CN104114990B - 压力传感器模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将大气压确实地导入到基准压力室中的压力传感器模块。在压力传感器模块(1)的上壁部(11)形成大气压导入通路(27、29)，大气压导入通路(27、29)由在从作为第1壁部的底壁构件(15)离开的方向贯通上壁部(11)的贯通孔(27a、29a)和槽部(27b、29b)构成。贯通孔(27a、29a)，使一端在上壁部(11)的第2上壁部分(11b)的外壁面开口，使另一端在上壁部(11)的第1上壁部分(11a)的内壁面开口，与基准压力室(S2)连通。槽部(27b、29b)沿第2上壁部分(11b)的外壁面延伸，在该外壁面及第2上壁部分(11b)的侧面开口，而且与贯通孔(27a、29a)的端部连通。

Description

压力传感器模块

技术领域

本发明涉及压力传感器模块。

背景技术

作为对测定对象的压力进行检测的压力传感器模块，已知对作为基准压力的大气压与测定对象压力的压力差进行检测的差压型的压力传感器模块。在日本特开2000-81356号公报(专利文献1)的图5中，公开了一种现有的压力传感器模块，该压力传感器模块设置成使导入了测定对象的压力的测定压力导入路和导入了大气压的大气压导入路从压力传感器模块的外壳向同一方向延伸。

在专利文献1的图5的现有的压力传感器模块中，在测定压力导入路及大气压导入路贯通的外壳的壁部上一体地设有筒体，该筒体嵌入1根管，该1根管具备与测定压力导入路相连的延长流路。大气压导入路在外壳的壁部的外壁面开口。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-81356号公报(图5)

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的压力传感器模块中，产生如下问题，即，若水滴、垃圾等附着在大气压导入路的开口端部，则因附着的水滴、垃圾而妨碍大气压的导入，不能正确地对测定对象的压力进行测定。

另外，在此构造中，为了使全体紧凑化，缩短测定压力导入路与大气压导入路之间的距离。然而，在将管或O形环安装在设置于测定压力导入路的筒体上的情况下，会产生如下问题，即，如果超出必要地塞入管或O形环，管或O形环的端部扩展，将邻接的大气压导入路的端部堵塞，则使测定精度变差。

本发明的目的在于提供一种能够确实地向基准压力室导入大气压的压力传感器模块。

为了解决课题的手段

本发明以压力传感器模块为改良的对象，该压力传感器模块具备壳体和压敏部；该壳体具备导入大气压的基准压力室和导入测定对象压力的测定对象压力导入室；该压敏部以位于基准压力室与测定对象压力导入室之间的方式配置在壳体内，对大气压与测定对象压力的压力差进行检测。壳体具备与安装用电路板相向的第1壁部、与第1壁部相向的第2壁部和位于第1壁部与第2壁部之间的周壁部。在第2壁部形成将测定对象压力导入测定对象压力导入室的测定对象压力导入通路和将大气压导入基准压力室的1个以上的大气压导入通路。壳体具有大气不会从1个以上的大气压导入通路以外的部分进入基准压力室的气密构造。特别是在本发明中，大气压导入通路由在从第1壁部离开的方向贯通第2壁部的贯通孔和沿第2壁部的外壁面延伸，在外壁面开口，并且与贯通孔的端部连通的1个以上的槽部构成。如果这样构成，则即使水滴、垃圾附着在大气压导入通路的贯通孔的外壁面侧的端部，附着的水滴也能够沿形成于第2壁部的外壁面的槽部移动，另外，即使在垃圾附着的情况下，也可通过此槽部向大气压导入路引导大气。因此，即使水滴、垃圾附着在大气压导入通路的贯通孔的外壁面侧的端部，产生大气压导入通路由附着的水滴、垃圾堵塞而变得不能将大气导入基准压力室，压力传感器的检测精度恶化的问题的可能性也变低。

在具体的压力传感器模块中，在第2壁部一体地设有在内部具备延长通路的筒体，该延长通路将测定对象压力导入通路延长。测定对象引导用管或O形环嵌合在此筒体的外侧。在这样的压力传感器模块中，当使测定对象引导用管或O形环与筒体嵌合时，有时测定对象引导用管或O形环被超出必要地向第2壁部塞入，测定对象引导用管或O形环的端部从筒体观察时向外侧扩展，设置于第2壁部的贯通孔的端部及槽部由测定对象引导用管或O形环覆盖。因此，最好在筒体及第2壁部的至少一方一体地设置阻止与筒体嵌合的测定对象引导用管或O形环向第2壁部侧移动的止动部。如果这样做，则由止动部限制测定对象引导用管或O形环向第2壁部侧移动，所以，测定对象引导用管的端部或O形环不会超过止动部。因此，能够防止将大气压导入的贯通孔的端部及槽部由测定对象引导用管或O形环覆盖而被堵塞，可确实地将测定对象压力导入测定对象压力导入室。

根据压力传感器模块的结构，有时测定对象引导用管或O形环超过止动部，向第2壁部侧移动。因此，1个以上的大气压导入通路的贯通孔的端部及1个以上的槽部，当从筒体观察时最好位于与止动部相比靠外侧的位置。如果这样构成，则即使测定对象引导用管或O形环超过止动部向第2壁部侧移动，贯通孔的端部及槽部也不会由测定对象引导用管或O形环覆盖而被堵塞，所以，可更确实地将测定对象压力导入到测定对象压力导入室中。

槽部最好在周壁部开口。如果槽部在周壁部开口，则即使第2壁部的外壁面由测定对象引导用管或O形环整体地堵塞，也可确实地将大气压导入。

本发明也可将上述压力传感器模块安装在安装用电路板上，作为由绝缘树脂材料对安装用电路板进行模制的集成电路来把握。

附图说明

图1(A)至(D)分别是本发明的实施方式的压力传感器模块的俯视图、主视图、仰视图及右视图。

图2是以图1(A)的II-II线切断了压力传感器模块的剖视图，该压力传感器模块被安装于安装用电路板，并与安装用电路板一起由防水用的树脂覆盖一部分。

图3是以图1(A)的III-III线切断了经由O形环在被测定设备的测定对象送出部嵌合了筒体的图2的压力传感器模块的剖视图。

图4(A)是本发明的另一实施方式的压力传感器模块101的俯视图，(B)是图4(A)的V-V线剖视图。

图5是安装了压力导入管的压力传感器模块的局部剖切侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式的一例。图1(A)至图1(D)分别是本发明的实施方式的压力传感器模块1的俯视图、主视图、仰视图及右视图。图2是被安装于安装用电路板SB，并与安装用电路板一起由防水用的树脂覆盖了一部分的本实施方式的压力传感器模块1的剖视图(压力传感器模块1，作为图1(A)的II-II线剖视图表示)。本实施方式的压力传感器模块1具有以下构造，即，即使为了提高防水性能，在被安装于安装用电路板SB(图2)后与安装用电路板SB(图2)一起由防水用的绝缘树脂IR(图2)覆盖一部分，也能进行压力的测定。压力传感器模块1具备传感器壳体3、设置在传感器壳体3的内部的作为压敏部的半导体压力传感器元件5、筒体7、8根端子9和与这些端子9的几根连接的未图示的信号处理用的IC芯片。另外，在图1中，表示在途中切断了端子9的状态。传感器壳体3具备在底面侧具有开口部的壳体主体10。壳体主体10由上壁部11、周壁部13和底壁构件15构成。上壁部11一体地设有筒体7。周壁部13的一端与上壁部11的外周部一体地设置，向从上壁部11离开的方向延伸。底壁构件15，其与由周壁部13的另一端包围的开口部液密地嵌合。在本实施方式中，上壁部11构成第2壁部，底壁构件15构成第1壁部。另外，在图1(C)中，为了表示内部构造，以将传感器壳体3的底壁构件15去掉的状态表示。

上壁部11由第1上壁部分11a、第2上壁部分11b和第3上壁部分11c构成。第1上壁部分11a的轮廓是大致四边形形状。第2上壁部分11b，其被一体地设置在第1上壁部分11a上，与第1上壁部分11a相比轮廓形状小，轮廓是大致四边形形状。第3上壁部分11c，其被一体地设置在第2上壁部分11b上，轮廓是圆形形状。上述筒体7，其被一体地设置在第3上壁部分11c上。在第3上壁部分11c内形成联系通路17a和圆柱状空间17b。联系通路17a，其与通过筒体7的内部的延长通路7a连通，与延长通路7a相比直径小。圆柱状空间17b，其与联系通路17a连通，与联系通路17a相比直径大。而且，在第2上壁部分11b及第1上壁部分11a形成方柱状空间17c，该方柱状空间17c与圆柱状空间17b连通，横截面形状的轮廓呈四边形，在第1上壁部分11a形成厚度薄且平坦的空间17d，该空间17d与方柱状空间17c连通，大体全体地与底壁构件15相向。在包围方柱状空间17c的一部分的第3上壁部分11c的内壁面17e上，接合有用于对半导体压力传感器元件5进行支承的支承台6。此支承台6通过对半导体基板进行加工来形成。在支承台6上形成与圆柱状空间17b连通的贯通孔6A。另外，在本实施方式中，由联系通路17a及圆柱状空间17b构成测定对象压力导入室S1，由方柱状空间17c及平坦的空间17d构成基准压力室S2。

半导体压力传感器元件5，以Si半导体基板为基底形成，并具备隔膜部5a和隔膜支承部5b。在隔膜部5a上，由未图示的电阻元件构成的电阻桥接电路和由电阻元件构成电阻电路形成于表面。形成有此电阻桥接电路等的表面，由防水用的绝缘树脂IR覆盖。另外，电阻电路的详细的结构，由于与本发明的要点无关，所以省略说明。隔膜支承部5b与支承台6气密地接合。因此，在本实施方式中，测定对象的流体不会与形成扩散电阻的面接触。

周壁部13具有相向的2个周壁部分13a及13b和连接这些周壁部分13a及13b的相向的端部的2个周壁部分13c及13d。4个周壁部分13a至13d构成为周壁部的轮廓大体呈四边形。在周壁部13上，在上壁部11所处一侧的相反侧的端部内形成第1至第3环状阶梯部19～23。底壁构件15液密地与第1环状阶梯部19嵌合，以使周壁部13的开口部13e堵塞。若将压力传感器模块1安装在安装用电路板SB(图2)上，则底壁构件15与安装用电路板相向。后述的大气压导入通路的端部从第2环状阶梯部21开口。在第3环状阶梯部23，露出8根端子9的一方的端部9a。

8根端子9，通过嵌入成形被固定于周壁部13。8根端子9的一方的端部9a，在传感器壳体3的第3环状阶梯部23内露出，一部分由未图示的接合线与半导体压力传感器元件5的电极部电气性地连接。在本实施方式中，8根端子9从相向的2个周壁部分13a及13b突出。

在上壁部11上还形成2条大气压导入通路27、29。大气压导入通路27、29由在从作为第1壁部的底壁构件15离开的方向贯通上壁部11的贯通孔27a、29a、和槽部27b、29b构成。贯通孔27a、29a的一端，在上壁部11的第2上壁部分11b的外壁面开口。贯通孔27a、29a的另一端，在上壁部11的第1上壁部分11a的内壁面开口，与基准压力室S2连通。槽部27b、29b沿第2上壁部分11b的外壁面延伸，在该外壁面及第2上壁部分11b的侧面开口，而且与贯通孔27a、29a的端部连通。根据本实施方式，即使水滴附着在贯通孔27a、29a的端部，因为水滴能够沿槽部27b、29b移动，所以，大气压导入通路因水滴完全地被堵塞的可能性也会变低，该贯通孔27a、29a在上壁部11的第2上壁部分11b的外壁面开口。另外，即使垃圾附着在贯通孔27a、29a的端部，因为大气沿槽部27b、29b向贯通孔27a、29a被引导，所以，大气压导入通路被完全地堵塞的可能性也会变低。另外，传感器壳体具有气密构造，以避免大气压被从大气压导入通路27、29以外导入到传感器壳体3的内部。

根据以上的结构，通过筒体7的通路7a及贯通上壁部11的第3上壁部分11c的联系通路17a及圆柱状空间17b，向半导体压力传感器元件5的隔膜部5a的背面侧导入测定对象压力。而且，通过大气压导入通路27、29向半导体压力传感器元件5的隔膜部5a的表面侧导入大气压，隔膜部5a与测定对象压力的压力量与大气压的压力差对应地挠曲。其结果，从半导体压力传感器元件5输出与压力差对应的信号。

图3是为了表示经由O形环33将本实施方式的压力传感器模块1的筒体7与被测定设备的测定对象送出部31嵌合的状态，沿图1(A)的III-III线将图1及图2所示的压力传感器模块1形成为剖面进行表示的剖视图。另外，在图3中，为了容易理解，将安装于筒体7的测定对象送出部31及O形环33形成为剖面进行表示，省略端子9的图示。在本实施方式中，筒体7突出的上壁部11的第3上壁部分11c的外面构成止动部。因此，O形环33在与上壁部11的第3上壁部分11c抵接的状态下，被夹持在与被测定设备的测定对象送出部31的内壁部之间。

图4(A)是本发明的另一实施方式的压力传感器模块101的俯视图，图4(B)是图4(A)的B-B线剖视图。图5是安装了压力导入管131的压力传感器模块101的局部剖切侧视图。在图5中，为了容易理解，用剖面表示压力导入管131。另外，在图4及图5中，对与在图1至图3中表示的实施方式同样的构件，标注将在图1至图3中标注的附图标记与100的数相加后获得的数的附图标记，省略详细的说明。如图5所示，在本实施方式中，因为安装在筒体107上的作为测定对象引导用管的压力导入管131由弹性材料形成，所以，确保了压力导入管131与筒体107的气密性。在本实施方式中，上壁部111的轮廓由第1上壁部分111a、第2上壁部分111b和第3上壁部分111c构成。第1上壁部分111a是大致方形形状。第2上壁部分111b被一体地设置于第1上壁部分111a上，形成在第1上壁部分111a的大体一半的区域，位于筒体107的下侧。第3上壁部分111c被一体地设置于第2上壁部分111b上，沿筒体107的基部的大体一半的区域延伸。在本实施方式中，以贯通全部第1上壁部分111a至第3上壁部分111c的方式形成贯通孔127a及129a，贯通孔127a及129a构成大气压导入通路127及129的一部分，槽部127b及129b形成于第3上壁部分111c。

而且，在第2上壁部分111b及第3上壁部分111c上，一体地形成沿筒体107延伸的4个方柱形状的止动部107b。因此，当将压力导入管131安装在筒体107时，能够对压力导入管131的前端到达第3上壁部分111c上进行抑制。另外，如本实施方式那样，在将大气压导入通路127及129形成于与筒体107接近的位置的情况下，当将压力导入管131安装于筒体107时，即使误以大力超出必要地将压力导入管131塞入，压力导入管131的前端越过止动部107b到达第3上壁部分111c，压力导入管131覆盖大气压导入通路127、129的贯通孔127a、129a的开口端部，因为槽部127b、129b存在，所以，也能够通过槽部127b、129b将大气导入到基准压力室内。

在上述实施方式中，虽然作为对大气压与测定对象压力的压力差进行检测的压敏部使用了半导体压力传感器元件，但也可将半导体压力传感器元件以外的压力传感器元件用作压敏部。

产业上的利用可能性

根据本发明，大气压导入通路由在从第1壁部离开的方向贯通第2壁部的贯通孔和沿第2壁部的外壁面延伸的在外壁面开口而且与贯通孔的端部连通的1个以上的槽部构成，所以，即使水滴附着在大气压导入通路的贯通孔的外壁面侧的端部，附着的水滴也能够沿形成于第2壁部的外壁面的槽部移动。因此，即使附在大气压导入通路的贯通孔的外壁面侧的水滴、垃圾堵塞大气压导入通路的一部分，也能够将大气压确实地导入到基准压力室中。

符号说明：

1 压力传感器模块

3 传感器壳体

5 半导体压力传感器元件

5a 隔膜部

5b 隔膜支承部

6 支承台

6A 贯通孔

7 筒体

7a 延长通路

7b 止动部

9 端子

9a 端部

10 壳体主体

11 上壁部

11a 第1上壁部分

11b 第2上壁部分

11c 第3上壁部分

13 周壁部

13a～13d 周壁部分

13e 开口部

15 底壁构件

17a 联系通路

17b 圆柱状空间

17c 方柱状空间

17d 平坦的空间

17e 内壁面

19 第1环状阶梯部

21 第2环状阶梯部

23 第3环状阶梯部

25 接合线

27 大气压导入通路

29 大气压导入通路

31 测定对象送出部

33 O形环

S1 测定对象压力导入室

S2 基准压力室。

Claims (2)

1.一种压力传感器模块，具备壳体和压敏部；该壳体具备导入大气压的基准压力室和导入测定对象压力的测定对象压力导入室；该压敏部以位于上述基准压力室与上述测定对象压力导入室之间的方式配置在上述壳体内，对上述大气压与上述测定对象压力的压力差进行检测；该压力传感器模块的特征在于：

上述壳体具备与安装用电路板相向的第1壁部、与该第1壁部相向的第2壁部和位于上述第1壁部与上述第2壁部之间的周壁部；

在上述壳体的上述第2壁部形成将上述测定对象压力导入上述测定对象压力导入室的测定对象压力导入通路和将上述大气压导入上述基准压力室的1个以上的大气压导入通路；

上述壳体具有大气不会从上述1个以上的大气压导入通路以外的部分进入上述基准压力室的气密构造；

上述大气压导入通路具备贯通孔和1个以上的槽部；该贯通孔在从上述第1壁部离开的方向贯通上述第2壁部；该1个以上的槽部沿上述第2壁部的外壁面延伸，在上述外壁面开口，并且与上述贯通孔的端部连通；

在上述第2壁部一体地设有筒体，该筒体在内部具备将上述测定对象压力导入通路延长的延长通路，并且测定对象引导用管或O形环被嵌合于该筒体的外侧；

在上述筒体及上述第2壁部的至少一方一体地设置止动部，该止动部阻止与上述筒体嵌合的上述测定对象引导用管或O形环向上述第2壁部侧移动；

上述1个以上的大气压导入通路的上述贯通孔的端部及上述1个以上的槽部，从上述筒体观察时位于与上述止动部相比靠外侧的位置；

上述槽部在上述周壁部开口。

2.一种集成电路，其特征在于：权利要求1所述的压力传感器模块安装于上述安装用电路板，上述安装用电路板由绝缘树脂材料进行模制。