KR102306770B1 - 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서 - Google Patents

압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서 Download PDF

Info

Publication number
KR102306770B1
KR102306770B1 KR1020207014761A KR20207014761A KR102306770B1 KR 102306770 B1 KR102306770 B1 KR 102306770B1 KR 1020207014761 A KR1020207014761 A KR 1020207014761A KR 20207014761 A KR20207014761 A KR 20207014761A KR 102306770 B1 KR102306770 B1 KR 102306770B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
sensor chip
pressure
electric field
potential
Prior art date
Application number
KR1020207014761A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200077551A (ko
Inventor
카즈야 타키모토
타츠야 타나카
토모하루 오바
Original Assignee
가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼
Publication of KR20200077551A publication Critical patent/KR20200077551A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102306770B1 publication Critical patent/KR102306770B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007Fluidic connecting means
    • G01L19/0046Fluidic connecting means using isolation membranes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0061Electrical connection means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627Protection against aggressive medium in general
    • G01L19/0645Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/069Protection against electromagnetic or electrostatic interferences
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings
    • G01L19/142Multiple part housings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings
    • G01L19/147Details about the mounting of the sensor to support or covering means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings
    • G01L19/148Details about the circuit board integration, e.g. integrated with the diaphragm surface or encapsulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

본 발명은, 압력센서에 있어서, 센서칩(16)의 한쪽 단면에 작용하는 전계가, 실드판(17)에 의하여 차단되는 동시에, 센서칩(16)의 다른 쪽 단면에 작용하는 전계는, 칩마운트 부재(18)의 일단부, 입출력 단자그룹(40ai) 및 본딩와이어(Wi)를 통하여 제거되는 것이다.

Description

압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서
본 발명은, 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서에 관한 것이다.
액봉형의 반도체 압력센서에 내장되는 센서유닛은, 예를 들어 특허문헌 1에 나타나는 바와 같이, 이음매부 내에 지지되어 압력검출실과 후술하는 액봉실을 격절하는 금속 다이어프램과, 금속 다이어프램의 상방에 형성되어 압력전달매체로서의 실리콘오일을 저류하는 액봉실과, 액봉실 내에 배치되어 금속 다이어프램을 통하여 실리콘오일의 압력변동을 검출하는 센서칩과, 센서칩을 지지하는 센서칩 마운트부재와, 하우징의 관통구멍에 있어서의 센서칩 마운트부재의 주위를 밀봉하는 헤르메틱 글라스와, 센서칩으로부터의 출력신호의 송출 및 센서칩으로의 전력 공급을 행하는 단자그룹(리드핀)을 주요 요소로서 포함하여 구성되어 있다.
상술과 같은 구성에 있어서, 다이어프램, 베이스 플레이트, 및 이음매는, 동일 전위로 접속되어 있고, 또한 이들의 부위와 센서칩과는 절연되어 있다. 동력원인 1차측 전원과, 센서의 출력신호를 처리하는 제어회로인 2차측 전원과의 절연이 불충분한 경우, 센서측의 임피던스가 높기 때문에, 마주보고 배치되어 있는 금속 다이어프램 및 센서칩 상호간에 전위차가 발생한다. 이러한 금속 다이어프램 및 센서칩 상호간에 발생하는 전위차에 기인한 센서칩 내의 전자회로 및 비휘발성 메모리에 대한 영향(압력센서의 출력변동)을 방지하기 위하여, 예를 들어 특허문헌 1에 나타나는 바와 같이, 센서칩을 둘러싸고 원통형상의 공간을 형성하도록 금속제의 하판 및 금속부재를 헤르메틱 글라스의 단면에 설치하는 것이 제안되어 있다. 그러한 센서칩은, 누름판을 통하여 센서칩에 집적되어 있는 전자회로의 제로전위에 접속된 리드핀 및 금속부재에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 하판 및 금속부재의 전위는, 하판과 금속부재에 의하여 둘러싸인 공간 내에 있는 센서칩의 전자회로와 동일한 제로전위가 되므로, 금속 다이어프램과 센서칩 사이의 전위차가 없으며, 따라서 센서칩의 전자회로에 영향을 미치는 전계가 발생할 우려가 없다.
특허문헌 1: 일본특허공보 제3987386호
하지만, 상술한 하판 및 금속부재에 의하여 덮여 있지 않은 센서칩의 이면과 센서칩 마운트부재의 지지면과의 사이에도, 센서칩의 전자회로에 영향을 미치는 전계가 발생할 우려가 있다. 이러한 경우, 상술한 전위차에 기인한 압력센서의 출력변동이 생기는 것이 우려된다. 따라서, 압력센서에 있어서의 센서칩과 다이어프램 사이에 발생하는 전계에 대한 내성을 더욱 향상시키는 것이 요망된다.
이상의 문제점을 고려하여, 본 발명은, 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서로서, 압력센서에 있어서의 센서칩과 다이어프램 사이에 발생하는 전계에 대한 내성을 향상시킬 수 있는 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 압력센서의 실드구조는, 압력을 검출하여 검출출력신호를 송출하는 센서칩과, 센서칩을 지지하는 지지부재와, 센서칩 및 지지부재가 배치되는 액봉실과 액봉실과 마주보는 압력실을 구획하는 다이어프램과, 센서칩 및 지지부재에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹을 포함하여 이루어지는 센서유닛과, 지지부재에 의하여 지지됨으로써, 액봉실 내에 있어서의 센서칩의 한쪽 단면과 다이어프램 사이에 배치되고, 센서칩의 신호처리 전자회로부에 작용하는 전계를 차단하는 전계차단부재를 구비하며, 지지부재에 있어서의 센서칩을 지지하는 곳의 전위와 전계차단부재의 전위가, 센서칩의 신호처리 전자회로부의 전위와 동일한 전위인 것을 특징으로 한다.
지지부재는, 절연물을 통하여 센서하우징에 지지되어도 좋다. 지지부재는, 칩마운트 부재, 또는 센서하우징에 접합되는 도전판이어도 좋다.
본 발명에 따른 압력센서는, 압력을 검출하여 검출출력신호를 송출하는 센서칩과, 센서칩을 지지하는 지지부재와, 센서칩 및 지지부재가 배치되는 액봉실과 액봉실과 마주보는 압력실을 구획하는 다이어프램과, 센서칩 및 지지부재에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹을 포함하여 이루어지는 센서유닛과, 지지부재에 의하여 지지됨으로써, 액봉실 내에 있어서의 센서칩의 한쪽 단면과 다이어프램 사이에 배치되고, 센서칩의 신호처리 전자회로부에 작용하는 전계를 차단하는 전계차단부재와, 센서유닛 및 전계차단부재를 수용하는 센서유닛 수용부를 구비하며, 지지부재에 있어서의 센서칩을 지지하는 곳의 전위와 전계차단부재의 전위가, 센서칩의 신호처리 전자회로부의 전위와 동일한 전위인 것을 특징으로 한다. 지지부재는, 절연물을 통하여 센서하우징에 지지되어도 좋다.
본 발명에 따른 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서에 의하면, 지지부재에 있어서의 센서칩을 지지하는 곳의 전위와 전계차단부재의 전위가, 신호처리 전자회로부의 전위와 동일한 전위로 되므로, 압력센서에 있어서의 센서칩과 다이어프램 사이에 발생하는 전계에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 압력센서의 실드구조의 일례의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타나는 압력센서의 실드구조의 일례가 적용된 압력센서의 일례의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은, 도 1에 나타나는 예에 있어서의 III부를 부분적으로 확대하여 나타내는 부분확대도이다.
도 4는, 도 3에 나타나는 화살표가 나타내는 방향에서 본 도면이다.
도 5는, 본 발명에 따른 압력센서의 실드구조의 다른 일례의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 6은, 도 5에 나타나는 예에 있어서의 액봉실 내의 전계차단부재를 나타내는 평면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 압력센서의 실드구조의 일례가 적용된 압력센서의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2에 있어서, 압력센서는, 압력이 검출되어야 할 유체가 유도되는 배관에 접속되는 이음매부재(30)와, 이음매부재(30)의 베이스 플레이트(28)에 연결되어 후술하는 센서유닛을 수용하고 센서칩으로부터의 검출출력신호를 소정의 압력측정장치에 공급하는 센서유닛 수용부를 포함하여 구성되어 있다.
금속제의 이음매부재(30)는, 상술한 배관의 접속부의 수나사부에 나사결합되는 암나사부(30fs)를 내측에 가지고 있다. 암나사부(30fs)는, 화살표(P)가 나타내는 방향으로부터 공급되는 유체를 후술하는 압력실(28A)에 유도하는 이음매부재(30)의 포트(30a)에 연통하고 있다. 포트(30a)의 한쪽 개구단은, 이음매부재(30)의 베이스 플레이트(28)와 센서유닛의 다이어프램(32) 사이에 형성되는 압력실(28A)을 향하여 개구하고 있다.
센서유닛 수용부의 외곽부는, 커버부재로서의 원통형상의 방수케이스(20)에 의하여 형성되어 있다. 수지제의 방수케이스(20)의 하단부에는, 개구부(20b)가 형성되어 있다. 내측이 되는 개구부(20b)의 둘레의 단차부에는, 이음매부재(30)의 베이스 플레이트(28)의 둘레부가 계합되어 있다.
압력실(28A) 내에는, 이음매부재(30)의 포트(30a)를 통하여 유체의 압력이 도입된다. 센서유닛의 하우징(12)의 하단면은, 베이스 플레이트(28)의 둘레부에 용접되어 있다.
압력실(28A) 내의 압력을 검출하여 검출출력신호를 송출하는 센서유닛은, 금속제의 원통형상의 하우징(12)과, 압력실(28A)과 하우징(12)의 내주부를 격절하는 금속제의 다이어프램(32)과, 복수의 압력검출소자, 및 압력검출소자로부터의 신호를 처리하는 신호처리 전자회로부를 가지는 센서칩(16)과, 접착제층(50)을 통하여 센서칩(16)을 일단부에서 지지하는 금속제의 칩마운트 부재(18)와, 센서칩(16)에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹(40ai)(i=1~8)과, 입출력 단자그룹(40ai) 및 오일충전용 파이프(44)를 칩마운트 부재(18)의 외주면과 하우징(12)의 내주면 사이에 고정하는 헤르메틱 글라스(14)를 주요 요인으로서 포함하여 구성되어 있다.
다이어프램(32)은, 상술한 압력실(28A)과 마주보는 하우징(12)의 한쪽 하단면에 지지되어 있다. 압력실(28A)에 배치되는 다이어프램(32)을 보호하는 다이어프램 보호커버(34)는, 복수의 연통구멍(34a)을 가지고 있다. 다이어프램 보호커버(34)의 둘레는, 다이어프램(32)의 둘레와 함께 용접에 의하여 하우징(12)의 하단면에 접합되어 있다. 하우징(12), 다이어프램(32), 베이스 플레이트(28), 및 이음매부재(30)의 전위는, 서로 도통 접속되어 있기 때문에 동일한 전위이다. 또한, 칩마운트 부재(18)는, 헤르메틱 글라스(14)와 같은 절연물을 통하여 하우징(12)과 절연되어 보유되어 있다.
금속제의 다이어프램(32)과 마주보는 센서칩(16) 및 헤르메틱 글라스(14)의 단면과의 사이에 형성되는 액봉실(13)에는, 예를 들어 소정량의 실리콘오일, 또는 불소계 불활성액체와 같은 압력전달매체(PM)가, 오일충전용 파이프(44)를 통하여 충전되고 있다. 한편, 오일충전용 파이프(44)의 한쪽 단부는, 오일충전 후, 이점쇄선으로 나타나는 바와 같이, 눌려 폐색된다.
입출력 단자그룹(40ai)(i=1~8)은, 2개의 전원용 단자와, 1개의 출력용 단자와, 5개의 조정용 단자로 구성되어 있다. 각 단자의 양단부는 각각 상술한 헤르메틱 글라스(14)의 단부로부터 액봉실(13)을 향하여 돌출되거나, 또는 후술하는 단자대(24)의 구멍(24b)을 향하여 돌출되어 있다. 2개의 전원용 단자와, 1개의 출력용 단자는, 접속단자(36)를 통하여 각 리드선(38)의 심선(38a)에 접속되어 있다. 각 리드선(38)은, 예를 들어 소정의 압력측정장치에 접속된다. 한편, 도 2에 있어서는, 8개의 단자 중 4개의 단자만이 나타나 있다. 입출력 단자그룹(40ai)과 후술하는 센서칩(16) 사이는, 본딩와이어(Wi)로 접속되어 있다.
출력 단자그룹(40ai)을 정렬시키는 단자대(24)는, 수지재료, 예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 주요 성분으로서 성형되어 있다. 단자대(24)는, 입출력 단자그룹(40ai)이 삽입되는 복수개의 구멍(24b)과 함께, 내측에 소정 용적의 공동부(24A)를 가지고 있다. 단자정렬부(24T)는, 서로 이격된 복수개의 구멍(24b)을 가지며 상술한 단자대(24)의 기단부와 직교하도록 일체로 성형되어 있다. 접착면으로서의 단자대(24)의 기단부의 하단면은, 하우징(12)의 상단면에, 실리콘계 접착제에 의하여 접착되어 있다. 이에 따라, 소정의 두께를 가지는 환형상의 접착층(10a)이, 하우징(12)의 상단면에 형성되게 된다. 또한, 입출력 단자그룹(40ai)이 돌출되는 헤르메틱 글라스(14)의 상단면 전체에는, 실리콘계 접착제로 이루어지는 피복층(10b)이 소정의 두께로 형성되어 있다.
단자정렬부재로서의 단자대(24)의 외주면, 및 단자대(24)에 연결되어 상술한 단자정렬부(24T)의 구멍(24b) 및 단자대(24)의 상부의 개구단을 덮는 엔드캡(22)의 외주면과 방수케이스(20)의 내주면과의 사이, 또한 방수케이스(20)의 내주면과 하우징(12)의 외주면과의 사이에는, 밀봉재(26)가 소정량 충전되어 있다. 단자대(24) 및 엔드캡(22)은, 상술한 센서유닛을 사이에 끼우고 이음매부재(30)의 베이스 플레이트(28)와 마주보고 방수케이스(20) 내에 배치되어 있다.
엔드캡(22)의 상단면은, 방수케이스(20)의 개구단으로부터 상방을 향하여 돌출되어 있다. 즉, 엔드캡(22)의 상단면의 위치는, 방수케이스(20)의 개구단면의 위치보다 높은 위치가 된다.
센서칩(16)은, 예를 들어 액봉실(13)의 내측이 되는 칩마운트 부재(18)의 일단부에 접착제층(50)을 통하여 접착되어 있다. 대략 직사각형상의 센서칩(16)의 바깥치수는, 도 4에 나타나는 바와 같이, 칩마운트 부재(18)의 직경보다 작게 설정되어 있다. 칩마운트 부재(18)는, 입출력 단자그룹(40ai) 중 어느 1개 이상과 예를 들어 제로(V) 단자와 본딩와이어(Wi)를 통하여 도통 접속되어 있다. 따라서, 칩마운트 부재(18)의 전위는, 센서칩(16) 내에 탑재되어 있는 전자회로의 전위와 동일한 전위로 되어 있다.
액봉실(13) 내에 있어서의 센서칩(16)의 한쪽 단면과 다이어프램(32) 사이에는, 전계차단부재로서의 실드판(17)이 설치되어 있다. 실드판(17)은, 센서칩(16)의 신호처리 전자회로부에 대한 원하지 않는 전계를 차단하는 것이 된다. 실드판(17)은, 예를 들어 스테인리스강, 동, 알루미늄 등과 같은 도전성의 금속재료로 만들어져도 좋고, 수지, 글라스, 세라믹 등 중 어느 절연재료로 만들어져, 도전성의 금속으로 이루어지는 도전층이, 그 표면에 접착, 증착, 스퍼터링, 도금 등에 의하여 형성되어도 좋다. 도 4에 나타나는 바와 같이, 띠형상의 실드판(17)의 고정단부는, 칩마운트 부재(18)의 일단부에 있어서의 센서칩(16)의 외주부에 근접하여 칩마운트 부재(18)의 일단부의 전위와 동일 전위가 되도록 접합되어 있다.
실드판(17)에 있어서의 센서칩(16)의 한쪽 단면과 마주보는 부분은, 도 3에 나타나는 바와 같이, 센서칩(16)의 한쪽 단면과의 사이에 소정의 간격을 가지고 센서칩(16)의 일부를 덮고 있다.
한편, 실드판(17)의 바깥치수, 및 폭의 치수는, 센서칩(16)의 신호처리 전자회로부에 대한 원하지 않는 전계를 차단하도록, 센서칩(16)의 신호처리 전자회로부 전체를 덮는 크기로 적절히 설정되어도 좋다.
따라서, 다이어프램(32)과 센서칩(16) 사이에, 센서칩(16)의 신호처리 전자회로부와 동일 전위가 되는 실드판(17)을 배치하는 것에 의하여, 설치되어 있는 유닛의 1차측 전원(미도시)과 동일 전위인 다이어프램(32)과, 제어회로(미도시)측과의 전위차에 의하여 발생하는 센서칩(16)의 한쪽 단면에 작용하는 전계가, 실드판(17)에 의하여 차단되는 동시에, 실드판(17) 및 칩마운트 부재(18)의 전위는, 동일 전위이므로, 이들 상호간에 전계가 발생하지 않는다. 그 때문에, 센서칩(16) 및 다이어프램(32) 상호간에 발생하는 전위차는, 센서칩(16)에 작용하지 않으므로, 센서칩(16)에 대한 영향을 방지할 수 있다.
도 5는, 본 발명에 따른 압력센서의 실드구조의 다른 일례가 적용된 압력센서의 구성을 부분적으로 나타낸다.
도 5에 나타나는 압력센서는, 압력이 검출되어야 할 유체가 유도되는 배관에 접속되는 이음매부재(60)와, 이음매부재(60)의 베이스 플레이트(58)에 용접에 의하여 연결되어 후술하는 센서유닛을 수용하는 금속제의 센서하우징(56)을 포함하여 구성되어 있다.
이음매부재(60)의 포트(60a)의 한쪽 개구단은, 이음매부재(60)의 베이스 플레이트(58)와 센서유닛의 다이어프램(70)과의 사이에 형성되는 압력실(58A)을 향하여 개구하고 있다.
압력실(58A) 내의 압력을 검출하여 검출출력신호를 송출하는 센서유닛은, 압력실(58A)과 센서하우징(56)의 내주부를 격절하는 금속제의 다이어프램(70)과, 복수의 압력검출소자, 및 압력검출소자로부터의 신호를 처리하는 신호처리 전자회로부를 가지는 센서칩(66)과, 접착제층을 통하여 센서칩(66)을 한쪽 단면에서 지지하는 도전판(62)과, 센서칩(66)에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹(54ai)(i=1~8)을 주요 요소로서 포함하여 구성되어 있다.
도전판(62)은, 예를 들어 수지, 글라스, 세라믹 등의 절연재료로 형성되어 있고, 도전판(62)에 있어서의 센서칩(66)을 지지하는 한쪽 단면이 접착, 증착, 도금 등에 의하여 형성되는 도전층인 금, 은, 동, 알루미늄 등 중의 어느 금속 및 합금막에 의하여 형성되어 있다. 센서칩(66)의 다른 쪽 단면이, 상술한 도전판(62)의 한쪽 단면에 접합되고, 도전판(62)의 다른 쪽 단면은, 센서하우징(56)의 액봉실(68) 측의 내주면에 접합되어 있다. 금속제의 다이어프램(70)은, 상술한 압력실(58A)과 마주보는 센서하우징(56)의 접합단과 베이스 플레이트(58)의 접합단과의 사이에서 용접되어 있다. 따라서, 센서하우징(56)은, 다이어프램(70), 베이스 플레이트(58), 이음매부재(60)와는 접속되어 도통하고 있고, 그 전위가 동일한 전위로 되어 있다. 또한, 센서칩(66)과 센서하우징(56)은, 도전판(62)에 의하여 절연되어 있다. 다이어프램(70)과 센서하우징(56)의 내주면에서 형성된 밀봉공간인 액봉실(68)에는, 예를 들어 소정량의 실리콘오일 또는 불소계 불활성액체 등의 압력전달매체(PM)가 충전되어 있다. 압력전달매체(PM)는, 센서하우징(56)의 구멍(56a)을 통하여 충전된 후, 마개부재(52)에 의하여 구멍(56a)이 폐색된다. 입출력 단자그룹(54ai)은, 도 6에 나타나는 바와 같이, 헤르메틱 글라스(65)를 통하여 센서하우징(56)으로부터 절연되어 지지되어 있다. 헤르메틱 글라스를 통하여 센서하우징(56)에 지지되는 입출력 단자그룹(54ai)과 센서칩(66) 사이는, 본딩와이어(Wi)로 접속되어 있다.
액봉실(68) 내에 있어서의 센서칩(66)의 한쪽 단면과 다이어프램(70) 사이에는, 전계차단부재로서의 실드부재(64)가 설치되어 있다. 실드부재(64)는, 예를 들어 스테인리스강, 동, 알루미늄 중 어느 도전성 금속재료로 만들어져도 좋고, 또는 실드부재(64)가 예를 들어 수지, 글라스, 세라믹 중 어느 절연재료로 만들어져, 접착, 증착, 스퍼터링, 도금 등에 의하여 표면에 형성되는 도전층이 도전성의 금속으로 형성되어도 좋다.
실드부재(64)는, 센서칩(66)의 한쪽 단면 전체를 소정의 간격을 가지고 덮고, 센서칩(66)의 신호처리 전자회로부에 대한 원하지 않는 전계를 차단하는 것이 된다. 실드부재(64)의 고정단부와, 도전판(62)의 한쪽 단면과는, 서로 도체면으로 도통되면서 접합되어 있다. 따라서, 실드부재(64)의 전위와 도전판(62)의 한쪽 단면의 전위는 동일 전위가 된다. 도전판(62)의 한쪽 단면은, 입출력 단자그룹(54ai) 중 어느 1개 이상, 예를 들어 제로(V) 단자와 본딩와이어(Wi)를 통하여 접속되어 도통하고 있다. 따라서, 도전판(62)의 한쪽 단면의 전위는, 센서칩(66)의 신호처리 전자회로부와 동일 전위로 되어 있다.
도전판(62)의 타단면은, 금속제의 센서하우징(56)의 내주면에 접합되어 있다. 한편, 도전판(62)은, 이러한 예로 한정되지 않으며, 예를 들어 도전성 수지로 성형되고, 센서하우징(56)과 절연물을 통하여 접합되어도 좋다.
따라서, 다이어프램(70)과 센서칩(66) 사이에, 센서칩(66)의 신호처리 전자회로부의 전위와 동일 전위가 되는 실드부재(64)를 배치함으로써, 설치되어 있는 유닛의 1차측 전원(미도시)과 동일 전위인 다이어프램(70)과, 제어회로(미도시)측과의 사이의 전위차에 의하여 발생하는 센서칩(66)의 한쪽 단면에 작용하는 전계가, 실드부재(64)에 의하여 차단되는 동시에, 실드부재(64)의 전위와 도전판(62)의 전위는 동일 전위이므로 전계가 이들 상호간에 발생하지 않는다. 그 때문에, 센서칩(66) 및 다이어프램(70) 상호간에 발생하는 전위차는, 센서칩(66)에 작용하지 않으므로, 센서칩(66)에 대한 영향을 방지할 수 있다.
이상의 설명으로부터 명확하듯이, 본 발명에 따른 압력센서의 실드구조의 일례에 따르면, 압력센서에 있어서, 센서칩(16 및 66)과 다이어프램(32 및 70)과의 상호간에 발생하는 전위차에 기인한 센서칩 내의 전자회로에 대한 영향(압력센서의 출력변동)이, 실드판(17) 또는 실드부재(64)에 의하여 회피되므로 다이어프램과 센서칩과의 사이에 발생하는 전계에 대한 내성이 향상되게 된다.
10a: 접착층
12: 하우징
13: 액봉실
14: 헤르메틱 글라스
16: 센서칩
17: 센서칩
18: 칩마운트 부재
20: 방수케이스
20b: 개구부
22: 엔드캡
24: 단자대
24A: 공동부
24b: 구멍
24T: 단자정렬부
26: 밀봉재
28: 베이스 플레이트
28A: 압력실
30: 이음매부재
30a: 포트
30fs: 암나사부
32: 다이어프램
34: 보호커버
34a: 연통구멍
36: 접속단자
38: 리드선
38a: 심선
40ai: 입출력 단자그룹
44: 오일충전용 파이프
50: 접착제층
52: 마개부재
56: 센서하우징
56a: 구멍
54ai: 입출력 단자그룹
58: 베이스 플레이트
58A: 압력실
60: 이음매부재
60a: 포트
62: 도전판
64: 실드부재
65: 헤르메틱 글라스
66: 센서칩
68: 액봉실
70: 다이어프램
PM: 압력전달매체
Wi: 본딩와이어

Claims (6)

  1. 압력을 검출하여 검출출력신호를 송출하는 센서칩과, 그 센서칩을 지지하는 지지부재와, 그 센서칩 및 지지부재가 배치되는 액봉실과 그 액봉실과 마주보는 압력실을 구획하는 다이어프램과, 그 센서칩 및 지지부재에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹을 포함하여 이루어지는 센서유닛과,
    상기 지지부재에 의하여 지지됨으로써, 상기 액봉실 내에 있어서의 상기 센서칩의 한쪽 단면과 상기 다이어프램 사이에 배치되고, 그 센서칩의 신호처리 전자회로부에 작용하는 전계를 차단하는 전계차단부재를 구비하며,
    상기 지지부재에 있어서의 센서칩을 지지하는 곳의 전위와 상기 전계차단부재의 전위가, 상기 센서칩의 상기 신호처리 전자회로부의 전위와 동일한 전위인 것을 특징으로 하는 압력센서의 실드구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는, 절연물을 통하여 센서하우징에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 압력센서의 실드구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는, 칩마운트 부재인 것을 특징으로 하는 압력센서의 실드구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는, 센서하우징에 접합되는 도전판인 것을 특징으로 하는 압력센서의 실드구조.
  5. 압력을 검출하여 검출출력신호를 송출하는 센서칩과, 그 센서칩을 지지하는 지지부재와, 그 센서칩 및 지지부재가 배치되는 액봉실과 그 액봉실과 마주보는 압력실을 구획하는 다이어프램과, 그 센서칩 및 지지부재에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹을 포함하여 이루어지는 센서유닛과,
    상기 지지부재에 의하여 지지됨으로써, 상기 액봉실 내에 있어서의 상기 센서칩의 한쪽 단면과 상기 다이어프램 사이에 배치되고, 그 센서칩의 신호처리 전자회로부에 작용하는 전계를 차단하는 전계차단부재와,
    상기 센서유닛 및 상기 전계차단부재를 수용하는 센서유닛 수용부를 구비하며,
    상기 지지부재에 있어서의 센서칩을 지지하는 곳의 전위와 상기 전계차단부재의 전위가, 상기 센서칩의 상기 신호처리 전자회로부의 전위와 동일한 전위인 것을 특징으로 하는 압력센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지부재는, 절연물을 통하여 센서하우징에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 압력센서.
KR1020207014761A 2017-11-30 2018-11-13 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서 KR102306770B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-230548 2017-11-30
JP2017230548A JP6718855B2 (ja) 2017-11-30 2017-11-30 圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサ
PCT/JP2018/041952 WO2019107140A1 (ja) 2017-11-30 2018-11-13 圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200077551A KR20200077551A (ko) 2020-06-30
KR102306770B1 true KR102306770B1 (ko) 2021-09-30

Family

ID=66664486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207014761A KR102306770B1 (ko) 2017-11-30 2018-11-13 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11268873B2 (ko)
EP (1) EP3719468B1 (ko)
JP (1) JP6718855B2 (ko)
KR (1) KR102306770B1 (ko)
CN (1) CN111433579B (ko)
WO (1) WO2019107140A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6942895B2 (ja) * 2018-01-09 2021-09-29 キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト 保護装置
WO2019150749A1 (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 日本電産コパル電子株式会社 圧力センサとその製造方法
JP2021056070A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社不二工機 圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサ
KR102602024B1 (ko) * 2023-08-29 2023-11-14 (주)엔씨테크 세이프티 다이크 시공법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040135666A1 (en) 2003-01-09 2004-07-15 Kurtz Anthony D. Pressure sensor header having an integrated isolation diaphragm
JP2010256213A (ja) 2009-04-27 2010-11-11 Denso Corp 圧力センサ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3987386B2 (ja) * 2001-11-20 2007-10-10 株式会社鷺宮製作所 圧力センサ
CN2718545Y (zh) * 2004-07-06 2005-08-17 浙江三花制冷集团有限公司 整体装配的压力传感器装置
TWI286383B (en) * 2005-12-23 2007-09-01 Delta Electronics Inc Semiconductor piezoresistive sensor and operation method thereof
ITMI20072406A1 (it) * 2007-12-20 2009-06-21 Ma Ter Srl "misuratore di pressione con sensore ad effetto hall schermato"
DE102012109325A1 (de) * 2012-10-01 2014-05-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensor mit Deckschicht
JP5877248B2 (ja) * 2012-10-17 2016-03-02 株式会社鷺宮製作所 圧力センサおよび、それを備えるセンサユニット
JP6064837B2 (ja) * 2013-08-22 2017-01-25 株式会社デンソー センサチップおよびその製造方法並びに圧力センサ
JP6305522B2 (ja) * 2014-03-27 2018-04-04 シチズンファインデバイス株式会社 圧力検出装置
WO2015194105A1 (ja) * 2014-06-17 2015-12-23 株式会社鷺宮製作所 センサユニット、および、それを備える圧力検出装置
US9915577B2 (en) * 2014-12-02 2018-03-13 Sensata Technologies, Inc. Case isolated oil filled MEMS pressure sensor
CN107003158A (zh) * 2014-12-03 2017-08-01 格兰富控股联合股份公司 传感器组件
JP6461741B2 (ja) * 2015-07-30 2019-01-30 アルプス電気株式会社 センサパッケージ
JP6462050B2 (ja) * 2017-06-23 2019-01-30 株式会社鷺宮製作所 センサチップの接合構造、および、圧力センサ
JP6786469B2 (ja) * 2017-11-30 2020-11-18 株式会社鷺宮製作所 圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040135666A1 (en) 2003-01-09 2004-07-15 Kurtz Anthony D. Pressure sensor header having an integrated isolation diaphragm
JP2010256213A (ja) 2009-04-27 2010-11-11 Denso Corp 圧力センサ

Also Published As

Publication number Publication date
CN111433579B (zh) 2021-07-23
EP3719468A4 (en) 2021-08-18
US11268873B2 (en) 2022-03-08
WO2019107140A1 (ja) 2019-06-06
JP6718855B2 (ja) 2020-07-08
US20210003469A1 (en) 2021-01-07
KR20200077551A (ko) 2020-06-30
CN111433579A (zh) 2020-07-17
EP3719468B1 (en) 2023-05-10
EP3719468A1 (en) 2020-10-07
JP2019100806A (ja) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102306770B1 (ko) 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서
KR102402376B1 (ko) 압력센서의 실드구조, 및 그것을 구비하는 압력센서
JP6892404B2 (ja) 圧力センサ
US20190033156A1 (en) Refrigerant circuit component
CN111386451B (zh) 压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器
JP6930014B2 (ja) 圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサ
CN110319969B (zh) 压力传感器
JP2021167758A (ja) 圧力センサ
CN111465831A (zh) 压力传感器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right