JPH08247875A - 微小変動圧力検出器とその製造方法 - Google Patents
微小変動圧力検出器とその製造方法Info
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- JPH08247875A JPH08247875A JP5077295A JP5077295A JPH08247875A JP H08247875 A JPH08247875 A JP H08247875A JP 5077295 A JP5077295 A JP 5077295A JP 5077295 A JP5077295 A JP 5077295A JP H08247875 A JPH08247875 A JP H08247875A
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- lower electrode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】圧力検出感度が高く、耐食性が大きく、特性劣
化が少なく、製造が容易な微小変動圧力検出器を提供す
る。 【構成】基盤固定リング１の上面に可撓性の絶縁体薄膜
２を張り、その上に設け下部電極３、圧電素子４を設け
る。下部電極３の電極引出し部３ａに対応する部分に第
１切欠部５ａを有する第１固定リング５を設けて下部電
極３と圧電素子４の周囲を囲む。圧電素子４の上に上部
電極７を設置し、その表面にパッシベーション膜８を設
けて保護する。第２固定リング９を設け、第１固定リン
グ５の周囲を囲む。都市ガスに対して耐食性の大きいフ
ツ素樹脂系高分子化合物で絶縁体薄膜２、パッシベーシ
ョン膜８、固定リング１，５，７を作る。フツ素樹脂系
高分子化合物は、表面が活性化されて接着剤で接着てき
るように高電圧コロナ放電で処理される。
化が少なく、製造が容易な微小変動圧力検出器を提供す
る。 【構成】基盤固定リング１の上面に可撓性の絶縁体薄膜
２を張り、その上に設け下部電極３、圧電素子４を設け
る。下部電極３の電極引出し部３ａに対応する部分に第
１切欠部５ａを有する第１固定リング５を設けて下部電
極３と圧電素子４の周囲を囲む。圧電素子４の上に上部
電極７を設置し、その表面にパッシベーション膜８を設
けて保護する。第２固定リング９を設け、第１固定リン
グ５の周囲を囲む。都市ガスに対して耐食性の大きいフ
ツ素樹脂系高分子化合物で絶縁体薄膜２、パッシベーシ
ョン膜８、固定リング１，５，７を作る。フツ素樹脂系
高分子化合物は、表面が活性化されて接着剤で接着てき
るように高電圧コロナ放電で処理される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小変動圧力検出器と
その製造方法、特に都市ガス等の流体の流量を測定する
フルイディック流量計等に使用される微小変動圧力検出
器とその製造方法に関する。
その製造方法、特に都市ガス等の流体の流量を測定する
フルイディック流量計等に使用される微小変動圧力検出
器とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、都市ガス等の流体の流量を測定す
る流量計の一種としてフルイディック流量計と呼ばれる
ものが知られている。この流量計は、コアンダー効果に
よって側壁に沿ってながれる流体の噴出流の一部を帰還
流路により噴出流の基部に帰還させることによって、噴
出流の流路を２値的に切り換えられて生じる変動周期が
等しくかつ互に逆位相の関係にある２つの振動圧力を圧
電膜に導き、この圧力によって圧電膜に生じた電圧から
流体の流量を測定するものである。同様にして流速計も
作られている。コアンダー効果を利用したフルイディッ
ク流量計については、例えば特開平１−２２７９２５号
公報に開示されている。
る流量計の一種としてフルイディック流量計と呼ばれる
ものが知られている。この流量計は、コアンダー効果に
よって側壁に沿ってながれる流体の噴出流の一部を帰還
流路により噴出流の基部に帰還させることによって、噴
出流の流路を２値的に切り換えられて生じる変動周期が
等しくかつ互に逆位相の関係にある２つの振動圧力を圧
電膜に導き、この圧力によって圧電膜に生じた電圧から
流体の流量を測定するものである。同様にして流速計も
作られている。コアンダー効果を利用したフルイディッ
ク流量計については、例えば特開平１−２２７９２５号
公報に開示されている。
【０００３】このような流量計や流速計には、微小に周
期的に変動する圧力を検出することができる高感度の微
小変動圧力検出器が使用され、例えば実開昭６０−７０
２４号公報にその一種が開示されている。
期的に変動する圧力を検出することができる高感度の微
小変動圧力検出器が使用され、例えば実開昭６０−７０
２４号公報にその一種が開示されている。
【０００４】図４は従来の微小変動圧力検出器の一例の
正面断面図および側面断面図である。
正面断面図および側面断面図である。
【０００５】この微小変動圧力検出器は、上記実開昭６
０−７０２４号公報に開示されている検出器である。取
付フランジ４１の中央に円形の貫通孔４２を設け、取付
フランジ４１の両面に貫通孔４２と同心円の凹部４３，
４４を設ける。薄肉円筒４５，４６は内径が貫通孔４２
と同じで下部にそれぞれ凹部４３，４４と同じ直径の鍔
部４５ａ，４６ａが設けられている。この鍔部４５ａ，
４６ａをそれぞれ凹部４３，４４に固着する。これによ
り形成された円筒の下部に受圧板４７を設け、円筒内に
検出部４８を設ける。検出部４８は二つの圧力センサ４
８ａ，４８ｂを有し、圧力センサ４８ａ，４８ｂの出力
は端子４９に取り出される。この微小変動圧力検出器
は、取付フランジ４１で流量計の管内に取り付けられ
る。
０−７０２４号公報に開示されている検出器である。取
付フランジ４１の中央に円形の貫通孔４２を設け、取付
フランジ４１の両面に貫通孔４２と同心円の凹部４３，
４４を設ける。薄肉円筒４５，４６は内径が貫通孔４２
と同じで下部にそれぞれ凹部４３，４４と同じ直径の鍔
部４５ａ，４６ａが設けられている。この鍔部４５ａ，
４６ａをそれぞれ凹部４３，４４に固着する。これによ
り形成された円筒の下部に受圧板４７を設け、円筒内に
検出部４８を設ける。検出部４８は二つの圧力センサ４
８ａ，４８ｂを有し、圧力センサ４８ａ，４８ｂの出力
は端子４９に取り出される。この微小変動圧力検出器
は、取付フランジ４１で流量計の管内に取り付けられ
る。
【０００６】受圧板４７は、コアンダー効果によって生
じる変動周期が等しくかつ互に逆位相の関係にある２つ
の微小振動圧力により曲げ応力を受ける。この曲げ応力
は検出部４８へ伝達され、電気信号に変換され、端子４
９から取り出される。
じる変動周期が等しくかつ互に逆位相の関係にある２つ
の微小振動圧力により曲げ応力を受ける。この曲げ応力
は検出部４８へ伝達され、電気信号に変換され、端子４
９から取り出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の微
小変動圧力検出器は、圧力センサが圧力の変動を受圧板
を介して受ける間接受圧型検出器であるため、感度を高
くすることが難しいという問題があった。また、都市ガ
スの流量測定においては、都市ガス中に腐食性の成分が
含まれるために測定器が侵食され、特性が劣化するの
で、都市ガス用測定器には腐食防止対策が必要である
が、この点については考慮されておらず、都市ガス等の
腐食性成分を含む流体の測定器には使用し難いという問
題があった。
小変動圧力検出器は、圧力センサが圧力の変動を受圧板
を介して受ける間接受圧型検出器であるため、感度を高
くすることが難しいという問題があった。また、都市ガ
スの流量測定においては、都市ガス中に腐食性の成分が
含まれるために測定器が侵食され、特性が劣化するの
で、都市ガス用測定器には腐食防止対策が必要である
が、この点については考慮されておらず、都市ガス等の
腐食性成分を含む流体の測定器には使用し難いという問
題があった。
【０００８】本発明の目的は、微小変動圧力が圧力検出
センサに直接伝わるような構造にして微小圧力変動を高
感度で検出することができる微小変動圧力検出器を提供
することにある。
センサに直接伝わるような構造にして微小圧力変動を高
感度で検出することができる微小変動圧力検出器を提供
することにある。
【０００９】本発明の目的は、耐食性の高い材料を使用
して組立てがてき、都市ガスのような腐食性の強いガス
に対しても経年変化が少なく、特性が劣化せずに安定に
動作する微小変動圧力検出器の製造方法を提供すること
にある。
して組立てがてき、都市ガスのような腐食性の強いガス
に対しても経年変化が少なく、特性が劣化せずに安定に
動作する微小変動圧力検出器の製造方法を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、筒とこの筒の
下部に外側に向けて張り出すフランジを有する絶縁体製
の基盤固定リングと、この基盤固定リングの上面に張ら
れた可撓性の絶縁体薄膜と、この絶縁体薄膜の上に設け
られ、かつ電極引出し部を有する下部電極と、この下部
電極の上面に電気的に接続する圧電素子と、この圧電素
子の上面に電気的に接続し、かつ電極引出し部を有する
上部電極と、前記下部電極と圧電素子と上部電極の周囲
を囲み、かつ前記下部電極の電極引出し部に対応する部
分の側壁に第１切欠部を有し、前記上部電極の電極引出
し部に対応する部分の上面に前記上部電極の電極引出し
部を受け入れる第２切欠部を有し、前記絶縁体薄膜上に
設けられる筒形で絶縁体製の第１固定リングと、前記第
１切欠部に挿入され前記下部電極の電極引出し部に接続
して前記下部電極を前記第１固定リングの上面まで電気
的に引出す導体と、前記第１固定リングの周囲を囲み、
前記基盤固定リングのフランジの上に載置される筒形で
絶縁体製の第２固定リングとを備えたことを特徴とす
る。
下部に外側に向けて張り出すフランジを有する絶縁体製
の基盤固定リングと、この基盤固定リングの上面に張ら
れた可撓性の絶縁体薄膜と、この絶縁体薄膜の上に設け
られ、かつ電極引出し部を有する下部電極と、この下部
電極の上面に電気的に接続する圧電素子と、この圧電素
子の上面に電気的に接続し、かつ電極引出し部を有する
上部電極と、前記下部電極と圧電素子と上部電極の周囲
を囲み、かつ前記下部電極の電極引出し部に対応する部
分の側壁に第１切欠部を有し、前記上部電極の電極引出
し部に対応する部分の上面に前記上部電極の電極引出し
部を受け入れる第２切欠部を有し、前記絶縁体薄膜上に
設けられる筒形で絶縁体製の第１固定リングと、前記第
１切欠部に挿入され前記下部電極の電極引出し部に接続
して前記下部電極を前記第１固定リングの上面まで電気
的に引出す導体と、前記第１固定リングの周囲を囲み、
前記基盤固定リングのフランジの上に載置される筒形で
絶縁体製の第２固定リングとを備えたことを特徴とす
る。
【００１１】本発明は、前記基盤固定リングの筒、圧電
素子、第１固定リング、第２固定リングが円形または角
形であることを特徴とする。
素子、第１固定リング、第２固定リングが円形または角
形であることを特徴とする。
【００１２】本発明は、前記可撓性の絶縁体薄膜がフツ
素樹脂系高分子化合物膜であることを特徴とする。
素樹脂系高分子化合物膜であることを特徴とする。
【００１３】本発明は、前記上部電極の上面にパッシベ
ーション膜が設けられたことを特徴とする。
ーション膜が設けられたことを特徴とする。
【００１４】本発明は、前記パッシベーション膜がフツ
素樹脂系高分子化合物膜であることを特徴とする。
素樹脂系高分子化合物膜であることを特徴とする。
【００１５】本発明は、前記基盤固定リング、第１固定
リングおよび第２固定リングがセラミックまたはフツ素
樹脂系高分子化合物で作られていることを特徴とする。
リングおよび第２固定リングがセラミックまたはフツ素
樹脂系高分子化合物で作られていることを特徴とする。
【００１６】本発明は、筒の下部に外側に向けて張り出
すフランジを有する基盤固定リングの上面に可撓性の絶
縁体薄膜を張る工程と、この絶縁体薄膜の上に電極引出
し部を有する下部電極を形成する工程と、この下部電極
の上に圧電素子を形成する工程と、前記下部電極と前記
圧電素子を囲み、前記下部電極の電極引出し部に対応す
る部分の側壁に第１切欠部を有する第１固定リングを前
記絶縁体薄膜上に設ける工程と、前記第１切欠部に導体
を挿入して前記下部電極の電極引出し部に接続して前記
下部電極を前記第１固定リングの上面まで電気的に引出
す工程と、前記圧電素子の上面に電極引出し部を有する
上部電極を電気的に接続させる工程と、前記第１固定リ
ングの周囲を囲む筒形の第２固定リングを挿入して前記
基盤固定リングのフランジの上に載置する工程とを備え
たことを特徴とする。
すフランジを有する基盤固定リングの上面に可撓性の絶
縁体薄膜を張る工程と、この絶縁体薄膜の上に電極引出
し部を有する下部電極を形成する工程と、この下部電極
の上に圧電素子を形成する工程と、前記下部電極と前記
圧電素子を囲み、前記下部電極の電極引出し部に対応す
る部分の側壁に第１切欠部を有する第１固定リングを前
記絶縁体薄膜上に設ける工程と、前記第１切欠部に導体
を挿入して前記下部電極の電極引出し部に接続して前記
下部電極を前記第１固定リングの上面まで電気的に引出
す工程と、前記圧電素子の上面に電極引出し部を有する
上部電極を電気的に接続させる工程と、前記第１固定リ
ングの周囲を囲む筒形の第２固定リングを挿入して前記
基盤固定リングのフランジの上に載置する工程とを備え
たことを特徴とする。
【００１７】本発明は、前記絶縁体薄膜をフツ素樹脂系
高分子化合物で形成することを特徴とする。
高分子化合物で形成することを特徴とする。
【００１８】本発明は、前記上部電極の上面にパッシベ
ーション膜を設ける工程を有することを特徴とする。
ーション膜を設ける工程を有することを特徴とする。
【００１９】本発明は、前記パッシベーション膜をフツ
素樹脂系高分子化合物で形成することを特徴とする。
素樹脂系高分子化合物で形成することを特徴とする。
【００２０】本発明は、前記基盤固定リング、第１固定
リング、または第２固定リングをセラミックまたはフツ
素樹脂系高分子化合物で形成することを特徴とする。
リング、または第２固定リングをセラミックまたはフツ
素樹脂系高分子化合物で形成することを特徴とする。
【００２１】本発明は、前記絶縁体薄膜、パッシベーシ
ョン膜、基盤固定リング、第１固定リング、または第２
固定リングがフツ素樹脂系高分子化合物である場合にこ
のフツ素樹脂系高分子化合物膜の表面を高電圧コロナ放
電処理して活性化させる工程を有することを特徴とす
る。
ョン膜、基盤固定リング、第１固定リング、または第２
固定リングがフツ素樹脂系高分子化合物である場合にこ
のフツ素樹脂系高分子化合物膜の表面を高電圧コロナ放
電処理して活性化させる工程を有することを特徴とす
る。
【００２２】
【作用】上記のように微小変動圧力検出器を構成する
と、絶縁体薄膜に支えられた圧電素子が直接に圧力を受
けるので、圧力検出感度が非常に高くなる。絶縁体薄膜
と圧電素子とを基盤固定リング、第１固定リング、第２
固定リングによって支持および保護しているので外部力
による損傷を受け難くなり、取り扱いが容易になる。ま
た、導体を用いて下部電極を第１固定リングの上面、す
なわち上部電極と同じ面まで電気的に引出したので、配
線基板への取り付けが容易になる。
と、絶縁体薄膜に支えられた圧電素子が直接に圧力を受
けるので、圧力検出感度が非常に高くなる。絶縁体薄膜
と圧電素子とを基盤固定リング、第１固定リング、第２
固定リングによって支持および保護しているので外部力
による損傷を受け難くなり、取り扱いが容易になる。ま
た、導体を用いて下部電極を第１固定リングの上面、す
なわち上部電極と同じ面まで電気的に引出したので、配
線基板への取り付けが容易になる。
【００２３】基盤固定リングの筒、圧電素子、第１固定
リング、第２固定リングは円形または角形のいずれにで
も形成することができる。
リング、第２固定リングは円形または角形のいずれにで
も形成することができる。
【００２４】測定する流体が都市ガスのように腐食性の
成分を含む流体である場合には、絶縁体薄膜は耐食性の
高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化合物で作
ると良い。
成分を含む流体である場合には、絶縁体薄膜は耐食性の
高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化合物で作
ると良い。
【００２５】上部電極が測定流体に触れて変質するのを
防ぎ、保護するため、上部電極の上面にパッシベーショ
ン膜を設ける。
防ぎ、保護するため、上部電極の上面にパッシベーショ
ン膜を設ける。
【００２６】測定する流体が都市ガスのように腐食性の
成分を含む流体である場合には、パッシベーション膜は
耐食性の高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化
合物で作ると良い。
成分を含む流体である場合には、パッシベーション膜は
耐食性の高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化
合物で作ると良い。
【００２７】測定する流体が都市ガスのように腐食性の
成分を含む流体である場合には、基盤固定リング、第１
固定リングおよび第２固定リングは耐食性の高く、経年
変化が少ないセラミックまたはフツ素樹脂系高分子化合
物で作るのが良い。
成分を含む流体である場合には、基盤固定リング、第１
固定リングおよび第２固定リングは耐食性の高く、経年
変化が少ないセラミックまたはフツ素樹脂系高分子化合
物で作るのが良い。
【００２８】本発明は、圧電素子の支持体となる絶縁体
薄膜を基盤固定リングの上面に張ると、この上に下部電
極、圧電素子、上部電極を蒸着、スパッタ等の方法で直
接に形成することができ、圧電素子が圧力を直接受ける
構造にすることができる。基盤固定リング、第１固定リ
ング、第２固定リングは圧電素子を保護する。また、導
体は下部電極を第１固定リングの上面、すなわち上部電
極と同じ面まで電気的に引出す作用をする。これにより
配線基板への取り付けが容易になる。
薄膜を基盤固定リングの上面に張ると、この上に下部電
極、圧電素子、上部電極を蒸着、スパッタ等の方法で直
接に形成することができ、圧電素子が圧力を直接受ける
構造にすることができる。基盤固定リング、第１固定リ
ング、第２固定リングは圧電素子を保護する。また、導
体は下部電極を第１固定リングの上面、すなわち上部電
極と同じ面まで電気的に引出す作用をする。これにより
配線基板への取り付けが容易になる。
【００２９】測定する流体が都市ガスのように腐食性の
成分を含む流体である場合には、絶縁体薄膜は耐食性の
高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化合物で作
ると良い。
成分を含む流体である場合には、絶縁体薄膜は耐食性の
高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化合物で作
ると良い。
【００３０】上部電極が測定流体に触れて変質するのを
防ぎ、保護するため、上部電極の上面にパッシベーショ
ン膜を形成する。
防ぎ、保護するため、上部電極の上面にパッシベーショ
ン膜を形成する。
【００３１】測定する流体が都市ガスのように腐食性の
成分を含む流体である場合には、パッシベーション膜は
耐食性の高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化
合物で形成する。
成分を含む流体である場合には、パッシベーション膜は
耐食性の高く、経年変化が少ないフツ素樹脂系高分子化
合物で形成する。
【００３２】測定する流体が都市ガスのように腐食性の
成分を含む流体である場合には、基盤固定リング、第１
固定リングおよび第２固定リングは耐食性の高く、経年
変化が少ないセラミックまたはフツ素樹脂系高分子化合
物で形成する。
成分を含む流体である場合には、基盤固定リング、第１
固定リングおよび第２固定リングは耐食性の高く、経年
変化が少ないセラミックまたはフツ素樹脂系高分子化合
物で形成する。
【００３３】フツ素樹脂系高分子化合物は、分子結合が
強くて、かつ安定しているため、接着剤では接着できな
い。接着剤で接着可能にするために、表面に高電圧を与
えてコロナ放電させて分子結合を切り、表面を活性化さ
せる。表面を活性化させると接着剤で接着することがで
きるようになり、組立てが容易になる。
強くて、かつ安定しているため、接着剤では接着できな
い。接着剤で接着可能にするために、表面に高電圧を与
えてコロナ放電させて分子結合を切り、表面を活性化さ
せる。表面を活性化させると接着剤で接着することがで
きるようになり、組立てが容易になる。
【００３４】
【実施例】図１は本発明の一実施例の分解斜視図、図２
は図１の配線基板の下面図、図３は本発明の一実施例の
断面図である。
は図１の配線基板の下面図、図３は本発明の一実施例の
断面図である。
【００３５】この実施例の微小変動圧力検出器は、円筒
１ａの下部に外側に向けて張り出す円形のフランジ１ｂ
を有する基盤固定リング１と、この基盤固定リング１の
上面に張られた円形で可撓性の絶縁体薄膜２と、この絶
縁体薄膜２の上に設けられかつ電極引出し部３ａを有す
る下部電極３と、この下部電極３の上面に電気的に接触
する円板形の圧電素子４と、この圧電素子４の上面に電
気的に接触しかつ電極引出し部７ａを有する上部電極７
と、下部電極３と圧電素子４と上部電極７の周囲を囲み
かつ下部電極３の電極引出し部３ａに対応する部分の側
壁に第１切欠部５ａを有し上部電極７の電極引出し部７
ａに対応する部分の上面にこの上部電極の電極引出し部
７ａを受け入れる第２切欠部５ｂを有し絶縁体薄膜２上
に設けられる円筒形で絶縁体製の第１固定リング５と、
第１切欠部５ａに挿入され下部電極の電極引出し部７ａ
に接続して下部電極３を第１固定リング５の上面まで電
気的に引出す導体６と、第１固定リング５の周囲を囲み
基盤固定リング１のフランジ１ｂの上に載置される円筒
形で絶縁体製の第２固定リング９とを備えて構成され
る。
１ａの下部に外側に向けて張り出す円形のフランジ１ｂ
を有する基盤固定リング１と、この基盤固定リング１の
上面に張られた円形で可撓性の絶縁体薄膜２と、この絶
縁体薄膜２の上に設けられかつ電極引出し部３ａを有す
る下部電極３と、この下部電極３の上面に電気的に接触
する円板形の圧電素子４と、この圧電素子４の上面に電
気的に接触しかつ電極引出し部７ａを有する上部電極７
と、下部電極３と圧電素子４と上部電極７の周囲を囲み
かつ下部電極３の電極引出し部３ａに対応する部分の側
壁に第１切欠部５ａを有し上部電極７の電極引出し部７
ａに対応する部分の上面にこの上部電極の電極引出し部
７ａを受け入れる第２切欠部５ｂを有し絶縁体薄膜２上
に設けられる円筒形で絶縁体製の第１固定リング５と、
第１切欠部５ａに挿入され下部電極の電極引出し部７ａ
に接続して下部電極３を第１固定リング５の上面まで電
気的に引出す導体６と、第１固定リング５の周囲を囲み
基盤固定リング１のフランジ１ｂの上に載置される円筒
形で絶縁体製の第２固定リング９とを備えて構成され
る。
【００３６】圧電素子４には圧電効果の高く蒸着または
スパッタ法等で堆積可能な材料、例えばポリ尿素等の有
機化合物を用いるのが適当であり、上部電極７と下部電
極３にはアルミニウム（Ａｌ）等が適当である。
スパッタ法等で堆積可能な材料、例えばポリ尿素等の有
機化合物を用いるのが適当であり、上部電極７と下部電
極３にはアルミニウム（Ａｌ）等が適当である。
【００３７】微小変動圧力検出器が都市ガス等の流量測
定器に用いられる場合には、可撓性の絶縁体薄膜２は、
都市ガス等による腐食に対して耐性を有することが必要
である。そのような耐食性を有しかつ経年変化が少ない
材料としてフツ素樹脂系高分子化合物、例えば三フツ化
エチレンが推奨される。
定器に用いられる場合には、可撓性の絶縁体薄膜２は、
都市ガス等による腐食に対して耐性を有することが必要
である。そのような耐食性を有しかつ経年変化が少ない
材料としてフツ素樹脂系高分子化合物、例えば三フツ化
エチレンが推奨される。
【００３８】上記と同じ理由で、都市ガス等による腐食
から防護するため、上部電極７の上面にパッシベーショ
ン膜８を設けることが必要である。パッシベーション膜
８もまた、上記と同様に、三フツ化エチレン等のフツ素
樹脂系高分子化合物で作られることが推奨される。
から防護するため、上部電極７の上面にパッシベーショ
ン膜８を設けることが必要である。パッシベーション膜
８もまた、上記と同様に、三フツ化エチレン等のフツ素
樹脂系高分子化合物で作られることが推奨される。
【００３９】上記と同じ理由で、都市ガス等に対して耐
食性を持たせるため、基盤固定リング１、第１固定リン
グ５、第２固定リング９には耐食性の大きいアルミナ等
のセラミックあるいは三フツ化エチレン等のフツ素樹脂
系高分子化合物で作られることが推奨される。フツ素樹
脂系高分子化合物は、都市ガス等のガスち対する耐食性
が強く、経年変化が少ないので、フツ素樹脂系高分子化
合物を用いると、経年変化が少なく、特性が劣化しな
く、安定に動作する微小変動圧力検出器を得ることがで
きる。
食性を持たせるため、基盤固定リング１、第１固定リン
グ５、第２固定リング９には耐食性の大きいアルミナ等
のセラミックあるいは三フツ化エチレン等のフツ素樹脂
系高分子化合物で作られることが推奨される。フツ素樹
脂系高分子化合物は、都市ガス等のガスち対する耐食性
が強く、経年変化が少ないので、フツ素樹脂系高分子化
合物を用いると、経年変化が少なく、特性が劣化しな
く、安定に動作する微小変動圧力検出器を得ることがで
きる。
【００４０】このように構成された微小変動圧力検出器
を使用するとき、これに合つた配線基板を用意しておく
とコネクタ等への接続が容易になるので便利である。こ
のため、図２に示すような可撓性印刷配線基板１０を用
意する。可撓性印刷配線基板１０は、円形リング１０ａ
に引出し部１０ｂを設けた形に作られ、下面（裏面）に
導体６および上部電極７の電極引出し部７ａに電気的に
接触するためのコンタクト部１０ｃ，１０ｄとこれに接
続する配線１０ｅ，１０ｆを設けたものからなる。可撓
性印刷配線基板１０は、第２固定リング９の上に取り付
けられる。
を使用するとき、これに合つた配線基板を用意しておく
とコネクタ等への接続が容易になるので便利である。こ
のため、図２に示すような可撓性印刷配線基板１０を用
意する。可撓性印刷配線基板１０は、円形リング１０ａ
に引出し部１０ｂを設けた形に作られ、下面（裏面）に
導体６および上部電極７の電極引出し部７ａに電気的に
接触するためのコンタクト部１０ｃ，１０ｄとこれに接
続する配線１０ｅ，１０ｆを設けたものからなる。可撓
性印刷配線基板１０は、第２固定リング９の上に取り付
けられる。
【００４１】微小変動圧力検出器が、ガス流量計に使用
された場合、図３に示すように、圧電素子４の上下に圧
力Ｐ1 ，Ｐ2 が印加される。圧力Ｐ1 とＰ2 との間に差
があると圧電素子４が撓み、圧電素子４に起電力が発生
する。この起電力が可撓性印刷配線基板１０の配線１０
ｅ，１０ｆに引き出され、情報処理部で演算処理されて
流量が求められる。
された場合、図３に示すように、圧電素子４の上下に圧
力Ｐ1 ，Ｐ2 が印加される。圧力Ｐ1 とＰ2 との間に差
があると圧電素子４が撓み、圧電素子４に起電力が発生
する。この起電力が可撓性印刷配線基板１０の配線１０
ｅ，１０ｆに引き出され、情報処理部で演算処理されて
流量が求められる。
【００４２】上記実施例では、基盤固定リング１、圧電
素子４、電極３，７、第１固定リング５、第２固定リン
グ９う円形に形成したが、これに限定されず、角形でも
良いことは明らかである。
素子４、電極３，７、第１固定リング５、第２固定リン
グ９う円形に形成したが、これに限定されず、角形でも
良いことは明らかである。
【００４３】次に、この実施例の製造方法について図１
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００４４】円筒１ａとこの円筒の下部に外側に向けて
張り出す円形のフランジ１ｂを有する絶縁体製の基盤固
定リング１を用意する。この基盤固定リング１の上面に
可撓性の絶縁体薄膜２を張る。
張り出す円形のフランジ１ｂを有する絶縁体製の基盤固
定リング１を用意する。この基盤固定リング１の上面に
可撓性の絶縁体薄膜２を張る。
【００４５】この絶縁体薄膜２の上に電極引出し部３ａ
を有する円形の下部電極３を蒸着またはスパッタ法等で
設け、その上に圧電素子４を蒸着またはスパッタ法等で
形成する。下部電極３にはアルミニウム（Ａｌ）、圧電
素子４には蒸着またはスパッタ法等で堆積可能なポリ尿
素を用いるのがよい。蒸着またはスパッタ法等で形成す
る代わりに、圧電素子４と下部電極３を別々に作って貼
り合わせてもよい。
を有する円形の下部電極３を蒸着またはスパッタ法等で
設け、その上に圧電素子４を蒸着またはスパッタ法等で
形成する。下部電極３にはアルミニウム（Ａｌ）、圧電
素子４には蒸着またはスパッタ法等で堆積可能なポリ尿
素を用いるのがよい。蒸着またはスパッタ法等で形成す
る代わりに、圧電素子４と下部電極３を別々に作って貼
り合わせてもよい。
【００４６】絶縁体薄膜２の上に円筒形で絶縁体製の第
１固定リング５を設ける。第１固定リング５は、下部電
極の電極引出し部３ａに対応する部分の側壁に第１切欠
部５ａを有し上部電極７の電極引出し部７ａに対応する
部分の上面に上部電極の電極引出し部７ａを受け入れる
第２切欠部５ｂを有する。第１固定リング５は、その内
側に圧電素子４が入り、下部電極３の電極引出し部３ａ
と第１切欠部５ａとが一致するように位置合わせして設
置する。
１固定リング５を設ける。第１固定リング５は、下部電
極の電極引出し部３ａに対応する部分の側壁に第１切欠
部５ａを有し上部電極７の電極引出し部７ａに対応する
部分の上面に上部電極の電極引出し部７ａを受け入れる
第２切欠部５ｂを有する。第１固定リング５は、その内
側に圧電素子４が入り、下部電極３の電極引出し部３ａ
と第１切欠部５ａとが一致するように位置合わせして設
置する。
【００４７】第１固定リング５の第１切欠部５ａに導体
６を挿入して下部電極の電極引出し部３ａに接続して下
部電極３を第１固定リング５の上面まで電気的に引出
す。次に、圧電素子４の上面に電極引出し部を有する上
部電極７を設けて圧電素子４に電気的に接触させる。上
部電極７は、Ａｌ等の金属箔をプレス打ち抜きすること
により作ることができる。
６を挿入して下部電極の電極引出し部３ａに接続して下
部電極３を第１固定リング５の上面まで電気的に引出
す。次に、圧電素子４の上面に電極引出し部を有する上
部電極７を設けて圧電素子４に電気的に接触させる。上
部電極７は、Ａｌ等の金属箔をプレス打ち抜きすること
により作ることができる。
【００４８】微小変動圧力検出器が都市ガス等の流量測
定器に用いられる場合には、上部電極７を都市ガス等に
よる腐食から防護するため、上部電極７の上面にパッシ
ベーション膜８を設けることが必要である。パッシベー
ション膜８もまた、前記と同様に、三フツ化エチレン等
のフツ素樹脂系高分子化合物で作られることが推奨され
る。
定器に用いられる場合には、上部電極７を都市ガス等に
よる腐食から防護するため、上部電極７の上面にパッシ
ベーション膜８を設けることが必要である。パッシベー
ション膜８もまた、前記と同様に、三フツ化エチレン等
のフツ素樹脂系高分子化合物で作られることが推奨され
る。
【００４９】第１固定リング５の周囲を囲む円筒形で絶
縁体製の第２固定リング９を挿入して基盤固定リング１
のフランジ１ａの上に載置する。
縁体製の第２固定リング９を挿入して基盤固定リング１
のフランジ１ａの上に載置する。
【００５０】微小変動圧力検出器が都市ガス等の流量測
定器に用いられる場合には、前記と同じ理由で、都市ガ
ス等に対して耐食性を持たせるため、絶縁体薄膜２、パ
ッシベーション膜８は、三フツ化エチレン等のフツ素樹
脂系高分子化合物で作り、基盤固定リング１、第１固定
リング５、第２固定リング９は、耐食性の大きいアルミ
ナ等のセラミックあるいは三フツ化エチレン等のフツ素
樹脂系高分子化合物で作る。フツ素樹脂系高分子化合物
は、分子結合が強くて、かつ安定しているため、接着剤
では接着できない。接着剤で接着可能にするためには表
面を活性化してやる必要がある。表面に高電圧を与えて
コロナ放電させると分子結合が切れ、表面が活性化され
る。活性化させる深さは、約１０ｎｍ以上にする。表面
が活性化すると接着剤で接着することができる。上記で
フツ素樹脂系高分子化合物が用いられている所はすべて
この高電圧コロナ放電処理が行われている。
定器に用いられる場合には、前記と同じ理由で、都市ガ
ス等に対して耐食性を持たせるため、絶縁体薄膜２、パ
ッシベーション膜８は、三フツ化エチレン等のフツ素樹
脂系高分子化合物で作り、基盤固定リング１、第１固定
リング５、第２固定リング９は、耐食性の大きいアルミ
ナ等のセラミックあるいは三フツ化エチレン等のフツ素
樹脂系高分子化合物で作る。フツ素樹脂系高分子化合物
は、分子結合が強くて、かつ安定しているため、接着剤
では接着できない。接着剤で接着可能にするためには表
面を活性化してやる必要がある。表面に高電圧を与えて
コロナ放電させると分子結合が切れ、表面が活性化され
る。活性化させる深さは、約１０ｎｍ以上にする。表面
が活性化すると接着剤で接着することができる。上記で
フツ素樹脂系高分子化合物が用いられている所はすべて
この高電圧コロナ放電処理が行われている。
【００５１】以上のようにして本発明の微小変動圧力検
出器を製造することができる。このように製造された微
小変動圧力検出器の使用に便なるように、図２に示す可
撓性印刷配線基板１０を第２固定リング９の上に取り付
ける。
出器を製造することができる。このように製造された微
小変動圧力検出器の使用に便なるように、図２に示す可
撓性印刷配線基板１０を第２固定リング９の上に取り付
ける。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、検出
可撓性の絶縁体薄膜の上に下部電極と圧電素子と上部電
極とを重ねて設け、微小に変動する圧力が圧電素子に直
接伝わるような構造にしたので、感度高く微小圧力変動
を検出することのできる微小変動圧力検出器を得ること
ができる。
可撓性の絶縁体薄膜の上に下部電極と圧電素子と上部電
極とを重ねて設け、微小に変動する圧力が圧電素子に直
接伝わるような構造にしたので、感度高く微小圧力変動
を検出することのできる微小変動圧力検出器を得ること
ができる。
【００５３】また、本発明では、耐食性の高いフツ素樹
脂系高分子化合物を使用し、その表面を高電圧コロナ放
電により活性化して接着剤だけで接着して組み立てられ
るようにしたので、都市ガスのような腐食性の強いガス
に対しても経年変化が少なく、特性が劣化せずに安定に
動作する微小変動圧力検出器を製造することができる。
脂系高分子化合物を使用し、その表面を高電圧コロナ放
電により活性化して接着剤だけで接着して組み立てられ
るようにしたので、都市ガスのような腐食性の強いガス
に対しても経年変化が少なく、特性が劣化せずに安定に
動作する微小変動圧力検出器を製造することができる。
【図１】本発明の一実施例の分解斜視図である。
【図２】図１の配線基板の下面図である。
【図３】本発明の一実施例の断面図である。
【図４】従来の微小変動圧力検出器の一例の正面断面図
および側面断面図である。
および側面断面図である。
１ 基盤固定リング １ａ 円筒 １ｂ フランジ ２ 絶縁体薄膜 ３ 下部電極 ３ａ 電極引出し部 ４ 圧電素子 ５ 第１固定リング ５ａ 第１切欠部 ５ｂ 第２切欠部 ６ 導体 ７ 上部電極 ７ａ 電極引出し部 ８ パッシベーション膜 ９ 第２固定リング １０ 可撓性印刷配線基板
Claims (12)
- 【請求項１】 筒とこの筒の下部に外側に向けて張り出
すフランジを有する絶縁体製の基盤固定リングと、この
基盤固定リングの上面に張られた可撓性の絶縁体薄膜
と、この絶縁体薄膜の上に設けられ、かつ電極引出し部
を有する下部電極と、この下部電極の上面に電気的に接
続する圧電素子と、この圧電素子の上面に電気的に接続
し、かつ電極引出し部を有する上部電極と、前記下部電
極と圧電素子と上部電極の周囲を囲み、かつ前記下部電
極の電極引出し部に対応する部分の側壁に第１切欠部を
有し、前記上部電極の電極引出し部に対応する部分の上
面に前記上部電極の電極引出し部を受け入れる第２切欠
部を有し、前記絶縁体薄膜上に設けられる筒形で絶縁体
製の第１固定リングと、前記第１切欠部に挿入され前記
下部電極の電極引出し部に接続して前記下部電極を前記
第１固定リングの上面まで電気的に引出す導体と、前記
第１固定リングの周囲を囲み、前記基盤固定リングのフ
ランジの上に載置される筒形で絶縁体製の第２固定リン
グとを備えたことを特徴とする微小変動圧力検出器。 - 【請求項２】 前記基盤固定リングの筒、圧電素子、第
１固定リング、第２固定リングが円形または角形である
ことを特徴とする請求項１記載の微小変動圧力検出器。 - 【請求項３】 前記可撓性の絶縁体薄膜がフツ素樹脂系
高分子化合物膜であることを特徴とする請求項１記載の
微小変動圧力検出器。 - 【請求項４】 前記上部電極の上面にパッシベーション
膜が設けられたことを特徴とする請求項１記載の微小変
動圧力検出器。 - 【請求項５】 前記パッシベーション膜がフツ素樹脂系
高分子化合物膜であることを特徴とする請求項４記載の
微小変動圧力検出器。 - 【請求項６】 前記基盤固定リング、第１固定リングお
よび第２固定リングがセラミックまたはフツ素樹脂系高
分子化合物で作られていることを特徴とする請求項１記
載の微小変動圧力検出器。 - 【請求項７】 筒の下部に外側に向けて張り出すフラン
ジを有する基盤固定リングの上面に可撓性の絶縁体薄膜
を張る工程と、この絶縁体薄膜の上に電極引出し部を有
する下部電極を形成する工程と、この下部電極の上に圧
電素子を形成する工程と、前記下部電極と前記圧電素子
を囲み、前記下部電極の電極引出し部に対応する部分の
側壁に第１切欠部を有する第１固定リングを前記絶縁体
薄膜上に設ける工程と、前記第１切欠部に導体を挿入し
て前記下部電極の電極引出し部に接続して前記下部電極
を前記第１固定リングの上面まで電気的に引出す工程
と、前記圧電素子の上面に電極引出し部を有する上部電
極を電気的に接続させる工程と、前記第１固定リングの
周囲を囲む筒形の第２固定リングを挿入して前記基盤固
定リングのフランジの上に載置する工程とを備えたこと
を特徴とする微小変動圧力検出器の製造方法。 - 【請求項８】 前記絶縁体薄膜をフツ素樹脂系高分子化
合物で形成することを特徴とする請求項７記載の微小変
動圧力検出器の製造方法。 - 【請求項９】 前記上部電極の上面にパッシベーション
膜を設ける工程を有することを特徴とする請求項７記載
の微小変動圧力検出器の製造方法。 - 【請求項１０】 前記パッシベーション膜をフツ素樹脂
系高分子化合物で形成することを特徴とする請求項９記
載の微小変動圧力検出器の製造方法。 - 【請求項１１】 前記基盤固定リング、第１固定リン
グ、または第２固定リングをセラミックまたはフツ素樹
脂系高分子化合物で形成することを特徴とする請求項７
記載の微小変動圧力検出器の製造方法。 - 【請求項１２】 前記絶縁体薄膜、パッシベーション
膜、基盤固定リング、第１固定リング、または第２固定
リングがフツ素樹脂系高分子化合物である場合にこのフ
ツ素樹脂系高分子化合物の表面を高電圧コロナ放電処理
して活性化させる工程を有することを特徴とする請求項
７乃至請求項１１のいずれかに記載の微小変動圧力検出
器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077295A JPH08247875A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 微小変動圧力検出器とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077295A JPH08247875A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 微小変動圧力検出器とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247875A true JPH08247875A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12868131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5077295A Withdrawn JPH08247875A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 微小変動圧力検出器とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247875A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005265446A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Koichi Niihara | 圧電センサ |
| JP2018017733A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | センサパッケージを備えたｗｉｍセンサ |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP5077295A patent/JPH08247875A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005265446A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Koichi Niihara | 圧電センサ |
| JP2018017733A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | センサパッケージを備えたｗｉｍセンサ |
| US10378974B2 (en) | 2016-07-26 | 2019-08-13 | Kistler Holding Ag | WIM sensor with sensor package |
| JP2019158891A (ja) * | 2016-07-26 | 2019-09-19 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | センサパッケージを備えたｗｉｍセンサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |