JP2023099902A - Pressure sensor manufacturing method - Google Patents

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鮎美 津嶋
Ayumi Tsushima
博史 東條
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Abstract

To provide a pressure sensor manufacturing method with which it is possible to secure a pressure sensor chip to a sensor case in just a few steps.SOLUTION: This manufacturing method includes a first step in which a pressure sensor chip 16 is bonded to one ends of first and second lead pipes 6, 7, the other ends of which are connected to first and second pressure guide paths for transmitting the pressure to be measured, and the lead pipes 6, 7 are put through first and second through-holes 14, 15 of a case body 11. The manufacturing method includes a second step in which the pressure sensor chip 16 is located to the case body 11, and the first and second lead pipes 6, 7 are soldered to the case body 11. The manufacturing method includes a third step in which the pressure sensor chip 16 and the bonding pads (conductor sections) of the case body 11 are connected by bonding wire. The manufacturing method includes a fourth step in which a lid is joined to an opening of the case body to seal off the inside of the case body.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、圧力センサチップの支持と導圧管貫通部の封止とを同時に行う圧力センサの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a pressure sensor that simultaneously supports a pressure sensor chip and seals a pressure guiding tube penetration.

従来、圧力センサとしては、例えば特許文献1に記載されているように、被測定圧力を導入するために導圧管を使用するものがある。特許文献1に開示された導圧管は、圧力測定装置ボディの導圧路と圧力センサとを接続している。導圧管と圧力センサとの接続は、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、接着部をセンサケースで覆うことが望ましい。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a pressure sensor, there is one that uses a pressure guiding tube for introducing a pressure to be measured, as described in Patent Document 1, for example. The pressure guide tube disclosed in Patent Document 1 connects the pressure guide path of the pressure measuring device body and the pressure sensor. The connection between the pressure conduit and the pressure sensor can be made using an adhesive, for example. When an epoxy-based adhesive is used as the adhesive, it is desirable to cover the adhesive portion with a sensor case in order to prevent the adhesive from deteriorating due to moisture absorption.

すなわち、圧力検出部を有する圧力センサチップに接着剤によって導圧管を接着し、接着部を含めて圧力センサチップをセンサケースの中に封入する。この場合、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。圧力センサチップを覆うセラミックス製のセンサケースを使用する場合、センサケースを導圧管が貫通する部分は、半田付けにより封止する。 That is, the pressure sensor chip having the pressure detecting portion is adhered to the pressure sensor chip with an adhesive, and the pressure sensor chip including the adhered portion is enclosed in the sensor case. In this case, the sensor case is preferably made of ceramics so that the signal extraction structure can be easily formed. When using a ceramic sensor case that covers the pressure sensor chip, the part through which the impulse line penetrates the sensor case is sealed by soldering.

特許第5089018号公報Japanese Patent No. 5089018

圧力センサチップをセンサケースの中に収容するにあたっては、圧力センサチップをセンサケースに固定する方法に問題があった。圧力センサチップは、センサケースの導体部分に電気的に接続する必要があるために、センサケースに対して移動することがないように固定しなければならない。この固定を接着剤によって行うと、圧力センサチップをセンサケースに固定するための接着工程と、圧力センサチップに導圧管を接着するための接着工程とが必要になり、製造工数が多くなって圧力センサの製造コストが高くなってしまう。 In housing the pressure sensor chip in the sensor case, there was a problem with the method of fixing the pressure sensor chip to the sensor case. Since the pressure sensor chip must be electrically connected to the conductor portion of the sensor case, it must be fixed against movement with respect to the sensor case. If this fixation is performed with an adhesive, an adhesion process for fixing the pressure sensor chip to the sensor case and an adhesion process for adhering the pressure guide pipe to the pressure sensor chip are required, increasing the number of man-hours and increasing the pressure. The manufacturing cost of the sensor becomes high.

本発明の目的は、圧力センサチップを少ない工程数でセンサケースに固定することが可能な圧力センサ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 pressure sensor manufacturing method capable of fixing a pressure sensor chip to a sensor case with a small number of steps.

この目的を達成するための本発明に係る圧力センサの製造方法は、被測定圧伝達用の導圧路に一端部が接続される導圧管の他端部に圧力センサチップを接着するとともに、前記圧力センサチップを収容するセンサケースの貫通孔に前記導圧管を通す第1のステップと、前記圧力センサチップを前記センサケースに対して位置決めし、前記導圧管を前記センサケースに半田付けする第2のステップと、前記圧力センサチップと前記センサケースの導体部分とをボンディングワイヤによって接続する第3のステップと、前記センサケースの開口部に蓋体を接合して前記センサケース内を封止する第4のステップとによって実施する方法である。 In order to achieve this object, the method of manufacturing a pressure sensor according to the present invention includes: bonding a pressure sensor chip to the other end of a pressure guiding tube, one end of which is connected to a pressure guiding path for transmitting pressure to be measured; A first step of passing the pressure guide tube through a through hole of a sensor case containing a pressure sensor chip, and a second step of positioning the pressure sensor chip with respect to the sensor case and soldering the pressure lead tube to the sensor case. a third step of connecting the pressure sensor chip and the conductor portion of the sensor case with a bonding wire; 4 steps.

本発明は、前記圧力センサの製造方法において、前記第1のステップは、圧力測定装置ボディに溶接されるワッシャを前記導圧管の前記一端部に溶接するステップと、前記導圧管の前記他端部を前記センサケースの貫通孔に通し、この他端部に前記圧力センサチップを接着するステップとを有し、前記第2のステップにおける前記圧力センサチップを前記センサケースに対して位置決めするステップは、前記圧力センサチップと前記センサケースとをそれぞれ半田付け用治具に組み合わせて行ってもよい。 According to the present invention, in the pressure sensor manufacturing method, the first step includes welding a washer to be welded to the pressure measuring device body to the one end of the pressure guide tube; through a through-hole of the sensor case, and bonding the pressure sensor chip to the other end of the sensor case, wherein the step of positioning the pressure sensor chip with respect to the sensor case in the second step includes: The pressure sensor chip and the sensor case may be combined with soldering jigs.

本発明は、前記圧力センサの製造方法において、前記第2のステップにおける、前記圧力センサチップと前記センサケースとをそれぞれ半田付け用治具に組み合わせるステップは、前記センサケースの開口が下方を指向する状態で前記センサケースと前記圧力センサチップを前記半田付け用治具の上に載せて行い、前記第2のステップにおける、前記導圧管を前記センサケースに半田付けするステップは、前記センサケースの上方から半田付けを行ってもよい。 In the pressure sensor manufacturing method according to the present invention, in the step of combining the pressure sensor chip and the sensor case with soldering jigs in the second step, the opening of the sensor case faces downward. The sensor case and the pressure sensor chip are placed on the soldering jig in the state of the pressure sensor, and the step of soldering the pressure guide tube to the sensor case in the second step is performed by placing the sensor case above the sensor case. Soldering may be performed from

本発明においては、導圧管をセンサケースに半田付けすることにより圧力センサチップがセンサケースに対して固定される。したがって、本発明によれば、圧力センサチップを少ない工程数でセンサケースに固定することが可能な圧力センサの製造方法を提供することができる。 In the present invention, the pressure sensor chip is fixed to the sensor case by soldering the pressure guide tube to the sensor case. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a pressure sensor manufacturing method capable of fixing a pressure sensor chip to a sensor case with a small number of steps.

図1は、圧力センサの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a pressure sensor. 図2は、圧力センサを破断して示す斜視断面図である。FIG. 2 is a perspective cross-sectional view showing the pressure sensor broken. 図3は、圧力センサの要部を拡大して示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged main part of the pressure sensor. 図4は、圧力測定装置の斜視断面図である。FIG. 4 is a perspective sectional view of the pressure measuring device. 図5は、圧力測定装置の一部を破断して示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a part of the pressure measuring device cut away. 図6は、圧力測定装置の受圧部を破断して示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the pressure receiving portion of the pressure measuring device. 図7は、本発明に係る圧力センサの製造方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a pressure sensor according to the present invention. 図8は、圧力センサの製造方法を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the method of manufacturing the pressure sensor. 図9は、半田付け用治具の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a soldering jig. 図10は、ワイヤボンディングが実施された状態の圧力センサの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the pressure sensor after wire bonding. 図11は、蓋体が接合された状態の圧力センサの断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the pressure sensor with the lid attached.

以下、本発明に係る圧力センサの製造方法の一実施の形態を図1~図11を参照して詳細に説明する。
図1に示す圧力センサ1は、図4に示す圧力測定装置2に使用されるもので、圧力測定装置2の基板3に実装されるセンサケース4と、圧力測定装置2のボディ5に溶接される第1および第2の導圧管6,7とを備えている。
An embodiment of a pressure sensor manufacturing method according to the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11. FIG.
The pressure sensor 1 shown in FIG. 1 is used in the pressure measuring device 2 shown in FIG. and first and second pressure guide pipes 6, 7.

センサケース4は、図2に示すように、有底角筒状に形成されたケース本体11と、このケース本体11の開口部を閉塞する蓋体12とによって構成されている。ケース本体11はセラミックス材料によって形成され、蓋体12はセラミックス材料または金属材料によって形成されている。ケース本体11の底壁13には第1の貫通孔14と第2の貫通孔15が形成されている。これらの第1および第2の貫通孔14,15には、第1の導圧管6と第2の導圧管7とが挿通されている。これらの第1および第2の導圧管6,7は、センサケース4の中に収容された圧力センサチップ16に接続されている。 As shown in FIG. 2, the sensor case 4 is composed of a case main body 11 formed in the shape of a square tube with a bottom, and a lid 12 closing the opening of the case main body 11 . The case body 11 is made of a ceramic material, and the lid 12 is made of a ceramic material or a metal material. A first through hole 14 and a second through hole 15 are formed in the bottom wall 13 of the case body 11 . A first pressure guide tube 6 and a second pressure guide tube 7 are inserted through these first and second through holes 14 and 15 . These first and second pressure guide pipes 6 and 7 are connected to a pressure sensor chip 16 housed inside the sensor case 4 .

圧力センサチップ16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ている。圧力センサチップ16には、第1の導圧管6が挿入される第1の孔17と、第2の導圧管7が挿入される第2の孔18とが形成されている。第1の孔17の内部は、圧力センサチップ16の第1の圧力室16aに連通され、第2の孔18の内部は、圧力センサチップ16の第2の圧力室16bに連通されている。この実施の形態による圧力センサチップ16は、第1の孔17から第1の圧力室16aに伝達された圧力と、第2の孔18から第2の圧力室16bに伝達された圧力との差圧を検出するように構成されている。 The pressure sensor chip 16 is formed in a cubic shape by stacking a plurality of plate-like members made of silicon in the thickness direction. The pressure sensor chip 16 is formed with a first hole 17 into which the first pressure guiding tube 6 is inserted and a second hole 18 into which the second pressure guiding tube 7 is inserted. The inside of the first hole 17 communicates with the first pressure chamber 16 a of the pressure sensor chip 16 , and the inside of the second hole 18 communicates with the second pressure chamber 16 b of the pressure sensor chip 16 . The pressure sensor chip 16 according to this embodiment measures the difference between the pressure transmitted from the first hole 17 to the first pressure chamber 16a and the pressure transmitted from the second hole 18 to the second pressure chamber 16b. configured to detect pressure.

第1および第2の導圧管6,7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。また、これらの第1および第2の導圧管6,7は、図3に示すように、圧力センサチップ16に接着剤19によって接着されている。この接着剤19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4の内部は、エポキシ系の接着剤19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4内をこのような不活性な状態に保つために、蓋体12がセンサケース4に溶接あるいはろう付けされるとともに、第1および第2の導圧管6,7におけるセンサケース4の第1および第2の貫通孔14,15を貫通する部分が半田付けによって封止されている。導圧管貫通部の半田付けは、半田20が第1および第2の貫通孔14,15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 pressure guide pipes 6 and 7 are each made of stainless steel and bent into a predetermined shape. Also, these first and second pressure guide pipes 6 and 7 are adhered to the pressure sensor chip 16 with an adhesive 19 as shown in FIG. As this adhesive 19, an epoxy-based adhesive can be used. The inside of the sensor case 4 is in a state where the epoxy-based adhesive 19 does not absorb moisture. This state is a vacuum state or a state filled with an inert gas such as N2 gas. In order to keep the inside of the sensor case 4 in such an inert state, the cover 12 is welded or brazed to the sensor case 4, and the first and second impulse lines 6 and 7 of the sensor case 4 are connected to the sensor case 4 by welding or brazing. Portions passing through the first and second through holes 14 and 15 are sealed by soldering. Soldering of the pressure guide tube penetration is performed so that the solder 20 wets and spreads over the entire circumference of the first and second through holes 14 and 15 .

ケース本体11の第1および第2の貫通孔14,15およびこれらの第1および第2の貫通孔14,15の開口部の周辺は、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の導圧管6,7における第1および第2の貫通孔14,15に挿通される部分には、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。 The first and second through-holes 14, 15 of the case body 11 and the periphery of the openings of these first and second through-holes 14, 15 are metallized so that they can be soldered. It is The portions of the first and second pressure guiding pipes 6 and 7 that are inserted into the first and second through holes 14 and 15 are plated for soldering. This plating for soldering is Au plating with Ni as a base.

センサケース4の内側部には、本発明でいう「導体部分」としてのボンディングパッド21が設けられている。このボンディングパッド21は、圧力センサチップ16のボンディングパッド22にボンディングワイヤ23を介して電気的に接続されている。また、センサケース4のボンディングパッド21は、図示してはいないが、センサケース4の外側底面に設けられた電極にセンサケース4内の導体を介して電気的に接続されている。センサケース4の電極は、基板3(図5参照)の半田付け用ランド24に半田付けされる。基板3は、圧力測定装置2のボディ5に樹脂ケース25を介して支持されている。 A bonding pad 21 is provided inside the sensor case 4 as a "conductor portion" according to the present invention. The bonding pads 21 are electrically connected to bonding pads 22 of the pressure sensor chip 16 via bonding wires 23 . Although not shown, the bonding pads 21 of the sensor case 4 are electrically connected to electrodes provided on the outer bottom surface of the sensor case 4 via conductors inside the sensor case 4 . The electrodes of the sensor case 4 are soldered to the soldering lands 24 of the substrate 3 (see FIG. 5). The substrate 3 is supported by the body 5 of the pressure measuring device 2 via a resin case 25 .

圧力センサ1の第1および第2の導圧管6,7は、圧力センサチップ16とは反対側の端部に第1および第2のワッシャ31,32が溶接され、これらの第1および第2のワッシャ31,32を介して圧力測定装置2のボディ5に接続されている。第1および第2のワッシャ31,32は、それぞれステンレス鋼によって円板状に形成され、ボディ5に溶接されている。
ボディ5は、ステンレス鋼によって形成されており、図4に示すように、第1および第2のワッシャ31,32が溶接された有底円筒状の検出部33と、板状に形成された受圧部34とを有している。検出部33には樹脂ケース25が組付けられている。
First and second washers 31 and 32 are welded to the ends of the first and second pressure guide tubes 6 and 7 of the pressure sensor 1 opposite to the pressure sensor chip 16. is connected to the body 5 of the pressure measuring device 2 via washers 31 and 32 of the pressure measuring device 2 . The first and second washers 31 and 32 are made of stainless steel and are disc-shaped and welded to the body 5 .
The body 5 is made of stainless steel, and as shown in FIG. 4, has a bottomed cylindrical detecting portion 33 to which first and second washers 31 and 32 are welded, and a plate-like pressure receiving portion 33. and a portion 34 . A resin case 25 is attached to the detecting portion 33 .

受圧部34は、図6に示すように、厚み方向(図6においては左右方向)の一方の端部に第1の配管35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36が接続される。第1の配管35の内部は、測定対象である第1のプロセス流体37で満たされている。第2の配管36の内部は、測定対象である第2のプロセス流体38で満たされている。
受圧部34における第1の配管35と接続される一端部には、第1のプロセス流体37の圧力を受圧する第1の受圧ダイアフラム41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41が壁の一部となる第1の圧力伝達室42が形成されている。
受圧部34における第2の配管36と接続される他端部には、第2のプロセス流体38の圧力を受圧する第2の受圧ダイアフラム43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43が壁の一部となる第2の圧力伝達室44が形成されている。
As shown in FIG. 6, the pressure receiving portion 34 has a first pipe 35 connected to one end in the thickness direction (left and right direction in FIG. 6) and a second pipe 35 connected to the other end in the thickness direction. A pipe 36 is connected. The inside of the first pipe 35 is filled with a first process fluid 37 to be measured. The interior of the second pipe 36 is filled with a second process fluid 38 to be measured.
A first pressure-receiving diaphragm 41 for receiving the pressure of the first process fluid 37 is provided at one end of the pressure-receiving portion 34 connected to the first pipe 35 , and the first pressure-receiving diaphragm 41 is A first pressure transmission chamber 42 is formed as part of the wall.
A second pressure receiving diaphragm 43 for receiving the pressure of the second process fluid 38 is provided at the other end of the pressure receiving portion 34 connected to the second pipe 36 , and the second pressure receiving diaphragm 43 A second pressure transmission chamber 44 is formed in which is a part of the wall.

第1の圧力伝達室42と第2の圧力伝達室44は、ボディ5内に形成された被測定圧伝達用の第1の導圧路45および第2の導圧路46と、第1の導圧路45および第2の導圧路46の開口部分に溶接された第1および第2のワッシャ31,32と、第1および第2の導圧管6,7とを介して圧力センサチップ16の第1および第2の圧力室16a,16bに接続されている。第1および第2の圧力伝達室42,44から圧力センサチップ16の第1、第2の圧力室16a,16bに至る圧力伝達系は、圧力伝達媒体47(図3参照)で満たされている。 The first pressure transmission chamber 42 and the second pressure transmission chamber 44 are composed of a first pressure transmission path 45 and a second pressure transmission path 46 for transmission of the pressure to be measured formed in the body 5 and a first pressure sensor chip 16 via first and second washers 31 and 32 welded to the openings of pressure guiding passage 45 and second pressure guiding passage 46 and first and second pressure guiding pipes 6 and 7; are connected to the first and second pressure chambers 16a and 16b. A pressure transmission system from the first and second pressure transmission chambers 42, 44 to the first and second pressure chambers 16a, 16b of the pressure sensor chip 16 is filled with a pressure transmission medium 47 (see FIG. 3). .

ボディ5の検出部33は、円筒状に形成され、受圧部34とは反対の方向に向けて開口している。検出部33の開口部分は、図示していないカバーによって閉塞される。
検出部33の内側底部には、第1および第2の導圧路45,46がそれぞれ開口している。第1の導圧路45の開口端には、第1のワッシャ31が溶接され、第2の導圧路46の開口端には第2のワッシャ32が溶接されている。第1のワッシャ31と第2のワッシャ32は、樹脂ケース25に形成された貫通穴48に通されている。
The detecting portion 33 of the body 5 is formed in a cylindrical shape and opens in the direction opposite to the pressure receiving portion 34 . The opening of the detector 33 is closed by a cover (not shown).
First and second pressure guide paths 45 and 46 are opened in the inner bottom portion of the detection portion 33, respectively. A first washer 31 is welded to the open end of the first pressure guide path 45 , and a second washer 32 is welded to the open end of the second pressure guide path 46 . The first washer 31 and the second washer 32 are passed through a through hole 48 formed in the resin case 25 .

次に、圧力センサ1の製造方法を図7に示すフローチャートと図8~図11とを参照して説明する。
圧力センサ1は、図7のフローチャートの第1のステップS1~第4のステップS4を実施することにより製造される。第1のステップS1においては、先ず、図8(A)に示すように、第1および第2の導圧管6,7に第1および第2のワッシャ31,32を溶接する(ステップS1A)。なお、第1および第2の導圧管6,7は、第1および第2のワッシャ31,32が溶接される部分を除いて半田付け用のめっきが施されたものを使用するか、半田付け用のめっきが施されていないものを使用する。半田付け用のめっきが施されていない第1および第2の導圧管6,7を使用する場合は、第1および第2のワッシャ31,32が溶接された後に第1および第2の導圧管6,7に半田付け用のめっきを施す。
Next, a method of manufacturing the pressure sensor 1 will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 7 and FIGS. 8 to 11. FIG.
The pressure sensor 1 is manufactured by performing the first step S1 to the fourth step S4 of the flow chart of FIG. In the first step S1, first, as shown in FIG. 8A, the first and second washers 31, 32 are welded to the first and second pressure guide pipes 6, 7 (step S1A). The first and second pressure guiding pipes 6 and 7 are either plated for soldering except for the portions where the first and second washers 31 and 32 are welded, or are soldered. Use the one that is not plated for When using the first and second impulse pipes 6 and 7 that are not plated for soldering, the first and second impulse pipes are welded after the first and second washers 31 and 32 are welded. 6 and 7 are plated for soldering.

第1および第2のワッシャ31,32が溶接されて半田付け用のめっきが施された第1および第2の導圧管6,7は、管内を含めて洗浄した後に、図8(B)に示すようにケース本体11の第1および第2の貫通孔14,15に通し、圧力センサチップ16の第1の孔17と第2の孔18とに挿入する。そして、第1および第2の導圧管6,7を圧力センサチップ16に接着剤19によって接着し(ステップS1B)、図8(C)に示すように圧力センサチップ16をケース本体11の中に挿入する。 The first and second pressure guide pipes 6 and 7, to which the first and second washers 31 and 32 are welded and plated for soldering, are cleaned, including the inside of the pipe, and are then cleaned as shown in FIG. 8(B). As shown, it is passed through the first and second through holes 14 and 15 of the case body 11 and inserted into the first hole 17 and the second hole 18 of the pressure sensor chip 16 . Then, the first and second pressure guide pipes 6 and 7 are adhered to the pressure sensor chip 16 with an adhesive 19 (step S1B), and the pressure sensor chip 16 is placed inside the case body 11 as shown in FIG. 8(C). insert.

次に、第2のステップS2を実施する。第2のステップS2においては、先ず、図8(D)に示すように、ケース本体11と圧力センサチップ16を第1および第2の導圧管6,7が上に位置する姿勢として半田付け用治具51に載せる。半田付け用治具51は、図9に示すように、ケース本体11の一側部と他側部とが嵌合する一対の第1の溝52と、圧力センサチップ16が嵌合する第2の溝53とが形成されている。第1の溝52にケース本体11が嵌合するとともに第2の溝53に圧力センサチップ16が嵌合することにより、ケース本体11に対して圧力センサチップ16が位置決めされる(ステップS2A)。このように半田付け用治具51にケース本体11と圧力センサチップ16とを嵌合させた後、図8(E)に示すように、第1および第2の導圧管6,7をケース本体11に半田付けする(ステップS2B)。 Next, a second step S2 is performed. In the second step S2, first, as shown in FIG. 8(D), the case main body 11 and the pressure sensor chip 16 are positioned for soldering so that the first and second pressure guiding tubes 6 and 7 are positioned upward. Place it on the jig 51 . As shown in FIG. 9, the soldering jig 51 has a pair of first grooves 52 into which one side and the other side of the case body 11 are fitted, and a second groove into which the pressure sensor chip 16 is fitted. grooves 53 are formed. By fitting the case body 11 into the first groove 52 and fitting the pressure sensor chip 16 into the second groove 53, the pressure sensor chip 16 is positioned with respect to the case body 11 (step S2A). After fitting the case main body 11 and the pressure sensor chip 16 to the soldering jig 51 in this manner, the first and second pressure guide pipes 6 and 7 are connected to the case main body as shown in FIG. 8(E). 11 is soldered (step S2B).

そして、図10に示すように、ケース本体11のボンディングパッド21と圧力センサチップ16のボンディングパッド22とをボンディングワイヤ23によって接続する(第3のステップS3)。次いで、図11に示すように、ケース本体11の開口部に蓋体12をシーム溶接またはろう付けによって接合し(第4のステップS4)、ケース本体11を封止する。蓋体12をケース本体11に接合するにあたっては、ケース本体11と蓋体12とを図示していないチャンバーの中に装填し、チャンバー内を不活性ガスの雰囲気とするか、真空状態として行う。蓋体12がケース本体11に接合されることにより、圧力センサ1が完成する。 Then, as shown in FIG. 10, the bonding pads 21 of the case body 11 and the bonding pads 22 of the pressure sensor chip 16 are connected by bonding wires 23 (third step S3). Next, as shown in FIG. 11, the lid 12 is joined to the opening of the case body 11 by seam welding or brazing (fourth step S4), and the case body 11 is sealed. When joining the cover 12 to the case main body 11, the case main body 11 and the cover 12 are placed in a chamber (not shown), and the chamber is filled with an inert gas atmosphere or in a vacuum state. The pressure sensor 1 is completed by joining the cover 12 to the case body 11 .

このように形成された圧力センサ1を圧力測定装置2のボディ5に組み付けるためには、先ず、センサケース4を基板3に実装する。このとき、第1および第2のワッシャ31,32を基板3の二つの貫通穴3a,3a(図5参照)に通し、第1および第2の導圧管6,7を基板3のスリット3bに通す。そして、第1および第2のワッシャ31,32を樹脂ケース25の貫通穴48に通し、基板3を樹脂ケース25に載せる。このとき、第1および第2のワッシャ31,32は、第1および第2の導圧路45,46の開口部分に接続する。そして、図示していない抵抗溶接用の棒状電極を樹脂ケース25の貫通穴48に挿入して第1および第2のワッシャ31,32に重ね、棒状電極とボディ5との間に第1および第2のワッシャ31,32を挟んで抵抗溶接によって第1および第2のワッシャ31,32をボディ5に溶接する。 In order to assemble the pressure sensor 1 thus formed to the body 5 of the pressure measuring device 2 , first, the sensor case 4 is mounted on the substrate 3 . At this time, the first and second washers 31 and 32 are passed through the two through holes 3a and 3a (see FIG. 5) of the substrate 3, and the first and second pressure pipes 6 and 7 are inserted into the slit 3b of the substrate 3. let through Then, the first and second washers 31 and 32 are passed through the through holes 48 of the resin case 25 and the substrate 3 is placed on the resin case 25 . At this time, the first and second washers 31 and 32 are connected to the openings of the first and second pressure guide paths 45 and 46, respectively. Then, a rod-shaped electrode (not shown) for resistance welding is inserted into the through hole 48 of the resin case 25 and superimposed on the first and second washers 31 and 32 , and the first and second electrodes are inserted between the rod-shaped electrode and the body 5 . The first and second washers 31 and 32 are welded to the body 5 by resistance welding with the two washers 31 and 32 interposed therebetween.

第1および第2のワッシャ31,32がボディ5に溶接された後、第1および第2の圧力伝達室42,44から圧力センサチップ16内に至る圧力伝達経路に圧力伝達媒体47を充填する。この充填は、第1および第2の圧力伝達室42,44からボディ5の外に延びる充填孔(図示せず)を用いて行う。
その後、ボディ5の検出部33にカバーを組み付けることにより圧力測定装置2が完成する。
After the first and second washers 31, 32 are welded to the body 5, the pressure transmission path from the first and second pressure transmission chambers 42, 44 to the pressure sensor chip 16 is filled with the pressure transmission medium 47. . This filling is performed using filling holes (not shown) extending from the first and second pressure transmission chambers 42 and 44 to the outside of the body 5 .
After that, the pressure measuring device 2 is completed by attaching a cover to the detecting portion 33 of the body 5 .

この実施の形態による圧力センサ1は、第1および第2の導圧管6,7に圧力センサチップ16を接着するとともに、センサケース4の第1および第2の貫通孔14,15に第1および第2の導圧管6,7を通す第1のステップS1と、圧力センサチップ16をセンサケース4のケース本体11に対して位置決めして第1および第2の導圧管6,7をケース本体11に半田付けする第2のステップS2と、圧力センサチップ16とケース本体11のボンディングパッド21(導体部分)とをボンディングワイヤ23によって接続する第3のステップS3と、ケース本体11の開口部に蓋体12を接合してケース本体11内を封止する第4のステップS4とを実施することにより製造されている。
この製造方法においては、第2のステップS2で第1および第2の導圧管6,7をケース本体11に半田付けすることにより、圧力センサチップ16がケース本体11に対して固定される。したがって、この実施の形態によれば、圧力センサチップを少ない工程数でセンサケースに固定することが可能な圧力センサの製造方法を提供することができる。
特に、この製造方法を採ることにより、圧力センサチップ16がセンサケース4に接触することがなくなるから、圧力センサチップ16に外力がセンサケース4を介して加えられることによる影響を最小化することができる。
In the pressure sensor 1 according to this embodiment, the pressure sensor chip 16 is adhered to the first and second pressure guide pipes 6 and 7, and the first and second through holes 14 and 15 of the sensor case 4 are filled with the first and second through holes 14 and 15. A first step S1 for passing the second pressure guide pipes 6 and 7, and positioning the pressure sensor chip 16 with respect to the case main body 11 of the sensor case 4 to connect the first and second pressure guide pipes 6 and 7 to the case main body 11. a third step S3 of connecting the pressure sensor chip 16 and the bonding pads 21 (conductor portions) of the case body 11 with bonding wires 23; It is manufactured by performing a fourth step S4 of joining the body 12 and sealing the inside of the case main body 11 .
In this manufacturing method, the pressure sensor chip 16 is fixed to the case body 11 by soldering the first and second pressure guiding tubes 6 and 7 to the case body 11 in the second step S2. Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a pressure sensor manufacturing method capable of fixing the pressure sensor chip to the sensor case with a small number of steps.
In particular, by adopting this manufacturing method, the pressure sensor chip 16 does not come into contact with the sensor case 4, so the influence of external force applied to the pressure sensor chip 16 via the sensor case 4 can be minimized. can.

この実施の形態による第1のステップS1は、圧力測定装置2のボディ5に溶接される第1および第2のワッシャ31,32を第1および第2の導圧管6,7の一端部に溶接するステップS1Aと、第1および第2の導圧管6,7の他端部をケース本体11の第1および第2の貫通孔14,15に通し、この他端部に圧力センサチップ16を接着するステップS1Bとによって実施している。また、第2のステップS2における圧力センサチップ16をケース本体11に対して位置決めするステップS2Aは、圧力センサチップ16とケース本体11とをそれぞれ半田付け用治具51に組み合わせて行っている。このため、圧力センサチップ16が半田付け用治具51によって保持された状態で第1および第2の導圧管6,7をケース本体11に半田付けすることができるから、半田付けを精度良く行うことができる。 In the first step S1 according to this embodiment, the first and second washers 31 and 32 welded to the body 5 of the pressure measuring device 2 are welded to one ends of the first and second impulse pipes 6 and 7. and step S1A, the other ends of the first and second pressure guiding tubes 6, 7 are passed through the first and second through holes 14, 15 of the case body 11, and the pressure sensor chip 16 is bonded to the other ends. It is implemented by step S1B and step S1B to carry out. Further, the step S2A of positioning the pressure sensor chip 16 with respect to the case body 11 in the second step S2 is performed by combining the pressure sensor chip 16 and the case body 11 with the soldering jig 51 respectively. Therefore, the pressure sensor chip 16 can be soldered to the case body 11 while the pressure sensor chip 16 is held by the soldering jig 51, so the soldering can be performed with high accuracy. be able to.

この実施の形態において、圧力センサチップ16とケース本体11とをそれぞれ半田付け用治具51に組み合わせるステップS2Aは、センサケース4の開口が下方を指向する状態でケース本体11と圧力センサチップ16を半田付け用治具51の上に載せて行い、その後、半田付けをセンサケース4の上方から行っている。このため、ケース本体11と圧力センサチップ16の位置決めを簡単に行うことができるとともに、半田20が十分に拡がるように半田付けを行うことができる。 In this embodiment, the step S2A of combining the pressure sensor chip 16 and the case main body 11 with the soldering jig 51 is to attach the case main body 11 and the pressure sensor chip 16 with the opening of the sensor case 4 facing downward. The sensor is placed on a soldering jig 51 and then soldered from above the sensor case 4 . Therefore, the case main body 11 and the pressure sensor chip 16 can be easily positioned, and the soldering can be performed so that the solder 20 spreads sufficiently.

上述した実施の形態においては、第1および第2の導圧管6,7に第1および第2のワッシャ31,32を溶接した後に第1および第2の導圧管6,7を圧力センサチップ16に接着する方法を採っているが、第1および第2のワッシャ31,32は、第1および第2の導圧管6,7がケース本体11に半田付けされた後に第1および第2の導圧管6,7に溶接してもよい。この場合は、第1および第2の導圧管6,7を圧力センサチップ16に接着した後に第1および第2の導圧管6,7をケース本体11の第1および第2の貫通穴に通すことができる。 In the above-described embodiment, the pressure sensor chip 16 attaches the first and second impulse pipes 6 and 7 to the pressure sensor chip 16 after the first and second washers 31 and 32 are welded to the first and second impulse pipes 6 and 7 . However, the first and second washers 31 and 32 are attached to the first and second pressure pipes 6 and 7 after the first and second pressure pipes 6 and 7 are soldered to the case body 11. It may be welded to pressure pipes 6 and 7 . In this case, after bonding the first and second pressure guide tubes 6 and 7 to the pressure sensor chip 16, the first and second pressure guide tubes 6 and 7 are passed through the first and second through holes of the case body 11. be able to.

1…圧力センサ、2…圧力測定装置、4…センサケース、5…ボディ、12…蓋体、14…第1の貫通孔、15…第2の貫通孔、16…圧力センサチップ、21…ボンディングパッド(導体部分)、23…ボンディングワイヤ、31…第1のワッシャ、32…第2のワッシャ、45…第1の導圧路、46…第2の導圧路、51…半田付け用治具、S1…第1のステップ、S2…第2のステップ、S3…第3のステップ、S4…第4のステップ。 REFERENCE SIGNS LIST 1 pressure sensor 2 pressure measuring device 4 sensor case 5 body 12 lid 14 first through hole 15 second through hole 16 pressure sensor chip 21 bonding Pad (conductor portion) 23 Bonding wire 31 First washer 32 Second washer 45 First pressure guide path 46 Second pressure guide path 51 Soldering jig , S1...first step, S2...second step, S3...third step, S4...fourth step.

Claims (3)

被測定圧伝達用の導圧路に一端部が接続される導圧管の他端部に圧力センサチップを接着するとともに、前記圧力センサチップを収容するセンサケースの貫通孔に前記導圧管を通す第1のステップと、
前記圧力センサチップを前記センサケースに対して位置決めし、前記導圧管を前記センサケースに半田付けする第2のステップと、
前記圧力センサチップと前記センサケースの導体部分とをボンディングワイヤによって接続する第3のステップと、
前記センサケースの開口部に蓋体を接合して前記センサケース内を封止する第4のステップとによって実施することを特徴とする圧力センサの製造方法。
A pressure sensor chip is adhered to the other end of a pressure guiding tube, one end of which is connected to a pressure guiding path for transmitting pressure to be measured, and the pressure guiding tube is passed through a through hole of a sensor case that accommodates the pressure sensor chip. 1 step;
a second step of positioning the pressure sensor chip with respect to the sensor case and soldering the pressure guide tube to the sensor case;
a third step of connecting the pressure sensor chip and the conductor portion of the sensor case with a bonding wire;
and a fourth step of joining a cover to the opening of the sensor case to seal the inside of the sensor case.
請求項1記載の圧力センサの製造方法において、
前記第1のステップは、
圧力測定装置ボディに溶接されるワッシャを前記導圧管の前記一端部に溶接するステップと、
前記導圧管の前記他端部を前記センサケースの貫通孔に通し、この他端部に前記圧力センサチップを接着するステップとを有し、
前記第2のステップにおける前記圧力センサチップを前記センサケースに対して位置決めするステップは、前記圧力センサチップと前記センサケースとをそれぞれ半田付け用治具に組み合わせて行うことを特徴とする圧力センサの製造方法。
In the method of manufacturing a pressure sensor according to claim 1,
The first step includes
welding a washer to be welded to the pressure measuring device body to the one end of the impulse tube;
a step of passing the other end of the pressure guide tube through the through hole of the sensor case and bonding the pressure sensor chip to the other end;
The step of positioning the pressure sensor chip with respect to the sensor case in the second step is performed by combining the pressure sensor chip and the sensor case with soldering jigs. Production method.
請求項2記載の圧力センサの製造方法において、
前記第2のステップにおける、前記圧力センサチップと前記センサケースとをそれぞれ半田付け用治具に組み合わせるステップは、前記センサケースの開口が下方を指向する状態で前記センサケースと前記圧力センサチップを前記半田付け用治具の上に載せて行い、
前記第2のステップにおける、前記導圧管を前記センサケースに半田付けするステップは、前記センサケースの上方から半田付けを行うことを特徴とする圧力センサの製造方法。
In the method of manufacturing a pressure sensor according to claim 2,
In the step of combining the pressure sensor chip and the sensor case with soldering jigs in the second step, the sensor case and the pressure sensor chip are assembled with the opening of the sensor case facing downward. Place it on the soldering jig,
A method of manufacturing a pressure sensor, wherein the step of soldering the pressure guiding tube to the sensor case in the second step performs soldering from above the sensor case.
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