板の下側が中空で支えが無い場合、ワイヤボンディングの基板上のパッドへの接続強度が十分に得られない可能性がある。
【０００６】
これは、ワイヤボンディング時にボンディングワイヤを振動させることでパッドとボンディングワイヤの接続を行うが、基板の下部が中空の場合、基板自体も振動してしまいパッドとボンディングワイヤ間の振動エネルギーが減少してしまうためである。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コスト、低面積オーバヘッドで、積層したプリント基板間の電気的接続を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
プリント基板の一部に開口部を設け、その開口部を通じてプリント基板間をワイヤボンディングで接続する。また、上部の基板のワイヤボンディング接続用のＰＡＤは筐体と基板の接着部に配置することで、ワイヤボンディングの強度を保てるようにする。
【０００９】
さらに開口部はパッド数を増やせるように筐体と基板の接着部に囲まれるように設ける。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低コスト、低面積オーバヘッドで積層したプリント基板間の電気接続を実現でき、センサモジュールの小型化を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１のセンサモジュールの平面図
【図２】実施例１のプリント基板外形
【図３】実施例１の筐体平面図と断面図
【図４】実施例１のセンサモジュールの断面図
【図５】実施例２のセンサモジュールの平面図
【図６】実施例２のプリント基板外形
【図７】実施例２の筐体平面図
【図８】実施例２のセンサモジュールの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[実施例１]
本発明の実施例１について、図１〜４を用いて説明する。
【００１３】
図１に本発明を用いたセンサモジュールを上部から見た図を示す。センサモジュールは、筐体１と、第１のプリント基板２と、第２のプリント基板３と、ワイヤボンディングパッド４〜１１と、ワイヤボンディング１２〜１５を備える。
【００１４】
第１のプリント基板２は、第２のプリント基板３の上部に配置され、第１のプリント基板２と第２のプリント基板３はワイヤボンディング１２〜１５を通じて電気的に接続される。
【００１５】
第１のプリント基板のパッド４〜７は、コの字開口の側面側に形成されている。第２のプリント基板のパッド８〜１１は、コの字開口の投影領域に設けられている。言い換えると、上側（センサ素子搭載側と反対側）から見たときに、見える位置に設けられている。
【００１６】
図２に第１のプリント基板２と第２のプリント基板３を上部から見た形状を示す。第１のプリント基板２は、四角形から一部をくり抜いたコの字型の形状をしている。プリント基板３は単純な四角形である。
【００１７】
図３に筐体１を上部から見た図と線分Ａ−Ａ’の断面図を示す。１６、１７、１８，１９は、筐体１の高さの異なる面を示す。２０は筐体１の底面の開口穴を示す。
【００１８】
開口穴２０は、測定対象の圧力や気体を筐体内部に取り込む役割を果たす。面16は筐体の最上部の面で、蓋が接着される。面１７は第１のプリント基板２の接着部分であり、面１８は第２のプリント基板３の接着部分である。
【００１９】
図４に図１の線分Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’の断面図を示す。
【００２０】
Ａ−Ａ’の断面図はプリント基板２とプリント基板３間のワイヤボンディング箇所の断面図を示す。ワイヤボンディングパッド１０と１５はプリント基板２と筐体１の接着箇所の上部に配置され、ワイヤボンディングパッド１２と１３はプリント基板３と筐体１の接着箇所の上部に配置される。ワイヤボンディングパッドの下部は筐体で支えられているので、十分なワイヤボンディング強度が確保できる。接着部分を利用するので、新たな面積オーバヘッドが発生しない。また、開口部の両側にワイヤボンディングパッドを配置可能なコの字型にプリント基板２を加工することで、筐体上に配置できるワイヤボンディングパッドの数を増やすことができる。
【００２１】
Ｂ−Ｂ’の断面図は第１のプリント基板２が第２のプリント基板３の上部を覆っている箇所の断面図を示す。第１のプリント基板２と第２のプリント基板３は、接着箇所以外の基板の上面と下面両面に電子部品を搭載することができる。例えば第２のプリント基板３の下面には圧力センサや湿度センサなどの測定媒体の物理量を測定するセンサ素子を搭載し、第２のプリント基板の上面並びに第１のプリント基板に保護回路や演算回路等を搭載することで、実装スペースを効率的に利用して、センサモジュールの小型化を図ることが可能である。湿度センサは、放熱量を用いて湿度を計測する熱式を用いると、結露、汚損が生じにくくなり、より車載用に適している。
【００２２】
Ｃ−Ｃ’の断面図は横方向の断面図を示す。例えば、開口穴２０から取り込まれた気圧や気体はプリント基板３の下面に搭載されたセンサ素子で検出され電気信号に変換される。
【００２３】
以上に示すように筐体との接着部分にワイヤボンディングパッドを配置可能なように、プリント基板に開口部を設けることで、ワイヤボンディング強度を確保しつつ、プリント基板を積層し、センサモジュールの面積を削減することが可能になる。
【００２４】
本実施例では、例としてワイヤボンディングの本数を2本ずつとしているが、ワイヤボンディングの本数は多くても少なくても構わない。
【００２５】
[実施例２]
本発明の第２実施例について、図５〜8を用いて説明する。図５に本発明を用いたセンサモジュールを上部から見た図を示す。
【００２６】
筐体２１と、第１のプリント基板２２と、第２のプリント基板２３と、ワイヤボンディングパッド２４〜３５と、ワイヤボンディング３６〜４１から構成される。
【００２７】
第１のプリント基板２２は、第２のプリント基板２３の上部に配置され、第１のプリント基板２２と第２のプリント基板２３はワイヤボンディング３６〜４１を通じて電気的に接続される。
【００２８】
図６にプリント基板２２とプリント基板２３を上部から見た形状を示す。
【００２９】
第１のプリント基板２２は開口部４２を持つ。第２のプリント基板２３は単純な四角形である。
【００３０】
図７に筐体２１を上部から見た図を示す。４３、４４、４５，４６は高さの異なる面を示す。４７は筐体２１の底面の開口穴を示す。開口穴４７は、測定対象の圧力や気体を筐体内部に取り込む役割を果たす。面４３は筐体の最上部の面で、蓋が接着される。面４４はプリント基板２２の接着部分であり、面４５はプリント基板２３の接着部分で、面４６は底面である。
【００３１】
図８に図１の線分Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’の断面図を示す。
【００３２】
Ａ−Ａ’の断面図はプリント基板２２とプリント基板２３間のワイヤボンディング箇所の断面図を示す。ワイヤボンディングパッド２５と２６はプリント基板２２と筐体２１の接着箇所の上部に配置され、ワイヤボンディングパッド３１と３２はプリント基板２３と筐体２１の接着箇所の上部に配置される。ワイヤボンディングパッドの下部は筐体で支えられているので、十分なワイヤボンディング強度が確保できる。
【００３３】
Ｂ−Ｂ’の断面図はプリント基板２がプリント基板３の上部を覆っている箇所の断面図を示す。プリント基板２とプリント基板３は接着箇所以外は基板の上面と下面両面に電子部品を搭載することができる。
【００３４】
Ｃ−Ｃ’の断面図は横方向の断面図を示す。ワイヤボンディングパッド２８はプリント基板２２と筐体２１の接着箇所の上部に配置され、ワイヤボンディングパッド３４はプリント基板２３と筐体２１の接着箇所の上部に配置される。ワイヤボンディング４０はプリント基板２２の開口部を通じて、プリント基板２２と２３を電気的に接続する。また、開口穴４７からは筐体内部に圧力や気体が取り込まれる。開口穴４７から取り込まれた気圧や気体はプリント基板２３の下面に搭載されたセンサ素子で検出され電気信号に変換される。実施例２では開口部の３辺にワイヤボンディングパッドを配置できるので、プリント基板２２と２３間を接続するワイヤボンディングが増えた場合には、より小さい面積オーバヘッドでワイヤボンディングパッドを配置できる。
【００３５】
[実施例３]
実施例１の第１のプリント基板２をガラスエポキシ基板で、第２のプリント基板３をセラミック基板で構成する。
【００３６】
開口部２０から取り込まれる気体が腐食性のガスを含む場合、ガラスエポキシ基板では、腐食してしまい故障につながる可能性があるがプリント基板３を腐食耐性の高いセラミック基板とすることで故障を防止できる。
【００３７】
セラミック基板に、マイコンなどの樹脂パッケージの部品を搭載するとセラミックと樹脂の熱膨張差が大きいため、長期間使用した場合に繰り返し発生する温度変化で、部品を基板に接合するハンダにクラックが入り、電気的に断線する可能性がある。そこで、樹脂パッケージ品はガラエポ基板の基板２に搭載することで、ハンダのクラックを防止し、故障を防ぐことができる。
【００３８】
本実施例によれば、腐食性ガスを含む測定媒体にさらされるセンサ素子をセラミック基板に搭載し、マイコン等の樹脂パッケージ部品を、プリント基板に搭載することで、耐腐食向上と、樹脂パッケージの信頼性向上の両立を図ることが可能となる。
【００３９】
本実施例は、実施例２にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・センサモジュールの筐体
２・・・プリント基板
３・・・プリント基板
４・・・電源配線
５〜１１・・・ワイヤボンディングパッド
１２〜１５・・・ワイヤボンディング
１６・・・筐体１の上部の面
１７・・・筐体１と基板２の接着面
１８・・・筐体１と基板３の接着面
１９・・・筐体１の底部
２０・・・筐体１の底部の開口部
２１・・・センサモジュールの筐体
２２・・・プリント基板
２３・・・プリント基板
２４〜３５・・・ワイヤボンディングパッド
３６〜４１・・・ワイヤボンディング
４２・・・プリント基板２２の開口部
４３・・・筐体２１の上部の面
４４・・・筐体２１と基板２２の接着面
４５・・・筐体２１と基板２３の接着面
４６・・・筐体２１の底部
４７・・・筐体２１の底部の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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