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公開番号2024165218
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081166
出願日2023-05-17
発明の名称ひずみ検出装置、及びトルクセンサ
出願人アズビル株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類G01L 3/14 20060101AFI20241121BHJP(測定;試験)
要約【課題】トルクセンサユニット(ひずみ検出装置)において、半導体センサは梁の上に搭載されるため、樹脂充填加工が容易ではない。
【解決手段】本開示技術に係るひずみ検出装置は、歪みをセンシングするセンサチップ(110)と、センサチップ(110)により計測された電気信号を処理する電子基板(120)と、センサチップ(110)と電子基板(120)とを電気的に接続するボンディングワイヤ(130)と、センサチップ(110)、電子基板(120)、及びボンディングワイヤ(130)を保護する充填樹脂材部(140)と、外力によりひずみを発生させる起歪体(150)と、電子基板(120)の台座となり、ボンディング材の流出を防止する基板台座(160)と、基板台座(160)と起歪体(150)とを接着する接着層(170)と、を備える、というものである。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
歪みをセンシングするセンサチップと、
前記センサチップにより計測された電気信号を処理する電子基板と、
前記センサチップと前記電子基板とを電気的に接続するボンディングワイヤと、
前記センサチップ、前記電子基板、及び前記ボンディングワイヤを保護する充填樹脂材部と、
外力によりひずみを発生させる起歪体と、
前記電子基板の台座となり、ボンディング材の流出を防止する基板台座と、
前記基板台座と前記起歪体とを接着する接着層と、を備える、
ひずみ検出装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
歪みをセンシングする１つのセンサチップと、
前記センサチップにより計測された電気信号を処理する１つの電子基板と、
前記センサチップと前記電子基板とを電気的に接続するボンディングワイヤと、
前記センサチップ、前記電子基板、及び前記ボンディングワイヤを保護する充填樹脂材部と、
外力によりひずみを発生させる１つの起歪体と、
前記電子基板の台座となり、ボンディング材の流出を防止する１つの基板台座と、
前記基板台座と前記起歪体とを接着する接着層と、を備える、
モジュール単位のひずみ検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモジュール単位のひずみ検出装置を、フランジ上に、フランジ中心点から点対称に複数個備える、
トルクセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示技術はひずみ検出装置、及びトルクセンサに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ひずみ検出装置は、半導体センサを用いる装置である。一般に、半導体センサが用いられる装置には、ひずみ検出装置のほかにも、圧力センサユニットなど、様々な装置類が存在する。半導体センサを用いる装置の生産工程において、ポッティングと称される技術が知られている。ポッティングは、簡単に言えば、樹脂を充填することによる封入である。ポッティングにおいて、充填される樹脂は、ポッティング材と称される。本明細書において、以降、ポッティングは「樹脂充填」と称されるものとする。また、ポッティング材は、「充填樹脂材」と称されるものとする。
【０００３】
半導体センサが用いられる装置において、半導体センサの出力は、ボンディングワイヤを介して導通する電子基板等の外部へ取り出される。特に、ボンディングワイヤの部分は、振動による外れ、錆などの腐食、等のおそれがあり、損傷しやすい。
そこで、半導体センサが用いられる装置において、樹脂充填が実施される。樹脂充填を行うことにより、半導体センサ及びボンディングワイヤは、傷つきにくくなる、酸化が防止される、ショートが防止される、等の機械的及び電気的な保護がなされる。樹脂充填は、機械的及び電気的な保護のほか、美観を高める効果もある。
【０００４】
圧力センサユニットの製造方法においても、樹脂充填は実施される。例えば、特許文献１には、圧力センサユニットの製造方法において、封止枠内に充填樹脂材を充填し、脱泡後硬化させる工程を含むことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１－２６０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に例示される圧力センサユニットにおいては、半導体センサの周囲に壁が存在し、充填樹脂材を充填するのに適した構造である。
一方で、トルクセンサユニット（ひずみ検出装置）における半導体センサに対して樹脂充填を実施することは、圧力センサユニットのようにはいかず、容易ではない。トルクセンサユニット（ひずみ検出装置）において、半導体センサは、梁の上に搭載される（図１及び図２を参照）。トルクセンサユニット（ひずみ検出装置）において、梁は綿密な剛性設計がなされる要素であるため、簡単に設計変更を行うこともできない。
【０００７】
本開示技術は、既存の設計を変更せずとも、樹脂充填加工が容易となるトルクセンサユニット（ひずみ検出装置）の構成及び構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示技術に係るひずみ検出装置は、歪みをセンシングするセンサチップと、センサチップにより計測された電気信号を処理する電子基板と、センサチップと電子基板とを電気的に接続するボンディングワイヤと、センサチップ、電子基板、及びボンディングワイヤを保護する充填樹脂材部と、外力によりひずみを発生させる起歪体と、電子基板の台座となり、ボンディング材の流出を防止する基板台座と、基板台座と起歪体とを接着する接着層と、を備える、というものである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示技術に係るひずみ検出装置１００は上記構成を備えるため、起歪体１５０に関する既存の設計を変更せずとも、充填樹脂材部１４０によりセンサチップ１１０及びボンディングワイヤ１３０を保護できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、トルクセンサユニット（ひずみ検出装置）において用いられるフランジ形状タイプの起歪体の外観を示す斜視図である。
図２は、モジュール化された起歪体の外観を示す斜視図である。
図３は、フランジ形状タイプの起歪体において、電子基板１２０が組み込まれた様子を示す説明図である。
図４は、実施の形態１に係るひずみ検出装置１００の外観を示す斜視図である。
図５は、実施の形態１に係るひずみ検出装置１００の構造を示す断面図（図４におけるＡ－Ａ）である。
図６は、実施の形態１に係るひずみ検出装置１００において、接着層１７０の形態を示す説明図である。
図７は、実施の形態１に係るひずみ検出装置１００の技術的特徴を示すものであり、基板台座１６０による効果を示す説明図である。
図８は、実施の形態２に係るひずみ検出装置１００の外観を示す斜視図である。
図９は、実施の形態２に係るひずみ検出装置１００の構造を示す断面図（図８におけるＢ－Ｂ）である。
図１０は、実施の形態２に係るひずみ検出装置１００において、接着層１７０の形態を示す説明図である。
図１１は、実施の形態３に係るひずみ検出装置１００の特徴を示す説明図である。
図１２は、実施の形態３に係るひずみ検出装置１００において、接着層１７０の形態を示す説明図である。
図１３は、モジュール単位のひずみ検出装置１００を、フランジ形状タイプの起歪体に組み込んだ様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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