JP2655534B2 - 容量型圧力センサーの製造法 - Google Patents

容量型圧力センサーの製造法

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    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0075—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１記載の特徴を有する容量型圧力セ
ンサーの製造法に関する。
請求項１の記載によれば、容量型圧力センサーを製造
する方法は、 （１）導電性ペーストまたは低い抵抗値の抵抗性ペース
トを該基体３の表面上に中間層５および導電性層7,8と
して塗布し、かつ膜２の表面上に導電性層６として塗布
し、 （２）中間層５および導電性層6,7,8とそれぞれ電気的
に接触されている導通部12,13,14を形成させるために、
穿孔9,10,11中に該ペーストを押し込むかまたは低圧下
に吸い込ませ、 （３）施こされたペーストの乾燥後にペーストを最初に
塗布した中間層の上にさらに塗布することによって中間
層５を室形成に必要とされる厚さにし、かつ （４）該ペーストの再度の乾燥後に基体３の対向した面
に導電性層６が塗布された膜２と導電性層6,7,8が塗布
された基体３とを上下に重ね、かつ焼き付けることによ
って特徴付けられている。
本発明の課題は、極めて頑丈であり、殊に熱衝撃に敏
感でなく、殊に96％の純度を有する酸化アルミニウムセ
ラミック部材が簡単な方法で一緒に接合されている首記
した種類の圧力センサーの製造法を得ることである。
本発明方法による圧力センサーは、高い機械的強度、
耐力および耐熱衝撃性を示し、ならびに必要に応じて、
簡単な完成法の際に極めて良好で極めて確実な真空気密
性を示す。すなわち、唯１つの焼付け工程が必要とされ
るにすぎない。その上、この膜は、機械的な破壊個所な
しに均一に基体と、接合個所で接合している。この膜
は、導電性であるので、良好な膜接触をも保証されてい
る。
スクリーン印刷技術で厚膜回路の製造のために導電路
および抵抗体に使用されるペーストが圧力センサーの酸
化アルミニウムセラミック部材の接合にも直接に好適で
あることは、全く意外なことである。本発明方法により
得られた圧力センサーは、大きい温度範囲内でセンサー
挙動、例えばクリープ、ヒステリシスまたは感度の変化
に対して不利な作用を全く生じないことを確認すること
ができた。本発明方法の他の特徴および利点は、略示的
に断面図で１つの実施例を示してある図面の次の記載か
ら明らかになる。
図面に示した圧力センサー１は、平らな平行面を有す
る円板の形の膜２を有し、この膜は、周縁で環状に円形
の基体と、一定の距離ｄをもって一緒に接合されてお
り、したがって基体３の平らな上側と、膜２の対向面と
の間で室４が形成されている。膜２は、弾性であり、し
たがってこの膜は、その上に作用する圧力下で変形しう
る。基体３は、中実で剛性であることができるが、必要
に応じて、膜２と同様の方法で平らな弾性円板として構
成させることもできる。膜２と基体３とは、中間層５を
用いて機械的に堅固に互いに結合されている。
膜２もしくは基体３の互いに対向した面には、室４内
で円形の導電性層６もしくは円環形の導電性層７、８が
取り付けられており、これらの導電性層は、対向してい
る。基体３には、穿孔９、10、11が取り付けられてお
り、これらの穿孔上には、導電性層６、７、８が電気的
に接触している。２つの導電性層６、７は、第１のコン
デンサーの電極を形成し、２つの導電性層６、８は、容
量が導電性層間の距離に依存する第２のコンデンサーを
形成する。膜２が圧力の作用下で変形する場合には、２
つの導電性層６、７もしくは６、８間の距離、ひいては
圧力センサーの容量は、変化する。この容量は、穿孔
９、10、11中での金属化部分に接触した電子回路を用い
て測定することができ、したがってこの容量は、膜２に
作用する圧力の尺度として使用される。
図示した圧力センサーの特殊性は、中間層５および導
電性層６、７、８が構成されかつ導電性層が接触されて
いるような方法で、すなわち穿孔９、10、11を塗布する
接触層によって、外側の穿孔端部で例えば僅かに基体３
の下部面上に被さる導通部12、13、14として存在する。
全ての前記導電性層の材料としては、最大で１Ω／□の
表面抵抗を有する導電性ペーストまたは抵抗ペースト、
特に全ての層にとって同一の組成を有するペーストが使
用され、この場合この導電性ペーストは、有利にはガラ
ス不含である。
従って、上部の共通のコンデンサ被膜の導電性層６
は、中間層５および導通部12の上で基体３の裏面に向か
って接触している。上述した第１のコンデンサの第２の
被膜の導電性層７は、導通部13上で接触しており、第２
のコンデンサの第２の被膜の導電性相８は、導通部14上
で接触している。上述した測定回路に対する電気的接続
は、例えば層12、13、14の上に立つ端部での導体路のロ
ウ付けによって行なうことができるかまたは電子構成部
材の接続端子を直接に載置しかつ接触させることによっ
て行なうことができる。
圧力センサー１は、記載の構造のために極めて簡単に
安価に得ることができる。すなわち、厚膜回路のスクリ
ーン印刷技術で知られた印刷ステンシルを用いてペース
トは、予め設けられた全表面上で金属化部分および接触
にとって十分な厚さで相応する第１のマスクの開口を通
して塗布される。同時に、ペーストは穿孔中に押し込ま
れるか、或いはこの押し込むことがセラミック部材の厚
さおよび選択された穿孔の直径のために不可能である場
合には、低圧を使用しながら穿孔中に吸い込まれる。印
刷ステンシルの除去後、塗布されたペーストは乾燥され
る。
その後に、中間層５の全厚ｄに必要とされるペースト
残分は、相応する厚さの第２のマスクを用いて塗布され
る。全ての場合に改めて乾燥を行なった後、膜および基
体は、常用の焼き付けによって一緒に接合される。
酸化アルミニウムセラミック部材への抵抗型ペースト
の付着力および酸化アルミニウムセラミック部材間での
抵抗型ペーストの付着力は、純粋なガラスフリットの場
合の約30N/mm2と比較して典型的には約70N/mm2である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク，マンフレート ドイツ連邦共和国 Ｄ‐7364 マオルブ ルク，ベーエル．ハウプトシユトラーセ 43 (56)参考文献 特開 昭57−4531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−78228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−200120（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−64080（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】酸化アルミニウムセラミックからなる円板
    の形の膜（２）と、円形の導電性層（６）および円環形
    の導電性層（7,8）と、円環形の中間層（５）と、導通
    部（12,13,14）を有する酸化アルミニウムセラミックか
    らなる基体（３）とを備え、かつ該導電性層（６）と導
    電性層（7,8）とに挟まれた室（４）を備え、かつ該導
    電性層（６）と（７）とから形成された第１のコンデン
    サー電極および該導電性層（６）と（８）とから形成さ
    れた第２のコンデンサー電極を備えている容量型圧力セ
    ンサーを製造する方法において、 （１）導電性ペーストまたは低い抵抗値の抵抗性ペース
    トを該基体（３）の表面上に中間層（５）および導電性
    層（7,8）として塗布し、かつ膜（２）の表面上に導電
    性層（６）として塗布し、 （２）中間層（５）および導電性層（6,7,8）とそれぞ
    れ電気的に接触されている導通部（12,13,14）を形成さ
    せるために、穿孔（9,10,11）中に該ペーストを押し込
    むかまたは低圧下に吸い込ませ、 （３）施こされたペーストの乾燥後にペーストを最初に
    塗布した中間層の上にさらに塗布することによって中間
    層（５）を室形成に必要とされる厚さにし、かつ （４）該ペーストの再度の乾燥後に基体（３）の対向し
    た面に導電性層（６）が塗布された膜（２）と中間層
    （５）および導電性層（6,7,8）が塗布された基体
    （３）とを上下に重ね、かつ焼き付けることを特徴とす
    る、容量型圧力センサーの製造法。
  2. 【請求項２】酸化アルミニウムセラミック部材が96％の
    純度を有している、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】ガラス成分を全く含有していない導電性ペ
    ーストを使用する、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】同一組成のペーストを導電性層、中間層お
    よび導通部に使用する、請求項１記載の方法。
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