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公開番号2025100239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217458
出願日2023-12-22
発明の名称圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人
主分類G01L 9/00 20060101AFI20250626BHJP(測定;試験)
要約【課題】気泡発生を抑え、気泡の成長によるワイヤ切れ等の不具合が起こる可能性を低減できる圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】圧力センサ装置は、ダイアフラム11aの変形により圧力を電気信号に変換するセンサチップ11およびセンサチップ11を支持する部材12を含むセンサユニット10と、センサユニット10を収納する樹脂ケース1とを備える。センサユニット10底面と樹脂ケース1が接着剤14で固定され、センサユニット10底面と樹脂ケース1は、センサユニット10の底面の中心領域S2は接着剤14で樹脂ケース1と固定され、中心領域S2以外の領域S1は、接着剤14はあるが接着剤14で樹脂ケース1と固定されていない領域20である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ダイアフラムの変形により圧力を電気信号に変換するセンサチップおよび前記センサチップを支持する部材を含むセンサユニットと、
前記センサユニットを収納する樹脂ケースと、
を備え、
前記センサユニット底面と前記樹脂ケースが接着剤で固定され、
前記センサユニット底面と前記樹脂ケースは、前記センサユニット底面の中心領域は前記接着剤で前記樹脂ケースと固定され、前記中心領域以外の領域は、前記接着剤はあるが前記接着剤で前記樹脂ケースと固定されていない領域であることを特徴とする圧力センサ装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記センサユニットが前記接着剤で前記樹脂ケースと固定されていない領域は、前記センサユニットの底面に離型剤が塗布された領域であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ装置。
【請求項３】
前記センサユニットが前記接着剤で前記樹脂ケースと固定されていない領域は、前記樹脂ケースの底面に離型剤が塗布された領域であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ装置。
【請求項４】
前記離型剤は、主成分がフッ素樹脂であることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力センサ装置。
【請求項５】
前記接着剤で前記樹脂ケースと前記センサユニットとが固定される領域の面積は、前記樹脂ケースの底面と対向する前記センサユニットの底面の面積の５％以上、前記ダイアフラムの面積の２００％以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ装置。
【請求項６】
ダイアフラムの変形により圧力を電気信号に変換するセンサチップおよび前記センサチップを支持する部材を含むセンサユニットと、前記センサユニットを収納する樹脂ケースと、を備えた圧力センサ装置の製造方法であって、
前記センサユニットの底面の周辺部のみに離型剤を塗布する第１工程と、
前記樹脂ケースの底面もしくは前記センサユニットの底面に所定の分量の接着剤を塗布する第２工程と、
前記樹脂ケースの所定の位置に前記センサユニットを搭載し、前記センサユニットの底面と前記樹脂ケースの底面との間全体に前記接着剤が存在する状態で、所定の温度を印加して接着剤を硬化させる第３工程と、
前記センサユニットと前記樹脂ケースのリード端子間をボンディングワイヤで接続する第４工程と、
前記樹脂ケースに保護用のゲルを注入する第５工程と、
前記樹脂ケースを真空中にさらし、前記ゲルの脱泡を行う第６工程と、
前記樹脂ケースに所定の温度を印加し、前記ゲルを硬化させる第７工程と、
を含むことを特徴とする圧力センサ装置の製造方法。
【請求項７】
ダイアフラムの変形により圧力を電気信号に変換するセンサチップおよび前記センサチップを支持する部材を含むセンサユニットと、前記センサユニットを収納する樹脂ケースと、を備えた圧力センサ装置の製造方法であって、
前記樹脂ケースの底面の前記センサユニットの底面と対向する領域の周辺部のみに離型剤を塗布する第１工程と、
前記樹脂ケースの底面もしくは前記センサユニットの底面に所定の分量の接着剤を塗布する第２工程と、
前記樹脂ケースの所定の位置に前記センサユニットを搭載し、前記センサユニットの底面と前記樹脂ケースの底面との間全体に前記接着剤が存在する状態で、所定の温度を印加して接着剤を硬化させる第３工程と、
前記センサユニットと前記樹脂ケースのリード端子間をボンディングワイヤで接続する第４工程と、
前記樹脂ケースに保護用のゲルを注入する第５工程と、
前記樹脂ケースを真空中にさらし、前記ゲルの脱泡を行う第６工程と、
前記樹脂ケースに所定の温度を印加し、前記ゲルを硬化させる第７工程と、
を含むことを特徴とする圧力センサ装置の製造方法。
【請求項８】
前記離型剤が塗布されない前記センサユニットの底面の中心部の領域は、前記樹脂ケースの底面と対向する前記センサユニットの底面の面積の５％以上、前記ダイアフラムの面積の２００％以下の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ装置の製造方法。
【請求項９】
前記離型剤が塗布されない前記樹脂ケースの底面の前記センサユニットの底面と対向する領域の中心部の領域は、前記樹脂ケースの底面と対向する前記センサユニットの底面の面積の５％以上、前記ダイアフラムの面積の２００％以下の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この開示は、圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、圧力センサ装置は、圧力センサユニットを樹脂ケース本体に形成された凹状のセンサ搭載部に収納した構成となっている。圧力センサユニットは、圧力センサチップをガラス台座に接合した構造で、ガラス台座は樹脂ケースの底面に接着される（例えば、下記特許文献１参照）。また、温度変化による圧力センサユニット、樹脂ケース、接着剤の線膨張係数の相違により生じる圧力センサユニットのゆがみを低減し精度向上を図る手段として、接着剤で固定する領域をセンサチップのダイアフラムより小さくする方法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１５５６３２号公報
特開２０１９－１０９１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の圧力センサ装置では、樹脂ケースとセンサユニット底面の間の隙間に気泡ができ、気泡の成長によりセンサチップとケースをつなぐワイヤ部を圧迫して切断してしまうという課題があった。この開示は、気泡発生を抑え、気泡の成長によるワイヤ切れ等の不具合が起こる可能性を低減できる圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、本開示の目的を達成するため、この開示にかかる圧力センサ装置は、次の特徴を有する。圧力センサ装置は、ダイアフラムの変形により圧力を電気信号に変換するセンサチップおよび前記センサチップを支持する部材を含むセンサユニットと、前記センサユニットを収納する樹脂ケースと、を備える。前記センサユニット底面と前記樹脂ケースが接着剤で固定され、前記センサユニット底面と前記樹脂ケースは、前記センサユニット底面の中心領域は前記接着剤で前記樹脂ケースと固定され、前記中心領域以外の領域は、前記接着剤はあるが前記接着剤で前記樹脂ケースと固定されていない領域である。
【０００６】
上述した開示によれば、圧力センサユニットと樹脂ケースが、領域中心部の狭い領域でのみ拘束されるため、温度変化による圧力センサユニットと樹脂ケース間の線膨張差による熱応力が小さくなり、圧力センサユニットのダイアフラムの変形が小さくなる。このため、センサの精度悪化を抑制することができる。ゲル塗布時に気泡が発生することがなくなり、市場の圧力印加等による気泡の成長によるワイヤ切れ等の不具合が起こる可能性を低減できる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示にかかる圧力センサ装置および圧力センサ装置の製造方法によれば、気泡発生を抑え、気泡の成長によるワイヤ切れ等の不具合が起こる可能性を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態にかかる半導体圧力センサ装置の構造を示す断面図である（その１）。
実施の形態にかかる半導体圧力センサ装置の構造を示す断面図である（その２）。
図１、図２の半導体圧力センサ装置を上方から見たレイアウトを示す平面図である。
実施例１の半導体圧力センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その１）。
実施例１の半導体圧力センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その２）。
実施例１の半導体圧力センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その３）。
実施例１の半導体圧力センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その４）。
実施例２の半導体圧力センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その１）。
実施例２の半導体圧力センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その２）。
実施例２の半導体圧力センサ装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その３）。
従来の半導体圧力センサ装置の構造を示す断面図である。
従来の接着剤で固定する領域を小さくした半導体圧力センサ装置の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本開示の実施形態の概要＞
上述した課題を解決し、本開示の目的を達成するため、この開示にかかる圧力センサ装置は、次の特徴を有する。圧力センサ装置は、ダイアフラムの変形により圧力を電気信号に変換するセンサチップおよび前記センサチップを支持する部材を含むセンサユニットと、前記センサユニットを収納する樹脂ケースと、を備える。前記センサユニット底面と前記樹脂ケースが接着剤で固定され、前記センサユニット底面と前記樹脂ケースは、前記センサユニット底面の中心領域は前記接着剤で前記樹脂ケースと固定され、前記中心領域以外の領域は、前記接着剤はあるが前記接着剤で前記樹脂ケースと固定されていない領域である。
【００１０】
上述した開示によれば、圧力センサユニットと樹脂ケースが、領域中心部の狭い領域でのみ拘束されるため、温度変化による圧力センサユニットと樹脂ケース間の線膨張差による熱応力が小さくなり、圧力センサユニットのダイアフラムの変形が小さくなる。このため、センサの精度悪化を抑制することができる。ゲル塗布時に気泡が発生することがなくなり、市場の圧力印加等による気泡の成長によるワイヤ切れ等の不具合が起こる可能性を低減できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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