(57)【要約】【課題】  接着材による湿度センサを破損または、湿度検出室の閉塞による湿度計測の妨げを防止することができる湿度センサ一体型半導体圧力センサを提供すること。【解決手段】  ケース１０とキバンａ２１を接着する際、接着材の漏れを防止する為に、接着材の漏れ防止の予備接着と接着強度を確保する本接着の２段階接着構成の湿度センサ一体型半導体圧力センサ１とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
堰き止め用の第一接着材をケースに充填し、湿度センサと圧力センサを実装した基板と前記ケースを仮固定する第一工程と、
固定用の第二接着材をケースに充填し、前記基板と前記ケースを固定する第二工程と、を備える湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一工程では、前記第一接着材の焼成工程を含む請求項１に記載の湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置の製造方法。
【請求項３】
前記第二工程では、前記第二接着材の焼成工程を含み、
前記第一接着材は、前記第二接着材の焼成工程では溶融しない請求項２に記載の湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置の製造方法。
【請求項４】
前記湿度センサは、熱式の湿度センサである請求項１または２に記載の湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第二工程では、前記第二接着材を前記第一接着材よりも多く充填する請求項１乃至４の何れかに記載の湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置の製造方法。
【請求項６】
熱式の湿度センサと圧力センサが搭載されるセラミック基板と、
前記セラミック基板が搭載されるケースと、を備え、
前記湿度センサは、前記ケースに形成された計測室に配置される湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置であって、
前記セラミック基板の側面と前記ケースとの間に介在する第一接着材と、
前記セラミック基板と前記ケースの界面と、前記第一接着材との間に介在する第二接着材と、を備え、
前記第二接着材は、前記第一接着材よりもその量が少ない湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置。
【請求項７】
前記第一接着材は本固定用であり、
前記第二接着材は仮固定用である請求項６に記載の湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置。
【請求項８】
前記第二接着材と前記計測室との間に設けられた壁部を備える請求項７に記載の湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置。
【請求項９】
前記第一接着材と前記第二接着材は同一材料の接着材である請求項８に記載の湿度センサ一体型半導体圧力センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は湿度センサ一体型半導体圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気管内の圧力を検出するための装置として、図５に自動車用の吸気圧センサの従来構成を示す。
【０００３】
吸気圧センサはケースにセラミック基板を接着し、信号処理回路用ＩＣを納めている部屋と測定媒体が侵入する受圧室に分けて、測定媒体に混入する腐食成分から信号処理回路用ＩＣを保護していることが示されている。
【０００４】
詳しくは、セラミック基板１００の一面側に感圧素子部１０１が取り付けられている。
【０００５】
この感圧素子部１０１は、センサチップ１０１ａとガラス台座１０１ｂとで構成されており、測定媒体の圧力を感知する。セラミック基板１００の他面側には、信号処理回路用ＩＣ１０２が取り付けられている。この信号処理回路用ＩＣ１０２と感圧素子部１０１とはセラミック基板１００上に形成された配線およびボンディングワイヤ１０３、１０４にて電気的に接続されており、信号処理回路用ＩＣ１０２から、感圧素子部１０１にて感知された圧力に応じたセンサ信号が出力される。
【０００６】
セラミック基板１００は、ターミナル１０５がインサート成形されたケース１０６に取り付けられている。ターミナル１０５の一端側はボンディングワイヤ１０７およびセラミック基板１００上の配線を介して信号処理回路用ＩＣ１０２に電気的に接続されており、他端側は、ケース１０６のコネクタ部１０６ａに露呈されている。このターミナル１０５の他端側にて外部との電気的な導通が取られる。
【０００７】
ケース１０６には、上蓋１０８が取り付けられるとともに、圧力導入孔１０９ａを有する下蓋１０９が取り付けられる。この下蓋１０９の圧力導入孔１０９から受圧室１１０に圧力が導入され、その導入された圧力を感圧素子部１０１が感知する。
【０００８】
なお、上蓋１０８、下蓋１０９、およびケース１０６は、樹脂で構成されており、上蓋１０８、下蓋１０９は、接着剤１１１にてケース１０６に接着固定される。
【０００９】
また、セラミック基板１００も接着剤１１１にてケース１０６に接着固定される。このような接着固定により、受圧室１１０、および信号処理回路用ＩＣが形成された部屋（回路室）１１２を気密状態にする。なお、上蓋１０８に形成された、加熱硬化時のエア抜き孔１０８ａも接着剤１１１により、封止される。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１７０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述の吸気圧力センサのセラミック基板接着構成には以下に示すような問題点が挙げられる。
【００１２】
ケースにセラミック基板を接着する際、接着材の高温硬化時接着材の粘度が低下して接着材がケースの受圧室側に流れ出すことが懸念され、流れ出した接着材が感圧素子部を覆った場合、センサチップを破損または、圧力計測の妨げとなる可能性がある。
【００１３】
更には、湿度計測の為、湿度センサおよびその湿度検出室を設けた場合、湿度センサを破損または、湿度検出室の閉塞による湿度計測の妨げとなる可能性がある。
【００１４】
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、検出精度の良い湿度センサを備える圧力センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の湿度センサ一体型半導体圧力センサは、ケースとキバンを接着する際、接着材の漏れを防止する為に１回目は接着材の漏れ防止のための予備接着を実施し、２回目に気密性を保ち接着強度を確保するための本接着を実施する工程とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、検出精度の良い湿度センサを備える湿度センサ一体型半導体圧力センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態における湿度センサ一体型半導体圧力センサの断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態における湿度センサ一体型半導体圧力センサの工程図である。
【図３Ａ】本発明の第一実施形態における湿度センサ一体型半導体圧力センサの工程ａの湿度センサ一体型半導体圧力センサの断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第一実施形態における湿度センサ一体型半導体圧力センサの工程ｂの湿度センサ一体型半導体圧力センサの断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第一実施形態における湿度センサ一体型半導体圧力センサの工程ｃ及び工程ｄの湿度センサ一体型半導体圧力センサの断面図である。
【図３Ｄ】本発明の第一実施形態における湿度センサ一体型半導体圧力センサの工程ｅ及び工程ｆの湿度センサ一体型半導体圧力センサの断面図である。
【図４Ａ】本発明によらず、接着材が湿度センサに付着して故障の恐れのある湿度センサの一体型半導体圧力センサの断面図である。
【図４Ｂ】本発明によらず、接着材が湿度検出室に流れ込み湿度の検出精度が悪化する恐れのある湿度センサの一体型半導体圧力センサの断面図である。
【図５】従来の半導体圧力センサの断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態における湿度センサ一体型半導体圧力センサのキバン端子接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の湿度センサ一体型半導体圧力センサの実施例について、図面を参照して詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１について、図１、図２、図３Ａ〜Ｄ、図６を用いて説明する。
【００２０】
湿度センサ一体型半導体圧力センサ１（以降、一体型圧力センサと略記する）は、大別してケース１０、カバー９、キバンａ２１、キバンｂ２２、圧力検出素子３２、湿度検出素子１５を備えている。
【００２１】
本実施例の一体型圧力センサ１は温度センサも備えており、温度センサ４４は端子１１ａと接続後、ケース１０にインサート成型されている。（図６）
キバンｂ２２はガラスエポキシキバンで圧力・湿度・温度を出力する為の、ＩＣ２３や電子部品（抵抗、コンデンサ等）が実装されており、接着材１８でケース１０に固定されている。キバンａ２１はセラミックキバンで、圧力検出素子３２や湿度検出素子１５が実装されており、接着材１７でケース１０に固定されている。キバンａ２１とキバンｂ２２はボンディングワイヤ１３で接続されている。また、キバンｂ２２はボンディングワイヤ１４で端子１１と接続されており、端子１１ａはキバンｂ２２とボンディングワイヤ１４ａで接続されており、端子１１はケース１０を構成しているコネクタ部１２に伸びている。カバー９は接着材１９でケース１０に固定されている。
【００２２】
湿度検出素子１５の付近は一定の空間を確保した湿度検出室１６が設けられている。  コンパクトな一体型圧力センサ１を構成するために、湿度検出素子１５及び湿度検出室１６は、キバンａ２１とケース１０を接着している接着材１７に近い位置に配している。接着の際に図４Ａに示すようにはみ出して湿度検出素子１５に付着した接着材１７ｃの様になったり、図４Ｂに示すようにはみ出して湿度検出室１６に付着した接着材１７ｄの様になると、湿度検出素子１５の故障を引き起こしたり、湿度検出室１６の空間を閉塞することにより湿度検出性の悪化を招く恐れがある。本実施例では、係る課題を解決するために、次に示す工程（図２）で接着を進める。
【００２３】
図２の工程ａの断面図は図３Ａに、工程ｂの断面図は図３Ｂに、工程ｃ、ｄの断面図は図３Ｃに、工程ｅ、ｆの断面図は図３Ｄに対応している。工程ａ５１でまず、ケース１０を所定の位置にセットする。工程ｂ５２で、接着材１７ａを接着材用凹部２０へ塗布する。この接着材１７ａはキバンａ２１とケース１０の接着強度を確保することが目的ではなく、次工程で接着材１７ｂを塗布する時の漏れを防止するための予備接着であるため、塗布量は少量で良く、キバンａ２１とケース１０の隙間が無くなれば良い。工程ｃ５３にてキバンａ２１をセットして、工程ｄ５４で接着材１７ａを硬化させる。工程e５５にてキバンａ２１の側面とケース１０の壁面１０ａと接着材１７ａで構成された凹部２４に接着材１７ｂを塗布して、工程ｆ５６にて接着材１７ｂを硬化させる。キバンａ２１の側面とケース１０の壁面１０ａを利用して接着面積を確保することにより、圧力導入孔３１からの圧力に耐える接着力を確保することが出来る。尚、ケース１０の壁面１０ａは斜めにすることによりキバンａ２１をセットし易くかつ接着材１７ｂを塗布する際の視認性及び作業性に功を奏する。
【００２４】
図１に示すように、ケース１０には、圧力検出素子３２、湿度検出素子１５が搭載され、圧力検出素子３２へ測定媒体である気体圧力を伝達するための圧力導入孔３１が形成されており、湿度も同時に計測している。また、ケース１０は、温度センサ４４と端子１１を接続した状態でインサートモールドしている。ケース１０、カバー９は例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やエポキシ樹脂等の樹脂材料を、金型を用いて型成形してなるものである。接着材１７、１８は例えばシリコーン接着材を使用して、ケース１０とキバンａ２１、キバンｂ２２の線膨張差を吸収し、接着剤１９はＰＰＳまたはＰＢＴと線膨張係数の近い、例えばエポキシ接着材を使用して構成する。
【００２５】
各端子１１のうちケース１０におけるコネクタ部１２において露出する端部は、図示しない外部機器（外部の配線部材等）に接続可能となっている。
【００２６】
ケース１０には、温度検出素子４０の保護のために、先端側（ポート部３０の圧力導入孔３１側）にガード３５が設けられている。ガード３５は、内燃機関の吸気管内に異物が流入して来た際温度検出素子４０への衝突を低減したり、一体型圧力センサ１を取り扱う際、落下などによる外力から温度検出素子４０を保護したりすることができる。ガード３５は、ケース１０成形の際、型抜きが可能でかつ吸気管内を流れる気体の流入・流出を妨げない細い柱状構成となっており、強度を確保する為複数の細い柱の先端を接続することにより強度を確保している。
【００２７】
ケース１０に接着されているキバンａ２１とキバンｂ２２、及びボンディングワイヤ１３、１４は、シリコーンゲル等（図示なし）が塗布されている。こうすることにより、水や腐食性物質から保護される。また、一体型圧力センサ１の入出力端子は本来（電源、ＧＮＤ、圧力、湿度、温度）の合計５本が必要であるが、ＩＣ２３により（圧力、湿度、温度）の出力をデジタル化して統合することにより、（電源、ＧＮＤ、デジタル出力）の３本で構成することができる。すなわち、圧力、湿度、温度を兼用することにより、端子数を削減可能となる。
【００２８】
本実施例では、湿度検出室15と接着材17aとを仕切る壁部４５が形成されている。このようにすることで、接着材17aが湿度検出室15へ漏れ出ることを抑制できるので、仮固定用の接着材17aによる計測精度悪化を抑制できる。そして、ケース１０とキバンa２１とを接着材１７aで接着して仮固定をしてから接着材１７ｂを充填することにより、壁部４５とキバンa２１との界面からキバンa２１を本固定する接着材１７ｂが漏れ出ることを防止できる。接着材１７aは、接着材１７ｂよりも充填量が少ないため、焼成時の漏れ量が小さいことから、壁部４５を超えての計測室への侵入を抑制できる。
【００２９】
固定には接着材を十分に充填する必要があり、壁部４５（言い換えると、キバン２１aとケースの界面）よりも高い位置まで固定用の接着材を充填する必要があり、量が多いことと界面よりも高い位置に充填されることから、界面から接着材が漏れ出やすいという課題が有るところ、本実施例によれば、すでに仮固定用の接着材により漏れ出る経路である界面が封鎖されているため、固定用の接着材１７ｂを十分な量充填しても漏れを抑制でき、精度のよい計測が可能となる。壁部４５は、ケース１０に溝を形成することにより設けてもよいし、突起を形成することで設けてもよい。
【００３０】
尚、従来構成（図５）では、セラミック基板と感圧素子のセンサチップの保護の為、保護材１１３をボンディングワイヤ１０３後に塗布しているが、これは接着材１１１の漏れ出しを防止するものではない。また、本実施例によれば、従来構成に対し、圧力導入孔１０９ａを有する下蓋１０９の部分がケース１０６と一部材でも製造可能である。更に、本実施例では温度センサ４４を予めケース１０６に設置することが可能であり、温度センサ４４をキバンａ２１に設置せず、ポート部３０の先端付近に設置することにより、応答性が良くなる。
【符号の説明】
【００３１】
１  第一実施形態に係る湿度センサ一体型圧力センサ装置
９  カバー
１０  ケース
１０ａ  ケース壁面
１１  端子
１１ａ  端子
１２  コネクタ部
１３  ボンディングワイヤ
１４  ボンディングワイヤ
１４a  ボンディングワイヤ
１５  湿度検出素子
１６  湿度検出室
１７  接着材
１７ａ  １回目接着材
１７ｂ  ２回目接着材
１７ｃ  はみ出して湿度検出素子に付着した接着材
１７ｄ  はみ出して湿度検出室に付着した接着材
１８  接着材
１９  接着材
２０  接着材用凹部
２１  キバンａ
２２  キバンｂ
２３  ＩＣ
２４  凹部
２５  気体の流れ
２６  プリモールド
３０  ポート部
３１  圧力導入孔
３２  圧力検出素子
３３  Ｏリング
３５  ガード
４０  温度検出素子
４４  温度センサ
４５  壁部
５１〜５６  工程１〜工程６
９０  従来の圧力センサ装置
１００  セラミック基板
１０１  感圧素子部
１０１ａ  センサチップ
１０１ｂ  ガラス台座
１０２  信号処理回路用ＩＣ
１０３、１０４  ボンディングワイヤ
１０５  ターミナル
１０６  ケース
１０６ａ  コネクタ部
１０７  ボンディングワイヤ
１０８  上蓋        
１０８ａ  加熱硬化時のエア抜き孔
１０９  下蓋
１０９ａ  圧力導入孔
１１０  受圧室
１１１  接着材
１１２  信号処理回路用ＩＣが形成された部屋（回路室）
１１３  セラミック基板センサチップ保護材
【図１】
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【図２】
2019086417.tif 000004
【図３Ａ】
2019086417.tif 000005
【図３Ｂ】
2019086417.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
2019086417.tif 000009
【図４Ｂ】
2019086417.tif 000010
【図５】
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【図６】
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