JP3324053B2 - 圧力変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサ本体を
金属製支持台にセラミックス製台座を介して支持させた
圧力変換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の圧力変換器としては、図
１１に示すように構成したものがある。図１１は従来の
圧力変換器の縦断面図である。図１１に示した圧力変換
器は、支持台１に、台座２を介して圧力センサ本体３を
支持させるとともに、外部接続用端子４を２本取り付
け、さらに、この支持台１に圧力センサ搭載部を囲むカ
バー５を取り付けた構造を採っている。

【０００３】前記支持台１は、一端にフランジ１ａを有
する円柱状に金属材によって形成し、軸心部にねじ孔１
ｂと、このねじ孔１ｂに連通する連通孔１ｃとを形成し
ている。また、この支持台１は、前記ねじ孔１ｂに螺着
した管継手（図示せず）を介して圧力流体系の配管に接
続する。

【０００４】前記台座２は、パイレックスガラスなどの
セラミックスによって円柱状に形成し、軸心部に穿設し
た連通孔２ａが前記支持台１の連通孔１ｃに連通する状
態で支持台１にろう付けしている。ろう材を符号６で示
す。また、この台座２における支持台１とは反対側の端
部は、前記連通孔２ａが連通する凹陥部２ｂを形成し、
この凹陥部２ｂを閉塞するように圧力センサ本体３を陽
極接合により接合している。

【０００５】前記圧力センサ本体３は、前記台座２に接
合する平板からなる第１の基板３ａと、この第１の基板
３ａとの間に電極配設用空間が形成されるように断面コ
字状に形成した第２の基板３ｂと、これら両基板３ａ，
３ｂの内部に配設した電極７，８とを備えている。これ
らの電極７，８は、前記電極配設用空間内で互いに対向
するように第１および第２の基板３ａ，３ｂに形成した
コンデンサ構成部７ａ，８ａと、このコンデンサ構成部
７ａ，８ａに一体的に設けた導出部７ｂ，８ｂとから構
成している。また、前記第１、第２の基板３ａ，３ｂの
うち図１１において上側に位置づけられた第２の基板３
ｂの中央部には、この圧力センサ本体３の内部の空間と
外部とを連通する連通口３ｃを穿設している。なお、こ
の連通口３ｃは、第２の基板３ｂに形成した電極８の前
記コンデンサ構成部８ａをも貫通するように形成してい
る。

【０００６】前記両基板３ａ，３ｂは互いに密着し、前
記電極７，８の導出部７ｂ，８ｂは、図１１において上
側に位置づけられた第２の基板３ｂを貫通して外部に突
出している。これらの導出部７ｂ，８ｂの突出端部に
は、ボンディング用パッド７ｃ，８ｃを一体的に形成し
ている。

【０００７】前記２本の外部接続用端子４，４は、前記
支持台１のフランジ１ａをそれぞれ貫通し、圧力センサ
本体３側の先端面を前記ボンディング用パッド７ｃ，８
ｃにボンディングワイヤ９を介してそれぞれ接続してい
る。また、これらの端子４の他端面には、この圧力セン
サ１からの信号を入力する外部装置（図示せず）のリー
ド線４ａを半田付けしている。なお、これらの端子４が
前記フランジ１ａを貫通する部分は、ハーメチックシー
ル１０により絶縁性および気密性が得られるように構成
している。

【０００８】また、前記カバー５は、有底円筒状に形成
し、開口部を前記支持台１のフランジ１ａに固着してい
る。なお、このカバー５の底部（図１１においては上
部）には、大気圧をカバー５内に導入するための透孔５
ａを穿設している。この大気圧は、カバー５内から前記
第２の基板３ｂに設けた連通口３ｃを介して圧力センサ
本体３の内部の空間に導入される。

【０００９】このように構成した圧力変換器は、支持台
１のねじ孔１ｂおよび連通孔１ｃと、台座２の連通孔２
ａおよび凹陥部２ｂとからなる導圧系に被測定流体を導
き、圧力センサ本体３からの信号を検出することによっ
て、前記被測定流体のゲージ圧を測定することができ
る。すなわち、この圧力変換器によれば、圧力センサ本
体３の第１の基板３ａが被測定流体の圧力と大気圧との
圧力差に応じて変位し、コンデンサの静電容量がこれに
伴って変化するので、静電容量を検出することによっ
て、被測定流体のゲージ圧を測定することができる。

【００１０】また、圧力センサ本体３を支持台１に台座
２を介して支持させているので、支持台１の材料である
金属材の熱膨張係数と、圧力センサ本体３の基板３ａ，
３ｂの材料である絶縁体の熱膨張係数が大きく異なるに
もかかわらず、温度が変化したとしても圧力センサ本体
３（図１１において下側の基板３ａ）が熱応力によって
変形するのを阻止できる。詳述すると、金属材の熱膨張
係数は絶縁体より大きいので、圧力センサ本体３を支持
台１に剛直に接合すると、温度が例えば上昇したときに
は圧力センサ本体３が支持台１によって引っ張られて僅
かながらも変形してしまい、検出誤差が生じてしまう。

【００１１】しかし、絶縁体と熱膨張係数が近似するセ
ラミックスによって形成した台座２を支持台１と圧力セ
ンサ本体３との間に介装することによって、熱応力は主
に台座２における支持台接合部に生じるようになるの
で、この台座２の体積を充分に大きく設定することによ
って、圧力センサ本体３は変形し難くなる。したがっ
て、圧力センサ本体３を変位させる圧力は主に被測定流
体の圧力と大気圧となり、圧力検出を正確に行うことが
できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成した圧力変換器は、圧力センサ本体３が熱応力
によって変形するのを防ぐために、台座２の圧力センサ
本体接合面が支持台１から充分に離間するような大きな
体積の台座２を使用しなければならないので、小型化す
るにも限界があった。

【００１３】このような不具合は、熱応力が生じないよ
うな柔軟性を有する接着剤によって圧力センサ本体３を
支持台１に直接接着し、台座２を使用しない構成を採る
ことによって解消することができる。しかし、この種の
柔軟性を有する接着剤はシール性が低いので、接着部分
を通って支持台１の連通孔１ｃから基準圧力をもつ流体
が大気側へ漏れてしまうおそれがある。なお、支持台１
は、圧力流体系の配管に接続することから、これを形成
する材料を金属材からセラミックスに代えることはでき
ない。

【００１４】また、上述した圧力変換器は、圧力センサ
本体３のボンディング用パッド７ｃ，８ｃに外部接続用
端子４，４を接続するに当たってボンディングワイヤ９
を使用しているので、ボンディング工程での工程数が多
くなってしまうという問題もあった。これは、ボンディ
ングワイヤ９をボンディング用パッド７ｃ，８ｃおよび
外部接続用端子４，４に接合させるボンディング作業は
ボンディング装置を使用するものの、径が１００μｍ以
下であるボンディングワイヤ９を前記被接合部に位置決
めする作業は人手によって行わなければならないからで
ある。

【００１５】さらに、カバー５内に大気圧が導入される
ことからボンディングワイヤ９およびこのボンディング
ワイヤ９の接合部が大気に晒されるため、大気中の水分
によって腐食されるという問題もあった。すなわち、こ
の圧力変換器を長期にわたって使用することにより、ボ
ンディングワイヤ９が介在する接続部が劣化してしま
う。

【００１６】このような不具合を解消するために、圧力
測定に悪影響を及ぼさない程度に封止材をポッティング
することによってボンディングワイヤ９および接合部に
防湿処理を施すことも考えられるが、この封止材が熱膨
張するとボンディングワイヤ９が断線してしまうことが
ある。また、ボンディングワイヤ９として防湿材料で被
覆したものを使用したとしても、接合部はボンディング
ワイヤ９およびボンディング用パッド７ｃ，８ｃの素材
が露出しているため、これらが腐食するのを完全に防ぐ
ことはできない。

【００１７】さらにまた、ボンディングワイヤ９をカバ
ー５によって保護しなければならないため、このカバー
５の存在も小型化の妨げになっている。

【００１８】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、セラミックス製台座を使用しながら
圧力変換器の小型化を図ることを第１の目的とする。ま
た、ボンディングワイヤを不要として製造工程数を削減
するとともに、圧力センサ本体の電気的接続部が径年劣
化を起こさないようにすることを第２の目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る圧力変
換器は、平板からなる第１の基板と、この第１の基板と
の間に電極配設用空間が形成されるように断面コ字状に
形成した第２の基板と、これら両基板の内部にそれぞれ
配設した電極とを備えた静電容量型圧力センサ本体を金
属製支持台にセラミックスからなる台座を介して支持さ
せ、かつ前記圧力センサ本体の前記電極に前記第２の基
板を厚み方向へ貫通する導出部を設けるとともにこの導
出部の先端によって構成されたボンディング用パッドに
外部接続用端子を接続し、前記支持台および台座に形成
した圧力導入用孔を介して被測定圧力を前記圧力センサ
本体に導く圧力変換器であって、前記台座に前記圧力導
入用孔が連通する中空部を形成し、前記圧力導入用孔の
開口と対向する前記中空部の壁面に、圧力センサ本体を
前記第２の基板のパッド配設面がこの壁面に対向する状
態で接合し、前記外部接続用端子を、前記壁面とは直交
する方向に延びてその一端が台座の外方に突出しかつ他
端が前記圧力センサ本体のパッドに接続する状態で台座
に固着したものである。

【００２０】したがって、支持台の熱は、台座における
支持台に接合する壁から、台座の中空部を囲む筒状壁→
圧力センサ本体側の壁という熱伝達系によって伝達され
る。このため、熱伝達系を圧力センサ本体と支持台との
間隔より長くとることができる。また、温度が変化した
ときには、台座は、支持台に接合する壁が熱応力によっ
て変形し、これに伴って、前記筒状壁が変位する。この
とき、前記筒状壁は、圧力センサ本体を接合した壁に連
なる部位に対して支持台に接合する壁に連なる部位の径
が変わるように変位するのに伴って、前記筒状壁のみが
熱応力によって変形するだけとなり、台座における圧力
センサ本体を接合した壁や圧力センサ本体が変形するこ
とはない。さらに、圧力センサ本体のパッドに外部接続
用端子を台座の内部において直接接続できる。

【００２１】第２の発明に係る圧力変換器は、第１の発
明に係る圧力変換器において、外部接続用端子の先端を
圧力センサ本体のパッドに対接させ、この外部接続用端
子における台座から突出する部位を、固化時に収縮する
接着剤によって台座の外面に接着したものである。

【００２２】したがって、接着剤が固化することにより
生じるパッド方向への押圧力によって、外部接続用端子
が圧力センサ本体のパッドに押し付けられる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

第１の実施の形態 以下、本発明に係る圧力変換器の実施の形態の一例を図
１ないし図７によって詳細に説明する。図１は本発明に
係る圧力変換器の縦断面図、図２は圧力センサ本体の構
成を示す断面図で、同図は図１におけるII−II線断面図
である。図３〜図７は組立手順を示す図で、図３は圧力
センサ本体に陽極接合用金属薄膜を形成した状態を示
し、図４は圧力センサ本体を台座のケースに陽極接合し
ている状態を示し、図５は支持台に台座の蓋体をろう付
けした状態を示す。図６は台座の蓋体にケースを接着し
た状態を示し、図７は台座に外部接続用端子を固着した
状態を示す。これらの図において前記図１１で説明した
ものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付
し詳細な説明は省略する。なお、図３、図４、図６およ
び図７は、圧力センサ本体の一方の電極およびこれに対
応する台座の貫通孔は省略して描いてある。

【００２４】これらの図において、符号１１はこの実施
の形態による圧力変換器を示す。この圧力変換器１１
は、支持台１に、圧力センサ本体３および外部接続用端
子４を取り付けた台座１２をろう付けすることによって
構成している。前記支持台１は、台座１２をろう付けす
る部位が他の部位に較べて細くなるように形成している
点と、外部接続用端子４を支持してない点が従来のもの
と異なり、他の構成は従来のものと同じである。この支
持台１における細く形成した前記台座接合部を符号１３
で示す。

【００２５】前記台座１２は、有底角筒状に形成したケ
ース１４と、このケース１４の開口部分を閉塞する蓋体
１５とから構成している。これらのケース１４および蓋
体１５は、何れもパイレックスガラスなどのセラミック
スによって形成し、これら両者どうしをガラス系接着剤
１６によって中空部１７の気密を確保できるように接着
している。前記蓋体１５は、中心部に貫通孔１５ａを穿
設し、この貫通孔１５ａが前記支持台１の連通孔１ｃに
連通するように支持台１にろう付けしている。これによ
り、前記中空部１７が貫通孔１５ａを介して支持台１の
連通孔１ｃに連通する。この実施の形態では、前記貫通
孔１５ａおよび連通孔１ｃが本発明に係る圧力導入孔を
構成している。

【００２６】また、前記蓋体１５における支持台１にろ
う付けする部位も支持台１と同様に他の部位に較べて細
く、すなわち幅が狭くなるように形成している。この幅
が狭い部分を符号１５ｂで示す。ろう付け部をこのよう
に構成することにより、蓋体１５に生じる熱応力が相対
的に小さくなる。

【００２７】有底角筒状に形成した前記ケース１４は、
図１において上側に位置づけられた底壁に貫通孔１８〜
２０を穿設し、内側底面１４ａに圧力センサ本体３を周
知の陽極接合によって接合している。すなわち、この内
側底面１４ａが本発明に係る圧力導入孔（貫通孔１５
ａ、連通孔１ｃ）の開口と対向する中空部１７の壁面に
なっている。また、このケース１４における前記底壁か
ら図において下方へ延在する筒状壁１４ｂは、熱応力に
より容易に変形できるように、厚みを前記底壁より十分
に薄く設定している。

【００２８】前記圧力センサ本体３は、絶縁体によって
形成した第１および第２の基板３ａ，３ｂと、コンデン
サを構成する電極７，８を備え、従来のものと電極７，
８の導出部７ｂ，８ｂの位置が異なる点と、導出部７
ｂ，８ｂの先端がボンディング用パッド７ｃ，８ｃを構
成している点と、内部の空間を外部に連通する連通口を
設けていない点の他は同じ構成を採っている。なお、こ
の実施の形態では、第１の基板３ａと第２の基板３ｂと
の間に形成される電極配設用空間２１を真空状態にして
圧力センサ本体３を組み立てている。

【００２９】前記電極７，８の導出部７ｂ，８ｂは、前
記ケース１４の貫通孔１８，１９と対応する位置に配設
しており、図１に示すように、第２の基板３ｂを厚み方
向（図１においては上下方向）に貫通するように形成
し、先端を第２の基板３ｂから圧力センサ本体３の外側
に突出させている。これらの導出部７ｂ，８ｂの先端
は、ここがボンディングパッド７ｃ，８ｃを構成するよ
うに平坦に形成している。

【００３０】そして、この圧力センサ本体３は、前記ボ
ンディング用パッド７ｃ，８ｃが位置づけられた第２の
基板３ｂの端面を前記ケース１４の内側底面１４ａに接
合している。圧力センサ本体３をケース１４に接合する
に当たっては、ボンディング用パッド７ｃ，８ｃをケー
ス１４の前記貫通孔１８，１９に臨ませている。

【００３１】前記ケース１４に穿設した貫通孔１８，１
９には、一端にリード線４ａを半田付けした外部接続用
端子４，４を挿入している。これらの端子４，４は、図
１に示すように、前記内側底面１４ａとは直交する方向
に延びており、貫通孔１８，１９の開口径より径が大き
くかつケース１４の底面１４ｃに対向する蓋部材２２が
固着してある。また、この外部接続用端子４，４は、先
端を前記ボンディング用パッド７ｃ，８ｃにそれぞれ当
接させた状態で、前記蓋部材２２を光硬化性接着剤２３
によりケース１４に接着することによって、ケース１４
に固定している。この光硬化性接着剤２３は、固化時に
収縮するものを使用している。

【００３２】また、ケース１４に穿設した貫通孔２０
は、陽極接合工程において後述する陽極棒を挿入するた
めに設けてあり、蓋部材２４によって閉塞している。こ
の蓋部材２４も光硬化性接着剤２３によってケース１４
の底面１４ｃに接着している。

【００３３】次に、このように構成した圧力変換器１１
を組み立てる手順を図３〜図７を用いて説明する。先
ず、図３に示すように、圧力センサ本体３のパッド配設
面に陽極接合用金属薄膜２５を蒸着あるいはスパッタリ
ングなどによって形成する。このときには、圧力センサ
本体３の第２の基板３ｂから突出するボンディング用パ
ッド７ｃ，８ｃと前記金属薄膜２５との間に隙間が形成
されるように行う。次に、図４に示すように、台座２の
ケース１４の内側底面１４ａに圧力センサ本体３の前記
金属薄膜２５を当接させた状態で、これらをヒータープ
レート２６に載置させる。このヒータープレート２６は
ヒータ（図示せず）を内蔵している。

【００３４】そして、ケース１４の貫通孔２０に陽極棒
２７を挿入し、これを前記金属薄膜２５に接触させる。
これとともに、ケース１４の底面１４ｃに陰極板２８を
載せ、さらに、この陰極板２８に陰極棒２９を接触させ
る。ヒータープレート２６によって圧力センサ本体３お
よびケース１４を接合温度に加熱した状態で、陽極棒２
７と陰極棒２９とに電圧を印加することにより、陽極接
合によって圧力センサ本体３がケース１４に接合する。

【００３５】一方、図５に示すように、支持台１に台座
２の蓋体１５をろう材６によってろう付けする。このと
きには、支持台１の連通孔１ｃに蓋体１５の貫通孔１５
ａを連通させる。しかる後、支持台１と一体となった蓋
体１５に、図６に示すように、圧力センサ本体３を有す
る前記ケース１４をガラス系接着剤１６によって接着
し、台座２を組み立てる。

【００３６】このように台座２を組み立てた後、図７に
示すように、２本の外部接続用端子４に固着した蓋部材
２２，２２を光硬化性接着剤２３によってケース１４に
それぞれ接着する。これによってケース１４の貫通孔１
８，１９が密封されるとともに、外部接続用端子４がケ
ース１４に固定される。また、このときには、蓋体２４
も光硬化性接着剤２３によってケース１４に接着し、前
記陽極棒２７を挿入した貫通孔２０も密封する。このと
き、光硬化性接着剤２３は、環境光が照射することによ
って固化し、固化時に収縮するので、外部接続用端子４
の先端がボンディング用パッド７ｃ，８ｃに圧接した状
態で接続する。これによって圧力変換器１１の組立工程
が終了する。

【００３７】このように構成した圧力変換器１１は、支
持台１のねじ孔１ｂに螺着した管継手（図示せず）から
圧力をもった流体を連通孔１ｃおよび台座１２の貫通孔
１５ａを通して中空部１７に流入させ、圧力センサ本体
３からの信号を検出することにより、前記流体の絶対圧
力を測定することができる。

【００３８】また、支持台１の熱は、台座１２における
支持台１に接合する蓋体１５から、ケース１４の筒状壁
１４ｂ→ケース１４における圧力センサ本体側の底壁と
いう熱伝達系によって伝達される。このため、熱伝達系
を圧力センサ本体３と支持台１との間隔より長くとるこ
とができる。また、この圧力変換器１１を配設した環境
の温度が変化したときには、台座１２は、蓋体１５が熱
応力によって変形し、これに伴って、前記筒状壁１４ｂ
が変位する。このとき、前記筒状壁１４ｂは、ケース１
４における圧力センサ本体３を接合した底壁に連なる部
位に対して蓋体１５に連なる部位の径が変わるように変
位する。

【００３９】これに対し、前記筒状壁１４ｂのみが熱応
力によって変形するだけとなり、台座１２における圧力
センサ本体３を接合したケース１４の底壁や圧力センサ
本体３が変形することはない。したがって、圧力センサ
本体３と支持台１との距離を従来の圧力センサに較べて
短縮しながらも圧力センサ本体３が熱応力により変形す
るのを阻止できる。

【００４０】また、この圧力変換器１１は、圧力センサ
本体３のボンディング用パッド７ｃ，８ｃに外部接続用
端子４，４を台座１２の内部において直接接続できる。
さらに、外部接続用端子４，４を台座１２に固定するに
当たって固化時に収縮する光硬化性接着剤２３を使用し
ているので、この接着剤２３が固化することにより生じ
るパッド方向への押圧力によって、外部接続用端子４，
４が圧力センサ本体３のボンディング用パッド７ｃ，８
ｃに押し付けられる。

【００４１】第２の実施の形態 圧力センサ本体３としては、図８および図９に示すよう
に構成したものも使用できる。図８は圧力変換器の別の
実施の形態を示す断面図、図９はこの実施の形態で用い
る圧力センサ本体の構成を示す断面図で、同図は図８に
おけるIX−IX線断面図である。なお、図８は支持台を省
略して描いてある。これらの図において前記図１ないし
図７および図１１で説明したものと同一もしくは同等部
材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００４２】これらの図に示す圧力センサ本体３は、第
２の基板３ｂにおける電極８のコンデンサ構成部８ａの
裏側となる部位を凹陥させることにより、平板部３１を
形成している。また、この平板部３１の中央には、図８
に示すように、前記凹陥部に開口するように連通口３ｃ
を穿設している。なお、この連通口３ｃは、電極８のコ
ンデンサ構成部８ａをも貫通するように形成している。
さらに、台座１２のケース１４は、前記凹陥部に連通す
る貫通孔３２を穿設している。すなわち、この貫通孔３
２から圧力変換器外の圧力が圧力センサ本体３の前記凹
陥部および前記連通口３ｃを介して電極配設用空間２１
に導入されるように構成している。

【００４３】この構成を採ると、第１の基板３ａからな
るダイヤフラムに被測定圧力Ｐ1 を加えるとともに、ケ
ース１４の前記貫通孔３２に大気圧Ｐ2 を作用させるこ
とにより、被測定圧力Ｐ1 のゲージ圧を測定することが
できる。

【００４４】第３の実施の形態 台座１２は図１０に示すように形成することもできる。
図１０は台座の他の実施の形態を示す断面図で、同図
（ａ）はケースと蓋体の配置を逆にした例を示し、同図
（ｂ）は台座を三つの部材に分割して形成した例を示し
ている。これらの図において前記図１ないし図１１で説
明したものと同一もしくは同等部材については、同一符
号を付し詳細な説明は省略する。また、この実施の形態
において図１０に図示してない部材を説明するに当たっ
ては、第１の実施の形態で説明したときの符号を用いて
いる。

【００４５】図１０（ａ）に示した台座１２は、有底角
筒状に形成したケース１４を支持台１にろう付けできる
ように形成するとともに、蓋体１５に圧力センサ本体３
を陽極接合により接合している。このため、ケース１４
に支持台１の連通孔１ｃに連通する貫通孔３３を穿設
し、蓋体１５に外部接続用端子４，４を挿入するための
二つの貫通孔３４（一方は図示せず）と、陽極接合時に
陽極棒２７を挿入するための貫通孔３５を穿設してい
る。

【００４６】図１０（ｂ）に示した台座１２は、支持台
１にろう付けする板状の第１の蓋体３６と、この蓋体３
６にガラス系接着剤１６によって接着した角筒３７と、
この角筒３７の開口を閉塞するように角筒３７にガラス
系接着剤１６によって接着した第２の蓋体３８とから形
成している。前記第１の蓋体３６は支持台１の連通孔１
ｃに連通する貫通孔３６ａを穿設し、前記第２の蓋体３
８は、外部接続用端子４，４を挿入するための二つの貫
通孔３９（一方は図示せず）と、陽極接合時に陽極棒２
７を挿入するための貫通孔４０を穿設している。そし
て、この第２の蓋体３８に圧力センサ本体３を陽極接合
によって接合している。また、前記角筒３７は、熱応力
により容易に変形できるように、厚みを第２の蓋体３８
より十分に薄く設定している。

【００４７】なお、上述した各実施の形態では、台座１
２を横断面の形状が四角形になるように形成する例を示
したが、本発明はこのような限定にとらわれることな
く、台座１２を横断面形状が例えば円になるように形成
するなど、台座１２の形状は適宜変更できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る圧
力変換器は、平板からなる第１の基板と、この第１の基
板との間に電極配設用空間が形成されるように断面コ字
状に形成した第２の基板と、これら両基板の内部にそれ
ぞれ配設した電極とを備えた静電容量型圧力センサ本体
を金属製支持台にセラミックスからなる台座を介して支
持させ、かつ前記圧力センサ本体の前記電極に前記第２
の基板を厚み方向へ貫通する導出部を設けるとともにこ
の導出部の先端によって構成されたボンディング用パッ
ドに外部接続用端子を接続し、前記支持台および台座に
形成した圧力導入用孔を介して被測定圧力を前記圧力セ
ンサ本体に導く圧力変換器であって、前記台座に前記圧
力導入用孔が連通する中空部を形成し、前記圧力導入用
孔の開口と対向する前記中空部の壁面に、圧力センサ本
体を前記第２の基板のパッド配設面がこの壁面に対向す
る状態で接合し、前記外部接続用端子を、前記壁面とは
直交する方向に延びてその一端が台座の外方に突出しか
つ他端が前記圧力センサ本体のパッドに接続する状態で
台座に固着したため、支持台の熱は、台座における支持
台に接合する壁から、台座の中空部を囲む筒状壁→圧力
センサ本体側の壁という熱伝達系によって伝達される。
このため、熱伝達系を圧力センサ本体と支持台との間隔
より長くとることができる。

【００４９】また、温度が変化したときには、台座は、
支持台に接合する壁が熱応力によって変形し、これに伴
って、前記筒状壁が変位する。このとき、前記筒状壁
は、圧力センサ本体を接合した壁に連なる部位に対して
支持台に接合する壁に連なる部位の径が変わるように変
位するのに伴って、前記筒状壁のみが熱応力によって変
形するだけとなり、台座における圧力センサ本体を接合
した壁や圧力センサ本体が変形することはない。

【００５０】したがって、圧力センサ本体と支持台との
距離を従来の圧力センサに較べて短縮しながらも圧力セ
ンサ本体が熱応力により変形するのを阻止できる。これ
により、セラミックス製台座を使用しながら圧力変換器
の小型化を図ることができる。

【００５１】また、圧力センサ本体のパッドに外部接続
用端子を直接接続できるから、従来用いていたボンディ
ングワイヤが不要になり、製造工程数を削減できる。な
お、外部接続用端子に接続する外部装置側のリード線
は、ボンディングワイヤに較べて充分に太いために従来
と同様に外部接続用端子に簡単に半田付けすることがで
きる。さらに、ボンディングワイヤが不要になると、従
来用いていた保護用カバーも不要になるので、この点か
らも小型化を図ることができる。しかも、外部接続用端
子とパッドとの接続部は台座の内部に位置づけられるの
で、大気圧を測定する場合であっても、圧力センサ本体
の電気的接続部が径年劣化を起こすのを特別な防湿処理
を施すことなく確実に防ぐことができる。

【００５２】第２の発明に係る圧力変換器は、第１の発
明に係る圧力変換器において、外部接続用端子の先端を
圧力センサ本体のパッドに対接させ、この外部接続用端
子における台座から突出する部位を、固化時に収縮する
接着剤によって台座の外面に接着したため、接着剤が固
化することにより生じるパッド方向への押圧力によっ
て、外部接続用端子が圧力センサ本体のパッドに押し付
けられる。

【００５３】したがって、外部接続用端子を接着剤によ
って台座に接着すると同時にパッドに接続できるから、
外部接続用端子の固着作業と電気的接続作業を一度に行
うことができ、製造工程数が少なくてよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る圧力変換器の縦断面図である。

【図２】 圧力センサ本体の構成を示す断面図である。

【図３】 圧力センサ本体に陽極接合用金属薄膜を形成
した状態を示す図である。

【図４】 圧力センサ本体を台座のケースに陽極接合し
ている状態を示す図である。

【図５】 支持台に台座の蓋体をろう付けした状態を示
す図である。

【図６】 台座の蓋体にケースを接着した状態を示す図
である。

【図７】 台座に外部接続用端子を固着した状態を示す
図である。

【図８】 差圧を検出できるように構成した圧力変換器
の断面図である。

【図９】 圧力センサ本体の構成を示す断面図である。

【図１０】 台座の他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１１】 従来の圧力変換器の縦断面図である。

【符号の説明】 １…支持台、１ｃ…連通孔、３…圧力センサ本体、４…
外部接続用端子、７ｃ，８ｃ…ボンディング用パッド、
１１…圧力変換器、１２…台座、１４…ケース、１５…
蓋体、１７…中空部、１８，１９…貫通孔、２２…蓋部
材、２３…光硬化性接着剤。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板からなる第１の基板と、この第１の
   基板との間に電極配設用空間が形成されるように断面コ
   字状に形成した第２の基板と、これら両基板の内部にそ
   れぞれ配設した電極とを備えた静電容量型圧力センサ本
   体を金属製支持台にセラミックスからなる台座を介して
   支持させ、かつ前記圧力センサ本体の前記電極に前記第
   ２の基板を厚み方向へ貫通する導出部を設けるとともに
   この導出部の先端によって構成されたボンディング用パ
   ッドに外部接続用端子を接続し、前記支持台および台座
   に形成した圧力導入用孔を介して被測定圧力を前記圧力
   センサ本体に導く圧力変換器であって、前記台座に前記
   圧力導入用孔が連通する中空部を形成し、前記圧力導入
   用孔の開口と対向する前記中空部の壁面に、前記圧力セ
   ンサ本体を前記第２の基板のパッド配設面がこの壁面に
   対向する状態で接合するとともに、前記外部接続用端子
   を、前記壁面とは直交する方向に延びてその一端が台座
   の外方に突出しかつ他端が前記圧力センサ本体のパッド
   に接続する状態で台座に固着したことを特徴とする圧力
   変換器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧力変換器において、外
   部接続用端子の先端を圧力センサ本体のパッドに対接さ
   せ、この外部接続用端子における台座から突出する部位
   を、固化時に収縮する接着剤によって台座の外面に接着
   したことを特徴とする圧力変換器。