特許 6188237 圧力検出装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6188237

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】圧力検出装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 9/00 20060101AFI20170821BHJP

   G01L 19/14 20060101ALI20170821BHJP

   H01L 29/84 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   G01L9/00 303M

   G01L9/00 303P

   G01L19/14

   H01L29/84 A

   H01L29/84 B

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-123392(P2014-123392)

(22)【出願日】2014年6月16日

(65)【公開番号】特開2016-3910(P2016-3910A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2016年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプス電気株式会社

(72)【発明者】

【氏名】大川 尚信

(72)【発明者】

【氏名】臼井 学

(72)【発明者】

【氏名】石田 弘

(72)【発明者】

【氏名】中山 一英

(72)【発明者】

【氏名】上村 秀樹

【審査官】 濱本 禎広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１９２４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０６１３５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１０／０１６４３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−０７１１４６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−０５１２４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０６３１３７２９（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００−２３／３２

Ｈ０１Ｌ ２９／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティに設置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し、前記リードフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続される上部リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジングの底面から露出する露出部とを有し、前記露出部は、前記ハウジングの前記底面と同一平面を構成するとともに前記底面の中央から外周に向かい延出しており、前記露出部の延出端部は前記ハウジングの側面よりも内側に形成されており、 前記底面の外周において前記ハウジングの厚み方向に凹んだ逃げ部が形成されており、前記露出部の前記延出端部は前記逃げ部内に位置していることを特徴とする圧力検出装置。

【請求項2】

前記延出端部には、前記底面に対して傾斜する傾斜面が形成されており、前記傾斜面に前記ハウジングが密着していることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。

【請求項3】

前記ハウジングの前記底面の外周は、外部の支持部材に当接される当接面であり、前記当接面において、前記底面と前記露出部とが同一平面を構成するとともに、前記延出端部が前記当接面に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力検出装置。

【請求項4】

前記露出部は、前記底面から突出する突出部と、前記突出部よりも前記底面の外周側において、前記底面と同一平面を構成する平坦部とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧力検出装置。

【請求項5】

キャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティに設置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し、
前記リードフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続される上部リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジングの底面から露出する露出部とを有する圧力検出装置の製造方法であって、
（ａ）前記ハウジングの側面よりも外側に延出する前記露出部を有するリードフレームを用意して、前記ハウジングと前記リードフレームとを一体に成形して、前記露出部と、前記ハウジングの前記底面とを同一平面に形成する工程と、
（ｂ）前記（ａ）の工程の後に、前記露出部を前記底面と重なる位置で切断する工程と、
前記（ａ）の工程において、前記底面の外周に逃げ部を形成し、前記露出部は前記逃げ部を通って前記ハウジングの側面よりも外側に延出しており、前記（ｂ）の工程において、前記逃げ部が形成された箇所で前記露出部を切断することを特徴とする圧力検出装置の製造方法。

【請求項6】

前記露出部に溝が形成されており、前記（ｂ）の工程において、前記溝が形成された箇所において前記露出部を切断することを特徴とする請求項５に記載の圧力検出装置の製造方法。

【請求項7】

前記溝は、断面Ｖ字状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の圧力検出装置の製造方法。

【請求項8】

前記ハウジングは熱可塑性樹脂を用いて成形されていることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の圧力検出装置の製造方法。

【請求項9】

キャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティに設置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し、前記リードフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続される上部リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジングの底面から露出する露出部とを有し、前記露出部は、前記ハウジングの前記底面と同一平面を構成するとともに前記底面の中央から外周に向かい延出しており、前記露出部の延出端部は前記ハウジングの側面よりも内側に形成されており、 前記ハウジングの前記底面の外周は、外部の支持部材に当接される当接面であり、前記当接面において、前記底面と前記露出部とが同一平面を構成するとともに、前記延出端部が前記当接面に位置していることを特徴とする圧力検出装置。

【請求項10】

キャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティに設置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し、前記リードフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続される上部リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジングの底面から露出する露出部とを有し、前記露出部は、前記ハウジングの前記底面と同一平面を構成するとともに前記底面の中央から外周に向かい延出しており、前記露出部の延出端部は前記ハウジングの側面よりも内側に形成されており、 前記露出部は、前記底面から突出する突出部と、前記突出部よりも前記底面の外周側において、前記底面と同一平面を構成する平坦部とを有することを特徴とする圧力検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力検出装置に関し、特に、ハウジング内に設置された圧力センサと、圧力センサに接続されたリードフレームとを有する圧力検出装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、リードフレームの位置精度及び防水性能の高い圧力検出装置（特許文献１では、圧力センサパッケージと記載されている）に関する発明が開示されている。図１３（ａ）は、特許文献１に記載されている従来例の圧力検出装置の底面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。

【0003】

図１３（ｂ）に示すように、従来例の圧力検出装置１１０は、圧力を検出する圧力センサ１１５と、圧力センサ１１５を収納するハウジング１２１と、圧力センサ１１５に電気的に接続されたリードフレーム１３１とを有する。ハウジング１２１にはキャビティ１２３が形成されており、キャビティ１２３に圧力センサ１１５が設置されている。

【0004】

リードフレーム１３１は、内端部１３１ａがキャビティ１２３に露出して、ボンディングワイヤ１１７を介して圧力センサ１１５と電気的に接続される。リードフレーム１３１は、内端部１３１ａからハウジング１２１の底面１２１ｂ側に曲げられて、底面１２１ｂから突出して設けられている。図１３（ａ）に示すように、底面１２１ｂから突出するリードフレーム１３１の外端部１３１ｂは、底面１２１ｂの外周方向に曲げられて延出部１３１ｃが形成される。

【0005】

従来例の圧力検出装置１１０において、ハウジング１２１は、樹脂材料を用いてリードフレーム１３１と一体に成形される。その後、ハウジング１２１の延出部１３１ｃは、ハウジング１２１の側面１２１ａよりも外側で切断され、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、延出部１３１ｃがハウジング１２１の側面１２１ａよりも外側に延びて形成される。

【0006】

従来例の圧力検出装置１１０は、スマートフォン、カメラ、腕時計等の電子機器に組み込まれて使用され、ハウジング１２１の底面１２１ｂに支持部材や筐体（図示しない）が当接されて、圧力検出装置１１０が固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】再公表特許ＷＯ２０１０／０１６４３９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、延出部１３１ｃがハウジング１２１の側面１２１ａよりも外側に延びているため、圧力検出装置１１０を電子機器等に組み込む際、延出部１３１ｃの分だけハウジング１２１と支持部材や筐体等との間隔を大きく設ける必要がある。このように、延出部１３１ｃがハウジング１２１の側面１２１ａよりも外側に延びて形成されることにより、圧力検出装置１１０の小型化が困難であるという課題が生じる。

【0009】

さらに、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、従来例の圧力検出装置１１０は、ハウジング１２１とリードフレーム１３１との境界１３５が、ハウジング１２１の側面１２１ａに露出する構成となっている。このため、ハウジング１２１とリードフレーム１３１とを一体に成形する際、金型とリードフレーム１３１とのわずかな隙間に樹脂が入り込み、ハウジング１２１の側面から外側にバリが発生する。このバリは、圧力検出装置１１０の小型化を阻害し、また、外観上の不具合となるため、バリを取り除く工程が必要となる。

【0010】

特許文献１には、従来例の圧力検出装置１１０について、切削加工によりバリを除去する方法が開示されている。図１４は、切削加工後の圧力検出装置１１０を底面１２１ｂ側から見たときの斜視図である。図１４に示すように、従来例の圧力検出装置１１０は、リュータ等の切削工具を用いて、バリとともにリードフレーム１３１の延出部１３１ｃを切削している。この際、底面１２１ｂには切削凹部２１０が形成される。

【0011】

圧力検出装置１１０が電子機器に組み込まれる際に、底面１２１ｂに支持部材や筐体等が当接されて、圧力検出装置１１０が気密性を確保して固定される。しかしながら、切削凹部２１０は底面１２１ｂよりも凹んでいるため、切削凹部２１０には支持部材や筐体が当接されない構造となっている。このため、ハウジング１２１に応力分布が発生し、切削凹部１２１が設けられた箇所でハウジング１２１の変形が発生し易くなるため、気密性を確保することが困難となる場合が生じる。

【0012】

本発明は、上記課題を解決して、良好な気密性を確保するとともに小型化を実現することが可能な圧力検出装置及びそ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】

【0013】

本発明の圧力検出装置は、キャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティに設
置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し、前記リー
ドフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続される上部
リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジングの底
面から露出する露出部とを有し、前記露出部は、前記ハウジングの前記底面と同一平面を
構成するとともに前記底面の中央から外周に向かい延出しており、前記露出部の延出端部
は前記ハウジングの側面よりも内側に形成され、前記底面の外周において前記ハウジングの厚み方向に凹んだ逃げ部が形成されており、前記露出部の前記延出端部は前記逃げ部内に位置していることを特徴とする。

【0014】

これによれば、リードフレームがハウジングの底面と同一平面を構成しているため、圧力検出装置を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジングの底面及びリードフレームに支持部材を当接させて支持することができる。よって、ハウジングに発生する応力分布の不均一を抑制して、ハウジングの歪みの発生を抑制できるため、外部の電子機器の筐体とハウジングとの間の気密性を確保することができる。また、リードフレームの露出部の延出端部がハウジングの側面よりも内側に形成されているため、露出部が側面よりも外側まで延出する場合に比べて、圧力検出装置の小型化が可能である。したがって、本発明の圧力検出装置によれば、良好な気密性を確保するとともに小型化を実現することが可能である。

【0015】

また、リードフレームの延出端部が逃げ部内に配置されているため、リードフレームとハウジングとの境界がハウジングの側面よりも内側に設けられる。このため、ハウジングとリードフレームとを一体成形する際にバリが発生した場合であっても、バリは逃げ部内に形成され、ハウジング外周よりも外側にバリが形成されることを防止できる。したがって、圧力検出装置の小型化を実現することができ、また、バリを除去する工程を追加する必要がないため製造コストの増大を抑制することができる。

【0016】

前記延出端部には、前記底面に対して傾斜する傾斜面が形成されており、前記傾斜面に前記ハウジングが密着していることが好ましい。これによれば、傾斜面が形成された箇所でリードフレームが薄く形成されるため、小さい荷重でリードフレームを切断することができる。したがって、ハウジングの変形を抑制して、確実に気密性を確保することが可能となる。

【0017】

前記ハウジングの前記底面の外周は、外部の支持部材に当接される当接面であり、前記当接面において、前記底面と前記露出部とが同一平面を構成するとともに、前記延出端部が前記当接面に位置していることが好ましい。これによれば、当接面において底面と露出部とが同一平面を構成するため、圧力検出装置を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジングの底面及び露出部に支持部材を当接させて支持することができる。よって、ハウジングに発生する応力分布の不均一を確実に抑制して、ハウジングの歪みの発生を抑制できるため、外部の電子機器の筐体とハウジングとの間の気密性を確保することができる。

【0018】

前記露出部は、前記底面から突出する突出部と、前記突出部よりも前記底面の外周側において、前記底面と同一平面を構成する平坦部とを有することが好ましい。これによれば、ハウジングの底面とリードフレームの平坦部とが同一平面を構成して外部の支持部材に当接されるため、ハウジングの応力分布の不均一が抑制される。また、リードフレームと外部の配線基板とをはんだ接合する際に、突出部の側面にかけてはんだフィレットが形成されやすく接合強度が高められる。

【0019】

本発明の圧力検出装置の製造方法は、キャビティが形成されたハウジングと、前記キャ
ビティに設置された圧力センサと、前記ハウジングに埋設されたリードフレームとを有し
、
前記リードフレームは、前記キャビティ内部に露出して前記圧力センサと電気的に接続さ
れる上部リードフレームと、前記ハウジングの厚み方向に延出する接続部と、前記ハウジ
ングの底面から露出する露出部とを有する圧力検出装置の製造方法であって、（ａ）前記
ハウジングの側面よりも外側に延出する前記露出部を有するリードフレームを用意して、
前記ハウジングと前記リードフレームとを一体に成形して、前記露出部と、前記ハウジン
グの前記底面とを同一平面に形成する工程と、（ｂ）前記（ａ）の工程の後に、前記露出
部を前記底面と重なる位置で切断する工程と、
前記（ａ）の工程において、前記底面の外周に逃げ部を形成し、前記露出部は前記逃げ部を通って前記ハウジングの側面よりも外側に延出しており、前記（ｂ）の工程において、前記逃げ部が形成された箇所で前記露出部を切断することを特徴とする。

【0020】

これによれば、（ａ）の工程でリードフレームの露出部とハウジングの底面とが同一平面を構成して形成されるため、圧力検出装置を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジングの底面及びリードフレームに支持部材を当接させて支持することができる。よって、ハウジングに発生する応力分布の不均一を抑制して、ハウジングの歪みの発生を抑制できるため、外部の電子機器の筐体とハウジングとの間の気密性を確保することができる。また、（ｂ）の工程で、リードフレームの露出部が底面と重なる位置で切断されるため、露出部の延出端部がハウジングの側面よりも内側に形成される。よって、露出部がハウジングの側面よりも外側まで延出する場合に比べて、圧力検出装置の小型化が可能である。したがって、本発明の圧力検出装置の製造方法によれば、良好な気密性を確保するとともに小型化を実現することが可能である。

【0021】

また、逃げ部が形成された箇所で露出部が切断されるため、ハウジングに加えられる荷重を小さく抑制して、容易に露出部を切断することが可能である。また、リードフレームとハウジングとの境界が逃げ部に形成されるため、（ａ）の工程で、ハウジングとリードフレームとを一体成形する際にリードフレームとハウジングとの境界にバリが発生した場合であっても、バリは逃げ部内に形成され、ハウジングの側面よりも外側にバリが形成されることを防止できる。したがって、バリを除去する工程を省略して、製造コストを低減することができる。

以上

【0022】

前記露出部に溝が形成されており、前記（ｂ）の工程において、前記溝が形成された箇所において前記露出部を切断することが好ましい。これによれば、溝が形成された箇所でリードフレームが薄く形成されるため、小さい荷重でリードフレームを切断することができる。したがって、ハウジングの変形を抑制して、確実に気密性を確保することが可能となる。

【0023】

前記溝は、断面Ｖ字状に形成されていることが好ましい。これによれば、断面Ｖ字状の溝の頂部に応力が集中するため、より小さい荷重でリードフレームを切断することができる。

【0024】

前記ハウジングは熱可塑性樹脂を用いて成形されていることが好ましい。これによれば、リードフレームを成形金型内に配置して樹脂成形することにより、リードフレームとハウジングの底面とで確実に同一平面を構成することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明の圧力検出装置及びその製造方法によれば、良好な気密性を確保するとともに小型化を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１の実施形態における圧力検出装置の斜視図である。

【図2】本実施形態の圧力検出装置の上面図である。

【図3】本実施形態の圧力検出装置の底面図である。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。

【図5】図３のＶ−Ｖ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。

【図6】本実施形態の圧力検出装置を底面側から見たときの部分拡大斜視図である。

【図7】本実施形態の圧力検出装置を電子機器に組み込んだときの断面図である。

【図8】圧力検出装置に配線基板を接続したときの部分拡大断面図である。

【図9】第２の実施形態における圧力検出装置を示し、（ａ）図３のＩＶ−ＩＶ線と同じ箇所で切断したときの断面図であり、（ｂ）図３のＶ−Ｖ線と同じ箇所で切断したときの断面図である。

【図10】第３の実施形態における圧力検出装置の断面図である。

【図11】本発明の圧力検出装置の製造方法を説明するための工程図であり、（ａ）リードフレームを成形金型内に設置する工程、及び（ｂ）リードフレームと一体にハウジングを樹脂成形する工程を示す。

【図12】図１１の続きを示す工程図であり、（ａ）リードフレームを切断する工程、及び（ｂ）ハウジング内に圧力センサを設置する工程を示す。

【図13】（ａ）従来例の圧力検出装置の底面図、及び（ｂ）図１３（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断して矢印方向から見たときの断面図である。

【図14】切削加工後の従来例の圧力検出装置を底面側から見たときの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して、具体的な実施形態の圧力検出装置及びその製造方法について説明をする。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。

【0028】

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における圧力検出装置の斜視図である。図２は、圧力検出装置の上面図であり、図３は、圧力検出装置の底面図である。また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。図５は、図４と異なる方向から見た断面図であり、図３のＶ−Ｖ線で切断して矢印方向から見たときの圧力検出装置の断面図である。

【0029】

図１に示すように、本実施形態の圧力検出装置１０は、キャビティ２３が形成されたハウジング２１と、キャビティ２３に設置された圧力センサ１５と、ハウジング２１に埋設され、キャビティ２３内に露出するリードフレーム３１とを有する。

【0030】

本実施形態において、ハウジング２１は熱可塑性樹脂を用いて樹脂成形により形成される。熱可塑性樹脂として、例えば液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）等を用いることができる。

【0031】

図４及び図５に示すように、ハウジング２１に形成されたキャビティ２３は、深さ方向に順に、圧力導入凹部２４と、圧力センサ収納凹部２５とを有して構成される。圧力センサ収納凹部２５の底面に圧力センサ１５が設置され、圧力導入凹部２４には圧力センサ１５を覆ってポッティング樹脂１６が設けられている。ポッティング樹脂１６は、ゲル状の粘弾性体であり、例えばシリコーン樹脂やフッ素樹脂が用いられる。

【0032】

図２に示すように、圧力センサ収納凹部２５は、圧力センサ１５の外形に対応する平面略矩形状である。また、圧力導入凹部２４は、圧力センサ収納凹部２５の対角線の長さを１辺とする大きさの平面略矩形状である。圧力導入凹部２４と圧力センサ収納凹部２５とは位相が４５°異ならせて形成されている。これにより、圧力導入凹部２４から外部の圧力を導入することができ、また、圧力センサ収納凹部２５の空間を圧力導入凹部２４よりも小さくすることで、ボンディングワイヤ１７と圧力センサ１５をポッティング樹脂１６により確実に覆うことができる。

【0033】

圧力センサ１５は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）構造であり、圧力を受けるダイヤフラム部と、ダイヤフラム部の変形を検知する歪み検知素子とを有している。歪み検知素子として例えばピエゾ抵抗素子を用いることができ、歪み検知素子はダイヤフラム部の周辺に設けられる。圧力導入凹部２４のポッティング樹脂１６に加えられた圧力に応じてダイヤフラム部が変形し、ピエゾ抵抗素子の抵抗が変化する。この抵抗変化に基づいて圧力検出装置１０に印加される圧力を検出することができる。

【0034】

図４に示すように、リードフレーム３１は、キャビティ２３内部に露出して圧力センサ１５と電気的に接続される上部リードフレーム３１ａと、ハウジング２１の厚み方向に延出する接続部３１ｄと、ハウジング２１の底面２１ｂから露出する露出部３１ｅとを有して構成される。圧力センサ１５の検出信号はリードフレーム３１を介して外部回路に伝達される。

【0035】

図４に示すように、上部リードフレーム３１ａは、ハウジング２１の外周側から圧力センサ収納凹部２５に向かって曲げられている。上部リードフレーム３１ａは圧力導入凹部２４に露出して設けられており、露出する上部リードフレーム３１ａと圧力センサ１５とがボンディングワイヤ１７によって接続されている。なお、図２に示すように、上部リードフレーム３１ａは圧力導入凹部２４のコーナーにそれぞれ露出している。

【0036】

また、図４に示すように、第１の屈曲部３１ｐで上部リードフレーム３１ａから曲げられた接続部３１ｄが、ハウジング２１の厚さ方向に延出し、ハウジング２１の底面２１ｂから露出している。底面２１ｂに露出するリードフレーム３１は、第２の屈曲部３１ｑで上部リードフレーム３１ａと同じ方向に曲げられて、ハウジング２１の底面２１ｂから突出する突出部３１ｂが形成される。本実施形態において、リードフレーム３１はハウジング２１と一体に樹脂成形されており、上部リードフレーム３１ａと突出部３１ｂとの間、及び上部リードフレーム３１ａと突出部３１ｂとを繋ぐ接続部３１ｄの周囲は、ハウジング２１を構成する樹脂材料により埋められている。これにより、キャビティ２３内部と、ハウジング２１の外部とを繋ぐリーク経路を長くして、気密性を向上させることができる。

【0037】

なお、図５に示すように、リードフレーム３１の接続部３１ｄは、第５の屈曲部３１ｔでハウジング２１の厚み方向に対して交差する方向に曲げられている。これにより、リーク経路がさらに長くなり気密性が向上する。

【0038】

また、図４に示すように、突出部３１ｂは上部リードフレーム３１ａと同じ方向に設けられているため、樹脂成形の際に上下方向に挟んで固定することができ、リードフレーム３１の位置精度を向上させることができる。

【0039】

図３に示すように、ハウジング２１を底面２１ｂ側から見たときに、突出部３１ｂは、第３の屈曲部３１ｒで底面２１ｂの中央側から外周方向に約９０°曲げられている。底面２１ｂには、複数のリードフレーム３１が設けられており、それぞれ異なる方向に底面２１ｂの中央側から外周側に延びて設けられている。

【0040】

本実施形態の圧力検出装置１０において、図５に示すように、底面２１ｂに露出する露出部３１ｅは、底面２１ｂから突出する突出部３１ｂと、突出部３１ｂよりも底面２１ｂの外周側において、底面２１ｂと同一平面を構成する平坦部３１ｃとを有している。平坦部３１ｃは、突出部３１ｂと連続して形成され、第４の屈曲部３１ｓで突出部３１ｂよりもハウジング２１の厚み方向に凹むように突出部３１ｂと段差を形成して曲げられて、底面２１ｂの中央から外周方向に延出する。そして、露出部３１ｅの延出端部３１ｆは、ハウジング２１の側面２１ｅよりも内側に形成されている。これにより、例えば、圧力検出装置１０の周囲に外部の支持部材や筐体等が設けられる際に、露出部３１ｅが側面２１ｅよりも外側まで延出する場合に比べて、外部の支持部材や筐体等（図示しない）とハウジング２１の側面２１ｅとの間隔を小さくすることができ、圧力検出装置１０の小型化が可能である。

【0041】

また、図３に示すように、それぞれのリードフレーム３１において、底面２１ｂの中央部側で突出部３１ｂが形成されるとともに、突出部３１ｂよりも外周側において、平坦部３１ｃと底面２１ｂとが同一平面を構成している。これにより、ハウジング２１の底面２１ｂにおいて、外周を一巡して底面２１ｂよりも突出する部分がない平坦な面が形成される。よって、圧力検出装置１０を電子機器に組み込む際、ハウジング２１の底面２１ｂの外周を当接面２１ｃとして外部の支持部材に当接させることができる。これにより、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制して、ハウジング２１の歪みの発生を抑制できるため、外部の電子機器の筐体とハウジング２１との間の気密性を確保することができる。

【0042】

以上のように、本実施形態の圧力検出装置１０によれば、良好な気密性を確保するとともに小型化を実現することが可能である。

【0043】

図６は、本実施形態の圧力検出装置を底面側から見たときの部分拡大斜視図である。図６に示すように、底面２１ｂの外周においてハウジング２１の厚み方向に凹んだ逃げ部２２が形成されている。逃げ部２２の凹面２２ａは、ハウジング２１の底面２１ｂから厚み方向に凹んで形成され、逃げ部２２の側面２２ｂは、ハウジング２１の側面２１ｅから内方に凹んで形成されている。

【0044】

図６に示すように、露出部３１ｅは、ハウジング２１の底面２１ｂの中央から外周に向かい延出しており、底面２１ｂの外周に位置する当接面２１ｃにおいて、平坦部３１ｃと底面２１ｂとが同一面を構成している。露出部３１ｅの延出端部３１ｆは、逃げ部２２の側面２２ｂから突出して逃げ部２２内に位置している。すなわち、露出部３１ｅの端面３１ｊは、ハウジング２１の側面２１ｅよりも内側に形成されている。

【0045】

本実施形態の圧力検出装置１０は、ハウジング２１をリードフレーム３１と一体に樹脂成形したものであり、樹脂成形の際に成形金型とリードフレームとのわずかな隙間（クリアランス）に樹脂材料が入り込み、成形後にバリとなって残る場合がある。

【0046】

本実施形態において、図６に示すようにリードフレーム３１の延出端部３１ｆが逃げ部２２内に位置しているため、リードフレーム３１とハウジング２１との境界３５が、ハウジング２１の側面２１ｅよりも内側に設けられる。このため、ハウジング２１とリードフレーム３１とを一体成形する際に、例えば延出端部３１ｆの側面３１ｉにバリが発生した場合であっても、バリは逃げ部２２内に形成され、ハウジング２１の側面２１ｅよりも外側にバリが形成されることを防止できる。したがって、バリが発生しても、圧力検出装置１０の小型化に影響せず、また、外観上の不具合とならないため、バリを除去する工程を追加する必要がなく、製造コストの増大を防止できる。

【0047】

また、逃げ部２２は、当接面２１ｃの幅方向の一部に形成されているため、逃げ部２２を形成した場合であっても、底面２１ｂの外周を一巡して底面２１ｂよりも突出する部分がない平坦な面が形成される。よって、圧力検出装置１０が電子機器に組み込まれる際に、同一平面を構成する平坦部３１ｃと底面２１ｂからなる当接面２１ｃが、支持部材や筐体に当接することになるため、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制して、ハウジング２１の歪みの発生を抑制でき、外部の電子機器の筐体とハウジング２１との間の気密性を確保することができる。なお、図６に示すように、露出部３１ｅの延出端部３１ｆが、逃げ部２２の側面２２ｂから突出して形成されているため、平坦な部分の面積を大きくして、逃げ部２２近傍における応力分布の不均一を抑制できる。

【0048】

本実施形態において、露出部３１ｅの端面３１ｊは、圧力検出装置１０の製造工程において、ハウジング２１の側面２１ｅよりも外側に延びて連続するリードフレーム３１を切断して形成された切断面である。図５及び図６に示すように、延出端部３１ｆには、底面２１ｂに対して傾斜する傾斜面３１ｈが形成されている。傾斜面３１ｈは、端面３１ｊと連続して、延出端部３１ｆの上面（ハウジング２１と密着する面）側に形成されている。

【0049】

図６に示すように、逃げ部２２には、逃げ部２２の凹面２２ａと段差を有して突出する載置部２２ｃが形成されており、露出部３１ｅの延出端部３１ｆは載置部２２ｃの上に形成されている。そして、載置部２２ｃに形成された係合部２２ｄは、傾斜面３１ｈと係合して形成されており、傾斜面３１ｈにハウジング２１の係合部２２ｄが密着している。

【0050】

図５及び図６に示すように、傾斜面３１ｈが形成された箇所でリードフレーム３１が薄く形成されるため、リードフレーム３１を切断する工程において、小さい荷重でリードフレーム３１を切断することができる。したがって、ハウジング２１に加えられる荷重を低減できるため、ハウジング２１の変形を抑制して確実に気密性を確保することが可能となる。また、リードフレーム３１の上面側に傾斜面３１ｈを形成することにより、切断工程において、逃げ部２２の凹面２２ａ及び載置部２２ｃから離れた位置でリードフレーム３１に切り込みが形成される。したがって、切断工程におけるハウジング２１の変形を確実に防止できる。

【0051】

本実施形態において、図６に示すように、２つの露出部３１ｅ、３１ｅが平行に形成されており、露出部３１ｅ、３１ｅのそれぞれの延出端部３１ｆ、３１ｆが、１つの逃げ部２２内に位置している。こうすれば、リードフレーム３１を切断する工程において、２つのリードフレーム３１、３１を同時に切断することができる。

【0052】

なお、図６に示す態様に限定されず、複数のリードフレーム３１のそれぞれに逃げ部２２を形成してもよい。また、延出端部３１ｆの端面３１ｊ、傾斜面３１ｈ、及び係合部２２ｄ等の形状についても適宜変形することができる。

【0053】

図７は、本実施形態の圧力検出装置を電子機器に組み込んだときの断面図である。図７に示すように電子機器の筐体４５に向かいあって圧力検出装置１０が配置されており、ハウジング２１の上面２１ａに設けられた壁部２１ｄと筐体４５とが当接している。上面２１ａと筐体４５との間にＯリング４６が設けられており、Ｏリング４６に荷重を加えて押圧するように、圧力検出装置１０が固定される。これにより、圧力検出装置１０と電子機器との間の気密性を確保することができ、良好に圧力を検出することができる。

【0054】

また、図７に示すように、圧力検出装置１０を支持する支持部材４１が、ハウジング２１の底面２１ｂ及び周囲を囲んで設けられている。支持部材４１は中空円筒状に形成されており、支持部材４１の内周面から突出して載置面４１ａが設けられている。ハウジング２１の底面２１ｂとリードフレーム３１の平坦部３１ｃとで構成される当接面２１ｃが載置面４１ａに当接されており、また、リードフレーム３１の突出部３１ｂは支持部材４１で囲まれた空間内に位置する。

【0055】

本実施形態の圧力検出装置１０によれば、露出部３１ｅの延出端部３１ｆはハウジング２１の側面２１ｅよりも内側に形成されている。このため、図１３に示す従来例の圧力検出装置１１０のように、リードフレーム１３１が側面２１ｅよりも外側に延出している場合に比べて、圧力検出装置１０の小型化が可能である。また、図７に示すように、ハウジング２１の側面２１ｅと支持部材４１との隙間を小さくすることができ、電子機器の小型化が可能である。

【0056】

本実施形態の圧力検出装置１０によれば、リードフレーム３１がハウジング２１の底面２１ｂと同一平面を構成して設けられているため、圧力検出装置１０を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジング２１の底面２１ｂ及びリードフレーム３１に支持部材４１を隙間なく当接させて支持することができる。したがって、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジング２１の歪みの発生を抑制して圧力センサ１５の出力変動を低減できる。

【0057】

また、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができるため、ハウジング２１の上面２１ａの全周に亘って歪みが低減されて、外部の電子機器の筐体４５とハウジング２１との間の気密性を確保することができる。

【0058】

したがって、本実施形態の圧力検出装置１０によれば、良好な気密性を確保するとともに小型化を実現することが可能である。

【0059】

また、図６に示すように、支持部材４１は、Ｏリング４６と重なる位置において底面２１ｂの外周の当接面２１ｃに当接される。よって、圧力センサ１５と重ならない位置でＯリング４６及び支持部材４１の載置面４１ａが設けられるため、外部の電子機器に組み込む際の応力が圧力センサ１５に直接加えられることを防止して、圧力センサ１５の出力変動を低減できる。

【0060】

なお、本実施形態において、「同一平面を構成する」とは、リードフレーム３１とハウジング２１の底面２１ｂとが、段差なく平坦な状態で連続していることが望ましいが、これに限定されない。例えば、リードフレーム３１とハウジング２１とを一体に樹脂成形する際のリードフレーム３１の設置誤差や、ハウジング２１を構成する樹脂材料の収縮、変形等によって、リードフレーム３１とハウジング２１の底面２１ｂとにわずかな段差が形成されていても、同様の効果を得ることができる。

【0061】

図８は、圧力検出装置に配線基板を接続したときの部分拡大断面図である。本実施形態において、フレキシブルプリント基板等の配線基板５１が用いられる。図８に示すように、配線基板５１は、基板５２と、基板５２に形成された配線５３と、配線５３を保護する保護層５４を有して構成される。基板５２は、例えばポリイミド樹脂やガラスエポキシ樹脂等を用いて形成され、配線５３は、Ｃｕ等の金属材料やＣｕＮｉ等の合金材料等、またはこれらを複数層積層して形成される。また、保護層５４はソルダーレジストやカバーフィルムであり、接続箇所以外の配線５３の上に形成される。

【0062】

本実施形態において、配線基板５１の配線５３とリードフレーム３１の突出部３１ｂとが、はんだ５６を用いて接合される。これにより、図８に示すように突出部３１ｂの側面にかけてはんだフィレットが形成されやすくなり、接合強度が高められる。

【0063】

また、図８に示すように、ハウジング２１の底面２１ｂには凹部２８が設けられており、凹部２８内に突出部３１ｂの側面が露出している。凹部２８は、リードフレーム３１とハウジング２１とを一体に樹脂成形する際に、リードフレーム３１を成形金型内に保持することで形成されたものであり、これにより、リードフレーム３１を確実に位置決めすることができる。また、図８に示すように、凹部２８内に突出部３１ｂの側面が露出しており、凹部２８内にかけてはんだフィレットを形成することができるため、配線基板５１と接続する際のはんだ接合面積が大きくなり、接合強度を向上させることができる。

【0064】

＜第２の実施形態＞
図９は第２の実施形態における圧力検出装置を示し、図９（ａ）は、図３のＩＶ−ＩＶ線と同じ箇所で切断したときの断面図であり、図９（ｂ）は、図３のＶ−Ｖ線と同じ箇所で切断したときの断面図である。

【0065】

本実施形態の圧力検出装置１１は、図９に示すように、ハウジング２１の底面２１ｂから露出するリードフレーム３１の構造が異なっており、その他の構成は第１の実施形態と同様である。本実施形態において底面２１ｂから露出するリードフレーム３１は、突出部３１ｂが設けられておらず、ハウジング２１の底面２１ｂの全面において、リードフレーム３１の平坦部３１ｃと底面２１ｂとが同一平面を構成している。

【0066】

このような態様であっても、圧力検出装置１１を電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジング２１の底面２１ｂ及びリードフレーム３１に支持部材４１を当接させて支持することができる。よって、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジング２１の歪みの発生を抑制して圧力センサ１５の出力変動を低減できる。また、ハウジング２１の歪みを低減できるため、外部の電子機器の筐体４５とハウジング２１との間の気密性を確保することができる。

【0067】

また、図９（ｂ）に示すように、リードフレーム３１の延出端部３１ｆは、ハウジング２１の側面２１ｅよりも内側に形成されているため、圧力検出装置１１の小型化が可能である。

【0068】

＜第３の実施形態＞
第１の実施形態の及び第２の実施形態の圧力検出装置１０、１１において、キャビティ２３に露出する上部リードフレーム３１ａと、底面２１ｂから突出する突出部３１ｂとは、同じ方向に曲げられて、断面Ｕ字状に形成されているが、これに限定されない。図１０は、第３の実施形態の圧力検出装置の断面図である。図１０に示すように、ハウジング２１の内部から底面２１ｂに露出するリードフレーム３１は、それぞれハウジング２１の外周方向に曲げられて突出部３１ｂを形成する。さらに、突出部３１ｂよりも外周側において、突出部３１ｂと段差を形成するように曲げられて、底面２１ｂと同一平面を構成する平坦部３１ｃが形成される。

【0069】

このような態様においても、突出部３１ｂを配線基板５１（図示しない）と接続することができ、突出部３１ｂの側面にかけてはんだフィレットが形成されやすく接合強度が高められる。また、ハウジング２１の底面２１ｂの外周において、底面２１ｂと同一平面を構成して平坦部３１ｃが設けられているため、ハウジング２１の底面２１ｂの外周に亘って支持部材４１（図示しない）を当接させることができる。したがって、ハウジング２１に発生する応力分布の不均一を抑制することができ、ハウジング２１の歪みの発生を抑制して圧力センサ１５の出力変動を低減できる。

【0070】

本実施形態においても、図９（ｂ）に示すように、リードフレーム３１の延出端部３１ｆは、ハウジング２１の側面２１ｅよりも内側に形成されているため、圧力検出装置１１の小型化が可能である。

【0071】

また、突出部３１ｂが圧力センサ収納凹部２５よりもハウジング２１の外周側に形成されている。このため、はんだ接続の際の応力が、直接圧力センサ収納凹部２５に加えられることを緩和して、圧力センサ１５の出力変動を低減できる。また、第１の実施形態と比べて、リードフレーム３１の屈曲部の箇所（第３の屈曲部３１ｒ）が少なくなり、簡便に製造することができる。

【0072】

＜圧力検出装置の製造方法＞
図１１及び図１２は、第１の実施形態の圧力検出装置の製造方法を説明するための工程図である。図１１（ａ）はリードフレームを成形金型内に設置する工程を示し、図１１（ｂ）はリードフレームと一体にハウジングを樹脂成形する工程を示す。また、図１２（ａ）は、図１１（ｂ）の続きを示す工程であり、リードフレームを切断する工程を示し、図１２（ｂ）はハウジング内に圧力センサを設置する工程を示す。

【0073】

図１１（ａ）の工程では、上金型６０と下金型６２を用意し、上金型６０と下金型６２との間にリードフレーム３１を固定する。図４に示すように、リードフレーム３１は、あらかじめ上部リードフレーム３１ａと突出部３１ｂとが同じ方向に曲げられており、図１１（ａ）に示すように、上金型６０と下金型６２とで上部リードフレーム３１ａ及び突出部３１ｂを挟んで、リードフレーム３１が金型内に固定される。また、リードフレーム３１には、平坦部３１ｃと連続して上金型６０と下金型６２の外側に延出する延出部３１ｋが設けられている。また、平坦部３１ｃと延出部３１ｋとの境界には、上面側に溝部３１ｇが形成されている。図１１（ａ）に示すように、溝部３１ｇは上金型６０と下金型６２との空間内に位置して形成されている。なお、溝部３１ｇは、断面Ｖ字状に形成されている。

【0074】

図１１及び図１２には、１つの圧力検出装置１０についての製造工程を示しているが、これに限定されない。上部リードフレーム３１ａ、接続部３１ｄ、突出部３１ｂ等の折り曲げ構造を複数個形成したリードフレームを用いて、複数の圧力検出装置を同時に製造することも可能である。

【0075】

次に図１１（ｂ）の工程では、上金型６０と下金型６２との間の空間に、熱可塑性樹脂を注入し、リードフレーム３１と一体にハウジング２１を樹脂成形する。熱可塑性樹脂として、例えば液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）等、上述の材料を用いることができる。この工程により、下金型６２の上面に平坦部３１ｃの下面が密着した状態で樹脂成形されるため、平坦部３１ｃとハウジング２１の底面２１ｂとが同一平面に形成される。また、ハウジング２１を樹脂成形する際に、溝部３１ｇも樹脂材料により充填して成形される。その後、熱可塑性樹脂を冷却して固化し、上金型６０及び下金型６２を離型する。

【0076】

図１２（ａ）の工程では、切断治具６４を用いてリードフレーム３１を切断する。切断治具６４には、リードフレーム３１の溝部３１ｇと対向する位置に刃６５が設けられており、リードフレーム３１の溝部３１ｇと重なる位置に刃６５が押し当てられる。これにより、溝部３１ｇが形成された面の反対側の面からリードフレーム３１に切り込みが形成され、その後、リードフレーム３１の延出部３１ｋを固定した状態でハウジング２１及びリードフレーム３１を上方に軽く押し上げることで、延出部３１ｋが分離される。

【0077】

図１２（ａ）の工程において、溝部３１ｇが形成された箇所ではリードフレーム３１が薄く形成されるため、より小さい荷重でリードフレーム３１の延出部３１ｋを切断することができる。また、溝部３１ｇがリードフレーム３１の上面側に形成されているため、リードフレーム３１を切断する際に、刃６５がハウジング２１の本体部分に達することを防止して、ハウジング２１の破損、変形を防止することができる。また、図１１（ｂ）の工程で樹脂成形する際に、図６に示す逃げ部２２を形成することにより（図１１、図１２では省略して示す）、ハウジング２１に刃６５が接触することを防止して、容易にリードフレーム３１の延出部３１ｋを切断できる。

【0078】

その後、図１２（ｂ）の工程で、キャビティ２３内に圧力センサ１５を設置し、圧力センサ１５と上部リードフレーム３１ａとをボンディングワイヤ１７により電気的に接続する。そして、ポッティング樹脂１６により、圧力センサ１５、ボンディングワイヤ１７等を覆って保護する。以上の工程により、圧力検出装置１０を製造することができ、図１２（ｂ）に示すように、溝部３１ｇの一部が傾斜面３１ｈとして延出端部３１ｆに残っており、また、溝部３１ｇを充填して形成された係合部２２ｄが傾斜面３１ｈに密着している。

【0079】

本実施形態の圧力検出装置１０の製造方法によれば、図１１（ａ）、（ｂ）の工程でリードフレーム３１の露出部３１ｅとハウジング２１の底面２１ｂとが同一平面を構成して形成されるため、圧力検出装置１０を外部の電子機器に組み込む際に、同一平面を構成するハウジング２１の底面２１ｂ及びリードフレーム３１に支持部材を当接させて支持することができる。よって、ハウジングに発生する応力分布の不均一を抑制して、ハウジングの歪みの発生を抑制できるため、外部の電子機器の筐体とハウジング２１との間の気密性を確保することができる。

【0080】

また、図１２（ａ）の工程で、リードフレーム３１の露出部３１ｅが底面２１ｂと重なる位置で切断されるため、露出部３１ｅの延出端部３１ｆがハウジング２１の側面２１ｅよりも内側に形成される。よって、露出部３１ｅがハウジング２１の側面２１ｅよりも外側まで延出する場合に比べて、圧力検出装置１０の小型化が可能である。したがって、本実施形態の圧力検出装置１０の製造方法によれば、良好な気密性を確保するとともに小型化を実現することが可能である。

【符号の説明】

【0081】

１０、１１、１２ 圧力検出装置
１５ 圧力センサ
２１ ハウジング
２１ａ 上面、２１ｂ 底面、２１ｃ 当接面，２１ｄ 壁部、２１ｅ 側面
２２ 逃げ部
２２ａ 凹面、２２ｂ 側面、２２ｃ 載置部、２２ｄ 係合部
２３ キャビティ
２４ 圧力導入凹部
２５ 圧力センサ収納凹部
２８ 凹部
３１ リードフレーム
３１ａ 上部リードフレーム、３１ｂ 突出部、３１ｃ 平坦部、３１ｄ 接続部、
３１ｅ 露出部、３１ｆ 延出端部、３１ｇ 溝部、３１ｈ 傾斜面、３１ｉ 側面、
３１ｊ 端面、３１ｋ 延出部、３１ｐ 第１の屈曲部、３１ｑ 第２の屈曲部、
３１ｒ 第３の屈曲部、３１ｓ 第４の屈曲部、３１ｔ 第５の屈曲部
４１ 支持部材
４５ 筐体
５１ 配線基板
６０ 上金型
６２ 下金型
６４ 切断治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】