KR20170027717A - 센서칩을 구비하는 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서유닛에 있어서, 단자대(24)의 하단면이, 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)을 덮도록 하우징(12)의 상단면(12ES1)에, 실리콘계 접착제에 의하여 접착되고, 입출력 단자그룹(40ai)이 돌출되는 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1) 전체에는, 실리콘계 접착제로 이루어지는 피복층(10A)이 소정의 두께로 형성되어 있는 것에 관한 것이다.

Description

센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치{Sensor Unit and Pressure Detection Device Containing same}

본 발명은 센서칩을 구비하는 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치에 관한 것이다.

액봉(液封)형의 반도체 압력센서는, 예를 들어 특허문헌 1 및 특허문헌 2에도 나타나 있는 바와 같이, 센서유닛의 일부를 구성하고 있다. 센서유닛은, 후술하는 하우징에 연결되는 금속제의 이음매부의 내측에 형성되는 압력검출실 내에 배치되어 있다. 그와 같은 센서유닛은, 예를 들어 이음매부 내에 지지되어 상술한 압력검출실과 후술하는 액봉실을 격절(隔絶)하는 다이어프램과, 다이어프램의 상방에 형성되어 압력전달매체로서의 실리콘 오일을 저장하는 액봉실과, 액봉실 내에 배치되어 다이어프램을 통하여 실리콘 오일의 압력변동을 검출하는 센서칩과, 센서칩을 지지하는 칩마운트 부재와, 하우징의 관통구멍에 있어서의 칩마운트 부재의 주위를 밀봉하는 헤르메틱 글라스와, 센서칩으로부터의 출력신호의 송출 및 센서칩으로의 전력공급을 행하는 단자그룹을 주된 요소로서 포함하여 구성되어 있다.

헤르메틱 글라스는, 커버부재 내에 배치되는 금속제의 엘리먼트 본체 내에 고정 부착되어 있다. 엘리먼트 본체는, 금속제의 이음매부에 맞닿도록 커버부재 내에 배치되어 있다. 또한, 상술한 단자그룹은, 칩마운트 부재에 인접하여 헤르메틱 글라스 내에 고정 부착되는 동시에, 외부 리드선에 전기적으로 접속되어 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허공보 2014-98685호 특허문헌 2: 일본공개특허공보 2012-68105호

상술한 바와 같은 센서칩의 내부회로는, 정전기 방전(ESD)에 기인한 고전압에 의하여 파괴되는 경우가 있다. 상술한 센서유닛에 있어서는, 예를 들어 상술한 이음매부 및 엘리먼트 본체로부터 센서칩에 이르는 경로, 또는 외부 리드선 및 단자그룹으로부터 센서칩에 이르는 경로를 통하여 정전기 방전에 기인한 고전압이 센서칩의 내부회로에 인가될 우려가 있다. 이와 같은 경우의 대책으로서, 센서칩 내에 ESD 보호회로를 장착하는 것도 생각된다. 하지만, 센서칩의 다운사이징의 요망에 따라 센서칩 내의 ESD 보호회로의 면적의 축소에 의하여, ESD 보호회로의 장착이 어려워지는 경우가 있다.

이상의 문제점을 고려하여, 본 발명은, 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치로서, ESD 보호회로의 유무에 영향 받지 않고, 그 정전기 내력을 향상시킬 수 있는 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 센서유닛은, 압력을 검출하는 센서칩과, 센서칩의 회로에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 단자를 포위하는 헤르메틱 글라스를 센서칩과 함께 수용하는 하우징과, 센서칩 및 단자와 압력이 검출되어야 할 압력실을 격절하는 다이어프램과, 다이어프램과 센서칩 사이에 충전되는 압력전달매체를 구비하고, 압력전달매체의 성분에 따라서 선택되는 접착제로 이루어지는 정전기 보호층이, 단자가 돌출되는 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면과, 하우징의 한쪽 단면과, 단자에 있어서의 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면으로부터 돌출되는 부분에 의하여 구획되는 표면 중 어느 한 쪽을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 압력전달매체가 실리콘 오일인 경우, 실리콘계 접착제가 선택되어도 좋고, 또는 압력전달매체가 불소계 액체인 경우, 실리콘계 접착제, 또는 불소계 접착제가 선택되어도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 센서유닛은, 압력을 검출하는 센서칩과, 센서칩의 회로에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 단자를 포위하는 헤르메틱 글라스를 센서칩과 함께 수용하는 하우징과, 센서칩 및 단자와 압력이 검출되어야 할 압력실을 격절하는 다이어프램과, 다이어프램과 센서칩 사이에 충전되는 압력전달매체를 구비하고, 압력전달매체의 성분에 따라서 선택되는 충전재료로 이루어지는 정전기 보호층이, 단자가 돌출되는 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면과, 하우징의 한쪽 단면과, 단자에 있어서의 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면으로부터 돌출되는 부분에 의하여 구획되는 표면 중 어느 한쪽을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 압력전달매체가 불소계 액체인 경우, 엘라스토머, 또는 불소 그리스가 충전재료로서 선택되어도 좋다.

더욱이, 본 발명에 따른 압력검출장치는, 상술한 센서유닛, 및 센서유닛의 단자그룹을 정렬시키는 단자대를 수용하는 센서유닛 수용부를 구비하고, 단자를 정렬시키는 단자대의 단부가, 하우징의 한쪽 단면에 실리콘계 접착제 또는 불소계 접착제에 의하여 접착되며, 다이어프램의 둘레가 하우징의 다른 쪽 단면에 접합되는 것을 특징으로 한다. 더욱이, 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지로 이루어지는 피복층이, 단자대 및 하우징을 밀봉하는 밀봉재의 상면에 형성되어도 좋다.

정전기 보호층이, 단자대의 단부와, 하우징의 내주면과, 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면에 의하여 둘러싸이는 부분에만 형성되어도 좋고, 또한 정전기 보호층이 단자에 있어서의 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면으로부터 단자대에 이를 때까지의 부분에만 형성되어도 좋다. 더욱이, 정전기 보호층이 단자대에 있어서의 단자에 인접하여 형성되는 고리 형상의 돌기부로부터 돌기부에 마주보는 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면에 이르는 부분에만 형성되어도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 압력검출장치는, 상술한 센서유닛, 및 센서유닛의 단자를 정렬시키는 단자대를 수용하는 센서유닛 수용부를 구비하고, 단자대의 단부가, 하우징의 한쪽 단면에 충전재료에 의하여 접합되며, 다이어프램의 둘레가 하우징의 다른 쪽 단면에 접합되는 것을 특징으로 한다. 에폭시계 수지로 이루어지는 피막층이, 단자대 및 하우징을 밀봉하는 밀봉재의 상면에, 형성되어도 좋고, 또는 실리콘계 수지로 이루어지는 피막층이, 단자대 및 하우징을 밀봉하는 밀봉재의 상면에 형성되어도 좋다.

본 발명에 따른 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치에 따르면, 접착제로 이루어지는 정전기 보호층이, 단자가 돌출되는 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면 및 하우징의 한쪽 단면에 형성되어 있으므로, ESD 보호회로의 유무에 영향을 받지 않고, 센서유닛의 정전기 내력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2a는 도 1에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 다른 일례를 나타내는 부분단면도이다.
도 2b는 도 1에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 또 다른 일례를 나타내는 부분단면도이다.
도 2c는 도 1에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 또 다른 일레를 나타내는 부분단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4a는 도 3에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층을 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 4b는 도 3에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 다른 일례를 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 4c는 도 3에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 또 다른 일례를 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6a는 도 5에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층을 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 6b는 도 5에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 다른 일례를 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 6c는 도 5에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 또 다른 일례를 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 6d는 도 5에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 또 다른 일례를 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 6e는 도 5에 나타나는 예에 사용되는 정전기 보호층의 또 다른 일례를 부분적으로 확대하여 나타내는 부분단면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치의 일례를 개략적으로 나타낸다.

도 1에 있어서, 압력검출장치는, 압력이 검출되어야 할 유체가 유도되는 배관에 접속되는 이음매 부재(30)와, 이음매 부재(30)의 베이스 플레이트(28)에 연결되어 후술하는 센서유닛을 수용하며 센서칩으로부터의 검출출력신호를 소정의 압력측정장치에 공급하는 센서유닛 수용부를 포함하여 구성되어 있다.

금속제의 이음매 부재(30)는, 상술한 배관의 접속부의 수나사부에 나사 결합되는 암나사부(30fs)를 내측에 가지고 있다. 암나사부(30fs)는, 화살표(P)가 나타내는 방향으로부터 공급되는 유체를 후술하는 압력실(28A)에 유도하는 포트(30a)에 연통하고 있다. 포트(30a)의 한쪽 개구단은, 이음매 부재(30)의 베이스 플레이트(28)와 센서유닛의 다이어프램(32) 사이에 형성되는 압력실(28A)을 향하여 개구하고 있다.

센서유닛 수용부의 외곽부는, 커버부재로서의 원통 형상의 방수 케이스(20)에 의하여 형성되어 있다. 수지제의 방수 케이스(20)의 하단부에는, 개구부(20b)가 형성되어 있다. 내측이 되는 개구부(20b)의 둘레의 단차부에는, 이음매 부재(30)의 베이스 플레이트(28)의 둘레가 계합되어 있다.

압력실(28A) 내에는, 이음매 부재(30)의 포트(30a)를 통과하여 유체로서의 공기 또는 액체가 공급된다. 센서유닛의 하우징(12)의 하단면(12ES2)은, 베이스 플레이트(28)에 재치되어 있다.

압력실(28A) 내의 압력을 검출하여 검출출력신호를 송출하는 센서유닛은, 원통 형상의 하우징(12)과, 압력실(28A)과 하우징(12)의 내주부를 격절하는 금속제의 다이어프램(32)과, 복수의 압력검출소자를 가지는 센서칩(16)과, 글라스층을 통하여 센서칩(16)을 일단부에서 지지하는 금속제의 칩마운트 부재(18)와, 센서칩(16)에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹(40ai)과, 입출력 단자그룹(40ai) 및 오일 충전용 파이프(44)를 칩마운트 부재(18)의 외주면과 하우징(12)의 내주면 사이에 고정하는 헤르메틱 글라스(14)를 주요 요소로서 포함하여 구성되어 있다.

다이어프램(32)은, 상술한 압력실(28A)을 마주보는 하우징(12)의 한쪽 하단면(12ES2)에 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 스테인리스강제의 하우징(12)의 하단면(12ES2)에 접합되어 있다.

금속제의 다이어프램(32)과 마주보는 센서칩(16) 및 헤르메틱 글라스(14)의 단면과의 사이에 형성되는 액봉실에는, 예를 들어 압력전달매체로서 소정량의 실리콘 오일(PM), 또는 불소계 불활성 액체가 오일 충전용 파이프(44)를 통하여 충전되어 있다. 한편, 오일 충전용 파이프(44)의 한쪽 단부는, 오일 충전 후, 이점쇄선으로 나타나는 바와 같이, 눌려서 폐색된다. 실리콘 오일은, 예를 들어 실록산 결합과 유기질의 메틸기로 이루어지는 디메틸폴리실록산 구조를 가지는 실리콘 오일로 된다.

실리콘 오일은, 예를 들어 디메틸 실리콘 오일로서, 하기의 구조식과 같이, 폴리실록산의 측쇄, 말단이 모두 메틸기인 것이어도 좋다.

[화학식 1]

또한, 실리콘 오일은, 예를 들어 메틸페닐 실리콘 오일로서, 하기의 구조식과 같이, 폴리실록산의 측쇄의 일부가 페닐기인 것이어도 좋다.

[화학식 2]

더욱이, 실리콘 오일은, 예를 들어 메틸하이드로젠 실리콘 오일로서, 하기의 구조식과 같이, 폴리실록산의 측쇄의 일부가 수소인 것이어도 좋다.

[화학식 3]

또한, 실리콘 오일은, 예를 들어 하기의 각 구조식과 같이, 측쇄, 말단에 유기기를 도입한 것이어도 좋다.

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

[화학식 7]

또한, 불소계 불활성 액체는, 예를 들어 퍼플루오로카본 구조를 가지는 액체, 및 하이드로플루오로에테르 구조를 가지는 액체, 또는 하기의 구조식과 같이, 삼불화 염화 에틸렌의 저중합물로서, 주쇄에 불소 및 염소가 결합하고, 양단이 불소, 염소의 구조를 가지는 것이어도 좋다.

[화학식 8]

더욱이, 불소계 불활성 액체는, 예를 들어 하기의 구조식과 같이, 퍼플루오로폴리에테르 구조를 가지는 불소 액체여도 좋다.

[화학식 9]

헤르메틱 글라스(14)의 단부에 형성되는 오목부에 배치되는 센서칩(16)과 다이어프램(32) 사이에는, 더욱이 금속제의 전위조정부재(17)가 헤르메틱 글라스(14)의 하단면(14ES2)에 지지되어 있다. 전위조정부재(17)는, 예를 들어 일본특허공보 제3987386호에도 나타나는 바와 같은 연통구멍을 가지며 센서칩(16)의 회로의 제로전위에 접속되는 단자에 접속되어 있다.

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 단부에 형성되는 오목부와 후술하는 단자대(24)의 구멍으로 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, 소정의 압력측정장치에 접속된다. 한편, 도 1에 있어서는, 8개의 단자 중의 4개의 단자만이 나타나 있다.

센서칩(16)은, 복수의 압력검출소자를 가지고, 예를 들어 실리콘으로 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있는 본체부와, 본체부의 상단면에 형성되며 처리회로를 형성하는 회로층과, 제1 층으로서의 회로층의 상면에 적층되는 제2 층으로서의 절연막층과, 그 절연막층에 형성되는 알루미늄제의 실드층과, 실드층의 상층부를 보호하는 보호층을 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상술한 예에 있어서, 센서유닛에 있어서의 센서칩(16)은, 헤르메틱 글라스(14) 내에 보유되는 칩마운트 부재(18)의 일단부에서 지지되고 있는데, 이러한 예로 한정되지 않으며, 예를 들어 센서칩(16)이 칩마운트 부재(18)를 이용하지 않고, 상술한 헤르메틱 글라스(14)의 오목부를 형성하는 평탄면에 직접적으로 고정되도록 구성되어도 좋다.

입출력 단자그룹(40ai)을 정렬시키는 단자대(24)는, 수지재료, 예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 성형되어 있다. 단자대(24)는, 입출력 단자그룹(40ai)이 삽입되는 복수개의 구멍과 함께, 내측에 소정의 용적의 공동부를 가지고 있다. 단자대(24)의 하단면은, 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)을 덮도록 하우징(12)의 상단면(12ES1)에, 실리콘계 접착제에 의하여 접착되어 있다. 이에 따라, 소정의 두께를 가지는 고리 형상의 접착층(10B)이 하우징(12)의 상단면(12ES1)에 형성되게 된다.

단자대(24)의 공동부를 형성하는 내주면으로서, 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)에 마주보는 내주면에는, 헤르메틱 글라스(14)를 향하여 돌출되는 고리 형상의 돌기부(24P)가 형성되어 있다. 돌기부(24P)의 돌출 길이는, 피복층(10A)의 점성 등에 따라서 설정되어 있다. 이와 같이 고리 형상의 돌기부(24P)가 형성됨으로써, 후술하는 피복층(10A)이 형성될 때, 도포된 피복층(10A)의 일부가, 표면장력에 의하여 돌기부(24P)와 단자대(24)의 공동부를 형성하는 내주면으로서, 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)에 대략 직교하는 내주면과의 사이의 좁은 공간 내에 당겨져 보유되므로, 피복층(10A)이 단자대(24)의 공동부 내에 있어서의 일방측으로 치우치지 않고 균일하게 도포되게 된다.

또한, 입출력 단자그룹(40ai)이 돌출되는 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1) 전체에는, 실리콘계 접착제로 이루어지는 피복층(10A)이 소정의 두께로 형성되어 있다. 한편, 피복층(10A)이 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)으로부터 돌출되는 입출력 단자그룹(40ai)의 일부분도 더욱 덮도록, 도 1에 사선으로 나타나는 부분(10AA)에 형성되어도 좋다.

따라서, 실리콘계 접착제로 이루어지는 정전기 보호층(10)이 피복층(10A) 및 접착층(10B)에 의하여 형성되게 된다. 이와 같이 실리콘계 접착제에 의하여 정전기 보호층(10)이 형성됨으로써, ESD 보호회로의 유무에 영향을 받지 않고, 센서유닛의 정전기 내력이 향상되게 된다.

상술한 실리콘계 접착제는, 예를 들어 유연성이 있는 부가형의 일성분계인 것이 바람직하다. 실리콘계 접착제는, 예를 들어 저분자 실록산 결합을 가지는 접착제가 된다.

실리콘계 접착제는, 예를 들어 베이스 폴리머의 폴리실록산의 규소원자 상의 치환기가 메틸기, 페닐기, 트리플루오로프로필기 등의 불소화 탄화수소기 등이어도 좋다. 또한, 하기의 구조식을 가지는 축합형 실리콘 고무를 주성분으로 하는 것이어도 좋다.

[화학식 10]

실리콘계 접착제는, 예를 들어 하기의 구조식을 가지는 부가형 실리콘 고무를 주성분으로 하는 것이어도 좋다.

[화학식 11]

실리콘계 접착제는, 예를 들어 실리콘 오일을 베이스 오일로 한 실리콘 그리스여도 좋다.

또한, 실리콘계 접착제와 실리콘 오일이 궁합이 좋으므로, 실리콘계 접착제에 실리콘 오일 등이 만일 혼합된 경우에도 실리콘계 접착제의 접착성이 악화될 우려가 없다.

한편, 실리콘계 접착제는, 이성분계여도 좋고, 축합형, UV 경화형이어도 좋다. 실리콘계 접착제 대신에, 이성분계의 우레탄계 접착제가 사용되어도 좋다. 또한, 상술한 압력전달매체로서 불소계 불활성 액체가 사용되는 경우, 불소계 접착제와 불소계 불활성 액체의 궁합이 좋으므로, 불소계 접착제가 사용되어도 좋다. 불소계 접착제는, 자기접착성을 가지는 액상 불소 엘라스토머로 된다. 이에 따라, 불소계 접착제에 불소계 불활성 액체 등이 만일 혼합된 경우에도, 불소계 접착제의 접착성이 악화될 우려가 없다.

더욱이, 불소계 접착제 대신에, 예를 들어 충전재료로서 불소화 폴리에테르 골격과 말단의 실리콘 가교반응기를 포함하는 하기의 구조식을 가지는 엘라스토머여도 좋다.

[화학식 12]

더욱이, 불소계 접착제 대신에, 예를 들어 충전재료로서 하기의 각 구조식을 가지는 퍼플루오로폴리알킬에테르유를 베이스 오일로 한 불소 그리스여도 좋다.

[화학식 13]

[화학식 14]

[화학식 15]

[화학식 16]

불소 그리스는, 예를 들어 하기의 구조식을 가지는 퍼플루오로폴리에테르 구조를 가지는 것이어도 좋다.

[화학식 17]

더욱이, 불소계 접착제 대신에, 예를 들어 하기 구조식을 가지는 퍼플루오로엘라스토머여도 좋다.

[화학식 18]

또한, 불소계 접착제 대신에, 예를 들어 하기 구조식을 가지는 불소고무여도 좋다.

[화학식 19]

단자대(24)의 상단에는, 상술한 공동부를 폐색하도록 엔드캡(22)이 연결되어 있다.

방수 케이스(20)의 내주면과 단자대(24) 및 엔드캡(22)의 외주면의 사이, 또한 방수 케이스(20)의 내주면과 하우징(12)의 외주면의 사이에는, 밀봉재(26)가 충전되어 있다. 밀봉재(26)는, 예를 들어 우레탄계 수지로 된다.

한편, 밀봉재(26)가 우레탄계 수지인 경우, 하우징(12)의 외주면과 우레탄계 수지와의 접착성을 향상시키도록, 하우징(12)의 외주면에 있어서의 영역(TR)에 대하여 조면화(粗面化) 처리가 실시되어도 좋다. 그와 같은 조면화 처리는, 예를 들어 본 출원인에 의한 국제출원(PCT/JP2013/083351)에 개시되어 있는 조면화 처리방법이 이용되어도 좋다.

더욱이, 방수 케이스(20) 내에 충전된 밀봉재(26)의 상면에는, 이와 더불어, 예를 들어 에폭시 수지, 또는 실리콘계 수지에 의하여 이점쇄선으로 나타나도록, 볼록한 형상의 피복층(46)이 형성되어도 좋다. 이에 따라, 피복층(46)이 밀봉재(26)의 상면 및 리드선(38)을 밀봉하므로, 밀봉재(26)의 상면에 물방울 등이 쌓이는 일이 없다.

상술한 예에 있어서는, 정전기 보호층(10)이 피복층(10A) 및 접착층(10B)에 의하여 형성되어 있는데, 이러한 예로 한정되지 않으며, 예를 들어 도 2a 내지 도 2c에 나타나는 바와 같이, 정전기 보호층을 형성하는 접착층(50), 피복층(52), 및 접착층(54)이 각각 형성되어도 좋다. 한편, 도 2a 내지 도 2c에 있어서, 도 1에 나타나는 예에 있어서의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 중복설명을 생략한다.

도 2a에 나타나는 예에 있어서는, 정전기 보호층을 형성하는 접착층(50)이, 단자대(24)의 하단면과 하우징(12)의 단면과 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)의 둘레부에 둘러싸인 비교적 작은 공간 내에만 형성되어도 좋다.

도 2b에 나타나는 예에 있어서는, 피복층(52)이, 입출력 단자그룹(40ai)에 있어서의 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)으로부터 돌출되어 단자대(24)에 도달할 때까지의 부분에만 형성되어도 좋다.

도 2c에 나타나는 예에 있어서는, 접착층(54)이, 헤르메틱 글라스(14)의 상단면(14ES1)과 상술한 고리 형상의 돌기부(24P)를 연결하도록 형성되어도 좋다.

도 3은 본 발명에 따른 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치의 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.

도 1에 나타나는 예에 있어서는, 입출력 단자그룹(40ai)을 정렬시키는 단자대(24)를 구비하고, 입출력 단자그룹(40ai)이 접속단자(36)를 통하여 각 리드선(38)의 심선(38a)에 접속되어 있는 것으로 되는데, 그 대신에, 도 3에 나타나는 예에서는, 단자대(24)를 구비하지 않고, 입출력 단자그룹(40ai)이 직접적으로 각 리드선(38)에 접속되는 것이다. 한편, 도 3에 있어서, 도 1에 나타나는 예에 있어서의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 중복설명을 생략한다.

압력검출장치는, 압력이 검출되어야 할 유체가 유도되는 배관에 접속되는 이음매 부재(30)와, 이음매 부재(30)의 베이스 플레이트(28)에 연결되어 후술하는 센서유닛을 수용하고 센서칩으로부터의 검출출력신호를 소정의 압력측정장치에 공급하는 센서유닛 수용부를 포함하여 구성되어 있다.

헤르메틱 글라스(14)의 상단면에 있어서의 입출력 단자그룹(40ai)이 돌출되는 부분과 원통 형상의 하우징(12)의 상단면에 있어서의 내주둘레와의 사이에 걸쳐진 부분 전체에는, 정전기 보호층을 형성하는 피복층(56)이, 전체 원주에 걸쳐 연속하여 소정의 두께로 고리 형상으로 형성되어 있다. 피복층(56)은, 예를 들어 상술한 바와 같은 실리콘계 접착제, 불소계 접착제, 충전재료로서 불소화 폴리에테르 골격과 말단의 실리콘 가교반응기를 포함하는 하기의 구조식을 가지는 엘라스토머여도 좋다.

피복층(56)은, 이러한 예로 한정되지 않으며, 예를 들어 도 4b에 나타나는 바와 같이, 정전기 보호층을 형성하는 피복층(58)이, 헤르메틱 글라스(14)의 상단면에 있어서의 입출력 단자그룹(40ai)이 돌출되는 부분과 하우징(12)의 상단면에 있어서의 내주둘레와의 사이이며, 그 내주둘레 및 입출력 단자그룹(40ai)에 대하여 이격된 일부분에, 전체 원주에 걸쳐 연속하여 소정의 두께로 고리 형상으로 형성되어도 좋다.

또한, 예를 들어 도 4c에 나타나는 바와 같이, 정전기 보호층을 형성하는 각 피복층(59)이, 헤르메틱 글라스(14)의 상단면에 있어서의 입출력 단자그룹(40ai)이 돌출되는 부분의 둘레에, 서로 이격하여 분산된 형태로 형성되어도 좋다. 각 피복층(59)은, 입출력 단자그룹(40ai)을 구성하는 각 입출력 단자가 돌출되는 부분으로부터 반경방향을 따라서 하우징(12)의 상단면에 도달할 때까지 연장되도록 소정의 두께로 방사형상으로 형성되어도 좋다.

도 5는 본 발명에 따른 센서유닛, 및 그것을 구비하는 압력검출장치의 또 다른 일례를 개략적으로 나타낸다.

도 1에 나타나는 예에 있어서는, 헤르메틱 글라스(14) 내에 있어서의 공통의 원주방향을 따라서 배치되는 입출력 단자그룹(40ai)을 정렬시키는 단자대(24)를 구비하고, 입출력 단자그룹(40ai)이 접속단자(36)를 통하여 각 리드선(38)의 심선(38a)에 접속되어 있는 것으로 되는데, 그 대신에, 도 5에 나타나는 예에서는, 입출력 단자그룹(68ai)(i=1~8)을 구성하는 입출력 단자가 개별로 헤르메틱 글라스(64ai)(i=1~8)로 피복된 상태에서 하우징(62)에 보유되며, 더욱이 단자대(24)를 구비하지 않고, 입출력 단자그룹(68ai)이 직접적으로 접속단자(71)를 통하여 각 리드선(72)에 접속되는 것이다. 한편, 도 5에 있어서, 도 1에 나타나는 예에 있어서의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 중복설명을 생략한다.

압력검출장치는, 압력이 검출되어야 할 유체가 유도되는 배관에 접속되는 이음매 부재(30)와, 이음매 부재(30)의 베이스 플레이트(28)에 연결되어 후술하는 센서유닛을 수용하고 센서칩으로부터의 검출출력신호를 소정의 압력측정장치에 공급하는 센서유닛 수용부를 포함하여 구성되어 있다.

센서유닛 수용부의 외곽부는, 커버부재로서의 원통 형상의 방수 케이스(60)에 의하여 형성되어 있다. 수지제의 방수 케이스(60)의 하단부에는, 개구부가 형성되어 있다. 내측이 되는 개구부의 둘레에는, 이음매 부재(30)의 베이스 플레이트(28)의 둘레가 계합되어 있다. 센서유닛의 하우징(62)의 하단면은, 베이스 플레이트(28)에 재치되어 있다.

압력실(28A) 내의 압력을 검출하고 검출출력신호를 송출하는 센서유닛은, 하우징(62)과, 압력실(28A)과 하우징(62)의 내주부를 격절하는 금속제의 다이어프램(32)과, 복수의 압력검출소자를 가지는 센서칩(16)과, 센서칩(16)에 전기적으로 접속되는 입출력 단자그룹(68ai)(i=1~8)과, 입출력 단자그룹(68ai)을 구성하는 각 단자를 하우징(62)의 각 구멍의 내주면과의 사이에 개별로 고정하는 헤르메틱 글라스(64ai)(i=1~8)를 주요 요소로서 포함하여 구성되어 있다.

입출력 단자그룹(68ai)은, 2개의 전원용 단자와, 1개의 출력용 단자와, 5개의 조정용 단자로 구성되어 있다. 각 단자의 일단부는, 각각 상술한 헤르메틱 글라스(64ai)를 통하여 하우징(62)의 각 구멍의 단부에 삽입되어 있다. 2개의 전원용 단자와, 1개의 출력용 단자는, 접속단자(71)를 통하여 각 리드선(72)의 심선에 접속되어 있다.

입출력 단자그룹(68ai)을 구성하는 입출력 단자가 돌출되는 각 헤르메틱 글라스(64ai)의 상단면 및 하우징(62)에 있어서의 헤르메틱 글라스(64ai) 둘레의 상단면에는, 도 6a에 확대하여 나타나는 바와 같이, 정전기 보호층으로서 실리콘계 접착제로 이루어지는 피복층(70)이 소정의 두께로 형성되어 있다. 피복층(70)은, 이러한 예로 한정되지 않으며, 예를 들어 상술한 바와 같은 불소계 접착제, 충전재료로서 불소화 폴리에테르 골격과 말단의 실리콘 가교반응기를 포함하는 하기의 구조식을 가지는 엘라스토머여도 좋다.

정전기 보호층으로서의 피복층은, 이러한 예로 한정되지 않으며, 예를 들어 도 6b 및 도 6d에 확대되어 나타나는 바와 같이, 피복층(74) 또는 피복층(78)이, 입출력 단자가 돌출되는 각 헤르메틱 글라스(64ai)의 상단면 및 입출력 단자의 일부만을 덮도록 형성되어도 좋다.

또한, 정전기 보호층으로서의 피복층(76)은, 도 6c에 확대되어 나타나는 바와 같이, 입출력 단자로부터 이격된 위치이며, 각 헤르메틱 글라스(64ai)의 상단면과 하우징(62)의 상단면에 걸쳐지도록 형성되어도 좋다.

더욱이, 정전기 보호층으로서의 피복층(80)은, 도 6e에 확대되어 나타나는 바와 같이, 입출력 단자로부터 이격된 위치이며, 각 헤르메틱 글라스(64ai)의 상단면 근방에 인접한 하우징(62)의 상단면의 위치에, 각 헤르메틱 글라스(64ai)를 둘러싸도록 형성되어도 좋다.

한편, 본 발명에 따른 압력검출장치의 일례에 있어서는, 압력이 검출되어야 할 유체가 유도되는 배관에 접속되는 암나사부를 가지는 이음매 부재(30)를 구비하는 것으로 되는데, 이러한 예로 한정되지 않으며, 예를 들어 암나사부 대신에 이음매 부재(30)가 수나사부를 가지고 있어도 좋고, 또는 이음매 부재(30) 대신에, 동제의 접속 파이프가 접속되는 것이어도 좋다.

10: 정전기 보호층
10A: 피복층
10B: 접착층
12: 하우징
14: 헤르메틱 글라스
16: 센서칩
18: 칩마운트 부재
24: 단자대
26: 밀봉재
46: 피복층

Claims (14)

1. 압력을 검출하는 센서칩과,
   상기 센서칩의 회로에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 단자를 포위하는 헤르메틱 글라스를 그 센서칩과 함께 수용하는 하우징과,
   상기 센서칩 및 상기 단자와 압력이 검출되어야 할 압력실을 격절(隔絶)하는 다이어프램과,
   상기 다이어프램과 상기 센서칩 사이에 충전되는 압력전달매체를 구비하고,
   상기 압력전달매체의 성분에 따라서 선택되는 접착제로 이루어지는 정전기 보호층이, 상기 단자가 돌출되는 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면과, 상기 하우징의 한쪽 단면과, 상기 단자에 있어서의 그 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면으로부터 돌출되는 부분에 의하여 구획되는 표면 중 어느 하나를 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서유닛.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 압력전달매체가 실리콘 오일인 경우, 실리콘계 접착제가 선택되는 것을 특징으로 하는 센서유닛.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 압력전달매체가 불소계 액체인 경우, 실리콘계 접착제, 또는 불소계 접착제가 선택되는 것을 특징으로 하는 센서유닛.
4. 압력을 검출하는 센서칩과,
   상기 센서칩의 회로에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 단자를 포위하는 헤르메틱 글라스를 그 센서칩과 함께 수용하는 하우징과,
   상기 센서칩 및 상기 단자와 압력이 검출되어야 할 압력실을 격절하는 다이어프램과,
   상기 다이어프램과 상기 센서칩 사이에 충전되는 압력전달매체를 구비하고,
   상기 압력전달매체의 성분에 따라서 선택되는 충전재료로 이루어지는 정전기 보호층이, 상기 단자가 돌출되는 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면과, 상기 하우징의 한쪽 단면과, 상기 단자에 있어서의 그 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면으로부터 돌출되는 부분에 의하여 구획되는 표면 중 어느 하나를 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서유닛.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 압력전달매체가 불소계 액체인 경우, 엘라스토머, 또는 불소 그리스가 상기 충전재료로서 선택되는 것을 특징으로 하는 센서유닛.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 센서유닛, 및 그 센서유닛의 단자를 정렬시키는 단자대를 수용하는 센서유닛 수용부를 구비하고,
   상기 단자를 정렬시키는 단자대의 단부가, 상기 하우징의 한쪽 단면에 실리콘계 접착제, 또는 불소계 접착제에 의하여 접착되며, 상기 다이어프램의 둘레가 상기 하우징의 다른 쪽 단면에 접합되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   에폭시계 수지로 이루어지는 피복층이, 상기 단자대 및 상기 하우징을 밀봉하는 밀봉재의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   실리콘계 수지로 이루어지는 피복층이, 상기 단자대 및 상기 하우징을 밀봉하는 밀봉재의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 정전기 보호층이, 상기 단자대의 단부와, 상기 하우징의 내주면과, 상기 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면에 의하여 둘러싸이는 부분에만 형성되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 정전기 보호층이, 상기 단자에 있어서의 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면으로부터 상기 단자대에 이를 때까지의 부분에만 형성되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 정전기 보호층이, 상기 단자대에 있어서의 상기 단자에 인접하여 형성되는 고리 형상의 돌기부로부터 그 돌기부에 마주보는 상기 헤르메틱 글라스의 한쪽 단면에 이르는 부분에만 형성되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
12. 제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 센서유닛, 및 그 센서유닛의 단자를 정렬시키는 단자대를 수용하는 센서유닛 수용부를 구비하고,
    상기 단자대의 단부가, 상기 하우징의 한쪽 단면에 상기 충전재료에 의하여 접합되며, 상기 다이어프램의 둘레가 상기 하우징의 다른 쪽 단면에 접합되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    에폭시계 수지로 이루어지는 피복층이, 상기 단자대 및 상기 하우징을 밀봉하는 밀봉재의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    실리콘계 수지로 이루어지는 피복층이, 상기 단자대 및 상기 하우징을 밀봉하는 밀봉재의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력검출장치.

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