JPH11351989A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH11351989A JPH11351989A JP16168498A JP16168498A JPH11351989A JP H11351989 A JPH11351989 A JP H11351989A JP 16168498 A JP16168498 A JP 16168498A JP 16168498 A JP16168498 A JP 16168498A JP H11351989 A JPH11351989 A JP H11351989A
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- pressure
- pressure sensor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気密性の確実なシールドゲージ圧方式の圧力
センサを提供する。 【解決手段】 ピエゾ抵抗効果を有する半導体素子21
よりなる圧力センサエレメント20を、ガス測定空間に
連通するガス導入孔13と圧力センサエレメント収容空
間11を有する容器本体10と、容器本体10に気密に
固定された圧力ケース50とからなる容器内に、気密に
収容するとともに、容器本体10と圧力ケース50の上
方から電気絶縁性材料からなるコネクタケース70を位
置させその周囲を容器本体に設けたかしめ部19によっ
てかしめて一体とした圧力センサ1において、圧力セン
サエレメント収容空間は、容器本体10に気密に固着さ
れた圧力センサエレメント20を固定した保持部材30
によってガス測定空間と参照用圧力空間50’に仕ら
れ、容器内の参照用圧力空間50’にヘリウムガスを封
入した。
センサを提供する。 【解決手段】 ピエゾ抵抗効果を有する半導体素子21
よりなる圧力センサエレメント20を、ガス測定空間に
連通するガス導入孔13と圧力センサエレメント収容空
間11を有する容器本体10と、容器本体10に気密に
固定された圧力ケース50とからなる容器内に、気密に
収容するとともに、容器本体10と圧力ケース50の上
方から電気絶縁性材料からなるコネクタケース70を位
置させその周囲を容器本体に設けたかしめ部19によっ
てかしめて一体とした圧力センサ1において、圧力セン
サエレメント収容空間は、容器本体10に気密に固着さ
れた圧力センサエレメント20を固定した保持部材30
によってガス測定空間と参照用圧力空間50’に仕ら
れ、容器内の参照用圧力空間50’にヘリウムガスを封
入した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサに関
し、特に圧力センサエレメントを収容したハウジングと
コネクタケースとを具備するとともに、電磁ノイズの影
響をなくしたシールドゲージ圧方式による圧力センサに
関する。
し、特に圧力センサエレメントを収容したハウジングと
コネクタケースとを具備するとともに、電磁ノイズの影
響をなくしたシールドゲージ圧方式による圧力センサに
関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、流体の圧力を検出する、絶
対圧力方式またはゲージ圧力方式の圧力センサの構造に
関する発明を特願平10−97860号として出願して
いる。
対圧力方式またはゲージ圧力方式の圧力センサの構造に
関する発明を特願平10−97860号として出願して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記圧力セ
ンサは気密に構成された参照圧力空間を用いていること
から、気密性が不完全であると正確な圧力を検出するこ
とができなくなるおそれがあり、製造時に気密性を検査
することが必要である。しかしながら、気密空間を形成
した後に気密性を検査することは困難があった。
ンサは気密に構成された参照圧力空間を用いていること
から、気密性が不完全であると正確な圧力を検出するこ
とができなくなるおそれがあり、製造時に気密性を検査
することが必要である。しかしながら、気密空間を形成
した後に気密性を検査することは困難があった。
【0004】本発明は、このような要請に応えるため
に、シールドゲージ圧力方式の圧力センサにおいて、製
造時に容易に気密検査できる構造を提供することを目的
とする。さらに、本発明は、参照圧力空間を溶接によっ
て形成する際、溶接面に不純物が存在しないようにした
圧力センサの構造を提供することを目的とする。
に、シールドゲージ圧力方式の圧力センサにおいて、製
造時に容易に気密検査できる構造を提供することを目的
とする。さらに、本発明は、参照圧力空間を溶接によっ
て形成する際、溶接面に不純物が存在しないようにした
圧力センサの構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ピエゾ抵抗効果を有する半導体素子よ
りなる圧力センサエレメントを、圧力導入孔を有する容
器本体とこの容器本体に気密に固定された電磁シールド
作用を有する圧力ケースとで収容するとともに、上記容
器本体と圧力ケースを覆うコネクタケースを容器本体に
組み付けた圧力センサにおいて、上記圧力センサエレメ
ントは、上記容器本体に溶接により固着された保持部材
により支持されるとともに、上記保持部材は、上記圧力
ケースとで所定ガスが封入された参照用圧力空間を形成
し、上記所定ガスを気密検出用として用いられるように
したことを特徴とする。
めに、本発明は、ピエゾ抵抗効果を有する半導体素子よ
りなる圧力センサエレメントを、圧力導入孔を有する容
器本体とこの容器本体に気密に固定された電磁シールド
作用を有する圧力ケースとで収容するとともに、上記容
器本体と圧力ケースを覆うコネクタケースを容器本体に
組み付けた圧力センサにおいて、上記圧力センサエレメ
ントは、上記容器本体に溶接により固着された保持部材
により支持されるとともに、上記保持部材は、上記圧力
ケースとで所定ガスが封入された参照用圧力空間を形成
し、上記所定ガスを気密検出用として用いられるように
したことを特徴とする。
【0006】さらに、本発明は、上記圧力センサにおい
て、上記圧力ケースを、そのつば部が上記容器本体の溶
接面に溶接により気密に固着されるとともに、上記溶接
面の近傍に溝を形成した。
て、上記圧力ケースを、そのつば部が上記容器本体の溶
接面に溶接により気密に固着されるとともに、上記溶接
面の近傍に溝を形成した。
【0007】また、本発明は、上記圧力センサにおい
て、圧力センサエレメントは、上記半導体素子とガラス
製の上部台座とシリコン製の下部台座と金属製の保持部
材を積み重ねて構成され、容器本体は、底に設けた開口
と、底の下面で前記開口の周囲に位置する環状の突条
と、環状の突条の外側に設けた環状の基板支持部と、基
板支持部の外側に設けた環状の溝と、環状の溝の外側に
設けた平坦な面で構成される圧力ケース受け面と、圧力
ケース受け面の周囲に設けた立上り部を有し、圧力ケー
スは、天井部の周辺から垂れ下がる周壁の下端が外側に
折り曲げられたつば部を有し、圧力センサエレメントの
保持部材を上記容器本体の突条に溶接して気密に溶着固
定するとともに、圧力ケースのつば部を容器本体の圧力
ケース受け面に溶接して気密に溶着固定したことを特徴
とする。
て、圧力センサエレメントは、上記半導体素子とガラス
製の上部台座とシリコン製の下部台座と金属製の保持部
材を積み重ねて構成され、容器本体は、底に設けた開口
と、底の下面で前記開口の周囲に位置する環状の突条
と、環状の突条の外側に設けた環状の基板支持部と、基
板支持部の外側に設けた環状の溝と、環状の溝の外側に
設けた平坦な面で構成される圧力ケース受け面と、圧力
ケース受け面の周囲に設けた立上り部を有し、圧力ケー
スは、天井部の周辺から垂れ下がる周壁の下端が外側に
折り曲げられたつば部を有し、圧力センサエレメントの
保持部材を上記容器本体の突条に溶接して気密に溶着固
定するとともに、圧力ケースのつば部を容器本体の圧力
ケース受け面に溶接して気密に溶着固定したことを特徴
とする。
【0008】さらに、本発明は、圧力ケースに頂部が開
口した突出部を設けるとともに、該突出部に内面および
外面の両面に電極を設けた筒状の誘電体を電気的および
機械的に固着して貫通コンデンサを形成するとともに、
貫通コンデンサの内面の電極を、圧力センサエレメント
からの出力を所定の外部端子に導く引出線に接続した。
口した突出部を設けるとともに、該突出部に内面および
外面の両面に電極を設けた筒状の誘電体を電気的および
機械的に固着して貫通コンデンサを形成するとともに、
貫通コンデンサの内面の電極を、圧力センサエレメント
からの出力を所定の外部端子に導く引出線に接続した。
【0009】本発明は、一端が引出線に電気的に接続さ
れた複数の端子を設けた端子保持部材を圧力ケース上面
に位置させ、該端子の他端をターミナルケースに設けた
開口に挿入するとともに、ターミナルケースと端子保持
部材の間に気密保持部材を装着するか、ターミナルケー
スに固定された端子の一端と引出線の一端をフレキシブ
ルケーブルで接続した。
れた複数の端子を設けた端子保持部材を圧力ケース上面
に位置させ、該端子の他端をターミナルケースに設けた
開口に挿入するとともに、ターミナルケースと端子保持
部材の間に気密保持部材を装着するか、ターミナルケー
スに固定された端子の一端と引出線の一端をフレキシブ
ルケーブルで接続した。
【0010】以上のように、参照圧力用空間に所定ガス
を封入することによって、参照用圧力空間を形成された
時点で、ガスセンサを用いてガスの漏洩を検出すること
によって、参照圧力用空間の気密性を容易に検査するこ
とができる。
を封入することによって、参照用圧力空間を形成された
時点で、ガスセンサを用いてガスの漏洩を検出すること
によって、参照圧力用空間の気密性を容易に検査するこ
とができる。
【0011】さらにまた、本発明に係る圧力センサは、
容器本体に、基板支持部と、基板支持部の外側に環状の
溝と、環状の溝の外側に圧力ケースを溶接する溶接面を
設けたので、基板支持部上に回路基板を接着剤を用いて
固定したときに、余分な接着剤が環状溝の中に流れ込
み、溶接面に付着することがなくなり容器本体と圧力ケ
ースとを気密に確実に溶接することができる。
容器本体に、基板支持部と、基板支持部の外側に環状の
溝と、環状の溝の外側に圧力ケースを溶接する溶接面を
設けたので、基板支持部上に回路基板を接着剤を用いて
固定したときに、余分な接着剤が環状溝の中に流れ込
み、溶接面に付着することがなくなり容器本体と圧力ケ
ースとを気密に確実に溶接することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる圧力センサ
の第1の実施の形態について、図1〜図3を用いて説明
する。図1は圧力センサの構成を示す縦断面図であり、
図2は図1のA−A線での縦断面図であり、図3は図1
のコネクタケースを取り除いた上面図である。
の第1の実施の形態について、図1〜図3を用いて説明
する。図1は圧力センサの構成を示す縦断面図であり、
図2は図1のA−A線での縦断面図であり、図3は図1
のコネクタケースを取り除いた上面図である。
【0013】この実施の態様にかかる圧力センサ1は、
容器本体10と、圧力センサエレメント20と、センサ
エレメント保持部材30と、回路基板40と、圧力ケー
ス50と、端子保持部材60と、コネクタケース70か
ら構成されている。
容器本体10と、圧力センサエレメント20と、センサ
エレメント保持部材30と、回路基板40と、圧力ケー
ス50と、端子保持部材60と、コネクタケース70か
ら構成されている。
【0014】容器本体10は、内部空間11と、内部空
間の底面12の中央部付近に開口した測定すべき圧力を
有する流体例えばガスの存在する圧力測定空間に連通す
る圧力導入孔13と、底面12開口の周辺に設けた環状
の突条14と、突条14の外周に設けた頂部に環状の平
坦面を有する立上げ部15と、立上げ部15の外側に設
けた環状の溝16と、環状の溝16の外側に設けた平坦
な圧力ケース受け面17と、受け面の外側に設けた立上
げ部18と、立上げ部18の上方に肉薄に形成したかし
め部19とを有している。
間の底面12の中央部付近に開口した測定すべき圧力を
有する流体例えばガスの存在する圧力測定空間に連通す
る圧力導入孔13と、底面12開口の周辺に設けた環状
の突条14と、突条14の外周に設けた頂部に環状の平
坦面を有する立上げ部15と、立上げ部15の外側に設
けた環状の溝16と、環状の溝16の外側に設けた平坦
な圧力ケース受け面17と、受け面の外側に設けた立上
げ部18と、立上げ部18の上方に肉薄に形成したかし
め部19とを有している。
【0015】圧力センサエレメント20は、圧力を検出
する機能を有しており、半導体基板の上面に複数の抵抗
をブリッジを形成するように設けたピエゾ抵抗効果を有
する半導体素子からなる圧力検出素子21と、シリコン
製の下部台座22と、該下部台座22の上面に気密に載
置固定されたガラス製の上部台座23とを固定して一体
に形成されている。
する機能を有しており、半導体基板の上面に複数の抵抗
をブリッジを形成するように設けたピエゾ抵抗効果を有
する半導体素子からなる圧力検出素子21と、シリコン
製の下部台座22と、該下部台座22の上面に気密に載
置固定されたガラス製の上部台座23とを固定して一体
に形成されている。
【0016】圧力検出素子21は、半導体基板からなり
平面形状が矩形に形成されるとともに、中央部が肉薄状
にされて圧力によって変形するダイヤフラム部が形成さ
れており、上記ダイヤフラム部の上面には、複数の抵抗
をブリッジに接続してピエゾ抵抗素子として形成するこ
とによって歪ゲージである圧力検知部が形成されるとと
もに、周辺部の肉厚部上に集積回路製造技術を用いて製
造した増幅回路や演算処理回路などの電気回路を設けて
いる。
平面形状が矩形に形成されるとともに、中央部が肉薄状
にされて圧力によって変形するダイヤフラム部が形成さ
れており、上記ダイヤフラム部の上面には、複数の抵抗
をブリッジに接続してピエゾ抵抗素子として形成するこ
とによって歪ゲージである圧力検知部が形成されるとと
もに、周辺部の肉厚部上に集積回路製造技術を用いて製
造した増幅回路や演算処理回路などの電気回路を設けて
いる。
【0017】例えば、パイレックスガラス(登録商標)
などのガラスからなる上部台座23は、その平面形状が
矩形であり、中心に貫通孔24を設けた形状に形成され
る。シリコン製の下部台座22は、その平面形状が矩形
であり、中心に貫通孔24を設けた形状に形成される。
下部台座22のセンサ保持部材30との接合面には金ス
パッタリング等によって金メッキ層が設けられている。
などのガラスからなる上部台座23は、その平面形状が
矩形であり、中心に貫通孔24を設けた形状に形成され
る。シリコン製の下部台座22は、その平面形状が矩形
であり、中心に貫通孔24を設けた形状に形成される。
下部台座22のセンサ保持部材30との接合面には金ス
パッタリング等によって金メッキ層が設けられている。
【0018】センサ保持部材30の上面に、圧力センサ
エレメント20の下部台座22が気密に載置固定され、
下部台座22の上面に上部台座23が気密に載置固定さ
れ、抵抗が配置された面が上面となるように圧力検出素
子21が上部台座23の上面に載置固定されている。
エレメント20の下部台座22が気密に載置固定され、
下部台座22の上面に上部台座23が気密に載置固定さ
れ、抵抗が配置された面が上面となるように圧力検出素
子21が上部台座23の上面に載置固定されている。
【0019】センサ保持部材30は、例えば42アロイ
等の鉄−ニッケル系合金を用いて構成され、その平面形
状が円形であり、中心部に貫通孔31が、下部周囲につ
ば部32が設けられている。センサ保持部材30の下部
台座22との接合面には金メッキ層が設けられている。
等の鉄−ニッケル系合金を用いて構成され、その平面形
状が円形であり、中心部に貫通孔31が、下部周囲につ
ば部32が設けられている。センサ保持部材30の下部
台座22との接合面には金メッキ層が設けられている。
【0020】上部台座23および下部台座22の貫通孔
24ならびにセンサ保持部材30の貫通孔31は、それ
ぞれ同軸上に配置され、容器本体10の圧力導入孔13
に連通し、圧力検出素子21の裏面に設けた空間に圧力
流体を導くように構成されている。
24ならびにセンサ保持部材30の貫通孔31は、それ
ぞれ同軸上に配置され、容器本体10の圧力導入孔13
に連通し、圧力検出素子21の裏面に設けた空間に圧力
流体を導くように構成されている。
【0021】圧力検出素子21の下面は、上部台座23
の上面に陽極接合(FAB接合)によって気密に溶着固
定され、上部台座23の下面は下部台座22の上面に陽
極接合によって気密に溶着固定され、下部台座22の下
面とセンサ保持部材30の上面は金−シリコンのロー材
を介在させて加熱圧着(スクラブ)することによって、
金−シリコン合金が形成されて気密に溶着固定される。
の上面に陽極接合(FAB接合)によって気密に溶着固
定され、上部台座23の下面は下部台座22の上面に陽
極接合によって気密に溶着固定され、下部台座22の下
面とセンサ保持部材30の上面は金−シリコンのロー材
を介在させて加熱圧着(スクラブ)することによって、
金−シリコン合金が形成されて気密に溶着固定される。
【0022】センサ保持部材30のつば部32の下面が
容器本体10の環状突条14上に配置され、プロジェク
ション溶接によってセンサ保持部材30と容器本体10
が気密に固定されている。
容器本体10の環状突条14上に配置され、プロジェク
ション溶接によってセンサ保持部材30と容器本体10
が気密に固定されている。
【0023】センサ保持部材30は、容器本体10と、
圧力センサエレメント20と、圧力ケース50ととも
に、参照圧力用空間50’を形成する。
圧力センサエレメント20と、圧力ケース50ととも
に、参照圧力用空間50’を形成する。
【0024】回路基板40は、絶縁性のプリント配線基
板からなり、中央に圧力センサエレメント20の圧力検
出素子21が位置する開口41が設けられている。回路
基板40は、ハイブリッドICとして構成され、圧力セ
ンサエレメント20からの電気信号を例えばPWM(P
ulse Width Modulation:パルス
幅変調)処理して出力する回路を有するとともに、この
信号を外部に取り出すリード42が設けられている。
板からなり、中央に圧力センサエレメント20の圧力検
出素子21が位置する開口41が設けられている。回路
基板40は、ハイブリッドICとして構成され、圧力セ
ンサエレメント20からの電気信号を例えばPWM(P
ulse Width Modulation:パルス
幅変調)処理して出力する回路を有するとともに、この
信号を外部に取り出すリード42が設けられている。
【0025】回路基板40は、この基板40の基板支持
部となる容器本体10の立上げ部15の上面に、接着剤
を用いて固定される。
部となる容器本体10の立上げ部15の上面に、接着剤
を用いて固定される。
【0026】圧力センサエレメント20の圧力検出素子
21の上面に設けた図示を省略したランド部と回路基板
40の上面に設けた図示を省略したランド部とがボンデ
ィングワイヤ25によって接続されている。
21の上面に設けた図示を省略したランド部と回路基板
40の上面に設けた図示を省略したランド部とがボンデ
ィングワイヤ25によって接続されている。
【0027】圧力ケース50は、例えば、ステンレスス
チールから形成され、内部空間に配置された圧力センサ
エレメント20を覆って外部ノイズから保護する電磁シ
ールド部としての機能と、気密な参照圧力空間50’を
形成する容器としての働きを有している。
チールから形成され、内部空間に配置された圧力センサ
エレメント20を覆って外部ノイズから保護する電磁シ
ールド部としての機能と、気密な参照圧力空間50’を
形成する容器としての働きを有している。
【0028】圧力ケース50は、円板状の天井部51
と、その周辺から立設する周壁52と、周壁52の先端
部を外側に折り曲げたつば部53を有し、つば部53
は、容器本体10の溶接面となる受け面17に当接する
当接面となる。さらに、圧力ケース50は、リード引出
部を構成する誘電体56が挿入される突出部54と、突
出部の先端に設けた開口55とを有している。
と、その周辺から立設する周壁52と、周壁52の先端
部を外側に折り曲げたつば部53を有し、つば部53
は、容器本体10の溶接面となる受け面17に当接する
当接面となる。さらに、圧力ケース50は、リード引出
部を構成する誘電体56が挿入される突出部54と、突
出部の先端に設けた開口55とを有している。
【0029】突出部54の開口55には筒状の例えばチ
タン酸バリウムなどから形成された誘電体56が挿入さ
れ、突出部54の空間に投入した半田を高周波加熱する
などして溶融固化させた半田57によって突出部内に固
定されている。この突出部54の空間は、半田溜り部を
形成し、半田による固定を強固にすることができる。
タン酸バリウムなどから形成された誘電体56が挿入さ
れ、突出部54の空間に投入した半田を高周波加熱する
などして溶融固化させた半田57によって突出部内に固
定されている。この突出部54の空間は、半田溜り部を
形成し、半田による固定を強固にすることができる。
【0030】筒状の誘電体56の外面および内面にはめ
っき等によって、例えば銀(Ag)、ニッケル(Ni)、
錫(Sn)からなる金属膜が形成されており、この金属
膜はコンデンサの電極として働く。
っき等によって、例えば銀(Ag)、ニッケル(Ni)、
錫(Sn)からなる金属膜が形成されており、この金属
膜はコンデンサの電極として働く。
【0031】圧力ケース50の突出部54の開口55に
挿入された誘電体56の貫通孔には、回路基板40に建
てられた引出線42が貫通しており、引出線42が通さ
れた貫通コンデンサ56の貫通孔は半田58によって密
封される。
挿入された誘電体56の貫通孔には、回路基板40に建
てられた引出線42が貫通しており、引出線42が通さ
れた貫通コンデンサ56の貫通孔は半田58によって密
封される。
【0032】圧力ケース50のつば部53である当接面
は、容器本体10の圧力ケースの溶接面である受け面1
7に当接され、両者は例えばプロジェクション溶接を用
いて気密に溶接される。この溶接により、確実な気密を
確保できる。
は、容器本体10の圧力ケースの溶接面である受け面1
7に当接され、両者は例えばプロジェクション溶接を用
いて気密に溶接される。この溶接により、確実な気密を
確保できる。
【0033】ターミナル保持部材60には、気密保持部
材としてのOリング82を受ける平坦部63が設けら
れ、端子61をインサートモールドして形成されてい
る。端子61の他端には引出線42を接続する接続部6
2が設けられている。
材としてのOリング82を受ける平坦部63が設けら
れ、端子61をインサートモールドして形成されてい
る。端子61の他端には引出線42を接続する接続部6
2が設けられている。
【0034】コネクタケース70は、端子61を差し込
み固定する樹脂製ケースであり、上部に設けたソケット
部71と、下方に垂れ下がった周壁72と、周壁72の
下方に肉圧に設けたかしめ受部73と、端子61を挿通
するための端子挿入用開口75を有し、ソケット部71
の下方には内部空間76が形成される。端子挿入用開口
75には、図示を省略した係止部を設けた端子61が下
方から挿入されて固定される。このコネクタケース70
は、その形状を変更することによって、種々の異なる形
状のコネクタに対応することができる。
み固定する樹脂製ケースであり、上部に設けたソケット
部71と、下方に垂れ下がった周壁72と、周壁72の
下方に肉圧に設けたかしめ受部73と、端子61を挿通
するための端子挿入用開口75を有し、ソケット部71
の下方には内部空間76が形成される。端子挿入用開口
75には、図示を省略した係止部を設けた端子61が下
方から挿入されて固定される。このコネクタケース70
は、その形状を変更することによって、種々の異なる形
状のコネクタに対応することができる。
【0035】回路基板40は、絶縁性樹脂などからな
り、角形の形状に構成され中央部に前記圧力センサエレ
メント20を配置する開口を有しており、その表面に
は、図示を省略した増幅回路や演算回路を構成する回路
素子などが搭載され、圧力検出素子21からの信号をボ
ンディングワイヤ25を介して上記回路素子に入力す
る。
り、角形の形状に構成され中央部に前記圧力センサエレ
メント20を配置する開口を有しており、その表面に
は、図示を省略した増幅回路や演算回路を構成する回路
素子などが搭載され、圧力検出素子21からの信号をボ
ンディングワイヤ25を介して上記回路素子に入力す
る。
【0036】引出線42は、回路基板40に設けられた
入出力端子(ランド部)と端子61を接続する導線であ
り、信号線や電源供給線や接地線を含んでいる。引出線
42の根本は、上に設けた図示を省略したランド部に載
置され、半田付けなどによって電気的に接続固定されて
いる。
入出力端子(ランド部)と端子61を接続する導線であ
り、信号線や電源供給線や接地線を含んでいる。引出線
42の根本は、上に設けた図示を省略したランド部に載
置され、半田付けなどによって電気的に接続固定されて
いる。
【0037】これらの構成部品を用いて圧力センサ1を
組み立てる手順を説明する。まず、圧力センサエレメン
ト20を組み立てる。これは、上部台座23、下部台座
22およびセンサ保持部材30を用いて上述のように構
成される。
組み立てる手順を説明する。まず、圧力センサエレメン
ト20を組み立てる。これは、上部台座23、下部台座
22およびセンサ保持部材30を用いて上述のように構
成される。
【0038】次に、圧力センサエレメント20を載置固
定した保持部材30のつば部32を、容器本体10の空
間11の底面12に設けた環状の突条14上に配置し、
つば部32の裏面から突条14とほぼ同型状の環状のプ
ロジェクション電極を押し当て、環状の突条14上につ
ば部32を溶接して気密に固定する。この溶接により、
気密を確実に行うことができる。
定した保持部材30のつば部32を、容器本体10の空
間11の底面12に設けた環状の突条14上に配置し、
つば部32の裏面から突条14とほぼ同型状の環状のプ
ロジェクション電極を押し当て、環状の突条14上につ
ば部32を溶接して気密に固定する。この溶接により、
気密を確実に行うことができる。
【0039】次いで、容器本体10の内部空間11の立
上げ部15の上部の平坦面に回路基板40を接着剤を用
いて接着固定した後、圧力検出素子21のランド部と回
路基板40のランド部とをボンディングワイヤ25を用
いて接続する。而して、環状の溝16は受け面17であ
る溶接面の近傍、すなわち溶接面と立上げ部15との間
に形成されているので、回路基板接着時に外側にはみ出
した接着剤は、環状の溝16内に落ちて圧力ケースの溶
接面となる受け面17を汚さずにすむ。この結果、溶接
面に接着剤による不純物の存在がなくなり、圧力ケース
50のつば部53と受け面17との溶接の不完全さはな
くなり、気密は確実に保たれる。さらに、圧力検出素子
21と回路基板40の表面を、防湿効果を有する樹脂を
用いて覆い、保護層を形成する。
上げ部15の上部の平坦面に回路基板40を接着剤を用
いて接着固定した後、圧力検出素子21のランド部と回
路基板40のランド部とをボンディングワイヤ25を用
いて接続する。而して、環状の溝16は受け面17であ
る溶接面の近傍、すなわち溶接面と立上げ部15との間
に形成されているので、回路基板接着時に外側にはみ出
した接着剤は、環状の溝16内に落ちて圧力ケースの溶
接面となる受け面17を汚さずにすむ。この結果、溶接
面に接着剤による不純物の存在がなくなり、圧力ケース
50のつば部53と受け面17との溶接の不完全さはな
くなり、気密は確実に保たれる。さらに、圧力検出素子
21と回路基板40の表面を、防湿効果を有する樹脂を
用いて覆い、保護層を形成する。
【0040】一方、突出部54の頂部に設けた開口55
にコンデンサ用の誘電体56を挿入した圧力ケース50
を、天井部51が下になるように置いて、圧力ケース5
0の突出部54と誘電体56の間に形成された空間に半
田を投入した後、高周波加熱によって半田を溶融し、該
空間に半田57を充填して誘電体56を圧力ケース50
に気密にかつ電気的に固定する。この、突出部54は、
圧力ケースに貫通コンデンサを組み立てるときに半田溜
りとして働く。
にコンデンサ用の誘電体56を挿入した圧力ケース50
を、天井部51が下になるように置いて、圧力ケース5
0の突出部54と誘電体56の間に形成された空間に半
田を投入した後、高周波加熱によって半田を溶融し、該
空間に半田57を充填して誘電体56を圧力ケース50
に気密にかつ電気的に固定する。この、突出部54は、
圧力ケースに貫通コンデンサを組み立てるときに半田溜
りとして働く。
【0041】次いで、圧力ケースを図示のように裏返
し、圧力ケース50に気密に固定した誘電体56の貫通
孔に引出線42を先端が外部に出るように挿入して圧力
ケース50を容器本体10上に載置し、誘電体56の貫
通孔と引出線42の間の空間に半田58を十分に流し込
んで、誘電体56の内面に設けた電極と引出線42を電
気的に接続して貫通コンデンサを形成するとともに、圧
力容器50の内部と外部を気密に遮断する。
し、圧力ケース50に気密に固定した誘電体56の貫通
孔に引出線42を先端が外部に出るように挿入して圧力
ケース50を容器本体10上に載置し、誘電体56の貫
通孔と引出線42の間の空間に半田58を十分に流し込
んで、誘電体56の内面に設けた電極と引出線42を電
気的に接続して貫通コンデンサを形成するとともに、圧
力容器50の内部と外部を気密に遮断する。
【0042】次に、圧力ケース50のつば部53と容器
本体10の圧力容器受け面17を全周にわたってプロジ
ェクション溶接などによって溶接し、気密に密封する。
このとき、圧力ケース50と容器本体10などによって
形成される参照圧力空間に所定の圧力のヘリウムガスを
封入する。なお、プロジェクション溶接を実施する場合
には、溶接面となる受け面17を環状の突条14のよう
な形状に形成して溶接する。さらに、溶接を電子ビーム
溶接にて実施する場合には、受け面17は平面でよい。
本体10の圧力容器受け面17を全周にわたってプロジ
ェクション溶接などによって溶接し、気密に密封する。
このとき、圧力ケース50と容器本体10などによって
形成される参照圧力空間に所定の圧力のヘリウムガスを
封入する。なお、プロジェクション溶接を実施する場合
には、溶接面となる受け面17を環状の突条14のよう
な形状に形成して溶接する。さらに、溶接を電子ビーム
溶接にて実施する場合には、受け面17は平面でよい。
【0043】これまでの工程で、圧力ケース50によっ
て形成されたヘリウムガスが封入された参照圧力空間5
0’が構成された図3に示す圧力センサ組立体が作られ
る。
て形成されたヘリウムガスが封入された参照圧力空間5
0’が構成された図3に示す圧力センサ組立体が作られ
る。
【0044】この後、圧力センサ組立体を真空中におい
て、周辺にヘリウムガスが存在するか否かをヘリウムガ
ス検出器を用いて検査して、圧力センサ組立体の密封が
完全に行われているか否かを検査する。したがって、万
一密封が不完全の場合があっても、ヘリウムガスの漏れ
検出により容易に検査できる。さらに、気密の漏れ検出
用のガスとしてヘリウムガス以外に、不活性ガス例えば
窒素ガスなどさらには乾燥空気を用いてもよいのは勿論
である。
て、周辺にヘリウムガスが存在するか否かをヘリウムガ
ス検出器を用いて検査して、圧力センサ組立体の密封が
完全に行われているか否かを検査する。したがって、万
一密封が不完全の場合があっても、ヘリウムガスの漏れ
検出により容易に検査できる。さらに、気密の漏れ検出
用のガスとしてヘリウムガス以外に、不活性ガス例えば
窒素ガスなどさらには乾燥空気を用いてもよいのは勿論
である。
【0045】その後、圧力ケース50の天井部51上
に、端子61の接続部62に設けた開口に引出線42の
先端が挿入されるように端子保持部材60を載置し、引
出線42と端子61の接続部62を半田付けする。
に、端子61の接続部62に設けた開口に引出線42の
先端が挿入されるように端子保持部材60を載置し、引
出線42と端子61の接続部62を半田付けする。
【0046】次いで、端子保持部材60の段部63に気
密保持部材82を配置し、この上からかしめ受部73の
下端部外周に設けたOリング受部にOリング81を嵌め
たコネクタケース70を、端子保持部材60設けた端子
61が開口75を通して、かしめ受部73が容器本体の
立上げ部18の内側に位置するように配置する。その
後、かしめ部19をかしめてコネクタケース70を組み
付け、コネクタケース70を容器本体10に固着して圧
力センサを完成させる。
密保持部材82を配置し、この上からかしめ受部73の
下端部外周に設けたOリング受部にOリング81を嵌め
たコネクタケース70を、端子保持部材60設けた端子
61が開口75を通して、かしめ受部73が容器本体の
立上げ部18の内側に位置するように配置する。その
後、かしめ部19をかしめてコネクタケース70を組み
付け、コネクタケース70を容器本体10に固着して圧
力センサを完成させる。
【0047】端子保持部材60の段部63上に気密保持
部材82を、コネクタケースの下端部にOリング81を
配置することによって、コネクタケース70に設けた端
子挿入用開口75および容器本体10とコネクタケース
70のかしめ部から水や湿った空気などが浸入するのを
阻止し、コネクタケース70の内部空間76は気密かつ
液密に構成される。また、コネクタケース70のかしめ
受部73の外周の一部分に図2に示すような突条74を
設けることによって、かしめ時に、容器本体10のかし
め部19に立ち上がった箇所を生じ容器本体10とコネ
クタケース70とが回転することを防ぐことができる。
部材82を、コネクタケースの下端部にOリング81を
配置することによって、コネクタケース70に設けた端
子挿入用開口75および容器本体10とコネクタケース
70のかしめ部から水や湿った空気などが浸入するのを
阻止し、コネクタケース70の内部空間76は気密かつ
液密に構成される。また、コネクタケース70のかしめ
受部73の外周の一部分に図2に示すような突条74を
設けることによって、かしめ時に、容器本体10のかし
め部19に立ち上がった箇所を生じ容器本体10とコネ
クタケース70とが回転することを防ぐことができる。
【0048】このようにして得た圧力センサは、圧力測
定側の配管に容器本体10の圧力導入孔13の外側に設
けたネジ部を捩じ込んで、容器本体10を固定する。
定側の配管に容器本体10の圧力導入孔13の外側に設
けたネジ部を捩じ込んで、容器本体10を固定する。
【0049】以下、本発明の第2の実施の形態にかかる
圧力センサの構成を図4および図5を用いて説明する。
この実施の形態にかかる圧力センサは、端子61と引出
線42との接続をフレキシブル基板を用いて行うことに
より、コネクタケースを気密構造とし、端子保持部材6
0および気密保持部材82を不要とした点に特徴を有し
ている。図4はこの実施の形態にかかる圧力センサの構
造を示す縦断面図であり、図5は図4のA−A線での縦
断面図である。図4および図5において、図1〜図3に
示した実施の形態と同じ構成部分は同じ番号で示し、そ
の説明を省略する。
圧力センサの構成を図4および図5を用いて説明する。
この実施の形態にかかる圧力センサは、端子61と引出
線42との接続をフレキシブル基板を用いて行うことに
より、コネクタケースを気密構造とし、端子保持部材6
0および気密保持部材82を不要とした点に特徴を有し
ている。図4はこの実施の形態にかかる圧力センサの構
造を示す縦断面図であり、図5は図4のA−A線での縦
断面図である。図4および図5において、図1〜図3に
示した実施の形態と同じ構成部分は同じ番号で示し、そ
の説明を省略する。
【0050】この圧力センサ1は、コネクタケース70
に端子61を一体にインサートモールドによって形成す
るとともに、端子61の内部空間側と引出線42との間
をフレキシブル基板65によって接続した。
に端子61を一体にインサートモールドによって形成す
るとともに、端子61の内部空間側と引出線42との間
をフレキシブル基板65によって接続した。
【0051】この構成によれば、圧力センサ組立体を形
成するまでは第1の実施の形態と全く同様の工程で組み
立てることができ、その後、コネクタケース70に一体
に設けた端子61の内部空間側の端部に半田付したフレ
キシブル基板65の配線の他端を引出線41に半田付し
た後、コネクタケース70を組立体の上に載置してかし
め受部53をかしめることによって、圧力センサを組み
立てることができ、コネクタケース70の端子挿入孔を
介した外部との連通を気密保持部材82を用いずに阻止
することができる。
成するまでは第1の実施の形態と全く同様の工程で組み
立てることができ、その後、コネクタケース70に一体
に設けた端子61の内部空間側の端部に半田付したフレ
キシブル基板65の配線の他端を引出線41に半田付し
た後、コネクタケース70を組立体の上に載置してかし
め受部53をかしめることによって、圧力センサを組み
立てることができ、コネクタケース70の端子挿入孔を
介した外部との連通を気密保持部材82を用いずに阻止
することができる。
【0052】上記第1および第2の実施の形態では、容
器本体10とセンサ保持部材30との溶接を、容器本体
10の底面に設けた環状の突条14上に載置して行った
例を示したが、センサ保持部材30のつば部32の底面
に環状の突条を設けるとともに、容器本体の10の底面
に設けた環状の突条14をなくしてもよい。
器本体10とセンサ保持部材30との溶接を、容器本体
10の底面に設けた環状の突条14上に載置して行った
例を示したが、センサ保持部材30のつば部32の底面
に環状の突条を設けるとともに、容器本体の10の底面
に設けた環状の突条14をなくしてもよい。
【0053】さらに、圧力ケース50の貫通コンデンサ
部分を密封した後、容器本体10と圧力ケース50を溶
接する例を示したが、容器本体10と圧力ケース50を
溶接した後、参照圧力空間にヘリウムガスを充填し、貫
通コンデンサの貫通孔に半田を流し込んで密封してもよ
い。
部分を密封した後、容器本体10と圧力ケース50を溶
接する例を示したが、容器本体10と圧力ケース50を
溶接した後、参照圧力空間にヘリウムガスを充填し、貫
通コンデンサの貫通孔に半田を流し込んで密封してもよ
い。
【0054】さらにまた、本発明では、ヘリウムガスの
封入は、上記貫通コンデンサ部分を密封し、かつ容器本
体10と圧力ケース50を電子ビーム溶接等によって溶
接した後、参照圧力空間内に上記ヘリウムガス等を例え
ばキャピラリチューブにより封止してもよい。
封入は、上記貫通コンデンサ部分を密封し、かつ容器本
体10と圧力ケース50を電子ビーム溶接等によって溶
接した後、参照圧力空間内に上記ヘリウムガス等を例え
ばキャピラリチューブにより封止してもよい。
【0055】この発明によれば、電気回路部を容器本体
10と圧力ケース50とで完全に電磁的に遮閉するとと
もに、引出線42と圧力ケース50との間に貫通コンデ
ンサを介在させたので、電源ノイズや外部からの電磁ノ
イズを容器本体10へ逃がして電気回路部に入り込まな
い構造にすることができ、ノイズによる誤動作をなくす
ことができる。
10と圧力ケース50とで完全に電磁的に遮閉するとと
もに、引出線42と圧力ケース50との間に貫通コンデ
ンサを介在させたので、電源ノイズや外部からの電磁ノ
イズを容器本体10へ逃がして電気回路部に入り込まな
い構造にすることができ、ノイズによる誤動作をなくす
ことができる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、気密性
の高い信頼性のある圧力ケース内に所定のガスを充填し
たシールドゲージ圧圧力センサを提供することができ
る。
の高い信頼性のある圧力ケース内に所定のガスを充填し
たシールドゲージ圧圧力センサを提供することができ
る。
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる圧力センサ
の構造を示す縦断面図。
の構造を示す縦断面図。
【図2】図1のA−A線での縦断面図。
【図3】本発明の第1の実施の形態にかかる圧力センサ
のコネクタケースを取り外した状態での上面図。
のコネクタケースを取り外した状態での上面図。
【図4】本発明の第2の実施の形態にかかる圧力センサ
の構造を示す縦断面図。
の構造を示す縦断面図。
【図5】図4のA−A線での縦断面図。
1 圧力センサ 10 容器本体 11 内部空間 12 底面 13 圧力導入孔 14 環状の突条 15 立上げ部 16 環状の溝 17 圧力ケース受け面(溶接面) 18 立上げ部 19 かしめ部(肉薄部) 20 圧力センサエレメント 21 圧力検出素子 22 下部台座 23 上部台座 24 開口 25 ボンディングワイヤ 30 センサ保持部材 31 開口 32 つば部 40 回路基板 41 開口 42 引出線 50 圧力ケース 51 天井部 52 周壁 53 つば部 54 突出部 55 開口 56 誘電体(貫通コンデンサ) 57,58 半田 60 端子保持部材 61 端子 62 端子接続部 65 フレキシブル基板 70 コネクタケース 71 ソケット部 72 周壁72 73 かしめ受部 75 端子挿入用開口 76 内部空間 81 Oリング 82 気密保持部材
Claims (7)
- 【請求項1】 ピエゾ抵抗効果を有する半導体素子より
なる圧力センサエレメントを、圧力導入孔を有する容器
本体とこの容器本体に気密に固定された電磁シールド作
用を有する圧力ケースとで収容するとともに、上記容器
本体と圧力ケースを覆うコネクタケースを容器本体に組
み付けた圧力センサにおいて、上記圧力センサエレメン
トは、上記容器本体に溶接により固着された保持部材に
より支持されるとともに、上記保持部材は、上記圧力ケ
ースとで所定ガスが封入された参照用圧力空間を形成
し、上記所定ガスが気密検出用として用いられることを
特徴とする圧力センサ。 - 【請求項2】 上記圧力ケースは、そのつば部が上記容
器本体の溶接面に溶接により気密に固着されるととも
に、上記溶接面の近傍に溝を形成したことを特徴とする
請求項1に記載の圧力センサ。 - 【請求項3】 圧力センサエレメントは、上記半導体素
子とガラス製の上部台座とシリコン製の下部台座と金属
製の保持部材を積み重ねて構成され、上記容器本体は、
底に設けた開口と、底の下面で前記開口の周囲に位置す
る環状の突条と、環状の突条の外側に設けた上記エレメ
ントからの出力を処理する基板を支持する環状の基板支
持部と、基板支持部の外側に設けた環状の溝と、環状の
溝の外側に設けた平坦な面で構成される圧力ケース受け
面と、圧力ケース受け面の周囲に設けた立上り部を有
し、上記圧力ケースは、天井部の周辺から立設した周壁
の下端が折り曲げられたつば部を有し、上記圧力センサ
エレメントの保持部材を上記容器本体の突条に溶接して
気密に溶着固定するとともに、前記圧力ケースのつば部
を容器本体の圧力ケース受け面に溶接して気密に溶着固
定したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載
の圧力センサ。 - 【請求項4】 圧力ケースに頂部が開口した突出部を設
けるとともに、該突出部に内面および外面の両面に電極
を設けた筒状の誘電体を電気的および機械的に固着して
貫通コンデンサを形成したことを特徴とする請求項1な
いし請求項3のいずれかに記載の圧力センサ。 - 【請求項5】 貫通コンデンサの内面の電極は、圧力セ
ンサエレメントからの出力を所定の外部端子に導く引出
線に接続されていることを特徴とする請求項1ないし請
求項4のいずれかに記載の圧力センサ。 - 【請求項6】 一端が引出線に電気的に接続された複数
の端子を設けた端子保持部材を圧力ケース上面に位置さ
せ、該端子の他端をターミナルケースに設けた開口に挿
入するとともに、ターミナルケースと端子保持部材の間
に気密保持部材を装着したことを特徴とする請求項5に
記載の圧力センサ。 - 【請求項7】 ターミナルケースに固定された端子の一
端と引出線の一端をフレキシブルケーブルで接続したこ
とを特徴とする請求項5に記載の圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16168498A JPH11351989A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16168498A JPH11351989A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11351989A true JPH11351989A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15739892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16168498A Pending JPH11351989A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11351989A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180010684A (ko) * | 2016-07-22 | 2018-01-31 | 세종공업 주식회사 | 센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법 |
WO2021246167A1 (ja) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 住友電装株式会社 | 複合成形部品 |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP16168498A patent/JPH11351989A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180010684A (ko) * | 2016-07-22 | 2018-01-31 | 세종공업 주식회사 | 센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법 |
WO2021246167A1 (ja) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 住友電装株式会社 | 複合成形部品 |
JP2021187115A (ja) * | 2020-06-03 | 2021-12-13 | 住友電装株式会社 | 複合成形部品 |
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