JPH05172671A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH05172671A JPH05172671A JP34539491A JP34539491A JPH05172671A JP H05172671 A JPH05172671 A JP H05172671A JP 34539491 A JP34539491 A JP 34539491A JP 34539491 A JP34539491 A JP 34539491A JP H05172671 A JPH05172671 A JP H05172671A
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- Japan
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- pressure sensor
- sensor element
- electrode
- conductive support
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出精度を高めることができる圧力センサを
提供する。 【構成】 ボディ５の内部空所に外部と連通するととも
に、所定の距離となっているリード電極７を突設し、該
リード電極７間に圧力の検出部１を取付け、前記空所内
部にオイル２を充填するとともに、ステンレスダイアフ
ラム４で閉塞してある。前記圧力の検出部１は、端部が
前記リード電極７に取付けられるフリキシブルサーキッ
ト３からなる導電支持部６と、この導電支持部６にボン
ディングワイヤ１８を介して接続される圧力センサ素子
１１とから構成されている。
提供する。 【構成】 ボディ５の内部空所に外部と連通するととも
に、所定の距離となっているリード電極７を突設し、該
リード電極７間に圧力の検出部１を取付け、前記空所内
部にオイル２を充填するとともに、ステンレスダイアフ
ラム４で閉塞してある。前記圧力の検出部１は、端部が
前記リード電極７に取付けられるフリキシブルサーキッ
ト３からなる導電支持部６と、この導電支持部６にボン
ディングワイヤ１８を介して接続される圧力センサ素子
１１とから構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は圧力センサに関し、特
に、外部の応力が作用するのを防止して検出精度を高め
ることができる圧力センサに関するものである。
に、外部の応力が作用するのを防止して検出精度を高め
ることができる圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】一般に、微小な圧力を検
出するようになっている圧力センサに使用される圧力セ
ンサ素子２１にあっては、図８に示すようにガラス台座
２２の上面にダイアフラムを有するシリコンチップ２３
を配設し、このシリコンチップ２３のダイアフラムの部
分にピエゾ抵抗体２４を設け、ダイアフラムの感圧時に
ピエゾ抵抗体２４が抵抗変化を生じるようになっている
半導体式のものが多く用いられている。
出するようになっている圧力センサに使用される圧力セ
ンサ素子２１にあっては、図８に示すようにガラス台座
２２の上面にダイアフラムを有するシリコンチップ２３
を配設し、このシリコンチップ２３のダイアフラムの部
分にピエゾ抵抗体２４を設け、ダイアフラムの感圧時に
ピエゾ抵抗体２４が抵抗変化を生じるようになっている
半導体式のものが多く用いられている。
【０００３】そして、この圧力センサ素子２１を製造す
るに際して、シリコンチップ２３にピエゾ抵抗体２４を
取付ける構造としては、感じる圧力以外の応力は雑音と
して排除する必要があり、熱歪みの除去のために前記ガ
ラス台座２２を用いており、また、周辺の構造からくる
構造歪み（製造歪み）の除去のために前記ガラス台座２
２の厚みを厚くする等して歪みの影響を小さくしてい
る。
るに際して、シリコンチップ２３にピエゾ抵抗体２４を
取付ける構造としては、感じる圧力以外の応力は雑音と
して排除する必要があり、熱歪みの除去のために前記ガ
ラス台座２２を用いており、また、周辺の構造からくる
構造歪み（製造歪み）の除去のために前記ガラス台座２
２の厚みを厚くする等して歪みの影響を小さくしてい
る。
【０００４】そして、図７に示すように金属製のボディ
２５の内部にオイル２６を封入し、ボディ２５の開口部
をステンレスダイアフラム２９で閉塞して構成するよう
になっている。この場合、前記圧力センサ素子２１の構
造は上記のようにガラス台座２２の上にシリコンチップ
２３を接合して配設してあるので測定の弊害となる外部
からの力をピエゾ抵抗体２４が感じにくくなるような構
成となっている。
２５の内部にオイル２６を封入し、ボディ２５の開口部
をステンレスダイアフラム２９で閉塞して構成するよう
になっている。この場合、前記圧力センサ素子２１の構
造は上記のようにガラス台座２２の上にシリコンチップ
２３を接合して配設してあるので測定の弊害となる外部
からの力をピエゾ抵抗体２４が感じにくくなるような構
成となっている。
【０００５】なお、２７はリード電極であって、このリ
ード電極２７と前記ピエゾ抵抗体２４とはボンディング
ワイヤ２８で接続されている。
ード電極２７と前記ピエゾ抵抗体２４とはボンディング
ワイヤ２８で接続されている。
【０００６】そして、圧力センサ素子２１に実際に測定
したい圧力が伝達され、この圧力が圧力センサ素子２１
のピエゾ抵抗体２４に正確に伝達されれば正確な測定を
行えるが、製造時の熱歪みやねじ締め等の組立て時の外
部歪みが圧力センサ素子２１に残留歪みとして作用して
しまい、この残留歪みにより誤差が発生して測定する圧
力の精度が悪くなってしまうという問題点を有してい
た。
したい圧力が伝達され、この圧力が圧力センサ素子２１
のピエゾ抵抗体２４に正確に伝達されれば正確な測定を
行えるが、製造時の熱歪みやねじ締め等の組立て時の外
部歪みが圧力センサ素子２１に残留歪みとして作用して
しまい、この残留歪みにより誤差が発生して測定する圧
力の精度が悪くなってしまうという問題点を有してい
た。
【０００７】特に、製作後においても、熱特性によりガ
ラス台座２２と金属製のハーメチックのボディ２５との
間の熱膨張係数の差に起因した応力歪みがピエゾ抵抗体
２４に影響を与えてしまうという問題点も有していた。
ラス台座２２と金属製のハーメチックのボディ２５との
間の熱膨張係数の差に起因した応力歪みがピエゾ抵抗体
２４に影響を与えてしまうという問題点も有していた。
【０００８】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決して、組立て時の残留歪みが圧力センサ素
子に作用しないようにし、これによって測定する圧力の
精度を高くすることができ、しかも、構成部材の熱膨張
係数の差によってもピエゾ抵抗体に応力歪みの影響を与
えることがなく測定精度を高めることができる圧力セン
サ素子を提供することを目的とする。
問題点を解決して、組立て時の残留歪みが圧力センサ素
子に作用しないようにし、これによって測定する圧力の
精度を高くすることができ、しかも、構成部材の熱膨張
係数の差によってもピエゾ抵抗体に応力歪みの影響を与
えることがなく測定精度を高めることができる圧力セン
サ素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ためにこの発明は、ボディの内部空所に外部と導通する
とともに、所定の距離となっているリード電極を突設
し、このリード電極間に圧力の検出部を取付け、前記空
所内部にオイルを充填するとともに、ボディの開口部を
ステンレスダイアフラムで閉塞することを特徴とする圧
力センサを構成したものである。
ためにこの発明は、ボディの内部空所に外部と導通する
とともに、所定の距離となっているリード電極を突設
し、このリード電極間に圧力の検出部を取付け、前記空
所内部にオイルを充填するとともに、ボディの開口部を
ステンレスダイアフラムで閉塞することを特徴とする圧
力センサを構成したものである。
【００１０】また、前記圧力の検出部は、端部が前記リ
ード電極に取付けられるフリキシブルサーキットからな
る導電支持部と、この導電支持部にボンディングワイヤ
を介して接続される圧力センサ素子とから構成し、前記
導電支持部は、前記リード電極と接続する部位と、前記
圧力センサ素子とボンディングワイヤを介して接続され
る部位との間を導電パターンで接続した構成を有してい
る。
ード電極に取付けられるフリキシブルサーキットからな
る導電支持部と、この導電支持部にボンディングワイヤ
を介して接続される圧力センサ素子とから構成し、前記
導電支持部は、前記リード電極と接続する部位と、前記
圧力センサ素子とボンディングワイヤを介して接続され
る部位との間を導電パターンで接続した構成を有してい
る。
【００１１】さらに、前記圧力センサ素子は、そのアル
ミ電極の上部にバンフ電極が設けられ、このバンフ電極
が前記導電支持部に接続されている構成を有している。
ミ電極の上部にバンフ電極が設けられ、このバンフ電極
が前記導電支持部に接続されている構成を有している。
【００１２】
【作用】この発明は上記の手段を採用したことにより、
ボディの内部のリード電極間に取付けられた検出部は、
その一部をなす圧力センサ素子がボンディングワイヤを
介して接続されて、オイルの中に浮いた状態となってい
るので、外部の歪みが圧力センサ素子に伝達されること
がない。したがって、検出部の圧力センサ素子がオイル
の中を浮いた状態で配設されていて、金属製のボディと
の間を固定されていないので、ボディとの熱膨張系数の
差により生じる応力が圧力センサ素子に伝達されること
がない。
ボディの内部のリード電極間に取付けられた検出部は、
その一部をなす圧力センサ素子がボンディングワイヤを
介して接続されて、オイルの中に浮いた状態となってい
るので、外部の歪みが圧力センサ素子に伝達されること
がない。したがって、検出部の圧力センサ素子がオイル
の中を浮いた状態で配設されていて、金属製のボディと
の間を固定されていないので、ボディとの熱膨張系数の
差により生じる応力が圧力センサ素子に伝達されること
がない。
【００１３】
【実施例】以下、図面に示すこの発明の実施例について
説明する。図１にはこの発明による圧力センサの概略図
が示されていて、この圧力センサは、金属製のボディ５
の下部を貫通した状態で４本のリード電極７が設けられ
て、先端部がボディ５の空所内部に突出した状態で位置
している。この各リード電極７の先端部間には図５に示
すような検出部１が取付けられ、また、前記ボディ５の
空所内部にオイル２が充填されるとともに、ボディ５の
開口部にはステンレスダイアフラム４が溶接されて閉塞
され、これにより圧力センサが形成されている。
説明する。図１にはこの発明による圧力センサの概略図
が示されていて、この圧力センサは、金属製のボディ５
の下部を貫通した状態で４本のリード電極７が設けられ
て、先端部がボディ５の空所内部に突出した状態で位置
している。この各リード電極７の先端部間には図５に示
すような検出部１が取付けられ、また、前記ボディ５の
空所内部にオイル２が充填されるとともに、ボディ５の
開口部にはステンレスダイアフラム４が溶接されて閉塞
され、これにより圧力センサが形成されている。
【００１４】前記検出部１の全体は図５に示すように構
成され、図４に示すように上面にフィルム状の導電パタ
ーン１７が形成されたポリイミドフィルムからなるフレ
キシブルサーキット３である導電支持部６と、この導電
支持部６の中央部に設けられ、図２および図３に示すよ
うに下面にガラス台座８が設けられるとともに、上面に
ピエゾ抵抗体９が配設されているシリコンチップ１０か
らなる圧力センサ素子１１とから構成されている。
成され、図４に示すように上面にフィルム状の導電パタ
ーン１７が形成されたポリイミドフィルムからなるフレ
キシブルサーキット３である導電支持部６と、この導電
支持部６の中央部に設けられ、図２および図３に示すよ
うに下面にガラス台座８が設けられるとともに、上面に
ピエゾ抵抗体９が配設されているシリコンチップ１０か
らなる圧力センサ素子１１とから構成されている。
【００１５】前記圧力センサ素子１１を製造する場合に
は、まず、ガラス台座８の上面にシリコンチップ１０を
取付け、このシリコンチップ１０の上面の４ヵ所にアル
ミ電極１３を設け、各アルミ電極１３間にピエゾ抵抗体
９を接続する。
は、まず、ガラス台座８の上面にシリコンチップ１０を
取付け、このシリコンチップ１０の上面の４ヵ所にアル
ミ電極１３を設け、各アルミ電極１３間にピエゾ抵抗体
９を接続する。
【００１６】一方、前記導電支持部６を製造する場合に
は、ポリイミドフィルムであるフレキシブルサーキット
３の端部の４ヵ所に、あらかじめ前記各リード電極７が
挿通可能な電極端子１４を形成するとともに、前記圧力
センサ素子１１の上面が臨めるような空所１５を形成
し、この空所１５に隣接した部位の４ヵ所に電極端子１
６を形成し、前記各リード電極７が挿通可能な電極端子
１４と、空所１５に隣接した部位の電極端子１６との間
を導電パターン１７で接続する。
は、ポリイミドフィルムであるフレキシブルサーキット
３の端部の４ヵ所に、あらかじめ前記各リード電極７が
挿通可能な電極端子１４を形成するとともに、前記圧力
センサ素子１１の上面が臨めるような空所１５を形成
し、この空所１５に隣接した部位の４ヵ所に電極端子１
６を形成し、前記各リード電極７が挿通可能な電極端子
１４と、空所１５に隣接した部位の電極端子１６との間
を導電パターン１７で接続する。
【００１７】そして、前記導電支持部６の空所１５の下
方に、前記圧力電極素子１１を位置し、導電支持部６の
空所１５の近傍の部位の電極端子１６と、前記圧力セン
サ素子１１のアルミ電極１３との間をボンディングワイ
ヤ１８で接続し、これにより検出部１を製造する。
方に、前記圧力電極素子１１を位置し、導電支持部６の
空所１５の近傍の部位の電極端子１６と、前記圧力セン
サ素子１１のアルミ電極１３との間をボンディングワイ
ヤ１８で接続し、これにより検出部１を製造する。
【００１８】なお、図６に示すように圧力センサ素子１
１のアルミ電極１３の上部にバンフ電極１９を設け、前
記導電支持部６を反転させることで、導電支持部６の導
電パターン１７をアルミ電極１３と対向する向きとし、
前記アルミ電極１３と導電パターン１７とを接続するよ
うに構成しても良いものである。
１のアルミ電極１３の上部にバンフ電極１９を設け、前
記導電支持部６を反転させることで、導電支持部６の導
電パターン１７をアルミ電極１３と対向する向きとし、
前記アルミ電極１３と導電パターン１７とを接続するよ
うに構成しても良いものである。
【００１９】上記のようにして製造した検出部１を、そ
の導電支持部６の端部の４ヵ所に形成した電極端子１４
に、前記ボディ５を貫通して内部に突出しているリード
電極７の先端部を貫通させて半田付けする。
の導電支持部６の端部の４ヵ所に形成した電極端子１４
に、前記ボディ５を貫通して内部に突出しているリード
電極７の先端部を貫通させて半田付けする。
【００２０】こののち前記ボディ５の内部にオイル２を
充填し、ボディ５の上面開口部にステンレスダイアフラ
ム４を溶接して内部を密封し、これにより圧力センサを
製造する。
充填し、ボディ５の上面開口部にステンレスダイアフラ
ム４を溶接して内部を密封し、これにより圧力センサを
製造する。
【００２１】上記のようにして製造した圧力センサにあ
っては、圧力センサ素子１１自体の熱歪み応力はシリコ
ンチップ１０とガラス台座８との熱膨張係数はほとんど
同じであるので熱応力の発生はほとんどなく、また、圧
力センサ素子１１と金属製のボディ５との間はリード電
極７およびボンディングワイヤ１８で接続されているの
で、製造時の熱歪みやねじ締め等の組立て時の外部歪み
が圧力センサ素子１１に伝達されることがないものであ
る。
っては、圧力センサ素子１１自体の熱歪み応力はシリコ
ンチップ１０とガラス台座８との熱膨張係数はほとんど
同じであるので熱応力の発生はほとんどなく、また、圧
力センサ素子１１と金属製のボディ５との間はリード電
極７およびボンディングワイヤ１８で接続されているの
で、製造時の熱歪みやねじ締め等の組立て時の外部歪み
が圧力センサ素子１１に伝達されることがないものであ
る。
【００２２】特に、製作後においても、熱特性によりガ
ラス台座８と金属製のハーメチックのボディ５との間の
熱膨張係数の差に起因した応力歪みがピエゾ抵抗体９に
伝達されることがないので測定精度を高めることができ
る。
ラス台座８と金属製のハーメチックのボディ５との間の
熱膨張係数の差に起因した応力歪みがピエゾ抵抗体９に
伝達されることがないので測定精度を高めることができ
る。
【００２３】
【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、ガラス台座と上面にピエゾ抵抗体が設けられたシ
リコンチップからなる圧力センサ素子は、金属製のボデ
ィとの間を導通用のボンディングワイヤのみで取付けら
れてオイルの中に浮いた状態となっているので、組立て
時のねじ締め等の外力が歪みとして作用することがない
とともに、組立て後の測定時においても、圧力センサ素
子が浮いているので、ボディと圧力センサ素子との熱膨
張係数の相違による歪みが作用することがなく、検出圧
力の精度を高めることができるという効果を有してい
る。
より、ガラス台座と上面にピエゾ抵抗体が設けられたシ
リコンチップからなる圧力センサ素子は、金属製のボデ
ィとの間を導通用のボンディングワイヤのみで取付けら
れてオイルの中に浮いた状態となっているので、組立て
時のねじ締め等の外力が歪みとして作用することがない
とともに、組立て後の測定時においても、圧力センサ素
子が浮いているので、ボディと圧力センサ素子との熱膨
張係数の相違による歪みが作用することがなく、検出圧
力の精度を高めることができるという効果を有してい
る。
【図１】この発明による圧力センサの全体を示す概略縦
断面図である。
断面図である。
【図２】使用している圧力センサ素子を示す概略断面図
である。
である。
【図３】図２に示す圧力センサ素子の平面図である。
【図４】導電支持部を示す平面図である。
【図５】圧力センサ素子と導電支持部とを組み合わせた
状態を示す概略図である。
状態を示す概略図である。
【図６】圧力センサ素子のアルミ電極の上部にバンフ電
極を設け、このバンフ電極と導電支持部の導電パターン
とを接続する場合を示す概略図である。
極を設け、このバンフ電極と導電支持部の導電パターン
とを接続する場合を示す概略図である。
【図７】従来の圧力センサの全体を示す概略縦断面図で
ある。
ある。
【図８】従来のものに使用している圧力センサ素子を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
１……検出部 ２、２６……オイル ３……フレキシブルサーキット（ポリイミドフィルム） ４、２９……ステンレスダイアフラム ５、２５……ボディ ６……導電支持部 ７、２７……リード電極 ８、２２……ガラス台座 ９、２４……ピエゾ抵抗体 １０、２３……シリコンチップ １１、２１……圧力センサ素子 １３……アルミ電極 １４、１６……電極端子 １５……空所 １７……導電パターン １８、２８……ボンディングワイヤ １９……バンフ電極
Claims (4)
- 【請求項１】 ボディの内部空所に外部と導通するとと
もに、所定の距離となっているリード電極を突設し、該
リード電極間に圧力の検出部を取付け、前記空所内部に
オイルを充填するとともに、ボディの開口部をステンレ
スダイアフラムで閉塞することを特徴とする圧力セン
サ。 - 【請求項２】 前記圧力の検出部は、端部が前記リード
電極に取付けられるフリキシブルサーキットからなる導
電支持部と、この導電支持部にボンディングワイヤを介
して接続される圧力センサ素子とから構成されている請
求項１記載の圧力センサ。 - 【請求項３】 前記導電支持部は、前記リード電極と接
続する部位と、前記圧力センサ素子とボンディングワイ
ヤを介して接続される部位との間が導電パターンで接続
されている請求項２記載の圧力センサ。 - 【請求項４】 前記圧力センサ素子は、そのアルミ電極
の上部にバンフ電極が設けられ、このバンフ電極が前記
導電支持部に接続されている請求項１記載の圧力センサ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34539491A JPH05172671A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34539491A JPH05172671A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172671A true JPH05172671A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18376303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34539491A Pending JPH05172671A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05172671A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345303A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP2005345305A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP2005345304A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP2021067462A (ja) * | 2019-10-17 | 2021-04-30 | 株式会社不二工機 | 圧力センサ |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34539491A patent/JPH05172671A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345303A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP2005345305A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP2005345304A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP2021067462A (ja) * | 2019-10-17 | 2021-04-30 | 株式会社不二工機 | 圧力センサ |
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