(57)【要約】【目的】外形寸法を大きくすることなく、結露した液滴が固化して、圧力導入パイプの穴を塞ぐことを防止できる圧力センサ用パッケージを提供する。【解決手段】圧力導入パイプ３の穴４の壁面５に溝６を形成することで、壁面６に結露した液滴１３が毛管現象で溝６に沿って広がり、液滴１３で圧力導入パイプ３の穴４が塞がるのを防止することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサチップを収納するためのケースと、該ケース上に配置される蓋と、圧力媒体の圧力を前記圧力センサチップに伝達する圧力導入パイプとを具備する圧力センサ用パッケージにおいて、
前記圧力導入パイプの穴の壁面に溝を設けることを特徴とする圧力センサ用パッケージ。
【請求項２】
前記溝が、前記圧力導入パイプの前記圧力媒体を導入する入り口から前記圧力センサチップ近傍に達する箇所まで設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ用パッケージ。
【請求項３】
前記溝が、前記圧力導入パイプの長手方向に対して平行に設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ用パッケージ。
【請求項４】
前記溝の断面形状が、Ｕ字型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力導入用パッケージ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項の圧力センサ用パッケージに前記圧力センサチップが収納された圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力導入パイプを有する圧力センサ用パッケージに関し、特に、圧力媒体の結露による圧力導入パイプの穴の閉塞を防止できる圧力センサ用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサは、自動車に多用され寒暖の激しい環境で使用される。たとえばエンジンルーム内の取り付けられ、吸気圧センサとして用いられたり、排気ガスフィルターの目詰まりセンサーとして取り付けられることもある。このように測定媒体自体（空気や、排気ガス）の温度変化やセンサが取り付けられる環境において製品への温度変化が激しいなかで使用されている。
【０００３】
図１５は、圧力センサ用パッケージの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
図１６は、圧力導入パイプの構成図であり、同図（ａ）は図１５（ｂ）のＢ部の要部側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【０００４】
圧力センサ用パッケージ５００はケース５１と蓋５２および圧力導入パイプ５３からなる。このケース５１内には圧力センサチップ６１とこのチップ６１に接続する外部導出端子６２が収納されている。全体が従来の圧力センサである。
【０００５】
圧力導入パイプ５３の穴５４は、圧力センサチップ６１に達しており、この圧力導入パイプ５３の穴５４に導入された圧力媒体（空気など）の圧力を圧力センサチップ６１で検出・測定している。
【０００６】
この圧力導入パイプ５３の穴５４の加工方法について説明する。例えば、圧力導入パイプ５３が金属系であれば、切削加工や押し出し加工、引き抜き加工、鋳造、プレスなどの加工がある。また、圧力導入パイプ５３が樹脂系であれば、樹脂成型によって加工される。この圧力導入パイプ５３の穴５４は円形であり、穴５４の加工面は数μｍ程度の荒さで比較的滑らかに仕上げられている。
【０００７】
特許文献１では、圧力を測定する気体が導入される圧力検出室と、前記気体の圧力を検出する圧力センサ素子と、圧力検出室への異物の侵入を防止する防護壁とを備えた圧力センサ装置、または、その圧力センサ容器について説明している。
【０００８】
前記の防護壁は傾斜面を備えており、圧力センサ装置が水平線に対して第１の角度θ１をもって傾いて配置された時に、水平線との間に下方に向かう第２の角度θ２が保有されるような角度θ８ａを傾斜面に持たせる。
【０００９】
また、必要に応じて、圧力検出室の内周壁に別の傾斜面を形成することで、レイアウト等に起因して圧力センサ装置が傾いて配置されても、防護壁上に水分、オイル、ガソリン等を滞留させずに水分の凍結やゲル状被覆部材の膨潤、圧力センサ素子の損傷を防止可能とした圧力センサ装置及び圧力センサ容器を提供することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１２２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の圧力導入パイプ５３では、導入された空気などの圧力媒体が低温になったとき、圧力導入パイプ５３の穴５４の壁面５５に結露が生じることがある。
図１７および図１８は、結露の状態を示す図であり、図１７は初期の状態を示す図、図１８は結露末期の状態を示す図である。図中の（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【００１２】
圧力媒体としては空気やガソリン、オイルの蒸気や燃焼ガスなどである。また、圧力媒体が結露して球状の液体になったものを液滴６３と称す。
同図（ａ）に示すように、圧力媒体は結露して液滴６３となり、この液滴６３は表面張力と濡れ性によって球状になる。つぎに、同図（ｂ）に示すように、結露した液滴６３がさらに結露により成長が進むと、圧力導入パイプ５３の穴５５を液滴６３が塞いでしまう。しかし、この状態では、圧力媒体の圧力で液滴６３は移動するので、圧力媒体の圧力の検出や測定には支障はない。
【００１３】
ところが、結露した液滴６３が低温に晒されて固化すると、圧力導入パイプ５３の穴５４を塞いでいる液滴６３は固化して固体（例えば、氷結）になる。その結果、圧力導入パイプ５３の穴５４がこの固体により完全に塞がれ、圧力媒体の圧力では移動しないため、圧力媒体の圧力を圧力センサチップ６１に伝えることができなくなる。そうすると、例えば、自動車のエンジンシステムを正常に動作させることができなくなる。
【００１４】
圧力導入パイプ５３の穴５４が前記のように塞がれるのを防止するために、穴５４の直径を大きくする方法があるが、穴５４を大きくすると、圧力センサ用パッケージ５００の外形が大きくなり、製造コストも増大する。
【００１５】
また、前記の特許文献１では、圧力導入パイプが結露し液滴が固化することで完全に塞がるのを防止するために、圧力導入パイプの穴の壁面に溝を形成することについては記載されていない。
【００１６】
この発明の目的は、前記の課題を解決して、外形寸法を大きくすることなく、結露した液滴が固化して、圧力導入パイプの穴を塞ぐことを防止できる圧力センサ用パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するために、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明によれば、圧力センサチップを収納するためのケースと、該ケース上に配置される蓋と、圧力媒体の圧力を前記圧力センサチップに伝達する圧力導入パイプとを具備する圧力センサ用パッケージにおいて、前記圧力導入パイプの穴の壁面に溝を設ける構成とする。
【００１８】
また、特許請求の範囲の請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記溝が、前記圧力導入パイプの前記圧力媒体を導入する入り口から前記圧力センサチップ近傍に達する箇所まで設けられるとよい。
【００１９】
また、特許請求の範囲の請求項３記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記溝が、前記圧力導入パイプの長手方向に対して平行に設けられるとよい。
また、特許請求の範囲の請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記溝の断面形状が、Ｕ字型であるとよい。
【００２０】
また、特許請求の範囲の請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の圧力センサ用パッケージに前記圧力センサチップが収納された圧力センサ。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、圧力導入パイプの穴の壁面に溝を形成することで、壁面に結露した液滴が毛管現象で溝に沿って広がり、液滴で圧力導入パイプの穴が塞がるのを防止することができる。
【００２２】
その結果、低温になり液滴が固化した場合でも、この固化した液滴で圧力導入パイプの穴が塞がれることがなくなり、圧力媒体の圧力を圧力センサチップへ確実に伝達させることができる。
【００２３】
また、圧力導入パイプの穴を大きくする必要がないため、圧力センサ用パッケージの外形が大きくならず、製造コストが増大することはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１実施例の圧力センサ用パッケージの構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部側断面図であり、（ｃ）および（ｄ）は圧力センサセルの要部断面図である。
【図２】圧力導入パイプの構成図であり、（ａ）は要部側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【図３】溝の断面形状を示す図であり、（ａ）はＵ字型の場合の図、（ｂ）はＶ字型の場合の図、（ｃ）は三角の波型の場合である。
【図４】圧力媒体が結露による液滴１３の初期の状態を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した平面図である。
【図５】液滴１３が溝６に誘導されて成長して行く状態を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した平面図である。
【図６】液滴１３が圧力導入パイプ３の穴４から排出される状態を示す側断面図である。
【図７】図１の圧力センサ用パッケージの要部製造工程断面図である。
【図８】図７に続く、図１の圧力センサ用パッケージの要部製造工程断面図である。
【図９】図８に続く、図１の圧力センサ用パッケージの要部製造工程断面図である。
【図１０】図９に続く、図１の圧力センサ用パッケージの要部製造工程断面図である。
【図１１】図１０に続く、図１の圧力センサ用パッケージの要部製造工程断面図である。
【図１２】図１１に続く、図１の圧力センサ用パッケージの要部製造工程断面図であり（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の斜視図である。
【図１３】この発明の第２実施例の圧力センサ用パッケージの要部構成図であり、（ａ）は要部側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【図１４】この発明の第３実施例の圧力センサ用パッケージの要部構成図であり、（ａ）は要部側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【図１５】圧力センサ用パッケージの構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部側断面図である。
【図１６】圧力導入パイプの構成図であり、（ａ）は図１５（ｂ）のＢ部の要部側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【図１７】初期の結露の状態を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【図１８】結露末期の状態を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態を以下の実施例で説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、この発明の第１実施例の圧力センサ用パッケージの構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図であり、同図（ｃ）、（ｄ）は同図（ａ）、（ｂ）で示す圧力センサセル１１０の要部断面図である。
【００２７】
圧力センサ用パッケージ１００は、外部導出端子７が一体成形された樹脂からなるケース１と、蓋２および圧力導入パイプ３で構成される。ケース１内には、圧力センサチップ１１とこれに接続する外部導入端子１２を備えた圧力センサセル１１０が収納されている。圧力センサセル１１０としては、図１（ｃ）または図１（ｄ）に記載されている構成などが考えられる。図１（ｃ）は絶対圧センサの例であり、リード端子１２が一体成形された樹脂ケース１１２内にガラスなどからなる台座１１１に接続されたダイアフラム１１ａを備えた圧力センサチップ１１が固定され、圧力センサチップ１１とリード端子１２をボンディングワイヤ１１３により接続されている。１１４は開口部であり、圧力導入パイプ３に対向するようにケース１に固定される。図１（ｄ）は相対圧センサの例であり、リード端子１２が一体成形された樹脂ケース１１２内に、開口部１１５を備えた台座１１５に接続されたダイアフラム１１ａを備えた圧力センサチップ１１が固定され、圧力センサチップ１１とリード端子１２をボンディングワイヤ１１３により接続されている。１１６は開口部であり、圧力導入パイプ３に対向するようにケース１に固定される。また、圧力センサセル１１０として、図１（ｄ）に示す、台座１１５と圧力センサチップ１１のみからなる構成としてもよい。この場合、圧力センサチップ１１と外部導出端子７を直接接続すればよい。
【００２８】
圧力媒体は圧力導入パイプ３から導入され、圧力媒体の圧力はこの圧力導入パイプ３を通して圧力センサチップ１１に伝達される。
図２は、圧力導入パイプの構成図であり、同図（ａ）は要部側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。圧力導入パイプ３の内径（穴４の直径）は、例えば、２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。ここでは、内径は溝６の凸部表面６ｂでの直径のことをいう。溝６は圧力導入パイプ３の長手方向３ａに形成される。
【００２９】
図３は、溝の断面形状を示す図であり、同図（ａ）はＵ字型の場合の図、同図（ｂ）はＶ字型の場合の図、同図（ｃ）は三角の波型の場合である。これらの溝６は、圧力導入パイプ３の穴４の壁面５に形成され、その形成範囲は圧力導入パイプ３の穴４の入り口４ａから反対側の端４ｂ（圧力センサチップの近傍）までである。つぎに溝６の寸法を説明する。
【００３０】
溝の幅Ｗは１０μｍ〜１ｍｍ程度、溝Ｔの深さは溝の幅Ｗと同程度で１０μｍ〜１ｍｍ程度、溝の間隔Ｒは溝の幅Ｗと同程度で１０μｍ〜１ｍｍ程度である。但し、同図（ｃ）の場合は間隔Ｒはなしであり、その断面形状は連続したＶ字型である。
【００３１】
この溝６の寸法は、液滴１３の壁面５との濡れ性と液滴１３の表面張力および液滴１３の粘度に依存する。そのため、圧力媒体の種類によって、液滴１３が溝６に沿って広がるよう（毛管現象が作用するよう）に前記の範囲内で最適な値に決めるとよい。
【００３２】
前記の溝形状で、同図（ｂ）、同図（ｃ）では溝６の底部６ａに付着した液滴１３ほど表面張力の影響が大きくなる。しかし、液滴１３が成長して大きくなるにつれて液滴１３を挟む溝６の側壁６ｃが広がるので表面張力が弱くなる。そのため、液滴１３の大きさに対する表面張力の依存性が小さい同図（ａ）の形状が好ましい。
【００３３】
このような溝６を圧力導入パイプ３の穴４の壁面５に形成することで、圧力媒体が結露し、低温でその液滴１３が固化することにより、圧力導入パイプ３の穴４が固化した液滴１３で塞がれることはない。
【００３４】
図４〜図６は、圧力媒体が結露したときの液滴の排出メカニズムを示す図である。図において、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した平面図である。ここでは、図３（ａ）の溝形状の場合について説明する。
【００３５】
圧力導入パイプ３の穴４の壁面５に付着した結露による液滴１３（図４）が、壁面５に設けられた溝６により、その表面張力および圧力導入パイプ３の穴４の壁面５との濡れ性よりも毛管現象の作用の力が大きく作用し、溝６と同じ方向（圧力導入パイプ３の長手方向）に流れていく。そのため付着した液滴１３は圧力導入パイプ３の穴４を塞ぐ方向（圧力導入パイプ３の長手方向３ａに対して直角方向）には成長することができず、溝６に沿って誘導され流れていく（図５）。圧力センサチップ１１を取り付ける方向が、圧力導入パイプ４の穴４の入り口４ａが重力方向４ｃ（地面に向う方向）に向くようにすることで、溝６に誘導された液滴１３は圧力導入パイプ３の穴４の入り口３ａへと向かい、圧力導入パイプ３の穴４から排出される（図６）。この状態で固化（氷結）温度になっても、圧力導入パイプ３の穴４の壁面５だけ固化（氷結）するので、圧力伝達を妨げることはない。また、液滴１３が排出されない場合でも、液滴１３が溝６に沿って広がるので圧力導入パイプ３の穴４を液滴１３で塞ぐことはなので、液滴１３が固化しても圧力導入パイプ３の穴４が塞がれないので、圧力伝達を妨げることはない。
【００３６】
尚、ここでは、圧力導入パイプ３の穴４の形状は円形の場合を示したが、四角形や六角形など多角形であってもよい。
つぎに、図１の圧力センサ用パッケージの製造方法について説明する。尚、ここでは、圧力センサ用パッケージや金型などの工程断面図は模式的に表した。
【００３７】
図７〜図１２は、図１の圧力センサ用パッケージの製造方法について、工程順に示した要部製造工程断面図である。ここでは圧力センサ用パッケージ１００の材質は樹脂の場合を例に挙げた。
【００３８】
まず、図７に示すように、下部の金型３１に図３（ａ）で示す溝６に対応する溝３３が形成された円柱３２をセットする。この溝３３付きの円柱３２により圧力導入パイプ３の穴４の壁面５に図３（ａ）で示す溝６が形成される。
【００３９】
つぎに、図８に示すように、下部の金型３１上に上部の金型３４をセットする。
つぎに、図９に示すように、側面の金型をセット３５する。
つぎに、図１０に示すように、注型口３６から樹脂３７を注入し硬化させる。
【００４０】
つぎに、図１１に示すように、側面の金型３５を外した後、上部の金型３４を外す。
つぎに、図１２に示すように、溝付き円柱３２を外した後で下部の金型３１から樹脂成型された圧力センサ用パッケージ１００を取り出す。溝６が斜めに付いている場合は円柱３２を回転させながら外す。図１２（ａ）は圧力センサ用パッケージ１００のケース１の断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ部の斜視図である。
【００４１】
尚、ここでは、圧力センサ用パッケージ１００上部の蓋２の製造方法については省略する。また、この圧力センサ用パッケージ１００のケース１に圧力センサチップ１１とリード端子１２を取り付けて、蓋２をして圧力センサは完成する。
【実施例２】
【００４２】
図１３は、この発明の第２実施例の圧力センサ用パッケージの要部構成図であり、同図（ａ）は要部側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【００４３】
図１との違いは、圧力導入パイプ３の長手方向に対して斜めに溝６を形成した点である。この場合も図１と同様の効果がある。尚、この場合、ケース形成のための金型で図７に示す下部の金型３１は円柱３３の箇所で左右に分離された金型を用いる。
【実施例３】
【００４４】
図１４は、この発明の第３実施例の圧力センサ用パッケージの要部構成図であり、同図（ａ）は要部側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部平面図である。
【００４５】
図１との違いは、圧力導入パイプ３の長手方向に直角な方向にリング状に溝６を形成した点である。図３の場合も図１と同様の効果がある。但し、成長した液滴１３が重力で圧力導入パイプ３の穴４の入り口４ａから排出される効果は図１や図２の場合より小さくなる。
尚、この場合、ケース形成のための金型で図７に示す下部の金型３１は円柱３３の箇所で左右に分離された金型を用いる。
【００４６】
また、実施例１〜実施例３の溝６を組み合わせてもよい。基本的には、圧力導入パイプ３の穴４の壁面５に溝６を形成し壁面５を凹凸にすれば、表面張力の関係で成長する液滴６が広い範囲で一体化が進み、穴４を液滴６で塞ぐことを防止することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１    ケース
２    蓋
３    圧力導入パイプ
３ａ  長手方向
４    穴
４ａ  入り口
４ｂ  反対側の端
４ｃ  重力方向
５    壁面
６    溝（穴の側壁）
６ａ  底部
６ｂ  凸部表面
６ｃ  側壁
７    外部導出端子
１１    圧力センサチップ
１２    リード端子
３１    下部の金型
３２    円柱
３３    溝（金型の円柱）
３４    上部の金型
３５    横の金型
３６    注入口
３７    樹脂
１００    圧力センサ用パッケージ
１１０    圧力センサセル
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012073068.tif 000015
【図１４】
2012073068.tif 000016
【図１５】
2012073068.tif 000017
【図１６】
2012073068.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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