JP2591319B2 - 静電容量式圧力検出装置 - Google Patents

静電容量式圧力検出装置

Info

Publication number
JP2591319B2
JP2591319B2 JP28403690A JP28403690A JP2591319B2 JP 2591319 B2 JP2591319 B2 JP 2591319B2 JP 28403690 A JP28403690 A JP 28403690A JP 28403690 A JP28403690 A JP 28403690A JP 2591319 B2 JP2591319 B2 JP 2591319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
pressure
diaphragm
insulating plate
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP28403690A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04158233A (ja
Inventor
幹彦 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP28403690A priority Critical patent/JP2591319B2/ja
Publication of JPH04158233A publication Critical patent/JPH04158233A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2591319B2 publication Critical patent/JP2591319B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、差圧に応じて変位するダイラフラムと、
その各側に配設される固定電極との間にそれぞれ形成さ
れる静電容量に基づき差圧が測定される装置であって、
とくに十分な厚さの欠陥のない導体膜が形成されて信頼
性向上が図れる静電容量式差圧検出装置に関する。な
お、この静電容量式差圧検出装置は、差圧に係る圧力の
一方が大気圧または真空であることによって、ゲージ圧
用または絶対圧用の各検出装置になる。
【従来の技術】
第7図は従来の静電容量式圧力検出装置の構成を示す
断面図である。ダイヤフラム10の各側に各固定電極15,2
0が取付けられている。固定電極15は、ダイヤフラム10
に対向配置された第1の導電性板12と、この第1導電性
板12に接合された絶縁板13と、この絶縁板13に接合され
た第2の導電性板14とからなり、第1導電性板12と、絶
縁板13と、第2導電性板14とを貫通して圧力P1用の導圧
孔25があけられる。この導圧孔25の内周面に導体膜27が
被覆される。そして、第1導電性板12と第2導電性板14
とが、導体膜27を介して電気的に接続される。 また、固定電極15には、絶縁板13に接合されて第1導
電性板12を取り囲む円環状溝23を隔てて環状の支持体21
が設けられ、この支持体21がダイヤフラム10に所定の厚
みのガラス結合部11で接合される。第1導電性板12と支
持体21とは電気的に絶縁されている。なお、支持体21は
絶縁体,導電体いずれでもよい。なお、導圧孔25は、第
1導電性板12とダイヤフラム10との間に形成された空隙
29に連通する。 なお、他方の固定電極20についても同様の構成であ
る。 ダイヤフラム10と、固定電極15とによって第1のコン
デンサが形成され、このコンデンサの静電容量Caが、導
体31,33およびリードピンA,Cを介して取出される。ま
た、同様にダイヤフラム10と固定電極20とによって第2
のコンデンサが形成され、このコンデンサの静電容量Cd
が導体32,33およびリードピンB,Cを介して取出される。 いま、圧力P1,P2がダイヤフラム10に作用すると、そ
の差圧(P1〜P2)に応じてダイヤフラム10が変位し、こ
の変位に応じて静電容量Ca,Cbが変化し、この変化に基
づいて差圧を測定することができる。 第7図に示した圧力検出装置は、圧力P1,P2を受圧す
る二つの、図示していないシールダイヤフラムによって
密閉されたハウジング内に収納され、このハウジング内
に圧力伝達用の非圧縮性流体たとえばシリコーンオイル
が封入される。つまり、空隙29,30および導圧孔25,26に
はシリコーンオイルが充填されることになる。 さて通常、導体膜は、導圧孔の内周面に蒸着、または
スパッタリングによって被着され形成される。簡単に説
明すると、蒸着は、真空中で金属を加熱,蒸発させて対
象物表面、この場合には導圧孔内周面に被着させること
であり、スパッタリングは、グロー放電におけるガスイ
オンの衝突によって電極(金属)材料を放出させて対象
物表面に被着させることである。
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したような従来の技術では、次に述べるよう
に、導体膜に欠陥が生じるおそれがある、という問題が
ある。 導圧孔は、研削または超音波加工によるのが通常で、
表面粗さは、2〜5μm程度である。しかし実際には、
絶縁板と第1,第2の各導電性板とのガラス接合層の部分
が材質的に軟らかいから、この部分が選択的に削られ、
部分的に4〜8μm程度にも達する深い凹部状になるこ
とがある。 したがって、導体膜の形成のとき、蒸着、またはスパ
ッタリングする方向に対して、前記の深い凹部が陰にな
り、金属の被着が不十分になることが起こりうる。な
お、蒸着、またはスパッタリングによる導体膜の厚さ
は、通常0.2〜0.5μm程度である。前記の金属の被着が
不十分になることは、導体膜の部分的は欠落ないし欠
陥、たとえば膜厚の不足などにつながる。このことは、
導体膜の電気抵抗の測定によって確認されている。ま
た、元来の加工面の粗さも、前記の不十分な金属被着を
助長する要因の一つになりうる。 第6図は従来例の部分断面図である。図示の部分は、
第7図における左側の固定電極15の、絶縁板13近傍の導
圧孔25内周面に形成された導体膜27である。右側の固定
電極20についても同様であるから、以下固定電極15で代
表して説明する。 第6図において、絶縁板13の両側(図で下、上の各
側)には、第1,第2の各導電性板12,14が、ガラスの接
合層40によって接合される。研削または超音波加工され
た導圧孔25の内周面は、とくに軟らかい接合層40の箇所
で、図示のA,Bの各部分のように選択的に深く削られて
鋭い谷状の凹部を形成する。蒸着またはスパッタリング
される方向が図で上方から下向きであるから、この内周
面に被着される導体膜27は、接合層40の箇所において、
たとえば図示のA部分のように、凹部で分断される形で
部分的に欠落するか、図示のB部分のように、欠落はし
ないが凹部を閉じ込める形で厚さが異常に薄くなるとい
う欠陥、または図示してないが凹部内面を薄く被覆する
だけという欠陥などをもつ。 以上の導体膜の部分的な欠落ないし欠陥は、検出装置
の品質,信頼性に致命的である。たとえ、実際に欠落な
いし欠陥がなくても、少なくとも膜厚は部分的に薄い箇
所が生じるから、環境による温度変動、落雷に基づくサ
ージ電流、または誤操作による過大電流などによって導
体膜が破壊されることが十分、予想される。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を
解消し、十分な厚さの欠陥のない導体膜が形成されて信
頼性向上が図れる静電容量式差圧検出装置を提供するこ
とにある。
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項1に係る静電容量
式差圧検出装置は、 差圧に応じて変位するダイヤフラムの各側に配設され
る固定電極が、 前記ダイヤフラムの中心部表面に近接対向する第1の
導電性板と; この第1導電性板の外周面から隔たってこれを取り囲
み、かつ前記タイヤフラムの周縁部表面と接合される環
状支持体と; この支持体と前記第1導電性板との、前記ダイヤフラ
ムとは逆側の各表面に共通に接合される絶縁板と; この絶縁板の他方の表面に接合される第2の導電性板
と; 前記第1,第2の各導電性板および前記絶縁板の各中心
部を共通に貫通する前記差圧に係る圧力用の導圧孔の内
周面に被覆される導体膜と;を備える装置において、 この導体膜は、予め形成された、放出,飛散された金
属微粒子の付着してなる金属膜上に、加熱溶融された金
属が分布して被覆された後に冷却,固定化されてなる。 請求項2に係る静電容量式差圧検出装置は、 差圧に応じて変位するダイヤフラムの各側に配設され
る固定電極が、 前記ダイヤフラムの中心部表面に近接対向する第1の
導電性板と; この第1導電性板の外周面から隔たってこれを取り囲
み、かつ前記タイヤフラムの周縁部表面と接合される環
状支持体と; この支持体と前記第1導電性板との、前記ダイヤフラ
ムとは逆側の各表面に共通に接合される絶縁板と; この絶縁板の他方の表面に接合される第2の導電性板
と; 前記第1,第2の各導電性板および前記絶縁板の各中心
部を共通に貫通する前記差圧に係る圧力用の導圧孔の内
周面に被覆される導体膜と;を備える装置において、 この導体膜は、溶液化された金属が塗布,被覆された
後に焼成されてなる。 請求項3に係る静電容量式差圧検出装置は、請求項1
に記載の装置において、加熱溶融される金属は、半田で
ある。 請求項4に係る静電容量式圧力検出装置は、請求項1
または3に記載の装置において、加熱溶融されるべき金
属、または半田は、加熱溶融前に導圧孔の絶縁板近傍箇
所に置かれる、その箇所における前記導圧孔の直径に応
じた直径のリング状部材である。 請求項5に係る静電容量式圧力検出装置は、請求項1
または3に記載の装置において、加熱溶融されるべき金
属、または半田は、加熱溶融前に導圧孔の絶縁板近傍箇
所に形成された段差部に置かれる、その箇所における前
記導圧孔の直径に応じた直径のリング状部材である。 請求項6に係る静電容量式圧力検出装置は、請求項2
に記載の装置において、溶液化金属は、溶解された金属
と有機物とから構成される。 請求項7に係る静電容量式圧力検出装置は、請求項6
に記載の装置において、金属は、貴金属たとえば金,白
金,ロジウム等である。 請求項8に係る静電容量式圧力検出装置は、請求項6
に記載の装置において、金属は、卑金属たとえば銅,
錫,ニッケル,チタン等である。
【作用】
請求項1,3〜5のいずれかに係る静電容量式差圧検出
装置では共通的に、導体膜は、予め形成された金属膜上
に、加熱溶融された金属、たとえば請求項3のように、
半田が分布し被覆された後に冷却,固体化されてなるか
ら、導圧孔内周面の加工に起因する特に接合層での深い
凹部も、加熱溶融金属、たとえば半田によって埋めら
れ、導体膜は、厚みも強度も十分にあり、電気的な導通
機能も完全である。 請求項4に係る静電容量式差圧検出装置では特に、加
熱溶融金属、たとえば半田の処理作業時の適切な位置決
めがなされる。 請求5に係る静電容量式差圧検出装置では特に、加熱
溶融金属、たとえば半田の処理作業時の適切な位置決め
が、段差部によってさらに確実になるように支援され
る。 請求項2,6〜8のいずれかに係る静電容量式差圧検出
装置では共通的に、導体膜は、溶液化金属、たとえば請
求項6のように、溶解された金属(請求項7,8のよう
に、貴金属または卑金属の場合がある)と有機物とから
構成されるものが、塗布,被覆された後に焼成されてな
るから、導圧孔内周面の加工に起因する特に接合層での
深い凹部も、強固に埋められ、導体膜は、厚みも強度も
十分にあり、電気的な導通機能も完全である。
【実施例】
本発明に係る実施例について、以下に図面を参照しな
がら説明する。 第1図は第1の実施例の部分断面図である。第1図に
おいて、導体膜1は、導圧孔25の内周面に被着する金属
膜2と、その上に被着する半田膜3との2層の膜からな
る。金属膜2は、従来例におけるのと同様に、蒸着また
はスパッタリングによるから、接合層40の部分での欠落
ないし欠陥は避けられない。しかし、半田膜3は、金属
膜2の上に、加熱溶融され、これに対して濡れ性をもつ
半田が分布し被覆され、その後に冷却,固体化したもの
であるから、厚さも1〜2μmと厚く、かつ接合層40の
深い凹部に浸透してこれを埋め、金属膜2の欠落,欠陥
部分を十分、補強することができる。 第2図は第1実施例の半田を加熱溶融する前の製造工
程を示す断面図である。第2図において、半田リング4
は、絶縁板13の近傍箇所における導圧孔25の直径に応じ
た直径になるように、半田をリング状に形成したもので
ある。なお、半田リング4は、必ずしも円環状でなくて
も、一部で分離していても目的には十分である。第2図
のように、半田リング4を絶縁板13の近傍箇所に位置決
めして、加熱溶融する工程に移れば、金属膜2の欠落,
欠陥部分を補強することができる。 第3図は第2の実施例の部分断面図である。第2図に
おいて、導体膜1は、導圧孔25の内周面に被着する金属
膜2と、その上に被着する半田膜3との2層の膜からな
る点は、第1実施例と同様であるが、絶縁板13の部分に
段差部50を形成してある点が異なる。この段差部50は、
後述するように半田膜3を形成する前の工程で、半田リ
ングの位置決めを容易,確実にするのに有効である。 第4図は第2実施例の半田を加熱溶融する前の製造工
程を示す断面図である。第4図において、導圧孔25内周
面で絶縁板13の近傍箇所に、段差部50を加工しておき、
金属膜2を被着させた後に、この段差部50に、その直径
に応じた半田リング5を載置し位置決めする。この方法
によれば、半田リング5の位置決めが、より容易,確実
になり、作業性の向上が図れる。もちろん、第1実施例
と同様に、金属膜2の欠落,欠陥部分を補強することが
できる。 第5図は第3の実施例の部分断面図である。第5図に
おいて、導体膜6は、溶液化たれた金属、たとえば溶解
された金属と、有機物と、バインダとしてのガラス粉末
等の無機物とからなるものが、塗布された被覆された後
に、焼成されたものである。この導体膜6は、接合層40
での深い凹部にも浸透して、これを埋めることができ、
膜厚も以下い述べるように相当あり、また焼成によって
強度も十分ある。 なお、溶解される金属は、たとえば金,白金,ロジウ
ム等の貴金属であり、または銅,錫,ニッケル,チタン
等の卑金属である。また、塗布は、筆塗り,スプレーな
どによる。焼成温度は、種類によって幅があるが、一般
に約650℃、焼成膜厚は、0.5〜2μmである。
【発明の効果】
請求項1,3〜5のいずれかに係る静電容量式差圧検出
装置では共通的に、導体膜は、予め形成された金属膜上
に、加熱溶融された金属、たとえば請求項3のように、
半田が分布し被覆された後に冷却,固体化されてなるか
ら、導圧孔内周面の加工に起因する特に接合層での深い
凹部も、加熱溶融金属、たとえば半田によって埋めら
れ、導体膜は、厚みも強度も十分にあり、電気的な導通
機能も完全である。したがって、検出装置の検出性能の
維持と、信頼性向上とが図れる。 請求項4に係る静電容量式差圧検出装置では特に、加
熱溶融金属、たとえば半田の処理作業時の適切な位置決
めがなされるから、作業性が良く、かつ検出装置の信頼
性向上が図れる。 請求項5に係る静電容量式差圧検出装置では特に、加
熱溶融金属、たとえば半田の処理作業時の適切な位置決
めが、段差部によってさらに確実になるように支援され
るから、作業性がさらに良くなり、かつ検出装置の信頼
性向上が図れる。 請求項2,6〜8のいずれかに係る静電容量式差圧検出
装置では共通的に、導体膜は、溶液化金属、たとえば請
求項6のように、溶解された金属(請求7,8のように、
貴金属または卑金属の場合がある)と有機物とから構成
されるものが、塗布,被覆された後に焼成されてなるか
ら、導圧孔内周面の加工に起因する特に接合層での深い
凹部も、強固に埋められ、導体膜は、厚みも強度も十分
にあり、電気的な導通機能も完全である。したかって、
検出装置の検出性能の維持と、信頼性向上とが図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る第1の実施例の部分断面図、 第2図は第1実施例の一製造工程を示す断面図、 第3図は第2の実施例の部分断面図、 第4図は第2実施例の一製造工程を示す断面図、 第5図は第3の実施例の部分断面図、 第6図は従来例の部分断面図、 第7図は従来例の断面図である。 符号説明 1,6:導体膜、2:金属膜、3:半田膜、 4,5:半田リング、25:導圧孔、40:接合層、 50:段差部。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】差圧に応じて変位するダイヤフラムの各側
    に配設される固定電極が、 前記ダイヤフラムの中心部表面に近接対向する第1の導
    電性板と; この第1導電性板の外周面から隔たってこれを取り囲
    み、かつ前記ダイヤフラムの周縁部表面と接合される環
    状支持体と; この支持体と前記第1導電性板との、前記ダイヤフラム
    とは逆側の各表面に共通に接合される絶縁板と; この絶縁板の他方の表面に接合される第2の導電性板
    と; 前記第1,第2の各導電性板および前記絶縁板の各中心部
    を共通に貫通する前記差圧に係る圧力用の導圧孔の内周
    面に被覆される導体膜と;を備える装置において、 この導体膜は、予め形成された、放出,飛散された金属
    微粒子の付着してなる金属膜上に、加熱溶融された金属
    が分布して被覆された後に冷却,固体化されてなること
    を特徴とする静電容量式圧力検出装置。
  2. 【請求項2】差圧に応じて変位するダイヤフラムの各側
    に配設される固定電極が、 前記ダイヤフラムの中心部表面に近接対向する第1の導
    電性板と; この第1導電性板の外周面から隔たってこれを取り囲
    み、かつ前記ダイヤフラムの周縁部表面と接合される環
    状支持体と; この支持体と前記第1導電性板との、前記ダイヤフラム
    とは逆側の各表面に共通に接合される絶縁板と; この絶縁板の他方の表面に接合される第2の導電性板
    と; 前記第1,第2の各導電性板および前記絶縁板の各中心部
    を共通に貫通する前記差圧に係る圧力用の導圧孔の内周
    面に被覆される導体膜と;を備える装置において、 この導体膜は、溶液化された金属が塗布,被覆された後
    に焼成されてなることを特徴とする静電容量式圧力検出
    装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の装置において、加熱溶融
    される金属は、半田であることを特徴とする静電容量式
    圧力検出装置。
  4. 【請求項4】請求項1または3に記載の装置において、
    加熱溶融されるべき金属、または半田は、加熱溶融前に
    導圧孔の絶縁板近傍箇所に置かれる、その箇所における
    前記導圧孔の直径に応じた直径のリング状部材であるこ
    とを特徴とする静電容量式圧力検出装置。
  5. 【請求項5】請求項1または3に記載の装置において、
    加熱溶融されるべき金属、または半田は、加熱溶融前に
    導圧孔の絶縁板近傍箇所に形成された段差部に置かれ
    る、その箇所における前記導圧孔の直径に応じた直径の
    リング状部材であることを特徴とする静電容量式圧力検
    出装置。
  6. 【請求項6】請求項2に記載の装置において、溶液化金
    属は、溶解された金属と有機物とから構成されることを
    特徴とする静電容量式圧力検出装置。
  7. 【請求項7】請求項6に記載の装置において、金属は貴
    金属であることを特徴とする静電容量式圧力検出装置。
  8. 【請求項8】請求項6に記載の装置において、金属は、
    卑金属であることを特徴とする静電容量式圧力検出装
    置。
JP28403690A 1990-10-22 1990-10-22 静電容量式圧力検出装置 Expired - Lifetime JP2591319B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28403690A JP2591319B2 (ja) 1990-10-22 1990-10-22 静電容量式圧力検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28403690A JP2591319B2 (ja) 1990-10-22 1990-10-22 静電容量式圧力検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04158233A JPH04158233A (ja) 1992-06-01
JP2591319B2 true JP2591319B2 (ja) 1997-03-19

Family

ID=17673471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28403690A Expired - Lifetime JP2591319B2 (ja) 1990-10-22 1990-10-22 静電容量式圧力検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2591319B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04158233A (ja) 1992-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4426673A (en) Capacitive pressure transducer and method of making same
US5447076A (en) Capacitive force sensor
US6391742B2 (en) Small size electronic part and a method for manufacturing the same, and a method for forming a via hole for use in the same
CN100444341C (zh) 具有柔性电互连和柔性密封件的装置
CN1125975C (zh) 压力传感器及其制造方法
CA2028835C (en) Capacitive pressure sensor and method of manufacturing same
US4640436A (en) Hermetic sealing cover and a method of producing the same
US4691575A (en) Transducer inserts; methods of making them and sensors for measuring mechanical variables
US4530030A (en) Thin-film humidity sensor for measuring the absolute humidity and method for the production thereof
US10067024B2 (en) Differential pressure sensor
US4708769A (en) Temperature dependent electric resistor probe and a method of making the same
JPH0793403B2 (ja) 多重電極コネクタ
US4853671A (en) Electric laminar resistor and method of making same
JP2591319B2 (ja) 静電容量式圧力検出装置
JPH0688368B2 (ja) 多孔性セラミック基板内の欠陥を気密シールする方法
EP0855584B1 (en) Method for making a pressure transducer
CN101389941A (zh) 用于制造电子元件和压力传感器的方法
JP4820590B2 (ja) 静電容量型圧力センサ素子
JPH06273442A (ja) 静電容量型半導体加速度センサ及びその製造方法並びに当該静電容量型半導体加速度センサの実装構造
JP2010223599A (ja) 機能素子
JP4965827B2 (ja) 静電容量型圧力センサ素子及びその製造方法
CN115127700B (zh) 一种耐高温压力传感器及其加工方法
JPH03238333A (ja) 静電容量式差圧検出器
CN115144122B (zh) 一种多层结构的耐高温压力传感器及其加工方法
JP2000261002A (ja) 小型電子部品及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071219

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091219

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101219

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term