压力探测装置的制作方法

专利名称：压力探测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压力传感器发明背景本发明涉及一种压力探测装置，即压力传感器，该压力传感器以这样方式设计，其中压力传感元件设置在壳体内部，而该壳体容纳有从该壳体一个边缘侧伸出的细长形管道部。
这种压力探测装置采用壳体、细长形管道部和压力传感元件。该装置例如在第H05-34231号日本公开专利申请文件中披露。该细长形管道部这样设置，其方式为管道部从壳体一个边缘侧伸出。该压力传感元件设置在壳体内并响应探测压力来输出信号。
在上述压力探测装置中，该壳体的管道部插入到要探测对象内，可探测到该对象压力，然后，从要探测的对象得到的探测压力(即探测压力)施加到管道部的尖部。接着，该探测压力施加到壳体内的压力传感元件上，从而探测压力。
在传统的压力探测装置中，当用于接收探测压力的膜片设置在该管道部的尖部和具有杆状的压力传递元件(称为“杆”)上时，探测压力可从膜片经由杆传递到压力传感元件。
这种压力探测装置带有起到杆状压力传递元件的杆，并用于燃烧压力传感器等上。该燃烧压力传感器探测在发电机燃烧室内的压力(即，内部缸体压力)。在这种情况下，该壳体的管道部插入到发动机组的安装孔内，其中该孔对应于要探测的对象。结果，该杆的长度必须根据管道部长度即压力的传递距离延长。
然而，正如上面解释的那样，如果杆的长度较长，则该杆的重量增加。结果，该杆的共振频率叠加有燃烧爆震的振动频率，从而在该杆上可能发生共振现象。因此，在传感器特性中出现了这样的问题。也就是说，爆震信号隐含在该杆共振现象产生的噪音中，从而不能测量该爆震信号。
此外，在杆长度较长的情况中，由于杆本身很容易变形，从而在该杆和膜片或者压力传感元件之间的接触条件改变。如果在接触条件上的这种改变恰好发生，则压力传递特性精度恶化，这可能对传感器特性具有预先的影响。
此外，在其中压力传感元件已经借助于触发器结合连接到柔性印制电路板的压力探测装置情况中，如果冷却/加热循环重复进行，则由于这些结构元件的热膨胀系数不同，具体地说，在由硅制成的压力传感元件的热膨胀系数和由树脂制成的柔性印刷电路板的另外热膨胀系数之间存在不同，则在凸块结合部上产生大量应力。
另外，当传感单元通过探测的压力重复接收压力时，凸块被该压力压陷，从而在该凸块结合部产生大量应力。然后，在接收到应力的突块结合部，有导线最终断开的危险发生。
此外，如果柔性印刷电路板以这样方式折弯，即折弯角度“θ”小于或者等于90度，则在该折弯条件下，施加到一个边缘部离开应变仪方向上的应力基本上在柔性印刷电路板的一个边缘部上不产生，即在应变仪的结合部。
然而，当折弯角度“θ”小于或者等于90度的这种折弯条件下柔性印刷电路板折弯时，施加到柔性印刷电路板折弯部上的应力较大，从而很容易出现损坏。结果，可能出现以下问题。这就是，在构成该柔性印刷电路板的铜片等情况中，可能出现裂缝、折弯以及断开等。

发明内容
鉴于上述问题，本发明目的是提供一种压力探测装置。该装置具有良好的传感器特性和良好的耐久性。
为了达到上述目的，本发明提出了一种压力探测装置，包括壳体；从该壳体一端延伸并具有细长形状的管道；以及用于探测压力并把对应于该压力的信号进行输出的压力传感元件。该管道包括能接收压力的顶端。该压力传感元件位于该管道的顶端。该壳体包括从该压力传感元件中提取信号的连接器。该管道还包括位于该管道内的布线元件，从而该布线元件在压力传感元件和连接器之间导电连接。
在上述装置中，由于压力传感元件位于该管道的顶端，从而该管道的长度可减小。这样，可抑制由外部发动机等产生的管道共振和管道变形。因此，该装置具有良好的传感器特性和良好耐久性。
优选的是，该装置还包括位于该膜片和压力传感元件之间的压力传递元件。该压力传递元件包括与该膜片接触的第一表面和与该压力传感元件接触的第二表面。该第一和第二表面为球面。该压力传感元件能通过该膜片和压力传递元件接收该压力。在这种情况下，在该膜片和压力传递元件之间的接触和在压力传感元件和压力传递元件之间的接触提供了稳定的点接触。这样，降低了它们的接触面积。因此，接触特性的变化不影响装置的传感器特性。这样，该装置具有良好的压力传递性能。
优选的是，该装置还包括膜片，该膜片具有圆形形状并位于该管道的顶端，用于覆盖该压力传感元件。该压力传感元件能通过该膜片接收压力。该压力传感元件包括通过从膜片引入的负载而变形的应变仪。该应变仪具有与该膜片接触的接触面积。该应变仪的接触面积等于或者小于该膜片面积的四分之一。在这种情况下，通过该膜片接收的压力可直接施加到压力传感元件上。具体地说，施加到该压力传感元件上的力等于或者大于接收的压力。这样，即使该压力传感元件的尺寸减小，该压力敏感性也不会降低。
优选的是，该布线元件为柔性印刷电路板。该柔性印刷电路板包括连接到该压力传感元件上的第一端、第二端和折弯部。该柔性印刷电路板在该折弯部以一定的折弯角度折弯。该柔性印刷电路板的第二端朝该连接器延伸。该折弯角度等于或者小于90度，从而在该折弯部的应力小于该折弯角度大于90度的情况。
优选的是，该柔性印刷电路板的第一端在管道内壁一侧而位于该管道内。该柔性印刷电路板的第二端在管道内壁另一侧而位于该管道内。该管道内壁的一端朝向管道内壁的另一侧。在这种情况下，就能适当地实现该折弯角度设定成等于或者小于90度。此外，从印刷电路板上去掉压力传感元件的应力可降低。这样，在该元件和板之间的连接可恰当地保证。
此外，本发明还提出了一种压力探测装置，包括壳体；位于该壳体内的柔性印刷电路板；用于探测压力并把对应于该压力的信号进行输出的传感部；以及位于该壳体内并从该传感部提取信号的连接器。该传感部位于该壳体的一侧，从而该壳体的一侧能够接收压力。该柔性印刷电路板在传感部和连接器之间导电连接。该传感部通过位于柔性印刷电路板上的多个突块与该柔性印刷电路板导电和机械地连接。该柔性印刷电路板具有应力衰减结构，用于对施加到突块上的应力进行衰减。
在这种情况下，即使应力施加到突块上，该应力也可通过应力衰减结构降低。因此，该装置具有良好的传感器特性和良好的耐久性。


从以下结合附图的详细描述中，本发明的特征和优点将更加显而易见。在附图中图1为根据本发明第一实施例的压力探测装置的剖视图；图2为示出了图1所示装置顶端局部放大剖视图；图3为示出了根据本发明第二实施例的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图4为示出了根据第二实施例改型的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图5为示出了根据本发明第三实施例的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图6A为示出了根据本发明第四实施例的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图6B和图6C为示出了在图6A中装置中的热辐射件的上部平面图和垂直剖视图；图7为示出了根据本发明第六实施例的压力探测装置的剖视图；图8A为示出了根据第六实施例的印刷电路板在折弯前的连接的平面图，而图8B为示出了该板在其折弯后连接的侧视图。
图9为示出了根据本发明第七实施例第一实例的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图10为示出了根据本发明第七实施例第二实例的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图11为示出了根据本发明第七实施例第三实例的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图12为示出了根据第六实施例对比例的压力探测装置的剖视图；图13A为示出了根据第六实施例对比例印刷电路板在其折弯前连接的平面图，而图13B为示出了该板在其折弯后连接的侧视图；
图14为示出了根据本发明第八实施例的压力探测装置的剖视图；图15A为根据第八实施例的印刷电路板在其折弯前连接的平面图，而图15B为示出了压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图16为示出了根据第八实施例第一改型的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图17为示出了根据第八实施例第二改型的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图18为示出了根据第八实施例第三改型的压力探测装置顶端的局部放大剖视图；图19A到19I为示出了根据本发明第九实施例的印刷电路板在其折弯前连接的平面图；图20为示出了根据本发明第十实施例的印刷电路板在其折弯后连接的侧视图；图21为根据本发明第十实施例第一改型的印刷电路板在其折弯后连接的侧视图；图22为示出了根据本发明第十实施例的印刷电路板在其折弯后连接的侧视图；图23为示出了根据本发明第十一实施例的印刷电路板在其折弯前连接的平面图；图24A和24B为示出了根据本发明第十一实施例的第一改型和第二改型的印刷电路板在其折弯前连接的平面图；图25A为示出了根据本发明第十一实施例第三改型的印刷电路板在其折弯前连接的平面图，而图25B为示出了在折弯后连接的剖视图；图26为示出了根据第八实施例对比例的压力探测装置的剖视图；以及图27A为根据第八实施例对比例的印刷电路板在其折弯前连接的平面图，而图27B为示出了在折弯后连接的剖视图。
具体实施例方式
(第一实施例)图1为大致示出了根据本发明第一实施例的压力探测装置100的整体结构的剖视图。另外，图2为示出了图1中一部分的放大视图，其中该一部分为压力探测装置100的顶端。需要注意的是，在图2中，也示出了发动机组200。
尽管该压力探测装置100的使用不受限制，但该压力探测装置100可作为燃烧压力传感器来应用，同时该壳体10的管道部12安装在安装孔201内，其中该安装孔201例如借助于螺纹联接方式形成在作为要探测对象的汽车的发动机组200上(参见图2)。该燃烧压力传感器(即内缸体压力)探测在燃烧室202内的压力作为探测压力。
该壳体10包括主体部11和管道部12。该具有细长圆筒形状的管道部12比主体部11较窄。该主体部11和管道部12两者均由例如不锈钢的金属制成，该金属已经通过切割、冷煅操作等进行加工。在该第一实施例中，管道部12具有圆筒管状，例如，其中外径为4mm，而其内径为3mm。可选择的是，该管道部12具有矩形管状。
还需要注意的是，在该壳体10内，该主体部11和管道部12可以整体形成。可选择的是，该主体部11和管道部12单独形成，然后这些主体部11和管道部12中两者通过焊接、粘接、压配合、螺纹联接、嵌入等彼此结合，以形成整体。
另外，螺纹部13形成在壳体10内的管道部12的外圆周面上。该螺纹部13可通过螺纹联接到作为要探测物体的上述发动机组200上。如上所述，第一实施例的压力探测装置100这样设计，即壳体10带有具有细长状的管道部12，同时该管道部12从该壳体10一个边缘侧伸出。
在这种情况下，壳体10的管道部12插入到安装孔201内，并经由螺纹部13安装。该安装孔201作为螺纹孔形成在发动机组200内。结果，该压力探测装置100安装在该发动机组200上。
接着，在该压力探测装置100安装在该发动机组200上的条件下，在燃烧室202内的压力(即内部缸体压力)作为探测压力施加到管道部12的尖部，该压力以相反印刷方式(reverse printingmanner)由图1和2中箭头“Y”所示。
另外，压力传感元件20设置在壳体10内管道部12的尖部上。该压力传感元件20根据探测压力输出信号。在这种情况下，如图2所示，该压力传感元件20设置在探测压力下，即以压力传感元件20暴露于燃烧室202的方式设置。这样，作为探测压力的上述内缸体压力直接施加到压力传感元件20上。
该压力传感元件20具有应变仪功能。该应变仪功能可响应探测压力基于由该探测压力产生的应变来输出信号。
具体地说，如图2所示，该压力传感元件20包括具有空心圆筒形状的金属套管21和应变仪30。该金属套管21的一个边缘侧为开口部22，而其另外边缘侧为膜片23。该应变仪30通过玻璃焊接等方式设置在金属套管21的膜片23表面上。
该金属套管21为这样的金属元件，该元件加工成具有空心圆筒形状。法兰24形成在该开口部22的开口边缘部上，同时法兰24沿着与其圆周面垂直的方向上伸出。在该第一实施例中，该金属套管21的空心部具有圆筒形状。可选择的是，该空心部可具有矩形圆筒形状。
接着，金属套管21以这样方式插入到管道部12内，从而该金属套管21的膜片侧部23指向管道部12的内部，同时其开口侧部22指向燃烧室202。然后，该金属套管21的法兰24通过粘接或者焊接方式固定到管道部12尖部的开口边缘部上。
可选择的是，在压力探测装置100安装在发动机组200的这样条件下，由于金属套管21的法兰24夹在管道部12和由例如铝制成的发动机组200之间，从而该金属套管21可在压力焊接条件下固定。
如上所述，在该金属套管21内，其开口部22暴露于燃烧室202，而燃烧室202的压力施加到金属套管21的膜片23的后表面上。
另外，设置在金属套管21的膜片23前表面上的应变仪30由硅半导体芯片制成，在其中，例如形成桥式电路等。该应变仪30具有这样的功能，即当金属套管21的膜片23通过接收压力变形时，根据该变形产生的电阻值转变成电信号，然后，输出该电信号。
当金属套管21的膜片23和应变仪30作为膜片23和应变仪30设置时，其中该膜片23和应变仪30通过接收由探测压力产生的重量而张紧，这些膜片23和应变仪30可影响该压力探测装置100的基本性能。
在这种情况下，关于构成该金属套管21的金属材料，由于这些金属材料接收高压力，从而该金属材料的高强度是必要的，此外，由于由Si半导体制成的应变仪30等通过低熔点玻璃结合到该金属套管21上，则低热膨胀系数也是必要的。
具体地说，作为金属套管21，当Fe、Ni、Co或者Fe、Ni用作主要材料时，也可选择添加Ti、Nb、Al或Ti、Nb作为沉淀增强材料的材料。例如，可选择沉淀硬化型不锈钢。该金属套管21可通过挤压、切割和冷煅操作来形成。
此外，如图1所示，通过陶瓷衬底等制造的电路板40设置在壳体10的主体部11内。该电路板40以这样方式设置，即电路板40覆盖主体部11中管道部12的开口部。例如，通过粘接方式，该电路板40的外围部固定到壳体10上。
IC芯片42被粘接到电路板40的平面上，从而可安装到那里。该平面与管道部12的开口部相对。在该IC芯片42中，制造这样的电路，该电路对来自应变仪30的输出信号放大并进行调节。
然后，通过利用由铝(Al)制成的结合线44，该IC芯片42导电连接到该电路板40上。此外，如图1和2所示，通过使用布线元件(柔性印刷电路板FPC)柔性印刷电路板50，该电路板40导电连接到上述压力传感元件20上。
在这种情况下，采用该柔性印刷电路板(FPC)50作为布线元件50。显然，例如，除了FPC的其他元件，导线可替代地用作布线元件50。
可采用这种一般用途的印刷电路板来作为柔性印刷电路板50，该电路板通过对在例如基体(例如聚酰胺树脂)上铜(Cu)的导体上形成图案而制造。如图1所示，该柔性印刷电路板50设置在壳体10的管道部12内部，方式为该柔性印刷电路板50沿着管道部12纵向延伸。
在该第一实施例中，通过焊接等手段，柔性印刷电路板50的一个边缘部51相对于设置在该压力传感元件20上的应变仪30导电和机械地结合。
然后，该柔性印刷电路板50从该柔性印刷电路板50的一个边缘部51折弯，而柔性印刷电路板50的位于该另一个边缘部52侧部的一部分在管道部12内沿着电路板40的方向延长。上述的一个边缘部51对应于该柔性印刷电路板50与压力传感元件20的结合部。
另一方面，柔性印刷电路板50在其另一个边缘部52侧部的一部分位于壳体10的主体部11上。接着，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52从电路板40的安装平面经由通孔46设置，该另一个边缘部52在其中把IC芯片42安装在该电路板40的平面上，该电路板40的平面与IC芯片安装平面相对。该通孔46形成在电路板40上。
另外，柔性印刷电路板50的另一个边缘部52导电连接到在电路板40平面上的电路板40上，其中该另一个边缘部52通过焊接等方式与该IC芯片42的安装平面相对设置。
此外，如图1所示，在该壳体10内，具有端子61的连接器壳体60相对于该柔性印刷电路板50设置在与柔性印刷电路板50连接平面相对的位置上。
该连接器壳体60由例如PPS(聚苯撑硫(polyphenylenesalfide))的树脂制成。通过夹物模压等方式，该端子61与连接器壳体60一体形成。该连接器壳体60构造成导体部，该导体部能从压力传感元件20获得信号。
接着，该连接器壳体60的端子61经由弹簧元件62借助于弹簧接触而导电连接到该电路板40上。结果，该压力传感元件20经由柔性印刷电路板50和电路板40两者导电连接到该连接器壳体60上。
此外，由于壳体10的主体部11的边缘部14嵌入到该连接器壳体60上，该连接器壳体60以一体方式固定到壳体10上。接着，该端子61可经由布线元件(未示出)导电连接到汽车等等的ECU上。
下面描述把具有如上所述结构的压力探测装置100进行组装的方法的一个实例。也就是说，柔性印刷电路板50的一个边缘部51首先通过焊接等方式与压力传感元件20连接。在该压力传感元件20中，该压力传感元件20和应变仪30一体形成。
接着，柔性印刷电路板50在其另一个边缘部52侧部的部分从壳体10的管道部12尖部插入，然后，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52抽出直到壳体10的主体部11的内部。
因此，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52穿过电路板40的通孔46，并通过焊接等方式连接到电路板40。该IC芯片42借助于线结合方式安装到该电路板40上。
接着，该电路板40结合到壳体10的主体部11从而固定到主体部11上。之后，该连接器壳体60组装到壳体10的主体部11上，同时由于壳体10的边缘部14嵌入，则该连接器壳体60与该壳体10固定。
当该连接器壳体60组装到该壳体10内，该端子61经由该弹簧元件62以弹簧接触方式与电路板40接触，从而把端子61与电路板40导电连接。结果，如图1所示的压力探测装置100可根据上述方式完成。
由于完成的压力探测装置100经由壳体10的螺纹部13安装在安装孔201内，从而该压力探测装置100可连接/固定到发动机组200上。该安装孔201形成在作为要探测对象的发动机组200内。
接着，如图1和2中箭头“Y”所示，当在该燃烧室202内的压力(即内部缸体压力)施加到该压力传感元件20的膜片23上时，金属套管21的膜片23通过该施加的压力变形，接着，该变形通过应变仪30转换成电信号，从而探测压力。
接着，来自应变仪30的电信号经由柔性印刷电路板50传递到电路板40上，并通过IC芯片42处理，然后，该处理后的信号从端子61输出到外部设备。
另一方面，根据该第一实施例，该压力探测设备包括壳体10；管道部12，该管道部12具有设置在该壳体10内中的细长形状，方式是该管道部12从壳体10的一个边缘侧伸出；以及压力传感元件20，该压力传感元件20用于响应探测压力输出信号，其中该探测压力施加到管道部12的尖部，这种压力探测装置100的特征在于，该压力传感元件20设置在管道部12的该尖部上；用于从压力传感元件20获得信号的连接器壳体60设置在壳体10内；以及用于把压力传感元件20与连接器部60导电连接的布线元件50存放在管道部12内。
根据压力探测装置100，由于采用了压力传感元件20设置在管道部12尖部的这种设置，从而可省略传统设置的杆。
更具体地说，在本实施例中，该压力传感元件20设置在探测压力环境下面，即该压力传感元件20暴露于燃烧室202。这样，该探测压力直接施加到该压力传感元件20。
如上所述，如果压力探测装置100通过省略该杆构成时，则通过该杆产生的问题得到解决。也就是说，这个问题是，出现杆的谐振现象，以及压力传递精度恶化。
此外，当连接器壳体60已经安装到壳体10上而该连接器壳体60作为从压力传感元件20获得信号的连接器壳体60时，通过使用柔性柔性印刷电路板50，该连接器壳体60导电连接到设置在管道部12上尖部的压力传感元件20上，从而没有信号输出的问题。该柔性柔性印刷电路板50储存在管道部12内作为布线元件。
结果，根据本第一实施例，在这种压力探测装置100中，压力传感元件20设置在壳体10内部，而该壳体10具有从壳体10一个边缘侧伸出的细长状管道部12，同时连接器壳体60设置在壳体10内，这样抑制了施加给传感器特征的负面影响，而该影响是由细长管道部和存放在该细长管道部内的杆而造成。
此外，如图1和2所示，在该第一实施例中，在压力探测装置100的安装条件下，对于金属套管21，只有该金属套管21的法兰24夹在该发动机组200和管道部12之间。
由于采用了只把法兰24夹在金属套管21内的结构，该结构可避免金属套管21沿着图2所示的上/下方向即金属套管21的纵向变形。换句话说，当该压力探测装置100通过螺纹旋入以安装在该发动机组200上时，能避免由旋入该压力探测装置100而产生的非正常输出。
(第二实施例)图3为大致示出了根据本发明第二实施例的压力探测装置主要部分的剖视图。下面主要描述该压力探测装置与该第一实施例的不同点。
在该上述第一实施例中，当压力传感元件20这样设置时，即该压力传感元件20暴露在该探测压力环境下，则该探测压力直接施加到该压力传感元件20上。
与第一实施例相反，在该第二实施例的压力探测装置中，如图3所示，膜片15设置在壳体10内管道部12的尖部上，方式为该膜片15覆盖压力传感元件20。这样，该探测压力可经由膜片15施加到压力传感元件20上。
可以理解的是，在下文中，该膜片15将被称为“压力-接收-目的膜片15”，以使该压力-接收-目的膜片15可与金属套管21的上述膜片23区别开。
特别是，在该第二实施例中，该压力-接收-目的膜片15直接与压力传感元件20接触。具体地说，如图3所示，沿着压力传感元件20方向伸出的凸起部15a形成在该压力-接收-目的膜片15上，则从该凸起部15a伸出的尖部缩到该金属套管21的膜片23的后平面上。
在这种情况下，该压力-接收-目的膜片15为圆盘状，该凸起部15a具有与“肚脐”类似的形状，其中该结构位于该圆中心。此外，由于该压力-接收-目的膜片15的圆周部通过焊接结合到金属套管21的法兰24，从而固定到该法兰24上，则该压力-接收-目的膜片15与压力传感元件20一体形成。
该第二实施例的压力探测装置可如下制造也就是说，针对带有一体形成的压力-接收-目的膜片15的压力传感元件20，该柔性柔性印刷电路板50的一个边缘部51通过焊接等方式连接。之后，实施与第一实施例类似的制造方法，从而制造该第二实施例的上述压力探测装置。
接着，在该第二实施例的压力探测装置，当在燃烧室202内的压力(内部缸体压力)施加到该压力-接收-目的膜片15时，该重量从压力-接收-目的膜片15的凸起部15a施加到金属套管21的膜片23。然后，该金属套管21的膜片23的变形通过压力传感元件20转换成电信号，以探测压力。
另一方面，根据该第二实施例中，这种压力探测装置的特征为，压力传感元件20设置在该管道部12的尖部；连接器壳体60设置在壳体10上；用于把压力传感元件20与连接器壳体60导电连接的柔性印刷电路板50存放在该管道部12内部；以及，另外，压力-接收-目的膜片15设置在管道部12的尖部上，其中方式为该膜片15覆盖压力传感元件20，从而该探测压力经由压力-接收-目的膜片15施加到压力传感元件20上。
根据该压力探测装置，与上述实施例类似，抑制了施加给传感器特征的负面影响，而该影响是由细长管道部和存放在该细长管道部内的杆而造成。另外，在该第二实施例中，当凸起部15a设置压力-接收-目的膜片15时，该压力-接收-目的膜片15直接与该压力传感元件20接触，从而该压力探测装置可通过省略该杆设置。
图4为大致示出了该第二实施例的剖视图。在图3中，通过切割过程等形成该压力-接收-目的膜片15的凸起部15a。相反，在图4所示的压力-接收-目的膜片15中，凸起部15a通过利用挤压工艺设计具有平板状的膜片平面而制造，从而该凸起部15a可以简单方式形成。
(第三实施例)图5为大致示出了根据本发明第三实施例的压力探测装置主要部分的剖视图。下面主要描述该压力探测装置与该上述实施例的不同点。
如图5所示，同样在第三实施例中，该压力-接收-目的膜片15设置在该管道部12的尖部，其方式为该压力-接收-目的膜片15覆盖压力传感元件20，从而该探测压力可经由压力-接收-目的膜片15施加到压力传感元件20上。
根据上述第二实施例的压力探测装置中，当该凸起部15a设置在该压力-接收-目的膜片15上时，该压力-接收-目的膜片15与压力传感元件20直接接触，从而该压力探测装置可通过省略杆而设置。
与第二实施例相反，在该第三实施例中，如图5所示，一个压力传递元件16放置在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间。接着，探测压力从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16施加到该压力传感元件20上。
根据该第三实施例，由于压力传感元件20设置在该管道部12的尖部上，从而在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间的距离可尽可能地短，这样，可实现该压力传递元件16(即杆)缩短的设置。结果，由延伸该杆而产生的上述共振问题以及杆本身变形的这样问题在尽可能允许情况下得到抑制。
作为在该第三实施例中采用的压力传递元件16，可采用与传统压力探测装置中的杆类似的杆状元件。更具体地说，在图5所示的实例中，采用了半球元件压力传递元件16作为压力传递元件16。
在特定设计的情况中，对于作为压力传递元件的半球形状元件压力传递元件16，与该压力-接收-目的膜片15接触的该半球形状元件的平面以及与压力传感元件20(即金属套管21的膜片23)接触的另外平面构成了球体。
也就是说，根据该第三实施例，针对这样的压力探测装置，其中该压力传感元件20设置在管道部12尖部；连接器壳体60设置在壳体10内；柔性印刷电路板50存放在该管道部12内；以及，此外，压力-接收-目的膜片15以这样方式设置在该管道部12尖部，即该压力-接收-目的膜片15覆盖该压力传感元件20，这种压力探测装置的特征为，一个压力传递元件16位于压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间，同时与压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20均接触的该压力传递元件16的表面构成了球体。
与上述实施例类似，根据该压力探测装置，可抑制对该传感器特性的负面影响，该影响通过细长管道部和存放在该细长管道部内杆而产生。
此外，在该第三实施例中，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20与压力传递元件16之间的接触可设置成稳定的点接触。此外，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20与压力传递元件16之间的触点数可降低。
因此，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20与压力传递元件16之间接触条件的变化可最小程度抑制，在相应的接触部确保了稳定的接触条件，此外，抑制了压力传递精度的恶化。
具体地说，在图5所示的实例中，该压力传递元件16与球元件压力传递元件16对应。在这种情况下，与现有技术的杆相比，作为压力传递元件的该球元件压力传递元件16很难变形。结果，优选的是，在球元件压力传递元件16与压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间的稳定接触条件维持在适当接触条件下。
还需注意的是，该球元件压力传递元件16可以不是完全的球体形状，而可选择的是由略微椭圆形状球体或者“橄榄球”形状代替。另外，作为相对于压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20的接触面为球体面的压力传递元件16，本发明不只限于球体形状元件。例如，两个接触面为球体面，但在两个球接触之间的中间部分可以是柱状。
(第四实施例)图6A为大致示出了根据本发明第四实施例的压力探测装置主要部分的剖视图。图6B为用于表示图6A中所示热辐射件70的上部的平面图和纵向剖视图。
如上所述，在相关技术中，该探测压力经由细长形状杆施加到压力传感元件。结果，该压力传感元件以这样方式设置，即该压力传感元件与例如发动机燃烧室的压力探测环境隔开，以降低该压力传感元件的温度。
相反，在本发明上述相应的实施例中，该压力传感元件20设置在管道部12的尖部，其中该尖部靠近压力探测环境设置，从而该压力传感元件20的温度很容易增加。
结果，在该第四实施例中，如图6A和6C所示，热辐射件70以这样方式设置，即该热辐射件70与压力传感元件20接触。该热辐射件70由具有超热阻特性和超热辐射特性材料制成，例如铝和不锈钢。在该实例中，采用具有通孔71的蜂窝状元件用于热交换器。
当该热辐射件70从金属套管21的开口部22存放到空心部时，该热辐射件70相对于金属套管21固定，例如，其中方式为通孔71借助于焊接等方式连接到金属套管21的内圆周面上。
根据该第四实施例，由于压力传感元件20的热通过热辐射件70辐射，从而压力传感元件20的温度大大降低。
形成在热辐射件70上的通孔71有助于热辐射件70的相对表面积增加，从而提高热辐射特性。此外，探测压力可经由通孔71传递到金属套管21的膜片23。换句话说，由于形成通孔71，就能避免到压力传感元件20的压力传递阻断。
另外，如图6A所示，热辐射件70和压力传感元件20的膜片23两者具有空间。
具体地说，在压力传感元件20中，与该应变部对应的膜片23以金属套管21内表面的凹面形成，其方式为该热辐射件70的下表面与膜片23不接触。结果，膜片23的应变变形不受热辐射件70阻断。
另外，在图6A所示的实例中，在其中压力探测装置安装在发动机组200的条件下，该金属套管21的法兰24与发动机组200直接接触。这样存在着另外的效果，即金属套管21可通过对流经该发动机组200的水进行冷却而冷却。
在图6A到图6C的实例中，该热辐射件70以这样形式设置，即该压力传感元件20暴露于探测压力环境下，而压力-接收-目的膜片省略。可选择的是，即使在设置在第二和第三实施例中描述的压力-接收-目的膜片15的情况中，例如，该热辐射件70也位于该压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间。
(第五实施例)如在本发明相应实施例中描述的那样，在其中压力传感元件20设置在细长管道部12的尖部的情况中，该压力传感元件20的尺寸必须比现有技术中的小。
如在上述实施例中描述的那样，在其中压力传感元件20具有应变仪功能即具有通过接收重量应变的膜片膜片23和应变仪30的情况中，如果该压力传感元件20尺寸降低，则该膜片膜片23和应变仪30的面积也降低，即金属套管21的膜片膜片23面积和应变仪30的面积两者均降低。
结果，存在着敏感度降低的一些可能性。因此，需要对施加在压力传感元件20上重量的增加。设计该第五实施例是为了增加施加在该压力传感元件20上的重量。
该第五实施例如下设计即，如在图3到图5示出的第二实施例和第三实施例设计所示的那样，压力-接收-目的膜片15设置在该管道部12的尖部，其中方式为该膜片15覆盖压力传感元件20，而该压力-接收-目的膜片15具有圆形形状。
在这种情况下，探测压力从上述压力-接收-目的膜片15的凸起部15a(参见图3和图4)或者经由压力传递元件16从压力-接收-目的膜片15施加到压力传感元件20的膜片膜片23和应变仪30。
然后，在该第五实施例中，在这种设计中，相对于压力-接收-目的膜片15的在压力传感元件20的膜片膜片23和应变仪30中的接触部面积小于或者等于压力-接收-目的膜片15面积的1/4。
具体地说，在图3到图5所示的实例中，相对于压力-接收-目的膜片15的在该压力传感元件20的膜片膜片23和应变仪30中的接触部面积与金属套管21的膜片膜片23后表面内的部分对应，或者与其中压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16接触的另外部分对应，其中该压力-接收-目的膜片15的凸起部15a与在该金属套管21的膜片膜片23后表面内的该部分接触。
这样，该接触部的面积与在金属套管21的膜片23后表面内部分的面积对应，或者与压力传递元件16与之接触部分的另外面积对应，其中凸起部15a的伸出尖部与在金属套管21的膜片23后表面内的部分接触。
在这种设计中，即使当施加到该压力-接收-目的膜片15上的压力彼此相等，如果该压力-接收-目的膜片15的面积增加，则也可得到较大重量。然后，由于该重量施加到金属套管21的膜片23较窄区域上，从而该重量可作为较大重量传递。
根据通过本发明的发明人执行FEM(有限元方法)而得到的分析结果，在具有圆形形状的压力-接收-目的膜片15情况中，弹簧的重量传递系数大约为25％。
结果，由于在金属套管21的膜片23中上述接触部的面积小于或者等于具有圆形形状的压力-接收-目的膜片15面积的1/4，则较高压力可施加到金属套管21的膜片23即压力传感元件20上。
下面通过采用公式更具体说明该事实。假设压力-接收-目的膜片15的半径定义为“r”，而具有大小为“a”Mpa的探测压力施加到该压力-接收-目的膜片15上。
在这种情况下，该压力-接收-目的膜片15的面积为“πr2”，而提供给该压力-接收-目的膜片15的重量“F”为F＝a×πr2。此外，在其中金属套管21的膜片23中接触部面积等于压力-接收-目的膜片15面积的1/4的情况中，该面积等于1/4(πr2)。
然后，下面假设是施加到该金属套管21的膜片23中接触部的压力为“B”Mpa，施加到该接触部的重量“f”由f＝B×(πr2/4)给出。在这种情况下，由于压力-接收-目的膜片15的重量转换效率近似为25％，F＝f/4，即(1/4)×a×πr2＝B×(πr2/4)。
换句话说，在上述金属套管21的膜片23中接触部面积等于1/4压力-接收-目的膜片15的面积情况中，B＝a，从而施加在该压力-接收-目的膜片15和金属套管21的膜片23之间的压力没有变化。
此外，在上述金属套管21的膜片23中接触部面积小于或者等于1/4压力-接收-目的膜片15的面积情况中，施加到金属套管21的膜片23的压力“B”变得比施加在该压力-接收-目的膜片15上的压力“a”较高。结果，重量集中施加在压力传感元件20上。
如上所述，根据该第五实施例，可设置这种压力探测装置，其中该压力传感元件20设置在该管道部12的尖部；连接器壳体60设置在该壳体10上；该柔性印刷电路板50存放在该管道部12内；以及，此外，该压力-接收-目的膜片15设置在该管道部12的尖部上，其方式为该压力-接收-目的膜片15覆盖压力传感元件20；该压力传感元件20具有膜片23和应变仪30，其中该膜片23和应变仪30通过接收来自压力-接收-目的膜片15的重量张紧；以及在具有压力-接收-目的膜片15的压力传感元件20的膜片23和应变仪30中接触部面积小于或者等于1/4压力-接收-目的膜片15的面积。
根据上述压力探测装置，如上所述，通过压力-接收-目的膜片15接收的力可直接施加，或者比高接收力较大的力施加到压力传感元件20的膜片23和应变仪30。与上述实施例类似，该压力探测装置可抑制对传感器特性的负面影响，而这种影响是通过细长管道部和存放在该细长管道部内的杆产生，此外，确保了充分高的传感器敏感性。
应该理解的是，上述实施例具有以下主要结构。这就是，该压力探测装置包括壳体10；管道部12，该管道部12具有设置在该壳体10内中的细长形状，方式是该管道部12从壳体10的一个边缘侧伸出；以及压力传感元件20，该压力传感元件20用于响应探测压力输出信号，其中该探测压力施加到管道部12的尖部，这种主要结构的特征在于，该压力传感元件20设置在管道部12的该尖部上；用于把压力传感元件20与连接器壳体60导电连接的柔性印刷电路板50存放在管道部12内；以及其他结构部可适当变化。
从上述描述明显看出，本发明的压力探测装置不限于用作上述燃烧压力传感器，其中该传感器用于探测在燃烧室内压力(内部缸体压力)。
(第六实施例)本发明试图设计这样结构，即在压力探测装置中，该压力传感元件靠近该压力探测环境，以提高敏感度。
正常情况下，在这种压力探测装置中，例如从该压力传感元件得到信号的连接单元的信号处理单元设置在该壳体内。按照传统作法，该压力传感元件通过利用线连接技术导电连接到这些信号处理单元上。
然而，在压力传感元件位于该压力探测环境侧的情况中，该压力传感元件设置在该壳体内管道部的尖部侧上，从而在该压力传感元件和信号处理单元之间的距离较长。结果，在该压力传感元件与该信号处理单元导电连接情况中，该导电连接不能通过这种线连接技术实现。
接着，在该压力传感元件连接到该信号处理单元的情况中，其中该信号处理单元远离该压力传感元件，本发明的发明人采用柔性印刷电路板作为连接件，同时发明人考虑到容易操纵特性、紧凑性以及容易连接特性。
当本发明的发明人考虑到以下技术要点时，本发明人试图制造如图12所示的这种压力探测装置。作为技术要点，该压力探测装置设置在壳体内管道部的尖部上；而采用柔性印刷电路板，以把压力传感元件连接到包含连接单元的信号处理单元上。
图12为大致示出了作为通过本发明人制造原型的压力探测装置整体结构。
对压力探测装置的使用不受限制，该压力探测装置可用作燃烧压力传感器，同时壳体10的管道部12借助于螺纹联接方式安装在安装孔内，其中例如该孔形成在汽车发动机组上。该燃烧压力传感器探测在燃烧室内的压力(即内部缸体压力)。
由金属制成的壳体10由圆筒状主体部11和比该主体部11较窄的具有细长圆筒形状的管道部12构成。螺纹部13形成在壳体10中管道部12外圆周面上。该螺纹部13可通过螺纹联接到上述发动机组上。
在这种情况下，在该压力探测装置中，如图12中箭头“Y”所示，在相反印刷方式中，探测压力施加到管道部12的尖部。
此外，压力传感元件20设置在该壳体10中管道部12的尖部上。该压力传感元件20响应探测压力输入信号。在这种情况下，压力传感元件20设置在探测压力的环境下。这样，作为探测压力的上述内部缸体压力可直接施加到该压力传感元件20上。
该压力传感元件20具有应变仪功能。该应变仪功能可根据通过探测压力产生的应变而响应例如该探测压力来输出信号。
具体地说，如图12所示，该压力传感元件20包括具有空心圆柱状的金属套管21和应变仪30构成。该金属套管21的一个边缘侧为开口部22，而其另外边缘侧为膜片23。该应变仪30设置在该金属套管21的膜片23上。
在该金属套管21中，当开口部22暴露于探测环境下时，该探测压力从该开口部22施加到金属套管21的膜片23的后表面上。接着，当金属套管21的膜片23通过压力变形时，该电信号可响应该变形输出。
此外，如图12所示，电路板40设置在该壳体10的主体部11内部。IC芯片42粘接到电路板40的一个表面上，从而安装在其中。在该IC芯片42中，设置处理来自应变仪30信号的这样的电路。
接着，该IC芯片42经由该结合线44导电连接到该电路板40上。此外，该电路板40通过采用柔性印刷电路板50导电连接到上述压力传感元件20上。该柔性印刷电路板50设置在壳体10的管道部12内部，其方式为该柔性印刷电路板50沿着管道部12的纵向延伸。
在该压力探测装置中，该柔性印刷电路板50的一个边缘部51相对于应变仪30导电连接。接着，该柔性印刷电路板50从一个边缘部51折弯，作为结合部，而除了折弯部653的位于另一个边缘部52的部分54在管道部12内沿着电路板40的方向延伸。
另一方面，柔性印刷电路板50在其另一个边缘部52侧部上的部分位于该壳体10的主体部11上。接着，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52经由通孔46从电路板40的安装表面定位在该电路板40的表面上，其中该电路板40上安装IC芯片42，而电路板40的安装表面与该IC芯片安装表面相对。该通孔46形成在该电路板40上。
然后，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52通过焊接等方式导电连接到电路板40表面上的电路板40上，其中该平面与IC芯片42的安装面相对。
此外，在该壳体10中，相对于柔性印刷电路板50，具有端子61的连接器壳体60设置在与该电路板40的连接面相对的位置上。该连接器壳体60设计成为能获得来自压力传感元件20信号的连接部。
接着，该连接器壳体60的端子61经由弹簧元件62通过弹簧接触而导电连接到电路板40上。结果，该压力传感元件20经由柔性印刷电路板50和电路板40两者导电连接到连接壳体连接器壳体60上，即连接部连接器壳体60上。
根据图12所示的压力探测装置，由于采用压力传感元件20设置在该管道部12尖部的设计，从而传统设置的杆可省略，而该杆的长度可尽可能短。
如上所述，在图12所示的压力探测装置中，通过采用柔性印刷电路板50，实现了从位于管道部12尖部的本压力传感元件20到连接器壳体60的连接。
图13A和图13B为示出了柔性印刷电路板50的详细结合的示意图。图13A为示出了在柔性印刷电路板50折弯前这种状态的平面图。图13B为示出了在柔性印刷电路板50折弯后这种状态的侧视图，其中该状态即柔性印刷电路板50组装到该压力探测装置上的状态。
如图13A所示，在柔性印刷电路板50的一个边缘部51经由例如焊接的结合件650a连接到压力传感元件20的应变仪30上后，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52插入到管道部12内。结果，如图13B所示，该部分53a折弯。
在这种情况下，在柔性印刷电路板50中折弯部653的折弯角度“θ2”变成90度，或者大于90度的钝角，或者等于90度。在这种情况下，如图13B所示，该折弯角度“θ2”是指这样角度，该角度限定在经由折弯部653持续的一个边缘部51平面与在管道部12内延伸的延伸部654另外平面之间。具体地说，该折弯角度“θ2”位于图13B中虚线和延伸部654之间。该虚线通过使延伸部654折弯获得。这样，该折弯角度“θ2”等于或者大于90度(即钝角)。该板柔性印刷电路板50的一个边缘部51从延伸部654在折弯部653折弯，其中该折弯角度“θ2”等于或者大于90度。
此外，通过柔性印刷电路板50以这种方式折弯，即该折弯角度“θ2”小于或者等于90度(即该折弯角度等于或者小于90度)，则沿着一个边缘部51从应变仪30离开方向上施加的应力基本上在柔性印刷电路板50的一个边缘部51上不产生，即在该折弯条件下应变仪30的结合部上不产生。
然而，当柔性印刷电路板50在这种折弯条件下折弯从而该折弯角度“θ2”变得大于或者等于90度时，施加到该柔性印刷电路板50的折弯部653上的应力较大，从而很容易发生破坏。结果，以下问题可能出现。也就是说，在构成柔性印刷电路板50的基部、铜片等上产生裂缝、折弯和断开。
鉴于上述问题，提供根据本发明第六实施例。图8A和8B为示出了该柔性印刷电路板50详细结合的膜片。图8A为示出了在柔性印刷电路板50折弯前这种状态的平面图。图8B为示出了在柔性印刷电路板50折弯后这种状态的侧视图，其中该状态为柔性印刷电路板50组装到该压力探测装置100上的状态。同样参见图8A和8B，下面将描述柔性印刷电路板50。
通过采用例如焊接的结合件650a，柔性印刷电路板50的一个边缘部51与在压力传感元件20中应变仪30导电和机械地结合。在这种情况下，如图8A所示，该结合件650a设置在该应变仪30的四个角部上。
然后，该柔性印刷电路板50从对应于柔性印刷电路板50与压力传感元件20的结合部的一个边缘部51折弯。柔性印刷电路板50的位于另一个边缘部52侧部的部分而不是该折弯部在管道部12内电路板40的方向延伸，即沿着作为连接器壳体60(将在后面描述)的连接部方向。
此时，在该实施例中，在柔性印刷电路板50的折弯部653的折弯角度“θ1”变为等于或小于90度的锐角。在这种情况下，如图8B所示，该折弯角度是指这样的角度，该角度限定在经由折弯部653持续的平面和在管道部12内延伸的延伸部654另外平面之间。具体地说，该折弯角度“θ1”限定成位于板柔性印刷电路板50的一个边缘部51和图8B中延伸部654之间的折弯角度。该折弯角度“θ1”等于或者小于90度。这样，该延伸部654首先在折弯部653出折弯，同时该折弯角度等于或者小于90度。然后，该延伸部654再次在部分653b处折弯，同时另外折弯角度等于或者小于90度。
这样，如图7、图8A和8B所示，该柔性印刷电路板50除了在折弯部653外也在另一个边缘部52的部分653b处折弯。换句话说，在该实例中，柔性印刷电路板50不在一个位置(现有技术)折弯，而是在多个位置折弯。
此外，如图7所示，在柔性印刷电路板50内的折弯部653位于靠近管道部12中相对壁的一个内壁(即在图7中的右侧内壁)的位置上，同时与上述折弯部653相对，该延伸部654位于靠近该相对内壁的另外内壁(即在图中左侧内壁)的位置上。该柔性印刷电路板50的延伸部654沿着在管道部12内连接器壳体60方向延伸。在该实例中，如图7所示，在延伸部654与该相对内壁另外内壁接触的状态下，该延伸部654沿着柔性印刷电路板50方向延伸。
此外，如图8A和8B所示，通孔655形成在一个边缘部51上，其方式为压力传感元件20，即应变仪30暴露。相对于压力传感元件20，即应变仪30，一个边缘部51与在柔性印刷电路板50内的结合部对应。
此外，在该通孔655和折弯部653之间的边界部构成具有“R”形状的“R”部655a，该形状不是矩形，而是圆形。与该边界部是矩形部的情况相比，该“R”部655a可降低应力集中，并可抑制对该柔性印刷电路板50的破坏。
如图7所示，另一方面，柔性印刷电路板50在其另一个边缘部52侧部上的部分位于壳体10的主体部11上。同时，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52经由通孔46从电路板40的安装平面定位，其中该安装平面把IC芯片42安装在该电路板40的表面上，其中该电路板40与该IC安装平面相对。该通孔46形成在该电路板40上。
接着，柔性印刷电路板50的另一个边缘部52通过焊接等导电连接到在电路板40的与IC芯片42安装平面相对的平面上的电路板40上。
此外，如图7所示，在该壳体10中，相对于柔性印刷电路板50，具有端子61的连接器壳体60作为连接部设置在与电路板40的连接平面相对的位置上。
该连接器壳体60由例如PPS(聚苯撑硫(polyphenylenesalfide))的树脂制成。该端子61通过插入模制等方式与连接器壳体60一体形成。该连接器壳体60设计为能从压力传感元件20获得信号的连接部。
接着，该连接器壳体60的端子61经由弹簧元件62通过弹簧接触连接到电路板40上。结果，该压力传感元件20经由柔性印刷电路板50和电路板40两者导电连接到连接器壳体60上。
此外，由于壳体10的主体部11的边缘部14嵌入到连接器壳体60内，从而该连接器壳体60以一体方式固定在壳体10上。接着，该端子61经由布线元件(未示出)导电连接到汽车等的ECU上。
下面描述作为组装具有上述结构的压力探测装置100的方法的一个实例。首先，制备这样的压力传感元件20，其中该金属套管21和应变仪30一体形成。。该柔性印刷电路板50的一个边缘部51经由例如焊接的结合件650a连接到压力传感元件20的应变仪30上。图8中示出了该状态。
然后，为了把柔性印刷电路板50的另一个边缘部52插入到该管道部12内，该柔性印刷电路板50折弯以成型。图8B中示出了该状态。
接着，柔性印刷电路板50在其另一个边缘部52侧部的部分从壳体10的管道部12的尖部插入，然后，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52抽出直到该壳体10的主体部11的内部。
因此，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52穿过通孔46的连接器壳体60，同时电路板40结合到壳体10的主体部11上，从而固定到该主体部11上。接着，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52通过焊接等方式连接到该电路板40上。该IC芯片42通过线结合方式安装在该电路板40上。
此后，该连接器壳体60组装到壳体10的主体部11上，同时由于壳体10的边缘部14嵌入，从而该连接器壳体60与壳体10固定。
当该连接器壳体60组装到该壳体10上时，端子61经由弹簧元件62以弹簧接触方式与电路板40接触，从而把端子61与电路板40导电连接。结果，根据上述方式得到图7中所示的压力探测装置100。
由于完成的压力探测装置100经由壳体10的螺纹部13安装在该螺纹孔内，从而该压力探测装置100可连接/固定到发动机组上。该压力传感元件20形成在作为要探测对象的发动机组上。
接着，如图7中箭头“Y”所示，当在燃烧室内的压力(即内部缸体压力)施加到压力传感元件20的膜片23上时，该金属套管21的膜片23在该施加压力作用下变形，随后，该变形通过应变仪30转换成信号，从而探测压力。
接着，从该应变仪30得到的电信号经由柔性印刷电路板50传递到电路板40，同时通过IC芯片42处理，之后，该处理后的信号从端子61输出到外部设备。
另一方面，根据该实施例，该压力探测装置100包括壳体10；管道部12，该管道部12具有设置在壳体10内的细长形状，其中该管道部12从壳体10的一个边缘侧伸出；以及压力传感元件20，该压力传感元件20用于响应探测压力输出信号，其中该探测压力施加到管道部12的尖部，在该压力探测装置100中，具有以下特征点。
这就是，压力传感元件20设置在该管道部12的尖部上，而从压力传感元件20中获得信号的连接器壳体60设置在壳体10内(参见图7)。
用于把压力传感元件20与连接器壳体60导电连接的柔性印刷电路板50存放在管道部12内。该柔性印刷电路板50的一个边缘部51与压力传感元件20结合，此外，从一个边缘部51折弯作为该结合部。柔性印刷电路板50在另一个边缘部52侧部除了该折弯部653以外的部分在管道部12内连接器壳体60的方向延伸(参见图7)。
在该柔性印刷电路板50中折弯部653的折弯角度“θ1”成为小于90度的锐角(参见图8A和8B)。
根据采用这些特征结构的该实施例的压力探测装置100，由于在柔性印刷电路板50中折弯部653的折弯角度“θ1”设定成小于90度的锐角，从而与传统压力探测装置相比，降低了由折弯柔性印刷电路板50而导致的损坏，其中该该传统压力探测装置中，折弯角度设定成大于或者等于90度。
此外，在该实施例的压力探测装置100中，除了折弯部653以外，该柔性印刷电路板50也在其另一个边缘部52侧部的一部分折弯(参见图7和图8A和8B)。
如上所述，该柔性印刷电路板50不是在现有技术中一个位置折弯，而是多次折弯，从而每个中外比的折弯角度减小。结果，在柔性印刷电路板50中折弯部653折弯角度“θ1”设定成小于90度锐角的技术构思可完全实现。
此外，在该实施例的压力探测装置100中，在该柔性印刷电路板50内的压力探测装置100位于靠近管道部12内相对壁的一个内壁的位置上，同时延伸部654位于靠近管道部12内相对内壁中另一个上。该柔性印刷电路板50的延伸部654沿着管道部12内连接器壳体60的方向延伸(参见图7)。
换句话说，在该实施例中，柔性印刷电路板50的折弯部653和延伸部654两者均位于这样的位置，其中该位置靠近管道部12中相对内壁的不同内壁上。
结果，这种在柔性印刷电路板50内折弯部653折弯角度“θ1”小于90度锐角的技术构思可完全实现。此外，在针对柔性印刷电路板50中压力传感元件20的一个边缘部51中，沿着柔性印刷电路板50离开应变仪30方向施加的应力降低，而在该一个边缘部51的结合强度也完全保证。
例如，在图13所示的传统柔性印刷电路板50的结构中，由于在该传统柔性印刷电路板50中的折弯部653和延伸部654两者均位于这样的位置，即靠近在管道部12内相对内壁的相同侧内壁的位置，从而在实践中难以把上述折弯角度“θ2”设定成小于90度这样的角度。
另外，在该实施例的压力探测装置100中，通孔655形成在一个边缘部51上，其方式为该压力传感元件20暴露出(参见图8A和8B)。对于在柔性印刷电路板50中压力传感元件20，该一个边缘部51与结合部对应。
结果，没有机会使压力传感元件20的探测面通过柔性印刷电路板50紧密封闭，这样，空气可随意进入，并经由压力传感元件20即图7中应变仪30的探测面导入/导出。因此，就能避免对通过压力传感元件20进行的压力探测的干扰。这样，可实现具有高敏感度的压力探测装置100。
需要注意的是，该通孔655不需要形成在柔性印刷电路板50中一个边缘部51的中心部。此外，通孔655的总数量不需要选择成1，而是可选择地选择成多个。
另外，根据该实施例的压力探测装置100，由于该压力探测装置100设计成该压力传感元件20设置在该管道部12的尖部，从而可省略传统设置的杆。
具体地说，在该实施例中，当压力传感元件20设置在该探测压力的这种环境下，即在该实例中，该压力传感元件20暴露于燃烧室，则该探测压力可直接施加到该压力传感元件20上。
在传统压力探测装置中，用于接收探测压力的膜片设置在该管道部的尖部，而具有杆状的压力传递元件(称为“杆”)设置在该管道部，此时，探测压力可从膜片经由杆传递到压力传感元件。
在这种情况下，该杆的长度必须根据管道部长度即压力传递距离而延长。例如，在燃烧压力传感器中，如果该杆的长度设计较长，则该杆的重量增加。结果，该杆的谐振频率叠加有燃烧的爆震的振动频率，从而在该杆中出现共振现象。因此，这种问题可相对于传感器特性出现。也就是说，爆震信号隐含在由杆共振现象产生的噪音中，从而该爆震信号不能被测量到。
此外，在杆的长度设计较长的情况中，由于杆本身很容易变形，在杆和膜片或者压力传感元件之间的接触条件改变。如果在接触条件中的变化发生，则在压力传递特性上的精度恶化，这就对传感器特性造成负面影响。
相反，如该实施例中解释的那样，如果压力探测装置100省略了杆，则由该杆产生的问题可得到解决。也就是说，该问题是发生杆的共振现象，同时压力传递精度恶化。
结果，根据该实施例，该压力探测装置100这样设计，即压力传感元件20设置在壳体10的内部，其中该壳体10具有从该壳体10的一个边缘部伸出的细长管道部12，而连接器壳体60设置在该壳体10内。在该压力探测装置100中，对传感器特性负面影响得到抑制，其中该负面影响通过该细长管道部和存放在该细长关部内的杆而产生。
(第七实施例)另一方面，在图7和图8A及8B所示的压力探测装置100中，当压力传感元件20设置成该压力传感元件20暴露于探测压力环境下时，该探测压力直接施加到压力传感元件20上。
在本发明的以下描述的第七实施例中，提供了这样的设计，即探测压力经由膜片施加到压力传感元件20上。
图9为大致示出了作为根据本发明第七实施例第一实例的压力探测装置的主要部分。
在图9所示的压力探测装置中，膜片15设置在壳体10中管道部12内尖部上，其方式为该膜片15覆盖压力传感元件20。这样，探测压力可经由该膜片15施加到压力传感元件20上。
应当理解的是，在下文中，该膜片15将被称为“压力-接收-目的膜片15”，从而该压力-接收-目的膜片15可与金属套管21的膜片23区别开。
具体地说，在该第一实例中，该压力-接收-目的膜片15与压力传感元件20直接接触。具体地说，如图9所示，沿着压力传感元件20方向伸出的凸起部15a形成在该压力-接收-目的膜片15上，而从该凸起部15a伸出的尖部缩进到金属套管21的膜片23后表面上。
在这种情况下，该压力-接收-目的膜片15例如形成为圆盘状，而凸起部15a具有类似“肚脐”形状，其中该结构位于该圆的中心位置。此外，由于该压力-接收-目的膜片15的圆周部通过焊接与金属套管21的法兰24结合，从而可固定到该法兰24上，该压力-接收-目的膜片15与压力传感元件20一体形成。
该第一实例的压力探测装置可如下制造即，对于与压力-接收-目的膜片15一体形成到压力传感元件20，该柔性印刷电路板50的一个边缘部51通过焊接等方式连接。之后，实施与第六实施例中类似的组装方法，从而制造该实施例的上述压力探测装置。
接着，在该第一实例的压力探测装置中，当在燃烧室内的压力(内部缸体压力)施加到该压力-接收-目的膜片15上时，该重量从压力-接收-目的膜片15的凸起部15a施加到该金属套管21的膜片23上。然后，该金属套管21的膜片23的变形通过应变仪30转换成电信号，以探测压力。
图10为大致示出了作为根据本发明第七实施例第二实例的压力探测装置的主要部分。
在如图9所示的上述第一改型中，通过切割等方式形成该压力-接收-目的膜片15的凸起部15a。相反，在图10所示的压力-接收-目的膜片15中，凸起部15a通过挤压工艺对具有平板状的膜片表面折弯而制造，从而该凸起部15a可以简单方式形成。
图11为大致示出了作为根据本发明第七实施例第三实例的压力探测装置的主要部分。
如图11所示，同样在该第三实例中，与上述第一和第二实例类似，该压力-接收-目的膜片15设置在该管道部12的尖部上，其方式为该膜片15覆盖压力传感元件20，从而探测压力经由压力-接收-目的膜片15施加到该压力传感元件20上。
在上述第一和第二实例中，当凸起部15a设置在该压力-接收-目的膜片15上时，该压力-接收-目的膜片15与压力传感元件20直接接触，从而该压力探测装置可通过省略该杆而设计。
与第一和第二实例相反，在图11所示的第三实例中，一个压力传递元件16位于该压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间。接着，探测压力从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16从压力-接收-目的膜片15施加到该压力传感元件20上。
根据该第三实例，由于该压力传感元件20设置在该管道部12的尖部上，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间的距离设计成尽可能短，这样，实现了压力传递元件16(即杆)缩短的设计。结果，通过使该杆延长而产生的上述共振问题以及杆本身变形的这样问题在允许情况下尽可能地抑制。
作为在该第三实例中解释的设计中采用的压力传递元件16，可采用与该传统压力探测装置中的杆类似的杆状件。更具体地说，在图11中所示的实例中，球状件16用作该压力传递元件16。
在该设计的情况中，对于作为压力传递元件16的球状件16，缩进到该压力-接收-目的膜片15的该压力传递元件16表面和与缩进到压力传感元件20的另外表面(即金属套管21的膜片23)两者构成了球体。
根据该实例，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20与压力传递元件16之间的接触可设定成稳定的点接触。此外，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20与压力传递元件16之间的总触点数量减少。
结果，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20与压力传递元件16之间的接触条件变化尽可能最小程度地抑制，在相应接触部确保了稳定接触条件，此外，抑制了压力传递精度的恶化。
具体地说，在压力传递元件16为球体件16的情况中，与现有技术的杆相比，用作压力传递元件的球体件16很难变形。结果，在该球体件16与压力-接收-目的膜片15、压力传感元件20之间的稳定接触条件更好地维持在适当接触条件下。
还需要注意的是，该球体件16可以不是完全的球体形状，而可选择地由略象椭圆的形状或者“橄榄球”形状来代替。此外，作为相对于压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20的接触面变为球体面的压力传递元件16，在该实例中，本发明不只限于球体状件。例如，两个接触面均由球体面形成，而两个球体接触面之间的中间部为柱状。
还需要注意的是，在上述管道部12内延长的柔性印刷电路板50的延伸部654可以是可选择地扭转，以形成螺旋形状。
可选择的是，在该管道部12中，该柔性印刷电路板50可粘接到管道部12上，从而固定在其中。
另外，在位于该管道部12内的柔性印刷电路板50中，例如电容器的具有较轻重量的部件可选择地安装在该柔性印刷电路板50的表面上。
此外，在上述相应实施例中，该压力传感元件20设置在靠近要探测压力环境的该管道部12的尖部，从而该压力传感元件20的温度可容易增加。
作为在这种情况下的解决方法，在该压力探测装置中，可以该热辐射件与压力传感元件20接触的方式设置该热辐射件。根据该实施例，由于压力传感元件20的热经由该热辐射件辐射，从而可更好地改善该压力传感元件20的温度降低。
同样地，例如，以下热辐射件可由具有高热阻特性的材料和高热辐射特性的材料制成，例如铝和不锈钢。然后，这种热辐射件可相对于金属套管21固定，例如，其方式为该热辐射件通过焊接等方式与该金属套管21连接。
总之，本发明具有以下主要结构。也就是说，该压力探测装置包括壳体10；管道部12，该管道部12具有设置在该壳体10内中的细长形状，方式是该管道部12从壳体10的一个边缘侧伸出；以及压力传感元件20，该压力传感元件20用于响应探测压力输出信号，其中该探测压力施加到管道部12的尖部，这种压力探测装置100的主要特征在于，该压力传感元件20设置在管道部12的该尖部上；连接器壳体60设置在壳体10内；以及用于把压力传感元件20与连接器壳体60导电连接的柔性印刷电路板50存放在管道部12内。另外，如上所述，在该柔性印刷电路板50中的折弯部653的折弯角度“θ1”设定成等于或者小于90度的锐角；以及其他结构部可适当地变化。
从上面描述中可以明显地看出，本发明的压力探测装置不限于用作探测燃烧室内压力(内部缸体压力)的上述燃烧压力传感器。
(第八实施例)本发明试图制造这种结构，其中在该压力探测装置中，传感单元靠近压力探测环境侧部，从而提高其敏感度。
图26为一个示意性地示出了由本发明人制造的作为原型的压力探测装置的整个结构的剖视图。
另外，用于响应探测到的压力而输出信号的传感单元831设置在该壳体10内的管道部12的尖部上。
在这种情况下，该传感单元831包括压力-接收-目的膜片15、金属套管21、压力传递元件16和压力传感元件20。该压力-接收-目的膜片15设置在该管道部12的尖部上，并用于接收探测压力(即应该被探测的压力)。该压力传递元件16设置在该金属套管21内。该探测压力从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16传递到该压力传感元件20上。
具体地说，该压力传感元件20通过在金属套管21中的玻璃结合件安装在膜片23的表面上，其中该金属套管作为具有空心圆柱形状的保持件，其中该保持件的一个边缘侧为开口部22，而另一个边缘侧为膜片23。该压力传感元件20具有应变仪功能。例如，该应变仪功能可相应探测压力根据通过该探测压力探测产生的应变输出信号。
该压力传递元件16设置在该金属套管21的空心部上。该压力-接收-目的膜片15固定到金属套管21的开口部22上，其方式为该膜片15可覆盖开口部22。
接着，如图26中箭头“Y”所示，该探测压力可从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16施加到金属套管21的膜片23的后表面上。
然后，当该金属套管21的膜片23在压力作用下变形时，电信号可响应该变形从压力传感元件20输出。
此外，如图26所示，电路板40设置在壳体10的主体部11内部。IC芯片42安装在电路板40的一个表面上，从而通过粘接固定在其中。在该IC芯片42中，设置这样的电路，该电路对来自传感单元831的金属套管21的输出信号进行处理。
接着，该IC芯片42经由结合线44与电路板40进行导电连接。此外，该电路板40通过采用柔性印刷电路板50与上述传感单元831的压力传感元件20进行导电连接。该柔性印刷电路板50设置在该壳体10的管道部12内部，其方式为该柔性印刷电路板50沿着管道部12的纵向延伸。
在该压力探测装置中，该柔性印刷电路板50的一个边缘部51与该压力传感元件20导电连接，而该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52在管道部12内沿着电路板40的方向延伸。另外，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52通过焊接等结构与电路板40导电连接。
另外，在壳体10中，具有端子61的连接器壳体60设置在与该电路板40相对的位置上。该连接器壳体60设计成为连接部，该连接部能从该压力探测装置中的传感单元831的压力传感元件20上获得信号。
接着，该连接器壳体60的端子61利用弹簧接触通过弹簧元件62与电路板40导电连接。结果，该传感单元831的压力传感元件20经由柔性印刷电路板50和电路板40两者与连接器壳体60即连接器部60导电连接。
根据图26所示的压力探测装置，由于这样的设计，即传感单元831设置在与壳体10的一个边缘部对应的管道部12的尖部上，该压力传递元件的长度在允许情况下尽可能缩短，尽管该压力传递元件以传统方式布置，从而在整个管道部上方延伸。
如上所述，在图26所示的压力探测装置中，通过采用柔性印刷电路板50，实现了从位于管道部12尖部到连接器壳体60的导电连接。
在这种情况下，可以理解的是，通过利用线连接技术的连接，实现传感单元831的压力传感元件20与柔性印刷电路板50之间的连接。然而，本发明的发明人设想采用倒装片(flip chip)连接，其中该连接必要区域比引线结合(wire bonding)连接区域小，从而实现比引线结合连接更紧凑的结构。
图27A和27B为示出了在作为图26中所示原型模式的压力探测装置中、在柔性印刷电路板50的一个边缘部51与传感单元831的压力传感元件20之间倒装片详细结构的示意图。该倒装片结合作为突块832中典型设计。
在附图中，图27A为示出了在折弯前在柔性印刷电路板50中倒装片结合状态的平面图。图27B为示出了在柔性印刷电路板50已经组装到该压力探测装置状态下、即该柔性印刷电路板50已经折弯后、倒装片结合状态的侧视图。
应当理解的是，图27A为从上面方向看与图27B中平面对应的平面图。位于该压力传感元件20下面的突块832应该用隐线表示。然而，为了容易观察，在图27A中，该突块832用实线表示。
对于柔性印刷电路板50，在该柔性印刷电路板50的一个边缘部51经由例如焊接块或者螺栓头与压力传感元件20连接，而该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52插入到管道部12内。结果，该柔性印刷电路板50的一部分853如图27B所示那样折弯。
此外，在这种情况下，作为在传感单元831中的突块832的布置平面上突块832的典型布置，该突块832设置在压力传感元件20表明的四个角部上。这样，该压力传感元件20通过经由这些突块832的倒装片结合而导电和机械地连接到柔性印刷电路板50上。
如上所述，在这种压力探测装置中，其中该压力传感元件20，即传感单元831通过倒装片结合连接到柔性印刷电路板50上，如果冷却/加热循环连续进行，则由于这些结构件热膨胀系数不同，具体地说，在由硅制成的压力传感元件20的热膨胀系数和由树脂制成的柔性印刷电路板50的另外膨胀系数之间不同，而在该突块结合部上，产生大量应力。
此外，当传感单元831通过探测压力重复接收压力时，该突块832被该压力下压，从而在该突块连接部产生大量应力。接着，在已经接收应力的突块连接部中，存在着最终发生线断开的危险。
鉴于存在上述问题，设置根据本发明第八实施例的压力探测装置。图14为大致示出了根据第八实施例的压力探测装置100的整体结构的剖面图。
此外，图15A和15B为示出了在传感单元831的压力传感元件20与图14中所示柔性印刷电路板50之间倒装片结合部的放大视图。图15A为示出了在折弯前柔性印刷电路板50中倒装片结合状态的剖面图。图15B为示出了在如下条件下倒装片结合状态的侧视图，在该状态下，该柔性印刷电路板50组装到压力探测装置，也就是在柔性印刷电路板50折弯后的状态。
应当理解的是，图15A为从上部方向看与图15B中平面对应的平面图。位于该压力传感元件20下面的突块832和虚突块833应当用隐线表示。然而，为了容易观察，在图15A中，虚突块833和突块832两者均用实线表示。另外，在图15A中，为了把突块832与虚突块833区别开，该虚突块833用阴影线表示。
尽管压力探测装置100的使用不受限制，但该压力探测装置100可用作燃烧压力传感器。
在这种情况下，该燃烧压力传感器与这样的传感器对应，同时该壳体10的管道部12通过螺纹联接方式安装在安装孔内，其中该安装孔例如形成在作为探测对象的汽车发动机组上。在燃烧室内的压力(即内部缸体压力)作为探测压力被探测。
根据该实施例的压力探测装置100主要包括壳体10；设置在壳体10上用于响应该探测压力而输出信号的传感单元831；设置在该壳体10上用于从该传感单元831上获得信号的作为连接器壳体60的连接单元；以及存放在该壳体10内的柔性印刷电路板50，该柔性印刷电路板50用于把传感单元831导电连接到作为连接器壳体60的连接单元上。
该壳体10由圆柱主体部11和管道部12组成。具有细长圆柱形状的管道部12比主体部11较窄。
这些主体部11和管道部12由例如不锈钢的金属制成，该金属通过切割、冷煅操作等方式处理。在该实施例中，尽管该管道部12具有圆柱管形状，但该管道部12也可选择地具有矩形管形状。
还需要注意的是，在该壳体10内，该主体部11和管道部12可一体形成。可选择的是，该主体部11和管道部12可单独形成，之后，该主体部11和管道部12两者可通过焊接、粘接、压配合、螺纹联接、嵌入等方式彼此结合，以形成一个整体。
另外，该螺纹部13形成在壳体10内管道部12的外圆周面上。该螺纹部13可通过螺纹联接到上述作为要探测对象的发动机组上。
如上所述，该实施例的压力探测装置100以这样方式设计，即该壳体10带有具有细长形状的管道部12，同时该管道部12从该壳体10的一个边缘侧伸出。
在这种情况下，该壳体10的管道部12插入到安装孔内，并经由螺纹部13安装。该安装孔以螺纹孔形成在发动机组上。结果，该压力探测装置100安装在该发动机组上。
接着，在该压力探测装置100安装在该发动机组上的条件下，如图14和相反印刷方式中的凸起部15a、15B中箭头“Y”所示，作为探测压力的在燃烧室内的压力(即内部缸体压力)从管道部12尖部施加。换句话说，在该第一实施例的压力探测装置100中，该探测压力施加到壳体10的一个边缘部上。
此外，在该压力探测装置100中，用于相应探测压力输出信号的传感单元831设置在该壳体10的一个边缘部即管道部12的尖部上。
在该情况下，该传感单元831由压力-接收-目的膜片15、金属套管21、压力传递元件16和压力传感元件20组成。该压力-接收-目的膜片15设置在该管道部12的尖部上，并接纳探测压力(即应当探测的压力)。该压力传递元件16设置在金属套管21上。该探测压力从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16传递到压力传感元件20上。
具体地说，该压力传感元件20经由在金属套管21上的玻璃结合件安装在膜片23的表面上，其中该玻璃结合件作为具有空心圆柱形状的保持件，其中该保持件的一个边缘侧为开口部22，而其另一个边缘侧为膜片23。
在该压力探测装置100中，该压力传感元件20具有应变仪功能。该应变仪可响应探测压力基于由该探测压力产生的应变输出信号。
该金属套管21为这样的金属件，其中该金属件加工成具有空心圆柱形状。膜片23形成在开口部22的开口边缘部，同时该法兰24沿着垂直于圆周面的方向伸出。在该实施例中，尽管该金属套管21的空心部为圆柱形状，但本发明不限于此。可选择的是，该空心部可具有矩形圆柱形状。
接着，该膜片23插入到管道部12内，其方式为该金属套管21的膜片侧部膜片23指向管道部12的内部，同时其开口部侧的部分指向燃烧室。然后，该金属套管21的法兰24通过粘接件、焊接方式或者压力焊接方式固定到管道部12的尖部的开口边缘部上。
此外，在该实施例的压力探测装置100中，如图14、图15A和图15B所示，膜片15设置在该壳体10内管道部12的尖部上，其方式为该膜片15覆盖金属套管21的开口部22。
需要注意的是，在下文中，该膜片15被称为“压力-接收-目的膜片15”，以与该实施例和相应实施例(将在后面解释)的金属套管21的上述膜片23区别开。
在这种情况下，该压力-接收-目的膜片15形成为圆盘形状，例如由不锈钢制成。该压力-接收-目的膜片15的圆周部通过焊接结合到金属套管21的法兰24上，从而固定到该法兰24上。结果，该压力-接收-目的膜片15与金属套管21一体形成。
接着，在图14中以相反印刷方式，如箭头所示，该压力-接收-目的膜片15接收探测压力。具体地说，该压力-接收-目的膜片15设置成接纳燃烧压力(内部缸体压力)，同时在压力探测装置100安装在该发动机组的条件下，该膜片15朝向燃烧室。
此外，如图14、图15A和15B所示，在该压力探测装置100中，压力传递元件16设置在金属套管21的空心部上。换句话说，该压力传递元件16位于压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间。该压力传递元件16例如由金属、陶瓷等材料制成。
在这种情况下，在该压力传递元件16把重量施加到该膜片膜片23上的条件下，该压力传递元件16的一个边缘部与金属套管21的膜片23接触。在该压力传递元件16的另外一个边缘部把重量施加到该膜片15上时，该边缘部与压力-接收-目的膜片15接触。
结果，如上所述，即使该压力传递元件16通过其线性膨胀系数收缩，则在该燃烧室内的压力变为负压，在该压力传递元件16和膜片15、膜片23两者之间的接触也能正确地保证。
在图14、图15A和图15B所示的实例中，尽管压力传递元件16为球状件，但该压力传递元件16的形状不限于在该压力探测装置100中的该球状件。
接着，探测压力通过压力-接收-目的膜片15接收，并从该压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16施加到该金属套管21的膜片23和压力传感元件20两者上。
此外，尽管不限于在该实施例中的上述压力传感元件20，但这样的元件可作为具有应变仪功能的压力传感元件20。也就是说，在该压力传感元件中，由扩散电阻元件构成的桥式电路通过例如半导体工艺相对于硅半导体芯片形成。
具有应变仪功能的这样的半导体芯片可具有以下功能。也就是说，当该金属套管21的膜片23通过压力变形时，由于该应变仪30本身相应该变形而发生应变，则通过该应变而产生的电阻值变化转换成电信号，然后该电信号输出。
当金属套管21的膜片23与压力传感元件20均作为应变部设置时，其中该应变部通过接收由该探测压力产生的重量而发生应变，这些应变部可对压力探测装置100的基本性能产生影响。
在这种情况下，对于构成该金属套管21的金属材料，由于这些金属材料接收较高压力，低热膨胀系数则是必须要求的，从而该金属材料的强度较高，此外，由于由Si半导体等材料制成的压力传感元件20通过低熔点玻璃结合到该金属套管21上。
具体地说，作为金属套管21的金属材料，可选择Fe、Ni、Co或者主要成分为Fe或者Ni材料以及添加Ti、Nb、Al或者Ti、Nb作为沉淀增强材料的材料。例如，可选择该沉淀硬化型不锈钢。该金属套管21可通过挤压、切割和冷煅操作来形成。
另外，如图14所示，在该实施例的压力探测装置100中，由陶瓷衬底等形成的电路板40设置在壳体10的主体部11内部。
在相对于主体部11的边界部，该电路板40设置成覆盖管道部12的开口部。该电路板40的周围部例如通过粘接方式固定到壳体10上。
IC芯片42粘接到该电路板40的平面上，从而安装在其中。该平面与管道部12的开口部相对设置。在该IC芯片42中，制造对来自压力传感元件20的输出信号进行放大和调节的电路。
接着，通过采用由铝(Al)或者金制成的结合线44，该IC芯片42导电连接到该电路板40上。
此外，如图14、图15A和图15B所示，在该压力探测装置100中，通过采用与该布线元件对应的柔性印刷电路板50，该电路板40导电连接到上述压力传感元件20上。
作为柔性印刷电路板50，其可采用一般目的的印刷电路板，其中该印刷电路板通过对例如在基体上的铜(Cu)进行制作图案而制造，其中该基体例如为聚酰亚胺树脂。如图14所示，该柔性印刷电路板50设置在该壳体10的管道部12内部，从而沿着该管道部12的纵向延伸。
在图15A和15B所示的实例中，借助于倒装片结合，该柔性印刷电路板50的一个边缘部51经由多个突块832导电和机械地结合到传感单元831的压力传感元件20上。
作为该突块832，可采用例如金等材料的焊接块、螺栓柱头。具体地说，尽管在附图中没有示出，但经由突块832，形成在压力传感元件20表面上的垫片连接到例如形成在柔性印刷电路板50表面上垫片的连接部上。
在这种情况下，在该实施例中，该压力传感元件20相对于在该传感单元831中突块832与连接部对应。与该柔性印刷电路板50相对的该压力传感元件20的表面构成了传感单元831的突块832的布置平面。
接着，如图15A所示，在该实施例中，与典型突块布置(参见图27A)类似，该突块832布置在布置平面的四个角部上，即该压力传感元件20的表面上。
另外，如图15A和15B所示，在该第一实施例的压力探测装置100中，虚突块833设置在传感单元831即压力传感元件20以及柔性印刷电路板50的一个边缘部51之间的突块832附近。该虚突块833用于衰减施加在突块832上的应力。
作为该虚突块833，与上述突块832类似，可采用由焊接块、螺栓柱头等构成的这样突块，其中采用上述突块832以把压力传感元件20与柔性印刷电路板50通过倒装片方式结合。
接着，经由虚突块833，该传感单元831的压力传感元件20机械连接到该柔性印刷电路板50的一个边缘部51上。还需要注意的是，该虚突块833与也可以不把压力传感元件20与柔性印刷电路板50导电连接。
然后，如图14所示，该柔性印刷电路板50从该柔性印刷电路板50的一个边缘部51折弯，同时除了与该折弯部对应的折弯部653以外，柔性印刷电路板50的位于其另一个边缘部52侧部的部分在管道部12内沿着该电路板40纵向延伸。该上述一个边缘部51与柔性印刷电路板50和压力传感元件20的结合部对应。
另一方面，柔性印刷电路板50在其另一个边缘部52侧部的部分设置在壳体10的主体部11上。接着，在安装该IC芯片42平面相对的平面上，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52经由设置该电路板40上的通孔46而设置在该电路板40上。
然后，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52通过焊接等导电连接到电路板40与IC芯片42安装面相对平面上的电路板40上。
此外，在该压力探测装置100中，如图14所示，在该壳体10中，相对于柔性印刷电路板50，具有端子61的连接器壳体60设置在与电路板40连接平面相对的位置上。
该连接器壳体60由例如PPS(聚苯撑硫(polyphenylenesalfide))的树脂制成。该端子61通过插入模制等与连接壳体连接器壳体60一体形成。该连接器壳体60形成为能从传感单元831的压力传感元件20获得信号的连接部连接器壳体60。
接着，该连接器壳体60的端子61经由弹簧元件62通过弹簧接触与电路板40导电连接。结果，该传感单元831的压力传感元件20经由柔性印刷电路板50和电路板40与连接器壳体60两者导电连接。
此外，如图14所示，由于壳体10的主体部11的边缘部14嵌入到连接壳体连接器壳体60内，从而该连接壳体连接器壳体60以一体方式固定到壳体10上。
然后，该连接部连接器壳体60的端子61可经由布线元件(未示出)与汽车等的ECU导电连接。结果，该压力探测装置100可相对于外部设备传递/接收信号。
下面描述制造具有上述结构的压力探测装置100的方法。
首先，该压力传递元件16设置在金属套管21和压力-接收-目的膜片15之间。具体地说，该压力传递元件16插入到金属套管21的空心部内，然后，安装该压力-接收-目的膜片15以便覆盖金属套管21的开口部22。
接着，在重量从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16施加到金属套管21的膜片23上的条件下，该压力-接收-目的膜片15被焊接。结果，该压力-接收-目的膜片15一体连接到金属套管21上。
换句话说，当保持这样状态时，其中在该状态，重量在以下方向施加，沿着该方向，压力传递元件16夹在金属套管21和压力-接收-目的膜片15之间，此时，压力-接收-目的膜片15的整个圆周部通过激光焊接方式焊接到法兰24上。
在以上述方式焊接压力-接收-目的膜片15以便把该压力-接收-目的膜片15以一体方式连接到金属套管21上后，该压力传感元件20安装到金属套管21上。
具体地说，该压力传感元件20安装在金属套管21的膜片23外表面上，同时插入低熔点玻璃(未示出)。然后，烧结该玻璃，以使压力传感元件20与金属套管21进行玻璃结合。
接着，在压力传递元件16、金属套管21、压力传感元件20和压力-接收-目的膜片15以一体形成组装的单元中，即在传感单元831中，该柔性印刷电路板50的一个边缘部51经由突块832以倒装片结合方式与压力传感元件20结合。
此时，当突块832预先形成在该压力传感元件20的表面上时，该柔性印刷电路板50的一个边缘部51与形成在该突块832上的压力传感元件20接触，然后，通过回流焊方式经由突块832实现该连接。
接着，柔性印刷电路板50在其另一个边缘部52侧部的部分从壳体10的管道部12的尖部插入，然后，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52抽出直到壳体10的主体部11内部。
然后，该柔性印刷电路板50的另一个边缘部52穿过电路板40的通孔60，并通过焊接等连接到电路板40上。该IC芯片42借助于线结合方式安装到该电路板40上。
接着，该电路板40结合到壳体10的主体部11上，以便固定到该主体部11上。随后，该连接壳体连接器壳体60组装到壳体10的主体部11上，而由于该壳体10的边缘部14嵌入，从而连接壳体压力传递元件16就与壳体10固定。
当该连接器壳体60组装到该壳体10上时，该端子61经由弹簧元件62以弹簧接触方式与电路板40接触，以便把端子61和电路板40导电连接。结果，图14所示的压力探测装置100可根据上述方式完成。
由于完成的压力探测装置100经由壳体10的边缘部14安装在形成在被探测对象的该发动机组上螺纹孔内，该压力探测装置100可连接/固定到该发动机组上。
接着，当在燃烧室内的压力(即内部缸体压力)沿着如图14、图15A和图15B中箭头“Y”所示方向从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16施加到该金属套管21的膜片23上时，该金属套管21的开口部22通过该施加压力变形，然后，该变形通过压力传感元件20转换成电信号，以便探测压力。
然后，从该传感单元831的压力传感元件20获得的电信号经由柔性印刷电路板50传递到电路板40，并通过例如IC芯片42处理。该处理后的信号从端子61输出到外部设备。
在上述制造方法中，在压力-接收-目的膜片15焊接以便一体形成压力-接收-目的膜片15、压力传递元件16和金属套管21后，该压力传感元件20安装在金属套管21上。可选择的是，在该压力传感元件20安装在该金属套管21上后，该压力-接收-目的膜片15、压力传递元件16和金属套管21可形成一个整体。
然而，以下制造方法最好采用上述制造方法。也就是说，当压力传递元件16位于金属套管21和压力-接收-目的膜片15之间时，在重量从压力-接收-目的膜片15经由压力传递元件16施加到金属套管21的条件下，在压力-接收-目的膜片15焊接后，该压力传感元件20安装在该金属套管21上。
原因如下采用装有的方法，即在压力传感元件20通过玻璃结合安装在金属套管21上后，该压力-接收-目的膜片15焊接到金属套管21上，可能出现以下问题。
作为第一问题，由于压力传递元件16的长度缩短而使压力传感元件20和压力-接收-目的膜片15的焊接部之间距离减小，从而由焊接热而产生的负面影响变大。结果，该压力-接收-目的膜片15的焊接热可能对在金属套管21上到压力传感元件20产生热破坏。
作为第二问题，在压力传感元件20固定到金属套管21上后，在该重量从压力传递元件16经由金属套管21的膜片23施加到压力传感元件20的条件下，该压力-接收-目的膜片15以焊接方式固定。结果，在压力-接收-目的膜片15焊接后，此时施加的重量保留在压力传感元件20上。结果，该剩余重量可产生输出偏差。
相反，根据该优选制造方法，在压力传感元件20安装在该金属套管21前，当重量从压力-接收-目的膜片15经由压力-接收-目的膜片15施加时，该压力-接收-目的膜片15焊接到该金属套管21上。
结果，当压力-接收-目的膜片15焊接而同时施加重量时，该压力传感元件20仍然没有安装到金属套管21上，也没有存在。结果，就没有出现通过焊接压力-接收-目的膜片15而对压力传感元件20产生热破坏的问题，同时施加重量。基于这个原因，上述制造方法是优选的。
另一方面，根据该实施例，该压力探测装置包括壳体10；设置在该壳体10内用于响应该探测压力输出信号的传感单元831；以及设置在该壳体10上的连接器部60，该连接器部60用于从传感单元831获得信号，可以设置具有以下特征点的压力探测装置100。
也就是说，该传感单元831设置在壳体10的一个边缘侧上，即在该实施例中的管道部12的尖部上，此外，该探测压力施加到壳体10的一个边缘部上。
用于把传感单元831与连接器部60导电连接的柔性印刷电路板50存放在该壳体10内。经由多个突块832以倒装片结合方式，该传感单元831与该柔性印刷电路板50的一个边缘部51导电和机械地连接。
此外，在突块832附近，在传感单元831和柔性印刷电路板50的一个边缘部51之间，设置用于衰减施加到突块832上的应力的虚突块833。该传感单元831经由虚突块833机械地连接到柔性印刷电路板50的一个边缘部51上。
根据具有这种特征点的压力探测装置100，由于该传感单元831位于压力探测环境附近，从而改善了例如敏感度的传感器特征。
具体地说，由于传感单元831靠近该压力探测环境，从而在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间的距离可缩短，而压力传递元件16的长度可设计成比现有技术中的短。结果，改善了该传感器特性。
例如，在该压力探测装置100作为发动机的燃烧压力传感器的情况中，当压力传递元件16的长度较长时，压力传递元件16的共振频率叠加燃烧爆震的振动频率，从而在压力传递元件16中可能出现共振现象。因此，该问题可能相对于传感器特性出现。也就是说，最初不是较大的爆震信号隐含在由压力传递元件16共振现象产生的噪音中，从而不能测量到该爆震信号。
此外，在该压力传递元件16的长度较长的情况中，由于压力传递元件16本身容易变形，从而在压力传递元件16和压力-接收-目的膜片15或者压力传感元件20之间的接触条件被改变。如果在该接触条件中发生变化，则压力传递精度特性恶化，这对传感器特性产生负面影响。
相反，由于本实施例的压力探测装置100通过使压力传感元件20更靠近压力探测环境而构成，就能最大程度地抑制由于使压力传递元件16较长而产生共振和压力传递元件16变形的问题。这样，传感器特性得到改善。
此外，根据该实施例中的压力探测装置100，通过采用柔性印刷电路板50，在传感单元831和与该传感单元831远离的连接器部60之间的电连接可正确实现。此外，由于传感单元831通过倒装片结合方式与柔性印刷电路板50结合，可实现能使压力探测装置100适当紧凑的设计。
此外，根据压力探测装置100，通过虚突块833，当在彼此必要地相邻的突块832之间距离减小时，可得到等同的效果。结果，在所述突块832之间的膨胀应变减小。而且，由于突块832数量实质上增加，从而每个突块832上应变量可降低。
换句话说，在该压力探测装置100中，由于利用提供虚突块833的结构，可实现能够衰减施加在突块832上应力的应力衰减结构。接着，由于采用了利用虚突块833的应力衰减结构，从而即使应力施加到该虚突块833上时，该施加应力也可被衰减。
结果，根据该实施例，在这种压力探测装置100中，其中当传感单元831通过倒装片结合方式与该柔性印刷电路板50结合时，设置在壳体10的一个边缘部上的传感单元831通过柔性印刷电路板50连接到设置在该壳体10上的连接器部60上，即使通过探测压力和冷却/加热循环应力施加到突块832上，则也可抑制突块连接部的导线断开。
此外，在该实施例的压力探测装置100中，以下结构可产生其中一个特征。即，当壳体10的一个边缘部51作为具有细长形状的管道部12时，该传感单元831设置在该管道部12的尖部上；该柔性印刷电路板50设置在该管道部12内部，而一个边缘部51与传感单元831结合，并从该结合部折弯；此外，除了该折弯部653外的在另一个边缘部52侧部上的部分沿着连接器壳体60在管道部12内延伸，以与连接器部60导电连接(在该实例中经由电路板40)。
如上所述，根据具有细长形状的压力探测装置100，该结构可适当地作为燃烧压力传感器等设置。
另外，在该实施例的压力探测装置100中，以下设计可构成具有特色设计中之一。也就是说，该传感单元831通过采用压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20而设置，其中该压力-接收-目的膜片15通过接收探测压力而发生应变，而压力传感元件20用于基于该压力-接收-目的膜片15的应变输出信号；而该压力传感元件20与在该传感单元831中突块832构成了连接部。
然后，在该实施例的压力探测装置100中，以下设计可构成其特色设计中之一。也就是说，该压力传感元件20具有应变仪功能，用于响应探测压力基于该探测压力产生的应变而输出信号。
此外，在该实施例的压力探测装置100中，以下设计可构成特色设计中之一。也就是说，该压力传递元件16位于该压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间，同时该压力传递元件16把通过该压力-接收-目的膜片15接收的压力传递到压力传感元件20。
作为压力传递元件16，尽管可采用杆状件，但在该实例中，也可采用球状件作为压力传递元件16。在该具体设计的情况中，对于作为压力传递元件的压力传递元件16，与压力-接收-目的膜片15接触的该压力传递元件16的表面和与金属套管21的膜片23接触的另外表面是球形的。
结果，在这些接触表面之间的接触可设定成稳定的点接触。此外，在该压力-接收-目的膜片15和金属套管21的膜片23与压力传递元件16之间的总触点数可减少。
结果，在压力-接收-目的膜片15和膜片23与压力传递元件16之间的接触条件的变化尽可能被最大程度地抑制，该稳定的接触条件可在各自的接触部上得到保证，此外，可抑制压力传递精度的恶化。
在这种情况下，与现有技术中杆状压力传递元件相比，由于其形状效应，作为压力传递元件16的球体件很难变形。结果，在适当的接触条件下，在该球体件与压力-接收-目的膜片15和膜片23之间的稳定接触条件可更好地维持。
还需要注意的是，作为压力传递元件16的该球体件可以不是图14、图15A和图15B所示的完全球体形状，而可以略微变形球体代替。例如，椭圆球体或者“橄榄球”形状的球体可用作此球体件。
另外，作为与压力-接收-目的膜片15和金属套管21的膜片23的接触面为球面的压力传递元件16，本发明不只限于球状件。例如，可采用这样的元件，其中与压力-接收-目的膜片15、膜片23的接触面为球体，但其在两个球体接触面之间的中间部分为柱状。
在图14、图15A和图15B所示的上述实施例中，该传感单元831包括压力-接收-目的膜片15和设置在该管道部12尖部的金属套管21，设置在该金属套管21内的压力-接收-目的膜片15以及设置在该金属套管21的膜片23内的压力传感元件20。
该实施例的传感单元831不仅仅限于图14、图15A和图15B中所示的实例，而如果可响应这些传感单元接收的压力而输出信号的话，则可采用任何形式的传感单元。
接着，可在该第一实施例中采用的传感单元831的其它实例在图16到图18中示出。
图16为大致示出了作为第一改型的传感单元831的剖视图。图17为大致示出了作为第二改型的传感单元831的剖视图。图18为大致示出了作为第三改型的传感单元831的剖视图。还应当理解的是，这些传感单元831可选择地用在下述相应实施例中。
在图16所示的第一改型中，该传感单元831包括压力-接收-目的膜片15、金属套管21和压力传感元件20。该压力传感元件20构成了与在传感单元831中突块832的接触部，其中该传感单元831与在上述传感单元831类似。
然而，在该第一改型中，在压力-接收-目的膜片15和压力传感元件20之间没有压力传递元件，同时压力-接收-目的膜片15直接与金属套管21的膜片23接触。
具体地说，如图16所示，沿着压力传感元件20的方向伸出的凸起部15a形成在该压力-接收-目的膜片15上，而该凸起部15a的伸出尖部缩进到金属套管21的膜片23的后表面上。在这种情况下，该压力-接收-目的膜片15例如为圆盘形状，而该凸起部15a具有位于该圆中心的类似“肚脐”的形状。
在该第一改型的传感单元831中，施加在该压力-接收-目的膜片15上的探测压力经由凸起部15a施加到金属套管21的膜片23上。接着，该金属套管21的膜片23变形，而该变形通过压力传感元件20转换成电信号，以探测压力。
在图17所示的第二改型中，与图16中所示第一改型类似，该传感单元831也以这样方式设置，该方式为当凸起部15a设置在该压力-接收-目的膜片15上时，该压力-接收-目的膜片15与金属套管21的膜片23直接接触，从而省略了压力传递元件。在这种情况下，该凸起部15a进一步变形。
在图16中，该压力-接收-目的膜片15的凸起部15a通过切割工艺等变形。相反，在图17所示的压力-接收-目的膜片15中，该凸起部15a通过利用挤压工艺设计具有平板形状的膜片而制造，从而该凸起部15a可以简单方式形成。
在图18所示的第三改型中，该传感单元831通过金属套管21和压力传感元件20而设置，同时也省略了膜片。
如图18所示，该金属套管21的开口部22直接暴露于例如燃烧室的压力探测环境下，而例如内部缸体压力的探测压力直接施加到金属套管21的膜片23上。
换句话说，在该第三改型的传感单元831中，该探测压力直接施加到该金属套管21的膜片23上；该金属套管21的膜片23通过该压力变形；然后，该变形通过压力传感元件20转换成电信号，从而探测压力。
(第九实施例)图19A到图19I为大致示出了根据本发明第九实施例的、在传感单元831和柔性印刷电路板50的一个边缘部51之间倒装片结合部平面结构的视图。需要注意的是，将主要描述与上述实施例的不同点，而相同部分简单描述。
还应该理解的是，在图19A到19I中，位于压力传感元件20下面的突块832应该用虚线示出，然而，为了容易观察，用实线示出该突块832。
此外，在该实施例的压力探测装置中，以下提到的设计与上述实施例中的那些类似。也就是说，压力探测装置包括壳体10，设置在该壳体10内的上述传感单元831，以及设置在该壳体10上的上述连接器部60，传感单元831设置在该壳体10的一个边缘部，而探测压力施加在该壳体10的一个边缘部；柔性印刷电路板存放在该壳体10内；以及通过倒装片结合，该传感单元831的压力传感元件20经由突块832与柔性印刷电路板50的一个边缘部51导电和机械地连接。
该实施例的压力探测装置的特征在于，在传感单元831和柔性印刷电路板50之间的倒装片结合中的应力衰减结构，传感单元831的突块832布置平面具有特色，即在压力传感元件20表面上的突块832布置模式具有特色。
换句话说，该实施例的压力探测装置的特征在于，在图14中所示的压力探测装置100中，在传感单元831和柔性印刷电路板50之间的倒装片结合部的结构被修改，而其他结构部与图14中所示的那些类似。
如图15A所示，这些突块832通常布置在突块832布置平面的四个角部上压力传感元件20的表面上，即压力传感元件20的表面上。
相反，在如图19A到图19I所示的该实施例中，可采用各种不同的实例。
在图19A到19F所示的实例中，在具有矩形盘状的压力传感元件20的表面上，即在突块832的布置表面上，所有突块832从一侧到相对侧以一排布置。
在图19G到19H所示的实例中，在具有矩形盘状的压力传感元件20表面上，即在突块832的布置平面上，所有突块832沿着对角线以一排布置。
在图19I所示的实例中，在具有矩形盘状的压力传感元件20的表面上，即在突块832的布置表面上，所有突块832布置在其中心部上，而不是象现有技术中布置在外周围部。
如上所述，在该实施例中，提供这样的压力探测装置，其中在传感单元831的突块832布置平面上，即在压力传感元件20的表面上，所有突块832从相关布置平面的一个边缘部到另外边缘部以一排布置，或者在布置平面的中心部布置。
根据该实施例，在突块832之间的距离可比传统突块的布置结构(参见图27A和27B)中的距离较短，而突块832之间的膨胀应变减小。换句话说，在该实施例中，可提供能够减小在突块832之间距离的突块832的一种模式。
结果，根据该实施例，在这种压力探测装置100中，其中当传感单元831通过倒装片结合方式与该柔性印刷电路板50结合时，设置在壳体10的一个边缘部上的传感单元831通过柔性印刷电路板50连接到设置在该壳体10上的连接器部60上，即使通过探测压力和冷却/加热循环应力施加到突块832上，则也可抑制突块连接部的导线断开。
显而易见的是，在该实施例中，可另外提供具有上述实施例中所示各种特征点的这样的压力探测装置。
(第十实施例)图20为大致示出了根据本发明第十实施例的、在传感单元831和柔性印刷电路板50的一个边缘部51之间的倒装片结合部平面结构的视图。需要注意的是，主要描述与上述实施例的不同点，而相同部分简单描述。
此外，在该实施例的压力探测装置中，以下设计与上述实施例中的那些类似。也就是说，压力探测装置包括壳体10，设置在该壳体10内的上述传感单元831以及设置在该壳体10上的上述连接器部60，传感单元831设置在该壳体10的一个边缘部，而探测压力施加在该壳体10的一个边缘部；柔性印刷电路板存放在该壳体10内；以及通过倒装片结合，该传感单元831的压力传感元件20经由突块832与柔性印刷电路板50的一个边缘部51导电和机械地连接。
该实施例的压力探测装置的特征在于，作为在传感单元831和柔性印刷电路板50之间倒装片结合中的应力衰减结构，采用以下描述的干涉元件970。
换句话说，该实施例的压力探测装置的特征在于，在图14中所示的压力探测装置100中，在传感单元831和柔性印刷电路板50之间的倒装片结合部的结构被修改，而其他结构部与图14中所示的那些类似。
接着，如图20所示，根据该实施例，设置压力探测装置，该装置的特征在于，干涉元件970设置在该柔性印刷电路板50上，而该干涉元件970能够对由在传感单元831和柔性印刷电路板50之间热膨胀系数差异产生的应力进行衰减。
在图20所示的实例中，该干涉元件970与板970对应。该板970的热膨胀系数等于在传感单元831上的突块832的应变仪30的热膨胀系数，即压力传感元件20的热膨胀系数。此外，该板970的热膨胀系数等于在该压力传感元件20和柔性印刷电路板50之间的中间系数值。
接着，作为该干涉元件的板970放置并固定在突块832和柔性印刷电路板50之间。
在该实例中，该突块832与板970导电和机械连接，同时该板970经由导电粘接剂或者焊接(没有示出)导电和机械结合到该柔性印刷电路板50上。结果，可实现在压力传感元件20和柔性印刷电路板50之间的电连接。
通常情况下，由于压力传感元件20由硅制成，而柔性印刷电路板50由聚酰亚胺制成，作为具有上述热膨胀系数特征的板970，例如，可采用这样的板，其中该板的热膨胀系数近似等于硅的热膨胀系数或者在硅和聚酰亚胺热膨胀系数之间的中间值。
尽管不限制，具体地说，在该实施例中，由例如氧化铝和二氧化硅的陶瓷制成的板可作为用于该干涉元件的板970。
如果采用这种板970作为干涉元件，则在突块结合部上相邻部分中热膨胀系数的差异降低。结果，通过冷却/加热循环产生在突块结合部上的应力可通过作为该干涉元件的板970衰减，此外，每个突块832的应变量可通过该板970降低。
结果，根据该实施例，在这种压力探测装置100中，其中设置在该壳体10的一个边缘部上的传感单元831通过柔性印刷电路板50连接到设置在壳体10上的连接器壳体60上，当该传感单元831通过倒装片结合与该柔性印刷电路板50结合时，即使应力通过探测压力和冷却/加热循环施加到突块832上，也可抑制该突块结合部的线断开。
此时，在该实施例中，作为设置在该柔性印刷电路板50上的干涉元件，如果这种干涉元件可用于衰减该应力，其中该应力由在传感单元831和柔性印刷电路板50之间的热膨胀系数差异而产生，则可采用任何形式的干涉元件，这样，本发明不只限于图20中所示的板970。
接着，图21和图22中示出了在该第三实施例中可采用的干涉元件的其他实例。
图21为大致示出了作为该实施例第一改型的、采用干涉元件971的倒装片结合部的侧部结构的视图。
在图21所示的第一改型中，该干涉元件971这样布置，即多个突块832堆叠在该传感单元831和柔性印刷电路板50之间。在图21中，当3个这些突块832堆叠时，该堆叠体形成为干涉元件971。
如果该突块832的堆叠体用作干涉元件971，在传感单元831和柔性印刷电路板970之间的距离可形成较长，从而通过应力产生的应变容许量可提高。结果，降低了每个突块832的应变量。
图22为大致示出了该实施例第二改型的采用虚板972的倒装片结合部的侧部结构的视图。
在图22所示的第二改型中，该干涉元件971与虚板972对应，其中对于传感单元831中的突块832，该虚板972由与应变仪30即与压力传感元件20相同材料制成。尽管没有具体限制，但由于压力传感元件20通常由硅半导体制成，则该虚板972也可作为硅半导体衬底。
接着，该虚板972设置在这样的平面上，其中该平面与传感单元831的压力传感元件20连接在柔性印刷电路板50的一个边缘部51上的平面相对，并经由突块832结合。
根据该第二改型，由于该柔性印刷电路板50通过关于传感单元831中突块832的对应于连接部的压力传感元件20和由相同材料的虚板所夹持，从而抑制了该柔性印刷电路板50的变形。结果，可降低每个突块832的应变量。
如上所述，同样在图21和图22所示的第一和第二改型中，可得到该实施例的上述操作和效果。此外，从上面描述中显而易见的是，在该实施例中，具有上述实施例中所示各种特征点的压力探测装置可选择地设置。
(第十一实施例)图23为大致示出了根据本发明第十一实施例的柔性印刷电路板50的一个边缘部51平面结构的视图，也就是说，该图用于示出在折弯前的该柔性印刷电路板50。在该实施例中，主要描述与上述实施例的不同点，相同部分将简单描述。
同样在该实施例的压力探测装置中，以下设计与上述实施例中的那些类似。也就是说，压力探测装置包括壳体10，设置在该壳体10内的上述传感单元831以及设置在该壳体10上的上述连接器部60，该传感单元831设置在该壳体10的一个边缘部，而探测压力施加在该壳体10的一个边缘部；柔性印刷电路板存放在该壳体10内；以及通过倒装片结合，该传感单元831的压力传感元件20经由多个突块832与柔性印刷电路板50的一个边缘部51导电和机械地连接。
该实施例的压力探测装置采用下述柔性印刷电路板50的缺口结构，作为在31和柔性印刷电路板50之间的倒装片结合部中应力衰减结构。
换句话说，该实施例的压力探测装置的特征在于，在图14所示的压力探测装置100中，在传感单元831和柔性印刷电路板50之间的倒装片结合部结构修改，而其他结构部与图14中所示的那些类似。
在该实施例中，如图23所示，这样的压力探测装置可具有以下特征结构。也就是说，在柔性印刷电路板50的一个边缘部51，缺口855形成在与突块832连接在其中的相应部分对应的垫片854中，从而相应的垫片854可单独替换。这些缺口855可通过压力加工或者切割工具而形成。
结果，突块832连接在其中的相应垫片854可在柔性印刷电路板50的一个边缘部51上单独地替换，从而通过应力产生的相应突块832的应变很容易消失，同时可降低每个突块832的应变。
结果，根据该实施例，在这样的压力探测装置100中，设置在该壳体10的一个边缘部上的传感单元831通过柔性印刷电路板50连接到设置在壳体10上的连接器壳体60，当传感单元831通过倒装片结合与柔性印刷电路板50结合时，即使应力通过探测压力和冷却/加热循环施加到突块832上，则有可抑制该突块结合部的线断开。
在该实施例中，对于设置在该柔性印刷电路板50的一个边缘部51上的缺口855，本发明不只限于图23中所示的实例，而如果相应的垫片854可单独地替换同时该缺口855用作边界时，可采用其他实例。
图24A和24B为大致示出了可用在该实施例中的缺口855的其他实例。尽管缺口855在图23中所示实例中为线形，但图24A和24B中所示的缺口855可具有一定的宽度。
此外，在图23、图24A和图24B中所示的实例中，该柔性印刷电路板50的一个边缘部51以二维形状形成。可选择的是，图24A和图25B中所示的其他改型、柔性印刷电路板50的一个边缘部51可以三维形状形成。
在该改型中，图25A为大致示出了柔性印刷电路板50的一个边缘部51平面结构的视图，其中柔性印刷电路板50处于折弯前的状态。图25B为大致示出了在以下状态的侧部结构，即压力传感元件20以倒装片结合方式与图25A中所示柔性印刷电路板50的一个边缘部51结合。
在图25A和25B所示的实例中，突块832与之连接的相应的垫片854在该柔性印刷电路板50的一个边缘部51折弯，其方式为相应的垫片854沿着突块832的方向即传感单元831方向伸出(bringup)。
根据该改型，在柔性印刷电路板50，突块832连接在其中的相应部件，即该相应的垫片854很容易沿着传感单元831、突块832和柔性印刷电路板50的堆叠方向移动。结果，每个突块832的应变量可进一步降低。
如上所述，同样在图24A、图24B、图25A和图25B中所示的改型中，可得到该实施例的上述操作和效果。此外，从上面描述中明显看出，在该实施例中，可选择地设置具有上述实施例中所示各种特征点的压力探测装置。
在图14中所示的实例中，该IC芯片42、该电路板40和各种电连接件设置在壳体10内的压力传感元件20和连接器壳体60之间的位置上。然而，本发明不只限于该部分的结构，而可以适当改变。
此外，对于在本发明的压力探测装置中采用的壳体10的形状，本发明不仅仅限于具有上述实施例中描述的这种管道部12的壳体10。
总之，本发明具有以下主要结构。即，在传感单元和连接部均设置在壳体内的压力探测装置中，该传感单元设置在该壳体的一个边缘部侧部，而探测压力施加到该壳体的一个边缘部上；用于把传感单元导电连接到连接部的柔性印刷电路板设置在壳体内；该传感单元以倒装片结合方式经由多个突块导电和机械地连接到该柔性印刷电路板的一个边缘部；此外，设置能对施加到突块上的应力进行衰减的应力衰减结构；以及其他结构部可根据设计要求适当地改变。
可以理解这种变化和改型属于附加权利要求书限定的本发明范围。
权利要求
1.压力探测装置，包括壳体(10)；从该壳体(10)一端延伸并具有细长形状的管道(12)；以及用于探测压力并把对应于该压力的信号进行输出的压力传感元件(20)，其中该管道(12)包括能接收压力的顶端，该压力传感元件(20)位于该管道(12)的顶端，该壳体(10)包括从该压力传感元件(20)中提取信号的连接器(60)，以及该管道(12)还包括位于该管道(12)内的布线元件(50)，从而该布线元件(50)在压力传感元件(20)和连接器(60)之间导电连接。
2.根据权利要求1的装置，其中该压力传感元件(20)暴露于该装置外部，用于探测压力，从而压力直接施加到压力传感元件(20)。
3.根据权利要求1的装置，还包括位于该管道(12)顶端的膜片(15)，用于覆盖该压力传感元件(20)，其中该压力传感元件(20)能通过该膜片(15)接收压力。
4.根据权利要求3的装置，还包括位于该膜片(15)和该压力传感元件(20)之间的压力传递元件(16)，其中该压力传递元件(16)包括与该膜片(15)接触的第一表面和与该压力传感元件(20)接触的第二表面，该第一和第二表面为球面，以及该压力传感元件(20)能通过该膜片(15)和压力传递元件(16)接收该压力。
5.根据权利要求4的装置，其中该压力传递元件(16)为球体。
6.根据权利要求1-5任何之一的装置，还包括位于该压力传感元件(20)上的热辐射件(70)，其中该压力传感元件(20)包括凹穴，以及该热辐射件(70)和该压力传感元件(20)的凹穴在其间具有间隙。
7.根据权利要求1-5任何之一的装置，其中该压力传感元件(20)在压力作用下变形，从而该压力传感元件(20)基于该压力传感元件(20)的变形把对应于该压力的信号输出。
8.根据权利要求1和3-5任何之一的装置，还包括膜片(15)，该膜片(15)具有圆形形状并位于该管道(12)的顶端，用于覆盖该压力传感元件(20)，其中该压力传感元件(20)能通过该膜片(15)接收压力，该压力传感元件(20)包括通过从膜片(15)引入的负载而变形的应变仪(20)，该应变仪(20)具有与该膜片(15)接触的接触面积，以及该应变仪(20)的接触面积等于或者小于该膜片(15)面积的四分之一。
9.根据权利要求1-5任何之一的装置，其中该布线元件(50)为柔性印刷电路板50，该柔性印刷电路板(50)包括连接到该压力传感元件(20)上的第一端(51)、第二端(654)和折弯部(653)，该柔性印刷电路板(50)在该折弯部(653)以一定的折弯角度折弯，该柔性印刷电路板(50)的第二端(654)朝该连接器(60)延伸，以及该折弯角度等于或者小于90度，从而在该折弯部(653)的应力小于该折弯角度大于90度的情况。
10.根据权利要求9的装置，其中该柔性印刷电路板(50)还包括具有第二折弯角度的第二折弯部(653b)，该第二折弯部(653b)设置在该柔性印刷电路板50的第二端部侧上，以及该第二折弯角度等于或者小于90度。
11.根据权利要求9的装置，其中该柔性印刷电路板(50)的第一端(51)在管道(12)内壁一侧而位于该管道(12)内，该柔性印刷电路板(50)的第二端(654)在管道(12)内壁另一侧而位于该管道(12)内，以及该管道(12)内壁的一端朝向管道(12)内壁的另一侧。
12.根据权利要求9的装置，其中该柔性印刷电路板(50)包括在第一端(51)的通孔(655)，从而该压力传感元件(20)从该柔性印刷电路板(50)中暴露。
13.根据权利要求9的装置，其中该压力传感元件(20)在压力作用下是可变形的，从而该压力传感元件(20)基于压力传感元件(20)的变形把对应于压力的信号进行输出。
14.压力探测装置，包括壳体(10)；位于该壳体(10)内的柔性印刷电路板(50)；用于探测压力并把对应于该压力的信号进行输出的传感部(831)；以及位于该壳体(10)内并从该传感部(831)提取信号的连接器(60)，其中该传感部(831)位于该壳体(10)的一侧，从而该壳体(10)的一侧能够接收压力，该柔性印刷电路板(50)在传感部(831)和连接器(60)之间导电连接，该传感部(831)通过位于柔性印刷电路板(50)上的多个突块(832)与该柔性印刷电路板(50)导电和机械地连接，以及该柔性印刷电路板(50)具有应力衰减结构(833、855、970-972)，用于对施加到突块(832)上的应力进行衰减。
15.根据权利要求14的装置，其中该应力衰减结构(833)为位于该突块(832)附近的虚突块(833)，以及该柔性印刷电路板(50)通过该虚突块(833)机械地连接到该传感部(831)上。
16.根据权利要求14或者15的装置，其中该突块(832)在柔性印刷电路板(50)上成直线对齐。
17.根据权利要求14或者15的装置，其中该突块(832)位于该柔性印刷电路板(50)的中心。
18.根据权利要求14的装置，其中该应力衰减结构(970-972)为位于该柔性印刷电路板(50)和传感部(831)之间的干涉件(970-972)，从而该干涉件(970-972)减小应力，该应力由在柔性印刷电路板(50)和传感部(831)之间热膨胀系数差而产生。
19.根据权利要求18的装置，其中该干涉件(970)为具有热膨胀系数的衬底，其中该系数几乎等于该传感部(831)系数，以及干涉件(970)位于该柔性印刷电路板(50)和突块(832)之间。
20.根据权利要求18的装置，其中该干涉件(970)为具有热膨胀系数的衬底(970)，该热膨胀系数在传感部(831)的热膨胀系数和柔性印刷电路板(50)的热膨胀系数之间，以及该干涉件(970)位于该柔性印刷电路板(50)和突块(832)之间。
21.根据权利要求18的装置，其中该干涉件(971)包括多个突块(971)，该突块堆叠设置在柔性印刷电路板(50)和传感部(831)之间。
22.根据权利要求14的装置，其中该应力衰减结构(972)为虚衬底(972)，该衬底由与传感部(831)相同材料制成，该传感部(831)位于该柔性印刷电路板(50)的一侧上，该虚衬底(972)通过多个虚突块(832)设置在该柔性印刷电路板(50)的另一侧上，从而该虚衬底(972)减小应力，该应力由在柔性印刷电路板50和传感部(831)之间热膨胀系数差而产生，以及该柔性印刷电路板(50)的另一侧与该柔性印刷电路板(50)的上述一侧相对。
23.根据权利要求14的装置，其中该应力衰减结构(855)为多个缺口(855)，以及该缺口(855)把该柔性印刷电路板(50)分为多个部分(854)，其中每个部分包括突块(832)并独立变形。
24.根据权利要求膜片23的装置，其中柔性印刷电路板(50)的每个部分(854)朝传感部(831)折弯，从而在该部分上的突块(832)挤压接触并连接到传感部(831)上。
25.根据权利要求14或者15的装置，其中该壳体(10)包括从该壳体(10)一端延伸并具有细长形状的管道(12)，该传感部(831)位于该管道(12)的顶端，该柔性印刷电路板(50)位于该管道(12)内，该柔性印刷电路板(50)包括与传感部(831)连接的第一端(51)、第二端(654)和折弯部(653)，该柔性印刷电路板(50)在折弯部(653)折弯，以及该柔性印刷电路板(50)的第二端(654)朝连接器(60)延伸，从而该柔性印刷电路板(50)的第二端(654)导电连接到连接器(60)上。
26.根据权利要求14或者15的装置，其中该传感部(831)包括膜片(15)和压力传感元件(20)，该膜片(15)基于施加到该膜片(15)上的压力是可变形的，该压力传感元件(20)能够探测膜片(15)的变形，并能够把对应于压力的信号输出，该传感部(831)的压力传感元件(20)与突块(832)接触，从而该传感部(831)导电和机械地连接到柔性印刷电路板(50)上。
27.根据权利要求26的装置，还包括位于该膜片(15)和压力传感元件(20)之间的压力传递元件(16)，其中该压力传感元件(20)能够通过膜片(15)和压力传递元件(16)接收压力。
28.根据权利要求27的装置，其中该压力传递元件(16)为球体。
29.根据权利要求26的装置，其中该压力传感元件(20)在压力作用下是可变形的，从而该压力传感元件(20)基于该压力传感元件(20)的变形把对应于该压力的信号输出。
全文摘要
压力探测装置包括壳体(10)；从该壳体(10)一端延伸并具有细长形状的管道(12)；以及用于探测压力并把对应于该压力的信号进行输出的压力传感元件(20)。该管道(12)包括能接收压力的顶端。该压力传感元件(20)位于该管道(12)的顶端。该壳体(10)包括从该压力传感元件(20)中提取信号的连接器(60)。该管道(12)还包括位于该管道部(12)内的布线元件(50)，从而该布线元件(50)在压力传感元件(20)和连接器(60)之间导电连接。
文档编号G01L23/18GK1699945SQ200510072888
公开日2005年11月23日 申请日期2005年5月17日 优先权日2004年5月17日
发明者小田辉夫 申请人:株式会社电装