JP2006010547A - 湿度センサモジュールおよび湿度センサの実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 湿度センサを回路基板へ実装するにあたって、他部品と一括して容易に実装できるようにする。
【解決手段】 基板１０の一面１１側にセンシング部７０を有してなる湿度センサ１００と、湿度センサ１００と電気的に接続される回路基板４００とを備え、回路基板４００には、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴４４０が形成され、湿度センサ１００は、基板１０の一面１１を回路基板４００に対向させつつ、基板貫通穴４４０を覆うように、回路基板４００上に搭載され、湿度センサ１００においては、センシング部７０が基板貫通穴４４０に臨んでおり、基板貫通穴４４０の周囲にて基板１０と回路基板４００とが導電性接合部材４１０を介して電気的に接続されていることを特徴とする湿度センサの実装構造を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、湿度センサをケースに一体化してなる湿度センサモジュールおよび湿度センサを回路基板に実装してなる湿度センサの実装構造に関する。

従来より、この種の湿度センサとしては、一般的に、半導体やセラミックなどの基板により構成され、この基板の一面側に電極や感湿膜などからなるセンシング部を設けてなるものが知られている。

このような湿度センサは、たとえば、自動車のオートエアコンシステムに組み込まれ、車室内の湿度を検出するものとして適用される。この場合、たとえば、検出された車室内湿度に基づいて送風状態を調整することにより、フロントガラスの曇り防止を行うことができる。

この湿度センサは、通常、回路基板に実装して用いられる。そして、湿度センサからの出力信号は、当該回路基板にて適宜処理され、処理された信号に基づいて統合システムにおける制御などが行われるようになっている。

一方、従来では、湿度センサを外部と接続可能な構成として、湿度センサにリード線を接続した構成、たとえばリード線を有するコネクタおよびケースに湿度センサを一体化させたモジュールが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、このようなリード線を組み込んだセンサモジュールを、回路基板に実装しようとすると、実際には、回路基板にリード線の挿入孔を設けたり、長いリード線を折り曲げて搭載を行ったり、リード線にさらに別の配線部材を接続した上で搭載を行ったりするなどの必要がある。
特開２００２−２６７６２６号公報

ところで、近年、回路基板上への部品などの実装においては、表面実装部品（ＳＭＤ、Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）が主流となってきており、湿度センサについても、抵抗やコンデンサなどの他の電子部品と同時に、はんだや導電性接着剤などの導電性接合部材により搭載して接続できることが、望まれている。

しかしながら、上記従来のリード線付きの湿度センサモジュールでは、上述したような手間を経て回路基板へ実装するため、表面実装を行うことは困難であり、また、取り扱いも不便であった。

本発明は上記問題に鑑み、湿度センサを回路基板へ実装するにあたって、他部品と一括して容易に実装できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１１）側にセンシング部（７０）が設けられた基板（１０）を有してなる湿度センサ（１００）と、外部接続可能な端子（２１０）を表面に有するケース（２００）とを備え、湿度センサ（１００）は、ケース（２００）の内面と基板（１０）の一面（１１）とを対向させた状態でケース（２００）に収納されるとともに、ケース（２００）内にて端子（２１０）と電気的に接続されており、ケース（２００）におけるセンシング部（７０）と対向する部位には、ケース（２００）の内外を連通する貫通穴（２３０）が設けられていることを特徴とする湿度センサモジュールを提供するものである。

それによれば、外部接続可能な端子（２１０）をケース（２００）の表面に設けたものとし、このケース（２００）に湿度センサ（１００）を収納しているため、このケース（２００）を回路基板（４００）上にはんだなどの導電性接合部材（４１０）を介して搭載するだけで、本湿度センサモジュール（３００）は、その端子（２１０）において当該導電性接合部材（４１０）による接続が可能となる。つまり、本湿度センサモジュール（３００）は、表面実装部品として構成することができる。

また、本発明では、ケース（２００）の内面と、湿度センサ（１００）におけるセンシング部（７０）が設けられている基板（１０）の一面（１１）と、を対向させ、ケース（２００）におけるセンシング部（７０）と対向する部位に、貫通穴（２３０）を設けている。

そのため、この貫通穴（２３０）からセンシング部（７０）が、外部測定環境に臨んだ状態となり、湿度センサ（１００）による適切な湿度検出が可能となる。

以上のように、本発明の湿度センサモジュール（３００）によれば、湿度センサ（１００）を回路基板（４００）へ実装するにあたって、他部品（４２０、４３０）と一括して容易に実装することができる。

ここで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の湿度センサモジュールにおいて、端子（２１０）は、ケース（２００）にインサート成形されることにより一体化されたものであることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の湿度センサモジュールにおいて、湿度センサ（１００）は、感湿膜（２０）を備え、この感湿膜（２０）を挟む電極（４１、４２）間の容量変化に基づいて湿度を検出する容量式のものであることを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、一面（１１）側にセンシング部（７０）が設けられた基板（１０）を有してなる湿度センサ（１００）をケース（２００）に組み込んで湿度センサモジュール（３００）とし、この湿度センサモジュール（３００）を回路基板（４００）上に実装してなる湿度センサ（１００）の実装構造であって、次のような特徴点を有するものである。

すなわち、本実装構造においては、ケース（２００）は、外部接続可能な端子（２１０）を表面に有するものであり、湿度センサ（１００）は、ケース（２００）の内面と基板（１０）の一面（１１）とを対向させた状態でケース（２００）に収納されるとともに、ケース（２００）内にて端子（２１０）と電気的に接続されており、ケース（２００）におけるセンシング部（７０）と対向する部位には、ケース（２００）の内外を連通する貫通穴（２３０）が設けられており、ケース（２００）の端子（２１０）と回路基板（４００）とは、導電性接合部材（４１０）を介して電気的に接続されていることを特徴としている。

本発明は、請求項１に記載の湿度センサモジュール（３００）を回路基板（４００）に実装することにより形成される実装構造を提供するものであり、その効果は、上記請求項１に記載の発明と同様である。

つまり、本発明の湿度センサの実装構造によっても、湿度センサ（１００）を回路基板（４００）へ実装するにあたって、他部品（４２０、４３０）と一括して容易に実装することができる。

ここで、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の湿度センサの実装構造において、ケース（２００）における貫通穴（２３０）は、ケース（２００）のうち回路基板（４００）と対向する部位に設けられていることを特徴としている。

それによれば、湿度センサモジュール（３００）を回路基板（４００）上に、はんだや導電性接着剤などの導電性接合部材（４１０）を介して、搭載するとき、ケース（２００）における貫通穴（２３０）は、下向きになるため、はんだフラックスなどによる湿度センサ（１００）の汚染を、極力抑制することができる。

さらに、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の湿度センサの実装構造において、回路基板（４００）のうちケース（２００）における貫通穴（２３０）と対向する部位には、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴（４４０）が設けられていることを特徴としている。

本発明のように、ケース（２００）における貫通穴（２３０）を、ケース（２００）のうち回路基板（４００）と対向する部位に設けた場合、回路基板（４００）に基板貫通穴（４４０）を設ければ、この基板貫通穴（４４０）からケース（２００）における貫通穴（２３０）を介して、外部の湿度雰囲気が湿度センサ（１００）のセンシング部（７０）へ導入されやすくなり、好ましい。

また、請求項７に記載の発明では、請求項４〜請求項６に記載の湿度センサの実装構造において、端子（２１０）は、ケース（２００）にインサート成形されることにより一体化されたものであることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明では、請求項４〜請求項７に記載の湿度センサの実装構造において、湿度センサ（１００）は、感湿膜（２０）を備え、この感湿膜（２０）を挟む電極（４１、４２）間の容量変化に基づいて湿度を検出する容量式のものであることを特徴としている。

請求項９に記載の発明では、基板（１０）の一面（１１）側にセンシング部（７０）を有してなる湿度センサ（１００）と、湿度センサ（１００）と電気的に接続される回路基板（４００）とを備え、回路基板（４００）には、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴（４４０）が形成され、湿度センサ（１００）は、基板（１０）の一面（１１）を回路基板（４００）に対向させつつ、基板貫通穴（４４０）を覆うように、回路基板（４００）上に搭載され、湿度センサ（１００）においては、センシング部（７０）が基板貫通穴（４４０）に臨んでおり、基板貫通穴（４４０）の周囲にて基板（１０）と回路基板（４００）とが導電性接合部材（４１０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする湿度センサの実装構造を提供するものである。

本発明では、回路基板（４００）上に湿度センサ（１００）を、導電性接合部材（４１０）を介して直に接続した形となっているため、その実装工程は非常に簡便なものにできる。

また、本発明では、回路基板（４００）のうち湿度センサ（１００）のセンシング部（７０）と対向する部位に基板貫通穴（４４０）が設けられているため、この基板貫通穴（４４０）から外部の湿度雰囲気が湿度センサ（１００）のセンシング部（７０）へ導入され、湿度の検出が可能になる。

よって、本発明の湿度センサの実装構造によれば、湿度センサ（１００）を回路基板（４００）へ実装するにあたって、他部品（４２０、４３０）と一括して容易に実装することができる。

また、請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の湿度センサの実装構造において、湿度センサ（１００）は、感湿膜（２０）を備え、この感湿膜（２０）を挟む電極（４１、４２）間の容量変化に基づいて湿度を検出する容量式のものであることを特徴としている。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る湿度センサ１００の回路基板４００への実装構造を示す概略断面図である。また、図２は、湿度センサ１００をその基板１０の一面１１からみた概略平面図、図３は図２中のＡ−Ａ断面に沿った概略断面図である。なお、図２中のハッチングは識別のためであり、断面を示すものではない。

本実施形態の湿度センサ１００は、たとえば、オートエアコンの湿度制御に用いられ室内の湿度を検出したりするセンサや、それ以外にも、たとえば気象観測用として屋外の湿度を検出する等の用途に供される。

本実施形態の実装構造は、一面１１側にセンシング部６０が設けられた基板１０を有してなる湿度センサ１００をケース２００に組み込んで湿度センサモジュール３００とし、この湿度センサモジュール３００を回路基板４００上に実装してなる湿度センサ１００の実装構造である。

ケース２００は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂を成形してなるものである。図１に示されるように、このケース２００の表面には、外部接続可能な端子２１０が設けられている。

この端子２１０は、黄銅や４２アロイなどの導電性金属からなり、本実施形態では、ケース２００にインサート成形されることによりケース２００に一体化されているものである。

また、図１に示されるように、端子２１０は、中間部がケース２００に埋設されており、一端側がケース２００の表面すなわと外面に露出し、他端側がケース２００の内面に露出している。

また、ケース２００の上端開口部には、ケース２００と同様の樹脂から形成されるカバー２２０が接着や溶着あるいはネジ締めなどの手段により取り付けられ、当該上端開口部は、このカバー２２０により被覆され遮蔽されている。

そして、図１に示されるように、湿度センサ１００は、ケース２００の内面と基板１０の一面１１とを対向させた状態でケース２００に収納されている。

また、湿度センサ１００は、ケース２００内にて端子２１０と電気的に接続されている。具体的には、端子２１０のうちケース２００の内面に露出した露出部と、湿度センサ１００とが電気的に接続されている。

また、図１に示されるように、ケース２００におけるセンシング部６０と対向する部位には、ケース２００の内外を連通する貫通穴２３０が設けられている。そして、この貫通穴２３０を介して、湿度センサ１００のセンシング部６０は、ケース２００の外部に臨んでいる。

このように、本実施形態の湿度センサモジュール３００は、一面１１側にセンシング部６０が設けられた基板１０を有してなる湿度センサ１００と、外部接続可能な端子２１０を表面に有するケース２００とを備え、湿度センサ１００は、ケース１００の内面と基板１０の一面１１とを対向させた状態でケース２００に収納されるとともに、ケース２００内にて端子２１０と電気的に接続されており、ケース２００におけるセンシング部６０と対向する部位には、ケース２００の内外を連通する貫通穴２３０が設けられている構成となっている。

そして、図１に示されるように、この湿度センサモジュール３００は回路基板４００上に実装されている。具体的には、ケース２００の端子２１０と回路基板４００とは、はんだや導電性接着剤あるいは銀ペーストなどの導電性接合部材４１０を介して電気的に接続されている。

ここで、回路基板４００としては、プリント基板やセラミック基板など、一般的な回路基板を採用することができる。また、回路基板４００は、単層基板であってもよいし、積層基板であってもよい。

また、この回路基板４００上には、抵抗４２０やコンデンサ４３０などの他の部品４２０、４３０が、湿度センサモジュール３００と同様に、導電性接合部材４１０を介して搭載されている。こうして、回路基板４００上には、湿度センサモジュール３００および他の部品４２０、４３０が表面実装されている。

また、本実施形態では、図１に示されるように、ケース２００における貫通穴２３０は、ケース２００のうち回路基板４００と対向する部位に設けられている。そして、回路基板４００のうちケース２００における貫通穴２３０と対向する部位には、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴４４０が設けられている。

次に、図２、図３を参照して、湿度センサ１００の詳細を述べる。湿度センサ１００は、基板１０を有し、この基板１０の一面１１側には、湿度に応じて容量値が変化する感湿膜２０が設けられている。

本例の湿度センサ１００は、基板１０として半導体基板としてのＮ型のシリコン基板１０を採用し、このシリコン基板１０の一面１１側に、各種の膜、電極、素子等を形成することにより構成されている容量式タイプの湿度センサである。。

図３に示されるように、このシリコン基板１０の一面１１の上には、シリコン酸化膜（第１の絶縁膜）３０が形成されており、シリコン酸化膜３０の上には、同一平面上にて離間して対向するように２個のセンシング電極４１、４２が形成されている。

このセンシング電極４１、４２は、感湿膜２０の容量値変化を検出するためのものであり、形状は特に限定されないが、本例では、各センシング電極４１、４２は互いに櫛歯状をなし、互いの櫛歯部が噛み合って対向したものである。

このような櫛歯状の電極構成を採用することにより、電極の配置面積を極力小さくしつつ、２個のセンシング電極４１、４２間の対向面積を大きくすることができ、電極間の容量値を稼ぐことができる。

ここで、センシング電極４１、４２としては、ＡｌまたはＡｌ合金を主成分とする材料（例えばＡｌにＳｉを微量（例えば０．数％程度）含有させたＡｌ−Ｓｉ）よりなるものを採用でき、その他、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ等の通常の半導体製造ラインで使用可能な材料を採用することができる。本例では、両センシング電極４１、４２はＡｌ−Ｓｉより構成している。

これら２個のセンシング電極４１、４２の上には、保護膜としてのシリコン窒化膜（第２の絶縁膜）５０が形成されている。

本例では、シリコン窒化膜５０は、両センシング電極４１、４２および両センシング電極４１、４２の間（櫛歯の間）を覆っている。なお、シリコン窒化膜５０は、少なくとも両センシング電極４１、４２を覆っていればよく、センシング電極４１、４２の間には存在していなくともよい。

シリコン窒化膜５０の上には、両センシング電極４１、４２および両センシング電極４１、４２の間を覆うように、上記感湿膜２０が形成されている。この感湿膜２０としては、たとえば、吸湿性の高分子有機材料よりなるものを採用することができ、より具体的には、ポリイミドや酪酸酢酸セルロースなど（本例では、ポリイミド）を用いることができる。

そして、上記したケース２００の貫通穴２３０を介して測定環境に露出する感湿膜２０において、膜中に水分子が侵入すると、水分子は誘電率が大きいので侵入した水分量に応じて感湿膜２０の誘電率も大きく変化し、結果、両センシング電極４１、４２間の容量値も変化するようになっている。

ここで、シリコン基板１０の一面１１側において、感湿膜２０が配置されている領域が、感湿部としてのセンシング部６０として構成されている。

したがって、センシング部６０においては、センサ１００の周囲の湿度変化に応じて２個のセンシング電極４１、４２間の容量値が変化するため、この容量値変化に基づいて湿度検出が可能となっている。

また、本実施形態の湿度センサ１０では、シリコン基板１０の一面１１側のうちセンシング部６０以外の部位（本例では、図２中の破線ハッチング領域に示されるセンシング部６０の外周囲）には、周囲の湿度の変化に応じた２個のセンシング電極４１、４２間の容量値の変化（センシング電極からの信号）を、信号処理するための回路素子部７０が形成されている。

この回路素子部７０は、図３に示される断面図では、Ｃ−ＭＯＳトランジスタ７１として表されている。ここで、７２はＣ−ＭＯＳトランジスタ７１におけるＰｏｌｙ−Ｓｉよりなるゲート電極７３は、ソース、ドレインと導通するＡｌよりなる配線電極として構成されている。

なお、回路素子部７０には、上記したＣ−ＭＯＳトランジスタ７１以外の回路素子（例えば、Ｂｉ−ＣＭＯＳトランジスタなどの素子）が形成されていてもよいことはもちろんである。

この配線電極７３に代表される回路素子部７０の電極も、センシング電極４１、４２と同様に、保護膜としてのシリコン窒化膜５０にて被覆されており、また、センシング電極４１、４２と同様の材料を採用して形成することができる。

ここで、回路素子部７０とセンシング電極４１、４２とは、電気的に接続されて、たとえばスイッチドキャパシタ回路を構成しており、周囲の湿度変化に応じて変化する両センシング電極４１、４２間の容量変化を、電圧に変換して出力することにより、湿度を検出することができるようになっている。

また、湿度センサ１００において、シリコン基板１０の一面１１側において、シリコン基板１０の周辺部には、バンプ８０が設けられている。このバンプ８０は、半田、Ａｕ、Ｃｕ等よりなるものにできるが、本例では、半田バンプを採用している。

バンプ８０は、図３に示されるように、シリコン窒化膜５０に形成された開口部を介して、回路素子部７０の電極７３と電気的に接続されている。つまり、センシング電極４１、４２とバンプ（接続用電極）８０とは、回路素子部７０の電極７３を介して電気的に接続されている。

上述したように、端子２１０のうちケース２００の内面に露出した露出部と、湿度センサ１００とが電気的に接続されている（図１参照）。この端子２１０と湿度センサ１００との電気的接続の詳細構成は、図３に示される。

図３に示されるように、バンプ８０は、ケース２００の端子２１０と、はんだ接続により電気的に接続されている。また、Ａｕからなどからなるバンプ８０の場合、さらにはんだや導電性接着剤などを介して湿度センサ１００と端子２１０とを電気的に接続するようにしてもよい。

ここで、上記した本例の湿度センサ１００の製造方法について、図３を参照して述べる。本例の湿度センサ１００は、通常行われている半導体プロセスを用いて製造することができる。

まず、通常のイオン注入、熱拡散工程にて、シリコン基板１０の一面１１に、回路素子部７０を構成するための拡散層および熱酸化膜等を形成する。その上に、ＣＶＤ法等にて、Ｐｏｌｙ−Ｓｉの各電極７２、ソース、ドレインの拡散層を通常のイオン注入、熱拡散工程にて形成する。こうして、回路素子部７０が形成される。

続いて、シリコン酸化膜３０をＣＶＤ法等にて形成する。さらに、回路素子部７０と回路素子部７０の配線電極７３との導通をとるためのコンタクトホールを、シリコン酸化膜３０にフォトリソグラフ法を用いたエッチングにより形成する。

次に、回路素子部７０の配線電極７３および湿度変化検出用の２個のセンシング電極４１、４２を、Ａｌ等を用いてスパッタ法や蒸着法等にて形成する。その上に、シリコン窒化膜（保護膜）５０をプラズマＣＶＤ法等にて形成する。

続いて、回路素子部７０の配線電極７３とバンプ８０とをつなぐ部位（パッド部）に位置するシリコン窒化膜５０を、フォトリソグラフ法を用いたエッチングにより除去する。そして、めっきや蒸着法等によりバンプ８０を形成し、バンプ８０と回路素子部７０の配線電極７３とを接続する。

次に、シリコン窒化膜５０の上に、ポリイミドをスピンコート法にて塗布した後硬化させフォトエッチする方法や、印刷法にて塗布した後硬化させる方法を用いることにより、感湿膜２０を形成する。

このように、上記製造方法によれば、感湿膜２０を形成する前までは、通常の半導体製造ラインを用いて、図２、図３に示される湿度センサ１００を適切に完成させることができる。

そして、できあがった湿度センサ１００を、バンプ８０とケース２００の内面に露出する端子２１０とが接触するように、ケース２００の上端開口部からケース２００内に投入し、加熱して半田よりなるバンプ８０をリフローさせる等により、バンプ８０と端子２１０とを接合する。

次に、カバー２２０をケース２００に取り付けることにより、湿度センサモジュール３００が完成する。

そして、この湿度センサモジュール３００、および他の部品４２０、４３０を導電性接合部材４１０を介して回路基板４００上に搭載し、はんだリフローや導電性接着剤の硬化などを行うことにより、回路基板４００に接合する。こうして、図１に示される実装構造ができあがる。

ところで、本実施形態によれば、一面１１側にセンシング部７０が設けられた基板１０を有してなる湿度センサ１００と、外部接続可能な端子２１０を表面に有するケース２００とを備え、湿度センサ１００は、ケース２００の内面と基板１０の一面１１とを対向させた状態でケース２００に収納されるとともに、ケース２００内にて端子２１０と電気的に接続されており、ケース２００におけるセンシング部７０と対向する部位には、ケース２００の内外を連通する貫通穴２３０が設けられていることを特徴とする湿度センサモジュール３００が提供される。

それによれば、外部接続可能な端子２１０をケース２００の表面に設けたものとし、このケース２００に湿度センサ１００を収納しているため、このケース２００を回路基板４００上にはんだなどの導電性接合部材４１０を介して搭載するだけで、本湿度センサモジュール３００の端子２１０において導電性接合部材４１０による接続が可能となる。つまり、本湿度センサモジュール３００は、表面実装部品として構成することができる。

また、本湿度センサモジュール３００では、ケース２００の内面と、湿度センサ１００におけるセンシング部７０が設けられている基板１０の一面１１と、を対向させ、ケース２００におけるセンシング部７０と対向する部位に、貫通穴２３０を設けている。

そのため、この貫通穴２３０からセンシング部７０が、外部測定環境に臨んだ状態となり、湿度センサ１００による適切な湿度検出が可能となる。

以上のように、本実施形態の湿度センサモジュール３００によれば、湿度センサ１００を回路基板４００へ実装するにあたって、他部品４２０、４３０と一括して容易に実装することができる。

また、本例では、上記図２、図３に示されるように、湿度センサ１００を、感湿膜２０を備え、この感湿膜２０を挟む電極４１、４２間の容量変化に基づいて湿度を検出する容量式のものとしている。

本実施形態における湿度センサ１００は、感湿膜２０を挟む電極４１、４２間の抵抗変化に基づいて湿度を検出する抵抗式のものであってもよいが、容量式とすることにより、より精度のよい湿度検出が可能になる。

また、本実施形態によれば、上記図１に示されるように、一面１１側にセンシング部７０が設けられた基板１０を有してなる湿度センサ１００をケース２００に組み込んで湿度センサモジュール３００とし、この湿度センサモジュール３００を回路基板４００上に実装してなる湿度センサ１００の実装構造が提供される。

そして、この実装構造においても、上記湿度センサモジュール３００に備えられた特徴点、すなわち、ケース２００は、外部接続可能な端子２１０を表面に有すること、湿度センサ１００は、ケース２００の内面と基板１０の一面１１とを対向させた状態でケース２００に収納されるとともに、ケース２００内にて端子２１０と電気的に接続されていること、ケース２００におけるセンシング部７０と対向する部位に、ケース２００の内外を連通する貫通穴２３０が設けられていること、これら特徴点が備えられている。

また、本実装構造においては、ケース２００の端子２１０と回路基板４００とは、導電性接合部材４１０を介して電気的に接続されていることも特徴点である。

本実装構造は、本実施形態における上記特徴点を備えた湿度センサモジュール３００を回路基板４００に実装することにより形成される実装構造を提供するものであり、その効果は、上記した湿度センサモジュール３００による効果と同様である。

つまり、本実施形態の湿度センサの実装構造によっても、湿度センサ１００を回路基板４００へ実装するにあたって、他部品４２０、４３０と一括して容易に実装することができる。

特に、本実施形態の実装構造では、図１に示されるように、ケース２００における貫通穴２３０は、ケース２００のうち回路基板４００と対向する部位に設けられていることも特徴点である。

それによれば、湿度センサモジュール３００を回路基板４００上に、はんだや導電性接着剤などの導電性接合部材４１０を介して、搭載するとき、ケース２００における貫通穴２３０は、下向きになるため、はんだフラックスなどによる湿度センサ１００の汚染を、極力抑制することができる。

さらに、本実施形態の実装構造では、図１に示されるように、回路基板４００のうちケース２００における貫通穴２３０と対向する部位に、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴４４０が設けられていることも特徴点である。

本実施形態の実装構造のように、ケース２００における貫通穴２３０を、ケース２００のうち回路基板４００と対向する部位に設けた場合、回路基板４００に上記基板貫通穴４４０を設ければ、この基板貫通穴４４０からケース２００における貫通穴２３０を介して、外部の湿度雰囲気が湿度センサ１００のセンシング部７０へ導入されやすくなり、好ましい。なお、この基板貫通穴４４０は無いものであってもよい。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る湿度センサ１００の回路基板４００への実装構造を示す概略断面図である。上記実施形態との相違点を中心に述べる。

上記第１実施形態では、ケース２００における貫通穴２３０を、ケース２００のうち回路基板４００と対向する部位に設けていたが、本実施形態では、図４に示されるように、ケース２００における貫通穴２３０を、ケース２００のうち回路基板４００と対向しない部位に設けたものである。この場合、回路基板４００には上記基板貫通穴は無いものとできる。

具体的には、上記図１に示される湿度センサモジュール３００において、ケース２００の側面に設けられている端子２１０を、回路基板４００との接続に用いている。

ここで、図示しないが、本実施形態において、一端側がケース２００の側面に露出している端子２１０については、中間部がケース２００に埋設されつつ他端側が、ケース２００における貫通穴２３０が設けられた内面に露出するように引き出されている。このことは、ケース２００にインサート成形される端子２１０の形状を変えることにより容易に実現できる。

そして、本実施形態においても、端子２１０の上記露出部と湿度センサ１００とが電気的に接続されている。この接続形態は、上記図３に示されるようなバンプ８０を用いた例と同じようなものにすることができる。

このように、本実施形態では、湿度センサの実装構造において、湿度センサモジュール３００の実装形態を変形したものであり、その効果は、上記第１実施形態にて述べた湿度センサの実装構造の効果と同様である。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る湿度センサ１００の回路基板４００への実装構造を示す概略断面図である。上記実施形態との相違点を中心に述べる。

上記実施形態における実装構造では、湿度センサ１００をケース２００に組み込んで湿度センサモジュール３００とし、この湿度センサモジュール３００を回路基板４００上に実装してなるものとしていたが、本実施形態の実装構造は、ケース２００を介さずに湿度センサ１００を直に回路基板４００に実装したものである。

すなわち、本実施形態によれば、基板１０の一面１１側にセンシング部７０を有してなる湿度センサ１００と、湿度センサ１００と電気的に接続される回路基板４００とを備え、回路基板４００には、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴４４０が形成され、湿度センサ１００は、基板１０の一面１１を回路基板４００に対向させつつ、基板貫通穴４４０を覆うように、回路基板４００上に搭載され、湿度センサ１００においては、センシング部７０が基板貫通穴４４０に臨んでおり、基板貫通穴４４０の周囲にて基板１０と回路基板４００とが導電性接合部材４１０を介して電気的に接続されていることを特徴とする湿度センサの実装構造が提供される。

本実施形態の実装構造では、回路基板４００上に湿度センサ１００を、導電性接合部材４１０を介して直に接続した形となっているため、その実装工程は非常に簡便なものにできる。

また、本実施形態の実装構造では、回路基板４００のうち湿度センサ１００のセンシング部７０と対向する部位に基板貫通穴４４０が設けられているため、この基板貫通穴４４０から外部の湿度雰囲気が湿度センサ１００のセンシング部７０へ導入され、湿度の検出が可能になる。

よって、本実施形態の湿度センサの実装構造によれば、湿度センサ１００を回路基板４００へ実装するにあたって、他部品４２０、４３０と一括して容易に実装することができる。

また、本実装構造によれば、湿度センサ１００を回路基板４００に直に付けているため、上記のケース２００が不要になり、組付けの手間の減少やコストダウンを期待にすることができる。

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る湿度センサ１００のフロントガラス５００への実装構造を示す概略断面図である。

上記実施形態に示されるような湿度センサモジュール３００は、回路基板４００上に実装すること以外にも、回路基板４００に代えて、応用例として、たとえば図５に示されるようなフロントガラス５００に取り付けられて用いられる。

図６に示される例では、端子２１０とフロントガラス５００との接続は接着などにより、行うことができる。そして、フロントガラス５００には、図示しない配線が設けられ、この配線と湿度センサ２００とが、端子２１０を介するなどにより、電気的に接続されている。

（他の実施形態）
なお、湿度センサとしては、上記図２、図３に示されるような容量式の構成、あるいは上記抵抗式のものに限定されるものではなく、一面側にセンシング部が設けられた基板を有してなるものであれば、採用が可能である。

また、上記実施形態では、端子２１０は、ケース２００にインサート成形されることにより一体化されたものであるが、端子２１０はケース２００に接着などにより一体化されたものであってもよい。また、ケース２００は、樹脂などの成形体でなくてもよく、たとえば金属やセラミックなどであってもよい。

また、上記した実施形態では、ケース２００に設けられた端子２１０は、ケース２００の表面側から内面へ露出し、表面側にて回路基板４００に接続され、内面側の露出部にて湿度センサ１００と接続されているが、端子２１０の構成はこれに限定されるものではない。

それ以外にも、たとえば、ケース２００の内面に導体配線を設けるとともに、ケース２００の表面から内面へ貫通するスルーホールを設け、ケース２００の表面に位置する端子と内面側に位置する上記導体配線とを、上記スルーホールを介して電気的に接続させた構成としてもよい。この場合、湿度センサ１００は、当該導体配線に電気的に接続すればよい。

要するに、本発明は、一面１１側にセンシング部７０が設けられた基板１０を有してなる湿度センサ１００と、外部接続可能な端子２１０を表面に有するケース２００とを備え、湿度センサ１００を、ケース２００の内面と基板１０の一面１１とを対向させた状態でケース２００に収納するとともに、ケース２００内にて端子２１０と電気的に接続し、ケース２００におけるセンシング部７０と対向する部位に、ケース２００の内外を連通する貫通穴２３０を設けたこと要部とする湿度センサモジュールおよびこの湿度センサモジュールを用いた実装構造、さらには、湿度センサ１００をフェースダウンで回路基板４００に実装する実装構造を要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係る湿度センサの回路基板への実装構造を示す概略断面図である。 図１に示される湿度センサをその基板の一面からみた概略平面図である。 図２中のＡ−Ａ断面に沿った概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る湿度センサの回路基板への実装構造を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る湿度センサの回路基板への実装構造を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係る湿度センサのフロントガラスへの実装構造を示す概略断面図である。

符号の説明

１０…基板としてのシリコン基板、１１…基板の一面、２０…感湿膜、
４１、４２…センシング電極、７０…センシング部、１００…湿度センサ、
２００…ケース、２１０…端子、２３０…ケースの貫通穴、
３００…湿度センサモジュール、４００…回路基板、４１０…導電性接合部材、
４４０…基板貫通穴。

Claims (10)

1. 一面（１１）側にセンシング部（７０）が設けられた基板（１０）を有してなる湿度センサ（１００）と、
   外部接続可能な端子（２１０）を表面に有するケース（２００）とを備え、
   前記湿度センサ（１００）は、前記ケース（２００）の内面と前記基板（１０）の前記一面（１１）とを対向させた状態で前記ケース（２００）に収納されるとともに、前記ケース（２００）内にて前記端子（２１０）と電気的に接続されており、
   前記ケース（２００）における前記センシング部（７０）と対向する部位には、前記ケース（２００）の内外を連通する貫通穴（２３０）が設けられていることを特徴とする湿度センサモジュール。
2. 前記端子（２１０）は、前記ケース（２００）にインサート成形されることにより一体化されたものであることを特徴とする請求項１に記載の湿度センサモジュール。
3. 前記湿度センサ（１００）は、感湿膜（２０）を備え、この感湿膜（２０）を挟む電極（４１、４２）間の容量変化に基づいて湿度を検出する容量式のものであることを特徴とする請求項１または２に記載の湿度センサモジュール。
4. 一面（１１）側にセンシング部（７０）が設けられた基板（１０）を有してなる湿度センサ（１００）をケース（２００）に組み込んで湿度センサモジュール（３００）とし、この湿度センサモジュール（３００）を回路基板（４００）上に実装してなる湿度センサ（１００）の実装構造であって、
   前記ケース（２００）は、外部接続可能な端子（２１０）を表面に有するものであり、
   前記湿度センサ（１００）は、前記ケース（２００）の内面と前記基板（１０）の前記一面（１１）とを対向させた状態で前記ケース（２００）に収納されるとともに、前記ケース（２００）内にて前記端子（２１０）と電気的に接続されており、
   前記ケース（２００）における前記センシング部（７０）と対向する部位には、前記ケース（２００）の内外を連通する貫通穴（２３０）が設けられており、
   前記ケース（２００）の前記端子（２１０）と前記回路基板（４００）とは、導電性接合部材（４１０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする湿度センサの実装構造。
5. 前記ケース（２００）における前記貫通穴（２３０）は、前記ケース（２００）のうち前記回路基板（４００）と対向する部位に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の湿度センサの実装構造。
6. 前記回路基板（４００）のうち前記ケース（２００）における前記貫通穴（２３０）と対向する部位には、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴（４４０）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の湿度センサの実装構造。
7. 前記端子（２１０）は、前記ケース（２００）にインサート成形されることにより一体化されたものであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の湿度センサの実装構造。
8. 前記湿度センサ（１００）は、感湿膜（２０）を備え、この感湿膜（２０）を挟む電極（４１、４２）間の容量変化に基づいて湿度を検出する容量式のものであることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１つに記載の湿度センサの実装構造。
9. 基板（１０）の一面（１１）側にセンシング部（７０）を有してなる湿度センサ（１００）と、
   前記湿度センサ（１００）と電気的に接続される回路基板（４００）とを備え、
   前記回路基板（４００）には、基板厚さ方向に貫通する基板貫通穴（４４０）が形成され、
   前記湿度センサ（１００）は、前記基板（１０）の一面（１１）を前記回路基板（４００）に対向させつつ、前記基板貫通穴（４４０）を覆うように、前記回路基板（４００）上に搭載され、
   前記湿度センサ（１００）においては、前記センシング部（７０）が前記基板貫通穴（４４０）に臨んでおり、前記基板貫通穴（４４０）の周囲にて前記基板（１０）と前記回路基板（４００）とが導電性接合部材（４１０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする湿度センサの実装構造。
10. 前記湿度センサ（１００）は、感湿膜（２０）を備え、この感湿膜（２０）を挟む電極（４１、４２）間の容量変化に基づいて湿度を検出する容量式のものであることを特徴とする請求項９に記載の湿度センサの実装構造。
    

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