CN104048792A - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

一种压力传感器(1、1001)，在固定在罩盖(10、1010)内的基座(40、1040)上安装有膜片(50、1050)并形成封入油类物质的受压空间(52、1052)。半导体式压力检测装置(60、1060)利用连接线(80、1080、1081)与多个端子销(70、1070)连接。安装在半导体式压力检测装置(60、1060)周围或周围的一部分上的除电板(100、1100、1200)，利用接地用连接线(82)与接地端子销(72)连接，或利用钎焊(1110)与接地端子销(1072)接线，防止封入受压空间(52、1052)内的绝缘性介质带电。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及一种具有半导体式压力检测装置的压力传感器。

背景技术

这种压力传感器，用于装备在冷冻冷藏装置或空调装置上对制冷剂压力进行检测，或装备在工业设备上检测各种流体压力。

半导体式压力检测装置配置在由膜片划分并封入有油类物质的受压室内，具有将受压空间内的压力变化转换为电信号并向外部输出的功能。

膜片是可挠性的金属板，在与半导体式压力检测元件之间产生电位差，封入的油类物质带静电时，半导体式压力检测元件有时产生不良情况。

因此，在半导体式压力检测元件与膜片之间配置有导电性部件，通过将该导电性部件与电路的零电位连接来除电，这种结构公开在下述的专利文献中。

专利文献1：日本专利特开2003-302300号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种压力检测传感器，其具有结构更简单的除电板，不必扩大受压空间的高度尺寸。

用于解决课题的手段

(1)一种压力传感器，具有：膜片，该膜片受到流体的压力；半导体式压力检测装置，该半导体式压力检测装置具有包含接地垫的多个连接垫；基座，在该基座与所述膜片之间形成受压空间，该受压空间封入有油类物质等绝缘性介质，在所述受压空间内设置所述半导体式压力检测装置；以及立设在所述基座上的多个端子销和一个接地端子销，所述端子销与所述半导体式压力检测装置电连接，所述接地端子销与电路的零电位连接，该压力传感器的特点是，在所述基座上，在所述半导体式压力检测装置的周围位置或周围位置的一部分上设有除电板，所述除电板被配置成该除电板距离所述基座的高度与所述半导体式压力检测装置距离所述底座的高度相同，或被配置在比所述半导体式压力检测装置低的位置，所述除电板与所述半导体式压力检测装置的接地垫及所述接地端子销电连接。

(2)如(1)所述的压力传感器，其特点是，所述除电板利用钎焊方式与所述接地端子销电连接。

(3)一种压力传感器，具有：膜片，该膜片受到流体的压力；基座，在该基座与所述膜片之间形成受压空间，该受压空间封入有油类物质等的绝缘性介质，在所述受压空间内设置有半导体式压力检测装置；以及立设在所述基座上的多个端子销和接地端子销，多个端子销通过连接线与所述半导体式压力检测装置连接，由所述膜片和所述基座构成的压力检测部装配成一体，该压力传感器的特点是，在所述基座上，搭载有所述半导体式压力检测装置、以及配置在所述半导体式压力检测装置周围位置或周围位置一部分上的除电板，所述除电板被配置成该除电板距离所述基座的高度，与所述半导体式压力检测装置距离所述基座的高度相同，或配置在比所述半导体式压力检测装置低的位置，所述除电板，通过接地用连接线与所述接地端子销电导通。

(4)如(3)所述的压力传感器，其特点是，所述接地用连接线的线径比其它的连接线的线径大。

(5)如(3)所述的压力传感器，其特点是，所述接地用连接线由多根构成。

(6)如(1)至(3)中任一项所述的压力传感器，其特点是，所述除电板的外廓形状是四边形，且中央部具有窗孔。

(7)如(1)至(3)中任一项所述的压力传感器，其特点是，所述除电板的外廓形状是八边形，且中央部具有窗孔。

(8)如(1)至(3)中任一项所述的压力传感器，其特点是，所述除电板的外廓形状是圆形，且中央部具有窗孔。

(9)如(1)至(3)中任一项所述的压力传感器，其特点是，在所述除电板的一部分上设有狭槽。

发明的效果

采用本发明的结构，可提供一种对静电等电磁噪声有充分耐久性的可靠性高的压力传感器。

附图说明

图1是本发明的压力传感器的剖视图。

图2是本发明的压力传感器主要部分的俯视图。

图3是本发明的压力传感器主要部分的放大俯视图。

图4是详细表示半导体式压力检测元件与除电板的主要部分的放大剖视图。

图5是表示本发明的压力传感器的第1制造工序的说明图，(a)是剖视图，(b)是俯视图。

图6是表示本发明的压力传感器的第2制造工序的说明图，(a)是剖视图，(b)是俯视图。

图7是表示本发明的压力传感器的第3制造工序的说明图，(a)是剖视图，(b)是俯视图。

图8是表示本发明的压力传感器的第2实施形态的俯视图。

图9是表示本发明的压力传感器的第3实施形态的俯视图。

图10是表示本发明的压力传感器的第4实施形态的俯视图。

图11是表示本发明压的力传感器的第5实施形态的主要部分的放大俯视图。

图12是表示本发明的压力传感器的第6实施形态的纵剖视图。

图13是表示本发明的压力传感器的第6实施形态的主要部分的示图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的A-A’剖视图。

图14是表示本发明的压力传感器的第7实施形态的主要部分的示图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的B-B’剖视图。

符号说明

1、1001   压力传感器

10、1010  罩盖

20、1020  流体导入部

30、1030  安装部件

32、1032  流体导入室

40、1040  基座

50、1050  膜片

52、1052  受压空间

60、1060  半导体式压力检测装置

62、1062  玻璃台座

64、1064  检测元件

70、1070  端子销

72、1072  接地端子销

74、1074  密封件

80、1080、1081  连接线

82、1082  接地用连接线

90、1090  中间基板

92、1092  连接器

94、1094  导线

100、200、300、400、1100、1200  除电板

102、202、302、402  窗孔

404         狭槽

1110、1210  钎焊

具体实施方式

现参照说明书图1、图7，来说明本发明的第1实施形态。

如图1及图2所示，压力传感器1具有带有阶梯的圆筒状的罩盖10，且与罩盖10的大径开口部相对地安装有流体流入管20。在罩盖10的内部安装有基座40，膜片50的外周部夹入在基座40与安装部件30之间，所述安装部件30支承流体流入管20。

在盘状的基座40与膜片50区划出的受压空间52中填充有油类物质等的绝缘性的液状介质。

基座40的受压空间52侧的中央部搭载半导体式压力检测装置60。压力检测装置60包括：玻璃制的台座62、以及贴附在台座62上的压力检测元件(半导体芯片)64。

在半导体式压力检测装置60的周围，有贯通基座40的多根端子销70。端子销70被密封件74绝缘封止并立在基座40上。

还设置具有与端子销70相同结构的接地端子销72。端子销70和接地端子销72连接于中间基板90，通过连接器92与导线94连接并向外部输出。半导体式压力检测装置60与端子销70之间用连接线80连接（接线）。

导入流体流入管20内的流体进入流体导入室32内，膜片50因其压力而变形，从而对受压空间52内的介质加压。

半导体式压力检测元件64对该压力变动进行检测并转换为电信号，通过端子销70将电信号向外部输出。

在本发明的压力传感器1中，除电板100以围住半导体式压力检测装置60的状态安装在基座40上。

图2所示的除电板100的外部形状为具有四边形的平面形状，在内侧设有收纳半导体式压力检测装置60的窗孔102。

并且，除电板100与接地端子销72之间用接地用连接线82接线。

接地端子销72与电位为零的电气回路连接，半导体式压力检测装置60周围带电的电位通过除电板100而被除电，由此，防止半导体式压力检测装置60的带静电所引起的工作不良情况。

在本实施形态中，使用相比于其它的连接线80线径较大的接地用连接线82，因而具有较高的除电性能。

如图3、图4的放大图所示，半导体式压力检测装置60具有这样的结构：在玻璃制的台座部62的上表面搭载有压力检测元件64，且半导体式压力检测装置60利用粘接剂层62a而固定在金属制的基座40上。

除电板100设有例如陶瓷、玻璃等无机材料或聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等有充分耐热性的绝缘层，在其一侧的面上具有形成导电层110的结构，通过粘接剂层100a固定在基座40上。作为导电层110的材料，代表性的有金、铜、铝和镍等，为了获得较高的电压耐久性，也可使用钨或钼等高融点材料。

半导体式压力检测装置60(压力检测元件64)与端子销70之间用连接线80接线，除电板100的导电层110与接地端子销72之间用大径的接地用连接线82接线。

装备在本发明压力传感器1上的板状除电板100构成为，相对于固定的基座40的表面的基准高度位置H0，除电板100的表面高度位置H2比半导体式压力检测装置60的玻璃制台座部62的表面高度位置H1低。

由此，在将受压空间52的高度尺寸仍做成与以往的压力传感器相同的状态下，可配设除电板100，不必变更压力传感器的尺寸就可有效地发挥对油类物质等封入介质的除电效果。

本发明如上所述，可有效地去除受压空间52内的带电并进一步可靠地防止半导体式压力检测装置60的工作不良情况。

下面，对本发明压力传感器的制造过程进行说明。

图5表示使受压空间52侧向上地设置立设有端子销70和接地端子销72的基座40，且在基座40的中央部固定半导体式压力检测装置60的工序。

为了半导体式压力检测装置60的定位，在本实施形态中在基座40的中央部设有凹部42。半导体式压力检测装置60利用粘接剂层而固定在基座40上。

图6表示在半导体式压力检测装置60的周围固定除电板100的工序。

除电板100的中央部具有窗孔102，以在该窗孔102内收纳半导体式压力检测装置60的姿势、将导电层向上的状态，将除电板100用粘接剂层100a固定在基座40上。

如图4所示，除电板100的受压空间52侧的高度位置H₂比玻璃制台座部62的高度位置H₁低。

图7表示利用连接线80和接地用连接线82对半导体式压力检测装置60与端子销70、以及除电板100与接地端子销72之间进行接线的工序。

由于压力检测原件64与除电板100上侧的空间不存在任何部件，因此，该接线作业能够容易地在与通常线接合相同的工序中实施。

图8表示除电板的第2实施形态。该实施形态的除电板200的外部形状是八边形，且中央部具有窗孔202。

图9表示除电板的第3实施形态。该实施形态的除电板300的外部形状是圆形，且中央部具有窗孔302。

图10表示除电板的第4实施形态。该实施形态的除电板400的中央部具有窗孔402，且一部分设有狭槽404。狭槽404的位置设定在接地端子销72的对角位置。

通过设置狭槽404，从而可获得可靠的除电作用。

图11表示本发明的第5实施形态。

在本实施形态中，用多根(本实施形态为三根)的连接线282来构成接地用连接线。

各连接线使用与其它接线用连接线80相同的线，不必准备接地用的特别的线。

利用该结构，也能进一步可靠地实行除电作用。其它结构与先前的实施形态相同。

第1～第5实施形态的除电板，其离开基座的高度被设定成比半导体式压力检测装置离开基座的高度低，但也可将其设定成相同的高度。第1～第5实施形态的除电板，虽然设成包围半导体式压力检测装置，但作为矩形或圆形的除电板，也可设在半导体式压力检测装置的横向或周围的一部分(侧面)上。

在本发明的压力传感器中，由于在半导体式压力检测装置的周围或其侧方位置设有除电板，因此，可防止受压空间内的静电等电磁噪声所带来的影响，可提高作为传感器的可靠性。

另外，除电板100根据使用环境的噪声水平，而可适当选择是否设置在受压空间内。

通过使除电板的高度位置比半导体式压力检测装置的高度位置低，从而不会损害线接合的作业性地简化压力传感器的制造工序，尺寸也可保持成与以往的相同。

图12及图13表示本发明的第6实施形态。

如图12及图13所示，压力传感器1001具有带有阶梯的圆筒形的罩盖1010，在罩盖1010的大径开口部安装有压力检测单元，该压力检测单元包括：搭载有后述的半导体式压力检测装置1060的基座1040；对与未图示的流体流入管连接的流体导入部1020进行支承的安装部件1030；以及外周部被安装部件1030夹持的膜片1050等。

在由盘状的基座1040与膜片1050区划出的受压空间1052内，充填油类物质等绝缘性介质。球1099的用途是，在通过形成在基座1040上的孔1099a而将液状介质充填在受压空间1052内后将该孔予以封止，并用焊接等方式固定在基座1040上。

在基座1040的受压空间1052侧的中央部搭载半导体式压力检测装置1060。压力检测装置1060包括：玻璃制的台座1062、以及贴附在其上的压力检测元件(半导体芯片)1064。压力检测元件1064在本例中具有八个接合垫(电极)，其中的三个是输出信号用的电源输入垫、接地垫和信号输出垫，剩余五个是信号调整用垫。

半导体式压力检测装置1060的周围有贯通基座1040的多根(本例中为八根)的端子销1070、1072。端子销1070、1072利用密封件1074被绝缘封止并立设在基座1040上。

多个端子销中的一个是接地端子销1072。这些七个端子销1070和一个接地端子销1072与中间基板1090连接。另外，与电源输入垫、接地垫及信号输出垫连接的三个端子销1070、1072通过连接器1092与导线1094连接。导线1094与设置在设有该压力传感器1001的冷冻冷藏装置或空调装置等控制盘内的未图示的电路连接。

半导体式压力检测装置1060(压力检测元件1064)的除了接地垫外的各连接垫与端子销1070用连接线1080连接(接线)。另外，接地垫用连接线1081与后述的除电板1100连接。

上述的压力检测单元在配置在罩盖1010内后，从罩盖1010的大径开口部侧及小径开口部侧(导线1094被导出一侧)将树脂P充填并固化在罩盖1010的内部，由此压力检测单元被固定在罩盖1010内。

由流体导入部1020导入的流体进入流体导入室1032内，膜片1050因其压力而变形，从而对受压空间1052内的介质加压。

半导体式压力检测元件1064对该压力变动进行检测并转换为电信号，通过端子销1070将电信号向外部输出。

在该第6实施形态中，除电板1100以包围半导体式压力检测装置1060的状态(在半导体式压力检测装置1060的周围)通过粘接剂等贴附在基座1040上。

除电板1100的外部形状为具有多边形的平面形状，在内侧设有包围半导体式压力检测装置1060外周的窗孔1102、以及用于接地端子销1072插通的孔部1102a。

在除电板1100贴附在基座1040上的状态下，插通于孔部1102a的接地端子销1072的顶端部从除电板1100的上表面稍稍突出。并且，除电板1100与接地端子销1072之间通过钎焊1110而被电连接。

由于利用钎焊1110将除电板1100与接地端子销1072结合，因此可通过平坦面结合。

接地端子销1072通过导线1094与电路的零电位连接，所述电路设在设有该压力传感器1001的冷冻冷藏装置或空调装置等的控制盘内，半导体式压力检测装置1060周围所带电的电位，或充填在受压空间1052内的液状介质所带电的电位，通过除电板1100被除电，由此防止因半导体式压力检测装置1060的带电所引起的工作不良。

图14是表示本发明压力传感器的第7实施形态的主要部分的示图，与图12及图13相同的符号，表示相同或同等部分。

在图14所示的第7实施形态中，在半导体式压力检测装置1060周围的一部分(侧面)，除电板1200利用粘接剂等贴附在基座1040上。

除电板1200的外部形状具有平面形状，与图14所示的包围半导体式压力检测装置1060的形状不同，配置在该检测装置1060的侧面，相比于前述的除电板1100更小型。

该除电板1200也利用连接线1081与半导体式压力检测装置1060的接地垫连接，并且，除电板1200与接地端子销1072之间通过钎焊1210而被电连接，所述接地端子销1072插通于设在该除电板1200上的孔部1102a。

由于利用钎焊1210对除电板1200与接地端子销1072进行结合，因此可通过平坦面结合。

接地端子销1072通过导线1094与电路的零电位连接，所述电路设在设有该压力传感器1001的冷冻冷藏装置或空调装置等的控制盘内，半导体式压力检测装置1060周围所带电的电位，或充填在受压空间1052内的液状介质所带电的电位，通过除电板1200被除电，由此防止因半导体式压力检测装置1060的带电所引起的工作不良。

除电板1100、1200设有例如陶瓷、玻璃等无机材料或聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PPS等有充分耐热性的绝缘层，在其一侧的面上具有形成有导电层的结构，通过粘接剂层固定在基座1040上。导电层可以由金属的板状构成，或也可通过印刷或烧制而形成。作为导电层的材料，代表性的有金、铜、铝和镍等，为了获得较高的电压耐久性，也可使用钨或钼等高融点材料。

另外，除电板也可不设置绝缘层，而仅用金属板构成。

虽然第6～第7实施形态的除电板形成为多边形，但也可将其与第1～第3实施形态相同地形成为四边形、八边形等矩形或圆形。另外，虽然第6～第7实施形态的除电板上未设有狭槽，但也可与第4实施形态相同地设置狭槽。

本发明第6、第7实施形态所装备的板状的除电板1100、1200，其离开基座1040的高度被设定在与半导体式压力检测装置1060离开基座1040的高度相同或比其低的位置上。换言之，除电板1100、1200构成为，相对于固定的基座1040的表面的基准高度位置，除电板的表面高度位置比半导体式压力检测装置1060的玻璃制台座部1062的表面高度位置低。

由此，在将受压空间1052的高度尺寸仍做成与以往的压力传感器相同的状态下，可配设除电板1100、1200，不必变更压力传感器的尺寸就可有效地发挥对油类物质等封入介质的除电效果。

另外，利用上述结构，当对压力检测元件1064的连接垫与端子销1070进行线接合时，除电板1100、1200不会造成妨碍，不会使其作业性下降。

本发明如上所述，可有效地去除受压空间1052内的带电，并进一步可靠地防止半导体式压力检测装置1060的工作不良。

另外，除电板1100、1200的高度位置也可低于玻璃台座1062的高度位置。

另外，虽然除电板1100、1200与接地端子销1072之间通过钎焊1110而被电连接，但本发明并不限定于此，也可利用铆接、压接、压入、焊接或使用导电性粘接剂的粘接等方式而电连接。

Claims (9)

1.一种压力传感器，具有：

膜片，该膜片受到流体的压力；

半导体式压力检测装置，该半导体式压力检测装置具有包含接地垫的多个连接垫；

基座，在该基座与所述膜片之间形成受压空间，该受压空间封入有油类物质等绝缘性介质，在所述受压空间内设置所述半导体式压力检测装置；以及

立设在所述基座上的多个端子销和一个接地端子销，所述端子销与所述半导体式压力检测装置电连接，所述接地端子销与电路的零电位连接，该压力传感器的特征在于，

在所述基座上，在所述半导体式压力检测装置的周围位置或周围位置的一部分上设有除电板，

所述除电板被配置成该除电板距离所述基座的高度与所述半导体式压力检测装置距离所述底座的高度相同，或被配置在比所述半导体式压力检测装置低的位置，

所述除电板与所述半导体式压力检测装置的接地垫及所述接地端子销电连接。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述除电板利用钎焊方式与所述接地端子销电连接。

3.一种压力传感器，具有：

膜片，该膜片受到流体的压力；

基座，在该基座与所述膜片之间形成有受压空间，该受压空间封入有油类物质等的绝缘性介质，在所述受压空间内设置有半导体式压力检测装置；以及

立设在所述基座上的多个端子销和接地端子销，多个端子销通过连接线与所述半导体式压力检测装置连接，

由所述膜片和所述基座构成的压力检测部装配成一体，该压力传感器的特征在于，

在所述基座上，搭载有所述半导体式压力检测装置、以及配置在所述半导体式压力检测装置的周围位置或周围位置一部分上的除电板，

所述除电板被配置成该除电板距离所述基座的高度与所述半导体式压力检测装置距离所述基座的高度相同，或配置在比所述半导体式压力检测装置低的位置，

所述除电板，通过接地用连接线与所述接地端子销电导通。

4.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述接地用连接线的线径比其它的连接线的线径大。

5.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述接地用连接线由多根构成。

6.如权利要求1至3中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述除电板的外廓形状是四边形，且中央部具有窗孔。

7.如权利要求1至3中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述除电板的外廓形状是八边形，且中央部具有窗孔。

8.如权利要求1至3中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述除电板的外廓形状是圆形，且中央部具有窗孔。

9.如权利要求1至3中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在所述除电板的一部分上设有狭槽。