JP2009121871A

JP2009121871A - Pressure/temperature sensor

Info

Publication number: JP2009121871A
Application number: JP2007294165A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Sugimoto; 尚悠杉本; Kentaro Takahashi; 健太郎高橋; Yoshifumi Murakami; 嘉史村上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-13
Also published as: JP4882967B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure/temperature sensor which is superior in the resistance to environment and is capable of high-accuracy detection of a medium to be measured. <P>SOLUTION: The inside of a pressure/temperature detection chamber 17 constituted of a recession part 2; a metal diaphragm 14; and a weld 15 is provided with a sensor chip 4 for detecting pressure and temperature. Oil 18 is filled in the pressure/temperature detection chamber 17. A metal terminal 8 is connected to the sensor chip 4 and the metal diaphragm 14 or the weld 15, to form a constitution in which the sensor chip 4 is thermally connected to the metal diaphragm 14 or the weld 15 via the metal terminal 8. Since the sensor chip 4 is thermally connected to the metal diaphragm 14 or the weld 15 via the metal terminal 8 by means of such a pressure/temperature sensor, thermal time constant between the sensor chip and the medium to be measured can be reduced, accurate detection of temperature can be carried out, and a constitution which is superior in resistance to the environment can be constituted. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、メタルダイヤフラムによってオイルが封入されて成る圧力温度検出室を有し、圧力温度検出室内に圧力および温度を検出するセンサチップを有する圧力温度センサに関するものである。 The present invention relates to a pressure temperature sensor having a pressure temperature detection chamber in which oil is enclosed by a metal diaphragm and having a sensor chip for detecting pressure and temperature in the pressure temperature detection chamber.

従来より、測定媒体導入孔を備えたハウジングとセンサチップを搭載したケースプラグとをかしめ固定により一体に組みつけて構成される圧力センサが開示されている（例えば、特許文献１参照）。センサチップにはダイヤフラムが構成されており、このダイヤフラムにはブリッジ回路を構成するように形成されたゲージ抵抗が備えられている。センサチップおよびセンサチップに備えられたパッドと電気的な接続が行われるボンディング部分は直接測定媒体に曝されないようにメタルダイヤフラムで覆われており、メタルダイヤフラムの内側はオイルで充填されている。 Conventionally, a pressure sensor configured by integrally assembling a housing having a measurement medium introduction hole and a case plug on which a sensor chip is mounted by caulking and fixing has been disclosed (for example, see Patent Document 1). A diaphragm is formed on the sensor chip, and the diaphragm is provided with a gauge resistor formed so as to form a bridge circuit. The sensor chip and the bonding portion that is electrically connected to the pads provided on the sensor chip are covered with a metal diaphragm so as not to be directly exposed to the measurement medium, and the inside of the metal diaphragm is filled with oil.

このような圧力センサでは、メタルダイヤフラムに圧力が印加されると、メタルダイヤフラムの内側を充填するオイルを介してセンサチップに圧力が印加される。このとき、センサチップではピエゾ抵抗効果によりゲージ抵抗の抵抗値が変化することでブリッジ回路の中間電圧が変化し、この中間電圧の変化に基づいてセンサ出力信号が出力される。 In such a pressure sensor, when a pressure is applied to the metal diaphragm, the pressure is applied to the sensor chip via oil filling the inside of the metal diaphragm. At this time, in the sensor chip, the intermediate voltage of the bridge circuit is changed by changing the resistance value of the gauge resistance due to the piezoresistive effect, and a sensor output signal is output based on the change of the intermediate voltage.

また、上記のようなセンサチップに備えられているゲージ抵抗は温度により抵抗値が変化するため、この変化を用いて圧力温度センサを構成することが知られている。このような圧力温度センサでは、ブリッジ回路の中間電圧の変化に基づいて出力されるセンサ信号により圧力の測定が行われ、ブリッジ回路の両端電圧の変化に基づいて出力されるセンサ信号により温度の測定が行われる。
特開平０７−２０９１１５号公報 Further, since the resistance value of the gauge resistor provided in the sensor chip as described above changes depending on the temperature, it is known that a pressure temperature sensor is configured using this change. In such a pressure temperature sensor, the pressure is measured by a sensor signal output based on a change in the intermediate voltage of the bridge circuit, and the temperature is measured by a sensor signal output based on a change in the voltage across the bridge circuit. Is done.
Japanese Patent Laid-Open No. 07-209115

しかしながら、上記圧力センサに備えられているゲージ抵抗を用いて圧力温度センサを構成する場合、メタルダイヤフラム内に充填されている熱容量の大きいオイルを介してセンサチップで測定媒体の温度の検出を行うことになるため、測定媒体とセンサチップとの熱時定数が大きくなり、温度の検出を高精度に行うことができないという問題がある。また、メタルダイヤフラムおよびオイルを有しない圧力温度センサを構成する場合には、測定媒体とセンサチップとの熱時定数を小さくすることはできるが、センサチップおよびセンサチップに備えられたパッドと電気的な接続が行われるボンディング部分が直接測定媒体に曝されるので耐環境性が問題となる。 However, when the pressure temperature sensor is configured using the gauge resistance provided in the pressure sensor, the temperature of the measurement medium is detected by the sensor chip through the oil having a large heat capacity filled in the metal diaphragm. Therefore, the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip becomes large, and there is a problem that the temperature cannot be detected with high accuracy. In the case of configuring a pressure temperature sensor that does not have a metal diaphragm and oil, the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip can be reduced, but the sensor chip and the pads provided on the sensor chip are electrically connected. Since the bonding portion where the smooth connection is made is directly exposed to the measurement medium, environmental resistance becomes a problem.

本発明は上記点に鑑みて、耐環境性に優れ、測定媒体とセンサチップとの熱時定数を小さくすることで測定媒体の検出を高精度に行うことができる圧力温度センサを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a pressure temperature sensor that is excellent in environmental resistance and that can detect the measurement medium with high accuracy by reducing the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip. Objective.

上記目的を達成するため、本発明では、測定媒体の圧力および温度に応じたセンサ出力信号を出力するセンサチップ（４）と、一面に凹部（２）を備え、この凹部（２）にセンサチップ（４）が備えられるケースプラグ（１）と、中空部（１２）にケースプラグ（１）が挿入されることでケースプラグ（１）と一体に組み付けられるハウジング（１１）と、ケースプラグ（１）の凹部（２）が備えられる一面とハウジング（１１）のうちこの一面と対向する一面との間に配置されるメタルダイヤフラム（１４）と、メタルダイヤフラム（１４）をハウジングに対して固定する枠上のウェルド（１５）と、凹部（２）、メタルダイヤフラム（１４）およびウェルド（１５）で構成される圧力温度検出室（１７）を充填するオイル（１８）と、ケースプラグ（１）に備えられ、センサチップ（４）に接続されていると共に、メタルダイヤフラム（１４）もしくはウェルド（１５）に接続されており、センサチップ（４）とメタルダイヤフラム（１４）もしくはウェルド（１５）とを熱的に接続する金属端子（８）を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a sensor chip (4) for outputting a sensor output signal corresponding to the pressure and temperature of a measurement medium, and a recess (2) on one surface are provided, and the sensor chip is provided in the recess (2). A case plug (1) provided with (4), a housing (11) assembled integrally with the case plug (1) by inserting the case plug (1) into the hollow portion (12), and a case plug (1 The metal diaphragm (14) disposed between one surface of the housing (11) facing the one surface of the housing (11) and a frame for fixing the metal diaphragm (14) to the housing. An upper weld (15), an oil (18) filling a pressure temperature detection chamber (17) composed of a recess (2), a metal diaphragm (14) and a weld (15), and a kettle The sprag (1) is connected to the sensor chip (4) and is connected to the metal diaphragm (14) or the weld (15). The sensor chip (4) and the metal diaphragm (14) or the weld ( 15), and a metal terminal (8) for thermally connecting to 15).

このような圧力温度センサによれば、金属端子（８）を介してセンサチップ（４）とメタルダイヤフラム（１４）もしくはウェルド（１５）とが熱的に接続された構成とされているので測定媒体とセンサチップ（４）との熱時定数を減少させることができ、温度の検出を高精度に行うことができると共に、耐環境性にも優れた構成にできる。 According to such a pressure temperature sensor, since the sensor chip (4) and the metal diaphragm (14) or the weld (15) are thermally connected via the metal terminal (8), the measurement medium is used. The thermal time constant between the sensor chip and the sensor chip (4) can be reduced, the temperature can be detected with high accuracy, and the structure can also be excellent in environmental resistance.

例えば、金属端子（８）に十字型の底部（８ａ）を備えると共に、底部（８ａ）のうち十字型の交点もしくは交点と各端部との間にメタルダイヤフラム（１４）に向かって突出する中央突出部（８ｂ）と、底部（８ａ）のうち各端部に中央突出部（８ｂ）と同方向に突出する端部突出部（８ｃ）とを備え、中央突出部（８ｂ）にセンサチップ（４）を保持すると共に、センサチップ（４）に接続する保持部（８ｄ）を備え、センサチップ（４）を保持した状態において金属端子（８）のうち中央突出部（８ｂ）をセンサチップ（４）と接続し、端部突出部（８ｃ）をメタルダイヤフラム（１４）もしくはウェルド（１５）と接続することにより、センサチップ（４）とメタルダイヤフラム（１４）もしくはウェルド（１５）とを金属端子（８）を介して熱的に接続する構成にできる。 For example, the metal terminal (8) has a cross-shaped bottom portion (8a), and a cross-shaped intersection of the bottom portion (8a) or a center protruding toward the metal diaphragm (14) between the intersection and each end portion A protrusion (8b) and an end protrusion (8c) protruding in the same direction as the central protrusion (8b) at each end of the bottom (8a) are provided, and a sensor chip (8b) is provided at the central protrusion (8b). 4) and a holding portion (8d) connected to the sensor chip (4). In the state where the sensor chip (4) is held, the central protrusion (8b) of the metal terminal (8) is attached to the sensor chip (8). 4) and the end protrusion (8c) is connected to the metal diaphragm (14) or the weld (15) to connect the sensor chip (4) and the metal diaphragm (14) or the weld (15) to the metal terminal. (8 It to a configuration in which thermally connected via a.

この場合、底部（８ａ）をケースプラグ（１）に覆うようインサート成形して、中央突出部（８ｂ）をケースプラグ（１）から凹部（２）内に突出させ、端部突出部（８ｃ）をケースプラグ（１）の凹部（２）の側壁に沿って形成すると共に、メタルダイヤフラム（１４）と接続する構成とすることがきる。 In this case, insert molding is performed so that the bottom portion (8a) is covered with the case plug (1), and the central protrusion (8b) is protruded from the case plug (1) into the recess (2), and the end protrusion (8c). Can be formed along the side wall of the recess (2) of the case plug (1) and connected to the metal diaphragm (14).

また、底部（８ａ）を凹部（２）の底面と接するように凹部（２）内に配置し、中央突出部（８ｂ）を凹部（２）内に突出させ、端部突出部（８ｃ）を凹部（２）の側壁に沿って形成する共に、メタルダイヤフラム（１４）と接続する構成としてもよい。 Further, the bottom (8a) is disposed in the recess (2) so as to contact the bottom surface of the recess (2), the central protrusion (8b) is protruded into the recess (2), and the end protrusion (8c) is formed. While forming along the side wall of a recessed part (2), it is good also as a structure connected with a metal diaphragm (14).

さらに、底部（８ａ）をケースプラグ（１）に覆われるようにインサート成形し、中央突出部（８ｂ）をケースプラグ（１）内から凹部（２）内に突出させ、端部突出部（８ｃ）をケースプラグ（１）で覆い、かつ端部突出部（８ｃ）の先端がケースプラグ（１）のうち凹部（２）が備えられる一面から露出するようにインサート成形すると共に、端部突出部（８ｂ）の先端を前記ウェルド（１５）に接続する構成としてもよい。 Further, the bottom part (8a) is insert-molded so as to be covered with the case plug (1), the central protrusion (8b) is protruded from the case plug (1) into the recess (2), and the end protrusion (8c) ) With the case plug (1), and insert molding so that the tip of the end protrusion (8c) is exposed from one surface of the case plug (1) where the recess (2) is provided, and the end protrusion It is good also as a structure which connects the front-end | tip of (8b) to the said weld (15).

このような圧力温度センサによれば、ケースプラグ（１）内に端部突出部（８ｃ）を配置しているので端部突出部（８ｃ）はオイル（１８）と接触しなくなる。このため、端部突出部（８ｃ）は熱容量の大きいオイル（１８）の影響を受けることがなくなり、さらに測定媒体とセンサチップ（４）との熱時定数を減少させることができる。 According to such a pressure temperature sensor, since the end protrusion (8c) is disposed in the case plug (1), the end protrusion (8c) does not come into contact with the oil (18). Therefore, the end protrusion (8c) is not affected by the oil (18) having a large heat capacity, and the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip (4) can be reduced.

この場合、中央突出部（８ｂ）の先端をウェルド（１５）に接続してもよい。このような圧力温度センサによれば、端部突出部（８ｃ）とウェルド（１５）とを熱的に接続する構成に加えて、中央突出部（８ｂ）とウェルド（１５）とを熱的に接続する構成とすることができるので、さらに測定媒体とセンサチップ（４）との熱時定数を減少させることができる。 In this case, the tip of the central protrusion (8b) may be connected to the weld (15). According to such a pressure temperature sensor, in addition to the configuration in which the end protrusion (8c) and the weld (15) are thermally connected, the center protrusion (8b) and the weld (15) are thermally connected. Since it can be set as the structure connected, the thermal time constant of a measurement medium and a sensor chip (4) can be reduced further.

また、金属端子（８）に十字型の底部（８ａ）を備えると共に、底部（８ａ）のうち十字型の交点に前記メタルダイヤフラム（１４）に向かって突出する中央突出部（８ｂ）と、前記底部（８ａ）のうち前記十字型の各端部に前記中央突出部（８ｂ）と同方向に突出する端部突出部（８ｃ）とを備え、センサチップ（４）を台座（５）と接合し、金属端子（８）を底部（８ａ）が凹部（２）の底面と接するようにして凹部（２）内に配置して、中央突出部（８ｂ）を台座（５）を貫通させてセンサチップ（４）のうち台座（５）と接合される面に接続し、端部突出部（８ｃ）を凹部（２）の側壁に沿って形成すると共に、メタルダイヤフラム（１４）と接続し、センサチップ（４）とメタルダイヤフラム（１４）とを金属端子（８）を介して熱的に接続する構成としてもよい。 The metal terminal (8) includes a cross-shaped bottom (8a), and a central protrusion (8b) protruding toward the metal diaphragm (14) at a cross-shaped intersection of the bottom (8a); An end protrusion (8c) protruding in the same direction as the central protrusion (8b) is provided at each cross-shaped end of the bottom (8a), and the sensor chip (4) is joined to the base (5). Then, the metal terminal (8) is disposed in the recess (2) so that the bottom (8a) is in contact with the bottom surface of the recess (2), and the center protrusion (8b) is passed through the base (5) to form a sensor. The chip (4) is connected to the surface to be joined to the pedestal (5), the end protrusion (8c) is formed along the side wall of the recess (2), and the metal diaphragm (14) is connected to the sensor. The chip (4) and the metal diaphragm (14) are connected via the metal terminal (8). It may be configured to connect.

このような圧力温度センサによれば、台座（５）の内部に中央突出部（８ｂ）を配置しているので中央突出部（８ａ）とオイル（１８）とが接触しなくなる。このため、中央突出部（８ｂ）は熱容量の大きいオイル（１８）の影響を受けることがなくなり、測定媒体とセンサチップ（４）との熱時定数をさらに減少させることができる。 According to such a pressure temperature sensor, since the central protrusion (8b) is disposed inside the pedestal (5), the central protrusion (8a) and the oil (18) do not come into contact with each other. For this reason, the central protrusion (8b) is not affected by the oil (18) having a large heat capacity, and the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip (4) can be further reduced.

また、センサチップ（４）を断熱性ゲル材（２３）で覆い、センサチップ（４）と圧力温度検出室（１７）内に充填されたオイル（１８）とを離間する構成としてもよい。 The sensor chip (4) may be covered with a heat insulating gel material (23), and the sensor chip (4) and the oil (18) filled in the pressure temperature detection chamber (17) may be separated.

このような圧力温度センサによれば、センサチップ（４）は断熱性ゲル材（２３）で覆われているのでオイル（１８）と接触しなくなる。このため、センサチップ（４）はオイル（１８）の影響を受けることがなくなり、さらに測定媒体とセンサチップ（４）との熱時定数を減少させることができる。 According to such a pressure temperature sensor, since the sensor chip (4) is covered with the heat insulating gel material (23), it does not come into contact with the oil (18). For this reason, the sensor chip (4) is not affected by the oil (18), and the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip (4) can be reduced.

さらに、ハウジング（１１）のうちメタルダイヤフラム（１４）およびウェルド（１５）が備えられる一面と反対の面に、測定媒体の温度をメタルダイヤフラム（１４）に伝導する熱アンテナ（２４）を取り付ける構成としてもよい。 Further, a thermal antenna (24) that conducts the temperature of the measurement medium to the metal diaphragm (14) is attached to the surface of the housing (11) opposite to the surface on which the metal diaphragm (14) and the weld (15) are provided. Also good.

このような圧力温度センサによれば、メタルダイヤフラム（１４）が対流のある測定媒体と十分接触できない場合でも、熱アンテナ（２４）を介して測定媒体とメタルダイヤフラム（１４）とを熱的に接続することができる。このため、測定媒体とセンサチップ（４）との熱時定数をさらに減少させることができる。 According to such a pressure temperature sensor, even when the metal diaphragm (14) cannot sufficiently contact the convection measurement medium, the measurement medium and the metal diaphragm (14) are thermally connected via the thermal antenna (24). can do. For this reason, the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip (4) can be further reduced.

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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

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、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
本発明の一実施形態が適用された圧力温度センサについて説明する。図１は本実施形態にかかる圧力温度センサの正面断面図、図２は図１に示す二点鎖線部分の拡大図である。
これら図１および図２に基づいて本実施形態の圧力温度センサの構成について説明する。 (First embodiment)
A pressure temperature sensor to which an embodiment of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a front sectional view of a pressure temperature sensor according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of a two-dot chain line portion shown in FIG.
Based on these FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the pressure temperature sensor of this embodiment is demonstrated.

図１に示されるように、本実施形態の圧力温度センサにはケースプラグ１が備えられており、このケースプラグ１は、例えば、断熱樹脂材料であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂を型成形することにより作られ、本実施形態では円柱状をなしている。このケースプラグ１のうち一端部の一面には凹部２が形成されており、他端部には開口部３が形成されている。 As shown in FIG. 1, the pressure temperature sensor of the present embodiment is provided with a case plug 1. The case plug 1 is formed by molding a resin such as PPS (polyphenylene sulfide) which is a heat insulating resin material, for example. In this embodiment, it has a cylindrical shape. A recess 2 is formed on one surface of one end of the case plug 1, and an opening 3 is formed on the other end.

図２に示されるように、凹部２にはセンサチップ４および台座５が備えられており、センサチップ４と台座５とは陽極接合されている。センサチップ４にはダイヤフラム６が形成されており、ダイヤフラム６には図示しないブリッジ回路を構成するように形成されたゲージ抵抗が備えられている。このセンサチップ４は、ダイヤフラム６に圧力が印加されるとゲージ抵抗の抵抗値が変化してブリッジ回路の中間電圧が変化し、この電圧の変化に応じてセンサ出力信号を出力する、また、ダイヤフラム６の温度が変化するとゲージ抵抗の抵抗値が変化してブリッジ回路の両端電圧が変化し、この電圧の変化に応じてセンサ出力信号を出力する半導体ダイヤフラム式のものである。 As shown in FIG. 2, the recess 2 is provided with a sensor chip 4 and a base 5, and the sensor chip 4 and the base 5 are anodically bonded. A diaphragm 6 is formed on the sensor chip 4, and the diaphragm 6 is provided with a gauge resistor formed so as to constitute a bridge circuit (not shown). When pressure is applied to the diaphragm 6, the sensor chip 4 changes the resistance value of the gauge resistance and changes the intermediate voltage of the bridge circuit, and outputs a sensor output signal in accordance with the change in the voltage. When the temperature of 6 changes, the resistance value of the gauge resistance changes and the voltage across the bridge circuit changes, and a semiconductor diaphragm type that outputs a sensor output signal in accordance with the change in voltage.

また、図１に示されるように、ケースプラグ１には、センサチップ４と外部の回路等とを電気的に接続するための複数個の金属製棒状のターミナル７と、センサチップ４に熱的に接続される金属端子８が備えられている。各ターミナル７および金属端子８はインサートモールドによりケースプラグ１と一体に成形されることでケースプラグ１内に保持されている。 Further, as shown in FIG. 1, the case plug 1 includes a plurality of metal rod-shaped terminals 7 for electrically connecting the sensor chip 4 and an external circuit, and the sensor chip 4 with thermal conductivity. The metal terminal 8 connected to is provided. The terminals 7 and the metal terminals 8 are held in the case plug 1 by being integrally formed with the case plug 1 by insert molding.

各ターミナル７はケースプラグ１を貫通しており、各ターミナル７のうち一端部はケースプラグ１から凹部２内に突出し、他端部はケースプラグ１から開口部３内に突出している。凹部２内に突出している各ターミナル７の端部は、例えば、アルミなどのワイヤ９を介してセンサチップ４と電気的に接続されており、開口部３内に突出している各ターミナル７の端部は、図示しないワイヤハーネス等の外部配線部材を介して外部回路と電気的に接続されている。 Each terminal 7 passes through the case plug 1. One end of each terminal 7 protrudes from the case plug 1 into the recess 2, and the other end protrudes from the case plug 1 into the opening 3. The end of each terminal 7 protruding into the recess 2 is electrically connected to the sensor chip 4 via, for example, a wire 9 such as aluminum, and the end of each terminal 7 protruding into the opening 3 The part is electrically connected to an external circuit via an external wiring member such as a wire harness (not shown).

金属端子８は、センサチップ４と後述するメタルダイヤフラム１４とを熱的に接続するためのものであり、例えば、銅で構成される。この金属端子８について、図２に加えて、図３および図４を参照して説明する。図３は、図１中のＡ方向からのセンサチップ４、ターミナル７および金属端子８のレイアウト図、図４は図１に示す金属端子８正面図である。なお、図４には、センサチップ４および台座５を破線にて示している。なお、図１に示されるセンサチップ４、ターミナル７および金属端子は、図３中のＢ−Ｂ矢視断面図に対応している。 The metal terminal 8 is for thermally connecting the sensor chip 4 and a metal diaphragm 14 described later, and is made of copper, for example. The metal terminal 8 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 in addition to FIG. 3 is a layout diagram of the sensor chip 4, the terminal 7 and the metal terminal 8 from the direction A in FIG. 1, and FIG. 4 is a front view of the metal terminal 8 shown in FIG. In FIG. 4, the sensor chip 4 and the pedestal 5 are indicated by broken lines. The sensor chip 4, the terminal 7 and the metal terminal shown in FIG. 1 correspond to the cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

図３および図４に示されるように、金属端子８は、例えば、十字型の底部８ａを有していると共に、底部８ａのうち十字型の交点と各端部との間に一方向に突出する中央突出部８ｂと、底部８ａのうち各端部に中央突出部８ｂと同方向に突出する端部突出部８ｃとを有している。また、各中央突出部８ｂには先端部に向かう途中部で底部８ａの中心を通る中央突出部８ｂの突出方向と平行な直線に向かって折り曲げられた保持部８ｄが備えられていると共に、この保持部８ｄから先端部に向かってセンサチップ４および台座５をはめ込むためのテーパ形状が構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the metal terminal 8 has, for example, a cross-shaped bottom portion 8a, and protrudes in one direction between the cross-shaped intersection of the bottom portion 8a and each end portion. A central projecting portion 8b, and an end projecting portion 8c projecting in the same direction as the central projecting portion 8b at each end of the bottom portion 8a. Each central protrusion 8b is provided with a holding part 8d bent toward a straight line parallel to the protruding direction of the central protrusion 8b passing through the center of the bottom 8a in the middle part toward the tip. A tapered shape for fitting the sensor chip 4 and the pedestal 5 from the holding part 8d toward the tip part is formed.

図２に示されるように、金属端子８のうち、底部８ａはケースプラグ１に覆われており、中央突出部８ｂはケースプラグ１内から凹部２内に突出し、端部突出部８ｃはケースプラグ１の凹部２の側壁に沿って形成されている。 As shown in FIG. 2, the bottom 8a of the metal terminal 8 is covered with the case plug 1, the central protrusion 8b protrudes from the case plug 1 into the recess 2, and the end protrusion 8c is the case plug. 1 is formed along the side wall of the recess 2.

また、台座５と接合されているセンサチップ４は複数の中央突出部８ｂで囲まれる部分に収容されている。すなわち、中央突出部８ｂのうち保持部８ｄから凹部２に向かう部分でセンサチップ４および台座５の側面と接することでセンサチップ４および台座５の位置決めを行いつつ、中央突出部８ｂのうち保持部８ｄでセンサチップ４および台座５の抜けを防止することにより、中央突出部８ｂにてセンサチップ４および台座５を保持している。そして、中央突出部８ｂは保持部８ｄから凹部２に向かう部分にてセンサチップ４の側面と接続されていると共に、保持部８ｄにてセンサチップのうち台座５と接合される面と反対の面に接続されているので、センサチップ４と金属端子８とは熱的に接続された構成とされている。 The sensor chip 4 joined to the pedestal 5 is accommodated in a portion surrounded by a plurality of central protrusions 8b. That is, while the sensor chip 4 and the pedestal 5 are positioned by contacting the side surfaces of the sensor chip 4 and the pedestal 5 at the part of the central protruding part 8b from the holding part 8d toward the recessed part 2, By preventing the sensor chip 4 and the base 5 from coming off at 8d, the sensor chip 4 and the base 5 are held by the central protrusion 8b. The central protruding portion 8b is connected to the side surface of the sensor chip 4 at a portion from the holding portion 8d toward the concave portion 2, and is the surface opposite to the surface to be joined to the base 5 of the sensor chip at the holding portion 8d. Therefore, the sensor chip 4 and the metal terminal 8 are thermally connected.

そして、図１に示されるように、凹部２の底面には、例えば、シリコーン系樹脂から成るシール材１０が配置されている。このシール材１０は凹部２の底面とターミナル７および金属端子８との隙間を封止するためのものである。 As shown in FIG. 1, a sealing material 10 made of, for example, silicone resin is disposed on the bottom surface of the recess 2. This sealing material 10 is for sealing a gap between the bottom surface of the recess 2 and the terminal 7 and the metal terminal 8.

また、凹部２が備えられるケースプラグ１にはハウジング１１が組み付けられている。具体的には、ハウジング１１には収容凹部１２が備えられており、この収容凹部１２内にケースプラグ１のうち凹部２が備えられる一面が挿入され、ハウジング１１の端部２２がケースプラグ１にかしめられることでケースプラグ１とハウジングとが組みつけられている。このハウジング１１は、例えば、Ａｌ等の金属材料よりなるものであり、ハウジング１１の外周壁部分には本実施形態の圧力温度センサを固定するためのネジ部１３が備えられている。 A housing 11 is assembled to the case plug 1 provided with the recess 2. Specifically, the housing 11 is provided with a housing recess 12, and one surface of the case plug 1 where the recess 2 is provided is inserted into the housing recess 12, and the end 22 of the housing 11 is connected to the case plug 1. The case plug 1 and the housing are assembled by caulking. The housing 11 is made of, for example, a metal material such as Al, and a screw portion 13 for fixing the pressure temperature sensor of the present embodiment is provided on the outer peripheral wall portion of the housing 11.

また、ハウジング１１のうち、凹部２が備えられるケースプラグ１が位置している側の一面には、例えば、ＳＵＳ等からなる円形のメタルダイヤフラム１４とメタルダイヤフラム１４の外縁部分に配置されている環状のウェルド１５とが備えられている。 In addition, a circular metal diaphragm 14 made of, for example, SUS or the like and an annular portion disposed on an outer edge portion of the metal diaphragm 14 is formed on one surface of the housing 11 on the side where the case plug 1 provided with the recess 2 is located. Weld 15 is provided.

そして、ハウジング１１にはレーザー溶接等によりメタルダイヤフラム１４の外縁部分およびウェルド１５をハウジング１１に対して溶接することで、ハウジング１１、メタルダイヤフラム１４およびウェルド１５が溶け合った溶接部１６が形成されている。なお、メタルダイヤフラム１４のうち外縁部分はウェルド１５と共にハウジング１１に対して固定される部分であり、メタルダイヤフラム１４のうち凹部２を閉塞する部分は測定媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム部として機能する部分である。 The housing 11 is welded with the outer edge portion of the metal diaphragm 14 and the weld 15 to the housing 11 by laser welding or the like, thereby forming a welded portion 16 in which the housing 11, the metal diaphragm 14 and the weld 15 are fused. . The outer edge portion of the metal diaphragm 14 is a portion fixed to the housing 11 together with the weld 15, and the portion of the metal diaphragm 14 that closes the recess 2 functions as a diaphragm portion that is displaced according to the pressure of the measurement medium. It is a part to do.

また、このメタルダイヤフラム１４は金属端子８のうち凹部２の側壁に沿って形成されている端部突出部８ｃと接続されており、金属端子８とメタルダイヤフラム１４とは熱的に接続されている。これにより、金属端子８を介してセンサチップ４とメタルダイヤフラム１４とは熱的に接続された構成とされている。 The metal diaphragm 14 is connected to an end protrusion 8c formed along the side wall of the recess 2 in the metal terminal 8, and the metal terminal 8 and the metal diaphragm 14 are thermally connected. . Thereby, the sensor chip 4 and the metal diaphragm 14 are thermally connected via the metal terminals 8.

このように構成されたケースプラグ１とハウジング１１において、凹部２、メタルダイヤフラム１４、およびウェルド１５で圧力温度検出室１７が構成されている。この圧力温度検出室１７内には、例えば、フッ素オイルやシリコーンオイルなどのオイル１８が充填されている。 In the case plug 1 and the housing 11 configured as described above, the pressure temperature detection chamber 17 is configured by the recess 2, the metal diaphragm 14, and the weld 15. The pressure temperature detection chamber 17 is filled with oil 18 such as fluorine oil or silicone oil.

また、ケースプラグ１のうち凹部２が備えられる一面には、圧力温度検出室１７を囲むように環状の溝１９が形成されており、この環状の溝１９には、例えば、シリコーンゴムなどから成るＯリング２０および、例えば、ＰＰＳから成るガスケット２１が備えられている。このＯリング２０およびガスケット２１は、ケースプラグ１とハウジング１１とのかしめによるかしめ圧で押しつぶされることで圧力温度検出室１７を封止するものである。 Further, an annular groove 19 is formed on one surface of the case plug 1 where the recess 2 is provided so as to surround the pressure temperature detection chamber 17, and the annular groove 19 is made of, for example, silicone rubber. An O-ring 20 and a gasket 21 made of, for example, PPS are provided. The O-ring 20 and the gasket 21 seal the pressure temperature detection chamber 17 by being squeezed by a caulking pressure caused by caulking between the case plug 1 and the housing 11.

次に上記圧力温度センサの製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method of the pressure temperature sensor will be described.

まず、例えば、板状の銅材をプレス加工等により上記した形状の金属端子８を製造する。そして、ターミナル７および金属端子８をインサート成形してケースプラグ１を用意する。 First, for example, the metal terminal 8 having the shape described above is manufactured by pressing a plate-like copper material. Then, the terminal plug 7 and the metal terminal 8 are insert-molded to prepare the case plug 1.

続いて、例えば、アルミナ珪酸系ガラスから成る台座５に陽極接合されたセンサチップ４を用意する。そして、各中央突出部８ｂのうちテーパ形状の部分に台座５側から押し付けるように力を加えることにより各中央突出部８ｂを拡がる方向に弾性変形させ、センサチップ４と台座５とを中央突出部８ｂで囲まれた部分に収容する。これにより金属端子８にてセンサチップ４が保持されると共に、センサチップ４と金属端子８とが熱的に接続される。 Subsequently, for example, a sensor chip 4 that is anodically bonded to a pedestal 5 made of alumina silicate glass is prepared. Then, by applying a force to press the taper-shaped portion of each central protrusion 8b from the pedestal 5 side, each central protrusion 8b is elastically deformed in the expanding direction, and the sensor chip 4 and the pedestal 5 are moved to the central protrusion. It accommodates in the part enclosed by 8b. Thereby, the sensor chip 4 is held by the metal terminal 8 and the sensor chip 4 and the metal terminal 8 are thermally connected.

なお、凹部２の底面と台座５との間にシリコーン系樹脂などから成る接着剤を配置して、凹部２の底面と台座５とを接着してもよい。 Note that an adhesive made of a silicone resin or the like may be disposed between the bottom surface of the recess 2 and the pedestal 5 to bond the bottom surface of the recess 2 and the pedestal 5.

次に、ケースプラグ１のうち凹部２が形成された一面を上に向けた状態で凹部２内へシール材１０を注入し、シール材１０を凹部２の底面まで行き渡らせた後、硬化する。このとき、シール材１０がセンサチップ４の表面に付着しないように、注入量を調整することが好ましい。 Next, the seal material 10 is injected into the recess 2 with one surface of the case plug 1 on which the recess 2 is formed facing upward, and the seal material 10 is spread to the bottom surface of the recess 2 and then cured. At this time, it is preferable to adjust the injection amount so that the sealing material 10 does not adhere to the surface of the sensor chip 4.

その後、例えば、ワイヤボンディングを行い、センサチップ４と各ターミナル７の端部とをワイヤ９を介して電気的に接続する。そして、Ｏリング２０およびガスケット２１を配置して、ディスペンサ等によりオイル１８を凹部２内へ注入する。 Thereafter, for example, wire bonding is performed, and the sensor chip 4 and the end of each terminal 7 are electrically connected via the wire 9. Then, the O-ring 20 and the gasket 21 are arranged, and the oil 18 is injected into the recess 2 by a dispenser or the like.

そして、この状態のものを真空室にいれて、凹部２内の余分な空気を除去する。その後、一面にメタルダイヤフラム１４およびウェルド１５が溶接されているハウジング１１を用意し、真空室内でハウジング１１を上から水平に保ったままハウジング１１の収容凹部２２にケースプラグ１が嵌合するように降ろす。 And the thing of this state is put into a vacuum chamber, and the excess air in the recessed part 2 is removed. Thereafter, a housing 11 having a metal diaphragm 14 and a weld 15 welded to one side is prepared, and the case plug 1 is fitted into the receiving recess 22 of the housing 11 while keeping the housing 11 horizontal from above in the vacuum chamber. take down.

続いて、ケースプラグ１とウェルド１５とが十分接するまで押さえる。これにより、凹部２とメタルダイヤフラム１４およびウェルド１５にて圧力温度検出室１７が構成されると共に、凹部２の側壁に沿って形成された端部突出部８ｃとメタルダイヤフラム１４とが接続される。このため、金属端子８とメタルダイヤフラム１４とが熱的に接続されるので、金属端子８を介してメタルダイヤフラム１４とセンサチップ４とが熱的に接続される。そして、ハウジング１１の端部２２をケースプラグ１にかしめることにより、ハウジング１１とケースプラグ１とを一体化する。このような製造方法により本実施形態の圧力温度センサを構成することができる。 Subsequently, the case plug 1 and the weld 15 are pressed down sufficiently. Thereby, the pressure temperature detection chamber 17 is constituted by the recess 2, the metal diaphragm 14 and the weld 15, and the end protrusion 8 c formed along the side wall of the recess 2 and the metal diaphragm 14 are connected. For this reason, since the metal terminal 8 and the metal diaphragm 14 are thermally connected, the metal diaphragm 14 and the sensor chip 4 are thermally connected via the metal terminal 8. Then, the housing 11 and the case plug 1 are integrated by caulking the end portion 22 of the housing 11 to the case plug 1. The pressure temperature sensor of this embodiment can be configured by such a manufacturing method.

次に、このように構成された圧力温度センサの圧力および温度の検出動作について説明する。 Next, the pressure and temperature detection operation of the pressure temperature sensor configured as described above will be described.

測定媒体の圧力の検出は次のように行われる。まず、測定媒体からメタルダイヤフラム１４に圧力が印加されると、圧力温度検出室１７内に充填されているオイル１８を介してセンサチップ４に形成されているダイヤフラム６に圧力が印加される。ダイヤフラム６にはブリッジ回路を構成するように形成されたゲージ抵抗が備えられており、ダイヤフラム６に圧力が印加されるとピエゾ抵抗効果によりゲージ抵抗の抵抗値が変化する。このため、ブリッジ回路では中間電圧が変化し、センサチップ４から中間電圧の変化に基づいて印加された圧力に応じたセンサ出力信号が発生される。 The pressure of the measurement medium is detected as follows. First, when a pressure is applied from the measurement medium to the metal diaphragm 14, the pressure is applied to the diaphragm 6 formed in the sensor chip 4 through the oil 18 filled in the pressure temperature detection chamber 17. The diaphragm 6 is provided with a gauge resistor formed so as to form a bridge circuit. When pressure is applied to the diaphragm 6, the resistance value of the gauge resistor changes due to the piezoresistive effect. For this reason, the intermediate voltage changes in the bridge circuit, and a sensor output signal corresponding to the pressure applied from the sensor chip 4 based on the change in the intermediate voltage is generated.

また、測定媒体の温度の検出は次のように行われる。まず、メタルダイヤフラム１４および金属端子８を介してセンサチップ４に測定媒体の温度が伝導される。センサチップ４に測定媒体の温度が伝導されると、伝導された温度に応じてダイヤフラム１４に形成されているゲージ抵抗の抵抗値が変化する。このため、ブリッジ回路の両端電圧が変化し、センサチップ４から両端電圧の変化に基づいて温度に応じたセンサ出力信号が発生される。 The temperature of the measurement medium is detected as follows. First, the temperature of the measurement medium is conducted to the sensor chip 4 through the metal diaphragm 14 and the metal terminal 8. When the temperature of the measurement medium is conducted to the sensor chip 4, the resistance value of the gauge resistance formed on the diaphragm 14 changes according to the conducted temperature. For this reason, the voltage across the bridge circuit changes, and a sensor output signal corresponding to the temperature is generated from the sensor chip 4 based on the change in the voltage across the bridge circuit.

そして、これらのセンサ出力信号は、センサチップ４からワイヤ９およびターミナル７を介して外部回路に伝達され、測定媒体の温度および圧力が検出される。本実施形態ではこのようにして測定媒体の圧力および温度の検出が行われる。 These sensor output signals are transmitted from the sensor chip 4 to the external circuit via the wire 9 and the terminal 7, and the temperature and pressure of the measurement medium are detected. In the present embodiment, the pressure and temperature of the measurement medium are thus detected.

以上説明したように、本実施形態の圧力温度センサでは、センサチップ４およびセンサチップ４とワイヤ９との電気的な接続が行われるボンディング部分が直接測定媒体に曝されないようにメタルダイヤフラム１４で覆うと共に、金属端子８を介してセンサチップ４とメタルダイヤフラム１４とを熱的に接続した構成としている。このため、測定媒体とセンサチップ４との熱時定数を減少させることができるので温度の検出を高精度に行うことができると共に、耐環境性にも優れた構成にできる。 As described above, in the pressure temperature sensor of the present embodiment, the sensor chip 4 and the bonding part where the sensor chip 4 and the wire 9 are electrically connected are covered with the metal diaphragm 14 so as not to be directly exposed to the measurement medium. In addition, the sensor chip 4 and the metal diaphragm 14 are thermally connected through the metal terminals 8. For this reason, the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip 4 can be reduced, so that the temperature can be detected with high accuracy and the structure can also be excellent in environmental resistance.

また、本実施形態の圧力温度センサでは、従来備えられていた測定媒体導入孔が備えられていないため測定媒体の対流が妨げられることがない。このため、測定媒体の検出を高精度に行うことができる。 Moreover, in the pressure temperature sensor of this embodiment, since the conventionally provided measurement medium introduction hole is not provided, the convection of the measurement medium is not hindered. For this reason, the measurement medium can be detected with high accuracy.

なお、金属端子８はインサートモールドによりケースプラグ１と一体に成形されることでケースプラグ１内に配置された構成とされているが、金属端子８のうち中央突出部８ｂで囲まれる部分にセンサチップ４を備えた台座５をはめ込んだ後、金属端子８のうち底部８ａをケースプラグの凹部２の底面と接するようにしてシリコーン系樹脂等から成る接着剤により凹部２内に配置してもよい。 In addition, although the metal terminal 8 is formed in the case plug 1 by being integrally formed with the case plug 1 by insert molding, the metal terminal 8 includes a sensor surrounded by a central protruding portion 8b. After the pedestal 5 with the chip 4 is fitted, the bottom 8a of the metal terminal 8 may be placed in the recess 2 with an adhesive made of a silicone resin or the like so as to be in contact with the bottom surface of the recess 2 of the case plug. .

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は第１実施形態に対して、図１に示す二点鎖線部分、具体的には金属端子８の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in the structure of the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, specifically the structure of the metal terminal 8, and is otherwise the same as the first embodiment. Then, explanation is omitted.

図５に、本実施形態にかかる圧力温度センサの部分拡大図を示す。なお、図５は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力温度センサのうちの他の部分は図１と同様である。図５に示されるように、本実施形態の圧力温度センサでは、金属端子８を端部突出部８ｃがケースプラグ１に覆われるようにしつつ端部突出部８ｃの先端がケースプラグ１のうち凹部２が備えられる一面にて露出するようにインサート成形し、端部突出部８ｃの先端がウェルド１５に接続されるようにしている。 FIG. 5 shows a partially enlarged view of the pressure temperature sensor according to the present embodiment. 5 corresponds to the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, and other portions of the pressure temperature sensor of the present embodiment are the same as those in FIG. As shown in FIG. 5, in the pressure temperature sensor of the present embodiment, the metal terminal 8 is covered with the case plug 1 and the tip of the end protrusion 8 c is a recess in the case plug 1. Insert molding is performed so as to be exposed on one surface provided with 2, and the tip of the end protrusion 8 c is connected to the weld 15.

このような圧力温度センサによれば、端部突出部８ｃはケースプラグ１内に配置しているのでオイル１８と接触しなくなる。このため、端部突出部８ｃは熱容量の大きいオイル１８の影響を受けることがなくなり、さらに測定媒体とセンサチップ４との熱時定数を減少させることができる。 According to such a pressure temperature sensor, the end protrusion 8c is disposed in the case plug 1 and therefore does not come into contact with the oil 18. For this reason, the end protrusion 8c is not affected by the oil 18 having a large heat capacity, and the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip 4 can be reduced.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は第１実施形態に対して、図１に示す二点鎖線部分、具体的には金属端子８の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in the structure of the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, specifically the structure of the metal terminal 8, and is otherwise the same as the first embodiment. Then, explanation is omitted.

図６に、本実施形態にかかる圧力温度センサの部分拡大図を示す。なお、図６は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力温度センサのうちの他の部分は図１と同様である。図６に示されるように、本実施形態の圧力温度センサでは、金属端子８のうち中央突出部８ｂを十字型の交点から端部突出部８ｃと同方向に突出させ、台座５を貫通してセンサチップ４のうち台座５と接合される面に接合している。これによりセンサチップ４と金属端子８とが熱的に接続されている。このような圧力温度センサは以下のように構成される。 FIG. 6 shows a partially enlarged view of the pressure temperature sensor according to the present embodiment. 6 corresponds to the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, and other portions of the pressure temperature sensor of the present embodiment are the same as those in FIG. As shown in FIG. 6, in the pressure temperature sensor of this embodiment, the central protrusion 8 b of the metal terminal 8 protrudes from the cross-shaped intersection in the same direction as the end protrusion 8 c and penetrates the base 5. The sensor chip 4 is bonded to the surface to be bonded to the base 5. Thereby, the sensor chip 4 and the metal terminal 8 are thermally connected. Such a pressure temperature sensor is configured as follows.

まず、台座５となるガラスを加熱して溶融し、その中に金属端子８のうち中央突出部８ｂを挿入して中央突出部８ｂが台座５の内部に挿入されたものを形成する。そして、センサチップ４を台座５および金属端子８と陽極接合してセンサチップ４、台座５および金属端子８を一体化させる。続いて、金属端子８のうち底部８ａを凹部２の底面に接するようにシリコーン系樹脂などから成る接着剤により凹部２内に配置する。 First, the glass used as the base 5 is heated and melted, and the central protrusion 8b is inserted into the metal terminal 8 to form the central protrusion 8b inserted into the base 5. Then, the sensor chip 4 is anodically bonded to the base 5 and the metal terminal 8 so that the sensor chip 4, the base 5 and the metal terminal 8 are integrated. Subsequently, the bottom portion 8 a of the metal terminal 8 is disposed in the recess 2 with an adhesive made of a silicone resin or the like so as to contact the bottom surface of the recess 2.

このような圧力温度センサによれば、台座５の内部に中央突出部８ｂを配置しているので中央突出部８ｂがオイル１８と接触しなくなる。このため、中央突出部８ｂは熱容量の大きいオイルの影響を受けることがなくなり、さらに測定媒体とセンサチップ４との熱時定数を減少させることができる。 According to such a pressure temperature sensor, since the central protrusion 8 b is arranged inside the base 5, the central protrusion 8 b does not come into contact with the oil 18. For this reason, the central protrusion 8b is not affected by oil having a large heat capacity, and the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip 4 can be reduced.

なお、本実施形態では、中央突出部８ｂはセンサチップ４のうち台座５と接合される面で熱的に接続されているが、センサチップ４と金属端子８との熱時定数を小さくするために、例えば、センサチップ４に形成されるゲージ抵抗近傍に貫通孔を設けて端子を埋め込み、端子と金属端子８とを熱的に接合する構成とすることもできる。 In the present embodiment, the central protrusion 8b is thermally connected to the surface of the sensor chip 4 that is joined to the pedestal 5, but in order to reduce the thermal time constant between the sensor chip 4 and the metal terminal 8. In addition, for example, a through hole may be provided near the gauge resistor formed in the sensor chip 4 to embed a terminal, and the terminal and the metal terminal 8 may be thermally bonded.

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は第３実施形態に対して、断熱性ゲル材を加えたものでありその他に関しては第３実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a heat insulating gel material is added to the third embodiment, and the others are the same as those in the third embodiment, so that the description thereof is omitted here.

図７に、本実施形態にかかる圧力温度センサの部分拡大図を示す。なお、図７は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、本実施形態の圧力温度センサのうちの他の部分は図１と同様である。図７に示されるように、本実施形態では、センサチップ４および台座５が、例えばフロロシリコーンゲルからなる断熱性ゲル材２３で覆われた構成とされている。 FIG. 7 shows a partially enlarged view of the pressure temperature sensor according to the present embodiment. 7 corresponds to the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, and other portions of the pressure temperature sensor of the present embodiment are the same as those in FIG. As shown in FIG. 7, in this embodiment, the sensor chip 4 and the base 5 are configured to be covered with a heat insulating gel material 23 made of, for example, a fluorosilicone gel.

このような圧力温度センサは、オイル１８を凹部２へ注入する前にセンサチップ４および台座５を断熱性ゲル材２３で覆うことで構成される。 Such a pressure temperature sensor is configured by covering the sensor chip 4 and the pedestal 5 with the heat insulating gel material 23 before injecting the oil 18 into the recess 2.

このような圧力温度センサによれば、センサチップ４および台座５はオイル１８と接触しないためオイル１８の影響を受けないようにすることができ、測定媒体とセンサチップ４との熱時定数をさらに減少させることができる。 According to such a pressure temperature sensor, the sensor chip 4 and the pedestal 5 do not come into contact with the oil 18 and thus can be prevented from being affected by the oil 18, and the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip 4 can be further increased. Can be reduced.

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は第１実施形態に対して、熱アンテナが備えられており、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。 (Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is provided with a thermal antenna with respect to the first embodiment, and the other aspects are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

図８は本実施形態にかかる圧力温度センサの断面図である。図８に示されるように、本実施形態では、ハウジング１１のうちメタルダイヤフラム１４およびウェルド１５が備え付けられる一面と反対の面に熱アンテナ２４を取り付けている。この熱アンテナ２４は、例えば、金属端子８と同様に銅で構成され、ハウジング１１と金属接合されることで備え付けられている。 FIG. 8 is a cross-sectional view of the pressure temperature sensor according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, in this embodiment, the thermal antenna 24 is attached to the surface of the housing 11 opposite to the surface on which the metal diaphragm 14 and the weld 15 are provided. The thermal antenna 24 is made of copper, for example, like the metal terminal 8 and is provided by being metal-bonded to the housing 11.

このような圧力温度センサによれば、圧力温度センサを対象箇所に組み付けた際に、メタルダイヤフラム１４が対流のある測定媒体に十分接触できない場合でも熱アンテナ２４により測定媒体の温度が伝導されるので温度の検出を高精度に行うことができる。 According to such a pressure temperature sensor, the temperature of the measurement medium is conducted by the thermal antenna 24 even when the metal diaphragm 14 cannot sufficiently contact the convection measurement medium when the pressure temperature sensor is assembled at the target location. The temperature can be detected with high accuracy.

（他の実施形態）
上記各実施形態において、ハウジング１１には収容凹部１２の外周壁面にねじ部１３が形成されており、このねじ部１３により圧力温度センサが適所に取り付けられる。しかしながら、ハウジング１１の形態はこれに限られるものではない。 (Other embodiments)
In each of the above embodiments, the housing 11 is formed with the screw portion 13 on the outer peripheral wall surface of the housing recess 12, and the pressure temperature sensor is attached to the proper position by the screw portion 13. However, the form of the housing 11 is not limited to this.

図９に、ハウジング１１の形態を変更した場合の例を示した圧力温度センサの断面図を示す。この図に示されるように、ハウジング１１のうちメタルダイヤフラム１４およびウェルド１５が備え付けられる一面のケースプラグ１が備えられる反対側に、ケースプラグ１と反対側に延びる測定媒体導入孔２５が備えられる構成としてもよい。この場合は、ねじ部１３を測定媒体導入孔２５の外周壁部分に備え付けることができる。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the pressure temperature sensor showing an example in which the form of the housing 11 is changed. As shown in this figure, a configuration in which a measurement medium introduction hole 25 extending on the opposite side of the case plug 1 is provided on the opposite side of the housing 11 where the case plug 1 on one side where the metal diaphragm 14 and the weld 15 are provided is provided. It is good. In this case, the screw portion 13 can be provided on the outer peripheral wall portion of the measurement medium introduction hole 25.

また、上記第２実施形では、中央突出部８ｂの先端をウェルド１５に接続してもよい。図１０は、他の実施形態にかかる圧力温度センサの断面図である。なお、図１０は図１に示す二点鎖線部分に対応しており、他の実施形態の圧力温度センサのうちの他の部分は図１と同様である。 In the second embodiment, the tip of the central protrusion 8b may be connected to the weld 15. FIG. 10 is a cross-sectional view of a pressure temperature sensor according to another embodiment. 10 corresponds to the two-dot chain line portion shown in FIG. 1, and other portions of the pressure temperature sensor of the other embodiments are the same as those in FIG.

図１０に示すように、他の実施形態では、中央突出部８ｂの先端がウェルド１５と接続されていると共に、ケースプラグ１のうち溝１９よりも内側の部分と接触している。このような圧力温度センサによれば、端部突出部８ｃとウェルド１５とを熱的に接続する構成に加えて、中央突出部８ａとウェルド１５とを熱的に接続する構成とすることができるので、さらに測定媒体とセンサチップ４との熱時定数を減少させることができる。 As shown in FIG. 10, in another embodiment, the front end of the central protrusion 8 b is connected to the weld 15 and is in contact with a portion of the case plug 1 that is inside the groove 19. According to such a pressure temperature sensor, in addition to the configuration in which the end protrusion 8c and the weld 15 are thermally connected, the center protrusion 8a and the weld 15 can be thermally connected. Therefore, the thermal time constant between the measurement medium and the sensor chip 4 can be further reduced.

また、上記各実施形態を組み合わせて構成してもよい。例えば、上記第２実施形態から上記第４実施形態の圧力温度センサに対して上記第５実施形態に示した熱アンテナ２５が取り付けられている構成としてもよい。 Moreover, you may comprise combining said each embodiment. For example, it is good also as a structure by which the thermal antenna 25 shown in the said 5th Embodiment is attached with respect to the pressure temperature sensor of the said 4th Embodiment from the said 2nd Embodiment.

さらに、金属端子８は十字型の底部８ａを有するものに限定されるものではなく、金属端子８を介してセンサチップ４とメタルダイヤフラム１４もしくはウェルド１５とが熱的に接続される構造であればよい。例えば、上記第１実施形態において、金属端子８が四角形型の底部８ａを有する構成とされ、底部８ａのうち四角型の中心部と各頂点との間に中央突出部８ｂと、底部８ａのうち四角型の各頂点に端部突出部８ｃとを備えている構成としてもよい。この場合、金属端子８のうち底部８ａにはターミナル７が貫通する孔を形成し、各ターミナルには、各ターミナルが導通しないように、例えば、絶縁膜を備え付ける構成とすることができる。 Further, the metal terminal 8 is not limited to the one having the cross-shaped bottom portion 8 a, but may be any structure as long as the sensor chip 4 and the metal diaphragm 14 or the weld 15 are thermally connected via the metal terminal 8. Good. For example, in the first embodiment, the metal terminal 8 has a quadrangular bottom portion 8a, and a center protruding portion 8b and a bottom portion 8a of the bottom portion 8a between the center portion of each square and each vertex. It is good also as a structure provided with the edge part protrusion part 8c in each square vertex. In this case, a hole through which the terminal 7 passes can be formed in the bottom 8a of the metal terminal 8, and for example, an insulating film can be provided in each terminal so that each terminal does not conduct.

本発明の第１実施形態にかかる圧力温度センサの正面断面図を示す図である。It is a figure which shows front sectional drawing of the pressure temperature sensor concerning 1st Embodiment of this invention. 図１中の二点鎖線部分の拡大図を示す図である。It is a figure which shows the enlarged view of the dashed-two dotted line part in FIG. 図１に示す圧力温度センサに備えられたセンサチップ、金属端子およびターミナルのレイアウト図である。FIG. 2 is a layout diagram of sensor chips, metal terminals, and terminals provided in the pressure temperature sensor shown in FIG. 1. 図１に示す圧力温度センサに備えられたセンサチップ、台座および金属端子の正面図である。FIG. 2 is a front view of a sensor chip, a pedestal, and metal terminals provided in the pressure temperature sensor shown in FIG. 1. 本発明の第２実施形態にかかる圧力温度センサの部分拡大図を示す図である。It is a figure which shows the elements on larger scale of the pressure temperature sensor concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態にかかる圧力温度センサの部分拡大図を示す図である。It is a figure which shows the elements on larger scale of the pressure temperature sensor concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態にかかる圧力温度センサの部分拡大図を示す図である。It is a figure which shows the elements on larger scale of the pressure temperature sensor concerning 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態にかかる圧力温度センサの部分拡大図を示す図である。It is a figure which shows the elements on larger scale of the pressure temperature sensor concerning 5th Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる圧力温度センサの正面断面図を示す図である。It is a figure which shows front sectional drawing of the pressure temperature sensor concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる圧力温度センサの正面断面図を示す図である。It is a figure which shows front sectional drawing of the pressure temperature sensor concerning other embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１…ケースプラグ、２…凹部、４…センサチップ、５…台座、７…ターミナル、８…金属端子、８ａ…底部、８ｂ…中央突出部、８ｃ…端部突出部、８ｄ…保持部、９…ワイヤ、１１…ハウジング、１２…収容凹部、１４…メタルダイヤフラム、１５…ウェルド、１７…圧力温度検出室、１８…オイル、２３…断熱性ゲル材、２４…熱アンテナ、２５…測定媒体導入孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case plug, 2 ... Recessed part, 4 ... Sensor chip, 5 ... Base, 7 ... Terminal, 8 ... Metal terminal, 8a ... Bottom part, 8b ... Center protrusion part, 8c ... End protrusion part, 8d ... Holding part, 9 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Wire, 11 ... Housing, 12 ... Housing recessed part, 14 ... Metal diaphragm, 15 ... Weld, 17 ... Pressure temperature detection chamber, 18 ... Oil, 23 ... Thermal insulation gel material, 24 ... Thermal antenna, 25 ... Measurement medium introduction hole

Claims

A sensor chip (4) for outputting a sensor output signal corresponding to the pressure and temperature of the measurement medium;
A case plug (1) provided with a recess (2) on one surface and the sensor chip (4) provided on the recess (2);
A housing (11) having a hollow portion (12) and being assembled integrally with the case plug (1) by inserting the case plug (1) into the hollow portion (12);
The pressure of the measurement medium is applied, the temperature of the measurement medium is conducted, and the one surface of the case plug (1) provided with the recess (2) and the one surface of the housing (11) are opposed to the one surface. A metal diaphragm (14) disposed between the one side and the other side;
A frame-shaped weld (15) disposed on an outer edge portion of the metal diaphragm (14) and fixing the metal diaphragm (14) to the housing (11);
A portion surrounded by the recess (2), the metal diaphragm (14) and the weld (15) formed by assembling the case plug (1) and the housing (11) is a pressure temperature detection chamber (17). ), Oil (18) filling the pressure temperature detection chamber (17),
A terminal (7) that is electrically connected to the sensor chip (4) and performs electrical connection to the outside;
A wire (9) for electrically connecting the sensor chip (4) and the terminal (7);
The case plug (1) is connected to the sensor chip (4) and connected to the metal diaphragm (14) or the weld (15), and the sensor chip (4) and the metal A pressure temperature sensor comprising a metal terminal (8) for thermally connecting the diaphragm (14) or the weld (15).

The metal terminal (8) has a cross-shaped bottom part (8a), and the metal diaphragm (14) between the cross-shaped intersection of the bottom part (8a) or between the intersection and each end. A central projecting portion (8b) projecting toward the end, and an end projecting portion (8c) projecting in the same direction as the central projecting portion (8b) at each of the cross-shaped end portions of the bottom portion (8a). Have
The central protrusion (8b) is provided with a holding part (8d) that holds the sensor chip (4) and is connected to the sensor chip (4), and holds the sensor chip (4). The central protrusion (8b) of the metal terminal (8) is connected to the sensor chip (4) while being held by the portion (8d), and the end protrusion ( 8c) is connected to the metal diaphragm (14) or the weld (15), so that the sensor chip (4) and the metal diaphragm (14) or the weld (15) connect the metal terminal (8). The pressure temperature sensor according to claim 1, wherein the pressure temperature sensor is thermally connected to the pressure temperature sensor.

The metal terminal (8) is insert-molded so that the bottom portion (8a) is covered with the case plug (1), and the central projecting portion (8b) extends from the inside of the case plug (1) to the recess (2 ) And the end protrusion (8c) is formed along the side wall of the recess (2) of the case plug (1) and connected to the metal diaphragm (14). The pressure temperature sensor according to claim 2.

The metal terminal (8) is disposed in the recess (2) so that the bottom (8a) is in contact with the bottom surface of the recess (2), and the central protrusion (8b) is in the recess (2). The pressure temperature sensor according to claim 2, characterized in that it protrudes and the end protrusion (8c) is formed along the side wall of the recess (2) and is connected to the metal diaphragm (14). .

The metal terminal (8) is insert-molded so that the bottom portion (8a) is covered with the case plug (1), and the central projecting portion (8b) extends from the inside of the case plug (1) to the recess (2 ), The end protrusion (8c) is covered with the case plug (1), and the end of the end protrusion (8c) is the recess (2) of the case plug (1). 3. The pressure temperature according to claim 2, wherein the pressure temperature is insert-molded so as to be exposed from the one surface provided, and the tip of the end protrusion (8 b) is connected to the weld (15). Sensor.

The pressure temperature sensor according to claim 5, wherein a tip of the central protrusion (8b) is connected to the weld (15).

The metal terminal (8) has a cross-shaped bottom portion (8a), and a central protruding portion (8b) protruding toward the metal diaphragm (14) at the cross-shaped intersection of the bottom portion (8a). And an end protrusion (8c) protruding in the same direction as the central protrusion (8b) at each of the cross-shaped ends of the bottom (8a),
The sensor chip (4) is joined to the pedestal (5), and the metal terminal (8) is disposed in the recess (2) so that the bottom (8a) is in contact with the bottom surface of the recess (2). The central protrusion (8b) passes through the pedestal (5) and is connected to the surface of the sensor chip (4) where the pedestal (5) is joined, and the end protrusion (8c) ) Is formed along the side wall of the recess (2) and connected to the metal diaphragm (14), and the sensor chip (4) and the metal diaphragm (14) are connected to the metal terminal (8). The pressure temperature sensor according to claim 1, wherein the pressure temperature sensor is thermally connected to the pressure temperature sensor.

The sensor chip (4) is covered with a heat insulating gel material (23), and the sensor chip (4) and the oil (18) filled in the pressure temperature detection chamber (17) are separated from each other. The pressure temperature sensor according to claim 1, wherein the pressure temperature sensor is configured as described above.

On the surface of the housing (11) opposite to the surface on which the metal diaphragm (14) and the weld (15) are provided, a thermal antenna (24) for conducting the temperature of the measurement medium to the metal diaphragm (14). The pressure temperature sensor according to claim 1, wherein the pressure temperature sensor is attached.

A measuring medium introduction hole (25) extending on the opposite side to the case plug (1) on the opposite side of the housing (11) where the case plug (1) on the one side where the metal diaphragm (14) is disposed is provided. The pressure temperature sensor according to claim 1, wherein the pressure temperature sensor is provided.