JPS6155266B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体圧力変換器に係り、特に自動車
用圧力検知器に使用するに好適な信頼性の高い半
導体圧力変換器を提供するものである。

半導体圧力変換器は、被測定部の圧力を半導体
歪ゲージ（薄肉シリコンダイヤフラムの面にブリ
ツジ回路を構成する抵抗体を貼り付けて構成した
もの）に導き、該半導体歪ゲージの歪を電気信号
に変換し、その出力を増幅して圧力を電気的に測
定するものである。

圧力変換器を自動車用として用いる場合の例と
して、大気圧または絶対圧とエンジン吸気管の圧
力差を電気信号に変換し、その入力で電子燃料噴
射装置の燃料噴射量を制御したり、電子進角装置
の進角を制御してエンジンの燃焼状態を最適にす
る方法がある。また、高度による大気圧の変化を
検出して高度補正を行う方法等もあり、その用途
は多種多様である。

ところで、エンジンの吸気管または排気管の圧
力を半導体圧力変換器の圧力導入用ポートに導入
して使用する場合、歪ゲージの一方が吸気管また
は排気管内の雰囲気に晒されている。このため、
ガソリンやガソリン中の異物等が厚さ数十ミクロ
ンの薄肉のシリコンダイヤフラム（半導体歪ゲー
ジ）に衝突したりまたは付着したりして、シリコ
ンダイヤフラムを破損したり歪ゲージの特性変化
を来たすといつた欠点がある。（特開昭55−19811
号公報参照）。

このような欠点を解形する方法として、圧力導
入用ポートにラビリンス構造を設ける方法が考え
られるが、このよう構造は製造が難しくコストも
高くなるという問題がある。

本発明の目的は、前述のように従来技術の欠点
を解消し、半導体歪ゲージの破損やその特性変化
を防止し、信頼性の高い半導体圧力変換器を安価
に提供することである。

本発明の特徴は、半導体歪ゲージを収納したゲ
ージ組立体の一部に設けた通気孔と、該ゲージ組
立体を含む機能部品を収納するハウジングに設け
た圧力導入用ポートとを互いに変身させ、吸気管
または排気管中のガソリンあるいはガソリン中の
異物等が直接薄肉のシリコンダイヤフラム（半導
体歪ゲージ）に到着することを防ぎ、該シリコン
ダイヤフラム破損および特性変化を防止するよう
にしたものである。

すなわち本発明によれば、圧力を電気信号に変
換する半導体歪ゲージをダイに接合し、通気孔を
有するケーシングに前記台を位置決め固定してゲ
ージ組立体を構成し、圧力導入用ポートが形成さ
れたハウジング内に前記ゲージ組立体と半導体歪
ゲージの電気出力を増幅する回路基板部とを固定
し、前記圧力導入用ポートから前記通気孔および
前記台を通して前記半導体歪ゲージに圧力を導入
するとともに前記ケーシングに取り付けたリード
フレームを介して半導体歪ゲージの出力を前記回
路基板部へ送給するよう構成した半導体圧力変換
器において、前記圧力導入用ポートの内端近傍の
偏心位置に切欠段部を形成し、前記通気孔の開口
端を該切欠段部に対して所定隙間をおいて対向さ
せ、もつて、該通気孔と前記圧力導入用ポートと
を偏心配置したことを特徴とする半導体圧力変換
器が提供される。

以下第１図および第２図を参照して本発明の好
適な実施例を説明する。

ブリツジ回路を構成する抵抗体を薄くシリコン
ダイヤフラムに添着して構成した半導体歪ゲージ
１は、これとほぼ同じ熱膨張係数を有するパイレ
ツクスガラス等で作られ中心部に通孔２を有する
ダイ３の一端に接合されている。さらに、このダ
イは、リードフレームおよび通気孔５を有するケ
ーシング６内に位置決めされた接着固定されてい
る。該通気孔５と前記通気孔２とは連通されてい
る。半導体歪ゲージ１の各電極と前記リードフレ
ーム４とはそれぞれ極細線７をワイヤボンデイン
グすることにより接続され、ケーシング６の上端
開口部はキヤツプ８を接着して密封されている。
なお前記ケーシング６およびキヤツプ８は通常樹
脂で作られる。こうして構成された歪ゲージ組立
体９は、ハウジング１０内に接着固定される。該
ハウジング１０も樹脂で通常作られる。

前記ハウジング１０内には半導体歪ゲージ１か
らの電気出力を増幅するための回路基板部１１も
接着により固定されている。前記歪ゲージ組立体
９の各リードフレーム４と前記回路基板部１１に
設けられた各パツド１２とは細線１３で溶接によ
り接続されている。符号２２はオペアンプを示
す。

さらに前記ハウジング１０に一体化して取り付
けられた入出力用ターミナル１４の各端子と前記
回路基板部１１に配設されたパツド１５のそれぞ
れ細線１６で溶接により接続されている。

前記ハウジング１０には前記ケーシング６の通
気孔２に通じる圧力導入用ポート１７が形成され
ている。

前記ハウジング１０内には、歪ゲージ９および
回路基板部１１を接着固定した後、耐湿性向上の
ためシリコンゲル１８が回路基板部１１上に注入
される。その後ハウジング１０の上端開口部にカ
バー１９を接着固定する。

しかして本発明によれば、前記圧力導入用ポー
ト１７の内端近傍の偏心位置に切欠段部２０が形
成され、前記通気孔５の開口端が該切欠段部２０
に対し所定隙間２１をもつて対向している。こう
して通気孔５と圧力導入用ポート１７とは、直線
的に一致する部分をなくして、互いに偏心してい
る。

以上説明した実施例によれば歪ゲージ組立体９
に設けた通気孔５とハウジング１０に設けた圧力
導入ポート１７とを偏心させて配置したので、圧
力導入用ポート１７から導入される被測定気体中
の異物、例えば、エンジンの吸気管あるいは排気
管中のガス内に存在するガソリンやその他の異物
が直接薄肉シリコンダイヤフラム（半導体歪ゲー
ジ１）へ到達するのを防止することができる。こ
のため薄肉シリコンダイヤフラム１への異物の衝
突や付着を防止することができ、該ダイヤフラム
の破損や特性の変化を防止することができる。

こうして、エンジンの圧力変換に使用するに際
して、大気圧を基準とする吸気および排気管の圧
力差を検知してエンジン制御を行い、エンジンの
燃焼状態を最適に維持することができ、その信頼
も大いに上昇する。

また前述の実施例によれば、圧力導入用ポート
１７内あるいはその他の被測定圧気体流入部に、
ラビリンス構造のような複雑な構造がなく、安価
な構造で初期の目的を達成することができる。

以上の説明から明らかな如く、本発明によれ
ば、半導体歪ゲージの破損や特性変化を防止し、
高い信頼性を有する半導体圧力変換器を安価に提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体圧力変換器の一実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図の線−から
見た矢視平面図である。 １……半導体歪ゲージ、３……ダイ、４……リ
ードフレーム、５……通気孔、６……ケーシン
グ、９……歪ゲージ組立体、１０……ハウジン
グ、１１……回路基板部、１４……入出力用ター
ミナル、１７……圧力導入用ポート、２０……切
欠段部、２１……隙間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力を電気信号に変換する半導体歪ゲージを
   ダイに接合し、通気孔を有するケーシングに前記
   ダイを位置決め固定してゲージ組立体を構成し、
   圧力導入用ポートが形成されたハウジング内に前
   記ゲージ組立体と半導体歪ゲージの電気出力を増
   巾する回路基板部とを固定し、前記圧力導入用ポ
   ートから前記通気孔および前記ダイを通して前記
   半導体歪ゲージに圧力を導入するとともに前記ケ
   ーシングに取付けたリードフレームを介して半導
   体歪ゲージの出力を前記回路基板部へ送給するよ
   う構成した半導体圧力変換器において、前記圧力
   導入用ポートの内端近傍の偏心位置に切欠段部を
   形成し、前記通気孔の開口端を該切欠段部に対し
   所定隙間をおいて対向させ、もつて、該通気孔と
   前記圧力導入用ポートとを偏心配置したことを特
   徴とする半導体圧力変換器。