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JP6941172B2 - Physical quantity detector - Google Patents
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JP6941172B2 - Physical quantity detector - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の吸入空気の物理量検出装置に関する。 The present invention relates to a physical quantity detecting device for intake air of an internal combustion engine.

現在、吸気管内に挿入される物理量検出装置としては、ハウジングケースとカバーの接着に対して電子回路を保護し空気流量に優れた通路構造が要求されている。マイコン、コンデンサ、チップ抵抗等の電子部品が実装される回路基板と電気的接続するメタルワイヤボンディングは、腐食性ガス、水、オイル等から保護しなければならない。さらに、回路室がカバーで包み込むことにより空気流量の特性を保つことができる。 Currently, a physical quantity detecting device inserted into an intake pipe is required to have a passage structure that protects an electronic circuit against adhesion between a housing case and a cover and has an excellent air flow rate. Metal wire bonding that electrically connects to a circuit board on which electronic components such as microcomputers, capacitors, and chip resistors are mounted must be protected from corrosive gas, water, oil, and the like. Further, the characteristics of the air flow rate can be maintained by wrapping the circuit chamber with a cover.

特許文献1に記載の技術では、被計測流体の一部を取り込む副通路と、副通路に配置され前記被計測流体の流量を計測するセンサチップと、前記センサチップにより検出した流体流量を電気信号に変換し内部に抵抗体を有する電子部品と、前記センサチップ及び前記電子部品を搭載する基板と、を有し、前記基板は、前記電子部品が搭載された側の面が充填材により覆われる物理量測定装置が開示されている。 In the technique described in Patent Document 1, a sub-passage that takes in a part of the fluid to be measured, a sensor chip that is arranged in the sub-passage and measures the flow rate of the fluid to be measured, and a fluid flow rate detected by the sensor chip are electrically signals. It has an electronic component having a resistor inside, and a substrate on which the sensor chip and the electronic component are mounted. The surface of the substrate on the side on which the electronic component is mounted is covered with a filler. A physical quantity measuring device is disclosed.

特開2016-90413号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-90413

特許文献1に示すように充填材は電子部品を搭載する回路基板とハウジングからなる空間に対し、電子部品を覆うように充填される。充填材は例えばエポキシ樹脂が用いられる。また、ハウジング面にカバーで密着される構造となる。 As shown in Patent Document 1, the filler is filled in a space including a circuit board and a housing on which electronic components are mounted so as to cover the electronic components. For example, an epoxy resin is used as the filler. In addition, the structure is such that the cover is in close contact with the housing surface.

しかし、このような構造では、塗布工程において回路部に樹脂充填材を投入後、硬化作業までの時間と共に充填材の表面張力が発生しており、樹脂がハウジングの壁面にまでぬれ上がることにより、表カバー接着が不良となる懸念がある。表カバー平面度不良により、副通路に配置される流量検出部の気体の流れを乱してしまう。 However, in such a structure, after the resin filler is put into the circuit portion in the coating process, the surface tension of the filler is generated with the time until the curing work, and the resin gets wet to the wall surface of the housing. There is a concern that the front cover adhesion will be poor. Due to the poor flatness of the front cover, the gas flow of the flow rate detection unit arranged in the sub-passage is disturbed.

またさらには、表面張力の発生に伴い回路基板中央部に塗布される樹脂充填材がハウジング側面に引かれるため、熱硬化後の最終的な高さが塗布直後より低い。この充填材の高さ変化に対して高さがあるメタルワイヤボンディングは、完全に覆われておらず露出する傾向となる。このため、充填材の被覆膜設計が要求されている。 Furthermore, since the resin filler applied to the central portion of the circuit board is pulled to the side surface of the housing due to the generation of surface tension, the final height after thermosetting is lower than immediately after application. Metal wire bonding, which has a height with respect to this change in the height of the filler, tends to be exposed without being completely covered. Therefore, a coating film design for a filler is required.

そこで、本発明の目的は、充填材のせり上がりを抑制した、かつメタルワイヤボンディングを保護した物理量検出装置の構造を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a structure of a physical quantity detecting device that suppresses the rising of the filler and protects the metal wire bonding.

内燃機関制御システムに本発明に係る物理量検出装置を使用した一実施例を示すシステム図。The system diagram which shows an Example which used the physical quantity detection device which concerns on this invention in an internal combustion engine control system. 物理量検出装置の正面図。Front view of physical quantity detection device. 物理量検出装置の背面図。The rear view of the physical quantity detection device. 物理量検出装置の左側面図。Left side view of the physical quantity detector. 物理量検出装置の右側面図。Right side view of the physical quantity detector. 物理量検出装置の平面図。Top view of the physical quantity detector. 物理量検出装置の下面図。Bottom view of the physical quantity detection device. 物理量検出装置から表カバーを取り外した状態を示す正面図。The front view which shows the state which the front cover was removed from the physical quantity detection device. 物理量検出装置から裏カバーを取り外した状態を示す背面図。The rear view which shows the state which removed the back cover from a physical quantity detection device. 図3−1の樹脂充填材封止後を示す正面図。The front view which shows after sealing the resin filler of FIG. 3-1. 図4−1の B−B線断面図。FIG. 4-1 is a cross-sectional view taken along the line BB. 物理量検出装置における段差構造の実施例。An embodiment of a step structure in a physical quantity detection device. 図5のエポキシ充填後を示す正面図。The front view which shows after the epoxy filling of FIG. 図6−1のA-A線断面図。FIG. 6-1 is a cross-sectional view taken along the line AA.

本発明の実施例について、以下に図面を用いて詳述する。以下の実施例で、同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を成す。既に説明済みの構成について、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。 Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following examples, the same reference numerals show the same configuration even if the drawing numbers are different, and have the same effect. For the configurations already described, only reference numerals may be added to the drawings and the description may be omitted.

[実施例1]
図1に示すように、本発明に係る物理量検出装置300は、内燃機関の吸入空気の物理用を測定するように、主空気通路である吸気管に取り付けられる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体30の物理量は、本発明に係る物理量検出装置300で検出され、その検出された物理量に基づいて燃料噴射弁152より燃料が供給され、吸入空気20と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。
[Example 1]
As shown in FIG. 1, the physical quantity detecting device 300 according to the present invention is attached to an intake pipe which is a main air passage so as to measure the physical use of intake air of an internal combustion engine. The physical quantity of the gas to be measured 30 which is the intake air guided to the combustion chamber is detected by the physical quantity detection device 300 according to the present invention, fuel is supplied from the fuel injection valve 152 based on the detected physical quantity, and the intake air 20 It is guided to the combustion chamber in the state of air-fuel mixture.

図2−1〜図2−6は、物理量検出装置300の外観を示す図であり、図2−1は物理量検出装置300の正面図、図2−2は背面図、図2−3は左側面図、図2−4は右側面図、図2−5は平面図、図2−6は下面図である。 2-1 to 2-6 are views showing the appearance of the physical quantity detection device 300, FIG. 2-1 is a front view of the physical quantity detection device 300, FIG. 2-2 is a rear view, and FIG. 2-3 is a left side view. 2-4 is a right side view, 2-5 is a plan view, and 2-6 is a bottom view.

物理量検出装置300は、ハウジング302と、表カバー303と、裏カバー304とを備えている。ハウジング302は、合成樹脂製材料をモールド成形することによって構成されており、物理量検出装置300を主通路124である吸気ボディに固定するためのフランジ311と、フランジ311から突出して外部機器との電気的な接続を行うためのコネクタを有する外部接続部321と、フランジ311から主通路124の中心に向かって突出するように延びる計測部331を有している。 The physical quantity detecting device 300 includes a housing 302, a front cover 303, and a back cover 304. The housing 302 is formed by molding a synthetic resin material, and has a flange 311 for fixing the physical quantity detection device 300 to the intake body which is the main passage 124, and electricity with an external device protruding from the flange 311. It has an external connection unit 321 having a connector for making a specific connection, and a measurement unit 331 extending from the flange 311 toward the center of the main passage 124.

計測部331には、ハウジング302をモールド成形する際にインサート成形により回路基板400が一体に設けられている(図3−1、図3−2を参照)。回路基板400には、主通路124を流れる被計測気体30の物理量を検出するための少なくとも一つの検出部と、検出部で検出した信号を処理するための回路部が設けられている。検出部は、被計測気体30に晒される位置に配置され、回路部は、表カバー303によって密閉された回路室に配置される。 The measurement unit 331 is integrally provided with the circuit board 400 by insert molding when the housing 302 is molded (see FIGS. 3-1 and 3-2). The circuit board 400 is provided with at least one detection unit for detecting the physical quantity of the gas to be measured 30 flowing through the main passage 124, and a circuit unit for processing the signal detected by the detection unit. The detection unit is arranged at a position exposed to the gas to be measured 30, and the circuit unit is arranged in a circuit chamber sealed by the front cover 303.

計測部331の表面と裏面には副通路溝が設けられており、表カバー303及び裏カバー304との協働により第1副通路305が形成される。第1副通路305の通路途中には、回路基板400の一部が突出しており、その突出部分には検出部である流量検出部602(図3−1を参照)が配置されて、被計測気体30の流量を検出するようになっている。 Sub-passage grooves are provided on the front surface and the back surface of the measuring unit 331, and the first sub-passage 305 is formed in cooperation with the front cover 303 and the back cover 304. A part of the circuit board 400 protrudes in the middle of the first sub-passage 305, and a flow rate detection unit 602 (see FIG. 3-1), which is a detection unit, is arranged in the protruding portion to be measured. The flow rate of the gas 30 is detected.

第1副通路305よりもフランジ311寄りの計測部331の中間部には、吸入空気などの被計測気体30の一部をセンサ室Rsに取り入れるための第2副通路306が設けられている。第2副通路306は、計測部331と裏カバー304との協働により形成される。センサ室Rsには、回路基板400の裏面に設けられた検出部である圧力センサと湿度センサが配置されている。 A second sub-passage 306 for taking a part of the gas to be measured 30 such as intake air into the sensor chamber Rs is provided in the middle portion of the measuring unit 331 closer to the flange 311 than the first sub-passage 305. The second sub-passage 306 is formed by the cooperation of the measuring unit 331 and the back cover 304. In the sensor chamber Rs, a pressure sensor and a humidity sensor, which are detection units provided on the back surface of the circuit board 400, are arranged.

計測部331は、主通路124の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、厚さ幅は、図2−3及び図2−4に記載の如く、狭い形状を成している。即ち、物理量検出装置300の計測部331は、側面の幅が薄く正面が略長方形の形状を成している。これにより、物理量検出装置300は、十分な長さの第1副通路305を備えることができ、被計測気体30に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。このため、物理量検出装置300は、流体抵抗を小さい値に抑えられると共に高い精度で被計測気体30の流量を計測することが可能である。 The measuring unit 331 has a shape extending long along an axis from the outer wall of the main passage 124 toward the center, but the thickness width has a narrow shape as shown in FIGS. 2-3 and 2-4. It is made up. That is, the measurement unit 331 of the physical quantity detection device 300 has a shape in which the width of the side surface is thin and the front surface is substantially rectangular. As a result, the physical quantity detection device 300 can be provided with the first sub-passage 305 having a sufficient length, and the fluid resistance to the gas to be measured 30 can be suppressed to a small value. Therefore, the physical quantity detecting device 300 can suppress the fluid resistance to a small value and measure the flow rate of the gas to be measured 30 with high accuracy.

次に、ハウジング302の全体構造について図3−1〜図3−5を用いて説明する。図3−1〜図3−5は、物理量検出装置300から表カバー303および裏カバー304を取り外したハウジング302の状態を示す図であり、図3−1はハウジング302の正面図、図3−2はハウジング302の背面図、図3−3はハウジング302の右側面図、図3−4はハウジング302の左側面図、図3−5は図3−1のA−A線断面図である。 Next, the overall structure of the housing 302 will be described with reference to FIGS. 3-1 to 3-5. 3 to 3-5 are views showing a state of the housing 302 in which the front cover 303 and the back cover 304 are removed from the physical quantity detecting device 300, and FIG. 3-1 is a front view of the housing 302 and FIG. 3-. 2 is a rear view of the housing 302, FIG. 3-3 is a right side view of the housing 302, FIG. 3-4 is a left side view of the housing 302, and FIG. 3-5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3-1. ..

ハウジング302は、フランジ311から計測部331が主通路124の中心に向かって延びる構造を成している。計測部331の基端側には回路基板400がインサート成形されている。回路基板400は、計測部331の表面と裏面との中間位置で計測部331の面に沿って平行に配置されて、ハウジング302に一体にモールドされており、計測部331の基端側を厚さ方向一方側と他方側とに区画している。 The housing 302 has a structure in which the measuring unit 331 extends from the flange 311 toward the center of the main passage 124. A circuit board 400 is insert-molded on the base end side of the measurement unit 331. The circuit board 400 is arranged parallel to the surface of the measuring unit 331 at an intermediate position between the front surface and the back surface of the measuring unit 331, and is integrally molded with the housing 302, and the base end side of the measuring unit 331 is thickened. It is divided into one side and the other side in the parallel direction.

計測部331の表面側には、回路基板400の回路部を収容する回路室Rcが形成され、裏面側には、圧力センサ421と湿度センサ422を収容するセンサ室Rsが形成されている。回路室Rcは、表カバー303をハウジング302に取り付けることにより密閉され、外部から完全に隔離される。一方、裏カバー304をハウジング302に取り付けることにより、第2副通路306と、第2副通路306を介して計測部331の外部に連通する室内空間であるセンサ室Rsを形成する。回路基板400の一部は、計測部331の回路室Rcと第1副通路305との間を仕切る仕切壁335から第1副通路305内に突出しており、その突出した部分の計測用流路面430に流量検出部602が設けられている。 A circuit chamber Rc for accommodating the circuit portion of the circuit board 400 is formed on the front surface side of the measurement unit 331, and a sensor chamber Rs for accommodating the pressure sensor 421 and the humidity sensor 422 is formed on the back surface side. The circuit chamber Rc is sealed and completely isolated from the outside by attaching the front cover 303 to the housing 302. On the other hand, by attaching the back cover 304 to the housing 302, the second sub-passage 306 and the sensor chamber Rs, which is an indoor space communicating with the outside of the measurement unit 331 via the second sub-passage 306, are formed. A part of the circuit board 400 protrudes into the first sub-passage 305 from the partition wall 335 that divides the circuit chamber Rc of the measurement unit 331 and the first sub-passage 305, and the protruding portion of the flow path surface for measurement The flow rate detection unit 602 is provided in the 430.

第2副通路306は、被計測気体30の流れ方向に沿うように、フランジ311と平行に第2副通路入口306aと第2副通路出口306bとの間に亘って一直線状に形成されている。第2副通路入口306aは、上流側外壁336の一部を切り欠いて形成され、第2副通路出口306bは、下流側外壁338の一部を切り欠いて形成されている。具体的には、図3−3に示すように、仕切壁335の上面に連続して沿う位置において、計測部331の裏面側から上流側外壁336の一部と下流側外壁338の一部を切り欠いて形成されている。第2副通路入口306aと第2副通路出口306bは、回路基板400の裏面と面一になる深さ位置まで切り欠かれている。第2副通路306は、回路基板400の基板本体401の裏面に沿って被計測気体30が通過するので、基板本体401を冷却するクーリングチャンネルとして機能する。回路基板400は、LSIやマイコンなどの熱を持つものが多く、これらの熱を基板本体401の裏面に伝達し、第2副通路306を通過する被計測気体30によって放熱することができる。 The second sub-passage 306 is formed in a straight line between the second sub-passage inlet 306a and the second sub-passage outlet 306b in parallel with the flange 311 so as to follow the flow direction of the gas to be measured 30. .. The second sub-passage inlet 306a is formed by cutting out a part of the upstream side outer wall 336, and the second sub-passage outlet 306b is formed by cutting out a part of the downstream side outer wall 338. Specifically, as shown in FIG. 3-3, a part of the upstream side outer wall 336 and a part of the downstream side outer wall 338 are formed from the back surface side of the measuring unit 331 at a position continuously along the upper surface of the partition wall 335. It is formed by cutting out. The second sub-passage inlet 306a and the second sub-passage outlet 306b are cut out to a depth position where they are flush with the back surface of the circuit board 400. Since the gas to be measured 30 passes along the back surface of the substrate body 401 of the circuit board 400, the second sub-passage 306 functions as a cooling channel for cooling the substrate body 401. Many of the circuit boards 400 have heat such as LSIs and microcomputers, and these heats can be transferred to the back surface of the substrate main body 401 and dissipated by the gas to be measured 30 passing through the second sub-passage 306.

第2副通路306よりも計測部331の基端側にセンサ室Rsが設けられている。第2副通路入口306aから第2副通路306に流れ込んだ被計測気体30の一部は、センサ室Rsに流れ込み、センサ室Rs内の圧力センサ421と、湿度センサ422によってそれぞれ圧力と相対湿度が検出される。センサ室Rsは、第2副通路306よりも計測部331の基端側に配置されているので、第2副通路306を通過する被計測気体30の動圧の影響を小さくすることができる。したがって、センサ室Rs内における圧力センサ421の検出精度を向上させることができる。 The sensor chamber Rs is provided on the base end side of the measuring unit 331 with respect to the second sub-passage 306. A part of the gas to be measured 30 that has flowed from the second sub-passage inlet 306a into the second sub-passage 306 flows into the sensor chamber Rs, and the pressure and relative humidity are measured by the pressure sensor 421 and the humidity sensor 422 in the sensor chamber Rs, respectively. Detected. Since the sensor chambers Rs are arranged closer to the proximal end side of the measuring unit 331 than the second sub-passage 306, the influence of the dynamic pressure of the gas to be measured 30 passing through the second sub-passage 306 can be reduced. Therefore, the detection accuracy of the pressure sensor 421 in the sensor chamber Rs can be improved.

圧力センサ421と湿度センサ422は、流量検出部602と比較して被計測気体30の流れに影響を受けにくく、特に湿度センサ422は、被計測気体30における水分の拡散レベルさえ確保できればよいので、一直線状の第2副通路306に隣接したセンサ室Rsに設けることができる。これに対して、流量検出部602は、ある一定以上の流速を要し、また、塵埃や汚損物を遠ざける必要や、脈動に対する影響も考慮する必要がある。したがって、流量検出部602は、曲り形状を備える第1副通路305に設けられている。 The pressure sensor 421 and the humidity sensor 422 are less affected by the flow of the gas to be measured 30 than the flow rate detection unit 602. In particular, the humidity sensor 422 only needs to secure the diffusion level of water in the gas to be measured 30. It can be provided in the sensor chamber Rs adjacent to the linear second sub-passage 306. On the other hand, the flow rate detection unit 602 requires a flow velocity of a certain level or higher, needs to keep dust and dirt away, and needs to consider the influence on pulsation. Therefore, the flow rate detection unit 602 is provided in the first sub-passage 305 having a curved shape.

ハウジング302は、樹脂モールド工程にて製造する。この樹脂モールド工程で、回路基板400をハウジング302の樹脂内に内蔵して、ハウジング302内に樹脂モールドにより固定する。このようにすることで、流量検出部602が被計測気体30との間で熱伝達を行って流量を計測するための副通路、例えば表側副通路溝332や裏側副通路溝334の形状との関係である位置関係や方向の関係などを、極めて高い精度で維持することができ、回路基板400毎に生じる誤差やばらつきを非常に小さい値に抑え込むことが可能となる。結果として回路基板400の計測精度を大きく改善できる。 The housing 302 is manufactured in the resin molding process. In this resin molding step, the circuit board 400 is built in the resin of the housing 302 and fixed in the housing 302 by the resin mold. By doing so, the shape of the sub-passage for the flow rate detection unit 602 to transfer heat to the gas to be measured 30 and measure the flow rate, for example, the shape of the front side sub-passage groove 332 and the back side sub-passage groove 334. It is possible to maintain the positional relationship and the directional relationship, which are relationships, with extremely high accuracy, and it is possible to suppress errors and variations that occur for each circuit board 400 to extremely small values. As a result, the measurement accuracy of the circuit board 400 can be greatly improved.

物理量検出装置300は量産により生産されることが多く、ここに厳密に計測しながら接着剤で接着する方法には、計測精度の向上に関して限界がある。しかし、本実施例のように被計測気体30を流す副通路を成形する樹脂モールド工程にて副通路を成形すると同時に回路基板400を固定することで、計測精度のばらつきを大幅に低減でき、各物理量検出装置300の計測精度を大幅に向上することが可能となる。 The physical quantity detecting device 300 is often produced by mass production, and there is a limit in improving the measurement accuracy in the method of adhering with an adhesive while strictly measuring the physical quantity. However, by molding the sub-passage in the resin molding step of forming the sub-passage through which the gas to be measured 30 flows as in this embodiment and fixing the circuit board 400 at the same time, the variation in measurement accuracy can be significantly reduced. It is possible to significantly improve the measurement accuracy of the physical quantity detecting device 300.

流量の計測に関係する部分、例えば流量検出部602や流量検出部602が取り付けられる計測用流路面430は、回路基板400の表面に設けられる。流量検出部602と計測用流路面430は、ハウジング302を成形する樹脂から露出させる。すなわち、流量検出部602と計測用流路面430を、ハウジング302を成形する樹脂で覆わないようにする。 A portion related to flow rate measurement, for example, a measurement flow path surface 430 to which a flow rate detection unit 602 and a flow rate detection unit 602 are attached is provided on the surface of the circuit board 400. The flow rate detection unit 602 and the measurement flow path surface 430 are exposed from the resin forming the housing 302. That is, the flow rate detection unit 602 and the measurement flow path surface 430 are not covered with the resin that forms the housing 302.

回路基板400を樹脂モールドにより固定すると共に同時に樹脂モールドで第1副通路305を成形するための副通路溝を成形する。このようにすることにより、副通路溝の形状、および副通路溝に極めて高い精度で流量検出部602を固定できる。回路基板400をハウジング302に一体成形することにより、第1副通路305を有するハウジング302に回路基板400を固定しているので、回路基板400をハウジング302に確実に固定できる。特に、回路基板400の突出部403が仕切壁335を貫通して第1副通路305に突出する構成を有しているので、第1副通路305と回路室Rcとの間のシール性が高く、第1副通路305から回路室Rcに被計測気体30が漏れ入るのを防ぎ、回路基板400の回路部品や配線等が被計測気体30と接触して腐蝕するのを防ぐことができる。 The circuit board 400 is fixed by the resin mold, and at the same time, the sub-passage groove for molding the first sub-passage 305 is formed by the resin mold. By doing so, the flow rate detection unit 602 can be fixed to the shape of the sub-passage groove and the sub-passage groove with extremely high accuracy. By integrally molding the circuit board 400 with the housing 302, the circuit board 400 is fixed to the housing 302 having the first sub-passage 305, so that the circuit board 400 can be reliably fixed to the housing 302. In particular, since the protruding portion 403 of the circuit board 400 penetrates the partition wall 335 and protrudes into the first sub-passage 305, the sealing property between the first sub-passage 305 and the circuit chamber Rc is high. It is possible to prevent the gas to be measured 30 from leaking from the first sub-passage 305 into the circuit chamber Rc, and to prevent the circuit parts and wiring of the circuit board 400 from coming into contact with the gas to be measured 30 and corroding.

[実施例2]
本発明の第2実施例について、図4を用いて説明する。なお、第1実施例と同様の構成については説明を省略する。
[Example 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

本実施例では、回路室Rc内を回路保護材である充填材6で封止した。本実施例では、充填材は、エポキシ等の樹脂材料を用いる。 In this embodiment, the inside of the circuit chamber Rc is sealed with a filler 6 which is a circuit protective material. In this embodiment, a resin material such as epoxy is used as the filler.

回路室Rc内の電子部品15内の抵抗体に電圧が印加されるため、抵抗体7が発熱する。 電子部品は例えば、トランシバーやマイコン、サーミスタがある。この発熱により、物理量検出装置の温度が上昇し、環境温度との差が大きくなるため、流量測定精度が低下する。したがって、回路室Rc周囲の発熱による温度上昇を抑制する必要がある。本実施例では、回路室Rcを充填材6で充填することにより、発熱する電子部品15を覆う構造とする。エポキシ等、大気に対して熱伝導性のよい部材を充填材6に採用することにより、回路部品15の熱を効率的に主通路を流れる空気へ伝搬することが可能となる。そのため、電子部品15の熱を放熱しやすくなり、温度上昇を抑制することができる。 Since a voltage is applied to the resistor in the electronic component 15 in the circuit chamber Rc, the resistor 7 generates heat. Electronic components include, for example, a transceiver, a microcomputer, and a thermistor. Due to this heat generation, the temperature of the physical quantity detecting device rises and the difference from the environmental temperature becomes large, so that the flow rate measurement accuracy decreases. Therefore, it is necessary to suppress the temperature rise due to heat generation around the circuit chamber Rc. In this embodiment, the circuit chamber Rc is filled with the filler 6 to cover the electronic component 15 that generates heat. By adopting a member having good thermal conductivity to the atmosphere such as epoxy for the filler 6, the heat of the circuit component 15 can be efficiently propagated to the air flowing through the main passage. Therefore, the heat of the electronic component 15 can be easily dissipated, and the temperature rise can be suppressed.

さらに、物理量測定装置300は、内燃機関を搭載した車両の流量測定のために用いるため、排気ガス、ガソリン、塩水等の雰囲気中に晒される。電子部品15を充填材6で覆うことにより、電子部品3が上記雰囲気中に暴露することを防ぐため、電子部品15の特性変動を防止でき、より高精度な熱式空気流量計を提供できる。 Further, since the physical quantity measuring device 300 is used for measuring the flow rate of a vehicle equipped with an internal combustion engine, it is exposed to an atmosphere such as exhaust gas, gasoline, or salt water. By covering the electronic component 15 with the filler 6, the electronic component 3 is prevented from being exposed to the atmosphere, so that the characteristic fluctuation of the electronic component 15 can be prevented, and a more accurate thermal air flow meter can be provided.

また、回路基板400は、ボンディングワイヤ413により外部端子323と電気的に接続される。ボンディングワイヤ413の材質は、例えばAl、Au、Cuである。ワイヤ413のループ高さは、表カバー303と接触しないように、固定部372よりも低く設定されている。 Further, the circuit board 400 is electrically connected to the external terminal 323 by the bonding wire 413. The material of the bonding wire 413 is, for example, Al, Au, or Cu. The loop height of the wire 413 is set lower than that of the fixing portion 372 so as not to come into contact with the front cover 303.

充填材6による更なる効果として、ワイヤボンディング413を固定するため、振動による歪み依存を持つワイヤボンディング413の変形を抑制することができる。また、ワイヤボンディングを充填材6表面より低く(完全に覆う)しているので、回路部品15同様に腐食を防止できる。そのため、より高信頼な物理量測定装置を提供できる。特に、自動車の内燃機関の制御に用いられる場合には、エンジンの振動に対する信頼性を考慮する必要があるため、特に有効である。 As a further effect of the filler 6, since the wire bonding 413 is fixed, deformation of the wire bonding 413 that is strain-dependent due to vibration can be suppressed. Further, since the wire bonding is lower (completely covered) than the surface of the filler 6, corrosion can be prevented as in the circuit component 15. Therefore, a more reliable physical quantity measuring device can be provided. In particular, when it is used for controlling an internal combustion engine of an automobile, it is particularly effective because it is necessary to consider the reliability of engine vibration.

充填材6は、回路室Rcに液体、あるいはゲル状で充填された後、熱処理により硬化される。回路室Rcの壁面の表面張力と樹脂収縮の関係で、壁面側がせり上がり、中央側はそれに引きずられて充填時よりも高さが低くなる。その結果、中央側よりも壁面側が充填材6の厚みが厚くなる傾斜形状を最終製品は備えることとなる。 The filler 6 is filled in the circuit chamber Rc in the form of a liquid or gel, and then cured by heat treatment. Due to the relationship between the surface tension of the wall surface of the circuit chamber Rc and the resin shrinkage, the wall surface side rises, and the center side is dragged by it and becomes lower in height than at the time of filling. As a result, the final product is provided with an inclined shape in which the thickness of the filler 6 is thicker on the wall surface side than on the center side.

ワイヤループ形状は、係る傾斜形状に沿うように、接続端子側に頂点を備え、回路基板400のパッド側に向かって緩やかな傾斜を備えるように構成することで、係る表面張力による充填材のせり上がりに対応することが可能となる。 The wire loop shape is configured to have an apex on the connection terminal side and a gentle slope toward the pad side of the circuit board 400 so as to follow the inclined shape. It becomes possible to cope with the rise.

主流路に挿入されて実装される物理量測定装置300は、主流路の流れの抵抗とならないことが求められている。そのため、単純に回路室Rsの厚みを増やすことでワイヤが露出しないような手法を採用する場合、物理量測定装置300の厚みが増えてしまう。本実施例によれば、充填材6の収縮やせり上がりを考慮したループ形状とすることで、充填材6を注入する量を削減可能であり、ハウジングの厚み増加を抑制しつつ、効率的にワイヤの露出を防止することが可能となる。 The physical quantity measuring device 300 inserted and mounted in the main flow path is required not to be a resistance to the flow in the main flow path. Therefore, when a method is adopted in which the wires are not exposed by simply increasing the thickness of the circuit chamber Rs, the thickness of the physical quantity measuring device 300 increases. According to this embodiment, the amount of the filler 6 injected can be reduced by forming the loop shape in consideration of the shrinkage and the rise of the filler 6, and the increase in the thickness of the housing can be suppressed and efficiently. It is possible to prevent the wire from being exposed.

特に、流量や圧力、湿度のように、複数の流体の物理量を測定するために、回路基板400の両面にこれらセンサや回路部品等を実装する両面実装構造を採用する場合、物理量測定装置300の厚みが制限されてしまう。本実施例は、係る回路室Rsの厚みが制限されてしまう構造において、物理量測定装置300の流体抵抗を抑制しつつワイヤ信頼性を向上するうえで、特に有効である。 In particular, when a double-sided mounting structure in which these sensors, circuit components, etc. are mounted on both sides of the circuit board 400 is adopted in order to measure physical quantities of a plurality of fluids such as flow rate, pressure, and humidity, the physical quantity measuring device 300 The thickness is limited. This embodiment is particularly effective in improving the wire reliability while suppressing the fluid resistance of the physical quantity measuring device 300 in the structure in which the thickness of the circuit chamber Rs is limited.

[実施例3]
本発明の第3実施例について、図5と図6−1と図6−2を用いて説明する。なお、実施例2と同様の構成については説明を省略する。
[Example 3]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6-1 and 6-2. The description of the same configuration as that of the second embodiment will be omitted.

本実施例は、実施例2の構成に加えて、回路室Rsの隅のうち、角度が90°以下の箇所に、段差部13a、13b、13c、13d、13eを形成した。 In this embodiment, in addition to the configuration of the second embodiment, stepped portions 13a, 13b, 13c, 13d, and 13e are formed in the corners of the circuit chamber Rs at an angle of 90 ° or less.

段差部13a〜13eは、隅よりも角度が大きい形状であり、より好ましくは、図5に示すようにR付形状とする。R形状とすることで、限られた回路室Rcのスペースを有効活用できる。 The stepped portions 13a to 13e have a shape having a larger angle than the corners, and more preferably have an R-shaped shape as shown in FIG. The R shape makes it possible to effectively utilize the limited space of the circuit room Rc.

隅部のうち角度が小さい箇所は、表面張力により樹脂がよりせり上がり易くなる。部品ばらつきにより回路室Rcの厚み(高さ)にばらつきが生じるため、厚みが小さいものについては、充填材6がせり上がり、レーザ溶着部372bを一部覆うことがある。その場合、表カバー303とレーザ溶着部372bとのレーザ溶着に密着不良が生じてしまい、歩留りが悪化する。 In the corners where the angle is small, the resin is more likely to rise due to surface tension. Since the thickness (height) of the circuit chamber Rc varies due to the variation in parts, the filler 6 may rise and partially cover the laser welded portion 372b when the thickness is small. In that case, poor adhesion occurs in the laser welding between the front cover 303 and the laser welding portion 372b, and the yield deteriorates.

また、充填材6を充填した後、硬化までに時間が経過することによっても、せり上がりが進行してしまう場合がある。この場合も同様に歩留りが悪化する。 Further, after the filler 6 is filled, the rising may progress even if a time elapses until the curing occurs. In this case as well, the yield deteriorates.

段差部13a〜13eが存在すると、回路室Rcに投入した充填材6は、より角部の幅広く方向に流れ、隅部におけるレーザ溶接部372bまで到達する充填材6のせり上がりを抑制することが出来る。 When the stepped portions 13a to 13e are present, the filler 6 charged into the circuit chamber Rc can flow in a wider direction at the corners and suppress the rising of the filler 6 reaching the laser welded portion 372b at the corners. You can.

充填材6の中央部(最少厚み部)よりも、段差部13aから13eを高くすると、より効果的に充填材6のせり上がりを抑制できる。表面張力や収縮により、充填材6の中央部は低くなり、中央部の樹脂(充填材)が隅側に寄せられてしまう。本実施例では、段差部により隅部の樹脂量を少なくすることで、せり上がりを抑制できる。また、段差部と隅部とのせり上がりを不連続にできるため、せり上がり量を減少することができる。より好ましくは、充填材6を注入する注入高さよりも段差部の高さを高くすることで、レーザ溶着部372bへの到達をより防止できる。 When the step portions 13a to 13e are made higher than the central portion (minimum thickness portion) of the filler 6, the rising of the filler 6 can be suppressed more effectively. Due to surface tension and shrinkage, the central portion of the filler 6 becomes low, and the resin (filler) in the central portion is brought closer to the corner side. In this embodiment, the rise can be suppressed by reducing the amount of resin in the corners by the stepped portion. Further, since the rising of the step portion and the corner portion can be discontinuous, the amount of rising can be reduced. More preferably, by making the height of the step portion higher than the injection height at which the filler 6 is injected, it is possible to further prevent the laser welding portion from reaching the welded portion 372b.

Rc 回路室
6 充填材
13a、13b、13c、13d、13e 段差部
124…主通路300…物理量検出装置
302…ハウジング
303…表カバー
304…裏カバー
305…第1副通路
311…フランジ
321…外部接続部
331…計測部
372 固定部
372bレーザ溶接部
400 回路基板
602…流量検出部
421…圧力センサ
422…湿度センサ
413…ワイヤ
Rc circuit chamber 6 Filling material 13a, 13b, 13c, 13d, 13e Step portion 124 ... Main passage 300 ... Physical quantity detection device 302 ... Housing 303 ... Front cover 304 ... Back cover 305 ... First subpassage 311 ... Flange 321 ... External connection Unit 331 ... Measuring unit 372 Fixing unit 372b Laser welding unit 400 Circuit board 602 ... Flow detection unit 421 ... Pressure sensor 422 ... Humidity sensor 413 ... Wire

Claims (7)

回路部品を実装した回路基板と、
前記回路基板を収容するハウジングと、
前記回路基板とボンディングワイヤを介して電気的に接続される外部接続端子と、を備え、前記ハウジングは、前記回路部品を収容する回路室を形成する壁面を備える物理量検出装置であって、
前記回路室に充填される回路保護材を備え、
前記回路保護材は、前記回路基板の前記ボンディングワイヤと接続されるパッド側よりも、前記外部接続端子側の方が厚い形状であり、
前記ボンディングワイヤのループ頂点は、前記外部接続端子側にあり、
前記回路室は、前記回路基板を底面とし、前記回路基板に垂直な方向から、前記回路基板に平行な面を視たときに、前記回路室の隅部を構成する2つの壁面がなす角度が90度であり、前記回路室の隅部を構成する2つの壁面が回路基板に垂直であり、
前記2つの壁面の間には、前記回路基板に平行な段差面を有する段差部が設けられており、
前記段差部の段差面よりも前記回路基板から垂直に離れる方向の領域には第1湾曲面が設けられ、
前記段差部の段差面よりも前記回路基板に垂直に接近する方向の領域には前記第1湾曲面よりも曲率半径が大きい第2湾曲面が設けられている、
ことを特徴とする物理量検出装置。
A circuit board on which circuit components are mounted and
A housing for accommodating the circuit board and
A physical quantity detecting device including an external connection terminal electrically connected to the circuit board via a bonding wire, and the housing including a wall surface forming a circuit chamber for accommodating the circuit components.
The circuit protection material to be filled in the circuit chamber is provided.
The circuit protective material has a shape that is thicker on the external connection terminal side than on the pad side connected to the bonding wire of the circuit board.
The loop apex of the bonding wire is on the external connection terminal side.
The circuit board has the circuit board as the bottom surface, and when the surface parallel to the circuit board is viewed from a direction perpendicular to the circuit board, the angle formed by the two wall surfaces forming the corners of the circuit board is It is 90 degrees, and the two walls forming the corner of the circuit room are perpendicular to the circuit board.
A stepped portion having a stepped surface parallel to the circuit board is provided between the two wall surfaces.
A first curved surface is provided in a region perpendicular to the circuit board from the stepped surface of the stepped portion.
A second curved surface having a radius of curvature larger than that of the first curved surface is provided in a region in a direction perpendicular to the circuit board from the step surface of the step portion.
A physical quantity detection device characterized in that.
前記回路室は、前記ハウジングと、前記ハウジングとレーザ溶着により溶着されるカバーとの協働により形成されることを特徴とする請求項1に記載の物理量検出装置。 The physical quantity detecting device according to claim 1, wherein the circuit chamber is formed by the cooperation of the housing and a cover welded by laser welding to the housing. 前記段差部の段差面は、その高さが前記回路保護材の最低高さよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の物理量検出装置。 The physical quantity detecting device according to claim 1, wherein the height of the stepped surface of the stepped portion is larger than the minimum height of the circuit protective material. 前記回路基板は、両面に、センサ、あるいは電子部品の少なくとも一つを実装する両面実装基板であることを特徴とする請求項1に記載の物理量検出装置。 The physical quantity detecting device according to claim 1, wherein the circuit board is a double-sided mounting board on which at least one of a sensor or an electronic component is mounted on both sides. 前記回路基板は、ハウジングにインサートされていることを特徴とする請求項4に記載の物理量検出装置。 The physical quantity detecting device according to claim 4, wherein the circuit board is inserted into a housing. 前記回路基板は、一面側に流量センサと電子部品を、他面側に圧力センサと湿度センサを実装することを特徴とする請求項5に記載の物理量検出装置。 The physical quantity detecting device according to claim 5, wherein the circuit board has a flow sensor and an electronic component mounted on one side thereof, and a pressure sensor and a humidity sensor mounted on the other side. 請求項1に記載の物理量検出装置の製造方法であって、
一方の面に回路部品が実装され、他方の面に検出素子が実装される両面実装基板を前記ハウジングにインサートするインサート工程と、
前記両面実装基板の前記一方の面に回路保護材が注入される注入工程と、を備え、
前記インサート工程では、前記回路室の隅部に前記段差部、前記第1湾曲面、および前記第2湾曲面を形成し、
前記注入工程では、前記段差部の段差面を超えないように前記回路保護材を注入することを特徴とする物理量検出装置の製造方法。
The method for manufacturing a physical quantity detecting device according to claim 1.
An insert process in which a double-sided mounting board on which a circuit component is mounted on one surface and a detection element is mounted on the other surface is inserted into the housing.
It comprises an injection step of injecting a circuit protective material into the one surface of the double-sided mounting board.
In the insert step, the step portion, the first curved surface, and the second curved surface are formed at the corners of the circuit chamber.
A method for manufacturing a physical quantity detecting device, which comprises injecting the circuit protective material so as not to exceed the stepped surface of the stepped portion in the injection step.
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