KR20170096574A - 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서 - Google Patents
압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170096574A KR20170096574A KR1020160163520A KR20160163520A KR20170096574A KR 20170096574 A KR20170096574 A KR 20170096574A KR 1020160163520 A KR1020160163520 A KR 1020160163520A KR 20160163520 A KR20160163520 A KR 20160163520A KR 20170096574 A KR20170096574 A KR 20170096574A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- base
- pressure detecting
- pressure
- detecting unit
- terminal pin
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 49
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 45
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 23
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 20
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 24
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 17
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 229910017309 Mo—Mn Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- -1 silicon carbide Chemical compound 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring 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
- G01L9/08—Measuring 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 by making use of piezoelectric devices, i.e. electric circuits therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
- G01L19/0061—Electrical connection means
- G01L19/0069—Electrical connection means from the sensor to its support
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/0046—Fluidic connecting means using isolation membranes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
- G01L19/0061—Electrical connection means
- G01L19/0084—Electrical connection means to the outside of the housing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
- G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0672—Leakage or rupture protection or detection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
- G01L19/14—Housings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details 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
- G01L19/14—Housings
- G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring 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
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring 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
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/008—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using piezoelectric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
추가적인 부재를 이용함에 의한 제조상의 공수 증가를 억제함과 함께, 반도체형 압력 검출 장치의 절연을 확보할 수 있는 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서를 제공한다.
덮개형상으로 형성된 세라믹스제의 베이스와, 접시형상으로 형성된 받이부재와, 상기 베이스 및 상기 받이부재의 사이에 끼여진 다이어프램과, 상기 베이스에서의 상기 다이어프램의 사이에 형성된 수압 공간측에 부착된 반도체형 압력 검출 장치와, 상기 반도체형 압력 검출 장치에 전기적으로 접속됨과 함께 상기 베이스를 관통하는 단자 핀을 구비하고, 상기 베이스의 상기 수압 공간측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 부근의 영역에 금속층이 마련된 압력 검출 유닛.
덮개형상으로 형성된 세라믹스제의 베이스와, 접시형상으로 형성된 받이부재와, 상기 베이스 및 상기 받이부재의 사이에 끼여진 다이어프램과, 상기 베이스에서의 상기 다이어프램의 사이에 형성된 수압 공간측에 부착된 반도체형 압력 검출 장치와, 상기 반도체형 압력 검출 장치에 전기적으로 접속됨과 함께 상기 베이스를 관통하는 단자 핀을 구비하고, 상기 베이스의 상기 수압 공간측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 부근의 영역에 금속층이 마련된 압력 검출 유닛.
Description
본 발명은, 압력 센서에 관한 것으로, 특히, 반도체형 압력 검출 장치를 수용한 액 봉입식의 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서에 관한 것이다.
종래, 다이어프램으로 구획되어 오일이 봉입된 수압실(受壓室) 내에 반도체형 압력 검출 장치를 수용한 액 봉입식의 압력 센서는, 냉동 냉장 장치나 공조 장치에 장비되어 냉매 압력을 검지하거나, 자동차의 연료 공급 장치에 장비되어 공급되는 오일 압력의 검지에 사용되고 있다.
반도체형 압력 검출 장치는, 상기 수압실 내에 배치되고, 수압 공간 내의 압력 변화를 전기 신호로 변환하여 외부에 출력하는 기능을 갖고 있다.
수압 공간 내에 배치된 다이어프램은, 가요성의 금속판으로 구성되어 있기 때문에, 사용된 환경에 의해, 반도체로 이루어지는 압력 검출 소자와 금속 몸체와의 사이에서 전위차가 발생하거나, 봉입된 오일이 정전기 등으로 전하를 띠거나 하면, 압력 검출 소자의 표면에 전하가 체류하여 압력 검출 소자의 검출 동작에 부적합함이 생기는 경우가 있다.
그래서, 상기 압력 검출 소자가 수용되어 있는 수압 공간 내에 제전판(除電板)을 또한 배치하고, 이 제전판을 전기 회로의 제로 전위에 접속함에 의해, 상기 부적합함의 해소를 도모하는 압력 센서가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1에 개시되어 있는 압력 센서에서는, 통상, 압력 검출부를 구성하는 베이스, 다이어프램 및 받이부재는, 각각 스테인리스강 등의 금속재료로 형성되어 있기 때문에, 제전판으로서, 예를 들면 세라믹스나 유리 등의 절연성을 갖는 재료의 표면에 도전층을 마련한 것을 배치하고 있다.
그렇지만, 특허 문헌 1에 개시된 압력 센서는, 베이스, 다이어프램 및 받이부재에 더하여 제전판을 배치하기 때문에, 당해 제전판을 가공하는 공정과 제전판을 베이스에 부착하는 공정이 필요해지기 때문에, 제조상의 공수가 증가할 우려가 있다.
또한, 베이스가 금속재료이기 때문에, 예를 들면 낙뢰 등으로 압력 센서가 부착된 계(系)에 고전압이 인가된 경우에, 베이스에 부착된 반도체형 압력 검출 장치에도 순간적으로 고전압이 인가되게 되어, 당해 반도체형 압력 검출 장치의 검출 정밀도의 저하를 초래할 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 추가적인 부재를 이용함에 의한 제조상의 공수 증가를 억제함과 함께, 반도체형 압력 검출 장치의 절연을 확보할 수 있는 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 압력 검출 유닛은, 덮개형상(蓋狀)으로 형성된 세라믹스제의 베이스와, 접시형상(皿狀)으로 형성된 받이부재(受け部材)와, 상기 베이스 및 상기 받이부재의 사이에 끼여진 다이어프램과, 상기 베이스에서의 상기 다이어프램의 사이에 형성된 수압 공간측에 부착된 반도체형 압력 검출 장치와, 상기 반도체형 압력 검출 장치에 전기적으로 접속됨과 함께 상기 베이스를 관통하는 단자 핀을 구비하고, 상기 베이스의 상기 수압 공간측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 부근의 영역에 금속층이 마련되어 있다.
본 발명의 한 실시례에 의한 압력 검출 유닛은, 상기 복수의 단자 핀은, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 어스 패드에 전기적으로 접속되는 어스 단자 핀과, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 신호 출력용 패드에 전기적으로 접속되는 신호 출력용 단자 핀을 포함하고, 상기 베이스와 상기 복수의 단자 핀과의 사이에 제1의 솔더링부가 형성되어 있고, 상기 어스 단자 핀은, 상기 금속층과 상기 제1의 솔더링부를 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
이 때, 상기 베이스와 상기 제1의 솔더링부와의 사이에 메탈라이즈층이 또한 형성되어도 좋다.
또한, 본 발명의 한 실시례에 의한 압력 검출 유닛은, 상기 베이스와 상기 다이어프램과의 사이에, 링 부재가 또한 끼워 넣어져 있다.
이 때, 상기 베이스와 상기 링 부재와의 사이에 제2의 솔더링부가 형성되고, 상기 베이스와 상기 제2의 솔더링부와의 사이에 메탈라이즈층이 또한 형성되어도 좋다.
또한, 상기 베이스와 상기 받이부재를, 외주측부터 코킹 일체화하는 코킹 부재를 또한 구비한 것이라도 좋다.
본 발명에 의한 압력 검출 유닛은, 상기 압력 검출 유닛을 외주측부터 감싸도록 부착되는 커버와, 일단이 상기 압력 검출 유닛의 단자 핀에 전기적으로 접속됨과 함께 타단이 상기 커버의 외부에 돌출하는 리드선과, 상기 압력 검출 유닛의 받이부재에 부착되는 유체 유입관을 구비한 압력 센서의 일부로서 이용할 수 있다.
본 발명에 의한 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서에 의하면, 추가적인 부재에 의한 중량 늘어남을 억제함과 함께, 반도체형 압력 검출 장치의 절연을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서는, 온도 환경의 변화에 의한 베이스의 팽창 또는 수축의 영향이 작기 때문에, 온도 환경의 변화에 의한 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛의 개략을 도시하는 도면이고, (a)는 압력 검출 유닛의 상면도를 도시하고, (b)는 (a)의 A-A선에서의 단면을 측면시한 것을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도.
도 3은 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛의 개략을 도시하는 도면이고, (a)는 압력 검출 유닛의 상면도를 도시하고, (b)는 (a)의 A-A선에서의 단면을 측면시한 것을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛의 중심선을 통과하는 단면을 측면시한 종단면도.
도 6은 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도.
도 2는 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도.
도 3은 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛의 개략을 도시하는 도면이고, (a)는 압력 검출 유닛의 상면도를 도시하고, (b)는 (a)의 A-A선에서의 단면을 측면시한 것을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛의 중심선을 통과하는 단면을 측면시한 종단면도.
도 6은 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도.
<실시례 1>
도 1은, 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛의 개략을 도시하고 있고, (a)는 압력 검출 유닛의 상면도를 도시하고, (b)는 (a)의 A-A선에서의 단면을 측면시(側面視)한 것을 도시하고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛(100)은, 세라믹스로 이루어지는 베이스(110)와, 당해 베이스(110)에 대향하는 받이부재(120)와, 베이스(110) 및 받이부재(120)의 사이에 끼여진 다이어프램(130) 및 링 부재(140)를 포함한다.
베이스(110)는, 상면시(上面視) 원형의 덮개형상의 부재이고, 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 외주부(112)와 당해 외주부(112)보다 두께가 작은 내측부(114)가 일체가 된, 절연성을 갖는 세라믹스 재료로 구성되어 있다. 즉, 베이스(110)는, 후술하는 수압 공간(S1)이 형성되도록, 그 중앙부가 패여진 형상으로 되어 있다.
베이스(110)를 구성하는 세라믹스 재료로서는, 예를 들면, 알루미나나 지르코니아 등의 산화물, 탄화규소 등의 탄화물, 질화규소 등의 질화물을 비롯한 일반적으로 주지의 것을 이용할 수 있다.
베이스(110)의 내측부(114)와 다이어프램(130)과의 사이에는, 밀폐된 수압 공간(S1)이 형성되고, 오일 등의 절연성의 액상 매질이 충전된다.
또한, 베이스(110)의 내측부(114)에서의 수압 공간(S1)측의 중앙부에는, 후술하는 반도체형 압력 검출 장치(150)가 부착되어 있다.
도 1(a)에 도시하는 바와 같이, 베이스(110)에서의 상기 반도체형 압력 검출 장치(150)의 주위 위치에는, 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)이 삽입되는 복수의 관통구멍(도 1(b)의 부호 116 참조)이 형성되어 있다.
그리고, 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)은, 당해 복수의 관통구멍(116)에 삽통시켜짐과 함께, 그 일단이 상기 반도체형 압력 검출 장치(150)와 전기적으로 접속된다.
또한, 베이스(110)에는, 수압 공간(S1)에 액상 매질을 봉입하기 위한 유입구멍(118)이 또한 형성되어 있고, 당해 유입구멍(118)의 유입구는, 예를 들면 액상 매질의 봉입 후에 볼(170)을 접합함에 의해 봉지(封止)된다.
받이부재(120)는, 예를 들면 스테인리스강판 등의 금속재료로 형성되고, 중앙부가 패여지도록 프레스 성형된 접시형상의 부재이고, 바닥이 있는 통형상의 통부(筒部)(121)와, 당해 통부(121)의 상단에 형성된 플랜지부(122)를 갖는다(또한, 받이부재(120)는, 프레스 성형 이외의 절삭 가공 등에 의해 형성되어도 좋다).
통부(121)의 저면에는, 후술하는 유체 유입관을 부착하는 개구부(123)가 형성되어 있고, 플랜지부(122)의 상면에는, 다이어프램(130)이 접합되어 있다. 이와 같은 구조에 의해, 받이부재(120)와 다이어프램(130)과의 사이에는, 검출 대상인 유체가 유입하는 가압 공간(S2)이 형성된다.
다이어프램(130)은, 예를 들면 스테인리스강 등의 금속재료로 이루어지는 원판형상의 박판 부재로서 형성되어 있고, 링 부재(140)는, 예를 들면 스테인리스강 등의 금속재료로 이루어지는 환형상(環狀) 부재로서 형성되어 있다.
그리고, 다이어프램(130)은, 받이부재(120)와 링 부재(140)와의 사이에 끼여지는 양태로, 예를 들면 레이저 용접 등에 의해 둘레용접(周鎔接)되어 있다. 이에 의해, 받이부재(120)와 다이어프램(130)과 링 부재(140)가 일체화되어 수압 구조체를 구성한다.
반도체형 압력 검출 장치(150)는, 베이스(110)의 중앙부에 접착 등에 의해 다이 본딩된다. 반도체형 압력 검출 장치(150)는, 유리제의 지지 기판(152)과 그것에 부착된 압력 검출 소자(반도체 칩)(154)로 이루어진다.
압력 검출 소자(154)는, 그 한 예로서, 예를 들면 8개의 본딩 패드(전극)를 구비하고, 그 중의 3개는 출력 신호용의 전원 입력 패드, 어스 패드 및 신호 출력용 패드이고, 나머지 5개는 신호 조정용 패드이다.
베이스(110)에는, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이, 어스용 단자 핀(160)과, 전원 입력용 단자 핀(162)과, 신호 출력용 단자 핀(164)과, 복수개의 조정용 단자 핀(166)이, 솔더링에 의해 베이스(110)를 관통하여 부착된다.
어스용 단자 핀(160), 전원 입력용 단자 핀(162), 신호 출력용 단자 핀(164) 및 조정용 단자 핀(166)은, 상술한 반도체형 압력 검출 장치(150)의 어스 패드, 전원 입력 패드, 신호 출력용 패드 및 신호 조정용 패드에 각각 본딩 와이어(168)를 통하여 전기적으로 접속된다.
본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛(100)에서, 베이스(110)의 내측부(114)에서의 수압 공간(S1)측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치(150)를 위요(圍繞)하는 영역에는, 박막형상의 금속으로 이루어지는 금속층(180)이 형성되어 있다.
당해 금속층(180)은, 예를 들면 세라믹스 재료의 표면에 금속재료를 메탈라이즈 처리함에 의해 형성된다.
그리고, 금속층(180)은, 상술한 어스용 단자 핀(160)과 베이스(110)와의 사이에 후술하는 솔더링부(제1의 솔더링부(B1))를 형성할 때에, 당해 제1의 솔더링부(B1)를 통하여 어스용 단자 핀(160)과 전기적으로 접속된다.
본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛(100)을 조립하는 순서의 한 예로서는, 우선 베이스(110)의 내측부(114)에서의 수압 공간(S1)측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치(150)를 위요하는 영역에, 금속층(180)을 메탈라이즈 처리에 의해 형성한다.
이 때, 반도체형 압력 검출 장치(150)를 베이스(110)에 부착하는 처리와, 베이스(110)에 금속층(180)을 형성하는 메탈라이즈 처리를, 동시에 실행하여도 좋다.
계속해서, 베이스(110)에 형성된 관통구멍(116)에 어스용 단자 핀(160), 전원 입력용 단자 핀(162), 신호 출력용 단자 핀(164) 및 조정용 단자 핀(166)을 각각 삽통하고, 이들 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)과 베이스(110)를 솔더링함에 의해, 제1의 솔더링부(B1)를 형성하여 접합 고정한다(도 1(a)의 부호 B1 참조). 즉, 베이스(110)에 형성된 복수의 관통구멍(116)과 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)과의 사이에, 각각 은(銀) 솔더 등의 솔더재를 개재시킨 상태에서 소정의 온도로 가열함에 의해, 베이스(110)의 세라믹스와 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)의 금속과의 사이에 제1의 솔더링부(B1)를 형성한다.
이 때, 솔더링 작업을 행하기 전에, 베이스(110)의 상기 솔더재와 접촉하는 면에 미리 메탈라이즈층(예를 들면 Mo-Mn층 등)을 형성하여 둠에 의해, 세라믹스 재료와 솔더재와의 젖음성을 높일 수 있다.
계속해서, 링 부재(140)의 상면(다이어프램(130)을 용접한 면과는 반대측의 면)에, 베이스(110)를 제2의 솔더링부(B2)에 의해 접합한다.
즉, 베이스(110)의 외주부(112)와 링 부재(140)와의 사이에, 은(銀) 솔더 등의 솔더재를 개재시킨 상태에서 소정의 온도로 가열함에 의해, 베이스(110)의 세라믹스와 링 부재(140)의 금속과의 사이에 제2의 솔더링부(B2)를 형성한다.
이 때, 솔더링 작업을 행하기 전에, 베이스(110)에서의 외주부(112)의 상기 솔더재와 접촉하는 면에 미리 메탈라이즈층(예를 들면 Mo-Mn층 등)을 형성하여 둠에 의해, 세라믹스 재료와 솔더재와의 젖음성을 높일 수 있다.
이 메탈라이즈층을 형성하는 메탈라이즈 처리는, 상술한 베이스(110)에 금속층(180)을 형성하는 메탈라이즈 처리와 동시에 실행하는 것이 바람직하다.
계속해서, 베이스(110)의 중앙부에, 반도체형 압력 검출 장치(150)를 다이 본딩 한다.
그 후, 반도체형 압력 검출 장치(150)의 어스 패드, 전원 입력 패드 신호 출력용 패드 및 조정용 패드와, 상기한 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)의 일단을, 각각 본딩 와이어(168)를 통하여 전기적으로 접속한다.
계속해서, 받이부재(120)와 링 부재(140)와의 사이에 다이어프램(130)을 끼워넣은 상태에서, 상기한 바와 같이, 이들의 맞겹침부를 외주 방향부터 연속적으로 둘레용접하여 일체화한다.
이 때, 둘레용접의 수법으로서는, 레이저 용접이나 아크 용접 등의 용융 용접, 또는 심 용접 등의 저항 용접을 적용하는 것이 가능하지만, 용접에 의한 변형의 저감 등을 고려하면, 입열(入熱)이 작은 레이저 용접이나 전자 빔 용접 등을 적용하는 것이 바람직하다.
최후에, 베이스(110)와 다이어프램(130)과의 사이에 형성되는 수압 공간(S1)에, 베이스(110)에 형성된 유입구멍(118)로부터 액상 매질을 주입한 후, 당해 유입구멍(118)의 유입구에 볼(170)을 접합하여 봉지한다.
이 때, 볼(170)의 베이스(110)와의 접합은, 예를 들면 베이스(110)의 외면의 상기 유입구멍(118)의 부근에 미리 메탈라이즈층을 형성하여 두고, 당해 메탈라이즈층과 볼(170)을 저항 용접함에 의해, 부착할 수 있다.
도 2는, 도 1에 도시하는 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 압력 센서(1)는, 도 1에서 예시한 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛(100)과, 당해 압력 검출 유닛(100)에 부착되는 원통형상의 커버(10)와, 상기 압력 검출 유닛(100)으로부터 돌출하는 단자 핀(160, 162, 164, 166)의 일단이 부착되는 중계 기판(20)과, 중계 기판(20)에 부착되는 커넥터(22)와, 커넥터(22)에 접속되어 외부의 기기와의 사이에서 전기 신호 등을 송수하는 리드선(24)과, 압력 검출 유닛(100)의 받이부재(120)에 부착되는 유체 유입관(30)을 포함한다.
커버(10)는, 대경부(12)와 소경부(14)를 포함하는 단(段)이 붙은 원통형상을 갖는 부재로서, 대경부(12)가 상기 압력 검출 유닛(100)의 외주부를 위요(圍繞)하는 양태로, 압력 검출 유닛(100)에 베이스(110)측부터 부착된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 커버(10)의 내측에는, 베이스(110)를 저면으로 하는 내부 공간(S3)이 형성되어 있고, 당해 내부 공간(S3)에는, 후술하는 중계 기판(20)과 커넥터(22)가 수용되어 있다.
커버(10)의 내측에 형성된 내부 공간(S3)에는 수지(R1)가 충전, 고화되어 있고, 대경부(12)의 개구단측에도 압력 검출 유닛(100)을 덮는 상태로 수지(R2)가 충전, 고화되어 있다.
이들의 수지(R1 및 R2)는, 커버(10)의 내부에 수분 등이 들어가는 것을 방지하고, 중계 기판(20) 등의 전기계를 보호한다.
중계 기판(20)은, 베이클라이트 기판이나 유리 에폭시 기판, 세라믹스 기판 또는 플렉시블 기판으로서 형성되고, 그 중앙부에 커넥터(22)의 일단이 부착되어 있고, 당해 커넥터(22)의 부착 위치의 주위에 비아 전극 및 금속 배선층(도시 생략)을 갖는다.
커넥터(22)는, 일단이 중계 기판(20)에 부착됨과 함께, 타단에는 커버(10)의 외부로 늘어나는 리드선(24)이 부착된다.
또한, 중계 기판(20)의 비아 전극에는, 압력 검출 유닛(100)의 베이스(110)로부터 돌출하는 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)의 일단이 각각 관통하여 고착되어 있다.
이 때, 어스용 단자 핀(160), 전원 입력용 단자 핀(162) 및 신호 출력용 단자 핀(164)은, 비아 전극에 예를 들면 솔더링 등으로 고착되고, 당해 비아 전극을 포함하는 전기 회로에 전기적으로 고착 접속되어 있다.
유체 유입관(30)은, 예를 들면 구리합금이나 알루미늄합금 등의 금속재료로 이루어지는 관형상 부재로서, 상기 압력 검출 유닛(100)의 받이부재(120)에 부착되는 부착부(32)와, 압력 검출 대상의 유체가 흐르는 배관에 접속되는 접속부(34)를 갖는다.
부착부(32)는, 도 1에 도시한 받이부재(120)의 개구부(123)에, 용접, 접착 또는 기계적 체결 등의 임의의 수법으로 부착된다.
도 2에 도시하는 압력 센서(1)를 조립할 때에는, 우선 압력 검출 유닛(100)의 베이스(110)로부터 돌출하는 복수의 단자 핀(160, 162, 164, 166)의 일단에, 커넥터(22)를 부착한 중계 기판(20)을 고착한다.
한편, 압력 검출 유닛(100)의 받이부재(120)의 개구부(123)에, 유체 유입관(30)의 부착부(32)를 부착 고정한다.
계속해서, 리드선(24)을 대경부(12)로부터 삽입하여 소경부(14)를 통하여 외부에 노출하도록, 압력 검출 유닛(100)을 커버(10)의 대경부(12)에 삽입한다.
그 후, 커버(10)의 소경부(14)측의 개구부로부터 수지(R1)를 충전, 고화하여 내부 공간(S3)을 봉지한다.
마찬가지로, 대경부(12)측의 개구단부터 수지(R2)를 충전, 고화하여 압력 검출 유닛(100)을 커버(10) 내에 고정한다.
도 2에 도시하는 압력 센서(1)에서, 유체 유입관(30)에 도입되는 압력 검출 대상의 유체는, 압력 검출 유닛(100)의 가압 공간(S2)에 들어가고, 그 압력으로 다이어프램(130)을 변형시킨다.
다이어프램(130)이 변형하면, 수압 공간(S1) 내의 액상 매질이 가압되어, 다이어프램(130)을 변형시킨 압력이 반도체형 압력 검출 장치(150)의 압력 검출 소자(154)에 전달된다.
압력 검출 소자(154)는, 상기 전달된 압력의 변동을 검지하여 전기 신호로 변환하고, 신호 출력용 단자 핀(164)을 통하여 전기 신호를 중계 기판(20)에 출력한다.
그리고, 상기 전기 신호는 중계 기판(20)의 배선층에 전달되고, 또한 커넥터(22) 및 리드선(24)을 통하여 외부의 기기에 출력된다.
이들의 구성을 구비함에 의해, 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛(100) 및 이것을 적용한 압력 센서(1)는, 당해 압력 센서(1)가 어떠한 이유로 대전한 경우라도, 절연성을 갖는 세라믹스 재료로 형성된 베이스(110)의 수압 공간(S1)측의 면에 형성된 금속층(180)에 우선적으로 전하를 집중시킴과 함께, 어스용 단자 핀(160)를 통하여 전하를 외부에 풀어줄 수 있다.
이 때, 종래의 제전판을 추가적으로 마련한 구성에 대신하여, 세라믹스 재료로 형성된 베이스(110)의 내면에 금속층(180)을 형성하는 구성으로 하였기 때문에, 상기 제전판을 가공하는 공정과 당해 제전판을 베이스에 부착하는 공정이 불필요하게 되고, 제조상의 공수를 증가시키는 일 없이 압력 센서(1)의 제전을 효과적으로 실시할 수 있다.
그리고, 예를 들면 낙뢰 등에 의해, 압력 검출 대상의 유체가 유통하는 유로에 고압의 전기가 돌발적으로 흐르는 경우라도, 유체 유입관(30) 및 받이부재(120)를 통하여 흐르려고 하는 전기가, 세라믹스 재료로 형성된 베이스(110)에서 차단되기 때문에, 반도체형 압력 검출 장치(150)에의 데미지를 경감할 수 있다.
또한, 베이스(110)를 세라믹스 재료로 형성함에 의해, 종래의 금속재료로 형성한 것에 비하여 베이스(110)의 열팽창 계수가 작아지기 때문에, 고온 또는 저온의 엄한 사용 환경에 노출된 경우라도 베이스(110)의 형상이나 치수의 변동이 작아지고, 결과로서, 반도체형 압력 검출 장치(150)의 온도 환경에 의한 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
그리고, 베이스(110)를 세라믹스 재료로 형성함에 의해, 종래형의 압력 검출 유닛에서 베이스에 단자 핀을 매입할 때에 이용된 유리제의 허메틱 실(hermetic seal)을 솔더링부로 대체할 수 있기 때문에, 취약한 허메틱 실이 파손되어 수압 공간에 봉입한 액상 매질이 리크되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시례 1에 의한 압력 검출 유닛(100) 및 이것을 적용한 압력 센서(1)는, 미리 받이부재(120)와 링 부재(140)와의 사이에 다이어프램(130)을 끼워서 일체화한 수압 구조체를 형성하고, 당해 수압 구조체의 링 부재(140)에 베이스(110)를 접합하는 구조로 하였기 때문에, 박판으로 비교적 약한 다이어프램(130)을 받이부재(120) 및 링 부재(140)로 보강할 수 있다.
또한, 베이스(110)를 수압 구조체와 접합할 때에, 베이스(110)와 링 부재(140)를 위치 결정할 뿐으로 좋기 때문에, 접합 작업이 간략화됨과 함께, 압력 검출 유닛(100)의 형상 정밀도를 향상시킬 수도 있다.
<실시례 2>
도 3은, 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛의 개략을 도시하고 있고, (a)는 압력 검출 유닛의 상면도를 도시하고, (b)는 (a)의 A-A선에서의 단면을 측면시한 것을 도시하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛(200)은, 세라믹스로 이루어지는 베이스(210)와, 당해 베이스(210)에 대향하는 받이부재(220)와, 베이스(210) 및 받이부재(220)의 사이에 끼여진 다이어프램(230) 및 링 부재(240)를 포함한다.
베이스(210)는, 실시례 1과 마찬가지로, 상면시 원형의 덮개형상의 부재로서, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 외주부(212)와 당해 외주부(212)보다 두께가 작은 내측부(214)가 일체가 된, 절연성을 갖는 세라믹스 재료로 구성되어 있다. 즉, 베이스(210)는, 후술하는 수압 공간(S1)이 형성되도록, 그 중앙부가 패여진 형상으로 되어 있다.
또한, 베이스(210)를 구성하는 세라믹스 재료는, 실시례 1과 마찬가지로, 알루미나나 지르코니아 등의 산화물, 탄화규소 등의 탄화물, 질화규소 등의 질화물을 비롯한 일반적으로 주지의 것을 이용할 수 있다.
베이스(210)의 내측부(214)와 다이어프램(230)과의 사이에는, 밀폐된 수압 공간(S1)이 형성되고, 오일 등의 절연성의 액상 매질이 충전된다.
또한, 베이스(210)의 내측부(214)에서의 수압 공간(S1)측의 중앙부에는, 후술하는 반도체형 압력 검출 장치(250)가 부착되어 있다.
도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 베이스(210)에서의 상기 반도체형 압력 검출 장치(250)의 주위 위치에는, 후술하는 3개의 단자 핀(260, 262, 264)이 삽입되는 복수의 관통구멍(도 3(b)의 부호 216 참조)이 형성되어 있다.
그리고, 3개의 단자 핀(260, 262, 264)은, 상기 복수의 관통구멍(216)에 삽통시켜짐으로써 베이스(210)를 관통함과 함께, 그 일단이 상기 반도체형 압력 검출 장치(250)와 전기적으로 접속된다.
받이부재(220)는, 실시례 1과 마찬가지로, 예를 들면 스테인리스강판 등의 금속재료로 형성되고, 중앙부가 패여지도록 프레스 성형된 접시형상의 부재이고, 바닥이 있는 통형상의 통부(221)와, 당해 통부(221)의 상단에 형성된 플랜지부(222)를 갖는다(또한, 받이부재(220)는, 프레스 성형 이외의 절삭 가공 등에 의해 형성되어도 좋다).
통부(221)의 저면에는, 후술하는 유체 유입관을 부착하는 개구부(223)가 형성되어 있고, 플랜지부(222)의 상면에는, 다이어프램(230)이 접합되어 있다.
이와 같은 구조에 의해, 받이부재(220)와 다이어프램(230)과의 사이에는, 검출 대상인 유체가 유입하는 가압 공간(S2)이 형성된다.
다이어프램(230)은, 예를 들면 스테인리스강 등의 금속재료로 이루어지는 원판형상의 박판 부재로서 형성되어 있고, 링 부재(240)는, 예를 들면 스테인리스강 등의 금속재료로 이루어지는 환형상(環狀) 부재로서 형성되어 있다.
그리고, 다이어프램(230)은, 받이부재(220)와 링 부재(240)와의 사이에 끼여지는 양태로, 예를 들면 레이저 용접 등에 의해 둘레용접(周鎔接)되어 있다. 이에 의해, 받이부재(220)와 다이어프램(230)과 링 부재(240)가 일체화되어 수압 구조체를 구성한다.
반도체형 압력 검출 장치(250)는, 베이스(210)의 중앙부에 접착 등에 의해 다이 본딩된다. 반도체형 압력 검출 장치(250)는, 유리제의 지지 기판(252)과 그것에 접합된 압력 검출 소자(반도체 칩)(254)로 이루어진다.
압력 검출 소자(254)는, 그 한 예로서, 예를 들면 8개의 본딩 패드(전극)를 구비하고, 그 중의 3개는 출력 신호용의 전원 입력 패드, 어스 패드 및 신호 출력용 패드이고, 나머지 5개는 신호 조정용 패드이다.
베이스(210)에는, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 어스용 단자 핀(260)과, 전원 입력용 단자 핀(262)과, 신호 출력용 단자 핀(264)이, 솔더링에 의해 베이스(210)를 관통하여 부착된다.
어스용 단자 핀(260), 전원 입력용 단자 핀(262) 및 신호 출력용 단자 핀(264)은, 상술한 반도체형 압력 검출 장치(250)의 어스 패드, 전원 입력 패드 및 신호 출력용 패드에 각각 본딩 와이어(268)를 통하여 전기적으로 접속된다.
본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛(200)에서, 베이스(210)의 내측부(214)에서의 수압 공간(S1)측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치(250)를 위요하는 영역에는, 실시례 1과 마찬가지로, 세라믹스 재료의 표면에 금속재료를 메탈라이즈 처리된 박막형상의 금속으로 이루어지는 금속층(280)이 형성되어 있다.
그리고, 금속층(280)은, 상술한 어스용 단자 핀(260)과 베이스(210)와의 솔더링부(제1의 솔더링부(B1))의 형성시에, 당해 제1의 솔더링부(B1)를 통하여 어스용 단자 핀(260)과 전기적으로 접속된다.
본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛(200)을 조립하는 순서의 한 예로서는, 우선 베이스(210)의 내측부(214)에서의 수압 공간(S1)측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치(250)를 위요하는 영역에, 금속층(280)을 메탈라이즈 처리에 의해 형성한다.
이 때, 실시례 1과 마찬가지로, 반도체형 압력 검출 장치(250)를 베이스(210)에 부착하는 처리와, 베이스(210)에 금속층(280)을 형성하는 메탈라이즈 처리를, 동시에 실행하여도 좋다.
계속해서, 실시례 1과 마찬가지로, 베이스(210)에 형성된 관통구멍(216)에 어스용 단자 핀(260), 전원 입력용 단자 핀(262) 및 신호 출력용 단자 핀(264)을 각각 삽통하고, 솔더링에 의한 제1의 솔더링부(B1)를 형성하여 접합 고정한다.
이 때, 솔더링 작업을 행하기 전에, 베이스(210)의 상기 솔더재와 접촉하는 면에 미리 메탈라이즈층(예를 들면 Mo-Mn층 등)을 형성하고 있어도 좋다.
계속해서, 링 부재(240)의 상면(다이어프램(130)을 용접한 면과는 반대측의 면)에, 베이스(210)를 제2의 솔더링부(B2)에 의해 접합한다.
즉, 베이스(210)의 외주부(212)와 링 부재(240)와의 사이에, 예를 들면 은(銀) 솔더 등의 솔더재를 개재시킨 상태에서 소정의 온도로 가열함에 의해, 베이스(210)의 세라믹스 재료와 링 부재(240)의 금속재료와의 사이에 제2의 솔더링부(B2)를 형성한다.
이 때, 솔더링 작업을 행하기 전에, 베이스(210)에서의 외주부(212)의 솔더재와 접촉하는 면에 미리 메탈라이즈층(예를 들면 Mo-Mn층 등)을 형성하여 둠에 의해, 세라믹스 재료와 솔더재와의 젖음성을 높일 수 있다.
이 메탈라이즈층을 형성하는 메탈라이즈 처리는, 상술한 베이스(210)에 금속층(280)을 형성하는 메탈라이즈 처리와 동시에 실행하는 것이 바람직하다.
계속해서, 베이스(210)의 중앙부에, 반도체형 압력 검출 장치(250)를 다이 본딩 한다.
그 후, 반도체형 압력 검출 장치(250)의 어스 패드, 전원 입력 패드 및 신호 출력용 패드와 상기한 3개의 단자 핀(260, 262, 264)의 일단을, 각각 본딩 와이어(268)를 통하여 전기적으로 접속한다.
최후에, 받이부재(220)와 링 부재(240)와의 사이에 다이어프램(230)을 끼워 넣고, 베이스(210)와 다이어프램(230)과의 사이에 형성되는 수압 공간(S1)에 액상 매질을 충전한 상태에서, 상기한 바와 같이, 받이부재(220)와 링 부재(240)와의 맞겹침부를 외주 방향부터 연속적으로 둘레용접하여 일체화한다.
이 때, 둘레용접의 수법으로서는, 레이저 용접이나 아크 용접 등의 용융 용접, 또는 심 용접 등의 저항 용접을 적용하는 것이 가능하지만, 용접에 의한 변형의 저감 등을 고려하면, 입열이 작은 레이저 용접이나 전자 빔 용접 등을 적용하는 것이 바람직하다.
도 4는, 도 3에 도시하는 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 압력 센서(1)는, 도 3에서 예시한 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛(200)과, 당해 압력 검출 유닛(200)에 부착되는 원통형상의 커버(10)와, 상기 압력 검출 유닛(200)으로부터 돌출하는 3개의 단자 핀(260, 262, 264)의 일단이 부착되는 중계 기판(20)과, 중계 기판(20)에 부착되는 커넥터(22)와, 커넥터(22)에 접속되어 외부의 기기와의 사이에서 전기 신호 등을 송수하는 리드선(24)과, 압력 검출 유닛(200)의 받이부재(220)에 부착되는 유체 유입관(30)을 포함한다.
도 4에 도시하는 실시례 2에 의한 압력 센서(1)에서, 커버(10) 및 유체 유입관(30)의 구성은, 실시례 1과 마찬가지이기 때문에, 여기서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
또한, 커버(10)의 내측에 형성된 내부 공간(S3)에 충전되는 수지(R1)와, 커버(10)의 대경부(12)의 개구단측에 압력 검출 유닛(200)을 덮는 상태로 충전되는 수지(R2)의 구성에 관해서도, 실시례 1과 마찬가지의 것이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 커버(10)의 내부 공간(S3)에는, 후술하는 중계 기판(20)과 커넥터(22)가 수용되어 있다.
실시례 2에서의 중계 기판(20)의 비아 전극에는, 압력 검출 유닛(200)의 베이스(210)로부터 돌출하는 3개의 단자 핀(260, 262, 264)의 일단이 각각 관통하여 고착되어 있다.
이 때, 3개의 단자 핀(260, 262, 264)은, 비아 전극과 예를 들면 솔더링 등으로 전기적으로 고착 접속된다.
도 4에 도시하는 압력 센서(1)를 조립할 때에는, 우선 압력 검출 유닛(200)의 베이스(210)로부터 돌출하는 3개의 단자 핀(260, 262, 264)의 일단에, 커넥터(22)를 부착한 중계 기판(20)을 고착한다.
한편, 압력 검출 유닛(200)의 받이부재(220)의 개구부(223)에, 유체 유입관(30)의 부착부(32)를 부착 고정한다.
계속해서, 리드선(24)을 대경부(12)로부터 삽입하여 소경부(14)를 통하여 외부에 노출하도록, 압력 검출 유닛(200)을 커버(10)의 대경부(12)에 삽입한다.
그 후, 커버(10)의 소경부(14)측의 개구부로부터 수지(R1)를 충전, 고화하여 내부 공간(S3)을 봉지한다.
마찬가지로, 대경부(12)측의 개구단부터 수지(R2)를 충전, 고화하여 압력 검출 유닛(200)을 커버(10) 내에 고정한다.
도 4에 도시하는 압력 센서(1)에서, 유체 유입관(30)에 도입되는 압력 검출 대상의 유체는, 압력 검출 유닛(200)의 가압 공간(S2)에 들어가고, 그 압력으로 다이어프램(230)을 변형시킨다.
다이어프램(230)이 변형하면, 수압 공간(S1) 내의 액상 매질이 가압되어, 다이어프램(230)을 변형시킨 압력이 반도체형 압력 검출 장치(250)의 압력 검출 소자(254)에 전달된다.
압력 검출 소자(254)는, 상기 전달된 압력의 변동을 검지하여 전기 신호로 변환하고, 신호 출력용 단자 핀(264)을 통하여 전기 신호를 중계 기판(20)에 출력한다.
그리고, 상기 전기 신호는 중계 기판(20)의 배선층에 전달되고, 또한 커넥터(22) 및 리드선(24)을 통하여 외부의 기기에 출력된다.
이들의 구성을 구비함에 의해, 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛(200) 및 이것을 적용한 압력 센서(1)는, 실시례 1에서의 효과에 더하여, 베이스(210)를 관통하여 부착된 단자 핀을 3개에 삭감할 수 있기 때문에, 당해 단자 핀의 삭감에 수반하는 중량감소와 함께, 솔더링부분도 감소하기 때문에, 접합 공정에서의 수고를 작게 할 수 있다.
또한, 단자 핀을 삭감함에 의해, 베이스(210)에 형성하는 단자 핀삽 통용의 관통구멍도 감소하기 때문에, 베이스(210)의 강도 저하도 억제할 수 있음과 함께, 배관 등으로부터 전달하는 커먼 모드 노이즈의 전달 경로를 극소화할 수 있기 때문에, 반도체형 압력 검출 장치(150)가 노이즈를 검출함에 의한 검출 정밀도의 저하를 경감할 수 있다.
<실시례 3>
도 5는, 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛의 중심선을 통과하는 단면을 측면시한 종단면도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛(300)은, 세라믹스로 이루어지는 베이스(310)와, 당해 베이스(310)에 대향하는 받이부재(320)와, 베이스(310) 및 받이부재(320)의 사이에 끼여진 다이어프램(330) 및 링 부재(340)와, 베이스(310) 및 받이부재(320)를 외주측부터 일체 고정하는 코킹 부재(390)를 포함한다.
베이스(310)는, 실시례 1과 마찬가지로, 상면시 원형의 덮개형상의 부재이고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 외주부(312)와 당해 외주부(312)보다 두께가 작은 내측부(314)가 일체가 된, 절연성을 갖는 세라믹스 재료로 구성되어 있다. 즉, 베이스(310)는, 후술하는 수압 공간(S1)이 형성되도록, 그 중앙부가 패여진 형상으로 되어 있다.
또한, 외주부(312)의 하단에는, 외주 방향을 향하여 개방하는 환형상의 노치부(312a)가 형성되어 있고, 당해 노치부(312a)에는, 후술하는 O링 등의 봉지 부재(392)가 부착된다.
베이스(310)의 내측부(314)와 다이어프램(330)과의 사이에는, 밀폐된 수압 공간(S1)이 형성되고, 오일 등의 절연성의 액상 매질이 충전된다. 또한, 실시례 1과 마찬가지로, 베이스(310)의 내측부(314)에서의 수압 공간(S1)측의 중앙부에는, 반도체형 압력 검출 장치(350)가 부착되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 베이스(310)에서의 상기 반도체형 압력 검출 장치(350)의 주위 위치에는, 복수의 단자 핀(360, 364, 366)이 삽입되는 복수의 관통구멍(316)이 형성되어 있다.
그리고, 복수의 단자 핀(360, 364, 366)은, 당해 복수의 관통구멍(316)에 삽통시켜짐과 함께, 그 일단이 상기 반도체형 압력 검출 장치(350)와 전기적으로 접속된다.
또한, 베이스(310)에는, 수압 공간(S1)에 액상 매질을 봉입하기 위한 유입구멍(318)이 또한 형성되어 있고, 당해 유입구멍(318)의 유입구는, 예를 들면 액상 매질의 봉입 후에 볼(370)을 접합함에 의해 봉지된다.
받이부재(320)는, 실시례 1과 마찬가지로, 예를 들면 스테인리스강판 등의 금속재료로 형성되고, 중앙부가 패여지도록 프레스 성형된 접시형상의 부재이고, 바닥이 있는 통형상의 통부(321)와, 당해 통부(321)의 상단에 형성된 플랜지부(322)를 갖는다(또한, 받이부재(320)는, 프레스 성형 이외의 절삭 가공 등에 의해 형성되어도 좋다).
통부(321)의 저면에는, 유체 유입관(도 6의 부호 34 참조)을 부착하는 개구부(323)가 형성되어 있고, 플랜지부(322)의 상면에는, 다이어프램(330)이 접합되어 있다.
이와 같은 구조에 의해, 받이부재(320)와 다이어프램(330)과의 사이에는, 검출 대상인 유체가 유입하는 가압 공간(S2)이 형성된다.
다이어프램(330)은, 실시례 1과 마찬가지로, 금속재료로 이루어지는 원판형상의 박판 부재로서 형성되어 있고, 링 부재(340)는, 금속재료로 이루어지는 환형상 부재로서 형성되어 있다.
그리고, 다이어프램(330)은, 받이부재(320)와 링 부재(340)와의 사이에 끼여지는 양태로 둘레용접됨에 의해, 받이부재(320)와 다이어프램(330)과 링 부재(340)가 일체화되어 수압 구조체를 구성한다.
반도체형 압력 검출 장치(350)는, 실시례 1과 마찬가지로, 유리제의 지지 기판(352)과 그것에 접합된 압력 검출 소자(반도체 칩)(354)로 이루어지고, 베이스(310)의 중앙부에 접착 등에 의해 다이 본딩된다.
압력 검출 소자(354)는, 실시례 1과 같은 출력 신호용의 전원 입력 패드, 어스 패드, 신호 출력용 패드, 및 신호 조정용 패드를 구비하고 있다.
베이스(310)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 어스용 단자 핀(360)과, 전원 입력용 단자 핀(도시 생략), 신호 출력용 단자 핀(364)과, 복수개의 조정용 단자 핀(366)이, 솔더링에 의해 베이스(310)를 관통하여 부착된다.
어스용 단자 핀(360), 신호 출력용 단자 핀(362), 전원 입력용 단자 핀 및 조정용 단자 핀(366)은, 상술한 반도체형 압력 검출 장치(350)의 어스 패드, 신호 출력용 패드, 전원 입력 패드 및 신호 조정용 패드에 각각 본딩 와이어(368)를 통하여 전기적으로 접속된다.
코킹 부재(390)는, 예를 들면 금속재료로 이루어지는 환형상의 부재이고, 베이스(310)와 받이부재(320)를 맞겹친 상태에서 이들의 외주를 둘러싸도록 배치되고, 그 상단부 및 하단부를 도시하지 않은 코킹 장치로 내주측으로 소성(塑性) 변형됨에 의해 일체 고정한다.
이와 같은 구성을 채용함에 의해, 베이스(310)와 받이부재(320)(또는 링 부재(340))와의 밀착도가 향상함과 함께, 이들의 맞겹침부의 외주측을 둘러싸는 구조이기 때문에, 보다 높은 기밀 또는 수밀성을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛(300)을 조립하는 순서의 한 예로서는, 우선 베이스(310)의 내측부(314)에서의 수압 공간(S1)측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치(350)를 위요하는 영역에, 금속층(380)를 메탈라이즈 처리에 의해 형성한다.
이 때, 반도체형 압력 검출 장치(350)를 베이스(310)에 부착하는 처리와, 베이스(310)에 금속층(380)를 형성하는 메탈라이즈 처리를, 동시에 실행하여도 좋다.
계속해서, 베이스(310)에 형성된 관통구멍(316)에 어스용 단자 핀(360), 전원 입력용 단자 핀, 신호 출력용 단자 핀(364) 및 조정용 단자 핀(366)을 각각 삽통하고, 이들의 단자 핀(360∼366)과 베이스(310)를 솔더링함에 의해, 솔더링부를 형성하여 접합 고정한다(도 3(a)의 부호 B3 참조).
즉, 실시례 1과 마찬가지로, 베이스(310)에 형성된 관통구멍(316)과 단자 핀(360∼366)과의 사이에, 각각 은(銀) 솔더 등의 솔더재를 개재시킨 상태에서 소정의 온도로 가열함에 의해, 베이스(310)의 세라믹스와 단자 핀(360∼366)의 금속과의 사이에 솔더링부(B3)를 형성한다.
이 때, 솔더링 작업을 행하기 전에, 베이스(310)의 상기 솔더재와 접촉하는 면에 미리 메탈라이즈층(예를 들면 Mo-Mn층 등)을 형성하고 있어도 좋다.
계속해서, 베이스(310)의 중앙부에, 반도체형 압력 검출 장치(350)를 다이 본딩 한다.
그 후, 반도체형 압력 검출 장치(350)의 어스 패드, 신호 출력용 패드, 전력 입력 패드 및 조정용 패드와 상기한 복수의 단자 핀(360∼366)의 일단을, 각각 본딩 와이어(368)를 통하여 전기적으로 접속한다.
계속해서, 받이부재(320)와 링 부재(340)와의 사이에 다이어프램(330)을 끼워넣은 상태에서, 상기한 바와 같이, 당해 맞겹침부를 외주 방향부터 연속적으로 둘레용접한다.
이 때, 둘레용접의 수법으로서는, 레이저 용접이나 아크 용접 등의 용융 용접, 또는 심 용접 등의 저항 용접을 적용하는 것이 가능하지만, 용접에 의한 변형의 저감 등을 고려하면, 입열이 작은 레이저 용접이나 전자 빔 용접 등을 적용하는 것이 바람직하다.
계속해서, 베이스(310)의 외주부(312)의 하단에 형성된 노치부(312a)에, 예를 들면 O링 등의 봉지 부재(392)를 마련한 상태에서, 받이부재(320)에 둘레용접된 링 부재(340)의 상면에 베이스(310)를 맞겹치고, 코킹 부재(390)에 의해 코킹 고정하여 일체화한다.
이 때, 봉지 부재(392)의 높이 및 폭은, 베이스(310)에 형성된 노치부(312a)의 높이 및 폭보다 약간 큰 치수가 되도록 선택된다. 이에 의해, 코킹 고정시에 노치부(312a)의 내부에서 상하 방향 및 좌우 방향에서 압축되기 때문에, 확실한 기밀성 및 수밀성을 확보할 수 있다.
최후에, 베이스(310)와 다이어프램(330)과의 사이에 형성되는 수압 공간(S1)에, 베이스(310)에 형성된 유입구멍(318)로부터 액상 매질을 주입한 후, 당해 유입구멍(318)의 유입구에 볼(370)을 접합하여 봉지한다.
이 때, 볼(370)의 베이스(310)와의 접합은, 실시례 1과 마찬가지로, 베이스(310)의 외면의 상기 유입구멍(318)의 부근에 미리 메탈라이즈층을 형성하여 두고, 당해 메탈라이즈층과 볼(370)을 저항 용접한다.
도 6은, 도 5에 도시하는 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛을 부착한 압력 센서의 종단면도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 압력 센서(1)는, 도 5에서 예시한 본 발명의 실시례 3에 의한 압력 검출 유닛(300)과, 당해 압력 검출 유닛(300)에 부착되는 원통형상의 커버(10)와, 상기 압력 검출 유닛(300)로부터 돌출하는 단자 핀(360∼366)의 일단이 부착되는 중계 기판(20)과, 중계 기판(20)에 부착되는 커넥터(22)와, 커넥터(22)에 접속되어 외부의 기기와의 사이에서 전기 신호 등을 송수하는 리드선(24)과, 압력 검출 유닛(300)의 받이부재(320)에 부착되는 유체 유입관(30)을 포함한다.
커버(10)는, 실시례 1과 마찬가지로, 대경부(12)와 소경부(14)를 포함하는 단이 붙은 원통형상을 갖는 부재로서, 대경부(12)가 상기 압력 검출 유닛(300)의 코킹 부재(390)를 위요하는 양태로, 압력 검출 유닛(300)에 베이스(210)측부터 부착된다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 커버(10)의 내측에는, 베이스(310)를 저면으로 하는 내부 공간(S3)이 형성되어 있고, 당해 내부 공간(S3)에는, 후술하는 중계 기판(20)과 커넥터(22)가 수용되어 있다.
커버(10)의 내측에 형성된 내부 공간(S3)에는 수지(R1)가 충전, 고화되어 있고, 대경부(12)의 개구단측에도 압력 검출 유닛(300)을 덮는 상태로 수지(R2)가 충전, 고화되어 있다.
이들의 수지(R1 및 R2)는, 커버(10)의 내부에 수분 등이 들어가는 것을 방지하고, 중계 기판(20) 등의 전기계를 보호한다.
중계 기판(20)은, 실시례 1과 마찬가지로, 베이클라이트 기판이나 유리 에폭시 기판, 세라믹스 기판 또는 플렉시블 기판으로서 형성되고, 그 중앙부에 커넥터(22)의 일단이 부착되어 있고, 커넥터(22)는, 일단이 중계 기판(20)에 부착됨과 함께, 타단에는 커버(10)의 외부로 늘어나는 리드선(24)이 부착된다.
또한, 중계 기판(20)의 비아 전극에는, 압력 검출 유닛(300)의 베이스(310)로부터 돌출하는 복수의 단자 핀(360∼366)의 일단이 각각 관통하여 고착되어 있다.
유체 유입관(30)은, 실시례 1과 마찬가지로, 금속재료로 이루어지는 관형상 부재로서, 상기 압력 검출 유닛(300)의 받이부재(320)에 부착되는 부착부(32)와, 압력 검출 대상의 유체가 흐르는 배관에 접속되는 접속부(34)를 갖는다.
부착부(32)는, 도 5에 도시한 받이부재(320)의 개구부(323)에, 용접, 접착 또는 기계적 체결 등의 임의의 수법으로 부착된다.
도 6에 도시하는 압력 센서(1)를 조립할 때에는, 우선 압력 검출 유닛(300)의 베이스(310)로부터 돌출하는 복수의 단자 핀(360∼366)의 일단에, 커넥터(22)를 부착한 중계 기판(20)을 고착한다.
한편, 압력 검출 유닛(300)의 받이부재(320)의 개구부(323)에, 유체 유입관(30)의 부착부(32)를 부착 고정한다.
계속해서, 리드선(24)을 대경부(12)로부터 삽입하여 소경부(14)를 통하여 외부에 노출하도록, 압력 검출 유닛(300)을 커버(10)의 대경부(12)에 삽입한 후, 커버(10)의 소경부(14)측의 개구부로부터 수지(R1)를 충전, 고화하여 내부 공간(S3)을 봉지한다.
마찬가지로, 대경부(12)측의 개구단부터 수지(R2)를 충전, 고화하여 압력 검출 유닛(300)을 커버(10) 내에 고정한다.
이들의 구성을 구비함에 의해, 본 발명의 실시례 2에 의한 압력 검출 유닛(300) 및 이것을 적용한 압력 센서(1)는, 실시례 1에서 나타낸 효과에 더하여, 베이스(310)와 받이부재(320)를 코킹 부재(390)를 이용하여 외주측부터 코킹 고정하여 일체화함에 의해, 베이스(310)와 받이부재(320)(또는 링 부재(340))와의 맞겹침부가 노출하지 않기 때문에, 압력 검출 유닛(300)의 보다 확실한 기밀성 또는 수밀성을 확보할 수 있다. 또한, 베이스(310)와 링 부재(340)를 솔더링할 필요가 없는, 즉 베이스(310)와는 별개로, 받이부재(320)와 링 부재(340)와의 사이에 다이어프램(330)을 끼워 넣고 둘레용접할 수 있기 때문에, 당해 둘레용접을 위한 설비를 소형화할 수 있음과 함께 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 각 실시례로 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 개변을 시행할 수 있다.
예를 들면, 실시례 1에서, 제1의 솔더링부(B1)를 형성한 후에 제2의 솔더링부(B2)를 형성하는 경우를 예시하였지만, 이들의 솔더링부를 형성하기 위한 솔더재가 동일 또는 거의 동일한 용융 온도를 갖는 것이면, 제1의 솔더링부(B1)와 제2의 솔더링부(B2)를 동일한 공정에서 형성하여도 좋다.
이에 의해, 압력 센서의 제조에 필요로 하는 시간을 대폭적으로 단축할 수 있다.
또한, 실시례 1∼실시례 3에서, 다이어프램(130)(230, 330) 및 링 부재(140)(240, 340)를, 베이스(110)(210, 310)와 받이부재(120)(220, 320)와의 사이에 끼워넣은 것을 예시하였지만, 세라믹스 재료로 이루어지는 베이스(110)(210, 310)와 금속재료로 이루어지는 다이어프램(130)(230, 330)과의 사이에서의 알맞은 접합 기술을 선택함에 의해, 링 부재(140)(240, 340)를 개재하지 않고, 베이스(110)(210, 310)와 받이부재(120)(220, 320)와의 사이에 직접 다이어프램(130)(230, 330)를 끼워 넣는 구조로 하여도 좋다.
이에 의해, 링 부재(140)(240, 340)의 제조 비용 및 재료를 삭감할 수 있음과 함께, 압력 검출 유닛(100)(200, 300) 전체의 경량화를 도모할 수도 있다.
또한, 실시례 1∼실시례 3에서, 베이스(110)(210, 310)에 형성하는 금속층(180)(280, 380)을, 반도체형 압력 검출 장치(150)(250, 350)의 주위를 위요하는 원형의 영역에 형성하는 경우를 예시하였지만, 금속층(180)(280, 380)은 원형의 영역으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 4각형이나 5각형 등의 다각형의 영역, 또는 어스용 단자 핀(160)(260, 360)의 주위의 영역만에 형성하여도 좋다.
또한, 베이스(110)(210, 310)를 관통하여 부착되는 복수의 단자 핀의 배치도, 반도체형 압력 검출 장치(150)(250, 350)의 주위에 배치하는 양태로 한정되는 것이 아니고, 베이스(110)(210, 310)의 내측부(114)(214, 314)의 어느 위치에 배치하여도 좋다. 또한, 실시례 3로 이용한 코킹 부재(390)에 의한 일체화의 구조를 실시례 2에 나타낸 3개의 단자 핀에 의한 압력 검출 유닛(200)에 적용할 수도 있다.
이에 의해, 압력 검출 유닛(100)(200, 300)에서의 단자 핀 및 금속층의 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.
1 : 압력 센서 10 : 커버
20 : 중계 기판 22 : 커넥터
24 : 리드선 30 : 유체 유입관
100, 200, 300 : 압력 검출 유닛 110, 210, 310 : 베이스
112, 212, 312 : 외주부 114, 214, 314 : 내측부
120, 220, 320 : 받이부재 121, 221, 321 : 통부
122, 222, 322 : 플랜지부 123, 223, 323 : 개구부
130, 230, 330 : 다이어프램 140, 240, 340 : 링 부재
150, 250, 350 : 반도체형 압력 검출 장치
152, 252, 352 : 지지 기판 154, 254, 354 : 압력 검출 소자
160, 260, 360 : 어스용 단자 핀 162, 262 : 전원 입력용 단자 핀
164, 264, 364 : 신호 출력용 단자 핀
166, 366 : 조정용 단자 핀 168, 268, 368 : 본딩 와이어
170, 370 : 볼 390 : 코킹 부재
392 : 봉지 부재
20 : 중계 기판 22 : 커넥터
24 : 리드선 30 : 유체 유입관
100, 200, 300 : 압력 검출 유닛 110, 210, 310 : 베이스
112, 212, 312 : 외주부 114, 214, 314 : 내측부
120, 220, 320 : 받이부재 121, 221, 321 : 통부
122, 222, 322 : 플랜지부 123, 223, 323 : 개구부
130, 230, 330 : 다이어프램 140, 240, 340 : 링 부재
150, 250, 350 : 반도체형 압력 검출 장치
152, 252, 352 : 지지 기판 154, 254, 354 : 압력 검출 소자
160, 260, 360 : 어스용 단자 핀 162, 262 : 전원 입력용 단자 핀
164, 264, 364 : 신호 출력용 단자 핀
166, 366 : 조정용 단자 핀 168, 268, 368 : 본딩 와이어
170, 370 : 볼 390 : 코킹 부재
392 : 봉지 부재
Claims (8)
- 덮개형상으로 형성된 세라믹스제의 베이스와,
접시형상으로 형성된 받이부재와,
상기 베이스 및 상기 받이부재의 사이에 끼여진 다이어프램과,
상기 베이스에서의 상기 다이어프램의 사이에 형성된 수압 공간측에 부착된 반도체형 압력 검출 장치와,
상기 반도체형 압력 검출 장치에 전기적으로 접속됨과 함께 상기 베이스를 관통하는 단자 핀을 구비하고,
상기 베이스의 상기 수압 공간측의 면으로서, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 부근의 영역에 금속층이 마련된 것을 특징으로 하는 압력 검출 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 단자 핀은, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 어스 패드에 전기적으로 접속되는 어스 단자 핀과, 상기 반도체형 압력 검출 장치의 신호 출력용 패드에 전기적으로 접속되는 신호 출력용 단자 핀을 포함하고,
상기 베이스와 상기 복수의 단자 핀과의 사이에 제1의 솔더링부가 형성되어 있고,
상기 어스 단자 핀은, 상기 금속층과 상기 제1의 솔더링부를 통하여 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 검출 유닛. - 제2항에 있어서,
상기 베이스와 상기 제1의 솔더링부와의 사이에 메탈라이즈층이 또한 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 검출 유닛. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스와 상기 다이어프램과의 사이에, 링 부재가 또한 끼워 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 압력 검출 유닛. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스와 상기 받이부재를, 외주측부터 코킹 일체화하는 코킹 부재를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 유닛. - 제4항에 있어서,
상기 베이스와 상기 링 부재와의 사이에 제2의 솔더링부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 검출 유닛. - 제6항에 있어서,
상기 베이스와 상기 제2의 솔더링부와의 사이에 메탈라이즈층이 또한 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 검출 유닛. - 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 기재된 압력 검출 유닛과, 상기 압력 검출 유닛을 외주측부터 감싸도록 부착되는 커버와, 일단이 상기 압력 검출 유닛의 단자 핀에 전기적으로 접속됨과 함께 타단이 상기 커버의 외부에 돌출하는 리드선과, 상기 압력 검출 유닛의 받이부재에 부착되는 유체 유입관을 구비한 것을 특징으로 하는 압력 센서.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016026706A JP6624966B2 (ja) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | 圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサ |
| JPJP-P-2016-026706 | 2016-02-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170096574A true KR20170096574A (ko) | 2017-08-24 |
Family
ID=58094195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160163520A KR20170096574A (ko) | 2016-02-16 | 2016-12-02 | 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10215654B2 (ko) |
| EP (1) | EP3208588B1 (ko) |
| JP (1) | JP6624966B2 (ko) |
| KR (1) | KR20170096574A (ko) |
| CN (1) | CN107084815A (ko) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017146137A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 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、並びに圧力検出ユニットの製造方法 |
| JP6703850B2 (ja) * | 2016-02-16 | 2020-06-03 | 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 |
| DE102017122607A1 (de) * | 2017-09-28 | 2019-03-28 | Tdk Electronics Ag | Mediengetrennter Drucktransmitter |
| DE102018206477B3 (de) * | 2018-04-26 | 2019-02-07 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Abdichtung zweier mit unterschiedlichen Fluiden gefüllter Räume bei einer MEMS-Sensoranordnung |
| EP3807208A4 (en) * | 2018-06-12 | 2022-03-09 | Dwyer Instruments, Inc. | ESD RESISTANT PRESSURE SENSOR |
| JP2020008307A (ja) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 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 |
| JP6688512B2 (ja) * | 2018-07-06 | 2020-04-28 | 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 |
| US11460363B2 (en) | 2019-03-29 | 2022-10-04 | Honeywell International Inc. | Pressure sensors and methods of manufacturing a pressure sensor |
| CN110333027A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-10-15 | 感知城市（天津）物联网科技股份有限公司 | 一种二级管网测温测压系统 |
| JP2021056071A (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 |
| JP7291948B2 (ja) * | 2019-10-04 | 2023-06-16 | 株式会社不二工機 | 圧力センサ |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07209125A (ja) * | 1994-01-17 | 1995-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼圧センサ |
| JPH1153502A (ja) * | 1997-08-04 | 1999-02-26 | Toshiba Corp | 接触及び非接触複合型メモリカード、送受信素子の接続構造、及びメモリカードの製造方法 |
| EP0905496A3 (en) * | 1997-09-30 | 1999-10-13 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Pressure sensor |
| WO2003008921A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-30 | Measurement Specialties, Inc. | Isolation technique for pressure sensing structure |
| US7538401B2 (en) | 2005-05-03 | 2009-05-26 | Rosemount Aerospace Inc. | Transducer for use in harsh environments |
| JP4719727B2 (ja) | 2007-09-05 | 2011-07-06 | 長野計器株式会社 | 圧力センサの製造方法および圧力センサ |
| ITTO20080485A1 (it) * | 2008-06-19 | 2009-12-20 | Eltek Spa | Dispositivo sensore di pressione |
| CN102980713B (zh) * | 2011-09-02 | 2016-04-27 | 株式会社不二工机 | 压力传感器 |
| JP6028557B2 (ja) * | 2012-12-19 | 2016-11-16 | 横河電機株式会社 | センサユニット |
| JP6111151B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2017-04-05 | 株式会社不二工機 | 圧力センサ |
| TWI633289B (zh) | 2013-03-13 | 2018-08-21 | 不二工機股份有限公司 | 壓力感測器 |
| JP6205145B2 (ja) | 2013-03-13 | 2017-09-27 | 株式会社不二工機 | 圧力センサ |
| CN106233111B (zh) | 2014-04-23 | 2020-02-28 | 恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司 | 具有陶瓷平台的压力传感器 |
| CN105004469B (zh) * | 2015-06-09 | 2018-01-05 | 中北大学 | 一种微波散射原理的无源高温压力传感器与制备方法 |
| JP2017146137A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 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、並びに圧力検出ユニットの製造方法 |
| JP6703850B2 (ja) * | 2016-02-16 | 2020-06-03 | 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 |
-
2016
- 2016-02-16 JP JP2016026706A patent/JP6624966B2/ja active Active
- 2016-12-02 KR KR1020160163520A patent/KR20170096574A/ko unknown
-
2017
- 2017-02-10 US US15/429,519 patent/US10215654B2/en active Active
- 2017-02-14 EP EP17155940.4A patent/EP3208588B1/en active Active
- 2017-02-15 CN CN201710081684.6A patent/CN107084815A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017146138A (ja) | 2017-08-24 |
| US20170234751A1 (en) | 2017-08-17 |
| EP3208588B1 (en) | 2019-04-10 |
| EP3208588A2 (en) | 2017-08-23 |
| CN107084815A (zh) | 2017-08-22 |
| EP3208588A3 (en) | 2017-11-22 |
| JP6624966B2 (ja) | 2019-12-25 |
| US10215654B2 (en) | 2019-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20170096574A (ko) | 압력 검출 유닛 및 이것을 이용한 압력 센서 | |
| US7231830B2 (en) | Pressure sensor with processing circuit covered by sensor chip | |
| US7152483B2 (en) | High pressure sensor comprising silicon membrane and solder layer | |
| KR20170096575A (ko) | 압력 검출 유닛 및 이것을 사용한 압력 센서 | |
| US10260979B2 (en) | Pressure detection unit, pressure sensor using the same, and method of manufacturing pressure detection unit | |
| JP3987386B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JP6892404B2 (ja) | 圧力センサ | |
| US6745633B2 (en) | Pressure sensor with electrically conductive spring bodies for connecting and fixing connector case and pads | |
| US20200011754A1 (en) | Pressure detection unit and pressure sensor using same | |
| WO2021065554A1 (ja) | 圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサ | |
| JP6820247B2 (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 | |
| JP2020008396A (ja) | 圧力センサ | |
| JP7345174B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JP7345173B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JP2020060384A (ja) | 圧力検出ユニット及びこれを備えた圧力センサ | |
| CN110672260A (zh) | 压力检测单元和使用该压力检测单元的压力传感器 | |
| JP7079485B2 (ja) | 圧力検出ユニット、その製造方法、および圧力検出ユニットを用いた圧力センサ並びにその製造方法 | |
| JP2020169954A (ja) | 圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサ | |
| JP2021060306A (ja) | 圧力センサ | |
| JP2021056070A (ja) | 圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサ | |
| JP2021009166A (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 | |
| JP2020008394A (ja) | 圧力センサ及び圧力センサの製造方法 |