(57)【要約】【課題】この発明は、センサモジュールの接着工程を省略して低価格化を図ると共に、複数種のセンサモジュールを作製することなく外部端子の機能の配列順を変更できるセンサ装置を得る。【解決手段】センサモジュール２０は、第１グランド端子、第２グランド端子、出力信号端子および電源端子の４つの内部端子を有する。３本の外部端子２３が、第１グランド端子、出力信号端子および電源端子にそれぞれ接続されている。そして、外部端子２３が接続されたセンサモジュール２０を絶縁性樹脂により一体にモールド成形してセンサ本体部を得る。このセンサ本体部では、コネクタ接続部および取り付け部がセンサモジュール２０と一体に成形されている。【選択図】図７
2007286015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサエレメントおよび複数の内部端子を有するセンサモジュールと、複数の外部端子を有するコネクタ接続部と、を備えたセンサ装置において、
上記センサモジュールと上記コネクタ接続部とが絶縁性樹脂により一体に成形され、
上記外部端子の本数が上記内部端子の本数より少なく、かつ、上記外部端子のそれぞれが上記内部端子から選択された内部端子に接続されていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
上記複数の内部端子中の少なくとも２つの内部端子は同一機能を有しており、同一機能を有する内部端子中から選択された１つの内部端子が上記外部端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】
上記複数の内部端子は、少なくとも電源端子、出力信号端子、グランド端子を有し、上記同一機能を有する内部端子が上記グランド端子であり、上記グランド端子の少なくとも１つが上記電源端子と上記出力信号端子との間に配設されていることを特徴とする請求項２記載のセンサ装置。
【請求項４】
コンデンサが上記電源端子と上記出力信号端子との間に配設されている上記グランド端子と上記電源端子との間に、および、上記電源端子と上記出力信号端子との間に配設されている上記グランド端子と上記出力信号端子との間に、それぞれ挿入されていることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
上記外部端子は上記内部端子にプロジェクション溶接により接合され、プロジェクションが上記内部端子に設けられていることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【請求項６】
上記外部端子は、折り曲げ部を介して上記内部端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【請求項７】
上記センサエレメントが圧力を検出するセンサエレメントであることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センサモジュールとコネクタ接続部とが一体化されたセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧力センサ装置は、圧力媒体導入孔を有する下ケースと、センサモジュールと、外部端子がインサート成形された上ケースと、を有する（例えば、特許文献１参照）。
このセンサモジュールは、モジュールベースと、モジュールベースの下面に形成された凹部に設置されたセンサエレメントと、リードワイヤ線でセンサエレメントに接続される内部端子と、を備えている。そして、センサモジュールが、上ケースに接着固定され、その内部端子と上ケースの外部端子とが溶接にて接合されている。さらに、下ケースが、圧力媒体を圧力媒体導入孔からセンサエレメントに導入可能に、上ケースおよびセンサモジュールに接着固定されている。ここで、センサモジュールには、電源端子、グランド端子および出力信号端子の３本の内部端子が配設されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３７９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の圧力センサ装置においては、センサモジュールを上ケースに接着する工程が必要となり、製造コストが高くなってしまうという課題があった。
また、コネクタ接続部の外部端子の機能の配列順は、センサモジュールにおける電源端子、グランド端子および出力信号端子の３本の内部端子の配列順により決まってしまう。そこで、外部端子の機能の配列順を変更する場合には、内部端子の配列順が所望の外部端子の機能の配列順に適合するセンサモジュールを作製する必要があり、部品の共用化および標準化の点で問題があった。
【０００５】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、センサモジュールの接着工程を省略して低価格化を図ると共に、複数種のセンサモジュールを作製することなく外部端子の機能の配列順を変更できるセンサ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるセンサ装置は、センサエレメントおよび複数の内部端子を有するセンサモジュールと、複数の外部端子を有するコネクタ接続部と、を備えている。そして、上記センサモジュールと上記コネクタ接続部とが絶縁性樹脂により一体に成形されている。さらに、上記外部端子の本数が上記内部端子の本数より少なく、かつ、上記外部端子のそれぞれが上記内部端子から選択された内部端子に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、センサモジュールがコネクタ接続部と絶縁性樹脂により一体に形成されているので、センサモジュールの接着工程が不要となり、低価格化が図られる。
また、外部端子に接続される内部端子を変えることにより、複数の外部端子の機能の配列順が変更される。そこで、内部端子の配列順が所望の外部端子の機能の配列順に適合するセンサモジュールを作製することなく、複数の外部端子の機能の配列順を変更でき、部品の共用化および標準化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１はこの発明に係るセンサ装置を示す側面図である。
図１において、センサ装置１は、センサモジュール（図示せず）、コネクタ接続部３および取り付け部４が絶縁性樹脂により一体にモールド成形されたセンサ本体部２と、センサモジュールを覆うようにセンサ本体部２に固着され、圧力媒体をセンサモジュールに実装されたセンサエレメント（図示せず）に導入する圧力媒体導入孔６が形成されたカバー５と、カバー５に外嵌状態に装着されたＯリング７と、を備えている。
【０００９】
つぎに、センサ装置１の製造方法について図２乃至図９を参照しつつ説明する。
まず、リードフレーム１０がエッチング工程、あるいはプレス工程に通され、図２に示されるように、所望の電気配線パターンがリードフレーム１０に形成される。ここで、リードフレーム１０には、例えば、鉄系や銅系の薄板材に適当なメッキ処理を施したものが用いられる。また、電気配線パターンは、互いに分離しないように、リードフレーム１０の外周側に連結されており、第１グランド端子パターン部１１ａ、第２グランド端子パターン部１２ａ、出力信号端子パターン部１３ａ、電源端子パターン部１４ａなどを有する。
【００１０】
ついで、第１のコンデンサ１５ａがその両接続端子を第２グランド端子パターン部１２ａと出力信号端子パターン部１３ａとにハンダあるいは導電性樹脂により接合され、さらに第２のコンデンサ１５ｂがその両接続端子を第２グランド端子パターン部１２ａと電源端子パターン部１４ａとにハンダあるいは導電性樹脂により接合される。これにより、第１および第２のコンデンサ１５ａ，１５ｂが、図３に示されるように、第２グランド端子パターン部１２ａと出力信号端子パターン部１３ａとの間に挿入され、さらに第２グランド端子パターン部１２ａと電源端子パターン部１４ａとの間に挿入されて、リードフレーム１０の上面側に実装される。ここで、第２グランド端子パターン部１２ａが出力信号端子パターン部１３ａと電源端子パターン部１４ａとの間に位置しているので、第１および第２のコンデンサ１５ａ，１５ｂの接続端子間には、他の電気配線パターンが存在しない。つまり、第１および第２のコンデンサ１５ａ，１５ｂは他の電気配線パターンを跨ぐことなく実装される。
【００１１】
ついで、第１および第２のコンデンサ１５ａ，１５ｂが実装されたリードフレーム１０が、絶縁性樹脂、例えばエポキシ樹脂によりモールド成形される。モールド樹脂部１６は、リードフレーム１０の上下両面の所定の領域を埋設するようにリードフレーム１０と一体に成形されている。そして、第１および第２のコンデンサ１５ａ，１５ｂはモールド樹脂部１６に埋設されている。また、第１グランド端子パターン部１１ａ、第２グランド端子パターン部１２ａ、出力信号端子パターン部１３ａ、電源端子パターン部１４ａの端部側がモールド樹脂部１６から延出され、リードフレーム１０の下面の部品実装面がモールド樹脂部１６から露出されている。
【００１２】
ついで、図４に示されるように、圧力を検出する半導体よりなるセンサエレメント１７および信号処理部１８がモールド樹脂部１６から露出する部品実装面にハンダあるいは接着剤を用いて実装され、さらにセンサエレメント１７および信号処理部１８が金線１９によりリードフレーム１０の電気配線パターンに接続される。
ついで、図５に示されるように、リードフレーム１０の不要部が切断除去され、４本の内部端子である第１グランド端子１１、第２グランド端子１２、出力信号端子１３および電源端子１４を備えたセンサモジュール２０が得られる。さらに、プロジェクション（突起）２１が第１グランド端子１１、第２グランド端子１２、出力信号端子１３および電源端子１４の延出部に形成される。
【００１３】
ついで、所定のピッチで配列された３本の外部端子２３と、第１グランド端子１１、出力信号端子１３および電源端子１４の延出部に対応する３つの接合部２４とが互いに連結された外部端子フレーム２２Ａが用意される。そして、図６に示されるように、外部端子フレーム２２Ａの不要部に形成された位置決め穴２５を用いて外部端子フレーム２２Ａをセンサモジュール２０に対して位置決めし、各接合部２４を第１グランド端子１１、出力信号端子１３および電源端子１４の延出部にプロジェクション溶接により接合する。
【００１４】
ついで、図７に示されるように、外部端子フレーム２２Ａの不要部が切断除去され、各外部端子２３は対応する接合部２４に折り曲げ部２６を介して連結されている。この時、外部端子２３の配列方向における外部端子２３と接合部２４との間のズレは、折り曲げ部２６により吸収される。
ついで、センサモジュール２０および外部端子２３が、絶縁性樹脂、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂により一体にモールド成形され、図８に示されるセンサ本体部２が得られる。この時、外部端子２３がインサート成形されたコネクタ接続部３および取り付け部４が一体に作製される。そして、センサモジュール２０の下面側がセンサ本体部２から露出している。
ついで、カバー５が、センサモジュール２０の露出部を覆うようにセンサ本体部２に接着剤、熱カシメ、超音波接着などにより固着され、Ｏリング７がカバー５に装着されて、図１に示されるセンサ装置１が得られる。このセンサ装置１では、コネクタ接続部３の３本の外部端子２３は、図１中左からグランド端子、出力信号端子、電源端子の機能順に配列されている。
【００１５】
ここで、センサ装置１のコネクタ接続部３の外部端子２３の機能の配列順を変える方法について説明する。
【００１６】
まず、外部端子フレーム２２Ａに代えて図９に示される外部端子フレーム２２Ｂを用意する。この外部端子フレーム２２Ｂは、所定のピッチで配列された３本の外部端子２３と、第２グランド端子１２、出力信号端子１３および電源端子１４の延出部に対応する３つの接合部２４とを互いに連結して形成される。そして、図９に示されるように、外部端子フレーム２２Ｂの位置決め穴２５を基準として、各接合部２４をセンサモジュール２０の第２グランド端子１２、出力信号端子１３および電源端子１４の延出部にプロジェクション溶接により接合する。ついで、外部端子フレーム２２Ｂの不要部を切断除去し、センサモジュール２０および外部端子２３を絶縁性樹脂により一体にモールド成形してセンサ本体部を得る。そして、カバー５をセンサ本体部に固着し、Ｏリング７をカバー５に装着して、センサ装置を得る。
【００１７】
このようにして作製されたセンサ装置においては、外部端子２３は、図１中左から出力信号端子、グランド端子、電源端子の機能順に配列される。そして、第１グランド端子１１と第２グランド端子１２とはセンサモジュール２０の内部で連結された単一の電気配線パターンに構成されているので、外部端子２３が第１グランド端子１１に接合されていても、第２グランド端子１２に接合されていても、機能上同一である。
【００１８】
このように、この発明によるセンサ装置では、従来装置の上カバーに相当するコネクタ接続部および取り付け部とセンサモジュールとが絶縁性樹脂により一体にモールド成形されているので、従来装置で必要であったセンサモジュールと上カバーとの接着工程が不要となる。また、このモールド工程により、コネクタ接続部３および取り付け部４が同時に作製される。そこで、センサ装置の製造工程が簡略化され、低コスト化が図られる。
【００１９】
また、各１本の電源端子および出力信号端子と、２本のグランド端子とをセンサモジュールから延出させ、２本の外部端子を電源端子および出力信号端子に接続し、１本の外部端子を２本のグランド端子から選択した一方に接続するようにしている。そこで、３本の外部端子の機能の配列順の変更が容易となり、設計自由度の高いセンサ装置が得られる。
【００２０】
また、センサ装置はコンデンサを内蔵しているので、ノイズ耐量が向上する。さらに、コンデンサが電源端子とグランド端子との間、さらに出力信号端子とグランド端子との間に挿入されているので、ノイズを低インピーダンスのグランド端子に逃がすことになり、よりノイズ耐量が向上する。さらにまた、グランド端子を電源端子と出力信号端子との間に位置させているので、コンデンサを他の電気配線パターンを跨ぐことなく実装でき、コンデンサの接続作業性が向上し、製造が容易となる。
なお、上述の説明では、グランド端子を２本設けているが、電源端子又は出力信号端子を２本設けてもよい。この場合においても、グランド端子を電源端子と出力信号端子との間に位置させれば、コンデンサの接続作業性を向上できる効果が得られる。
【００２１】
また、プロジェクションを内部端子に形成しているので、溶接強度を向上させることができる。つまり、基材の厚みが増すと、適正なプロジェクションの形成が困難となり、突起高さのバラツキも大きくなる。そして、外部端子は、要求仕様によって様々な厚みのものが設定されている。一方、内部端子は、センサ装置外には露出しないことから、任意の厚みに設定できる。そこで、外部端子ではなく、内部端子にプロジェクションを形成することにより、適正なプロジェクションの形成が可能となり、安定した接合強度が確保される。
【００２２】
また、３本の外部端子と３つの接合部とが連結され、かつ、位置決め穴が不要部に形成された外部端子フレームを用いているので、各接合部を対応する内部端子に安定した状態で位置決めでき、溶接作業性が向上される。
【００２３】
また、外部端子と接合部との間に折り曲げ部を介在させている。この折り曲げ部は、外部端子の配列方向における外部端子と接合部、即ち内部端子との間のズレを吸収する。そこで、内部端子の配列ピッチを溶接可能な最小ピッチにすることができ、センサ装置の小型化が図られる。また、内部端子の配列ピッチを変えることなく、外部端子の配列ピッチを要求仕様に合わせて変更できる。
【００２４】
ここで、上述の説明では、２本の同一機能の内部端子の間に他の内部端子を位置させて合計４本の内部端子を配列させ、１本の外部端子を同一機能の内部端子から選択された一方に接続し、２本の外部端子を残る２本の内部端子に接続して、３本の外部端子における機能の配列順を変更可能としている。しかし、同一機能の内部端子は２本に限定されるものではなく、３本以上であってもよい。この場合、同一機能の内部端子間に異なる機能の内部端子を位置させ、かつ、同一機能の内部端子から選択された１本に外部端子を接続させることにより、外部端子における機能の配列順が変更可能となる。
【００２５】
また、同一機能の内部端子を有する必要はなく、全ての内部端子が異なる機能を有していても良い。この場合、外部端子の本数は内部端子の本数より少なく、外部端子に接続される内部端子の選択を変えることにより、外部端子における機能の配列順が変更される。さらに、内部端子の本数は４本に限定されるものではない。
【００２６】
また、上述の説明では、ノイズ耐量を向上させるためにコンデンサを実装するものとしているが、コンデンサに代えて非直線性抵抗素子（バリスタ）を実装するようにしても良い。
また、上述の説明では、外部端子を内部端子にプロジェクション溶接により接合するものとしているが、両者の接合はプロジェクション溶接に限定されるものではなく、他の溶接でもよく、さらには半田付け、カシメ、差し込みなどでもよい。
また、上述の説明では、圧力センサ装置について説明しているが、この発明は圧力センサ装置に限定されるものではなく、例えばガスセンサ装置や加速度センサ装置に適用してもよい。
【００２７】
また、上記説明では、ＰＢＴ樹脂を用いてセンサモジュールとコネクタ接続部および取り付け部とを一体にモールド成形してセンサ本体部を作製するものとしているが、モールド樹脂はＰＢＴ樹脂に限定されるものではなく、センサモジュールのモールド樹脂部のエポキシ樹脂に比べて融点が低い樹脂であればよい。これにより、センサ本体部のモールド工程で、センサモジュールのモールド樹脂部が軟化或いは溶融するようなことが未然に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係るセンサ装置を示す側面図である。
【図２】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるリードフレームのパターン形成状態を示す下面図である。
【図３】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるリードフレームにコンデンサを実装した状態を示す上面図である。
【図４】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるリードフレームに樹脂成形した状態を示す下面図である。
【図５】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるセンサモジュールを示す下面図である。
【図６】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるセンサモジュールに外部端子を接続した状態を示す下面図である。
【図７】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるタイバーカットされたセンサモジュールを示す下面図である。
【図８】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるセンサ本体部を示す下面図である。
【図９】この発明に係るセンサ装置の製造方法におけるセンサモジュールに外部端子を接続した状態の他の例を示す下面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  センサ装置、３  コネクタ接続部、１１  第１グランド端子（内部端子）、１２  第２グランド端子（内部端子）、１３  出力信号端子（内部端子）、１４  電源端子（内部端子）、１５ａ，１５ｂ  コンデンサ、１７  センサエレメント、２０  センサモジュール、２１  プロジェクション、２３  外部端子、２６  折り曲げ部。
【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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【図９】
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