(57)【要約】【課題】デッドスペースを利用することで実質的に小型化が図られた圧力センサ装置を得る。【解決手段】この発明に係る圧力センサ装置は、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子３と、このセンサ素子３からの電気信号を制御する制御用素子６と、電源からの入力の制御および制御用素子６からの信号を制御し、出力する電源用素子７と、制御用素子６および電源用素子７が搭載され導電経路となるリードフレーム８と、制御用素子６、電源用素子７およびリードフレーム８を一体化した樹脂体９を備え、センサ素子３、制御用素子６および電源用素子の何れか一つは、リードフレーム８の一面側に配置され、残りの二つはリードフレーム８の他面側に配置されている。【選択図】        図１
2004340891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、
このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、
電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、
前記制御用素子および前記電源用素子が搭載され導電経路となるリードフレームと、
前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化した樹脂体を備え、
前記センサ素子、前記制御用素子および前記電源用素子の何れか一つは、前記リードフレームの一面側に配置され、残りの二つは前記リードフレームの他面側に配置されている圧力センサ装置。
【請求項２】
前記センサ素子は、前記リードフレームの面に対して垂直線上であって、前記制御用素子および前記電源用素子の何れか一方の側の前記垂直線上に配置されている請求項１に記載の圧力センサ装置。
【請求項３】
前記リードフレームは、両面に導電パターンが形成された回路基板であり、一方の面の前記導電パターンに前記制御用素子が電気的に接続され、他方の面の前記導電パターンに前記電源用素子が電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の圧力センサ装置。
【請求項４】
前記回路基板は、可撓性回路基板である請求項３に記載の圧力センサ装置。
【請求項５】
圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、
このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、
電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、
前記制御用素子および前記電源用素子が搭載され導電経路となるリードフレームと、
前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化した樹脂体を備え、
前記リードフレームは、前記センサ素子と、前記制御用素子および前記電源用素子との間の一部が外部に露出した露出部を有しており、
この露出部がＵ字形状に折曲されて、前記センサ素子と、前記制御用素子および前記電源用素子とが重なって配置されている圧力センサ装置。
【請求項６】
前記樹脂体は、インサートモールド成形により、前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化して形成されている請求項１ないし請求項５の何れかに記載の圧力センサ装置。
【請求項７】
圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、
このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、
電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、
前記制御用素子および前記電源用素子が搭載されているとともに前記電源用素子からの信号を外部に出力するターミナルと、
前記制御用素子、前記電源用素子および前記ターミナルを一体化した樹脂体を備えている圧力センサ装置。
【請求項８】
前記樹脂体は、インサートモールド成形により、前記制御用素子、前記電源用素子および前記ターミナルを一体化して形成されている請求項７に記載の圧力センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば内燃機関のインテークマニホルド内の燃焼ガスの圧力を検知する圧力センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、前記制御用素子および前記電源用素子が搭載され導電経路となるリードフレームと、前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化した樹脂体を備え、前記センサ素子、前記制御用素子および前記電源用素子の何れも、前記リードフレームの同面側に配置された圧力センサ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３３７９８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の圧力センサ装置は、センサ素子、制御用素子および電源用素子の何れも、リードフレームの同面側に配置され、平面状に拡大されており、大型化してしまうという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、デッドスペースを利用することで実質的に小型化が図られた圧力センサ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る圧力センサ装置は、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、前記制御用素子および前記電源用素子が搭載され導電経路となるリードフレームと、前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化した樹脂体を備え、前記センサ素子、前記制御用素子および前記電源用素子の何れか一つは、前記リードフレームの一面側に配置され、残りの二つは前記リードフレームの他面側に配置されている。
【０００７】
また、この発明に係る圧力センサ装置は、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、前記制御用素子および前記電源用素子が搭載され導電経路となるリードフレームと、前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化した樹脂体を備え、前記リードフレームは、前記センサ素子と、前記制御用素子および前記電源用素子との間の一部が外部に露出した露出部を有しており、この露出部がＵ字形状に折曲されて、前記センサ素子と、前記制御用素子および前記電源用素子とが重なって配置されている。
【０００８】
また、この発明に係る圧力センサ装置は、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、前記制御用素子および前記電源用素子が搭載されているとともに前記電源用素子からの信号を外部に出力するターミナルと、前記制御用素子、前記電源用素子および前記ターミナルを一体化した樹脂体を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態について説明するが、各実施の形態において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の圧力センサ装置の断面図、図２（ａ）は図１のセンサモジュール４の正面図、図２（ｂ）は図１のセンサモジュール４の断面図、図２（ｃ）は図１のセンサモジュール４の裏面図である。
この圧力センサ装置は、通気口１を有するベース２と、通気口１に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子３を有するセンサモジュール４と、このセンサモジュール４を覆ったケース５とを備えている。
【００１０】
センサモジュール４は、半導体からなりセンサ素子３からの電気信号を制御する制御用素子６と、電源からの入力の制御および制御用素子６からの信号を制御し、出力する電源用素子７と、制御用素子６および電源用素子７が搭載され導電経路となるリードフレーム８と、制御用素子６、電源用素子７およびリードフレーム８を例えばエポキシ樹脂のトランスファ−成形によるインサートモールド成形で一体化した樹脂体９と、板材を打ち抜き成形されたリードフレーム８とセンサ素子３とを電気的に接続したワイヤ１０とを備えている。
樹脂体９の台座１１の周囲には、ベース２側に突出した断面円形状の壁部９ａが形成されている。ベース２の端面には通気口１を囲むようにして溝部２ａが形成されている。壁部９ａは溝部２ａに接着剤１４を介して接合されている。
台座１１に搭載されたゲージ抵抗であるセンサ素子３は、リードフレーム８の一面側に配置され、制御用素子６、電源用素子７はリードフレーム８の他面側に配置されている。
【００１１】
ケース５内には、中間部で折曲されたターミナル１２が埋設されている。このターミナル１２はコネクタ１３の端子であり、ターミナル１２の端部は、リードフレーム８と溶接により接続されている。コネクタ１３は、車両のコントロールユニットに接続された雌側コネクタ（図示せず）に嵌着されるようになっている。
【００１２】
上記構成の圧力センサ装置では、センサ素子３は通気口１を通じてインテークマニホルド内の燃焼ガスの圧力を検知し、電源用素子７から供給される基準電圧を用いてその圧力を電圧変動量として発生させる。この電気信号は、制御用素子６で温度、およびセンサ素子３のばらつきによる要因を補正し、所定の電圧値が発生するように制御され、その後電源用素子７で増幅され、この増幅された信号がリードフレーム８、ターミナル１２、雌側コネクタを通じてコントロールユニットに送られる。
【００１３】
ところで、図１において、エンジンは圧力センサ装置の下側に配置されており、従って圧力センサ装置は、上側からインテークマニホルドに装着されるので、圧力センサ装置から図１の紙面に沿った上側のスペースには余裕がある。
また、圧力センサ装置の高さ寸法は、コネクタ１３で決定され、実際にはこのコネクタ１３に雌側コネクタが装着された状態での高さとなる。
このような状況に圧力センサ装置は配置されているので、センサ素子３が、リードフレーム８の一面側に配置され、制御用素子６、電源用素子７がリードフレーム８の他面側に配置された、この実施の形態の圧力センサ装置では、従来のものと比較して高さ寸法が大きくなるも、その増大箇所はセンサ素子３の直上のデッドスペースＡであり、そのデッドスペースＡが狭まるだけで、従来のものと比較して横寸法が小さくなった分、レイアウト上の小型化が図れる。
【００１４】
実施の形態２．
図３（ａ）はこの発明の実施の形態２の圧力センサ装置のセンサモジュール４０の正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のセンサモジュール４０の断面図、図３（ｃ）はセンサモジュール４０の裏面図である。
この実施の形態では、リードフレーム８の一面に制御用素子６が配置され、リードフレーム８の他面に電源用素子７が制御用素子６に重なるように配置されている。センサ素子３は、リードフレーム８の面に対して垂直線上であって、電源用素子７の直上に配置されている。
この圧力センサ装置では、リードフレーム８の両面に制御用素子６および電源用素子７をそれぞれ搭載し、その後、インサートモールド成形により、制御用素子６、電源用素子７およびリードフレーム８を一体化して樹脂体９を形成する。この後、台座１１にセンサ素子３を搭載し、次にリードフレーム８とセンサ素子３とを電気的にワイヤ１０で接続する。
【００１５】
この圧力センサ装置によれば、リードフレーム８に対して垂直線上に重なるようにして制御用素子６、電源用素子７およびセンサ素子３が配置されているので、実施の形態１のものと比較して横寸法をより小さくすることができる。
また、実施の形態１のものと比較して高さ寸法が大きくなるも、その増大はデッドスペースＡの空間を狭めるだけであり、実施の形態１のものと比較して横寸法をより小さくすることができた分、レイアウト上の小型化が図れる。
なお、リードフレーム８の一面に電源用素子７を配置し、リードフレーム８の他面に制御用素子６を電源用素子７に重なるように配置し、センサ素子３を、リードフレーム８の面に対して垂直線上であって、制御用素子６の直上に配置するようにしてもよい。
【００１６】
実施の形態３．
図４（ａ）はこの発明の実施の形態３の圧力センサ装置のセンサモジュール５０の断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のリードフレーム５１の断面図である。
この実施の形態では、リードフレーム５１は、両面に導電パターン５１ａ、５１ｂが形成された回路基板であり、一方の面の導電パターン５１ａに電源用素子７が電気的に接続され、他方の面の導電パターン５１ｂに制御用素子６が電気的に接続されている。
【００１７】
実施の形態１および２のリードフレーム８は、金属板を打ち抜いて形成されたものであり、単一部材であるこのリードフレーム８は表裏面ともに同電位となる。このため、制御用素子６および電源用素子７は異電位であるので、図４（ｃ）に示すように、制御用素子６および電源用素子７と電気的に接続されるリードフレーム８は、それぞれ分離されている。
これに対して、この圧力センサ装置によれば、リードフレーム５１として、両面に導電パターン５１ａ、５１ｂを有する回路基板を用いているので、リードフレーム５１を分離することなく、表裏面に異電位となるワイヤボンディングを実施することが可能になる。このため、リードフレーム５１は、実施の形態１、２のリードフレーム８と比較して小型化され、ひいては圧力センサ装置の小型化を図ることができる。
【００１８】
なお、リードフレーム５１として可撓性回路基板を用いることもできる。この回路基板を用いたときには、リードフレーム５１とターミナル１２とを溶接したときに発生する熱応力は、リードフレーム５１で吸収され、熱応力によるセンサモジュール５０の破損は防止される。
【００１９】
実施の形態４．
図５（ａ）はこの発明の実施の形態４の圧力センサ装置のセンサモジュール６０の断面図である。
この実施の形態では、リードフレーム６１は、センサ素子３と、制御用素子６および電源用素子７との間の一部が外部に露出した露出部６１ａを有しており、この露出部６１ａがＵ字形状に折曲されて、センサ素子３と、制御用素子６および電源用素子７とが重なって配置されている。
この圧力センサ装置のリードフレーム６１は、実施の形態１、２のリードフレーム８と同様のものであり、平板状のリードフレーム６１の端部に制御用素子６および電源用素子７を搭載し、インサートモールド成形により第１の樹脂部９Ａを形成する。また、リードフレーム６１と一体で台座１１を有する第２の樹脂部９Ｂをインサートモールド成形により形成する。この後、露出部６１ａをＵ字形状に折曲して、第１の樹脂部９Ａと第２の樹脂部９Ｂとを重ね、接合して樹脂体９を形成する。最後に、センサ素子３を台座１１に搭載した後、センサ素子３とリードフレーム６１とをワイヤ１０で電気的に接続する。
【００２０】
この実施の形態の圧力センサ装置によれば、実施の形態２と比較して高さ寸法が大きくなるものの、従来のものと比較して横寸法を小さくすることができた分、レイアウト上の小型化が図れる。
【００２１】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５の圧力センサ装置の断面図である。
この実施の形態では、電源用素子７からの信号を外部に出力するターミナル７０には、制御用素子６および電源用素子７が搭載されている。制御用素子６、電源用素子７およびターミナル７０はインサートモールド成形により樹脂体７１により一体化されている。
この圧力センサ装置によれば、ターミナル７０が実施の形態１〜４のリードフレーム８の役割も担っており、センサモジュールおよびリードフレームが不要になるとともに、リードフレームとターミナルとの溶接工程も不要となる。従って、部品点数の削減が図られ、また作業性が向上する。
【００２２】
なお、上記実施の形態１〜４では、制御用素子６、電源用素子７およびリードフレーム８、６１を樹脂体９によるインサートモールド成形により一体化したが、樹脂体に凹部を形成し、この凹部に制御用素子、電源用素子を装着するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る圧力センサ装置によれば、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、前記制御用素子および前記電源用素子が搭載され導電経路となるリードフレームと、前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化した樹脂体を備え、前記センサ素子、前記制御用素子および前記電源用素子の何れか一つは、前記リードフレームの一面側に配置され、残りの二つは前記リードフレームの他面側に配置されているので、例えばデッドスペースを利用することで実質的な小型化が図られる。
【００２４】
また、この発明に係る圧力センサ装置によれば、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、前記制御用素子および前記電源用素子が搭載され導電経路となるリードフレームと、前記制御用素子、前記電源用素子および前記リードフレームを一体化した樹脂体を備え、前記リードフレームは、前記センサ素子と、前記制御用素子および前記電源用素子との間の一部が外部に露出した露出部を有しており、この露出部がＵ字形状に折曲されて、前記センサ素子と、前記制御用素子および前記電源用素子とが重なって配置されているので、例えばデッドスペースを利用することで実質的な小型化が図られる。
【００２５】
また、この発明に係る圧力センサ装置によれば、圧力が検出される媒体に臨み圧力を検知するゲージ抵抗であるセンサ素子と、このセンサ素子からの電気信号を制御する制御用素子と、電源からの入力の制御および前記制御用素子からの信号を制御し、出力する電源用素子と、前記制御用素子および前記電源用素子が搭載されているとともに前記電源用素子からの信号を外部に出力するターミナルと、前記制御用素子、前記電源用素子および前記ターミナルを一体化した樹脂体を備えているので、リードフレームとターミナルとの溶接工程が不要となり、部品点数の削減が図られ、また作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の圧力センサ装置の断面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のセンサモジュールの正面図、図２（ｂ）は図１のセンサモジュールの断面図、図２（ｃ）は図１のセンサモジュールの裏面図である。
【図３】図３（ａ）は実施の形態２のセンサモジュールの正面図、図３（ｂ）はセンサモジュールの断面図、図２（ｃ）はセンサモジュールの裏面図である。
【図４】図４（ａ）は実施の形態３のセンサモジュールの断面図、図４（ｂ）はセンサモジュールのリードフレームの断面図、図４（ｃ）はリードフレームの他の例の断面図である。
【図５】実施の形態４のセンサモジュールの断面図である。
【図６】実施の形態５の圧力センサ装置の断面図である。
【符号の説明】
３  センサ素子、４、４０、５０、６０  センサモジュール、６  制御用素子、７  電源用素子、８、５１  リードフレーム、９、７１  樹脂体、５１ａ  導電パターン、５１ｂ  導電パターン、６１  リードフレーム、６１ａ  露出部、７０  ターミナル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004340891.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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