JPH07174654A

JPH07174654A - 圧力センサ

Info

Publication number: JPH07174654A
Application number: JP34542593A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hirose; 茂広瀬; Koji Fukuhisa; 孝治福久
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で、迅速な測定が可能であり、セ
ンサ素子とセンサケースとの接着状態も良好なものにす
る。【構成】流体の圧力が印加されその圧力を検知するセ
ンサ素子１０と、このセンサ素子１０を所定の取り付け
面に収容するセンサケース１２とを有する。このセンサ
ケース１２の取り付け面１２ａに凹凸部２２を形成し、
センサ素子１０の脚部１１を、凹凸部２２に塗布した接
着剤１４を介してセンサケース１２の取り付け面１２ａ
に固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、流体圧力をダイヤフ
ラムに導いてその歪を電気的に検出し、圧力の値を電気
的出力として得る圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体圧力センサは、図５に示す
ように、半導体のセンサ素子１０の脚部１１がセンサケ
ース１２の取り付け面に、シリコンゴム等の接着剤１４
により固定されている。この取り付け面１２は平面状に
形成され、接着剤１４は、センサ素子１０を取り付ける
際の摺り合わせ作業及び表面張力により、図示するよう
に、脚部１１の側面に摺り上がって固化する。また、セ
ンサケース１２には圧力導入孔１６が形成され、この圧
力導入孔１６から被測定ガスの圧力が導入されれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、圧力測定当初、圧力導入孔１６から導かれたＬＰガ
ス等の被測定ガスが、硬化した接着剤１４の表面から浸
透し内部に拡散する。この時、拡散ガスの拡散面１５
は、接着剤１４の内側表面から徐々にセンサ素子１０の
脚部１１の下方に向かい、最終的には接着剤１４の外側
に達する。この時、接着剤１４内にガスが拡散すること
により拡散部分の接着剤１４が膨潤し、センサ素子１０
に応力を生じさせる。この被測定ガスの拡散による応力
により、圧力測定当初、図６の破線に示すグラフのよう
に、一旦正方向に出力が出た後、負方向に大きく振れ、
再び正方向に戻り数時間後に一定値に安定するものであ
った。このように出力値が変化するのは、このガス拡散
による接着剤１４の膨張が、当初センサ素子１０のダイ
ヤフラム１０ａを図面上膨らませるように作用し、正方
向の出力を出させる。そして、拡散面１５がセンサ素子
１５の脚部１１の裏面に達すると、センサ素子１０のダ
イヤフラム１０ａを、その面方向に引っ張るように作用
し、センサ素子１０には負圧が作用したように応力がか
かるので、大きくマイナス出力となる。さらに、拡散面
１５が接着剤１４の外側に向かうと、徐々に負方向の応
力が緩和され、さらに拡散面が接着剤１４の外側付近に
近づくと、再び正方向の応力となり、この後、センサ素
子１０の出力が一定値に安定する。

【０００４】従って、従来の半導体圧力センサの場合、
測定当初の被測定ガス導入時においては、センサ出力値
が一定値に安定するまで正確な測定ができず、この安定
化するまでの時間が数時間と長いものであった。さら
に、同一センサ素子１０の各脚部１１毎でも、接着剤１
４の量が異なりやすく、この接着剤量の相違により上記
したような出力の振れが、より大きく出るものであっ
た。さらに、接着剤１４の量の不揃いにより、接着状態
のばらつきによる接合強度のばらつきが生じ、結果的に
接合強度が低下してしまうものであった。

【０００５】この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑
みて成されたもので、簡単な構成で、迅速な測定が可能
であり、センサ素子とセンサケースとの接着状態も良好
な圧力センサを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、流体の圧力
が印加されその圧力を検知するセンサ素子と、このセン
サ素子を所定の取り付け面に収容するセンサケースとを
有し、このセンサケースの取り付け面に凹凸部を形成
し、上記センサ素子の脚部を、上記凹凸部に塗布した接
着剤を介して上記センサケースの取り付け面に固定した
圧力センサである。上記センサ素子の脚部の側縁部は、
上記凹凸部の凹部の上方に位置し、上記接着剤が上記凹
凸部の凸部表面及び凹部内に塗布されて、上記脚部の裏
面とセンサケースとを接合しているものである。また、
上記凹凸部は、センサ素子の脚部が取り付けられる取り
付け面に形成された１又は複数の凹溝又は突条からなる
ものである。

【０００７】

【作用】この発明の圧力センサは、センサ素子の脚部が
接着されるセンサケースの取り付け面に、凹凸部が形成
され、この凹凸部により、接着剤が凹部に収容されて、
センサ素子の脚部の側面に接着剤が摺り上がってくるこ
とがなく、接着剤の体積変化に対しても、凹部内の接着
剤によりセンサ素子へ作用する力を少なくし、センサ素
子に余計な応力がかからないようにしたものである。

【０００８】

【実施例】以下この発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１、図２はこの発明の第一実施例を示す
もので、この実施例の圧力センサは、シリコン半導体の
センサ素子１０を有し、センサ素子１０は、圧力を検知
するダイヤフラム１０ａと、脚部１１とから成る。ダイ
ヤフラム１０ａには、圧力検知用の歪ゲージである拡散
抵抗部が形成されている。そして、センサ素子１０の脚
部１１は、ＰＰＳ樹脂等の樹脂製のセンサケース１２の
取り付け面１２ａに、シリコンゴム等の接着剤１４によ
って気密状態で固定されている。この取り付け面１２ａ
には、脚部１１の側面方向に沿って、凹部としての２本
の凹溝２０と、この凹溝２０間の凸部２１とから成る凹
凸部２２が形成されている。また、この取り付け面１２
ａの中央部には、被測定ガスの圧力をセンサ素子１０の
内側へ導く圧力導入孔１６が形成されている。

【０００９】このセンサ素子１０が取り付けられたセン
サケース１２は、図２に示すように、リードフレームの
リード端子２４がインサート成型されて設けられ、セン
サケース１２の両側から３本づつのリード端子２４が延
び出ている。リード端子２４の基端部は、センサケース
１２内でボンディングパッド２５として形成され、セン
サ素子１０の電極部と金線２７によりワイヤボンディン
グされている。また、センサケース１２には、圧力導入
孔１６を有した圧力導入筒２６が一体に形成され、セン
サ素子１０の裏面側と圧力を導入する。さらに、この実
施例では、センサケース１２の底面開口部は、６６ナイ
ロン等の樹脂製の蓋体３０が接着されて覆われ、この蓋
体３０には、センサ素子１０の一方の側の空間を大気圧
と等しくする大気圧導入口３２が形成されている。

【００１０】この実施例の圧力センサのセンサ素子１０
の取り付け方法は、先ず、センサケース１２の取り付け
面１２ａの凹凸部２２上に、接着剤１４を塗布する。そ
して、この接着剤１４上にセンサチップ１０の脚部１１
の裏面を当接させる。そして、センサチップ１０を取り
付け面１２ａに沿ってわずかに縦横に移動させ、接着剤
を脚部１１の裏面と取り付け面１２ａの表面とに馴染ま
せる。そして、センサ素子１０の脚部１１の側縁部が凹
凸部２２の凹溝２０の上に位置するように位置合わせす
る。これにより、接着剤１４が硬化すると、凹凸部２２
の凸部２１の表面及び凹溝２０内の接着剤１４によっ
て、脚部１１が取り付け面１２上に保持される。

【００１１】この実施例の圧力センサによれば、センサ
素子１０の取り付け時においても、接着剤１４が凹溝２
０に収容され、センサ素子１０の脚部１１の側面に接着
剤１４が摺り上がってくることがない。従って、被測定
ガスの注入による接着剤１４の体積変化に対しても、凹
溝２０内の接着剤１４により、センサ素子１０へ作用す
る不均一な力が少なくなり、体積膨張に対しても凹溝２
０によりセンサ素子１０へ作用する歪量が減少し、大き
な応力を生じさせないものである。また、接着剤１４の
塗布量のばらつきも生じにくく、接着剤１４の硬化状態
も均一なものとなる。従って、上記従来の技術のような
圧力測定開始当初の出力値の変動が生ぜず、図６の実線
で示すように、被測定ガスの注入後、数分でセンサ素子
１０の出力値が安定し、正確な測定が可能となるもので
ある。また、凸部２１の接着剤１４の厚みが比較的薄い
ものとすることができ、接着状態も均一なものであるこ
とから、接着強度を上げることも可能である。

【００１２】次に、この発明の第二実施例について、図
３を基にして説明する。ここで、上記実施例と同様の部
材は同一符号を付して説明を省略する。この実施例は、
センサケース１２の取り付け面１２ａに、センサ素子１
０の脚部１２に沿って、連続した凸部である凸条４１を
形成したものである。そして、この凸条４１の両側段差
部分が凹部４０となり、この凹部４０と凸条４１とによ
り凹凸部４２を形成しているものである。この凹凸部４
２には、凸条４１上にセンサ素子１０の脚部１１が接着
され、凸条４１の外側の凹部４０に、接着剤１４が溜る
ようにしたものである。そして、これによっても上記実
施例と同様の効果を得ることができる。

【００１３】次に、この発明の第三実施例について、図
４を基にして説明する。ここで、上記実施例と同様の部
材は同一符号を付して説明を省略する。この実施例は、
センサケース１２の取り付け面１２ａに、センサ素子１
０の脚部１１に沿って多数の凹溝２０を形成したもので
ある。そして、この凹溝２０の所望の位置に接着剤１４
を塗布し、センサ素子１０を接着したものである。これ
によって、上記実施例と同様の効果を得ることができる
とともに、センサ素子１０の取り付け時に、この凹溝２
０を目安に位置調整することができ、さらに、大きさの
異なるセンサ素子１０の取り付けも可能なものである。

【００１４】尚、この発明の圧力センサは、上記の実施
例に限定されるものではなく、凹凸部の形状は、凹部及
び凸部が連続したものの他、連続せずに、所定個所毎に
設けられていても良く、円柱条の凸部や円柱上の凹部が
多数形成されたものや、とびとびに凸条又は凹溝が形成
されたものでも良く、凹凸部により接着剤が溜る部分が
形成されていれば良いものである。

【００１５】

【発明の効果】この発明の圧力センサは、センサケース
の取り付け面に形成された凹凸部に、接着剤を介してセ
ンサ素子が取り付けられているので、接着状態が均一で
良好なものであり、センサ素子に、接着剤の硬化に伴う
無用な応力がかからず、測定開始後迅速に測定可能な状
態となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の圧力センサの部分拡大
縦断面図である。

【図２】この第一実施例の圧力センサの縦断面図であ
る。

【図３】この発明の第二実施例の圧力センサの部分拡大
縦断面図である。

【図４】この発明の第三実施例の圧力センサの部分拡大
縦断面図である。

【図５】従来の圧力センサの部分拡大縦断面図である。

【図６】従来の圧力センサの測定当初の出力を示すグラ
フ（破線）と、この発明の第一実施例の圧力センサの測
定当初の出力を示すグラフ（実線）である。

【符号の説明】

１０センサ素子１１脚部１２センサケース１２ａ取り付け面１４接着剤２０凹溝（凹部）２１凸部２２凹凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の圧力が印加されその圧力を検知す
るセンサ素子と、このセンサ素子を所定の取り付け面に
収容するセンサケースとを有した圧力センサにおいて、
このセンサケースの取り付け面に凹凸部を形成し、上記
センサ素子の脚部を、上記凹凸部に塗布した接着剤を介
して上記センサケースの取り付け面に固定したことを特
徴とする圧力センサ。
【請求項２】上記センサ素子の脚部の側縁部は、上記
凹凸部の凹部の上方に位置し、上記接着剤が上記凹凸部
の凸部表面及び凹部内に塗布されて上記脚部の裏面とセ
ンサケースとを接合していることを特徴とする請求項１
記載の圧力センサ。
【請求項３】上記凹凸部は、センサ素子の脚部が取り
付けられる取り付け面に形成された１又は複数の凹溝又
は突条であることを特徴とする請求項１又は２記載の圧
力センサ。