JPH0820326B2 - 半導体式圧力センサ - Google Patents
半導体式圧力センサInfo
- Publication number
- JPH0820326B2 JPH0820326B2 JP63075552A JP7555288A JPH0820326B2 JP H0820326 B2 JPH0820326 B2 JP H0820326B2 JP 63075552 A JP63075552 A JP 63075552A JP 7555288 A JP7555288 A JP 7555288A JP H0820326 B2 JPH0820326 B2 JP H0820326B2
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- Japan
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- pressure
- sealing
- semiconductor
- liquid
- housing
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧力検出素子として半導体圧力検出素子を
使用し、その圧力信号を用いて建設機械等の油圧制御等
を行うために使用される半導体式圧力センサに関する。
使用し、その圧力信号を用いて建設機械等の油圧制御等
を行うために使用される半導体式圧力センサに関する。
被検出圧力に応じた電気信号を発生する圧力センサと
して、従来から種々の検出原理のものが知られている
が、近年に至りシリコン基板にピエゾ抵抗素子を形成し
てなる、いわゆる半導体圧力検出素子が広く使用される
ようになってきた。
して、従来から種々の検出原理のものが知られている
が、近年に至りシリコン基板にピエゾ抵抗素子を形成し
てなる、いわゆる半導体圧力検出素子が広く使用される
ようになってきた。
ところで、この半導体圧力検出素子を用いた圧力セン
サには、この素子の劣化に伴う問題点を除くため、シリ
コーンオイル等の適当な液体中に検出素子を封入した状
態で使用する、いわゆる液封型圧力センサとして構成さ
れたものが知られており、その一例を第３図に示す。
サには、この素子の劣化に伴う問題点を除くため、シリ
コーンオイル等の適当な液体中に検出素子を封入した状
態で使用する、いわゆる液封型圧力センサとして構成さ
れたものが知られており、その一例を第３図に示す。
この第３図において、101はシリコン基板の一主面上
にピエゾ抵抗素子102を形成して作られた圧力検出素子
で、ほうけい酸ガラス等の絶縁物から成る台座103の上
に気密に接着されている。この台座103はセンサ室104を
構成するセンサボディ105に気密に固定され、検出素子1
01の他主面側を大気中等に連通させるための連通孔106
や、検出素子101からリード線107を介して取り出される
電気信号を外部に導くためのハーメチック端子108が設
けられている。
にピエゾ抵抗素子102を形成して作られた圧力検出素子
で、ほうけい酸ガラス等の絶縁物から成る台座103の上
に気密に接着されている。この台座103はセンサ室104を
構成するセンサボディ105に気密に固定され、検出素子1
01の他主面側を大気中等に連通させるための連通孔106
や、検出素子101からリード線107を介して取り出される
電気信号を外部に導くためのハーメチック端子108が設
けられている。
109はシールダイヤフラムで、その周辺部109aがボデ
ィ105に溶接等によって固着され、検出素子101を覆って
センサ室104を区画している。
ィ105に溶接等によって固着され、検出素子101を覆って
センサ室104を区画している。
ボディ105にはセンサ室104を外部に連通させる為の孔
110が設けられており、検出素子101やシールダイヤフラ
ム109を取付けたあと、この孔110によってセンサ室104
内を真空脱気し、その後、シリコーンオイル等の液体を
この孔110からセンサ室104の中に注入し、孔110に栓111
を打ち込んで封止する。
110が設けられており、検出素子101やシールダイヤフラ
ム109を取付けたあと、この孔110によってセンサ室104
内を真空脱気し、その後、シリコーンオイル等の液体を
この孔110からセンサ室104の中に注入し、孔110に栓111
を打ち込んで封止する。
一方、センサボディ105にはＯリング等の気密リング
パッキン112を介してフランジ113がネジ114等によって
組付けられ、圧力センサとして構成される。
パッキン112を介してフランジ113がネジ114等によって
組付けられ、圧力センサとして構成される。
こうして作られた圧力センサには、フランジ113に設
けられている孔115から被測定圧力が、その圧力導入室1
16の中に導入され、この結果、圧力検出素子101はシー
ルダイヤフラム109とセンサ室104内に密封されているシ
リコーンオイルを介して被測定圧力を受け、それに応じ
た電気信号を端子108に発生し、圧力センサとして動作
することになる。
けられている孔115から被測定圧力が、その圧力導入室1
16の中に導入され、この結果、圧力検出素子101はシー
ルダイヤフラム109とセンサ室104内に密封されているシ
リコーンオイルを介して被測定圧力を受け、それに応じ
た電気信号を端子108に発生し、圧力センサとして動作
することになる。
又、この液封型圧力センサによれば、検出素子101の
検出面がシリコーンオイル等の安定な液体によって封じ
込められているため、被測定圧力がもたらす液体等によ
る劣化の恐れがなく、耐環境性に富み、高い信頼性を与
えることができる。
検出面がシリコーンオイル等の安定な液体によって封じ
込められているため、被測定圧力がもたらす液体等によ
る劣化の恐れがなく、耐環境性に富み、高い信頼性を与
えることができる。
ところで圧力センサは、センサ室104内の液体に被測
定圧力がそのまま与えられ、その圧力は油圧機器等では
2000気圧にも達する場合がある。その場合、上述した第
３図に示すような従来の圧力センサでは、栓111の一端
には大気が、又他端にがシリコーンオイル104が作用し
ているので、被測定圧力がシリコーンオイル104を介し
てそのまま栓111に加えられることとなり、センサボデ
ィ105に対する栓111の固着を充分に行わないと、この栓
111の部分で液洩れを生じてしまい、その結果装置の信
頼性が低下するという問題があった。
定圧力がそのまま与えられ、その圧力は油圧機器等では
2000気圧にも達する場合がある。その場合、上述した第
３図に示すような従来の圧力センサでは、栓111の一端
には大気が、又他端にがシリコーンオイル104が作用し
ているので、被測定圧力がシリコーンオイル104を介し
てそのまま栓111に加えられることとなり、センサボデ
ィ105に対する栓111の固着を充分に行わないと、この栓
111の部分で液洩れを生じてしまい、その結果装置の信
頼性が低下するという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、封
入液を封止している封止部材にかかる負担を低減し、確
実に封入液の液洩れ発生を防止するようにした半導体式
圧力センサを提供することを目的としている。
入液を封止している封止部材にかかる負担を低減し、確
実に封入液の液洩れ発生を防止するようにした半導体式
圧力センサを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本願発明の半導体式圧力
センサにおいては、 凹部を有するハウジングと、 前記凹部内に取り付けられ、被検出圧力に応じた電気
信号を発生する半導体圧力検出素子と、 この半導体圧力検出素子に電気接続され、前記電気信
号を外部に伝達する伝達手段と、 前記凹部を塞ぐように形成されたダイヤフラムと、 前記ハウジングの前記凹部内に封入され、前記ダイヤ
フラムに作用する被検出圧力を前記半導体圧力検出素子
に伝える封入液と、 前記ハウジング内の前記凹部につながる部分に形成さ
れ、前記凹部に前記封入液を封入するための封入孔と、 この封止孔に設けられ前記封入液を封止する封止部材
と、 この封止部材を保持する保持部材と を備え、 前記封止部材および前記保持部材は、前記封入液と前
記被検出圧力の圧力媒体との間に配置されると共に、前
記封止部材は前記保持部材により押圧固定されることを
特徴としている。
センサにおいては、 凹部を有するハウジングと、 前記凹部内に取り付けられ、被検出圧力に応じた電気
信号を発生する半導体圧力検出素子と、 この半導体圧力検出素子に電気接続され、前記電気信
号を外部に伝達する伝達手段と、 前記凹部を塞ぐように形成されたダイヤフラムと、 前記ハウジングの前記凹部内に封入され、前記ダイヤ
フラムに作用する被検出圧力を前記半導体圧力検出素子
に伝える封入液と、 前記ハウジング内の前記凹部につながる部分に形成さ
れ、前記凹部に前記封入液を封入するための封入孔と、 この封止孔に設けられ前記封入液を封止する封止部材
と、 この封止部材を保持する保持部材と を備え、 前記封止部材および前記保持部材は、前記封入液と前
記被検出圧力の圧力媒体との間に配置されると共に、前
記封止部材は前記保持部材により押圧固定されることを
特徴としている。
上記のように構成された半導体式圧力センサでは、封
入液の封止に際し封止部材と保持部材を用い、これら封
止部材と保持部材を封入液と圧力媒体との間に配置し、
しかも、保持部材により封止部材を押圧固定し保持して
いるので、封入液の封止部において確固たるシール状態
が得られる。
入液の封止に際し封止部材と保持部材を用い、これら封
止部材と保持部材を封入液と圧力媒体との間に配置し、
しかも、保持部材により封止部材を押圧固定し保持して
いるので、封入液の封止部において確固たるシール状態
が得られる。
以下、本発明を図面に示す実施例を用いて説明する。
第１図は、本発明を50〜2000気圧の圧力を検出する高圧
型の圧力センサに適用した一実施例である。図におい
て、３はその一端の凹部内にセンサ感圧部１を有し、他
端部が開口する断面円形の内部空間２を形成する容器状
のハウジング３であり、そのハウジング３の内部空間２
には回路基板４が収納されるが、又、カバー部材５とか
しめ等により結合固定されている。センサ感圧部１は、
圧力室1aと、圧力室1aの開口部を覆って溶接等により接
合された金属ダイヤフラム1bと、圧力室1a内に固定され
た台座1cに接着され、一主面に図示しない拡散等による
半導体歪ゲージを形成すると共に、他主面にダイヤフラ
ムを形成するための凹部を形成した半導体圧力検出素子
1dとを有し、圧力室1aには、半導体圧力検出素子1dの劣
化を防ぐために、シリコーンオイル1eが封入されてい
る。またハウジング３にはガラス製絶縁シール６を介し
て電気的伝達手段であるリード７が保持され、リード７
の一端は半導体圧力検出素子1dとワイヤ1fによりワイヤ
ボンディングされ、接続されている。リード７の他端は
内部空間２に突出し、回路基板４にハンダ付けにより固
定されている。尚、ハウジング３はネジ部８を有してお
り、各種高圧機器、油圧機器等において、他部品50に螺
合可能となっている。又、Ｏリング９はハウジング３と
他部品50とをシールするためのものである。
第１図は、本発明を50〜2000気圧の圧力を検出する高圧
型の圧力センサに適用した一実施例である。図におい
て、３はその一端の凹部内にセンサ感圧部１を有し、他
端部が開口する断面円形の内部空間２を形成する容器状
のハウジング３であり、そのハウジング３の内部空間２
には回路基板４が収納されるが、又、カバー部材５とか
しめ等により結合固定されている。センサ感圧部１は、
圧力室1aと、圧力室1aの開口部を覆って溶接等により接
合された金属ダイヤフラム1bと、圧力室1a内に固定され
た台座1cに接着され、一主面に図示しない拡散等による
半導体歪ゲージを形成すると共に、他主面にダイヤフラ
ムを形成するための凹部を形成した半導体圧力検出素子
1dとを有し、圧力室1aには、半導体圧力検出素子1dの劣
化を防ぐために、シリコーンオイル1eが封入されてい
る。またハウジング３にはガラス製絶縁シール６を介し
て電気的伝達手段であるリード７が保持され、リード７
の一端は半導体圧力検出素子1dとワイヤ1fによりワイヤ
ボンディングされ、接続されている。リード７の他端は
内部空間２に突出し、回路基板４にハンダ付けにより固
定されている。尚、ハウジング３はネジ部８を有してお
り、各種高圧機器、油圧機器等において、他部品50に螺
合可能となっている。又、Ｏリング９はハウジング３と
他部品50とをシールするためのものである。
回路基板４にはリード線10がハンダ付けにより保持さ
れ、回路基板４は水分、チリ等の汚染から保護するため
に、その周囲でシリコーンゲル11がポッティングされて
いる。カバー部材５は一端がハウジング３の内部空間２
内に挿入され、ハウジング３の端部12がカバー部材５の
端部外側面にかしめにより締結されることにより、カバ
ー部材５とハウジング３とは固定されている。また、カ
バー部材５には樹脂製被膜13によって覆われたリード線
14がエポキシ樹脂15によってポッティングされており、
その一端はリード線10とハンダ付けにより固定されてい
る。
れ、回路基板４は水分、チリ等の汚染から保護するため
に、その周囲でシリコーンゲル11がポッティングされて
いる。カバー部材５は一端がハウジング３の内部空間２
内に挿入され、ハウジング３の端部12がカバー部材５の
端部外側面にかしめにより締結されることにより、カバ
ー部材５とハウジング３とは固定されている。また、カ
バー部材５には樹脂製被膜13によって覆われたリード線
14がエポキシ樹脂15によってポッティングされており、
その一端はリード線10とハンダ付けにより固定されてい
る。
鋼等より成る球形の鋼球バルブ16は、シリコーンオイ
ル1eを封止するためのもので、ネジ17によって圧接固定
されており、ネジ17の鋼球バルブ16と接する面と反対の
面は、ダイヤフラム1bと同様に圧力媒体と接している。
ル1eを封止するためのもので、ネジ17によって圧接固定
されており、ネジ17の鋼球バルブ16と接する面と反対の
面は、ダイヤフラム1bと同様に圧力媒体と接している。
上記のように構成された第１実施例の半導体式圧力セ
ンサによれば、シリコールオイル1eを封止している鋼球
バルブ16及びネジ17が、圧力媒体側から受ける圧力Ｐ
（矢印Ｂ）と、シリコーンオイル1e側から受ける圧力Ｐ
（矢印Ａ）とは等しいので、封止部材16及びネジ17の圧
力媒体側とシリコーンオイル側の圧力差はほとんど無
く、ダイヤフラム1bに数百気圧の圧力がかかった場合で
も、鋼球バルブ16とネジ17は同様に矢印Ｂ側の圧力媒体
から数百気圧の圧力を受けるので、シリコーンオイル1e
が外部に洩れることがなく、センサとしての信頼性が向
上する。
ンサによれば、シリコールオイル1eを封止している鋼球
バルブ16及びネジ17が、圧力媒体側から受ける圧力Ｐ
（矢印Ｂ）と、シリコーンオイル1e側から受ける圧力Ｐ
（矢印Ａ）とは等しいので、封止部材16及びネジ17の圧
力媒体側とシリコーンオイル側の圧力差はほとんど無
く、ダイヤフラム1bに数百気圧の圧力がかかった場合で
も、鋼球バルブ16とネジ17は同様に矢印Ｂ側の圧力媒体
から数百気圧の圧力を受けるので、シリコーンオイル1e
が外部に洩れることがなく、センサとしての信頼性が向
上する。
次に本発明の第２実施例を第２図を用いて説明する。
尚、第１実施例と同一構成の要素は第１実施例と同一の
符号を付して説明する。この第２実施例は、ハウジング
18の形状及び封止部材19とネジ20の取付け位置が異なる
ことを除けば、基本的に上記第１実施例と同様である。
尚、第１実施例と同一構成の要素は第１実施例と同一の
符号を付して説明する。この第２実施例は、ハウジング
18の形状及び封止部材19とネジ20の取付け位置が異なる
ことを除けば、基本的に上記第１実施例と同様である。
鋼球バルブ19とネジ20が、ネジ部８のところに取付け
られ、シリコーンオイル1eと圧力媒体との間に位置す
る。ハウジング18が有するネジ部８と他部品50とのすき
間には圧力媒体が介在しており、Ｏリング９によってシ
ールされている。
られ、シリコーンオイル1eと圧力媒体との間に位置す
る。ハウジング18が有するネジ部８と他部品50とのすき
間には圧力媒体が介在しており、Ｏリング９によってシ
ールされている。
上記第２実施例の半導体式圧力センサによれば、上記
第１実施例と同様に、シリコーンオイル1eを封止してい
る封止部材19及びネジ20の圧力媒体側とシリコーンオイ
ル側の圧力差はほとんど無く、ダイヤフラム1bに数百気
圧の圧力がかかった場合でも、シリコーンオイル1eを介
して封止部材19及びネジ20にかかる圧力と、圧力媒体か
ら鋼球バルブ19及びネジ20が受ける圧力は等しいので、
鋼球バルブ19及びネジ20の圧力媒体側とシリコーンオイ
ル側の圧力差は無く、従ってシリコーンオイル1eが外部
に洩れる心配が無くなる。また、鋼球バルブ19とネジ20
の取付け位置をネジ部８のところに配置したため、第１
実施例においてネジ17より突出した分だけセンサ全体の
大きさを小さくできる。以上説明した第１、第２実施例
においては、液封に際し、封止部材として鋼球バルブ1
6,19を用い、さらに保持部材としてネジ17,20を用い、
しかも、ネジ17,20により鋼球バルブ16,19を押圧固定し
保持しているので、確固たるシール状態が得られること
になる。従って、圧力の過渡的な応答時に生じる圧損に
対しても十分なシール性が得られ、確実に封入液の液洩
れ発生を防止することができる。
第１実施例と同様に、シリコーンオイル1eを封止してい
る封止部材19及びネジ20の圧力媒体側とシリコーンオイ
ル側の圧力差はほとんど無く、ダイヤフラム1bに数百気
圧の圧力がかかった場合でも、シリコーンオイル1eを介
して封止部材19及びネジ20にかかる圧力と、圧力媒体か
ら鋼球バルブ19及びネジ20が受ける圧力は等しいので、
鋼球バルブ19及びネジ20の圧力媒体側とシリコーンオイ
ル側の圧力差は無く、従ってシリコーンオイル1eが外部
に洩れる心配が無くなる。また、鋼球バルブ19とネジ20
の取付け位置をネジ部８のところに配置したため、第１
実施例においてネジ17より突出した分だけセンサ全体の
大きさを小さくできる。以上説明した第１、第２実施例
においては、液封に際し、封止部材として鋼球バルブ1
6,19を用い、さらに保持部材としてネジ17,20を用い、
しかも、ネジ17,20により鋼球バルブ16,19を押圧固定し
保持しているので、確固たるシール状態が得られること
になる。従って、圧力の過渡的な応答時に生じる圧損に
対しても十分なシール性が得られ、確実に封入液の液洩
れ発生を防止することができる。
尚、上記第１、第２実施例においては、シリコーンオ
イル1eを封止するため、鋼球バルブ16,19をネジ17,20で
押圧固定したが、鋼球バルブとネジの代わりに先端が円
錐状のネジやエキスパンダ（商品名）等を用いて封止す
るようにしても良い。
イル1eを封止するため、鋼球バルブ16,19をネジ17,20で
押圧固定したが、鋼球バルブとネジの代わりに先端が円
錐状のネジやエキスパンダ（商品名）等を用いて封止す
るようにしても良い。
また、鋼球バルブ16,19及びネジ17,20の取付け位置は
上記第１、第２実施例に示した位置に限らずに、圧力媒
体とシリコーンオイル1eの間にあれば良い。
上記第１、第２実施例に示した位置に限らずに、圧力媒
体とシリコーンオイル1eの間にあれば良い。
本発明は、以上説明したように、封止部材と保持部材
を封入液と圧力媒体との間に配置し、しかも、保持部材
により封止部材を押圧固定し保持するように構成してい
るので、封入液の封止部において確固たるシール状態が
得られ、確実に封入液の液洩れ発生を防止することがで
きるという優れた効果を奏する。
を封入液と圧力媒体との間に配置し、しかも、保持部材
により封止部材を押圧固定し保持するように構成してい
るので、封入液の封止部において確固たるシール状態が
得られ、確実に封入液の液洩れ発生を防止することがで
きるという優れた効果を奏する。
第１図は本発明の第１実施例を示す縦断面図、第２図は
本発明の第２実施例を示す縦断面図、第３図は従来例を
示す縦断面図である。 １……センサ感圧部,1a……圧力室,1b……ダイヤフラ
ム,1c……台座,1d……半導体圧力検出素子,1e……シリ
コーンオイル,1f……ワイヤ,2……内部空間,3,18……ハ
ウジング,4……回路基板部,5……カバー部材,6……ガラ
ス製絶縁シール,7……リード,8……ネジ部,9……Ｏリン
グ,10……リード線,11……シリコーンゲル,12……ハウ
ジングの端部,13……樹脂製被膜,14……リード線,15…
…エポキシ樹脂,16,19……鋼球バルブ,17,20……ネジ。
本発明の第２実施例を示す縦断面図、第３図は従来例を
示す縦断面図である。 １……センサ感圧部,1a……圧力室,1b……ダイヤフラ
ム,1c……台座,1d……半導体圧力検出素子,1e……シリ
コーンオイル,1f……ワイヤ,2……内部空間,3,18……ハ
ウジング,4……回路基板部,5……カバー部材,6……ガラ
ス製絶縁シール,7……リード,8……ネジ部,9……Ｏリン
グ,10……リード線,11……シリコーンゲル,12……ハウ
ジングの端部,13……樹脂製被膜,14……リード線,15…
…エポキシ樹脂,16,19……鋼球バルブ,17,20……ネジ。
Claims (2)
- 【請求項１】凹部を有するハウジングと、 前記凹部内に取り付けられ、被検出圧力に応じた電気信
号を発生する半導体圧力検出素子と、 この半導体圧力検出素子に電気接続され、前記電気信号
を外部に伝達する伝達手段と、 前記凹部を塞ぐように形成されたダイヤフラムと、 前記ハウジングの前記凹部内に封入され、前記ダイヤフ
ラムに作用する被検出圧力を前記半導体圧力検出素子に
伝える封入液と、 前記ハウジング内の前記凹部につながる部分に形成さ
れ、前記凹部に前記封入液を封入するための封入孔と、 この封入孔に設けられ前記封入液を封止する封止部材
と、 この封止部材を保持する保持部材と を備え 前記封止部材および前記保持部材は、前記封入液と前記
被検出圧力の圧力媒体との間に配置されると共に、前記
封止部材は前記保持部材により押圧固定されることを特
徴とする半導体式圧力センサ。 - 【請求項２】前記封止部材は、前記圧力媒体を介して他
部品との取付け位置に配置することを特徴とした請求項
１記載の半導体式圧力センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075552A JPH0820326B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 半導体式圧力センサ |
| US07/316,647 US5000047A (en) | 1988-03-29 | 1989-02-28 | Pressure sensor |
| DE3908855A DE3908855A1 (de) | 1988-03-29 | 1989-03-17 | Drucksensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075552A JPH0820326B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 半導体式圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248033A JPH01248033A (ja) | 1989-10-03 |
| JPH0820326B2 true JPH0820326B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=13579463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63075552A Expired - Fee Related JPH0820326B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 半導体式圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820326B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565629A (en) * | 1992-12-11 | 1996-10-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor-type pressure sensor with isolation diaphragm with flat portion between corrugations |
| KR20040024324A (ko) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | 주식회사 케이이씨 | 압력센서 패키지 |
| JP7172284B2 (ja) * | 2018-08-27 | 2022-11-16 | 横河電機株式会社 | フィールド機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4563903A (en) | 1983-04-13 | 1986-01-14 | Ermeto Armaturen Gmbh | Pressure sensor |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP63075552A patent/JPH0820326B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4563903A (en) | 1983-04-13 | 1986-01-14 | Ermeto Armaturen Gmbh | Pressure sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01248033A (ja) | 1989-10-03 |
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