JP2023011140A

JP2023011140A - Method for manufacturing pressure measuring device

Info

Publication number: JP2023011140A
Application number: JP2021114783A
Authority: JP
Inventors: 鮎美津嶋; Ayumi Tsushima; 茉友子中園; Mayuko Nakazono; 耕一落合; Koichi Ochiai
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2023-01-24

Abstract

To provide a method for manufacturing a pressure measuring device with which it is possible to perform characterization while the thermal capacity of an object whose temperature is to kept constant by characterization is small.SOLUTION: Provided is a method for manufacturing a pressure measuring device 21 comprising pressure-receiving diaphragms 31, 33, a pressure sensor chip 43, an inner space 46 in which a sensor case 54 is installed, and a body 22. This method includes a first step for manufacturing lead pipes 52, 53 that are connected between the pressure sensor chip 43 and the lead pipes 35, 36, and a second step for connecting one ends of the lead pipes 52, 53 to the pressure sensor chip 43. Also included are a third step for accommodating the pressure sensor chip 43 in the sensor case 54, mounting the sensor case 54 to a circuit board 68, and electrically connecting the pressure sensor chip 43 and the circuit board 68 together, and a fourth step for carrying out characterization of the pressure sensor chip 43. Also included is a fifth step for connecting the lead pipes 52, 53 connected to the pressure sensor chip 43 and pressure guide paths 35, 36 together after characterization, and installing the sensor case 54 in the inner space 46 of the body 22.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、圧力センサを備えた圧力測定装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a pressure measuring device with pressure sensors.

工業用の圧力計は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているように、圧力を検出するためにＳｉなどで構成されるセンサ素子を備えている。この種の圧力計は、製造工程が終了した後、キャラクタリゼーションと呼ばれる補正を行ってから次の工程に送られる。キャラクタリゼーションは、周囲の温度や圧力などの周囲の環境の影響を除去するために行われる。 Industrial pressure gauges, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example, have a sensor element made of Si or the like for detecting pressure. After completing the manufacturing process, this type of pressure gauge undergoes a correction called characterization before being sent to the next process. Characterization is done to remove ambient environmental effects such as ambient temperature and pressure.

特許文献１に示す圧力測定装置は、図２１に示すように、センサ素子１を収容するセンサヘッダー２と、センサヘッダー２を支持する金属ボディ３およびカバー４などを備えている。この圧力測定装置５は、センサ素子１を測定媒体など外部腐食環境から保護するために、センサ素子１をセンサヘッダー２に収容し、さらに、ステンレス鋼などによって形成された金属ボディ３にセンサヘッダー２が内包される構成が採られている。金属ボディ３内の導圧路６には、センサ素子１に圧力を伝達する圧力伝達媒体としてオイル７が封入されている。センサ素子１は、センサヘッダー２内の配線８を介してカバー４の外部出力ピン９に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 21, the pressure measuring device disclosed in Patent Document 1 includes a sensor header 2 housing a sensor element 1, a metal body 3 supporting the sensor header 2, a cover 4, and the like. In order to protect the sensor element 1 from an external corrosive environment such as a medium to be measured, the pressure measuring device 5 accommodates the sensor element 1 in a sensor header 2 and further includes a metal body 3 made of stainless steel or the like to house the sensor header 2 . is adopted. Oil 7 is sealed in the pressure guide path 6 in the metal body 3 as a pressure transmission medium for transmitting pressure to the sensor element 1 . The sensor element 1 is electrically connected to an external output pin 9 of the cover 4 via wiring 8 inside the sensor header 2 .

特許文献１に示す圧力測定装置５のセンサヘッダー２は、金属ボディ３およびカバー４に溶接して固定されている。この圧力測定装置５においてセンサ素子１のキャラクタリゼーションは、センサヘッダー２を金属ボディ３およびカバー４に溶接した後に外部出力ピン９にキャラクタリゼーション用の基板（図示せず）を接続して行っている。 The sensor header 2 of the pressure measuring device 5 shown in Patent Document 1 is welded and fixed to the metal body 3 and the cover 4 . Characterization of the sensor element 1 in this pressure measuring device 5 is performed by connecting a substrate for characterization (not shown) to the external output pin 9 after welding the sensor header 2 to the metal body 3 and the cover 4. .

特許文献２には、図２２に示すように、金属ボディ１１とセンサヘッダー１２との間に
ボディ接続用のパーツ１３が介装された圧力測定装置１４が記載されている。ボディ接続用のパーツ１３は、金属ボディ１１の導圧孔１１ａとセンサヘッダー１２の導圧孔１２ａに挿入される筒体１５と、金属ボディ１１とセンサヘッダー１２との間に挟まれるフランジ１６とを有しており、抵抗溶接によって金属ボディ１１およびセンサヘッダー１２に溶接されている。センサヘッダー１２には信号処理用の基板１７が接続されている。 Patent Document 2 describes a pressure measuring device 14 in which a body connecting part 13 is interposed between a metal body 11 and a sensor header 12, as shown in FIG. The body connection part 13 includes a cylinder 15 inserted into the pressure guide hole 11 a of the metal body 11 and the pressure guide hole 12 a of the sensor header 12 , and a flange 16 sandwiched between the metal body 11 and the sensor header 12 . and are welded to the metal body 11 and the sensor header 12 by resistance welding. A substrate 17 for signal processing is connected to the sensor header 12 .

特開２０２０－１８７０４７号公報JP 2020-187047 A 特開２０１４－９５５５８号公報JP 2014-95558 A

特許文献１に記載された圧力測定装置５では、センサヘッダー２が金属ボディ３およびカバー４に溶接された後にセンサ素子１のキャラクタリゼーションが行われる。このため、キャラクタリゼーションを行うにあたっては、金属ボディ３およびカバー４などの温度もセンサ素子と同温度に保持しなければならない。すなわち、特許文献１に示す圧力測定装置５では、キャラクタリゼーションを行う設備が大型化するとともに、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が大きいために温度安定化に長い時間が必要となり、キャラクタリゼーションをバッチ処理で行うにあたって処理数が少なくなるという問題があった。 In the pressure measuring device 5 described in DE 10 2005 010 003 A1, the characterization of the sensor element 1 is performed after the sensor header 2 has been welded to the metal body 3 and the cover 4 . Therefore, when performing characterization, the temperature of the metal body 3 and the cover 4 must be kept at the same temperature as the sensor element. That is, in the pressure measuring device 5 shown in Patent Document 1, the equipment for performing characterization is large, and the heat capacity of the object whose temperature is to be kept constant in characterization is large, so it takes a long time to stabilize the temperature. There was a problem that the number of processes decreased when performing characterization by batch processing.

一方、特許文献２に示す圧力測定装置１４においては、ボディ接続用のパーツ１３でセンサヘッダー１２を金属ボディ１１に溶接する以前に、センサヘッダー１２を信号処理用の基板１７に接続することにより、センサヘッダー単体で（熱容量が小さい状態で）キャラクタリゼーションを行うことは可能である。しかし、キャラクタリゼーション後にセンサヘッダー１２をボディ接続用のパーツ１３によって金属ボディ１１に溶接するときに抵抗溶接用の電極と基板１７とが干渉するために、抵抗溶接を行うことができない。このため、特許文献２に示す圧力測定装置１４においても、ボディ接続用のパーツ１３でセンサヘッダー１２を金属ボディ１１に抵抗溶接によって溶接する工程をキャラクタリゼーションより先に行わなければならず、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が大きくなる状態でキャラクタリゼーションを行わなければならない。 On the other hand, in the pressure measuring device 14 shown in Patent Document 2, before the sensor header 12 is welded to the metal body 11 by the body connection part 13, by connecting the sensor header 12 to the signal processing board 17, It is possible to characterize the sensor header alone (with a small heat capacity). However, when the sensor header 12 is welded to the metal body 11 by the body connection part 13 after characterization, resistance welding cannot be performed because the electrode for resistance welding interferes with the substrate 17 . Therefore, in the pressure measuring device 14 shown in Patent Document 2 as well, the step of welding the sensor header 12 to the metal body 11 by resistance welding with the body connection part 13 must be performed prior to characterization. Characterization must be performed in a state where the heat capacity of the object is increased, which keeps the temperature constant at .

本発明の目的は、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能な圧力測定装置の製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a pressure measuring device that enables characterization in a state in which the heat capacity of an object whose temperature is to be kept constant in characterization is small.

この目的を達成するために本発明に係る圧力測定装置の製造方法は、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を設置する内部空間と、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内部空間に通じる導圧路が形成されたボディとを有する圧力測定装置の製造方法であって、前記圧力センサチップの圧力導入部と前記導圧路の前記内部空間への開口部との間に接続される導圧管を製作する第１工程と、前記第１工程で製作された導圧管の一端を前記センサケースを通して前記圧力センサチップの前記圧力導入部と接続する第２工程と、前記第２工程で前記導圧管と接続された前記圧力センサチップを前記センサケースに収容して電気的に接続するとともに、前記センサケースを、前記圧力センサチップの検出出力から電気信号を生成する電気回路が搭載された回路基板に搭載し、前記圧力センサチップと前記回路基板とを電気的に接続する第３工程と、前記第３工程で前記電気回路と接続された前記圧力センサチップのキャラクタリゼーションを実施する第４工程と、前記第４工程でキャラクタリゼーションを実施した前記圧力センサチップに接続された前記導圧管の他端と前記ボディに形成された前記導圧路の前記ボディの前記内部空間への開口部とを接続したうえで前記センサケースを前記ボディの前記内部空間に設置する第５工程とを含む方法である。 In order to achieve this object, a method for manufacturing a pressure measuring device according to the present invention comprises a pressure receiving diaphragm that receives the pressure of a process fluid to be measured, and the pressure of a pressure transmission medium filled between the pressure receiving diaphragm and the pressure receiving diaphragm. a pressure sensor chip that detects the pressure by receiving the pressure, an internal space in which a sensor case that houses the pressure sensor chip is installed, and the pressure receiving diaphragm that is formed as a part of a wall and houses a part of the pressure transmission medium. a pressure measuring device having a body formed with a pressure guiding path leading from a pressure transmission chamber to the internal space, wherein the pressure introducing portion of the pressure sensor chip and the pressure guiding path to the internal space a first step of manufacturing a pressure guiding tube connected between the opening and a second step of connecting one end of the pressure guiding tube manufactured in the first step to the pressure introducing portion of the pressure sensor chip through the sensor case; and housing the pressure sensor chip connected to the pressure guide tube in the second step in the sensor case and electrically connecting the sensor case to an electric signal from the detection output of the pressure sensor chip. a third step of mounting the pressure sensor chip on a circuit board on which an electric circuit to be generated is mounted and electrically connecting the pressure sensor chip and the circuit board; and the pressure sensor chip connected to the electric circuit in the third step. and the other end of the pressure guiding tube connected to the pressure sensor chip characterized in the fourth step and the body of the pressure guiding path formed in the body and a fifth step of installing the sensor case in the internal space of the body after connecting the opening to the internal space.

本発明に係る圧力測定装置の製造方法は、測定対象である第１および第２のプロセス流体の圧力をそれぞれ受圧する第１および第２の受圧ダイアフラムを備え、前記第１および第２の受圧ダイアフラムとの間に充填された第１および第２の圧力伝達媒体の第１および第２の圧力をそれぞれ受圧して前記第１の圧力と前記第２の圧力との圧力差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を設置する内部空間と、前記第１および第２の受圧ダイアフラムを壁の一部として形成されて前記第１および第２の圧力伝達媒体の一部を収容する第１および第２の圧力伝達室から前記内部空間に通じる第１および第２の導圧路が形成されたボディとを有する圧力測定装置の製造方法であって、前記圧力センサチップの第１および第２の圧力導入部と前記ボディに形成された前記第１および第２の導圧路の前記内部空間への第１および第２の開口部との間に接続される第１および第２の導圧管を製作する第１工程と、前記第１工程で製作された前記第１および第２の導圧管の一端を前記センサケースを通して前記圧力センサチップの前記第１および第２の圧力導入部と接続する第２工程と、前記第２工程で前記第１および第２の導圧管と接続された前記圧力センサチップを前記センサケースに収容して電気的に接続するとともに、前記センサケースを、前記圧力センサチップの検出出力から電気信号を生成する電気回路が搭載された回路基板に搭載し、前記圧力センサチップと前記電気回路とを電気的に接続する第３工程と、前記第３工程で前記電気回路と接続された前記圧力センサチップのキャラクタリゼーションを実施する第４工程と、前記第４工程でキャラクタリゼーションを実施した前記圧力センサに接続された前記第１および第２の導圧管の他端と前記ボディに形成された前記第１および第２の導圧路の前記ボディの前記内部空間への前記第１および第２の開口部とをそれぞれ接続したうえで前記センサケースを前記ボディの前記内部空間に設置する第５工程とを含む方法である。 A method of manufacturing a pressure measuring device according to the present invention comprises first and second pressure receiving diaphragms for respectively receiving pressures of first and second process fluids to be measured, and the first and second pressure receiving diaphragms A pressure sensor chip that receives the first and second pressures of the first and second pressure transmission media filled between and detects the pressure difference between the first pressure and the second pressure, respectively. When,
An internal space in which a sensor case containing the pressure sensor chip is installed, and a wall formed by the first and second pressure receiving diaphragms as part of a wall to accommodate a part of the first and second pressure transmission media. A method of manufacturing a pressure measuring device having a body in which first and second pressure guiding paths leading from first and second pressure transmission chambers to the internal space are formed, wherein the first and second pressure sensor chips of the pressure sensor chip First and second pressure introducing portions connected between a second pressure introduction portion and first and second openings to the internal space of the first and second pressure guide paths formed in the body a first step of fabricating a pressure guide tube; passing one ends of the first and second pressure guide tubes fabricated in the first step through the sensor case to the first and second pressure introducing portions of the pressure sensor chip; a second step of connecting; housing the pressure sensor chip, which has been connected to the first and second pressure guiding tubes in the second step, in the sensor case and electrically connecting the pressure sensor chip; a third step of mounting the pressure sensor chip on a circuit board on which an electric circuit for generating an electric signal from the detection output of the pressure sensor chip is mounted, and electrically connecting the pressure sensor chip and the electric circuit; a fourth step of characterizing the pressure sensor chip connected to an electric circuit; and the other ends of the first and second pressure guiding tubes connected to the pressure sensor characterized in the fourth step. and the first and second openings of the first and second pressure guide paths formed in the body to the internal space of the body, respectively, and then the sensor case is connected to the body. and a fifth step of installing in the internal space.

本発明によれば、圧力センサチップを収容したセンサケースと導圧管とからなる圧力センサ組立体と、基板とがキャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物になる。このため、キャラクタリゼーションの対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能な圧力測定装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the substrate and the pressure sensor assembly, which includes the sensor case containing the pressure sensor chip and the pressure conduit, are the objects whose temperature is kept constant in the characterization. Therefore, it is possible to provide a method of manufacturing a pressure measuring device that enables characterization in a state where the heat capacity of an object to be characterized is small.

図１は、本発明に係る圧力測定装置の製造方法によって製造された圧力測定装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a pressure measuring device manufactured by a method of manufacturing a pressure measuring device according to the present invention. 図２は、圧力測定装置の斜視断面図である。FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the pressure measuring device. 図３は、圧力測定装置のボディと樹脂ケースとを破断して示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the body and resin case of the pressure measuring device in a cutaway manner. 図４は、圧力センサ組立体の斜視断面図である。FIG. 4 is a perspective cross-sectional view of the pressure sensor assembly. 図５は、センサケースおよび圧力センサチップと細管との接合部を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the junction between the sensor case, the pressure sensor chip, and the thin tube. 図６は、ワッシャと細管との接合部を拡大して示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an enlarged joint between the washer and the thin tube. 図７は、センサケースの斜視断面図であるFIG. 7 is a perspective sectional view of the sensor case. 図８は、圧力センサ組立体と基板の平面図である。FIG. 8 is a plan view of the pressure sensor assembly and substrate. 図９は、圧力センサ組立体と基板の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the pressure sensor assembly and substrate. 図１０は、本発明に係る圧力測定装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart for explaining the method of manufacturing the pressure measuring device according to the present invention. 図１１は、第１工程を説明するための導圧管の正面図である。FIG. 11 is a front view of the pressure guiding tube for explaining the first step. 図１２は、第２工程を説明するための要部の正面図である。FIG. 12 is a front view of a main part for explaining the second step. 図１３は、第３工程の一部を説明するための要部の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part for explaining part of the third step. 図１４は、第３工程の一部を説明するための要部の斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of a main part for explaining part of the third step. 図１５は、第３工程の一部を説明するための要部の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part for explaining part of the third step. 図１６は、第３工程の一部を説明するための要部の断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a main part for explaining part of the third step. 図１７は、第３工程の一部を説明するための圧力センサ組立体と基板の斜視図である。FIG. 17 is a perspective view of the pressure sensor assembly and the substrate for explaining part of the third step. 図１８は、第４工程を説明するための断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the fourth step. 図１９は、第５工程を説明するための斜視断面図である。FIG. 19 is a perspective sectional view for explaining the fifth step. 図２０は、圧力測定装置の変形例を示す斜視断面図である。FIG. 20 is a perspective cross-sectional view showing a modification of the pressure measuring device. 図２１は、従来の圧力測定装置の構成を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional pressure measuring device. 図２２は、従来の圧力測定装置の構成を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional pressure measuring device.

以下、本発明に係る圧力測定装置の製造方法の一実施の形態を図１～図１８を参照して詳細に説明する。ここでは先ず、本発明に係る製造方法によって製造された圧力測定装置について説明する。
図１に示す圧力測定装置２１は、図１において中央部に描かれているボディ２２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２２は、図１において下側に描かれている受圧部２３と、上側に描かれている検出部２４とを有している。この実施の形態によるボディ２２は、ステンレス鋼によって形成されている。 An embodiment of a method for manufacturing a pressure measuring device according to the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 18. FIG. Here, first, the pressure measuring device manufactured by the manufacturing method according to the present invention will be described.
A pressure measuring device 21 shown in FIG. 1 is constructed by assembling a plurality of functional parts, which will be described later, to a body 22 depicted in the center of FIG. The body 22 has a pressure receiving portion 23 drawn on the lower side in FIG. 1 and a detection portion 24 drawn on the upper side. The body 22 according to this embodiment is made of stainless steel.

受圧部２３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２５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２６が接続される。第１の配管２５の内部は、測定対象である第１のプロセス流体２７で満たされている。第２の配管２６の内部は、測定対象である第２のプロセス流体２８で満たされている。
受圧部２３における第１の配管２５と接続される一端部には、第１のプロセス流体２７の圧力を受圧する第１の受圧ダイアフラム３１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３１が壁の一部となる第１の圧力伝達室３２が形成されている。
受圧部２３における第２の配管２６と接続される他端部には、第２のプロセス流体２８の圧力を受圧する第２の受圧ダイアフラム３３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３３が壁の一部となる第２の圧力伝達室３４が形成されている。 The pressure receiving portion 23 is formed in a plate shape whose thickness direction is the horizontal direction in FIG. A second pipe 26 is connected. The inside of the first pipe 25 is filled with a first process fluid 27 to be measured. The interior of the second pipe 26 is filled with a second process fluid 28 to be measured.
A first pressure-receiving diaphragm 31 for receiving the pressure of the first process fluid 27 is provided at one end of the pressure-receiving portion 23 connected to the first pipe 25 , and the first pressure-receiving diaphragm 31 is A first pressure transmission chamber 32 is formed as part of the wall.
A second pressure receiving diaphragm 33 for receiving the pressure of the second process fluid 28 is provided at the other end of the pressure receiving portion 23 connected to the second pipe 26 , and the second pressure receiving diaphragm 33 A second pressure transmission chamber 34 is formed in which is a part of the wall.

第１の圧力伝達室３２と第２の圧力伝達室３４は、図２に示すように、ボディ２２内に形成された第１の導圧路３５および第２の導圧路３６と、後述する検出部２４の第１および第２のワッシャ３７，３８と、第１および第２の細管４１，４２とを介して圧力センサチップ４３の圧力室４４（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３２，３４から圧力室４４に至る圧力伝達系は、圧力伝達媒体４５（図１、図５参照）で満たされている。第１の圧力伝達室３２を含む圧力伝達系に充填された圧力伝達媒体４５が本発明でいう「第１の圧力伝達媒体」に相当し、第２の圧力伝達室３４を含む圧力伝達系に充填された圧力伝達媒体４５が本発明でいう「第２の圧力伝達媒体」に相当する。
圧力センサチップ４３は、第１および第２の受圧ダイアフラム３１，３３との間に充填された圧力伝達媒体４５の圧力を受圧して圧力を検出する。 The first pressure transmission chamber 32 and the second pressure transmission chamber 34 are, as shown in FIG. It communicates with the pressure chamber 44 (see FIG. 5) of the pressure sensor chip 43 through the first and second washers 37 and 38 and the first and second capillaries 41 and 42 of the detection section 24 . A pressure transmission system from the first and second pressure transmission chambers 32, 34 to the pressure chamber 44 is filled with a pressure transmission medium 45 (see FIGS. 1 and 5). The pressure transmission medium 45 filled in the pressure transmission system including the first pressure transmission chamber 32 corresponds to the "first pressure transmission medium" in the present invention, and the pressure transmission system including the second pressure transmission chamber 34 The filled pressure transmission medium 45 corresponds to the "second pressure transmission medium" according to the invention.
The pressure sensor chip 43 receives the pressure of the pressure transmission medium 45 filled between the first and second pressure receiving diaphragms 31 and 33 and detects the pressure.

ボディ２２の検出部２４は、円筒状に形成され、受圧部２３とは反対の方向に向けて開口している。検出部２４内にボディ２２の内部空間４６が形成されている。検出部２４の開口部分は、カバー４７（図１参照）が取付けられ、カバー４７によって閉塞される。
検出部２４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３５，３６がそれぞれ開口している。第１および第２の導圧路３５，３６は、ボディ２２の内部に、第１および第２の圧力伝達室３２，３４からボディ２２の内部空間４６に通じるように形成されている。 The detecting portion 24 of the body 22 is formed in a cylindrical shape and opens in the direction opposite to the pressure receiving portion 23 . An internal space 46 of the body 22 is formed within the detection portion 24 . A cover 47 (see FIG. 1) is attached to the opening of the detector 24 and closed by the cover 47 .
As shown in FIG. 3, first and second pressure guide paths 35 and 36 are opened at the inner bottom of the detector 24, respectively. The first and second pressure guide paths 35 and 36 are formed inside the body 22 so as to communicate with the internal space 46 of the body 22 from the first and second pressure transmission chambers 32 and 34 .

第１の導圧路３５の内部空間４６に通じる開口端には、図２に示すように第１のワッシャ３７が装着されている。第２の導圧路３６の内部空間４６に通じる開口端には第２のワッシャ３８が装着されている。第１および第２のワッシャ３７，３８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２２に溶接されている。 A first washer 37 is attached to the open end of the first pressure guide path 35 that communicates with the internal space 46, as shown in FIG. A second washer 38 is attached to the open end of the second pressure guide path 36 that communicates with the internal space 46 . The first and second washers 37 and 38 are made of stainless steel and are disc-shaped and welded to the body 22 .

第１および第２のワッシャ３７，３８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３５，３６の内部に臨む凸部３７ａ，３８ａが設けられているとともに、貫通孔４８，４９が形成されている。図４に示すように、第１のワッシャ３７の貫通孔４８には、圧力センサチップ４３に一端が接続される第１の細管４１の他端が挿入されて接合されている。第２のワッシャ３８の貫通孔４９には、圧力センサチップ４３に一端が接続される第２の細管４２の他端が挿入されて接合されている。 As shown in FIG. 6, convex portions 37a and 38a facing the inside of the first and second pressure guide paths 35 and 36 are provided at the central portions of the first and second washers 37 and 38, respectively. , through holes 48 and 49 are formed. As shown in FIG. 4 , the other end of the first thin tube 41 , one end of which is connected to the pressure sensor chip 43 , is inserted and joined to the through hole 48 of the first washer 37 . The other end of the second thin tube 42 , one end of which is connected to the pressure sensor chip 43 , is inserted and joined to the through hole 49 of the second washer 38 .

第１の細管４１と第２の細管４２は、それぞれステンレス鋼によって形成され、それぞれクランク形状に曲げ加工が施されている。クランク形状とは、図４に示すように、第１および第２の細管４１，４２の他端（図４においては下端）を含む第１の直線部４１ａ，４２ａに対して、第１および第２の細管４１，４２の一端を含む第２の直線部４１ｂ，４２ｂが第１、第２の細管４１，４２の長手方向とは直交する方向に所定の長さだけ偏って位置するような形状である。 The first thin tube 41 and the second thin tube 42 are each made of stainless steel and bent into a crank shape. As shown in FIG. 4, the crank shape means that the first and second straight portions 41a and 42a including the other ends (lower ends in FIG. 4) of the first and second tubules 41 and 42 have the first and second straight portions 41a and 42a. A shape in which the second linear portions 41b and 42b including one ends of the two thin tubes 41 and 42 are offset by a predetermined length in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first and second thin tubes 41 and 42. is.

第１および第２の細管４１，４２の第１および第２のワッシャ３７，３８への接合は、凸部３７ａ，３８ａに開口する貫通孔４８，４９の開口縁に細管４１，４２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５０によって第１および第２のワッシャ３７，３８と第１および第２の細管４１，４２との間が液密にシールされるように行っている。 The first and second tubules 41 and 42 are joined to the first and second washers 37 and 38 by fitting the outer circumferences of the tips of the tubules 41 and 42 to the edges of the through holes 48 and 49 that open to the projections 37a and 38a. It is done by welding the parts. As shown in FIG. 6, this welding is performed so that the weld 50 provides a liquid-tight seal between the first and second washers 37, 38 and the first and second tubules 41, 42. there is

第１のワッシャ３７に溶接された第１の細管４１と、第２のワッシャ３８に溶接された第２の細管４２は、図４中に符号５１で示す圧力センサ組立体の一部を構成するものである。
第１のワッシャ３７と第１の細管４１は、第１の導圧路３５に接続して圧力伝達媒体４５の圧力を圧力センサチップ４３に導く第１の導圧管５２を構成している。第２のワッシャ３８と第２の細管４２は、第２の導圧路３６に接続して圧力伝達媒体４５の圧力を圧力センサチップ４３に導く第２の導圧管５３を構成している。 A first capillary tube 41 welded to the first washer 37 and a second capillary tube 42 welded to the second washer 38 form part of the pressure sensor assembly indicated at 51 in FIG. It is.
The first washer 37 and the first narrow tube 41 constitute a first pressure guiding tube 52 connected to the first pressure guiding path 35 to guide the pressure of the pressure transmission medium 45 to the pressure sensor chip 43 . The second washer 38 and the second narrow tube 42 constitute a second pressure guiding tube 53 that is connected to the second pressure guiding path 36 and guides the pressure of the pressure transmission medium 45 to the pressure sensor chip 43 .

圧力センサ組立体５１は、図４に示すように、第１および第２の細管４１，４２の他端に接合された第１および第２のワッシャ３７，３８と、第１および第２の細管４１，４２の一端に接合されたセンサケース５４および圧力センサチップ４３とを備えている。第１および第２の細管４１，４２は、第１および第２のワッシャ３７，３８からボディ２２の受圧部２３とは反対方向に延びており、第１および第２のワッシャ３７，３８とセンサケース５４との間でこれら両細管４１，４２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４１，４２の間隔は、第１および第２のワッシャ３７，３８に溶接される他端側で広くなり、センサケース５４に接合される一端側で狭くなる。 As shown in FIG. 4, the pressure sensor assembly 51 includes first and second washers 37 and 38 joined to the other ends of the first and second capillaries 41 and 42, and first and second capillaries. It has a sensor case 54 and a pressure sensor chip 43 joined to one ends of 41 and 42 . The first and second capillaries 41, 42 extend from the first and second washers 37, 38 in the direction opposite to the pressure receiving portion 23 of the body 22, and connect the first and second washers 37, 38 and the sensor. The narrow tubes 41 and 42 are bent so that the distance between them and the case 54 is narrowed. The interval between the first and second capillaries 41 and 42 is widened on the other end side welded to the first and second washers 37 and 38 and narrowed on the one end side joined to the sensor case 54 .

センサケース５４は、セラミックス材料によって有底角筒状に形成され、セラミックス材料または金属材料によって形成されたカバー部材５５が接合されている。圧力センサチップ４３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５４の中に収容されている。
センサケース５４は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、一端面５４ａが平坦な底面となる有底角筒状に形成されており、ボディ２２の受圧部２３とは反対の方向に向けて開口している。センサケース５４の一端面５４ａには第１の貫通穴５６と第２の貫通穴５７とが開口している。 The sensor case 54 is formed of a ceramic material in the shape of a square tube with a bottom, and is joined to a cover member 55 formed of a ceramic material or a metal material. The pressure sensor chip 43 is formed in a cubic shape by stacking a plurality of plate-like members made of silicon in the thickness direction, and is accommodated in the sensor case 54 .
As shown in FIGS. 7A and 7B, the sensor case 54 is formed in the shape of a bottomed rectangular tube with one end surface 54a having a flat bottom surface, and is arranged in the opposite direction to the pressure receiving portion 23 of the body 22. opening towards. A first through hole 56 and a second through hole 57 are opened in one end surface 54 a of the sensor case 54 .

図７（Ｂ）に示すように、センサケース５４の他端面５４ｂにはチップ挿入穴５８が開口している。チップ挿入穴５８は、カバー部材５５によって閉塞される。このカバー部材５５は、板状に形成され、チップ挿入穴５８を閉塞する状態でセンサケース５４の他端面５４ｂ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。このカバー部材５５をセンサケース５４に接合する作業は、センサケース５４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。 As shown in FIG. 7B, a chip insertion hole 58 is opened in the other end surface 54b of the sensor case 54. As shown in FIG. The chip insertion hole 58 is closed by the cover member 55 . The cover member 55 is formed in a plate shape and is fixed to the other end surface 54b of the sensor case 54 by brazing or seam welding in a state of closing the chip insertion hole 58. As shown in FIG. The operation of joining the cover member 55 to the sensor case 54 is performed so that the inside of the sensor case 54 is airtightly sealed while being filled with vacuum or _N2 .

この実施の形態によるセンサケース５４は、底壁６１と、底壁６１よりチップ挿入穴５８の開口側に位置する取付座６２と、チップ挿入穴５８の開口部の近傍に位置する配線台６３とが形成されている。
取付座６２には、圧力センサチップ４３が接着される平坦な取付面６２ａ｛図７（Ｂ）参照｝が形成されている。配線台６３には、圧力センサチップ４３に複数のワイヤ６４（図１５参照）によって電気的に接続される複数のボンディングパッド６５からなる導電部６６が設けられている。これらのボンディングパッド６５は、センサケース５４の一端面５４ａに設けられた複数の電極パッド６７｛図７（Ａ）参照｝にセンサケース５４内の配線（図示せず）によって電気的に接続されている。 The sensor case 54 according to this embodiment comprises a bottom wall 61 , a mounting seat 62 located on the opening side of the chip insertion hole 58 from the bottom wall 61 , and a wiring base 63 located near the opening of the chip insertion hole 58 . is formed.
The mounting seat 62 is formed with a flat mounting surface 62a (see FIG. 7B) to which the pressure sensor chip 43 is adhered. The wiring base 63 is provided with a conductive portion 66 composed of a plurality of bonding pads 65 electrically connected to the pressure sensor chip 43 by a plurality of wires 64 (see FIG. 15). These bonding pads 65 are electrically connected to a plurality of electrode pads 67 (see FIG. 7A) provided on one end face 54a of the sensor case 54 by wiring (not shown) inside the sensor case 54. there is

この実施の形態による電極パッド６７は、底壁６１における、第１の貫通穴５６と第２の貫通穴５７が並ぶ方向（第１の細管４１と第２の細管４２とが並ぶ方向）とは直交する方向の両端部に配設されている。
これらの電極パッド６７は、基板６８（図３参照）に形成された半田付け用ランド６９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５４が基板６８上に載置された状態で半田付け用ランド６９に電気的に接続される（実装される）。この実施の形態においては、基板６８が本発明でいう「回路基板」に相当する。 In the electrode pad 67 according to this embodiment, the direction in which the first through hole 56 and the second through hole 57 are arranged in the bottom wall 61 (the direction in which the first capillary tube 41 and the second capillary tube 42 are arranged) They are arranged at both ends in the orthogonal direction.
These electrode pads 67 are soldered over soldering lands 69 formed on a substrate 68 (see FIG. 3). By performing this soldering, the sensor case 54 is electrically connected (mounted) to the soldering lands 69 while being placed on the substrate 68 . In this embodiment, the board 68 corresponds to the "circuit board" according to the invention.

基板６８は、図３に示すように、円板状に形成されている。基板６８には、第１および第２のワッシャ３７，３８を通すことが可能な円形の二つの貫通穴７０，７０と、これらの貫通穴７０どうしを接続するスリット７１とが形成されている。貫通穴７０は、図２に示すように、基板６８における、第１および第２の導圧路３５，３６の開口端と対向する位置に形成されている。 The substrate 68 is formed in a disc shape as shown in FIG. The substrate 68 is formed with two circular through-holes 70, 70 through which the first and second washers 37, 38 can pass, and a slit 71 connecting the through-holes 70 with each other. The through hole 70 is formed in the substrate 68 at a position facing the open ends of the first and second pressure guide paths 35 and 36, as shown in FIG.

センサケース５４を基板６８に重ねる作業は、貫通穴７０，７０に第１および第２のワッシャ３７，３８を通すとともに、第１および第２の細管４１，４２をスリット７１に通して行う。また、基板６８には、圧力センサチップ４３の検出出力から電気信号を生成する電気回路７２（図８および図９参照）と、外部接続用のコネクタ端子７３とが搭載されている。なお、図示してはいないが、基板６８には、半田付け用ランド６９と電気回路７２とを電気的に接続する配線パターンと、電気回路７２とコネクタ端子７３とを電気的に接続する配線パターンとが形成されている。電気回路７２とコネクタ端子７３を実装する位置は、図示した位置に限定されることはなく、適宜変更することができる。 The operation of stacking the sensor case 54 on the substrate 68 is performed by passing the first and second washers 37 and 38 through the through holes 70 and 70 and passing the first and second capillaries 41 and 42 through the slits 71 . Also mounted on the substrate 68 are an electric circuit 72 (see FIGS. 8 and 9) for generating an electric signal from the detection output of the pressure sensor chip 43, and a connector terminal 73 for external connection. Although not shown, the substrate 68 has a wiring pattern for electrically connecting the soldering lands 69 and the electric circuit 72 and a wiring pattern for electrically connecting the electric circuit 72 and the connector terminal 73. and are formed. The positions at which the electric circuit 72 and the connector terminals 73 are mounted are not limited to the illustrated positions, and can be changed as appropriate.

この実施の形態による基板６８は、樹脂ケース８１（図３参照）に支持され、樹脂ケース８１を介してボディ２２に支持されている。樹脂ケース８１は、ボディ２２の内部空間４６に収容可能な有底円筒状に形成されている。樹脂ケース８１には、基板６８が載置される載置面８２と、載置面８２に基板６８を載せて係止するための爪片８３と、第１および第２のワッシャ３７，３８を通すための二つの貫通穴８４，８４とが形成されている。 A substrate 68 according to this embodiment is supported by a resin case 81 (see FIG. 3) and supported by the body 22 via the resin case 81 . The resin case 81 is formed in a bottomed cylindrical shape that can be accommodated in the internal space 46 of the body 22 . The resin case 81 has a mounting surface 82 on which the substrate 68 is mounted, claw pieces 83 for mounting and locking the substrate 68 on the mounting surface 82, and first and second washers 37 and 38. Two through holes 84, 84 are formed for passage.

貫通穴８４の周囲には、樹脂ケース８１の底壁８１ａから図３において下方、すなわちボディ２２の受圧部２３を指向する方向に突出する二つの円形突起８５，８５と、樹脂ケース８１の底壁８１ａから受圧部２３とは反対の方向に突出する二つの筒体８６，８６とが設けられている。円形突起８５は、ボディ２２に第１および第２の導圧路３５，３６を囲むように形成された円形凹部８７に嵌合する。筒体８６には、第１および第２の細管４１，４２を通すための凹部８８が形成されている。 Around the through hole 84 are two circular projections 85 projecting from the bottom wall 81a of the resin case 81 downward in FIG. Two cylinders 86, 86 protrude from 81a in the direction opposite to the pressure receiving portion 23 are provided. The circular protrusion 85 fits into a circular recess 87 formed in the body 22 so as to surround the first and second pressure guide paths 35 and 36 . A concave portion 88 is formed in the cylindrical body 86 for passing the first and second narrow tubes 41 and 42 .

この樹脂ケース８１に基板６８が装着された状態で第１および第２のワッシャ３７，３８がボディ２２に溶接されることにより、基板６８の厚み方向が図１において上下方向となる状態で基板６８がボディ２２に固定される。図１の上下方向は、第１および第２の導圧路３５，３６の開口端が指向する方向である。 By welding the first and second washers 37 and 38 to the body 22 while the substrate 68 is attached to the resin case 81, the substrate 68 can be mounted in a state in which the thickness direction of the substrate 68 is the vertical direction in FIG. is fixed to the body 22 . The vertical direction in FIG. 1 is the direction in which the open ends of the first and second pressure guide paths 35 and 36 are oriented.

図４に示すように、圧力センサチップ４３は、第１の細管４１の一端が挿入される第１の孔９１と、第２の細管４２の一端が挿入される第２の孔９２とが形成されている。この実施の形態による圧力センサチップ４３は、図５に示すように、センサケース５４の取付座６２に接着剤９３（図５参照）によって接着されている。圧力センサチップ４３は、第１の孔９１に伝達された圧力伝達媒体４５の圧力と、第２の孔９２に伝達された圧力伝達媒体４５の圧力との圧力差を検出するように構成されている。第１の孔９１と第２の孔９２は、圧力センサチップ４３の圧力導入部９４（図５参照）となる。この実施の形態においては、第１の孔９１が本発明でいう「第１の圧力導入部」に相当し、第２の孔９２が本発明でいう「第２の圧力導入部」に相当する。 As shown in FIG. 4, the pressure sensor chip 43 has a first hole 91 into which one end of the first thin tube 41 is inserted and a second hole 92 into which one end of the second thin tube 42 is inserted. It is As shown in FIG. 5, the pressure sensor chip 43 according to this embodiment is adhered to the mounting seat 62 of the sensor case 54 with an adhesive 93 (see FIG. 5). The pressure sensor chip 43 is configured to detect the pressure difference between the pressure of the pressure transmission medium 45 transmitted to the first hole 91 and the pressure of the pressure transmission medium 45 transmitted to the second hole 92. there is The first hole 91 and the second hole 92 serve as a pressure introducing portion 94 (see FIG. 5) of the pressure sensor chip 43 . In this embodiment, the first hole 91 corresponds to the "first pressure introducing portion" of the present invention, and the second hole 92 corresponds to the "second pressure introducing portion" of the present invention. .

センサケース５４の第１および第２の貫通穴５６，５７は、底壁６１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の貫通穴５６，５７の孔径は、第１および第２の細管４１，４２の一端を通すことができる孔径である。第１の細管４１の一端は、第１の貫通穴５６を貫通して圧力センサチップ４３の第１の孔９１に挿入され、圧力センサチップ４３に連通している。第２の細管４２の一端は、第２の貫通穴５７を貫通して圧力センサチップ４３の第２の孔９２に挿入され、圧力センサチップ４３に連通している。 The first and second through holes 56 and 57 of the sensor case 54 are formed so as to pass through the bottom wall 61 . The hole diameters of the first and second through holes 56, 57 are such that one ends of the first and second capillaries 41, 42 can pass therethrough. One end of the first thin tube 41 passes through the first through hole 56 and is inserted into the first hole 91 of the pressure sensor chip 43 to communicate with the pressure sensor chip 43 . One end of the second thin tube 42 passes through the second through hole 57 and is inserted into the second hole 92 of the pressure sensor chip 43 to communicate with the pressure sensor chip 43 .

第１および第２の細管４１，４２は、図５に示すように、圧力センサチップ４３に接着剤９５によって接着されている。この接着剤９５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５４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５４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４１，４２におけるセンサケース５４の第１および第２の貫通穴５６，５７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９６が第１および第２の貫通穴５６，５７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 second tubules 41 and 42 are adhered to the pressure sensor chip 43 with an adhesive 95, as shown in FIG. As this adhesive 95, an epoxy-based adhesive can be used. The inside of the sensor case 54 is in a state where the epoxy-based adhesive does not absorb moisture. This state is a vacuum state or a state filled with an inert gas such as N ₂ gas. In order to keep the inside of the sensor case 54 in such an inert state, the portions of the first and second thin tubes 41 and 42 that penetrate through the first and second through holes 56 and 57 of the sensor case 54 are soldered. sealed by the adhesive. Soldering is performed so that the solder 96 wets and spreads all around the first and second through holes 56 and 57 .

センサケース５４の第１および第２の貫通穴５６，５７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４１，４２には、第１および第２の貫通穴５６，５７に半田付けされる部分に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。 The first and second through-holes 56 and 57 of the sensor case 54 are metallized so that they can be soldered. The first and second thin tubes 41 and 42 are plated for soldering at the portions to be soldered to the first and second through holes 56 and 57 . This plating for soldering is Au plating with Ni as the base.

次に、上述したように構成された圧力測定装置２１の製造方法を図１０に示すフローチャートを参照して説明する。圧力測定装置２１は、図１０に示すフローチャートの第１工程Ｓ１から第５工程Ｓ６を実施することにより完成する。 Next, a method for manufacturing the pressure measuring device 21 configured as described above will be described with reference to the flow chart shown in FIG. The pressure measuring device 21 is completed by performing the first step S1 to the fifth step S6 of the flow chart shown in FIG.

(第１工程）
第１工程Ｓ１においては、図１１（Ａ）に示すような直線状の細管１０１を２本用意する。これらの細管１０１の少なくとも一部（第１および第２の貫通穴５６，５７に半田付けされる部分）には、予め半田付け用のめっきを施しておく。なお、センサケース５４の第１および第２の貫通穴５６，５７と、カバー部材５５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。 (First step)
In the first step S1, two linear capillaries 101 as shown in FIG. 11(A) are prepared. At least part of these thin tubes 101 (the parts to be soldered to the first and second through holes 56 and 57) are plated for soldering in advance. A metallizing process is performed in advance on the portions where the first and second through holes 56 and 57 of the sensor case 54 and the cover member 55 are joined.

そして、図１１（Ｂ）に示すように、２本の細管１０１をそれぞれクランク形状に加工して第１の細管４１と第２の細管４２を形成する。次に、第１の細管４１の他端を第１のワッシャ３７に挿通し、これらを溶接により接合する。また、第２の細管４２の他端を第２のワッシャ３８に挿通し、これらを溶接により接合する。このように第１および第２の細管４１，４２に第１、第２のワッシャ３７，３８が溶接されることにより、第１の導圧管５２と第２の導圧管５３とが製作される。 Then, as shown in FIG. 11(B), the two thin tubes 101 are processed into a crank shape to form a first thin tube 41 and a second thin tube 42 . Next, the other end of the first thin tube 41 is inserted through the first washer 37 and these are joined by welding. Also, the other end of the second thin tube 42 is inserted through the second washer 38 and these are joined by welding. By welding the first and second washers 37 and 38 to the first and second thin tubes 41 and 42 in this manner, the first and second pressure guide tubes 52 and 53 are manufactured.

（第２工程）
第１工程Ｓ１に続く第２工程は、図１２に示す接着用治具１０２を使用して行う。接着用治具１０２は、第１および第２の導圧管５２，５３を拘束するためのパイプ拘束部１０３と、圧力センサチップ４３を拘束するためのチップ拘束部１０４と、これらのパイプ拘束部１０３とチップ拘束部１０４とを支持する支持部１０５とを有している。
第２工程Ｓ２においては、第１の導圧管５２の一端を、センサケース５４の第１の貫通穴５６からチップ挿入穴５８を通るようにセンサケース５４に貫通させる。また、第２の導圧管５３の一端を、センサケース５４の第２の貫通穴５７からチップ挿入穴５８を通るようにセンサケース５４に貫通させる。そして、この状態が保たれるように第１、第２の導圧管５２，５３とセンサケース５４とを接着用治具１０２に保持させる。 (Second step)
A second step following the first step S1 is performed using a bonding jig 102 shown in FIG. The bonding jig 102 includes a pipe restraining portion 103 for restraining the first and second pressure guiding pipes 52 and 53, a chip restraining portion 104 for restraining the pressure sensor chip 43, and these pipe restraining portions 103. and a support portion 105 that supports the chip restraint portion 104 .
In the second step S2, one end of the first pressure guiding tube 52 is passed through the sensor case 54 from the first through hole 56 of the sensor case 54 through the chip insertion hole 58. As shown in FIG. Also, one end of the second pressure guiding pipe 53 is passed through the sensor case 54 so as to pass through the second through hole 57 of the sensor case 54 and the chip insertion hole 58 . Then, the bonding jig 102 holds the first and second pressure guiding pipes 52 and 53 and the sensor case 54 so that this state is maintained.

このときには、センサケース５４と第１、第２の導圧管５２，５３の先端との間に所定の広さのクリアランスを確保しておく。このクリアランスを広くとることができるように、第１の細管４１と第２の細管４２の第２の直線部４１ｂ，４２ｂは、センサケース５４の全長（一端面５４ａから他端面５４ｂまで長さ）より長くなるように形成されている。
次に、圧力センサチップ４３をセンサケース５４の外であってチップ挿入穴５８の開口部分の近傍に位置する状態で接着用治具１０２に保持させる。このとき、第１、第２の導圧管５２，５３の先端を第１、第２の孔９１，９２に所定の長さだけ挿入する。
その後、接着剤９５を第１、第２の孔９１，９２の開口部分に注入して硬化させる。接着剤９５が硬化することにより、第１および第２の導圧管５２，５３の一端と圧力センサチップ４３の圧力導入部９４とが接合される。接着剤９５が硬化した後、第１および第２の導圧管５２，５３とセンサケース５４および圧力センサチップ４３からなる組立体を接着用治具１０２から取外す。 At this time, a clearance of a predetermined size is secured between the sensor case 54 and the tips of the first and second pressure guiding tubes 52 and 53 . The second linear portions 41b and 42b of the first thin tube 41 and the second thin tube 42 extend over the entire length of the sensor case 54 (the length from one end surface 54a to the other end surface 54b) so that this clearance can be widened. designed to be longer.
Next, the pressure sensor chip 43 is held by the bonding jig 102 outside the sensor case 54 and in the vicinity of the opening of the chip insertion hole 58 . At this time, the tips of the first and second pressure guiding pipes 52 and 53 are inserted into the first and second holes 91 and 92 by predetermined lengths.
After that, the adhesive 95 is injected into the openings of the first and second holes 91 and 92 and hardened. By curing the adhesive 95 , one ends of the first and second pressure guiding tubes 52 and 53 and the pressure introducing portion 94 of the pressure sensor chip 43 are joined. After the adhesive 95 hardens, the assembly consisting of the first and second pressure guiding tubes 52 and 53, the sensor case 54 and the pressure sensor chip 43 is removed from the bonding jig 102. FIG.

(第３工程）
第２工程Ｓ２の後、第３工程Ｓ３において、圧力センサチップ４３をセンサケース５４の取付面６２ａに接合する。すなわち、先ず、図１３（Ａ）に示すように、センサケース５４の取付面６２ａに接着剤９３を塗布する。そして、図１３（Ｂ）に示すように、圧力センサチップ４３をセンサケース５４内に挿入し、接着剤９３を介して取付面６２ａに接着する。
その後、図１４に示すように、圧力センサチップ４３の端子１０７とセンサケース５４のボンディングパッド６５（導電部６６）とをワイヤ６４によって結線し、圧力センサチップ４３とセンサケース５４とを電気的に接続する。そして、図１５に示すように、センサケース５４の第１および第２の貫通穴５６，５７と第１および第２の導圧管５２，５３との間を半田９６によって封止する。 (3rd step)
After the second step S2, the pressure sensor chip 43 is bonded to the mounting surface 62a of the sensor case 54 in a third step S3. That is, first, as shown in FIG. 13A, an adhesive 93 is applied to the mounting surface 62a of the sensor case 54. Then, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 13B, the pressure sensor chip 43 is inserted into the sensor case 54 and adhered to the mounting surface 62a with the adhesive 93 interposed therebetween.
Thereafter, as shown in FIG. 14, the terminals 107 of the pressure sensor chip 43 and the bonding pads 65 (conductive portions 66) of the sensor case 54 are connected by wires 64 to electrically connect the pressure sensor chip 43 and the sensor case 54 together. Connecting. Then, as shown in FIG. 15, solder 96 seals between the first and second through holes 56 and 57 of the sensor case 54 and the first and second pressure guide tubes 52 and 53 .

次に、図１６に示すように、センサケース５４の他端面５４ｂにカバー部材５５を接合し、チップ挿入穴５８をカバー部材５５で封止する。このときは、センサケース５４と第１および第２の導圧管５２，５３を図示していない接合装置に装填し、センサケース５４内を不活性の状態としてセンサケース５４にカバー部材５５をろう付けあるいはシーム溶接によって取付ける。
このようにセンサケース５４の一端面５４ａの開口（第１および第２の貫通穴５６，５７）と他端面５４ｂの開口（チップ挿入穴５８）とが封止された後、図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、センサケース５４と第１および第２の導圧管５２，５３とからなる圧力センサ組立体５１を基板６８に取付ける。 Next, as shown in FIG. 16, a cover member 55 is joined to the other end surface 54b of the sensor case 54, and the chip insertion hole 58 is sealed with the cover member 55. Next, as shown in FIG. At this time, the sensor case 54 and the first and second pressure guiding pipes 52 and 53 are loaded into a joining device (not shown), the inside of the sensor case 54 is made inactive, and the cover member 55 is brazed to the sensor case 54. Alternatively, attach by seam welding.
After sealing the opening (the first and second through holes 56 and 57) of the one end surface 54a of the sensor case 54 and the opening (the chip insertion hole 58) of the other end surface 54b in this way, FIG. , (B), the pressure sensor assembly 51 comprising the sensor case 54 and the first and second pressure guiding tubes 52 and 53 is attached to the substrate 68 .

この取付作業は、第１および第２のワッシャ３７，３８を基板６８の貫通穴７０に通すとともに第１および第２の細管４１，４２をスリット７１に通し、センサケース５４を基板６８に半田付けして行う。このときには、基板６８に電気回路７２および外部接続用のコネクタ端子７３も半田付けする。このように半田付けが行われることにより、圧力センサチップ４３と基板６８（電気回路７２およびコネクタ端子７３）とが電気的に接続される。その後、基板６８を樹脂ケース８１に係止させて組付ける。基板６８を樹脂ケース８１に組付けるときは、基板６８の貫通穴７０を通して第１および第２のワッシャ３７，３８を視認しながら、第１および第２のワッシャ３７，３８が樹脂ケース８１の貫通穴８４に入るように基板６８の位置を調整する。 In this mounting operation, the first and second washers 37 and 38 are passed through the through holes 70 of the substrate 68, the first and second thin tubes 41 and 42 are passed through the slits 71, and the sensor case 54 is soldered to the substrate 68. and do. At this time, the electric circuit 72 and connector terminals 73 for external connection are also soldered to the board 68 . By performing soldering in this manner, the pressure sensor chip 43 and the substrate 68 (the electric circuit 72 and the connector terminals 73) are electrically connected. Thereafter, the substrate 68 is engaged with the resin case 81 and assembled. When assembling the board 68 to the resin case 81 , the first and second washers 37 , 38 pass through the resin case 81 while visually checking the first and second washers 37 , 38 through the through holes 70 of the board 68 . Adjust the position of the substrate 68 so that it enters the hole 84 .

（第４工程）
第３工程Ｓ３の後、第４工程において、電気回路７２に接続された圧力センサチップ４３のキャラクタリゼーションを実施する。キャラクタリゼーションは、圧力センサ組立体５１と基板６８とからなる組立体を樹脂ケース８１に組付けた状態で実施することができる。基板６８を樹脂ケース８１に組付けるときは、基板６８の貫通穴７０を通して第１および第２のワッシャ３７，３８を視認しながら、第１および第２のワッシャ３７，３８が樹脂ケース８１の貫通穴８４に入るように基板６８の位置を調整し、基板６８を樹脂ケース８１に係止させる。 (Fourth step)
After the third step S3, characterization of the pressure sensor chip 43 connected to the electrical circuit 72 is performed in a fourth step. Characterization can be performed in a state where the assembly consisting of the pressure sensor assembly 51 and the substrate 68 is assembled in the resin case 81 . When assembling the board 68 to the resin case 81 , the first and second washers 37 , 38 pass through the resin case 81 while visually checking the first and second washers 37 , 38 through the through holes 70 of the board 68 . The position of the substrate 68 is adjusted so as to enter the hole 84 and the substrate 68 is locked to the resin case 81 .

キャラクタリゼーションは、図１８に示す加圧装置１１１を使用して行う。加圧装置１１１は、第１および第２のワッシャ３７，３８を取付ける取付座１１２，１１３を有する支持テーブル１１４と、第１のワッシャ３７に重ねられる第１のピン１１５と、第２のワッシャ３８に重ねられる第２のピン１１６と、第１および第２のピン１１５，１１６を支持テーブル１１４に向けて押す押圧機構１１７などを備えている。
支持テーブル１１４には、第１のワッシャ３７に流体圧を加えるための第１の導圧孔１１８と、第２のワッシャ３８に流体圧を加えるための第２の導圧孔１１９とが形成されている。 Characterization is performed using a pressure device 111 shown in FIG. The pressure device 111 includes a support table 114 having mounting seats 112 and 113 for mounting the first and second washers 37 and 38, a first pin 115 overlapping the first washer 37, and a second washer 38. and a pressing mechanism 117 for pressing the first and second pins 115 and 116 toward the support table 114, and the like.
The support table 114 is formed with a first pressure guiding hole 118 for applying fluid pressure to the first washer 37 and a second pressure guiding hole 119 for applying fluid pressure to the second washer 38 . ing.

キャラクタリゼーションは、加圧装置１１１に圧力センサ組立体５１および基板６８を保持させ、コネクタ端子７３にキャラクタリゼーション用の測定装置（図示せず）などを接続した状態で、圧力センサ組立体５１を含めて加圧装置１１１の全体を所定の検査温度として第１および第２の導圧孔１１８，１１９に所定の流体圧を加えて行う。このキャラクタリゼーションを行うことにより、圧力センサチップ４３のセンサ出力の直線性、温度特定、静圧特性などが補正され、周囲の温度や圧力などの周囲の環境の影響を除去することができるようになる。 Characterization is carried out by holding the pressure sensor assembly 51 and the substrate 68 in the pressurizing device 111 and connecting the connector terminal 73 with a measurement device (not shown) for characterization and the like. Then, the entire pressurizing device 111 is brought to a predetermined inspection temperature and a predetermined fluid pressure is applied to the first and second pressure guide holes 118 and 119 . By performing this characterization, the linearity of the sensor output of the pressure sensor chip 43, temperature specification, static pressure characteristics, etc. are corrected, and the influence of the surrounding environment such as ambient temperature and pressure can be removed. Become.

（第５工程）
第４工程でキャラクタリゼーションを実施した後、第５工程において、第１および第２の導圧管５２，５３の他端をボディ２２に接続したうえで、センサケース５４をボディ２２の内部空間４６に設置する。この第５工程においては、樹脂ケース８１をボディ２２の内部空間４６に挿入し、樹脂ケース８１の円形突起８５をボディ２２の円形凹部８７に嵌合させ、第１および第２のワッシャ３７，３８の凸部３７ａ，３８ａを第１および第２の導圧路３５，３６に挿入する。 (Fifth step)
After performing characterization in the fourth step, in the fifth step, after connecting the other ends of the first and second pressure guiding tubes 52 and 53 to the body 22, the sensor case 54 is inserted into the internal space 46 of the body 22. Install. In this fifth step, the resin case 81 is inserted into the internal space 46 of the body 22, the circular protrusion 85 of the resin case 81 is fitted into the circular recess 87 of the body 22, and the first and second washers 37, 38 are fitted. are inserted into the first and second pressure guide paths 35 and 36, respectively.

その後、第１および第２のワッシャ３７，３８をボディ２２に溶接する。この溶接は、図１９に示すように、ボディ２２を下側電極１２１に載置するとともに、第１および第２のワッシャ３７，３８に上側電極１２２を押し付けて抵抗溶接により行う。上側電極１２２は、棒状に形成され、樹脂ケース８１の貫通穴８４と、基板６８の貫通穴７０とに通して第１および第２のワッシャ３７，３８に重ねられる。上側電極１２２の先端部には、第１および第２の細管４１，４２を通すためにスリット１２３が形成されている。
第１および第２のワッシャ３７，３８がボディ２２に溶接された後、第１および第２の圧力伝達室３２，３４から圧力センサチップ４３内に至る圧力伝達経路に圧力伝達媒体４５を充填する。この充填は、第１および第２の圧力伝達室３２，３４からボディ２２の外に延びる充填孔（図示せず）を用いて行う。このように圧力伝達媒体４５が充填されることにより、圧力測定装置２１の製造が完了する。 The first and second washers 37, 38 are then welded to the body 22. As shown in FIG. As shown in FIG. 19, this welding is performed by placing the body 22 on the lower electrode 121 and pressing the upper electrode 122 against the first and second washers 37 and 38 by resistance welding. The upper electrode 122 is rod-shaped, passes through the through hole 84 of the resin case 81 and the through hole 70 of the substrate 68, and overlaps the first and second washers 37,38. A slit 123 is formed at the distal end of the upper electrode 122 to allow the first and second capillaries 41 and 42 to pass therethrough.
After the first and second washers 37 and 38 are welded to the body 22, the pressure transmission medium 45 is filled in the pressure transmission path from the first and second pressure transmission chambers 32 and 34 to the pressure sensor chip 43. . This filling is performed using a filling hole (not shown) extending out of the body 22 from the first and second pressure transmission chambers 32,34. By filling the pressure transmission medium 45 in this way, the manufacture of the pressure measuring device 21 is completed.

この実施の形態による圧力測定装置２１の製造方法においては、圧力センサチップ４３を収容したセンサケース５４と第１および第２の導圧管５２，５３とからなる圧力センサ組立体５１と、基板６８とがキャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物になる。このため、キャラクタリゼーションの対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能になる。この結果、キャラクタリゼーションを行う設備の小型化を図ることができるとともに、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が小さいために温度安定化に必要な時間が短くなり、キャラクタリゼーションをバッチ処理で行うにあたって処理数を増やすことができる。 In the method of manufacturing the pressure measuring device 21 according to this embodiment, the pressure sensor assembly 51 comprising the sensor case 54 containing the pressure sensor chip 43, the first and second pressure guide tubes 52 and 53, the substrate 68, and the is the object to keep the temperature constant in characterization. Therefore, characterization can be performed in a state where the heat capacity of the object of characterization is small. As a result, it is possible to reduce the size of the equipment for characterization, and the time required for temperature stabilization is shortened because the heat capacity of the object whose temperature is to be kept constant during characterization is small, and characterization can be batch processed. , the number of processes can be increased.

上述した実施の形態においては、第１のプロセス流体２７の圧力と第２のプロセス流体２８の圧力との差圧を検出する圧力測定装置２１を製造する方法について説明した。しかし、本発明の製造方法は、絶対圧センサやゲージ圧センサのように検出圧力が一つである場合の圧力測定装置にも適用することができる。検出圧力が一つとなる圧力測定装置は、例えば図２０に示すように構成することができる。図２０において、図１～図１９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。 In the embodiment described above, a method of manufacturing the pressure measuring device 21 that detects the differential pressure between the pressure of the first process fluid 27 and the pressure of the second process fluid 28 has been described. However, the manufacturing method of the present invention can also be applied to a pressure measuring device that detects only one pressure, such as an absolute pressure sensor or a gauge pressure sensor. A pressure measuring device with one detection pressure can be configured as shown in FIG. 20, for example. In FIG. 20, the same or equivalent members as those explained with reference to FIGS.

図２０に示す圧力測定装置１３１の圧力センサチップ４３は、例えば絶対圧センサを構成するもので、真空室１３２を有し、１本の導圧管（第１の導圧管５２）が接続されている。この圧力測定装置１３１のボディ１３３には、一つの受圧ダイアフラム（第１の受圧ダイアフラム３１）と、一つの圧力伝達室（第１の圧力伝達室３２）と、一つの導圧路（第１の導圧路３５とが設けられている。
基板６８と樹脂ケース８１は、第１の実施の形態を採るときの圧力測定装置２１と部品の共通化を図り、第１の実施の形態で示したものと同一のものを用いることができる。なお、ボディ１３３には、樹脂ケース８１を取付けることができるように、円形凹部８７が２箇所に形成されている。
本発明によれば、このように検出圧力が一つの場合であっても、キャラクタリゼーションの対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能な圧力測定装置を製造することができる。 A pressure sensor chip 43 of a pressure measuring device 131 shown in FIG. 20 constitutes, for example, an absolute pressure sensor, has a vacuum chamber 132, and is connected to one pressure guiding pipe (first pressure guiding pipe 52). . The body 133 of the pressure measuring device 131 includes one pressure receiving diaphragm (first pressure receiving diaphragm 31), one pressure transmission chamber (first pressure transmission chamber 32), and one pressure transmission path (first pressure transmission chamber 32). A pressure guide path 35 is provided.
The substrate 68 and the resin case 81 can be the same as those shown in the first embodiment so as to share common parts with the pressure measuring device 21 when adopting the first embodiment. The body 133 is formed with two circular recesses 87 so that the resin case 81 can be attached thereto.
According to the present invention, it is possible to manufacture a pressure measuring device capable of performing characterization with a small heat capacity of an object to be characterized even when there is only one detected pressure.

２１…圧力測定装置、３１…第１の受圧ダイアフラム、３２…第１の圧力伝達室、３３…第２の受圧ダイアフラム、３４…第２の圧力伝達室、３５…第１の導圧路、３６…第２の導圧路、３７…第１のワッシャ、３８…第２のワッシャ、４１…第１の細管、４２…第２の細管、４３…圧力センサチップ、４５…圧力伝達媒体、４６…内部空間、５１…圧力センサ組立体、５２…第１の導圧管、５３…第２の導圧管、５４…センサケース、６４…ワイヤ、６５…ボンディングパッド、９１…第１の孔、９２…第２の孔、９４…圧力導入部、９６…半田、１０７…端子、１１１…加圧装置、Ｓ１…第１工程、Ｓ２…第２工程、Ｓ３…第３工程、Ｓ４…第４工程、Ｓ５…第５工程。 21... Pressure measuring device 31... First pressure receiving diaphragm 32... First pressure transmitting chamber 33... Second pressure receiving diaphragm 34... Second pressure transmitting chamber 35... First pressure guiding path 36 2nd pressure guide path 37 1st washer 38 2nd washer 41 1st thin tube 42 2nd thin tube 43 Pressure sensor chip 45 Pressure transmission medium 46 Internal space 51... Pressure sensor assembly 52... First pressure guide tube 53... Second pressure guide tube 54... Sensor case 64... Wire 65... Bonding pad 91... First hole 92... Second 2 hole 94 pressure introduction portion 96 solder 107 terminal 111 pressure device S1 first step S2 second step S3 third step S4 fourth step S5 Fifth step.

Claims

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;
an internal space for installing a sensor case that houses the pressure sensor chip;
and a body formed with the pressure receiving diaphragm as a part of a wall and having a pressure transmission path leading from a pressure transmission chamber containing a part of the pressure transmission medium to the internal space. hand,
a first step of fabricating a pressure guiding pipe connected between the pressure introducing portion of the pressure sensor chip and the opening of the pressure guiding path to the internal space;
a second step of connecting one end of the pressure guiding tube manufactured in the first step to the pressure introducing portion of the pressure sensor chip through the sensor case;
The pressure sensor chip connected to the pressure guide tube in the second step is housed in the sensor case and electrically connected, and the sensor case is electrically connected to generate an electric signal from the detection output of the pressure sensor chip. a third step of mounting the pressure sensor chip on a circuit board on which a circuit is mounted and electrically connecting the pressure sensor chip and the circuit board;
a fourth step of characterizing the pressure sensor chip connected to the electrical circuit in the third step;
The other end of the pressure guiding tube connected to the pressure sensor chip characterized in the fourth step is connected to the opening of the pressure guiding path formed in the body to the internal space of the body. and a fifth step of installing the sensor case in the internal space of the body.

First and second pressure-receiving diaphragms for respectively receiving pressures of first and second process fluids to be measured, and first and second pressure-receiving diaphragms filled between the first and second pressure-receiving diaphragms a pressure sensor chip that respectively receives the first and second pressures of the pressure transmission medium of and detects the pressure difference between the first pressure and the second pressure;
an internal space for installing a sensor case that houses the pressure sensor chip;
The first and second pressure-receiving diaphragms are formed as part of walls and communicate with the internal space from first and second pressure-transmitting chambers containing part of the first and second pressure-transmitting media. A method of manufacturing a pressure measuring device having a body in which first and second pressure guiding paths are formed,
Connection between first and second pressure introducing portions of the pressure sensor chip and first and second openings of the first and second pressure guide paths formed in the body to the internal space a first step of manufacturing the first and second pressure guide tubes to be
a second step of connecting one ends of the first and second pressure guide tubes manufactured in the first step to the first and second pressure introducing portions of the pressure sensor chip through the sensor case;
The pressure sensor chip connected to the first and second pressure guiding tubes in the second step is accommodated in the sensor case and electrically connected, and the sensor case is connected to the sensor case from the detection output of the pressure sensor chip. a third step of mounting the pressure sensor chip on a circuit board on which an electric circuit for generating an electric signal is mounted, and electrically connecting the pressure sensor chip and the electric circuit;
a fourth step of characterizing the pressure sensor chip connected to the electrical circuit in the third step;
The other ends of the first and second pressure guiding tubes connected to the pressure sensor characterized in the fourth step and the body of the first and second pressure guiding paths formed in the body and a fifth step of installing the sensor case in the internal space of the body after connecting the first and second openings to the internal space, respectively. Method.