(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出圧力流体の導入口部が形成され、ダイヤフラムや半導体圧力検知ユニット等が内蔵された圧力センサ本体の合成樹脂製ケーシングの底部外面に接着形成された高温硬化性樹脂層から突出し、且つ内部の半導体圧力検知ユニットに接続されているコンタクトピンと外部への電線の接続端子とが接続され、該接続部を囲繞するように圧力センサ本体のケーシングの底部側に圧入嵌着された合成樹脂製防水ケース内に前記高温硬化性樹脂と親和性がよい常温硬化性樹脂層が注入され、前記高温硬化性樹脂層に接着して硬化された常温硬化性樹脂層が前記合成樹脂製防水ケース内に充填形成されて構成されたことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項２】
検出圧力流体の導入口部が形成され、ダイヤフラムや半導体圧力検知ユニット等が内蔵された圧力センサ本体の合成樹脂製ケーシングの底部外面に形成された凹部から内部の半導体圧力検知ユニットに接続されているコンタクトピンが突出し、前記凹部に高温硬化性樹脂が充填され、硬化して、高温硬化性樹脂層が形成され、該高温硬化性樹脂層から突出した前記コンタクトピンと外部への電線の接続端子とが接続され、該接続部を囲繞するように圧力センサ本体のケーシングの底部側に圧入嵌着された合成樹脂製防水ケース内に前記高温硬化性樹脂と親和性がよい常温硬化性樹脂層が注入され、前記高温硬化性樹脂層に接合して硬化された前記常温硬化性樹脂層が前記合成樹脂製防水ケース内に充填形成されて構成されたことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項３】
高温硬化性樹脂と常温硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等からなる請求項１又は請求項２に記載の半導体圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体圧力センサ、特に防水性半導体圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術における半導体圧力センサは、例えば、図４に示すように、圧力センサ本体Ａと端子接続部Ｂとが結合されて構成され、更に、圧力センサ本体Ａは、
一端に検出圧力流体の導入口部をもち、ダイヤフラムや半導体圧力検知ユニット等が内蔵した素子部に、カップ状ケーシング２１Ａの本体部が結合されて構成されている。
【０００３】
本体部の硬質合成樹脂製のカップ状ケーシング２１Ａの底部２３Ａには、内外に突出したコンタクトピン２７が貫挿され、コンタクトピン２７は、底部２３Ａ内面で固化された高温硬化性エポキシ樹脂層Ｐにより固着され、その内端部が半導体圧力検知ユニットに接続され、突出外端部が圧力センサ本体Ａにおける出力端子となつている。
【０００４】
端子接続部Ｂにおいては、圧力センサ本体Ａのコンタクトピン２７が嵌め込まれる端子３４が先端に結合されている外部への電線Ｌが、硬質合成樹脂製の中空の防水ケース３０の一端側から防水ケース３０内に挿入されると共に、電線Ｌの端子３４が圧力センサ本体Ａのコンタクトピン２７に嵌め込まれる。
【０００５】
更に防水ケース３０は、その電線Ｌの端子３４と圧力センサ本体Ａのコンタクトピン２７との結合部を囲繞するように、他端側が圧力センサ本体Ａのケーシング２１Ａの底部２３Ａ側の端部の外周面に圧入されて印篭嵌めで結合される。そして、端子接続部Ｂは、外部への電線Ｌの端子３４と圧力センサ本体側のコンタクトピン２７との接続部が円筒状の防水ケース３０で囲われ、防水ケース３０内には、常温硬化性エポキシ樹脂が充填される。
【０００６】
そして、常温硬化性エポキシ樹脂が固化した常温硬化性樹脂層Ｎによって、コンタクトピン２７と外部への電線Ｌとの接続部が固定保護されると共に、防水ケース３０内で固化した常温硬化性エポキシ樹脂層Ｎと圧力センサ本体Ａのケーシング２１Ａの底部２３Ａの外面との接合で、圧力センサ本体Ａと端子接続部Ｂとは、エポキシ樹脂によっても結合される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の例示した従来の技術の半導体圧力センサには、下記のように夫々問題点がある。
ケーシング２１Ａは、硬質合成樹脂製であるので、エポキシ樹脂との親和性が悪い。そのため、端子接続部の防水ケース３０内に充填されて固化した常温硬化性樹脂層Ｎと圧力センサ本体Ａのケーシング２１Ａの底部２３Ａの外面との結合力、即ち圧力センサ本体Ａと端子接続部Ｂとの結合力が弱い上、常温硬化性樹脂層Ｎと圧力センサ本体のケーシングの底部２３Ａの外面との接合には経時的に微細間隙が生じる。
【０００８】
そこで、圧入結合されたケーシング２１Ａの外周面と防水ケース３０の内周面との間に、防水ケース３０の端面側から外部の水などの液体が浸入すると、それは、そのまま常温硬化性樹脂層Ｎとケーシング２１Ａの底部２３Ａの外面との間の微細間隙に浸入してコンタクトピン２７にまで達し、コンタクトピン２７同士間の電気絶縁性が損われると共に、コンタクトピン２７等の腐食の原因となり、半導体圧力センサが損傷する。即ち、半導体圧力センサの防水性の機能に問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体圧力センサは、検出圧力流体の導入口部が形成され、ダイヤフラムや半導体圧力検知ユニット等が内蔵された圧力センサ本体の合成樹脂製ケーシングの底部外面に高温硬化性樹脂層が接着形成されており、例えば、合成樹脂製ケーシングの底部外面に形成された凹部に高温硬化性樹脂が充填されて硬化し、
高温硬化性樹脂層が形成されている。
【００１０】
そして、内部の半導体圧力検知ユニットに接続されて、合成樹脂製ケーシングの底部及び高温硬化性樹脂層を貫通して突出しているコンタクトピンと外部への電線の接続端子とが接続され、その接続部を囲繞するように圧力センサ本体のケーシングの底部側に圧入嵌着された合成樹脂製防水ケース内に常温硬化性樹脂層が注入され、高温硬化性樹脂層に接合して硬化された常温硬化性樹脂層が合成樹脂製防水ケース内に充填形成されている。
【００１１】
圧力センサ本体の底部外面（凹部の表面）と熱硬化性樹脂層との境界の水密性は高く、又、常温硬化性樹脂層によって、コンタクトピンと外部の電線との接続部が固定保護されていると共に、常温硬化性樹脂層は高温硬化性樹脂層に親和性がよいので両層間の水密性は高く、圧力センサ本体と端子接続部との結合一体化が強化される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における半導体圧力センサを図面に従って説明する。
半導体圧力センサは、図１、図２に示すように圧力センサ本体Ａと端子接続部Ｂとが結合して構成され、更に、圧力センサ本体Ａは、素子部１０と本体部２０とがカシメ板により結合して構成され、端子接続部Ｂは、外部への電線Ｌの端子と圧力センサ本体側出力端子との接続部が円筒状の防水ケース３０で囲われ、防水ケース３０内に熱硬化性樹脂が充填されて構成されている。
【００１３】
圧力センサ本体Ａにおける素子部１０は、一端に結合用ねじが形成された検出圧力流体の導入口部１１を備え、他端面が本体部２０との接合端面となるＳＵＳ製のケーシング１２に、ダイヤフラムや半導体圧力検知ユニット１３等が内蔵され、本体部２０との接合端面からは、半導体圧力検知ユニット１３からの接続ピン１４，１４・・・（図示の例では５本）が突出している。
【００１４】
そして、ＦＰＣ１５は、略Ｍ字形に屈折されており、Ｍ字の両脚部の一方には、
素子部１０の接続ピン１４，１４・・・に対応してピン孔１６，１６・・・が形成され、他方には後述のコンタクトピン（図示の例では３本）に対応してピン孔１７，１７，１７が形成され、更にピン孔１６が形成されている方の脚部端縁には基板１８が接着されている。ピン孔１６，１６，１６に素子部１０の接続ピン１４，１４，１４が挿入された上、ハンダ付けされている。
【００１５】
そして、本体部２０においては、ケーシング２１は、外周面に段部２２があり、
素子部１０との接合側が開口した合成樹脂製のカップ状体であり、底部２３の外面には、略半円域で軸線方向に案内凸部２４が突出し、他の略半円域は外周に周壁部２５を残して半円形の浅い凹部２６となつている。
【００１６】
ケーシング２１の凹部２６域の底部２３には、コンタクトピン２７，２７，２７（図示の例では３本）が内外に突出して軸線方向に貫挿されており、コンタクトピン２７は、圧力センサ本体Ａにおける出力端子として凹部２６で高温硬化性樹脂により固着されている。即ち、凹部２６には高温硬化性樹脂が充填され、固化して高温硬化性樹脂層Ｍが形成されている。
【００１７】
コンタクトピン２７，２７，２７の底部２３に対する固定に高温硬化性樹脂が用いられるのは、特に、製品としての０℃乃至８０℃の範囲の加熱ショックにおける防水性が優れているからである。即ち、凹部２６の表面と高温硬化性樹脂層Ｍとの境界の水密性は保持されるからである。
【００１８】
共に硬質合成樹脂であるケーシング２１と後述の防水ケース３０との圧入嵌め込みにおいて、両者に熱膨張係数の差があって、図１において、防水ケース３０の端面・ケーシング２１の段部２２間、防水ケース３０の内周面・ケーシング２１間の微小隙間から外部の水等が浸入した場合にも、凹部２６の表面と高温硬化性樹脂層Ｍとの境界の水密性によりコンタクトピン２７には達しないので、コンタクトピン２７，２７，２７間の絶縁性は損われない。
【００１９】
そして本体部２０のケーシング２１内に接合開口側から素子部１０の基板１８及びＦＰＣ１５が挿入されると共に、ピン孔１７，１７，１７にコンタクトピン２７，２７，２７が挿入される。そして、基板１８は案内凸部２４内の孔に嵌まり込む共にＦＰＣ１５が折り畳み込まれ、本体部２０の接合端面と素子部１０のケーシング１２の接合端面とがＯリング２８を介して防水的に結合される。かくして、圧力センサ本体Ａが構成される。
【００２０】
端子接続部Ｂにおいては、防水ケース３０は、開口側が圧力センサ本体Ａの本体部２０に嵌め込まれ、底部３１には、外部への電線Ｌの挿入孔３２と熱硬化性樹脂注入孔３３が形成されている硬質合成樹脂製のカップ状体である。
端子接続部Ｂの圧力センサ本体Ａへの結合において、圧力センサ本体Ａのコンタクトピン２７が嵌め込まれる端子３４が先端に結合されている外部への電線Ｌが、防水ケース３０の挿入孔３２から防水ケース３０内に挿入される。
【００２１】
そして、電線Ｌの端子３４が圧力センサ本体Ａのコンタクトピン２７が嵌め込まれ、更に防水ケース３０は、その電線Ｌの端子３４と圧力センサ本体Ａのコンタクトピン２７との結合部を囲繞するように、他端側が圧力センサ本体Ａの本体部２０の底部２３側端部に対し段部２２に達するまで印篭嵌めで圧入結合される。
その圧入結合において、本体部２０の案内凸部２４は、防水ケース３０の内の対応した案内凹部に嵌合される。
【００２２】
防水ケース３０内には、例えば、エポキシ樹脂注入孔３３から常温硬化性樹脂が注入され、防水ケース３０内では、固化された常温硬化性樹脂で充填される。そして、常温硬化性樹脂が固化した常温熱硬化性樹脂層Ｎによって、コンタクトピン２７と外部の電線Ｌの端子３４との接続部が固定保護されていると共に、圧力センサ本体Ａと端子接続部Ｂとの結合一体化が強化されている。
【００２３】
熱硬化性樹脂には、エポキシ樹脂を用いるのが好適であるが、これに限らず熱硬化性樹脂であれば、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等であってもよい。
【００２４】
圧力センサ本体Ａと電線Ｌが接続された端子接続部Ｂとの結合は、電子機器としての完成製品となるので、部品である圧力センサ本体Ａの場合と異なり高温硬化性樹脂を使用することは好ましくないので、防水ケース３０内に注入する熱硬化性樹脂には、常温硬化性樹脂を用いる。
防水ケース３０内の常温硬化性樹脂は、圧力センサ本体Ａにおける凹部２６の高温硬化性樹脂に親和性がよいので、その密着接合は、強力な上、経時的に損なわれることはない。
【００２５】
又、その密着性のため、既述のケーシング２１の凹部２６の表面と高温熱硬化性樹脂層Ｍとの境界の場合と同様に、共に硬質合成樹脂であるケーシング２１と防水ケース３０との圧入嵌め込みにおいて、両者に熱膨張係数の差があり、嵌め込み部に隙間が生じても、外部の水等の浸入は、コンタクトピン２７に達しないで、コンタクトピン２７，２７，２７間の電気絶縁性は損なわれない。
【００２６】
本発明は、半導体圧力センサのみならず圧力スイッチ等の電子部品にも応用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明の半導体圧力センサにおいては、圧力センサ本体から突出したコンタクトピンと外部への電線との接続部を保護するべく、圧力センサ本体に嵌着された端子接続部における防水ケース内の充填樹脂層が、圧力センサ本体のコンタクトピン基部における固定用樹脂層と親和性のよい樹脂同士で結合されているので、
その密着接合は、強い上、経時的に損なわれることはない。
【００２８】
従って、半導体圧力センサ内部のコンタクトピン基部への外部からの水等の浸入が完全に抑止されるので、コンタクトピン同士間の電気絶縁性が損なわれたり、
コンタクトピン等の腐食したりすること防止され、防水性機能が高い半導体圧力センサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における半導体圧力センサの局部断面図である。
【図２】この発明の実施の形態における半導体圧力センサの圧力センサ本体の分解斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態における半導体圧力センサの素子部の分解斜視図である。
【図４】従来の技術における半導体圧力センサの局部断面部分図である。
【符号の説明】
Ａ  圧力センサ本体
１０  素子部
１１  検出圧力流体導入口部
１２  ケーシング
１３  半導体圧力検知ユニット
１４  接続ピン
１５  ＦＰＣ
１６，１７  ピン孔
１８  基板
２０  本体部
２１  ケーシング
２２  段部
２３  底部
２４  案内凸部
２５  周壁部
２６  凹部
２７  コンタクトピン
２８  Ｏリング
Ｂ  端子接続部
３０  防水ケース
３１  底部
３２  挿入孔
３３  熱硬化性樹脂注入孔
３４  端子
Ｌ  電線
Ｍ  高温硬化性樹脂層
Ｎ  常温硬化性樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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