JPS6385325A - 半導体式圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、測定面に検出圧力が作用させられるように
した半導体センシング素子を用いた圧力検出装置に関す
る。

［従来の技術］ 半導体センシング素子を用いた圧力検出装置にあっては
、シールダイヤフラムが用いられているもので、このシ
ールダイヤフラムで区切られた室内に液体を封入し、こ
の液体内に半導体センシング素子を設定するようにして
いる。この場合、上記シールダイヤフラムとしては、通
常金１１１１Ｍのシールダイヤフラムが用いられるもの
で、このシールダイヤフラム内に液体を封入するために
は、このシールダイヤスラムで形成される室内を真空状
態とし、そして適宜形成される孔を介して液体をシール
ダイヤフラム内に導入する。そして、液体が封入された
後に、上記液体を導入した封入孔を閉じるように、して
いる。したがって、このような圧力検出装置を組立てる
ために多（の手数を必要とするものであり、またシール
ダイヤフラムの封止構造も複雑となるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、シー
ルダイヤフラムを簡単に封止した状態で組立て設定でき
るようにすると共に、特にこのシールダイヤフラム内に
半導体センシング素子と共に液体が簡単に封入設定でき
るようにした半導体式圧力検出装置を提供しようとする
ものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係る半導体式圧力検出装置にあっ
ては、シールダイヤフラムとして・、例えばゴム等の弾
性材料によって構成されたキャップ状のものを用いるも
のであり、このキャップ状に構成されるシールダイヤフ
ラム本体の開口部周囲に鍔状にしてやや肉厚にしたシー
ル部を形成するようにする。そして、筺体内に形成され
圧力導入孔を有する圧力検出室の開口部に上記シールダ
イヤフラムを設定し、上記本体内に液体を充填して上記
シール部をステムで押え、上記ダイヤフラム内部を封止
するようにする。この場合、上記ステムには端子機構が
設定され、この端子機構で半導体センシング素子機構を
保持し、このセンシング素子機構がシールダイヤフラム
内に封入設定されるようにしているものである。

［作用］ 上記のように構成される圧力検出ｍ構にあっては、圧力
検出室に測定すべき圧力が設定され、この圧力がキャッ
プ状のシールダイヤフラム内に充填される液体に作用し
、半導体センシング素子で検知されるようになる。ここ
で、シールダイヤフラムはキャップ状に構成された本体
と、この本体の開口部に鍔状に形成されたシール部とか
ら構成されるものであり、この鍔状シール部によって簡
単にダイヤフラムの内部にセンシング素子さらに液体を
充填した状態で封止できるようになる。したがって、こ
の検出装置は簡単に組立てることができるようになるも
のであり、特に封入液の充填が簡単にできるようになる
。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示すもので、筺体１１に内部には、
例えば円筒状の上部を開口した圧力検出室１２が形成さ
れている。そして、この圧力検出室には圧力導入孔１３
が連通形成されているもので、この導入孔１３を介して
測定しようとする圧力Ｐが導入されるようになっている
。

上記圧力検出室１３の内部にはシールダイヤフラム１４
が設定される。このダイヤフラム１４は、例えばゴム等
の弾性材料によって構成されているもので、キャップ状
にした本体部１４１と、この本体部１４１の開口部周囲
に連続して鍔状に形成されるようになるシール部１４２
とからなるもので、このシール部１４２はやや肉厚に形
成されていて、上記圧力検出室１２の開口部周囲に切り
欠き形成した封止段１ｇ１５に嵌め込み設定されるよう
になる。

上記筺体の圧力検出室１２は、ステム１６によって封止
されるようになる。この場合、このステム１６は封止段
部１５でシールダイヤフラム１４のシール部１４２を挟
み込むようになるもので、ダイヤフラム１４のキャップ
状の本体部１４１の内部がステム１６によって封止され
るようにする。すなわち、ステム１６はシールダイヤフ
ラム１４の本体部１４１内に液体を充填した状態で、シ
ール部１４２を押え込むように設定され、かしめ固定さ
れるようになるもので、シールダイヤフラム１４の本体
部１４１内には液体１１が封入されるようになる。

ここで、上記ステム１６のダイヤフラム１４の本体部１
４１の内部に対応する部分に、台座１８が接着材によっ
て接着固定されているものであり、この台座１８にはシ
リコン基板を切り出して構成したセンシング素子となる
センサチップ１９が陽極接合によって接着されている。

すなわち、この台座１８およびセンシングチップ１９に
よってセンシング素子機構が構成されるものであり、こ
のセンシング素子機構はシールダイヤフラム１４のキャ
ップ状本体部１４１内の液体１７中に設定されるように
なる。

上記ステム１６には、さらにガラス封止した状態で端子
線２０１．２０２が貫通設定されているもので、この端
子線２０１および２０２の、ダイヤフラム本体部１４１
内に突出する部分は、ワイヤを介して上記センシングチ
ップ１９に接続されるようになっている。

したがって、シールダヤフラム１４の本体部１４１内の
液体１７内には、センシング素子渫構が設定され、この
センシング素子機構からの検出信号は、端子＠　２０１
および２０２を介して導出されるようになっている。

このセンシング機構部分の組立ては、例えば次のように
して行われる。すなわち、シールダイヤフラム１４のシ
ール部１４２を、圧り検出室１２の縁部分に形成した封
止段部１５に嵌め込み設定し、この状態でシールダイヤ
フラム１４の本体部１４１内に、例えばシリコンオイル
でなる液体１７を充填する。

この状態では、弾性体によって構成されるシールダイヤ
フラム１４は図で破線で示すようになっている。

また、ステム１６にはセンシングチップ１９を陽極接合
した台座１８が接着材によって取付は設定され、さらに
ガラス封止された端子ｌ１２０１．２０２が上記センシ
ングチップ１９にワイヤによってそれぞれ接続設定され
ているもので、このステム１６がシールダイヤフラム１
４のシール部１４２を封止段部１５部分に水平に保ちな
がら押し付けるようにして設定され、筺体１１によって
形成されたかしめ機構２１によって上記ステム１６が固
定されるようになるものである。この場合、シール部１
４２の潰し代と、センシング素子機構部の体積分がシー
ルダイヤフラム１４の本体部１４１を押し広げ、この本
体部１４１は図に実線で示すようにやや広げられたよう
な状態となる。

上記ステム１６に取付けられた端子線２０１　、２０２
は、混成ＩＣ回路基板２２を支えるようになるものであ
り、半田によって上記ＩＣ回路基板２２の回路部分に接
続されるようになっている。このＩＣ回路基板２２では
センシング素子機構部のセンシング、チップ１９部で検
出された圧力検出信号を出力処理する回路が設定されて
いるもので、この回路部で処理された検出出力信号は、
接触端子２３を介して出力端子２４に伝達され出力処理
されるようになる。

すなわち、上記のように構成される圧力検出装置にあっ
ては、筺体１１の圧力導入孔１３から伝播される圧力が
、圧力検出室１２に導入され、シールダイヤフラム１４
に作用するようになる。このシールダイヤフラム１４に
作用した圧力は、このダイヤフラム１４の本体部１４１
に充填された液体に作用し、センシングチップ１９で検
出されるようになるもので、このセンシングチップ１９
からの圧力検出信号は、端子線２０１．２０２を介して
混成ＩＣ回路基板２２部に伝達され、その検出出力信号
が、出力端子２４を介して取出されるようになる。

上記のような圧力検出装置にあっては、弾性材料によっ
て構成されたキャップ形状の本体部１４１を有するシー
ルダイヤフラム１４が用いられている。

したがって、圧力検出動作を実行するシールダイヤフラ
ムのシール工程、さらにシリコンオイル等の液体の封入
工程が非常に簡素化されるようになる。すなわち、筺体
１１の圧力検出室１２に対応してシールダイヤフラム１
４を設定し、このダイヤフラム１４の本体部１４１にシ
リコンオイルによる液体１７を満たして後、センシング
素子機構を設定したステム１６をかしめ固定すればよい
ものである。このようにすれば、上記液体１７はシール
ダイヤフラム１４の周辺のシール部１４２でシールされ
るものであり、またこのシール部１４２にあっては、肉
厚に設定される弾性材料が圧縮固定されるようになって
いるもので、確実なシール状態が設定されるようになり
、ステム１６のかしめ固定作業によって上記シール状態
が簡単且つ確実に実行されるようになる。

上記実施例では、ステム１６をかしめによって筺体１１
に固定するようにした。しかし、このステム１Ｇは、第
２図に示すように周囲にねじ溝を有する構成とし、ねじ
込み手段によって取付は設定するようにしてもよい。

このように場合には、シールダイヤフラム１４の鍔状の
シール部１４２の外周部に位置して、Ｏリング２５を設
けるようにすれば、シールダイヤフラム１４のシール構
造はより確実に保証されるようになる。もちろん、この
Ｏリングは前記実施例において設定してもよいものであ
り、シール構造がより確実に構成されるようになるもの
である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る半導体式圧力検出装置によ
れば、充分に簡単な構成で圧力検出機構部が構成される
ものであり、特に半導体センシングチップを含むセンシ
ング素子機構部をステムに設定し、このステムをキャッ
プ状にした本体部を有するシールダイヤフラムの鍔状の
シール部に対接設定し、上記ステムを取付は固定する作
業を実行するのみで、この圧力検出装置に重要な検出機
構が組立てられるものである。したがって、精度が保証
される検出装置を容易に組立てられるようになるもので
あり、特にセンシングチップに測定圧力を伝達する液体
封入工程が簡略化されるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例に係る半導体式圧力検出装
置を説明する断面構成図、第２図はこの発明の他の実施
例を説明する断面構成図である。 １１・・・筺体、１２・・・圧力検出！、１３・・・圧
力導入孔、１４・・・シールダイヤフラム、１４１・・
・本体部、１４２・・・シール部、１６・・・ステム、
１７・・・液体、１８・・・台座、１９・・・センシン
グチップ、２０１．２０２・・・端子線、２２・・・混
成ＩＣ回路基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 筺体内部に形成され圧力導入孔および開口面の形成され
   た圧力検出室と、 一方の面に開口が形成されたキャップ状に構成される本
   体部を有し、上記開口部の周囲に鍔状のやや肉厚のシー
   ル部が形成され、上記圧力検出室の開口部に上記本体部
   が入り込むように設定される、弾性材料によつて構成さ
   れるシールダイヤフラムと、 上記シールダイヤフラムのシール部を挟み込むようにし
   て、上記筺体の圧力検出室開口部を封じるように設定さ
   れるステムと、 このステムに取付けられるようにして上記シールダイヤ
   フラムの本体部内に設定され、上記ステムを貫通する端
   子線に接続されるようになる半導体圧力センシング素子
   機構とを具備し、 上記シールダイヤフラムの本体部内は、上記筺体の圧力
   検出室の開口部の周囲で、上記ステムによつて密封され
   、その内部には封入液が充填設定されるようにしたこと
   を特徴とする半導体式圧力検出装置。