壓力傳感器及其制造方法
【專利說明】壓力傳感器及其制造方法
[0001]關(guān)聯(lián)申請的相互參照
[0002]本申請基于2013年2月26日申請的日本申請?zhí)?013 — 35878號、2013年12月4日申請的日本申請?zhí)?013 - 251179號、2014年I月24日申請的日本申請?zhí)?014 — 011406號及2014年I月31日申請的日本申請?zhí)?014 — 017919號，在此引用它們的記載內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請涉及在芯柱(stem)的隔膜(diaphragm)上配置有傳感器芯片的壓力傳感器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]以往以來，作為這種壓力傳感器，例如在專利文獻(xiàn)I中提出了如下的壓力傳感器。
[0005]即，在該壓力傳感器中，在芯柱的隔膜上搭載有傳感器芯片，傳感器芯片經(jīng)由接合線與配置在芯柱的周圍的進(jìn)行規(guī)定的處理的陶瓷基板電連接。而且，陶瓷基板經(jīng)由管腳與和外部電路電連接的終端連接。
[0006]但是，在上述壓力傳感器中，僅僅為了確保傳感器芯片與外部電路的電氣路徑而使用管腳以及終端等不同的構(gòu)成部件，有構(gòu)造變得復(fù)雜并且制造工序也變得復(fù)雜等問題。
[0007]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 32239號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本申請的目的在于，提供一種壓力傳感器及其制造方法，通過削減確保傳感器芯片與外部電路的電氣路徑的構(gòu)成部件，能夠簡化構(gòu)造以及制造工序。
[0011]在本申請的第一方式中，壓力傳感器的制造方法包括:準(zhǔn)備芯柱，該芯柱被設(shè)為具有在一端具有開口部的中空部的有底筒狀，底部是能夠根據(jù)導(dǎo)入到上述中空部的壓力而變形的隔膜；在上述隔膜中與上述中空部相反一側(cè)搭載相應(yīng)于上述隔膜的變形而輸出傳感器信號的傳感器芯片；準(zhǔn)備導(dǎo)電性部件，該導(dǎo)電性部件通過外框而一體化有通過第I連接部件與上述傳感器芯片連接的內(nèi)部連接區(qū)域以及與外部電路電連接的外部連接區(qū)域；以將上述內(nèi)部連接區(qū)域與上述外部連接區(qū)域連結(jié)的方式進(jìn)行模壓樹脂成形而形成第I模壓樹脂；從上述內(nèi)部連接區(qū)域以及上述外部連接區(qū)域切離上述外框；將上述導(dǎo)電性部件中的上述內(nèi)部連接區(qū)域配置于上述芯柱；通過上述第I連接部件將上述傳感器芯片與上述內(nèi)部連接區(qū)域電連接。
[0012]根據(jù)上述的制造方法，使用一體化有內(nèi)部連接區(qū)域以及外部連接區(qū)域的導(dǎo)電性部件構(gòu)成壓力傳感器。也就是說，使用相同的材料構(gòu)成內(nèi)部連接區(qū)域以及外部連接區(qū)域。因此，能夠削減確保傳感器芯片與外部電路的電氣路徑的構(gòu)成部件，能夠簡化制造工序。
[0013]作為另一方案，上述導(dǎo)電性部件也可以還在上述內(nèi)部連接區(qū)域與上述外部連接區(qū)域之間具有搭載區(qū)域。壓力傳感器的制造方法還包括:在上述內(nèi)部連接區(qū)域的配置之前，在上述搭載區(qū)域搭載進(jìn)行規(guī)定的處理的電路元件，通過第2連接部件將上述電路元件與上述內(nèi)部連接區(qū)域電連接，通過第3連接部件將上述電路元件與上述外部連接區(qū)域電連接。在第I模壓樹脂的形成中，上述第I模壓樹脂將上述搭載區(qū)域、上述電路元件、上述第2、第3連接部件密封。該情況下，搭載電路元件的搭載區(qū)域也通過構(gòu)成內(nèi)部連接區(qū)域以及外部連接區(qū)域的導(dǎo)電性部件構(gòu)成，并不增加用于搭載電路元件的新的構(gòu)成部件。
[0014]在本申請的第二方式中，壓力傳感器具備:芯柱，被設(shè)為具有在一端具有開口部的中空部的有底筒狀，底部是能夠根據(jù)導(dǎo)入到上述中空部的壓力而變形的隔膜；傳感器芯片，搭載在上述隔膜中與上述中空部相反一側(cè)，相應(yīng)于上述隔膜的變形而輸出傳感器信號；內(nèi)部連接區(qū)域，通過第I連接部件與上述傳感器芯片連接，構(gòu)成導(dǎo)電性部件的一部分；外部連接區(qū)域，與外部電路電連接，構(gòu)成導(dǎo)電性部件的一部分；第I模壓樹脂，將上述內(nèi)部連接區(qū)域與上述外部連接區(qū)域連結(jié)；以及第2模壓樹脂，設(shè)置于上述內(nèi)部連接區(qū)域，與上述芯柱接入口 ο
[0015]根據(jù)上述的壓力傳感器，使用相同的導(dǎo)電性部件構(gòu)成內(nèi)部連接區(qū)域以及外部連接區(qū)域，因此能夠削減確保傳感器芯片與外部電路的電氣路徑的構(gòu)成部件，能夠簡化構(gòu)造。
【附圖說明】
[0016]有關(guān)本申請的上述目的以及其他的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)，通過在參照附圖的同時(shí)進(jìn)行的下述的詳細(xì)的記述，而變得更明確。該附圖中，
[0017]圖1是本申請的第I實(shí)施方式的壓力傳感器的剖視圖，
[0018]圖2(a)至圖2(c)是表示構(gòu)成部件的制造工序的剖視圖，
[0019]圖3(a)至圖3(c)是表示圖1所示的壓力傳感器的制造工序的剖視圖，
[0020]圖4是沿著圖2(c)中的IV — IV線的剖視圖，
[0021]圖5是圖3(b)中的V向視圖，
[0022]圖6 (a)和圖6(b)是表示本申請的第2實(shí)施方式的壓力傳感器的制造工序的俯視圖，
[0023]圖7(a)是沿著圖6(a)中的VIIA-VIIA線的剖視圖，圖7 (b)是沿著圖6(b)中的VIIB-VIIB線的剖視圖，
[0024]圖8 (a)至圖8(c)是表示本申請的第3實(shí)施方式的壓力傳感器的制造工序的剖視圖，
[0025]圖9 (a)是表示相當(dāng)于圖2(c)的工序的本申請的第4實(shí)施方式的壓力傳感器的制造工序的剖視圖，圖9(b)是相當(dāng)于圖3(c)的工序的剖視圖，
[0026]圖10是相當(dāng)于本申請的第5實(shí)施方式中的圖2(c)的工序的俯視圖，
[0027]圖11(a)是表示相當(dāng)于圖2(c)的工序的本申請的第6實(shí)施方式的壓力傳感器的制造工序的剖視圖，圖11(b)是相當(dāng)于圖3(c)的工序的剖視圖，
[0028]圖12是表示本申請的第7實(shí)施方式的傳感器芯片以及電路基板的電路構(gòu)成的圖，
[0029]圖13是本申請的第7實(shí)施方式的壓力傳感器的剖視圖，
[0030]圖14是本申請的第9實(shí)施方式的壓力傳感器的剖視圖，
[0031]圖15是本申請的第10實(shí)施方式的壓力傳感器的剖視圖，
[0032]圖16是本申請的第11實(shí)施方式的壓力傳感器的剖視圖，
[0033]圖17是圖16中的XVII向視圖，
[0034]圖18是本申請的第12實(shí)施方式的壓力傳感器的剖視圖，
[0035]圖19是本申請的其他的實(shí)施方式的與圖2(c)的工序相當(dāng)?shù)钠室晥D。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面，基于附圖對本申請的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在下面的各實(shí)施方式相互之中，對互相相同或等同的部分，標(biāo)注同一符號進(jìn)行說明。
[0037](第I實(shí)施方式)
[0038]參照附圖對本申請的第I實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，較為理想的是，本實(shí)施方式的壓力傳感器，例如安裝于車輛的燃料噴射系統(tǒng)的燃料管等上，用于檢測燃料管內(nèi)的測定介質(zhì)的壓力。
[0039]如圖1所示，本實(shí)施方式的壓力傳感器具備芯柱10。芯柱10被設(shè)為具有由如SUS430的不銹鋼等構(gòu)成的中空部的有底圓筒狀，通過底部的大致中央部構(gòu)成薄壁的隔膜11，與隔膜11相反一側(cè)的另一端部被設(shè)為中空的開口部12。并且，在從開口部12向中空部導(dǎo)入測定介質(zhì)后，隔膜11相應(yīng)于測定介質(zhì)的壓力而變形。
[0040]而且，在芯柱10中隔膜11與開口部12之間，形成有與兩端的外徑相比外徑更大的臺階部13，在開口部12側(cè)的外周壁面，形成有能夠與燃料管等的被安裝部件螺紋結(jié)合的螺紋部14。
[0041]并且，在這樣的芯柱10中，在隔膜11中與中空部側(cè)相反一側(cè)(下面，稱為在隔膜11上)通過未圖示的低熔點(diǎn)玻璃等接合有壓力檢測用的傳感器芯片20。傳感器芯片20例如使用矩形板狀的硅基板構(gòu)成，并在薄壁的隔膜上形成有校準(zhǔn)電阻以構(gòu)成電橋電路。即，本實(shí)施方式的傳感器芯片20是半導(dǎo)體隔膜式的傳感器芯片，該半導(dǎo)體隔膜式的傳感器芯片是指，在隔膜11根據(jù)導(dǎo)入到芯柱10內(nèi)部的測定介質(zhì)的壓力而變形時(shí)，校準(zhǔn)電阻的電阻值變化從而電橋電路的電壓變化，并輸出與該電壓的變化對應(yīng)的傳感器信號的傳感器芯片。
[0042]并且，在芯柱10上，沿著隔膜11的法線方向(圖1中紙面上下方向)配置有密封了電路元件等的構(gòu)成部件30。下面，對本實(shí)施方式的構(gòu)成部件30的構(gòu)成進(jìn)行具體地說明。
[0043]構(gòu)成部件30具有內(nèi)部連接區(qū)域41、搭載區(qū)域42及外部連接區(qū)域43，各區(qū)域41?43通過由環(huán)氧系樹脂等構(gòu)成的模壓樹脂被一體化而被設(shè)為一個(gè)部件。此外，內(nèi)部連接區(qū)域41、搭載區(qū)域42及外部連接區(qū)域43由對后述的Cu、42合金等金屬進(jìn)行蝕刻、沖壓等而成的引線框的一部分形成。也就是說，內(nèi)部連接區(qū)域41、搭載區(qū)域42及外部連接區(qū)域43的形狀各不相同，但通過同一構(gòu)成部件構(gòu)成。
[0044]內(nèi)部連接區(qū)域41由多個(gè)板狀部件(在本實(shí)施方式中為四根)構(gòu)成，并配置在隔膜11上。并且，各板狀部件的一端部側(cè)的一面41a通過未圖示的接合線與傳感器芯片20電連接，另一端部側(cè)被彎折成與隔膜11的法線方向平行。
[0045]而且，在內(nèi)部連接區(qū)域41，以一部分露出的方式形成有模壓樹脂。具體而言，在一面4Ia側(cè)以一端部以及另一端部露出