JP2531712Y2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、流体の圧力変化をダイヤフラムの変形によ
って電気的に検出する圧力センサに関する。

〔従来の技術〕 従来、圧力センサとして、第６図に示されるように、
筒状支持台１に支えられたダイヤフラム２の受圧面裏側
に半導体歪ゲージ３が形成され、その上から中継端子台
４が被され、半導体歪ゲージ３がボンディングワイヤ５
を介して前記中継端子台４の電極６と接続され、ダイヤ
フラム２及び中継端子台４が外筒７で囲まれたものがあ
る。

この圧力センサは、ダイヤフラム２の変形に伴い歪ゲ
ージ３に生ずる電気信号を、ボンディングワイヤ５及び
中継端子台４から圧力センサ外に伸びる電極棒８により
外に取り出そうというものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来の圧力センサは、その中継端
子台４がセラミック材で作られ、これがダイヤフラム２
上の歪ゲージ３の近傍に接着剤で接着されてなってい
る。このため、ダイヤフラム２の剛性が変化し、歪が残
留し、また接着剤が劣化し、歪ゲージ３の抵抗値が変化
するというおそれがある。また、接着箇所がダイヤフラ
ム２に接近していることから、ダイヤフラム２の動きが
妨げられ易くなり、安定した出力を得難い。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、本考案は、受圧面裏側に半
導体歪ゲージ11が形成されたダイヤフラム10が筒状支持
台９の上部に設けられ、該ダイヤフラム10の回りを隙間
25を介して囲む外筒22が該ダイヤフラム10よりも下方で
前記筒状支持台９の外周の鍔15に連結され、前記ダイヤ
フラム10と同様な線膨脹係数を有する中継端子台12が前
記ダイヤフラム10よりも上方で上記外筒22に連結され、
前記半導体歪ゲージ11がボンディングワイヤ13を介して
前記中継端子台12の電極に接続された圧力センサの構成
を採用している。

〔作用〕

中継端子台12は外筒22に連結されている。外筒22は隙
間25を介しダイヤフラム10の回りを囲み、ダイヤフラム
10よりも下方においてダイヤフラム10の筒状支持台９に
連結されている。このため、中継端子台12は、その取り
付け部がダイヤフラム10から遠く離れることとなって、
ダイヤフラム10の動きを阻害しない。従って、安定した
出力を得ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

実施例１ 圧力センサは、第１図及び第４図で示されるように構
成されている。即ち、筒状支持台９に支えられたダイヤ
フラム10の受圧面裏側に半導体歪ゲージ11が形成され、
その上から中継端子台12が被され、前記半導体歪ゲージ
11がボンディングワイヤ13を介して前記中継端子台12の
上の電極と接続されている。

前記ダイヤフラム10は、筒状支持台９と共にステンレ
ス材で一体成形されており、筒状支持台９の空洞14内に
位置する面が受圧面となっている。また、筒状支持台９
の外周には鍔15が形成されている。

該ダイヤフラム10は、間隙25を介して外筒22により囲
繞されており、該外筒22はその下端が前記鍔15に対しそ
の輪郭に沿って接するように固着されている。これは溶
接によりなされるが、この部分はダイヤフラム10から離
れているので、溶接による入熱が少なく、従って、ダイ
ヤフラム10に残留歪が生じるなどの不都合はない。

該ダイヤフラム10は圧力センサの起歪部となるもの
で、第４図に示されるように、その上面には絶縁膜とし
て酸化珪素（SiO₂）の薄膜16が形成され、更にその上に
シリコン薄膜等からなる歪ゲージ11が形成されている。
酸化珪素の薄膜及びシリコン薄膜はプラズマCVD法によ
り析出形成することができる。また、歪ゲージ11は前記
シリコン薄膜に対してホトエッチングを施すことにより
形成することができる。

また、前記歪ゲージ11に対しては金等の金属が蒸着さ
れることにより電極が付設され、更にその上から歪ゲー
ジ11を封じ込めるための窒化珪素薄膜17が形成されてい
る。この窒化珪素薄膜17もプラズマCVD法により形成す
ることができる。

中継端子台12は、第１図ないし第３図に示されるよう
に、前記ダイヤフラム10と略同形の円盤となっている。
この中継端子台12は、前記ダイヤフラム10と同様な線膨
脹係数を有する金属材料、即ちステンレス薄板の打ち抜
き成形により構成されている。

このように、中継端子台12はダイヤフラム10と同じ材
質で作られているので、ダイヤフラム10は温度変化に対
して変形し難くなり、安定した出力を得ることが可能と
なっている。

また、該中継端子台12はその周縁部が前記外筒22の内
周壁に対して接着剤により連結固定されている。なお、
この連結固定を容易にするために、外筒22の内周壁には
段差26が形成されている。

これにより、中継端子台12の固定箇所はダイヤフラム
10から遠く離れることとなり、ダイヤフラム10の動きに
影響を与えなくなる。従って、より安定した出力を得る
ことができる。

また、中継端子台12とダイヤフラム10との間には一定
の大きさの空室18が形成されている。

前記中継端子台12には、ボンディングワイヤ13を通す
ための穴27がその外周寄りに複数個穿設され、またその
上面には絶縁被膜19がコーティングされ、更にその上に
はボンディング用パッド20a及びこれに接続された外部
接続用パッド20bが厚膜印刷技術の利用により形成され
ている。このボンディング用パッド20aと前記歪ゲージ1
1の電極とは、前記中継端子台12の穴27を通るボンディ
ングワイヤ13を介して接続されている。この接続は超音
波ボンディングにより行うことができる。また、外部接
続用パッド20bには電線21が半田付けされている。

前記外筒22内には、中継端子台12の上から該中継端子
台12を覆うためのキャップ状の樹脂製カバー23が挿入さ
れ、更にその上から樹脂ポッティング24が充填されてい
る。

このような構成の圧力センサにおいて、流体はダイヤ
フラム10下の空洞14内に充満してダイヤフラム10を変形
させる。これにより、半導体歪ゲージ11からの信号がボ
ンディングワイヤ13及び電線21を経て圧力センサ外に取
り出され、流体圧力が得られることとなる。

実施例２ 第５図に示されるように、中継端子台28は円盤部28a
と、該円盤部28aの周縁に形成された筒部28bとを備えて
いる。

該中継端子台28は、その筒部28bがダイヤフラム10と
は反対の方向に突出するごとく外筒22内に挿入され、該
筒部28bの箇所で外筒22の内周面に固着されている。

この場合も実施例１におけると同様に中継端子台28は
ダイヤフラム10の動きを阻害しない。従って、安定した
出力を得ることができる。

〔考案の効果〕

本考案は、中継端子台が外筒に連結され、外筒は隙間
を介してダイヤフラムを囲みダイヤフラムよりも下方で
筒状支持台の外周の鍔に連結された構成であり、中継端
子台とダイヤフラムとの間には外筒及び鍔が介在するの
で、ダイヤフラムの動きが中継端子台によって阻害され
ず、また中継端子台はダイヤフラムと同様な線膨脹係数
を有する材料で構成されているので、ダイヤフラムに加
熱による歪みが生じ難く、従ってダイヤフラムの動きが
より円滑になり、安定した出力を得ることができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る圧力センサの一実施例の垂直断面
図、第２図は第３図のII-II線断面図、第３図は中継端
子台の平面図、第４図は第１図のIV部分の拡大図、第５
図は本考案の他の実施例を示し、中継端子台の筒部を外
筒に連結した場合の垂直断面図、第６図は従来の圧力セ
ンサの垂直断面図である。 ９……筒状支持台、10……ダイヤフラム、11……歪ゲー
ジ、12……中継端子台、13……ボンディングワイヤ、14
……空洞、15……鍔、18……空室、21……電線、22……
外筒、25……間隙、28……中継端子台。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】受圧面裏側に半導体歪ゲージが形成された
   ダイヤフラムが筒状支持台の上部に設けられ、該ダイヤ
   フラムの回りを隙間を介して囲む外筒が該ダイヤフラム
   よりも下方で前記筒状支持台の外周の鍔に連結され、前
   記ダイヤフラムと同様な線膨脹係数を有する中継端子台
   が前記ダイヤフラムよりも上方で上記外筒に連結され、
   前記半導体歪ゲージがボンディングワイヤを介して前記
   中継端子台の電極に接続されたことを特徴とする圧力セ
   ンサ。