JPH06201503A - 容量型圧力変換器 - Google Patents

容量型圧力変換器

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JPH06201503A
JPH06201503A JP5277085A JP27708593A JPH06201503A JP H06201503 A JPH06201503 A JP H06201503A JP 5277085 A JP5277085 A JP 5277085A JP 27708593 A JP27708593 A JP 27708593A JP H06201503 A JPH06201503 A JP H06201503A
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JP
Japan
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pressure transducer
diaphragm
cavity
ceramic
capacitive pressure
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Pending
Application number
JP5277085A
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English (en)
Inventor
Vishwa N Shukla
エヌ.シュクラ ビシュワ
Stanley J Lukasiewicz
ジェイ.ルカシエウィクツ スタンリー
Francois A Padovani
エイ.パドバニ フランソワ
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.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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Publication of JPH06201503A publication Critical patent/JPH06201503A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0075Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/43Electric condenser making
    • Y10T29/435Solid dielectric type

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一方の変換器から他方の変換器へのコンデン
サプレート間の間隔が均等にされ、製造における歩どま
りが改善され、更に信頼性が高く、寿命の長い変換器を
提供する。 【構成】 セラミック材料製の変換器12がその表面近
くに閉じられた空洞14を有し、この空洞を形成する2
つの向い合った面にコンデンサプレート36が設けられ
ている。変換器は、有機結合剤を被覆したセラミック粉
末を用いて、ダイアフラムと頂面に凹所を有するベース
とをプレスにより別々に成形することで製造される。ダ
イアフラムとベースに金属層を付着させたのち、双方が
ユニットに結合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は広く言えば圧力センサに
関し、狭義では圧力に感応する可変平行板容量型変換器
に関するものである。この種の変換器は、たとえば、本
願の譲受人に譲渡された米国特許第4,716,492
号に記載されている。前記特許に示されている容量型変
換器の場合、セラミックベース上に、密な間隔をおいて
重ねる形式で密封取付けされた薄手のセラミック製ダイ
アフラムが備えられている。このダイアフラムとベース
との対向面に施された金属コーティングが、互いに密な
所定間隔をおいて配置されたコンデンサプレートの機能
を有するようにすることによって、コンデンサが形成さ
れている。コンデンサプレートに接続された変換器端子
が変換器ベースの対向面に設けられ、かつこれら端子に
接続された信号準備電気回路が変換器に設けられてい
る。電気絶縁材料製のカップ形コネクタ体が電気回路上
方に取付けられ、ハウジングスリーブにより変換器に固
定されている。ハウジングスリーブは変換器ダイアフラ
ムを露出させ、圧力を加えるためのポートを有してい
る。ダイアフラムは、ダイアフラムに加えられる圧力の
変化に応じて可動であり、コンデンサの容量を変化させ
る。また、電気回路は、加えられる圧力に相応する電気
的な出力信号を与える。
【0002】量産の経済性を最大限に発揮して変換器コ
ストを低減し、それによってこの種の変換器を、これま
で機械式変換器によって果たされてきた多くの用途も含
めた広範囲の用途に経済的に適応できるようにするため
に、広範囲の利用に十分なだけ小さく、しかも信頼性の
ある信号を得るのに十分な大きさを有する標準寸法のパ
ッケージが選定されている。このパッケージ寸法がコン
デンサプレートの最大寸法を決定し、この最大寸法によ
り、プレート間のギャップに加えて容量性信号が決定さ
れる。この結果、コンデンサプレートの寸法が、多くの
用途に理想的な寸法より小さくなり、本格的な信号準備
が電気回路に依存することになる。他方、この電気回路
には、出力信号を効果的に準備するには容量レベルを最
低限にすることが要求され、このことがまた、コンデン
サプレート間に要する間隔又はギャップに影響して、最
低限の容量レベルが設定されることになる。米国特許第
4,176,492号に開示されている型式の変換器の
場合、プレート間の間隔は10〜17ミクロンである。
【0003】この選定間隔を得るための、前記米国特許
に説明されている一つの措置は、比較的剛性のリムを有
するカップ形状の部材をベース基材に固定し、このベー
ス基材によってカップ状部材底部が、ベース基材上のコ
ンデンサプレートに選定された間隔をおいて重なる形式
にされる、というものである。この場合、導電層が、カ
ップ状部材底部の内面に設けられ、弾性的にたわみ可能
な底部とともに第2コンデンサプレートを形成し、カッ
プ底部外表に加えられる流体圧力の変動に感応して、第
2コンデンサプレートを第1コンデンサプレートに近づ
けたり離間させたりするダイアフラムとして役立ってい
る。カップ状部材の形状は、しかし低コストの生産技術
には不適である。寸法が小さいことだけでも、基材表面
と平行なカップ底部に均質の平らな面を設けることは極
めて難しい。デバイスからデバイスへの僅かな変差も変
換器が発生させる容量性信号の変動させ、信号値が、信
号準備回路により受取り可能な値を逸脱することが多
い。
【0004】前記米国特許に記載されている別の措置に
よれば、平らなダイアフラム部材が、選択可能な間隔を
おいてベース基材に固定されている。この間隔は、平ら
なダイアフラムと基材との間の、ダイアフラム周縁部の
ところに、選定された直径を有する複数ガラス球を有す
るガラスフリットの混合物などのスペーサ兼固定媒体を
間そうすることによって維持されている。このガラスフ
リットは、ガラス球が融解せずに残る第1温度で融解す
るように選定されている。混合物は、次いで、フリット
の融解温度まで加熱され、ダイアフラムが、ガラス球直
径によって決定される間隔で基材に固定される。ダイア
フラム全面及びベース基材全面にわたって拡がる平らな
面を設けることは、デバイスからデバイスへ矛盾のな
い、再現可能な数値を得るには、極めて不適当である。
平らな表面は、また、互いに平行な面となるようにする
には、研摩作業を必要とする。更に、双方の間隔を維持
し、固定するためにガラス材料を用いることにより、望
ましくない歩どまり損失が結果として生じる。これは、
たとえば、研摩工程が不完全なために時として生じる凹
凸、部材を焼成してガラスを融解するさい、ダイアフラ
ムをベースにクランプするさいの圧縮力の変動、その
他、焼成の特殊な温度プロフィルや採用した特殊なガラ
ス組成などの処理上の可変要因等々の種々の要因に起因
する。
【0005】更に、本願の譲受人に譲渡された米国特許
第5,044,202号の場合、ベース内に湾曲した凹
所が形成されている。この凹所に平らな可とう性ダイア
フラムがかぶせられている。ダイアフラム上に設けたコ
ンデンサプレートと凹所中央部との間隔は、凹所の曲率
により決定される。ガラス等の密封材は凹所曲面の外縁
部に施される。このような構成によって信頼性のある精
密なセンサが得られはするが、凹所の形成には余分の研
摩作業が必要であり、装置の製作費が高くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
一つの目的は、圧力に感応する、より廉価な可変平行プ
レート形容量性変換器、それも、一方の変換器から他方
の変換器へのコンデンサプレート間の間隔が均等な形式
のものを得ることである。また、別の目的は、製造にお
ける歩どまりが改善された感圧式容量性変換器を得るこ
とである。更に別の目的は、信頼性が高く、寿命の長い
変換器を得ることである。また、別の目的は、前記のよ
うな変換器を製造する方法を得ることである。
【0007】簡単に言えば、本発明による変換器は、セ
ラミック材料製のボディを有し、ボディ内にはその外表
のすぐ近くに空洞が形成されている。金属製コンデンサ
プレートが、端子区域に延びる導電経路を有する空洞を
形成する2つの表面の向い合った側に形成されている。
セラミックは従来の材料、たとえば80重量%から事実
上100重量%までのアルミナと、残余の、焼成温度に
てガラスとなる添加物とを含んでいる。このセラミック
は、また、有機結合剤で被覆された粉末形式のスプレー
乾燥粉末であり、この粉末は、選定される何らかの形状
にプレス可能である。第1部分と第2部分、すなわちダ
イアフラムと外表面に凹所の形成されたベースとは、前
記粉末を型内へプレスすることによって形成される。一
実施例の場合、厚膜ペースト形態のモリブデン/マンガ
ン等の高温材料の金属化被覆が、ダイアフラム部分の一
方の表面と、ベース部分の、凹所が設けられた外表面と
にスクリーン印刷により付着せしめられる。厚膜ペース
トに用いられる賦形剤は、その後で、好ましくは加熱に
より除去される。一実施例の場合、本発明の特徴によれ
ば、有機材料から成るスペーサ部材は、空洞の隙間が以
後のプレス段階で確実に維持されるように、凹所に配置
される。2つの部分は、その後で互いにプレスされ、単
一のユニットに形成され、次いで、このユニットが第1
結合剤分解温度まで大気中で加熱される。スペーサ部材
を含む有機物が蒸発・分解し、セラミックの空洞から放
出されたのち、ユニットは、高温オーブン内へ置かれ、
大気を低減させて、セラミックに付着させた導電コーテ
ィングを形成する金属層と一緒に焼成され、セラミック
は焼結され、閉じられたセルを有するモノリシック体が
形成される。
【0008】本発明の変更実施例によれば、セラミック
には低温セラミック材料が用いられる。この材料は、大
気中で焼成される従来型式のプリント回路インキを使用
できる程度の低い温度で焼結することができる。
【0009】更に別の変更実施例によれば、スペーサ部
材に金属化印刷されたのち、スペーサ部材が、2つの部
分を一緒にプレスする段階でセラミック材料に転移せし
められる。
【0010】
【実施例】本発明の新規な、かつまた改良された容量型
圧力変換器及びその製造方法の、このほかの利点及び詳
細を、以下で、添付図面に示された好適実施例につき詳
説する。
【0011】特に図4と図5から分かるように、本発明
による感圧式可変容量型変換器は、外表面のすぐ近くの
内部に空洞を有するセラミック材料製モノリシック体を
有している。金属等の適当な材料で形成されたコンデン
サプレートは、後述するように、空洞の対向表面に配置
されている。この空洞は、外部に配置された信号準備電
気回路(図示せず)への接続用各端子パッドへ、プレー
トから延びる導電経路を有している。
【0012】本発明の第1実施例によれば、たとえばコ
ーディライト、ムライト等々の種々のセラミック材料を
使用可能ではあるが、適当な組成は、約80重量%から
事実上100重量%のアルミナと、残部の、アルミナ焼
結温度でガラスを生じる添加剤とから成るものである。
そのような材料は、電子基材工業では従来から用いられ
ており、プレス用のスプレー乾燥粉末として購入する
か、もしくは、プレス用の自由に流動する粒状粉末を製
造する公知技術により特別に処方し、スプレー乾燥させ
る(図3の1)ことができる。スプレー乾燥粉末はアル
ミナと、プレスされた材料が焼結処理されるまで、粉末
を固めて維持する一時的接着剤の機能を果たす有機結合
剤、たとえばポリビニルアルコールその他のプラスチッ
クとを含んでいる。
【0013】このアルミナ・スプレー乾燥粉末は、ほぼ
453〜13,590kg/2.54mm2 (1,00
0〜30,000psi)の圧力でプレスされ(図3の
2)、図1の符号22,20で示されているような、概
して円筒形のダイアフラムとベースとの形状にされる。
図に見られるように、2.54〜25.4ミクロン
(0.001〜0.010インチ)の選定深さの凹所2
4は、ベース22の成形時にベースの一方の端面に形成
される。しかし、所望とあれば、凹所はダイアフラムに
も全体的又は部分的に形成できる。凹所の深さは、コン
デンサプレートを含めて材料の収縮時に、完成変成器の
場合に約1.27〜6.35ミクロン(0.5〜2.5
ミル)の電極間隔が得られるように、選定される。
【0014】最初のプレス加工後、ダイアフラム20と
ベース22とは、処理が可能なだけの十分な強さを有す
るものとなる。選定された電極パターンが、ダイアフラ
ム20の底面とベース22の頂面とに、スクリーン印刷
などの適当な処理によって形成される(図3の3)(図
2の(a),(b))。その場合、適当な耐高温金属、
たとえばタングステン、モリブデン/マンガン、プラチ
ナ、又はその他の耐高温材料、たとえば導電性セラミッ
クが用いられる。スクリーン印刷の場合には、金属化
は、従来の厚膜ペーストの形式のものを付着させること
で行なう。このペーストには、通例、スクリーン印刷時
の粘度調整のため、一定の溶剤を含んでいる。付着させ
たのち、溶剤は、室温で徐々に除去するか、又は部品を
空気オーブンに入れて約100℃にて、より急速に除去
する(図3の4)。
【0015】ダイアフラムとベースとを、間にスペーサ
部材を挟むことなしに一緒にプレスし、ダイアフラムと
凹所区域の底部との隙間を、特に比較的大きな隙間で維
持することが可能である。しかし、一時的なスペーサを
用いて、特に比較的小さい隙間を有するようにするのが
好ましい。つまり、スペーサによって、2つの電極間の
分離が維持され、かつダイアフラムをベースにプレスす
る次の段階の間、2つの電極が互いに接触しないように
される。事実上圧縮不能で、消滅可能な、又は分解可能
な材料から成る一時的なスペーサ部材26は、電極の所
望間隔、又は材料の複数シートの所望間隔に、好ましく
は事実上等しい厚さを有し、前記材料の全厚が、好まし
くは所望間隔に事実上等しい。このようなスペーサ部材
26が凹所24内に配置される(図3の5)。このスペ
ーサ材料は、完全に焼失するものが選ばれている。言い
かえると、ベースとダイアフラムとを一緒にプレスして
スペーサが熱により除去されたのち、灰が残らないもの
が選ばれている。そうした材料を2つ挙げれば、たとえ
ば炭酸プロピレンとE.I.デュポン・ド・ネムアズ社
(E.I.duPont de Nemours Co
mpany)の熱可塑性樹脂アセタールの商標であるダ
ーリン(Derlin)とであり、これらの材料は、所
望間隙に応じて種々の厚さで使用できる。本発明による
変換器の場合、24.5〜147ミクロン(0.001
〜0.006インチ)厚のスペーサが用いられる。つま
り、選択された隙間に適合する種々のスペーサを用いる
ことができる。
【0016】図3の6に見られるように、ダイアフラム
20とベース22とは、次に、型又は適当な平衡プレス
に入れられ、約453〜13,590kg/2.54m
2(1000〜30,000psi)の圧力で一緒に
プレスされる。
【0017】一緒にプレスされたダイアフラムとベース
とは、単一のボディ又はユニットを形成する。このユニ
ットがオーブンに入れられ、たとえば300°の比較的
低い温度で大気ふんい気内で加熱され、結合剤とスペー
サ材料とが蒸発かつ焼尽され、蒸発物質と燃焼ガスと
は、ユニットの焼結により空洞が閉じられる以前に、空
洞を通過することができる(図3の7)。この場合の温
度は、有意な酸化なしに大気又は酸素のふんい気内で金
属化の加熱が可能な最大温度によって制限される。
【0018】結合剤分解処理の間に有機結合剤及びスペ
ーサ材料を出来るだけ多く除去した後、組立てられたユ
ニットは高温炉内へ入れられ、保護ふんい気内で約14
00〜1700℃で焼結される(図3の8)。通例、こ
のふんい気には約1〜100%の水素と、通常、残部の
窒素又は分解アンモニアとが含まれている。
【0019】スプレー乾燥粉末形式の適当な結合剤と、
スペーサ部材用の適当なポリマーのいずれか一方が用い
られる場合には、結合剤除去段階は焼成サイクルの一部
として行なうことができよう。
【0020】金属化用の特殊材料とセラミックとは、収
縮率が、相互ひずみを防ぐのに十分なだけ接近している
ように選択する。更に、これら材料の熱収縮率は十分に
似た値でなければならず、また、焼成温度から冷却する
間の温度プロフィルも、ひび割れの発生しないようなも
のでなければならないだろう。
【0021】アルミナの焼結により、ユニットは図4に
符号12で示したモノリシック・デバイスに変換され
る。このデバイスは、炉の焼結ふんい気により決定され
るふんい気を有する空洞又は隙間14を有している。真
空デバイスの場合、炉のふんい気は焼結温度に達する前
に真空化されるか、もしくはベースが始めに形成される
さいに、ベース内に適当な穴をプレスすることができ
る。その場合、焼結後にデバイスを真空化し、適当な密
封材により穴を密閉できる。焼結段階は、また、アルミ
ナに金属化層を付着させ、導電層を形成するのにも用い
られる。
【0022】ユニットの焼成後、電気的な接続手段が、
導電性エポキシを有する金属化された経路にピンを取付
けることによって付加され(図3の9)、次いで図3の
10に示されているテストが行なわれる。経路へのアク
セスを形成するための適当なノッチ又は類似の手段は、
はじめのプレス段階に設けることができる。図5に見ら
れるように、ダイアフラムには端子パッドへのアクセス
を形成するノッチ40,42が設けられている。ダイア
フラムから延びている経路は、ベース22上の端子パッ
ドへ架橋できる。
【0023】本発明による一デバイスは96重量%のア
ルミナを用いて製造された。このデバイスは約2265
kg/25.4mm2 (5,000psi)の圧力で頂
部分と円筒形底部分とにプレスされた。底部分には深さ
約152.4ミクロンの凹所が設けられている。モリブ
デン/マンガン厚膜ペーストによる金属層は、スクリー
ン印刷により頂部分の片面と底部分の凹面とに付着せし
められる。厚膜ペーストの溶剤は、約100℃で大気オ
ーブン内で加熱することにより除去される。各76.2
ミクロン厚を有する炭酸プロピレンの2個のシートが凹
所内に配置され、スペーサとして役立てられ、次いでこ
れら部分が型に入れられ、約4,530kg/25.4
mm2 (10,000psi)の圧力で一緒にプレスさ
れる。組立てられたユニットは、次いで大気中で0.5
C/min.で300℃まで加熱され(5時間の均
熱)、有機結合剤とスペーサ材料を除去する。ユニット
は、次いで高温炉に入れられ、98%の窒素と2%の水
素のふんい気内で1550℃の温度にて焼結される。次
いで電気接続部が2つの金属化層から延びる経路のとこ
ろに設けられたのち、ユニットが試験され、約9ピコフ
ァラドの容量を有するように定められた。ユニットの頂
部分又はダイアフラム部分から一つの層が切離され、選
定された圧力範囲にユニットが感応するようにされた。
次いで、ユニットには、0〜約9.06kg/25.4
mm2 (20psi)の範囲の圧力をシミュレートした
一連の力が加えられた。これらの力を加えた場合の容量
値を測定し、デバイスの再現可能曲線を見出した。
【0024】図2の(a)には、コンデンサプレート2
6と、端子パッド30へ延びる経路28と、保護リング
27とを有するベース22の典型的な金属化パターンが
示されている。図2の(b)に示した別の金属化パター
ンの場合には、ダイアフラム20がコンデンサプレート
32、経路34、端子パッド36を有している。
【0025】選定された圧力範囲用に選ばれたダイアフ
ラムの比厚は、要求される適当な厚さ、すなわちプレス
及び焼成の後の目標厚、たとえば30ミルから始めるこ
とによって得ることができる。あるいは又、標準厚を形
成し、ユニットを焼結後に機械仕上げして、公知の研摩
技術により選定最終寸法にすることもできる。この機械
仕上げを容易にするためには、いくつかの型式の割出手
段を備えるようにする。たとえば図6に見られるよう
に、変換器12′のダイアフラムが、ベースより小さい
直径44を有するようにしたり、切欠区域を有するよう
にして、それが基準点として役立つようにすることによ
り、ダイアフラムの精密な厚さを確定することができ
る。あるいは又、ダイアフラムに公知物質をドーピング
することにより、ベースとは異なる色合又は色彩を与え
ることもできる。
【0026】満足な性能を得るためには、小寸法、たと
えば約2.5ミル以下の電極又はコンデンサプレートの
間に一様な間隔を設けることが必要である。モノリシッ
ク・セラミック体を形成する2つの構成要素の片方又は
両方にプレスにより凹所を形成することにより、隙間を
形成する上下表面の平行度や平面度を含めて凹所の寸法
を精密に制御することに考慮がなされている。こうした
精密な寸法制御が必要とされない場合には、より大きい
複数空洞を設けることが知られている。その場合には、
空洞の目標深さを達成すべく選定された厚さを有する1
個以上の別個の環状セラミック層を用い、この層を他の
部材の間にはさんで、焼成し、たとえばひずみセンサに
使用できる一体のボディを得ることができる。しかし、
この方法は、デバイスの他の構成要素と等しい収縮特性
を有するプレス部材と一緒に用いるには不適である。こ
の場合、前記他の構成要素は、本発明により製造される
変換器が有する精密に制御された隙間を形成するのに必
要とされる薄さを有するものである。
【0027】また、本発明の枠内で、アルミナ、シリカ
その他の従来の材料などの低温度セラミックや、電子基
材に用いられるガラス結合剤を用いることもできる。こ
れらの材料は、約850〜1000℃の温度で大気中に
て、金属化用の標準的な厚膜インキ、たとえば銀パラジ
ウム、金、銅、その他類似材料と一緒に焼結できる。ガ
ラスの組成は、前記温度で完全焼結されるように選ばれ
る。低温セラミックを用いることの大きな利点は、一緒
に焼成する間に、制御されたふんい気を用いる必要がな
いことである。
【0028】更に、本発明の枠内で、スペーサ部材の向
い合った側に、もしくは、1個以上のスペーサ部材が用
いられる場合には、別々の部材の片側に、金属化層を印
刷することができる。金属化層は、プレス工程の間にダ
イアフラムとベースとの各表面に転移せしめられる。
【0029】これまで述べたことから分かるように、本
発明は、先行技術によるユニットに比して、必要な処理
段階の数が少ないため、製造費も、より低額である。更
に、このユニットは、研摩作業を必要としないか、もし
くは、公知ユニットの場合にはダイアフラムとベースと
の両面の研摩を要するのに対し、高々1回の研摩が必要
とされるのみであり、それによってユニット製造費が最
高40%余節減される。加えて、ガラスのスペーサ又は
シールが用いられていないため、異なる材料の膨張率適
合させる問題や、不適合から生じる機械的諸性質の問題
が生じない。
【0030】以上、本発明の好適実施例を図面につき説
明した。本発明は、添付請求の範囲の枠内に属する開示
された実施例のあらゆる変更態様及び対応態様を含むも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】一体に形成される前のダイアフラム、ベース、
スペーサ部材の分解斜視図。
【図2】(a)は金属化層が付着せしめられたベースの
平面図。(b)は金属化層が付着せしめられたダイアフ
ラムの底面図。
【図3】本発明によるモノリシック・センサ製造の工程
段階を示したフローチャート。
【図4】焼結後のユニットの断面図。
【図5】コンデンサプレートから延びる経路を含むよう
に選定した方向で、図4のユニットを切断して示した断
面図。
【図6】変換器の変更態様で、図4同様の断面図。
【符号の説明】
12 モノリシック・デバイス 14 隙間又は空洞 20 ダイアフラム 22 ベース 24 凹所 26 スペーサ部材 27 保護リング 28,34 経路 30,36 端子パッド 32 コンデンサプレート 44 より小さい直径の部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランソワ エイ.パドバニ アメリカ合衆国マサチューセッツ州ウエス トウッド,リザーバー ロード 60

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容量型圧力変換器において、外周面と、
    頂面と、頂面に隣接するセラミック体内の、閉じられた
    空洞とを有する一体のセラミック体を有しており、前記
    空洞が頂壁と底壁とを有し、各導電層が互いに間隙によ
    り分離された頂壁と底壁とに設けられ、導電経路部材が
    導電層からセラミック体外周面へ延びて、セラミック体
    との電気接続がなされていることを特徴とする容量型圧
    力変換器。
  2. 【請求項2】 セラミックにアルミナが含有されている
    ことを特徴とする請求項1記載の容量性圧力変換器。
  3. 【請求項3】 アルミナの組成が少なくとも80重量%
    であることを特徴とする、請求項2記載の容量型圧力変
    換器。
  4. 【請求項4】 金属層がモリブデン/マンガン、タング
    ステン、プラチナからなる群から選定されることを特徴
    とする、請求項2記載の容量型圧力変換器。
  5. 【請求項5】 前記導電性経路部材(28)の少なくと
    も一部と整列せしめられたダイアフラムに凹所区域が含
    まれていることを特徴とする、請求項1記載の容量型圧
    力変換器。
  6. 【請求項6】 前記空洞の頂壁位置を指示する基準個所
    として役立るため、ダイアフラムに切欠(44)が形成
    されていることを特徴とする、請求項1記載の容量型圧
    力変換器。
  7. 【請求項7】 ダイアフラム(20)が、前記空洞の頂
    壁位置を指示するため、ベースに対して外観を変化させ
    るためのドープ処理部を有することを特徴とする、請求
    項1記載の容量型圧力変換器。
  8. 【請求項8】 頂壁と頂面との間の間隔が約76.2ミ
    クロン、その間隙が約6.35〜63.5ミクロンであ
    ることを特徴とする、請求項1記載の容量型圧力変換
    器。
  9. 【請求項9】 容量型圧力変換器を製造する方法におい
    て、次の段階、すなわち有機結合剤で被覆されたセラミ
    ック粉末微粒子を取り、この粉末をそれぞれ外周を有す
    る第1部分と第2部分を形成するようにプレスする段階
    と、 前記第1部分と第2部分との間に第1部分が第2部分の
    外周よりも小さい外周を有する有機材料製スペーサ部材
    を配置する段階と、 第1部分と第2部分との表面を向い合わせ、スペーサを
    間に挟み、十分な圧力でプレスすることにより2つの部
    分を互いに接着させてユニットを形成し、しかも材料内
    に空洞を残すようにする段階と、 前記ユニットの温度を結合剤分解温度に高めることによ
    り、結合剤の有機物とスペーサとを分解し、ユニットか
    らその空洞を介してパージする段階と、 前記ユニットの温度をセラミックの焼結温度に高めるこ
    とにより微粒子を一緒に焼結し、内部に空洞を有するモ
    ノリシック体を形成する段階とを有することを特徴とす
    る、容量型圧力変換器を製造する方法。
  10. 【請求項10】 金属化層をスペーサ部材の対向側に設
    け、これらスペーサ部材が、第1及び第2の部分が少な
    くとも453kg/2.54mm2 (1,000ps
    i)の圧力にてプレスされるときに、それぞれ第1、第
    2の部分に転移されることを特徴とする、請求項9記載
    の方法。
  11. 【請求項11】 前記スペーサ部材が少なくとも2個の
    有機材料製シートを有することを特徴とする、請求項1
    0記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記金属化層が、第1、第2部分の相
    互プレス前に、両部分の対向面に付着せしめられること
    を特徴とする、請求項9記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記セラミック粉末微粒子が低焼成温
    度セラミックにより形成されていることを特徴とする、
    請求項10記載の方法。
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