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1. JP2014174169 - PRESSURE TRANSDUCER SUBSTRATE WITH SELF-ALIGNMENT FEATURE

Document

Description

Title of Invention 自己整合特徴を有する圧力トランスデューサ基板 US 13/788,255 20130307 20170927 G01L 7/00−23/32,27/00−27/02 H01L 27/20,29/84 H04R 7/00,7/04,17/00,17/02,17/10 特開平04−232824(JP,A) 特開昭57−204176(JP,A) 英国特許出願公告第00971521(GB,A) 特開2001−021431(JP,A) 特開平06−132545(JP,A) 特開平08−136380(JP,A) 特開2009−167067(JP,A) 特開2008−261750(JP,A) 特開平06−086390(JP,A) 特開平10−042386(JP,A) 国際公開第2010/131540(WO,A1) 2014174169 20140922 20170227 山下 雅人

Brief Description of Drawings

0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034  

Claims

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

Drawings

1   2   3   4   5   6    

Description

自己整合特徴を有する圧力トランスデューサ基板

US 13/788,255 20130307 20170927 G01L 7/00−23/32,27/00−27/02 H01L 27/20,29/84 H04R 7/00,7/04,17/00,17/02,17/10 patcit 1 : 特開平04−232824(JP,A)
patcit 2 : 特開昭57−204176(JP,A)
patcit 3 : 英国特許出願公告第00971521(GB,A)
patcit 4 : 特開2001−021431(JP,A)
patcit 5 : 特開平06−132545(JP,A)
patcit 6 : 特開平08−136380(JP,A)
patcit 7 : 特開2009−167067(JP,A)
patcit 8 : 特開2008−261750(JP,A)
patcit 9 : 特開平06−086390(JP,A)
patcit 10 : 特開平10−042386(JP,A)
patcit 11 : 国際公開第2010/131540(WO,A1)
2014174169 20140922 20170227 山下 雅人

Brief Description of Drawings

[0001]
本明細書の一部に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、ここに記載されるひとつもしくは複数の実施例を説明し、当該記載とともに、これらの実施例を説明する。
[fig. 1] 図1は、基板とともに使用され得るダイアフラムの例示的な実施例を説明する。
[fig. 2] 図2は、基板の第1の側面の例示的な実施例を説明する。
[fig. 3] 図3は、基板の第2の側面の例示的な実施例を説明する。
[fig. 4] 図4は、基板の第2の側面の別の例示的な実施例を説明する。
[fig. 5] 図5は、アッセンブリがダイアフラムおよび基板を含む複数のアッセンブリの積み重ねの例を説明する。
[fig. 6] 図6は、第1の基板および第1のダイアフラムを有する第1のアッセンブリと、第2の基板および第2のダイアフラムを有する第2のアッセンブリとを含む積み重ねを生成するのに使用され得る例示的な動作のフローチャートを説明する。

発明の詳細な説明

[0002]
以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は、同一の、もしくは類似の要素と見なすことができる。また、以下の詳細な説明は本発明を限定しない。
[0003]
圧力トランスデューサは、基板およびダイアフラムを含み得る。ダイアフラムは、基板に取り付けられ得る。ダイアフラムは、例えば、ダイアフラムに印加される圧力の変化に応じたダイアフラムの動きを感知するのに使用されるセンサの一部であり得る要素(例えば、コンデンサのプレート)を含み得る。
[0004]
圧力トランスデューサにより使用されるダイアフラムの形状は、圧力トランスデューサの生産に関連する費用に影響を与えることがある。例えば、円形(丸形)のダイアフラムを利用する圧力トランスデューサは、多角形(例えば、正方形)のダイアフラムを利用する圧力トランスデューサよりも生産するのにより費用がかかることがある。
[0005]
コストの差の一因となり得る要因は、ダイアフラムの形状と関連付けられ得る。例えば、円形のダイアフラムを利用することは、ダイアフラムを基板に取り付ける際に、ダイアフラムを基板に慎重に配向させることを含み得る正確な加圧成形を伴い得る。正方形のダイアフラムは、一方で、アルミナのシートから容易に切断されて、容易に基板に取り付けられることができ、これが、圧力トランスデューサが円形の ダイアフラムを使用するよりも、正方形のダイアフラムを利用する圧力トランスデューサをより安価に製造させ得る。
[0006]
図1は、ダイアフラム110の例示的な実施例を説明する。ダイアフラム110は、圧力トランスデューサ(例えば、自動車用の圧力トランスデューサ(APT))のようなトランスデューサの一部であり得る。ダイアフラム110は、セラミック材料(例えば、セラミック粉末)から作られ得るが、例えば、ガラスや結晶物質といった、ダイアフラム110を実施するのに適切であり得るその他の材料が使用されても良い。
[0007]
図1を参照すると、ダイアフラムは多角形のような形状にされ得る。例えば、ダイアフラム110は、矩形状の形状にされ得るが、例えば八角形や正方形といった、その他の多角形の形状が使用されても良い。ダイアフラム110は、ダイアフラム110の動きを感知するのに使用され得るセンサの一部であり得る素子120を含むことができる。
[0008]
素子120は、例えば、電子モジュールアッセンブリ(EMA)を含み得る。EMAは例えば、電極パターンおよび/もしくは電気部品を含み得る。ひとつの実施例では、素子120は、例えば金を使用するダイアフラム110にプリントされる。
[0009]
素子120は、素子120へ、および/もしくは素子120から信号を搬送するのに使用され得るひとつもしくは複数の電極(例えば、金のリード)を含み得る。例えば、素子120はプレートを含み得る。プレートは、ダイアフラム110に接合される基板上に対応するプレートを含み得る容量性の感知素子の一部であり得る。素子120は、素子120に含まれるプレートに接続するひとつもしくは複数の電極を含み得る。
[0010]
図2は、基板210の第1の側面の例示的な実施例200を説明する。第1の側面は、ダイアフラム110を収容し得る。第1の側面は、ダイアフラム110を収容し得る、ダイアフラム面として参照し得る。
[0011]
基板210は、圧力トランスデューサのようなトランスデューサの一部であり得る。基板210は、セラミック材料から作られ得るが、例えばガラス、結晶物質、もしくはその他の適した材料のような、基板210を実施するのに適切であり得るその他の材料が使用されても良い。
[0012]
図2を参照すると、基板210は円形に成形され得る。第1の側面は、突出部220と、ひとつもしくは複数の孔240a‐cとを含み得る。突出部220は、多角形(例えば正方形)として成形され得、基板210の表面から隆起され得る。突出部220は、突出部220で基板210に接合され得るダイアフラム110のためのプラットフォームを提供し得る。突出部220は、ひとつもしくは複数の孔240a‐cを含むことができ、当該孔は、ダイアフラム110上に含まれ得る素子120へのひとつもしくは複数の電気的接続を収容するのに使用され得る。電気的接続は、例えば、ひとつもしくは複数の電気的導電性のワイヤ(図示しない)を使用してなされ、電気的導電性のワイヤは、孔240a‐cを介して、素子120と関連され得るひとつもしくは複数の電極に供給され得る。
[0013]
図3は、基板210の第2の側面の例示的な実施例300を説明する。第2の側面は、基板210の第1の側面と反対側の基板210上の側面であり得る。第2の側面は、EMAを含み得るダイアフラム110を(異なる基板210から)収容し得るEMA面として参照され得る。
[0014]
図3を参照すると、第2の側面は、リッジ330によって囲まれた窪み340を含み得る。リッジ330は、溝が付けられ得る。溝付きリッジ330は、例えば、基板210を含み得るアッセンブリを積み重ねる能力を増強させ得る。さらに、溝付きリッジ330は、例えば、アッセンブリの積み重ねにおいて、アッセンブリ(基板210を含む)を配向させ得る。加えて、溝付きリッジ330は、例えば、ダイアフラム110および基板210を含むアッセンブリが積み重ねられる際に、ダイアフラム110に損傷(例えばチッピング)を与えることを未然に防ぐことができる。
[0015]
窪み340の形状は、ひとつもしくは複数の基準によって規定され得る。例えば、窪み340の形状は、リッジ330の形状、別の基板210に使用されるダイアフラム110の形状、基板210に関連付けられる(例えば、取り付けられる)EMAの形状、別の基板210に関連付けられるEMAの形状、および/もしくはその他の基準によって規定され得る。アッセンブリが、図3で説明される基板210を含むアッセンブリで積み重ねられるとき、窪み340は、例えば、異なる基板210を含むアッセンブリを収容するよう成形され得る。基板210およびダイアフラム110を含むアッセンブリの積み重ねは、さらに下記で説明される。
[0016]
リッジ330の高さおよび/もしくは窪み340の深さもまた、ひとつもしくは複数の基準によって規定され得る。例えば、窪み340の深さは、ジッリ330の高さ、ダイアフラム110の厚さ、別の基板210に関連する突出部220の高さ、EMAの厚さおよび/もしくは高さ、および/もしくはその他の基準うちのいくつかの組み合わせによって規定され得る。
[0017]
図4は、支持領域420を含む基板210の第2の側面の別の例示的な実施例400を説明する。図4を参照すると、支持領域420は、窪み340内に含まれ得る。支持領域420は円形(例えば、リング形状)であり得るが、他の実施例において支持領域420は異なる形状でも良い。支持領域420は、窪み340の表面から隆起され得る。窪み340の表面から測定された支持領域420の高さは、窪み340の表面から同様に測定されたリッジ330の高さよりも低くあり得る。
[0018]
例えば、窪み340から測定された場合のリッジ330の高さは、1.55ミリメートル(mm)であり、窪み340から測定された場合の支持領域420の高さは、0.5mmであり得る。さらに下記で説明される通り、例えば、ダイアフラム110が他の基板210に接合されているとき、支持領域420は、他の基板210に関連され得るダイアフラム110のための支持を提供し得る。
[0019]
図5は、基板210a‐bとダイアフラム110a‐bとをそれぞれ含む、複数のアッセンブリ510a‐bの積み重ね(スタック)500の一例を説明する。アッセンブリ510a‐bは、ダイアフラム110a‐bをそれぞれの基板210a‐bに接合させる前に、スタック500に積み重ねられ得る。スタック500は、熱せられた環境(例えば、窯や炉)に配置されて、ダイアフラム110a‐bをそれぞれの基板210a‐bに接合させ得る。
[0020]
例えば、図5を参照すると、ダイアフラム110aおよび基板210aがアッセンブリ510aを形成し、ダイアフラム110bおよび基板210bがアッセンブリ510bを形成すると仮定すると、基板210a−bは、図4で説明された第2の側面を有する。さらに、例えば、封止ガラスを使用する熱せられた環境において、ダイアフラム110aが基板210aに接合され、ダイアフラム110bが基板210bに接合され得ることが想定される。
[0021]
アッセンブリ510a−bは、図5で例示されたように積み重ねられて、ダイアフラム110a−bを基板210a−bにそれぞれ接合させる前にスタック500を形成し得る。具体的には、アッセンブリ510bのダイアフラム110bおよび/もしくは突出部220bは、基板210aに関連された窪み340内に嵌め込まれるように位置決めされ得、そこで、ダイアフラム110bは、基板210aに関連された窪み340に含まれ得る支持領域420aと接触し得る。スタック500が形成された後、当該スタックは、封止ガラスを使用して、ダイアフラム110a−bを基板210a−bにそれぞれ接合するのに使用され得る加熱された環境に配置され得る。
[0022]
図5は、2つのアッセンブリ510a‐bを含む例示的なスタック500を示すが、スタック500は、ひとつもしくは複数のさらなるアッセンブリ510を含むことができることに注意すべきである。例えば、追加のアッセンブリ510は、アッセンブリ510aの上部に、および/もしくは、アッセンブリ510bの下に積み重ねられ得る。追加のアッセンブリ510がアッセンブリ510a上に積み重ねられるならば、追加のアッセンブリ510は、基板210aおよび/もしくは突出部220aを収容するべき大きさにされ得る窪み340を含み得る。追加のアッセンブリ510がアッセンブリ510bの下に積み重ねられるならば、追加のアッセンブリ510は、基板210bに関連された窪み340および/もしくは支持領域420を収容するべき大きさにされ得る基板210および/もしくは突出部220を含み得る。アッセンブリ510の基板210は、基板210bに関連された窪み340および/もしくは支持領域420に接触し得る。
[0023]
図5を再び参照すると、力530aおよび/もしくは力530bが、例えば熱せられた環境で、積み重ねられたアッセンブリ510a‐bに加えられ得る。力530a‐bは、熱せられた環境で、ダイアフラム110a‐bをそれぞれの基板210a‐bに接合するのを補助するために加えられる。
[0024]
例えば、アッセンブリ510a‐bは、図5で示されるように積み重ねられ、積み重ねられたアッセンブリ510a‐bは、基板210bの第2の側面に接触し得る固定された留め具と、ダイアフラム110aに接触し得る調整可能な留め具とを含む固定具に配置され得る。調整可能な留め具は、力530aを提供するよう調整され得、その間にダイアフラム110a‐bは、熱せられた環境でそれぞれの基板210a‐bに接合される。
[0025]
図6は、第1の基板および第1のダイアフラムを有する第1のアッセンブリと、第2の基板および第2のダイアフラムを有する第2のアッセンブリとを含むスタックを生成するよう使用され得る例示的な動作のフローチャートを説明する。第1および第2の基板は、円形に形成され得る。図6を参照すると、ブロック610で、第1のアッセンブリの第1の基板が第1のダイアフラムを受け取るよう位置決めされ得る。第1の基板は、第2の側面と第1の側面とを含み得る。第2の側面は凹部を含み得る。凹部は、多角形の形状に成形され得る。
[0026]
ブロック612では、第1のアッセンブリの第1のダイアフラムが第1の基板上に位置決め得される。第1のダイアフラムは、第1の基板の第1の側面上に位置決めされ得る。第1の基板の第1の側面は、突出部を含み得、第1のダイアフラムは突出部に適合するよう位置決めされ得る。
[0027]
ブロック614では、第2の基板は、第1のダイアフラムの少なくとも一部が第2の基板の第2の側面の窪みの内側に適合するよう位置決めされるように位置決めされ得る。これは、第2の基板の第2の側面の窪みの内側に適合するよう第1のダイアフラムの全体が位置決めされることを含み得ることに注意されたい。さらに、第1の基板が突出部(例えば、突出部220)を含み、かつ第1のダイアフラムが当該突出部に位置決めされるならば、突出部の少なくとも一部は、第2の基板の第2の側面の窪みへ適合され得る。さらに、第2の基板の第2の側面の窪みが支持領域(例えば、支持領域420)を含むならば、第1のダイアフラムは、第2の基板の第2の側面の窪みに位置決めされ、その結果、第1のダイアフラムの少なくとも一部が支持領域の少なくとも一部と接触する。
[0028]
ブロック616では、第2のダイアフラムが第2の基板上に位置決めされる。第2のダイアフラムは、第2の基板の第1の側面上に位置決めされ得る。第2の基板が第1の側面に突出部を含むならば、ダイアフラムは当該突出部に位置決めされ得る。
[0029]
例えば、図5および図6を参照すると、スタック500は次のように生成され得る。基板210bは、突出部220b上にダイアフラム110bを受け取るよう位置決めされ得る。ダイアフラム110bは、アッセンブリ510bを形成するよう突出部220b上に位置決めされ得る。具体的には、ダイアフラム110bは、突出部220b上に位置決めされ得、その結果、孔240a‐c(図2)は、ダイアフラム110bに含まれ得る電極に整合され得る。電極は、ダイアフラム110b上に含まれ得る素子120(図1)に電気的な接続を提供し得る。
[0030]
基板210aは、アッセンブリ510b上に位置決めされ、その結果、ダイアフラム110bおよび/もしくは突出部220bの少なくとも一部は、基板210aの第2の側面上に含まれ得る窪み340内に適合し得る。窪み340は、ダイアフラム110bの少なくとも一部に接触し得る支持領域420を含み得る。
[0031]
ダイアフラム110aは、突出部220a上に位置決めされてアッセンブリ510aを形成し得る。例えば、積み重ねられたアッセンブリ510a‐bが熱せられた環境にある間に、力530aおよび/もしくは力530bは積み重ねられたアッセンブリ510a‐bに加えられ得る。具体的には、積み重ねられたアッセンブリ力510a‐bが熱せられた環境にある間に、力530aがダイアフラム110aに加えられ得、および/もしくは力530bが基板210bに加えられ得る。
[0032]
実施例の前述の記載は、例証および説明を提供することを意図しており、包括的であること、もしくは、開示された正確な形態に本発明を限定することを意図するものではない。修正および変更が、上記の教示に照らして可能であり、もしくは本発明の実施から獲得され得る。例えば、一連の動作が図6に関して上述されたが、動作の順序は他の実施において修正されても良い。さらに、依存しない動作は並行して実行され得る。
[0033]
本明細書で使用される要素、動作もしくは指示は、そのような明確な記載がない限りは、本発明にとって重大な、もしくは必須であると解釈されるべきではない。また、本明細書で使用される通り、冠詞“a”はひとつもしくは複数の品目を含むよう意図される。ひとつの品目のみが意図されるところでは、用語“ひとつ(one)”もしくは同様の言葉が使用される。さらに、“〜に基づいて(based on)”は、特に断らない限りは、“少なくとも一部分が、〜に基づいて”ということを意味するよう意図される。
[0034]
本発明は上記で開示された特定の実施例に限定されず、本発明は、以下の添付の請求項の範囲内にあるあらゆるおよびすべての特定の実施例および同等物を含むことが意図される。

Claims

[1]
第1のダイアフラムを収容する第1の側面と第2の側面とを有する第1の円形状の基板であって、前記第2の側面は、第2の円形状の基板に関連された第2のダイアフラムを収容する大きさの多角形状の窪みを含む前記第1の円形状の基板と、
前記多角形状の窪みに含まれる リング形状を有する支持領域であって、当該支持領域は、前記第1の円形状の基板を含む第1のアッセンブリと前記第2のダイアフラムおよび前記第2の円形状の基板を含む第2のアッセンブリとが積み重ねられたとき、前記第2のダイアフラムのための支持を提供する、前記支持領域と、
を有する装置。
[2]
装置はさらに、前記第1のダイアフラムを含む、請求項1に記載の装置。
[3]
前記第1のダイアフラムは、多角形の形状である、請求項2に記載の装置。
[4]
第1のダイアフラムを収容する ためのプラットフォームを提供する突出部を有する第1の側面と第2の側面とを有する第1の円形状の基板 を含み、
前記第2の側面は、第2の円形状の基板に関連された第2のダイアフラムを 有する第2の多角形状の突出部を収容する大きさの多角形状の窪みを含 む、装置。
[5]
前記突出部は、多角形状である、請求項 に記載の装置。
[6]
装置はさらに、第1のダイアフラムを含み、当該第1のダイアフラムは、前記突出部に接合される、請求項 に記載の装置。
[7]
前記第1のダイアフラムは、封止ガラスを使用して 前記第1の円形状の基板の前記突出部に接合される、請求項 に記載の装置。
[8]
前記第1の基板は、圧力トランスデューサに含まれる、請求項1に記載の装置。
[9]
前記圧力トランスデューサは、自動車用の圧力トランスデューサ(APT)である、請求項 に記載の装置。
[10]
前記第1の基板は、圧力トランスデューサに含まれる、請求項 に記載の装置。
[11]
前記圧力トランスデューサは、自動車用の圧力トランスデューサ(APT)である、請求項 10に記載の装置。

Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]

[ Fig. 3]

[ Fig. 4]

[ Fig. 5]

[ Fig. 6]