JP2022134310A - Pressure measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一端部がセンサケースに半田付けされるとともに他端部がボディ側の部材に溶接される導圧用の細管を備えた圧力測定装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure measuring device provided with a thin tube for pressure guidance, one end of which is soldered to a sensor case and the other end of which is welded to a member on the body side.
従来の圧力測定装置としては、例えば特許文献1に記載されているものがある。特許文献1に開示された圧力測定装置は、センサチップがボディの一端側の内部空間に収容され、ボディの他端側の導圧路からセンサチップに圧力を導く細管を備えている。ボディの他端側には、測定流体に接するバリアダイアフラムと、バリアダイアフラムが壁の一部となる圧力伝達室とが設けられている。上述した導圧路は、圧力伝達室と細管とを連通している。
As a conventional pressure measuring device, there is one described in
細管とボディとの接合は、例えば特許文献2に記載されているように、細管が貫通する金属製のワッシャを介して行うことができる。細管は、ワッシャの貫通孔に挿入された状態でワッシャに溶接される。ワッシャは、ボディに抵抗溶接によって溶接される。
細管とセンサチップとの接合は、例えば接着剤を使用して行うことができる。接着剤としてエポキシ系の接着剤を使用する場合は、この接着剤が吸湿して劣化することを防ぐために、センサケースでセンサチップを覆うことが望ましい。センサケースは、信号取出し構造を容易に形成できるように、セラミックスによって形成することが好ましい。
The connection between the thin tube and the body can be performed via a metal washer through which the thin tube penetrates, as described in
Bonding between the capillary tube and the sensor chip can be performed using an adhesive, for example. When an epoxy-based adhesive is used as the adhesive, it is desirable to cover the sensor chip with a sensor case in order to prevent the adhesive from deteriorating due to moisture absorption. The sensor case is preferably made of ceramics so that the signal extraction structure can be easily formed.
ところで、近年の圧力測定装置は、センサチップに過大圧保護機構を搭載することがある。過大圧保護機構をセンサチップに搭載した圧力測定装置においては、受圧部(バリアダイアフラム)から感圧部(センサチップ)までの圧力伝達経路においても高耐圧であることが求められる。そのため、圧力伝達経路の構成部品(ボディ、ワッシャ、細管)は、強度維持を目的としてステンレス鋼等の高強度金属によって形成する必要がある。 By the way, some recent pressure measuring devices have an overpressure protection mechanism mounted on the sensor chip. In a pressure measuring device having an overpressure protection mechanism mounted on a sensor chip, the pressure transmission path from the pressure receiving portion (barrier diaphragm) to the pressure sensing portion (sensor chip) is also required to withstand high pressure. Therefore, the components (body, washer, thin tube) of the pressure transmission path must be made of high-strength metal such as stainless steel for the purpose of maintaining strength.
センサチップを覆うセラミックス製のセンサケースを備えている場合、センサケースを細管が貫通する部分の隙間は、半田付けにより封止する。半田付けを行うために、センサケースには、細管を通す開口部の周囲に導体を形成し、Niを下地としてAuをメタライズする。同様に細管も半田付けを行うためにメタライズを行う。一般的に、ステンレス鋼は半田付けしづらい金属であり、ステンレス鋼に半田付けを行うためには、表面の酸化膜を除去する必要がある。酸化膜を除去するためには、やに入り半田やフラックスを使用する必要があるが、半田付け後にフラックス(腐食成分)の除去のため洗浄が必要となる。洗浄の際には、導圧路内への異物混入やセンサチップへの異物付着による特性劣化などの不具合が生じるおそれがある。このため、このような不具合の発生を避けるため、やに入り半田やフラックスを使用することなく、ステンレス鋼製の細管にNiを下地としてAuめっきを行い、このAu層をセンサケースのメタライズ部に半田付けして細管貫通部を封止する。 If a sensor case made of ceramics covering the sensor chip is provided, the gap where the thin tube penetrates the sensor case is sealed by soldering. For soldering, the sensor case has a conductor formed around the opening through which the thin tube passes, and is metallized with Au using Ni as a base. Similarly, thin tubes are also metallized for soldering. In general, stainless steel is a metal that is difficult to solder, and in order to solder stainless steel, it is necessary to remove the oxide film on the surface. In order to remove the oxide film, it is necessary to use resinous solder or flux, but after soldering, cleaning is required to remove the flux (corrosive component). At the time of cleaning, there is a risk that foreign matter may enter the pressure guide path or may cause a problem such as characteristic deterioration due to foreign matter adhering to the sensor chip. Therefore, in order to avoid the occurrence of such problems, instead of using flux-cored solder or flux, the thin stainless steel tube is Au-plated with Ni as the base, and this Au layer is applied to the metallized portion of the sensor case. Solder to seal the narrow tube penetration.
しかしながら、半田付けできるようにNiを下地としてAuめっきが施された細管は、ワッシャとの溶接部においてシール性が低くなるおそれがあった。この理由は、下地のNiめっき成分に含まれるP(りん)やS(硫黄)などにより、溶接割れが発生するからである。この溶接割れは、図9に示すように発生する。図9には、細管1の先端をワッシャ2の貫通孔の開口縁に溶接した溶接部が示されている。この溶接部には、図9中に四角形の枠で囲って示すように、溶接割れにより生じるクラックが形成されている。クラックは、細管1とワッシャ2との境界に沿うように延びている。
However, there is a risk that the thin tube that is Au-plated on a Ni base so that it can be soldered has poor sealing performance at the welded portion with the washer. The reason for this is that P (phosphorus), S (sulfur), etc. contained in the underlying Ni plating components cause weld cracks. This weld crack occurs as shown in FIG. FIG. 9 shows the welded portion where the tip of the
本発明の目的は、導圧用の細管がセラミックス製のセンサケースに半田付けされるとともにボディ側のワッシャにシール性よく溶接された圧力測定装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pressure measuring device in which a thin tube for pressure guidance is soldered to a ceramic sensor case and welded to a washer on the body side with good sealing performance.
この目的を達成するために、本発明に係る圧力測定装置は、測定対象であるプロセス流体の圧力を受圧する受圧ダイアフラムを備え、前記受圧ダイアフラムとの間に充填された圧力伝達媒体の圧力を受圧して圧力を検出する圧力センサチップと、前記圧力センサチップを収容するセンサケースとが内部空間に設置されたボディを有する圧力測定装置であって、前記センサケースは、セラミックス材料によって形成されているとともに、前記圧力伝達媒体の圧力を前記圧力センサチップに導入するための開口部を有し、前記ボディは、前記受圧ダイアフラムを壁の一部として形成されて前記圧力伝達媒体の一部を収容する圧力伝達室から前記ボディの前記内部空間に通じる導圧路を有し、前記ボディの前記内部空間には、前記導圧路における前記ボディの前記内部空間に通じる開口端に装着された、貫通孔を有するステンレス鋼製のワッシャと、前記ワッシャの前記貫通孔にその一端が挿入されて接合されるとともに、その他端が前記センサケースの前記開口部を貫通して前記圧力センサチップに連通する、内部に前記圧力伝達媒体が充填されたステンレス鋼製の細管とが設けられ、前記細管における前記センサケースの前記開口部を貫通する部分は、半田付け用のめっきが施されているとともに、メタライズされた前記開口部に半田付けされ、前記細管における前記ワッシャの前記貫通孔に挿入された部分は、半田付け用のめっきが施されていない状態で前記ワッシャに溶接されているものである。 In order to achieve this object, the pressure measuring device according to the present invention includes a pressure receiving diaphragm that receives the pressure of the process fluid to be measured, and receives the pressure of a pressure transmission medium filled between the pressure receiving diaphragm and the pressure receiving diaphragm. A pressure measuring device having a body in which a pressure sensor chip for detecting pressure by means of pressure sensor and a sensor case for accommodating the pressure sensor chip are installed in an internal space, wherein the sensor case is made of a ceramic material. and an opening for introducing the pressure of the pressure transmission medium to the pressure sensor chip, and the body is formed with the pressure-receiving diaphragm as a part of a wall to accommodate a part of the pressure transmission medium. A through hole is provided in the internal space of the body, and the opening end of the pressure guiding path communicates with the internal space of the body. a washer made of stainless steel having a A thin tube made of stainless steel filled with the pressure transmission medium is provided in the thin tube, and the portion of the thin tube that penetrates the opening of the sensor case is plated for soldering and metallized A portion of the thin tube that is soldered to the opening and inserted into the through hole of the washer is welded to the washer without being plated for soldering.
本発明は、前記圧力測定装置において、前記細管の表面は、前記ワッシャの前記貫通孔の内周面との接合部を除いて前記半田付け用のめっきが施されていてもよい。 In the pressure measuring device according to the present invention, the surface of the thin tube may be plated for soldering except for a joint portion between the washer and the inner peripheral surface of the through hole.
本発明は、前記圧力測定装置において、前記細管は、前記半田付け用のめっきが施された状態で前記ワッシャおよび前記センサケースと接合されていてもよい。 In the pressure measuring device according to the present invention, the thin tube may be joined to the washer and the sensor case while being plated for soldering.
本発明においては、細管のセンサケースを貫通する部分にはAuめっきが施されているから、センサケースの細管が貫通する貫通部が半田付けにより封止される。また、細管のワッシャに溶接される部分にはめっきが施されていないから、この細管とワッシャとの溶接部に溶接割れが生じることはない。
したがって、導圧用の細管がセラミックス製のセンサケースに半田付けされるとともにボディ側のワッシャにシール性よく溶接された圧力測定装置を提供することができる。
In the present invention, since the portion of the thin tube that penetrates the sensor case is plated with Au, the through portion of the sensor case through which the thin tube penetrates is sealed by soldering. Also, since the portion of the thin tube to be welded to the washer is not plated, the welded portion between the thin tube and the washer will not crack.
Therefore, it is possible to provide a pressure measuring device in which the thin tube for pressure guidance is soldered to the ceramic sensor case and welded to the washer on the body side with good sealing performance.
以下、本発明に係る圧力測定装置の一実施の形態を図1~図8を参照して詳細に説明する。
図1に示す圧力測定装置11は、図1において中央部に描かれているボディ12に後述する複数の機能部品を組み付けて構成されている。ボディ12は、図1において下側に描かれている受圧部13と、上側に描かれている検出部14とを有している。この実施の形態によるボディ12は、ステンレス鋼によって形成されている。この実施の形態によるボディ12は、ステンレス鋼として耐食性の観点からSUS316によって形成されている。
An embodiment of a pressure measuring device according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 8. FIG.
A
受圧部13は、図1において左右方向を厚み方向とする板状に形成されており、厚み方向の一方の端部に第1の配管15が接続されるとともに、厚み方向の他方の端部に第2の配管16が接続される。第1の配管15の内部は、測定対象である第1のプロセス流体17で満たされている。第2の配管16の内部は、測定対象である第2のプロセス流体18で満たされている。
受圧部13における第1の配管15と接続される一端部には、第1のプロセス流体17の圧力を受圧する第1の受圧ダイアフラム21が設けられているとともに、この第1の受圧ダイアフラム21が壁の一部となる第1の圧力伝達室22が形成されている。
受圧部13における第2の配管16と接続される他端部には、第2のプロセス流体18の圧力を受圧する第2の受圧ダイアフラム23が設けられているとともに、この第2の受圧ダイアフラム23が壁の一部となる第2の圧力伝達室24が形成されている。
The pressure-receiving
A first pressure-receiving
A second
第1の圧力伝達室22と第2の圧力伝達室24は、図2に示すように、ボディ12内に形成された第1の導圧路25および第2の導圧路26と、後述する検出部14の第1および第2のワッシャ27,28と、第1および第2の細管31,32とを介して圧力センサチップ33の圧力室34(図5参照)に連通されている。第1および第2の圧力伝達室22,24から圧力室34に至る圧力伝達系は、圧力伝達媒体35(図1、図5参照)で満たされている。圧力センサチップ33は、第1および第2の受圧ダイアフラム21,23との間に充填された圧力伝達媒体35の圧力を受圧して圧力を検出する。
The first
ボディ12の検出部14は、円筒状に形成され、受圧部13とは反対の方向に向けて開口している。検出部14内にボディ12の内部空間36が形成されている。検出部14の開口部分は、カバー37(図1参照)が取付けられ、カバー37によって閉塞される。
検出部14の内側底部には、図3に示すように第1および第2の導圧路25,26がそれぞれ開口している。第1および第2の導圧路25,26は、ボディ12の内部に、第1および第2の圧力伝達室22,24からボディ12の内部空間36に通じるように形成されている。
The detecting
As shown in FIG. 3, first and second
第1の導圧路25の内部空間36に通じる開口端には、図2に示すように第1のワッシャ27が装着されている。第2の導圧路26の内部空間36に通じる開口端には第2のワッシャ28が装着されている。第1および第2のワッシャ27,28は、それぞれステンレス鋼によって円板状に形成されており、ボディ12に溶接されている。この実施の形態によるワッシャ27,28は、ボディ12の材料であるSUS316と溶接接合可能な、SUS316、SUS304などによって形成されている。
A
第1および第2のワッシャ27,28の中心部には、図6に示すように、第1および第2の導圧路25,26の内部に臨む凸部27a,28aが設けられているとともに、貫通孔38,39が形成されている。図4に示すように、第1のワッシャ27の貫通孔38には、後述する第1の細管31の一端が挿入されて接合されている。第2のワッシャ28の貫通孔39には、後述する第2の細管32の一端が挿入されて接合されている。
As shown in FIG. 6,
第1の細管31と第2の細管32は、それぞれステンレス鋼によって形成され、所定の形状に曲げられている。第1および第2の細管31,32の材料は、第1および第2のワッシャ27,28の材料(SUS316、SUS304)との溶接性がよいSUS304である。第1および第2の細管31,32の第1および第2のワッシャ27,28への接合は、凸部27a,28aに開口する貫通孔38,39の開口縁に細管31,32の先端外周部を溶接することによって行われている。この溶接は、図6に示すように、溶接部40によって第1および第2のワッシャ27,28と第1および第2の細管31,32との間が液密にシールされるように行っている。
第1のワッシャ27に溶接された第1の細管31と、第2のワッシャ28に溶接された第2の細管32は、図4中に符号41で示す圧力センサ組立体の一部を構成するものである。
The first
A
圧力センサ組立体41は、図4に示すように、第1および第2の細管31,32の一端に接合された第1および第2のワッシャ27,28と、第1および第2の細管31,32の他端に接合されたセンサケース42および圧力センサチップ33とによって構成されている。第1および第2の細管31,32は、第1および第2のワッシャ27,28からボディ12の受圧部13とは反対方向に延びており、第1および第2のワッシャ27,28とセンサケース42との間でこれら両細管31,32の間隔が狭くなるように曲げられている。第1および第2の細管31,32の間隔は、第1および第2のワッシャ27,28に溶接される一端側で広くなり、センサケース42に接合される他端側で狭くなる。
The
センサケース42は、セラミックス材料によって形成されたケース本体43と、セラミックス材料または金属材料によって形成された蓋体44とによって構成されている。圧力センサチップ33は、複数のシリコン製の板状部材を厚み方向に重ねて立方体状に形成され、センサケース42の中に収容されている。
センサケース42のケース本体43は、図4において上側であってボディ12の受圧部13とは反対の方向に向けて開口する有底角筒状に形成されている。蓋体44は、板状に形成され、ケース本体43の開口部を閉塞する状態でケース本体43にろう付けあるいはシーム溶接などによって固着されている。この蓋体44をケース本体43に接合する作業は、ケース本体43内が真空あるいはN2で満たされた状態で気密に封止されるように行う。
The
A case
センサケース42の底面、すなわちケース本体43の底壁43aにおけるケース外側の面には、図示してはいないが、圧力センサチップ33の複数の端子と個別に電気的に接続される複数の半田付け用ランドが形成されている。これらの半田付け用ランドは、基板45(図3参照)に形成された半田付け用ランド46に重ねて半田付けされる。この半田付けが行われることにより、センサケース42が基板45上に実装される。
On the bottom surface of the
基板45は、図3に示すように、円板状に形成されている。基板45には、第1および第2のワッシャ27,28を通すことが可能な円形の二つの貫通穴47,47と、これらの貫通穴47どうしを接続するスリット48とが形成されている。センサケース42を基板45に重ねる作業は、貫通穴47,47に第1および第2のワッシャ27,28を通すとともに、第1および第2の細管31,32をスリット48に通して行う。
The
この実施の形態による基板45は、樹脂ケース51(図3参照)に支持され、樹脂ケース51を介してボディ12に支持されている。樹脂ケース51は、ボディ12の内部空間36に収容可能な有底円筒状に形成されている。樹脂ケース51には、基板45が載置される載置面52と、載置面52に基板45を載せて係止するための爪片53と、第1および第2のワッシャ27,28を通すための二つの貫通穴54,54とが形成されている。貫通穴54の周囲には、樹脂ケース51の底壁51aから図3において下方、すなわちボディ12の受圧部13を指向する方向に突出する二つの円形突起55,55と、樹脂ケース51の底壁51aから受圧部13とは反対の方向に突出する二つの筒体56,56とが設けられている。円形突起55は、ボディ12に第1および第2の導圧路25,26を囲むように形成された円形凹部57に嵌合する。筒体56には、第1および第2の細管31,32を通すための凹部58が形成されている。
A
図5に示すように、ケース本体43の底壁43aには、圧力センサチップ33の両側部を支承する取付座61(図5参照)が形成されているとともに、圧力伝達媒体35の圧力を圧力センサチップ33に導入するための第1および第2の開口部62,63(図4参照)が形成されている。
圧力センサチップ33は、図4に示すように、第1の細管31の他端が挿入される第1の孔64と、第2の細管32の他端が挿入される第2の孔65とが形成されており、ケース本体43の取付座61にたとえばろう付けによって固着されている。圧力センサチップ33は、第1の孔64に伝達された圧力伝達媒体35の圧力と、第2の孔65に伝達された圧力伝達媒体35の圧力との差圧を検出するように構成されている。
As shown in FIG. 5, the
As shown in FIG. 4, the
ケース本体43の第1および第2の開口部62,63は、底壁43aを貫通する貫通孔となるように形成されている。第1および第2の開口部62,63の孔径は、第1および第2の細管31,32の他端を通すことができる孔径である。第1の細管31の他端は、第1の開口部62を貫通して圧力センサチップ33の第1の孔64に挿入され、圧力センサチップ33に連通している。第2の細管32の他端は、第2の開口部63を貫通して圧力センサチップ33の第2の孔65に挿入され、圧力センサチップ33に連通している。
The first and
第1および第2の細管31,32は、図5に示すように、圧力センサチップ33に接着剤66によって接着されている。この接着剤66としては、エポキシ系の接着剤を用いることができる。センサケース42の内部は、エポキシ系の接着剤が吸湿することがない状態になっている。この状態は、真空状態あるいはN2ガスなどの不活性ガスで満たされた状態である。センサケース42内をこのような不活性な状態に保つために、第1および第2の細管31,32におけるセンサケース42の第1および第2の開口部62,63を貫通する部分は、半田付けによって封止されている。半田付けは、半田67が第1および第2の開口部62,63の周囲の全域にわたって濡れ拡がるように行われている。
The first and
ケース本体43の第1および第2の開口部62,63は、この半田付けを行うことができるように、メタライズ処理が施されている。また、第1および第2の細管31,32には、半田付け用のめっきが施されている。この半田付け用のめっきは、Niを下地とするAuめっきである。
半田付け用のめっきは、いわゆる部分めっき法によって行われている。第1および第2の細管31,32に半田付け用のめっきが必要な部分は、第1および第2の開口部62,63に挿入されて半田付けされる部分で、図7中に領域Bとして示す部分である。
図7中に領域Aとして示す部分は、圧力センサチップ33に接着される部分である。領域Aは、半田付け用のめっきの有無は問わない。
図7中に領域Cとして示す部分は、半田付け部と第1および第2のワッシャ27,28との間の部分である。領域Cは、半田付け用のめっきの有無は問わない。
The first and
Plating for soldering is performed by a so-called partial plating method. Portions of the first and second
A portion shown as area A in FIG. 7 is a portion to be adhered to the
A portion shown as region C in FIG. 7 is a portion between the soldering portion and the first and
図7中に領域Dとして示す部分は、第1および第2のワッシャ27,28内に挿入される部分である。領域Dは、半田付け用のめっきがあってはならない。
この実施の形態による第1および第2の細管31,32は、上述した領域Aと、領域Bと、領域Cとに半田付け用のめっきが施されている。すなわち、第1および第2の細管31,32の表面は、第1および第2のワッシャ27,28の貫通孔38,39の内周面との接合部を除いて半田付け用のめっきが施されている。
この第1および第2の細管31,32は、半田付け用のめっきが施された状態で第1、第2のワッシャ27,28およびセンサケース42と接合されている。
A portion shown as region D in FIG. 7 is a portion inserted into the first and
The first and
The first and second
次に、上述したように構成された圧力測定装置11を組立てる手順を説明する。圧力測定装置11を組み立てるにあたっては、先ず、第1および第2の細管31,32に半田付け用のめっきを施す。このめっきは、図7中の領域A~Cとなる部分に施す。なお、ケース本体43の第1および第2の開口部62,63と、蓋体44が接合される部分には、予めメタライズ処理を施しておく。
Next, a procedure for assembling the
そして、第1および第2の細管31,32に第1および第2のワッシャ27,28を溶接する。その後、ケース本体43の第1および第2の開口部62,63に第1および第2の細管31,32を通し、第1および第2の細管31,32を圧力センサチップ33に接着する。そして、圧力センサチップ33をケース本体43に接合し、圧力センサチップ33とケース本体43の導通部分とを例えばボンディングワイヤ(図示せず)によって接続する。
Then, the first and
このように圧力センサチップ33がセンサケース42に取付けられた後、第1および第2の細管31,32をケース本体43の第1および第2の開口部62,63に半田付けし、細管貫通部を封止する。そして、ケース本体43と第1および第2の細管31,32を図示していない接合装置に装填し、ケース本体43内を不活性の状態としてケース本体43に蓋体44をろう付けあるいはシーム溶接によって取付ける。蓋体44がケース本体43に接合されることにより、圧力センサ組立体41が完成する。
After the
次に、圧力センサ組立体41を基板45に取付ける。この取付作業は、第1および第2のワッシャ27,28を基板45の貫通穴47に通すとともに第1および第2の細管31,32をスリット48に通し、センサケース42を基板45に半田付けして行う。その後、基板45を樹脂ケース51に係止させて樹脂ケース51をボディ12の内部空間36に挿入する。このとき、樹脂ケース51の円形突起55をボディ12の円形凹部57に嵌合させ、第1および第2のワッシャ27,28の凸部27a,28aを第1および第2の導圧路25,26に挿入する。
Next,
そして、第1および第2のワッシャ27,28をボディ12に溶接する。この溶接は、図8に示すように、ボディ12を下側電極71に載置するとともに、第1および第2のワッシャ27,28に上側電極72を押し付けて抵抗溶接により行う。上側電極72は、棒状に形成され、樹脂ケース51の貫通穴54と、基板45の円形穴47とに通して第1および第2のワッシャ27,28に重ねられる。上側電極72の先端部には、第1および第2の細管31,32を通すためにスリット73が形成されている。
第1および第2のワッシャ27,28がボディ12に溶接された後、第1および第2の圧力伝達室22,24から圧力センサチップ33内に至る圧力伝達経路に圧力伝達媒体35を充填する。この充填は、第1および第2の圧力伝達室22,24からボディ12の外に延びる充填孔(図示せず)を用いて行う。
Then the first and
After the first and
このように構成された圧力測定装置11においては、第1および第2の細管31,32のセンサケース42を貫通する部分には半田付け用のめっき(Niを下地とするAuめっき)が施されているから、センサケース42の第1および第2の細管31,32が貫通する第1および第2の開口部62,63が半田付けにより封止される。また、第1および第2の細管31,32の第1および第2のワッシャ27,28に溶接される部分には半田付け用のめっきが施されていないから、めっき工程により添加されるP(リン)やS(硫黄)の介在による溶接部の割れが発生しない。このため、第1および第2の細管31,32と第1および第2のワッシャ27,28との溶接部に溶接割れが生じることはない。
したがって、この実施の形態によれば、導圧用の細管がセラミックス製のセンサケースに半田付けされるとともにボディ側のワッシャにシール性よく溶接された圧力測定装置を提供することができる。
In the
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a pressure measuring device in which the thin tube for pressure guidance is soldered to the ceramic sensor case and welded to the washer on the body side with good sealing performance.
この実施の形態による第1および第2の細管31,32の表面は、第1および第2のワッシャ27,28の貫通孔38の内周面との接合部を除いて半田付け用のめっきが施されている。このため、めっきを行わない部分が第1および第2の細管31,32の一端側の一部分のみになるから、部分めっきを容易に行うことができる。
The surfaces of the first and
この実施の形態による第1および第2の細管31,32は、半田付け用のめっきが施された状態で第1、第2のワッシャ27,28およびセンサケース42とに接合されている。このため、第1および第2の細管31,32に第1および第2のワッシャ27,28を溶接した後にめっきを施す場合と較べると、導圧性能に関して信頼性が高くなる。第1および第2のワッシャ27,28に第1および第2の細管31,32を溶接するときには、溶融した金属が細管の穴を狭くするような状態で固まって厚肉部が形成されるおそれがある。すなわち、溶接後にめっきを行うと、溶接時に生じた厚肉部によってめっき液が細管内に詰まるおそれがある。このめっき液からなる詰まり部が細管内の導圧路を塞ぐような状況で存在すると、圧力センサチップ33に正しく圧力を伝達することができなくなる。このため、溶接以前にめっきを行うことにより、導圧性能の信頼性を高くすることができる。
The first and
上述した実施の形態においては、半田付け用のめっきとして、Niを下地とするAuめっきを行う例を示した。しかし、ステンレス鋼および半田と合金化し易いめっきは、Ni下地のAuめっきの他に、Snめっきが挙げられる。
また、第1および第2の細管31,32は、外径がいわゆる30G以下の小径パイプとする必要がある。この理由は、第1および第2の細管31,32の外径が大きいと、繰り返しの熱印加や高圧印加により半田部分や、第1、第2の細管31,32およびセンサケース42のめっき部に応力が印加され、これらが破壊されてしまうからである。
In the embodiment described above, an example of performing Au plating with Ni as a base is shown as plating for soldering. However, plating that is easily alloyed with stainless steel and solder includes Sn plating in addition to Au plating on a Ni base.
Also, the first and second
11…圧力測定装置、12…ボディ、17,18…プロセス流体、21…第1の受圧ダイアフラム、22…第1の圧力伝達室、23…第2の受圧ダイアフラム、24…第2の圧力伝達室、25…第1の導圧路、26…第2の導圧路、27…第1のワッシャ、28…第2のワッシャ、31…第1の細管、32…第2の細管、33…圧力センサチップ、35…圧力伝達媒体、36…内部空間、38…貫通孔、42…センサケース、62…第1の開口部、63…第2の開口部、67…半田。
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
前記受圧ダイアフラムとの間に充填された圧力伝達媒体の圧力を受圧して圧力を検出する圧力センサチップと、
前記圧力センサチップを収容するセンサケースとが内部空間に設置されたボディを有する圧力測定装置であって、
前記センサケースは、セラミックス材料によって形成されているとともに、前記圧力伝達媒体の圧力を前記圧力センサチップに導入するための開口部を有し、
前記ボディは、前記受圧ダイアフラムを壁の一部として形成されて前記圧力伝達媒体の一部を収容する圧力伝達室から前記ボディの前記内部空間に通じる導圧路を有し、
前記ボディの前記内部空間には、
前記導圧路における前記ボディの前記内部空間に通じる開口端に装着された、貫通孔を有するステンレス鋼製のワッシャと、
前記ワッシャの前記貫通孔にその一端が挿入されて接合されるとともに、その他端が前記センサケースの前記開口部を貫通して前記圧力センサチップに連通する、内部に前記圧力伝達媒体が充填されたステンレス鋼製の細管とが設けられ、
前記細管における前記センサケースの前記開口部を貫通する部分は、半田付け用のめっきが施されているとともに、メタライズされた前記開口部に半田付けされ、
前記細管における前記ワッシャの前記貫通孔に挿入された部分は、半田付け用のめっきが施されていない状態で前記ワッシャに溶接されていることを特徴とする圧力測定装置。 Equipped with a pressure-receiving diaphragm that receives the pressure of the process fluid to be measured,
a pressure sensor chip that receives the pressure of the pressure transmission medium filled between the pressure receiving diaphragm and detects the pressure;
A pressure measuring device having a body in which a sensor case containing the pressure sensor chip is installed in an internal space,
The sensor case is made of a ceramic material and has an opening for introducing the pressure of the pressure transmission medium to the pressure sensor chip,
the body has a pressure transmission chamber formed with the pressure receiving diaphragm as a part of a wall and containing a part of the pressure transmission medium, and a pressure transmission path leading to the internal space of the body;
The internal space of the body includes:
a stainless steel washer having a through-hole attached to an open end of the pressure guide path communicating with the internal space of the body;
One end of the washer is inserted into and joined to the through hole of the washer, and the other end of the washer passes through the opening of the sensor case to communicate with the pressure sensor chip, and the interior is filled with the pressure transmission medium. a stainless steel tubule is provided;
A portion of the thin tube that penetrates the opening of the sensor case is plated for soldering and is soldered to the metallized opening,
A pressure measuring device according to claim 1, wherein a portion of the thin tube inserted into the through hole of the washer is welded to the washer without being plated for soldering.
前記細管の表面は、前記ワッシャの前記貫通孔の内周面との接合部を除いて前記半田付け用のめっきが施されていることを特徴とする圧力測定装置。 The pressure measurement device according to claim 1,
A surface of the thin tube is plated for soldering except for a joint portion of the washer with an inner peripheral surface of the through hole.
前記細管は、前記半田付け用のめっきが施された状態で前記ワッシャおよび前記センサケースと接合されていることを特徴とする圧力測定装置。 In the pressure measuring device according to claim 2,
The pressure measuring device, wherein the thin tube is joined to the washer and the sensor case while being plated for soldering.
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CN116337285A (en) * | 2023-03-07 | 2023-06-27 | 上海洛丁森工业自动化设备有限公司 | Metal capacitive pressure sensor |
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