JP2001050836A - 圧力検出器 - Google Patents
圧力検出器Info
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- JP2001050836A JP2001050836A JP11223211A JP22321199A JP2001050836A JP 2001050836 A JP2001050836 A JP 2001050836A JP 11223211 A JP11223211 A JP 11223211A JP 22321199 A JP22321199 A JP 22321199A JP 2001050836 A JP2001050836 A JP 2001050836A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成でかつ安価な圧力検出器によって
気体の高圧測定を可能とする圧力検出器を提供する。 【解決手段】 凹部形状をなす収納部4を備えるケース
体3の収納部4の底面に半導体式圧力センサ7を配設す
るとともに、収納部4内にゲル状部材11を充填するこ
とによって半導体圧力センサ7の周囲を覆う圧力検出器
に関し、収納部4の側壁にゲル状部材11との接着性を
低下させるコーティング層(非接着部材)12を形成す
る。
気体の高圧測定を可能とする圧力検出器を提供する。 【解決手段】 凹部形状をなす収納部4を備えるケース
体3の収納部4の底面に半導体式圧力センサ7を配設す
るとともに、収納部4内にゲル状部材11を充填するこ
とによって半導体圧力センサ7の周囲を覆う圧力検出器
に関し、収納部4の側壁にゲル状部材11との接着性を
低下させるコーティング層(非接着部材)12を形成す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力センサ
をゲル状部材によって保護する圧力検出器に関し、特に
高圧気体測定用として用いることが可能な圧力検出器に
関するものである。
をゲル状部材によって保護する圧力検出器に関し、特に
高圧気体測定用として用いることが可能な圧力検出器に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】圧力を検出する場合にピエゾ抵抗素子が
形成された薄肉のダイアフラムを有する半導体圧力セン
サが多く用いられている。この圧力センサが用いられた
圧力検出器としては、例えば、特開平3−264830
号公報に開示されるものがある。
形成された薄肉のダイアフラムを有する半導体圧力セン
サが多く用いられている。この圧力センサが用いられた
圧力検出器としては、例えば、特開平3−264830
号公報に開示されるものがある。
【0003】この圧力検出器を図2を用いて説明する
と、圧力検出器Aは、コバール等の金属材料からなるベ
ース板1及び、SPC等の金属材料からなる筒部2から
構成されるケース体3を備え、ベース板1と筒部2とに
よって形成される凹部形状の収納部4の底面に、ガラス
台座5上に薄膜のダイアフラムを有する半導体圧力チッ
プ6が陽極接合法によって接合してなる半導体圧力セン
サ7が配設されている。圧力検出器Aは、圧力センサ7
における圧力チップ6の表面に形成される電極部(図示
しない)と、ベース板1に封着用ガラス8を介し固着さ
れた複数のリードピン9とが接続ワイヤ10によって電
気的に接続され、シリコンゲルやフルオロシリコンゲル
等からなるゲル状部材11を収納部4内に充填すること
で、圧力センサ7,リードピン9及び接続ワイヤ10が
圧力媒体に侵されない構造としている。かかる圧力検出
器Aは、簡単な構成でかつ安価であるため、気体を圧力
媒体とする低圧測定用の圧力検出器として一般的に用い
られている。
と、圧力検出器Aは、コバール等の金属材料からなるベ
ース板1及び、SPC等の金属材料からなる筒部2から
構成されるケース体3を備え、ベース板1と筒部2とに
よって形成される凹部形状の収納部4の底面に、ガラス
台座5上に薄膜のダイアフラムを有する半導体圧力チッ
プ6が陽極接合法によって接合してなる半導体圧力セン
サ7が配設されている。圧力検出器Aは、圧力センサ7
における圧力チップ6の表面に形成される電極部(図示
しない)と、ベース板1に封着用ガラス8を介し固着さ
れた複数のリードピン9とが接続ワイヤ10によって電
気的に接続され、シリコンゲルやフルオロシリコンゲル
等からなるゲル状部材11を収納部4内に充填すること
で、圧力センサ7,リードピン9及び接続ワイヤ10が
圧力媒体に侵されない構造としている。かかる圧力検出
器Aは、簡単な構成でかつ安価であるため、気体を圧力
媒体とする低圧測定用の圧力検出器として一般的に用い
られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような構成の圧力
検出器Aは、ゲル状部材11を収納部4の全体に充填
し、圧力センサ7,リードピン9及び接続ワイヤ10を
ゲル状部材11によって全て覆う構造を採用しているこ
とから、例えば、1.5MPa(15kg/cm↑2)
以上の高圧流体(特に気体)がゲル状部材11に印加さ
れると、ゲル状部材11がケース体3の側壁に接着状態
にて存在していることから、ケース体3の側壁とゲル状
部材11との界面において、ゲル状部材11に剪断応力
が生じることになる。この状態にて流体圧力の印加が中
止されると剪断方向(前記側壁に沿った下方方向)に引
っ張られていたゲル状部材11が元の位置に戻る場合に
おいて、圧力媒体をゲル状部材11中に巻き込んでしま
い、このように前記圧力媒体が混入したゲル状部材11
を有する圧力検出器Aを、例えば車両のように使用環境
条件の厳しい高圧測定用の圧力検出器として用いる場
合、混入した前記圧力媒体の熱膨張によって圧力センサ
7の特性が変化したり、また接続ワイヤ10が切断して
しまう恐れがあり、このような構成の圧力検出器Aを気
体の高圧測定用としては用いることができず、一般的に
は、圧力センサを配設したハウジング内にシリコンオイ
ル等の充填部材を充填し、前記ハウジングの開口部を薄
肉の金属製ダイアフラムで覆う、所謂2ダイアフラム式
圧力検出器が用いられる。しかしながら、前記2重ダイ
アフラム式圧力検出器は、構造が複雑であり高価である
ことから、前述したような簡単な構成で、かつ安価な圧
力検出器によって気体の高圧測定を可能とするものが望
まれている。
検出器Aは、ゲル状部材11を収納部4の全体に充填
し、圧力センサ7,リードピン9及び接続ワイヤ10を
ゲル状部材11によって全て覆う構造を採用しているこ
とから、例えば、1.5MPa(15kg/cm↑2)
以上の高圧流体(特に気体)がゲル状部材11に印加さ
れると、ゲル状部材11がケース体3の側壁に接着状態
にて存在していることから、ケース体3の側壁とゲル状
部材11との界面において、ゲル状部材11に剪断応力
が生じることになる。この状態にて流体圧力の印加が中
止されると剪断方向(前記側壁に沿った下方方向)に引
っ張られていたゲル状部材11が元の位置に戻る場合に
おいて、圧力媒体をゲル状部材11中に巻き込んでしま
い、このように前記圧力媒体が混入したゲル状部材11
を有する圧力検出器Aを、例えば車両のように使用環境
条件の厳しい高圧測定用の圧力検出器として用いる場
合、混入した前記圧力媒体の熱膨張によって圧力センサ
7の特性が変化したり、また接続ワイヤ10が切断して
しまう恐れがあり、このような構成の圧力検出器Aを気
体の高圧測定用としては用いることができず、一般的に
は、圧力センサを配設したハウジング内にシリコンオイ
ル等の充填部材を充填し、前記ハウジングの開口部を薄
肉の金属製ダイアフラムで覆う、所謂2ダイアフラム式
圧力検出器が用いられる。しかしながら、前記2重ダイ
アフラム式圧力検出器は、構造が複雑であり高価である
ことから、前述したような簡単な構成で、かつ安価な圧
力検出器によって気体の高圧測定を可能とするものが望
まれている。
【0005】そこで、本発明は前記問題点に着目し、簡
単な構成でかつ安価な圧力検出器によって気体の高圧測
定を可能とする圧力検出器を提供することを目的とする
ものである。
単な構成でかつ安価な圧力検出器によって気体の高圧測
定を可能とする圧力検出器を提供することを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、凹部形状をなす収納部を備えるケース体に
半導体式圧力センサを配設するとともに、前記収納部内
にゲル状部材を充填することによって前記半導体圧力セ
ンサの周囲を覆う圧力検出器であって、前記収納部の側
壁の少なくとも前記ゲル状部材が変動する領域に、前記
ゲル状部材と接着しない非接着部材を備えてなるもので
ある。
決するため、凹部形状をなす収納部を備えるケース体に
半導体式圧力センサを配設するとともに、前記収納部内
にゲル状部材を充填することによって前記半導体圧力セ
ンサの周囲を覆う圧力検出器であって、前記収納部の側
壁の少なくとも前記ゲル状部材が変動する領域に、前記
ゲル状部材と接着しない非接着部材を備えてなるもので
ある。
【0007】また、前記非接着部材は、フッ素系の材料
からなるものである。
からなるものである。
【0008】また、前記ゲル状部材は、シリコンゲルも
しくはフルオロシリコンゲルからなるものである。
しくはフルオロシリコンゲルからなるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づき説明するが、従来例と同一もしくは相当箇
所には同一符号を付して、その詳細な説明は省く。尚、
後述する圧力検出器は、気体の高圧測定用として用いら
れるものである。
図面に基づき説明するが、従来例と同一もしくは相当箇
所には同一符号を付して、その詳細な説明は省く。尚、
後述する圧力検出器は、気体の高圧測定用として用いら
れるものである。
【0010】図1において、圧力検出器A’は、コバー
ル等の金属材料からなるベース板1及び、SPC等の金
属材料からなる筒部2から構成されるケース体3を備
え、ベース板1と筒部2とを溶接することによって得ら
れる凹部形状の収納部4の底面に、ガラス台座5上に半
導体圧力チップ6が陽極接合法によって接合してなる半
導体圧力センサ7が配設されている。
ル等の金属材料からなるベース板1及び、SPC等の金
属材料からなる筒部2から構成されるケース体3を備
え、ベース板1と筒部2とを溶接することによって得ら
れる凹部形状の収納部4の底面に、ガラス台座5上に半
導体圧力チップ6が陽極接合法によって接合してなる半
導体圧力センサ7が配設されている。
【0011】圧力検出器A’は、圧力センサ7における
圧力チップ6の表面に形成される各電極部(図示しな
い)と電気的に接続する導電材料からなる複数のリード
ピン(電極端子)9を備え、各リードピン9は、収納部
18における圧力センサ7の周辺に封着用ガラス8を介
し固着されるとともに、金やアルミ等の導電材料からな
る接続ワイヤ10によって圧力センサ7と電気的に接続
される。また、収納部4には、圧力センサ7,リードピ
ン9及び接続ワイヤ10を覆うゲル状部材11が充填さ
れている。
圧力チップ6の表面に形成される各電極部(図示しな
い)と電気的に接続する導電材料からなる複数のリード
ピン(電極端子)9を備え、各リードピン9は、収納部
18における圧力センサ7の周辺に封着用ガラス8を介
し固着されるとともに、金やアルミ等の導電材料からな
る接続ワイヤ10によって圧力センサ7と電気的に接続
される。また、収納部4には、圧力センサ7,リードピ
ン9及び接続ワイヤ10を覆うゲル状部材11が充填さ
れている。
【0012】本発明の圧力検出器A’の特徴となる点
は、筒部2の内面、即ち収納部4の側壁全体にフッ素系
材料からなるコーティング層(非接着部材)12を形成
する点にある。
は、筒部2の内面、即ち収納部4の側壁全体にフッ素系
材料からなるコーティング層(非接着部材)12を形成
する点にある。
【0013】従って、圧力検出器A’は、ゲル状部材1
1と接着しないフッ素系材料からなるコーティング層1
2を収納部4の側壁に形成するため、ゲル状部材11に
高圧流体(特に気体)が印加された場合に、前記側壁と
ゲル状部材11との界面において、ゲル状部材11に剪
断応力が生じなくなる(ゲル状部材11が前記側壁に接
着され剪断方向に引っ張られなくなる)。即ち、ゲル状
部材11に高圧流体が印加された場合に、前記側壁とゲ
ル状部材11との界面において、ゲル状部材11は前記
側壁に接着することなくスムーズに下方に押し圧される
ことで変位し、また前記高圧流体の印加が停止された場
合でもゲル状部材11は前記側壁に接着することなくス
ムーズに元の位置に戻ることができることから、ゲル状
部材11中に圧力媒体を巻き込むことがなくなるもので
ある。
1と接着しないフッ素系材料からなるコーティング層1
2を収納部4の側壁に形成するため、ゲル状部材11に
高圧流体(特に気体)が印加された場合に、前記側壁と
ゲル状部材11との界面において、ゲル状部材11に剪
断応力が生じなくなる(ゲル状部材11が前記側壁に接
着され剪断方向に引っ張られなくなる)。即ち、ゲル状
部材11に高圧流体が印加された場合に、前記側壁とゲ
ル状部材11との界面において、ゲル状部材11は前記
側壁に接着することなくスムーズに下方に押し圧される
ことで変位し、また前記高圧流体の印加が停止された場
合でもゲル状部材11は前記側壁に接着することなくス
ムーズに元の位置に戻ることができることから、ゲル状
部材11中に圧力媒体を巻き込むことがなくなるもので
ある。
【0014】尚、本発明の実施の形態では、コーティン
グ層12として、例えば「住友3M製 商品名フロラー
ド」や「ファインケミカルジャパン製 商品名ファイン
耐熱TFEコート」を用いた。
グ層12として、例えば「住友3M製 商品名フロラー
ド」や「ファインケミカルジャパン製 商品名ファイン
耐熱TFEコート」を用いた。
【0015】ここで、本発明の実施の形態における圧力
検出器A’の製造方法の一例を説明する。圧力検出器
A’の製造方法にあっては、まず、ケース体3における
筒部2をコーティング層12となるフロラード溶剤
(「住友3M製 商品名フロラード」)中に漬け、筒部
2の内面にコーティング層12を形成する。
検出器A’の製造方法の一例を説明する。圧力検出器
A’の製造方法にあっては、まず、ケース体3における
筒部2をコーティング層12となるフロラード溶剤
(「住友3M製 商品名フロラード」)中に漬け、筒部
2の内面にコーティング層12を形成する。
【0016】尚、「ファインケミカルジャパン製 商品
名ファイン耐熱TFEコート」によるコーティング層1
2の形成方法は、TFEコートを筒部2の内面に吹き付
け後、135〜250℃で焼き付けることで筒部2の内
面、即ち筒部2のゲル状部材11との接触面にコーティ
ング層12が得られる。
名ファイン耐熱TFEコート」によるコーティング層1
2の形成方法は、TFEコートを筒部2の内面に吹き付
け後、135〜250℃で焼き付けることで筒部2の内
面、即ち筒部2のゲル状部材11との接触面にコーティ
ング層12が得られる。
【0017】次に、リードピン9を備えたベース板1を
用意し圧力センサ7を配設固定した後、圧力センサ7の
電極部とリードピン9とを接続ワイヤ10によって接続
する(ワイヤボンディング)。
用意し圧力センサ7を配設固定した後、圧力センサ7の
電極部とリードピン9とを接続ワイヤ10によって接続
する(ワイヤボンディング)。
【0018】次に、コーティング層12が形成された筒
部2をベース板1に配設して両部材を溶接する。そし
て、筒部2とベース板1とによって構成される収納部4
内に、シリコンゲルもしくはフルオロシリコンゲルから
なるゲル状部材11を充填することによって圧力検出器
A’が完成する。
部2をベース板1に配設して両部材を溶接する。そし
て、筒部2とベース板1とによって構成される収納部4
内に、シリコンゲルもしくはフルオロシリコンゲルから
なるゲル状部材11を充填することによって圧力検出器
A’が完成する。
【0019】かかる圧力検出器A’は、収納部4の側壁
にコーティング層12を形成することよって、高圧流体
(特に気体)印加時のゲル状部材11における圧力媒体
の巻き込みをなくすことができ、使用環境下が厳しい気
体の高圧測定用の圧力検出器として用いる場合であって
も接続ワイヤ10の切断や圧力センサ7の特性変化を防
止することが可能である。また、圧力検出器A’は、収
納部4の側壁にコーティング層12を形成するといった
簡単な構成によって気体の高圧測定を可能とすることか
ら、安価な高圧測定用の圧力検出器を得ることができ
る。
にコーティング層12を形成することよって、高圧流体
(特に気体)印加時のゲル状部材11における圧力媒体
の巻き込みをなくすことができ、使用環境下が厳しい気
体の高圧測定用の圧力検出器として用いる場合であって
も接続ワイヤ10の切断や圧力センサ7の特性変化を防
止することが可能である。また、圧力検出器A’は、収
納部4の側壁にコーティング層12を形成するといった
簡単な構成によって気体の高圧測定を可能とすることか
ら、安価な高圧測定用の圧力検出器を得ることができ
る。
【0020】また、ゲル状部材11をシリコンゲルもし
くはフルオロシリコンゲルとし、コーティング層12を
フッ素系材料とすることにより、両部材間において接着
することがないため、収納部4内のゲル状部材11が流
体の圧力に応じてスムーズに変位することが可能となる
ことから、ゲル状部材11中の圧力媒体の巻き込みをよ
り効果的に防止することが可能となる。
くはフルオロシリコンゲルとし、コーティング層12を
フッ素系材料とすることにより、両部材間において接着
することがないため、収納部4内のゲル状部材11が流
体の圧力に応じてスムーズに変位することが可能となる
ことから、ゲル状部材11中の圧力媒体の巻き込みをよ
り効果的に防止することが可能となる。
【0021】尚、本発明の実施の形態では、ベース板1
と筒部2とで圧力センサ7を収納する凹部形状の収納部
4を形成するケース体3としたが、本発明のケース体
は、例えば、圧力導入部を備える六角ナット体の開口部
にベース板を配設して凹部形状の収納部を形成したり、
またケース体自体を凹部形状として圧力センサ7を収納
する収納部を構成するものであっても良い。
と筒部2とで圧力センサ7を収納する凹部形状の収納部
4を形成するケース体3としたが、本発明のケース体
は、例えば、圧力導入部を備える六角ナット体の開口部
にベース板を配設して凹部形状の収納部を形成したり、
またケース体自体を凹部形状として圧力センサ7を収納
する収納部を構成するものであっても良い。
【0022】また、本発明の実施の形態では、気体の高
圧測定用の圧力検出器として説明したが、本発明の圧力
検出器は、気体や液体の低圧測定用としても用いること
ができる。
圧測定用の圧力検出器として説明したが、本発明の圧力
検出器は、気体や液体の低圧測定用としても用いること
ができる。
【0023】また、本発明の実施の形態では、収納部4
の側壁にコーティング層12を形成するようにしたが、
本発明は、例えばフッ素系材料からなる非接着部材が塗
布された専用部材を収納部4内に配設して、前記専用部
材内にゲル状部材を充填するものであっても良い。
の側壁にコーティング層12を形成するようにしたが、
本発明は、例えばフッ素系材料からなる非接着部材が塗
布された専用部材を収納部4内に配設して、前記専用部
材内にゲル状部材を充填するものであっても良い。
【0024】また、本発明の実施の形態では、収納部4
の側壁全体にコーティング層12を形成するものであっ
が、本発明にあっては、収納部4の側壁の少なくともゲ
ル状部材11が変動する領域に非接着部材を設けるもの
であれば良い。
の側壁全体にコーティング層12を形成するものであっ
が、本発明にあっては、収納部4の側壁の少なくともゲ
ル状部材11が変動する領域に非接着部材を設けるもの
であれば良い。
【0025】
【発明の効果】本発明は、凹部形状をなす収納部を備え
るケース体に半導体式圧力センサを配設するとともに、
前記収納部内にゲル状部材を充填することによって前記
半導体圧力センサの周囲を覆う圧力検出器に関し、前記
収納部の側壁の少なくとも前記ゲル状部材が変動する領
域に、前記ゲル状部材と接着しない非接着部材を備えて
なることから、気体の高圧測定を可能とする。また、前
記収納部の側壁に非接着部材を設けるといった簡単な構
成によって、気体の高圧測定を可能とすることから、安
価な圧力検出器を提供することができる。
るケース体に半導体式圧力センサを配設するとともに、
前記収納部内にゲル状部材を充填することによって前記
半導体圧力センサの周囲を覆う圧力検出器に関し、前記
収納部の側壁の少なくとも前記ゲル状部材が変動する領
域に、前記ゲル状部材と接着しない非接着部材を備えて
なることから、気体の高圧測定を可能とする。また、前
記収納部の側壁に非接着部材を設けるといった簡単な構
成によって、気体の高圧測定を可能とすることから、安
価な圧力検出器を提供することができる。
【0026】また、前記ゲル状部材をシリコンゲルもし
くはフルオロシリコンゲルとし、前記非接着部材をフッ
素系材料とすることにより、両部材間において接着する
ことがないため、前記収納部内の前記ゲル状部材が流体
の圧力に応じてスムーズに変位することが可能となるこ
とから、前記ゲル状部材中の圧力媒体の巻き込みをより
効果的に防止することが可能となる。
くはフルオロシリコンゲルとし、前記非接着部材をフッ
素系材料とすることにより、両部材間において接着する
ことがないため、前記収納部内の前記ゲル状部材が流体
の圧力に応じてスムーズに変位することが可能となるこ
とから、前記ゲル状部材中の圧力媒体の巻き込みをより
効果的に防止することが可能となる。
【図1】本発明の実施の形態の圧力検出器の要部断面
図。
図。
【図2】従来の圧力検出器の要部断面図。
1 ベース板 2 筒部 3 ケース体 4 収納部 7 半導体圧力センサ 11 ゲル状部材 12 コーティング層(非接着部材) A’ 圧力検出器
Claims (3)
- 【請求項1】 凹部形状をなす収納部を備えるケース体
に半導体式圧力センサを配設するとともに、前記収納部
内にゲル状部材を充填することによって前記半導体圧力
センサの周囲を覆う圧力検出器であって、前記収納部の
側壁の少なくとも前記ゲル状部材が変動する領域に、前
記ゲル状部材と接着しない非接着部材を備えてなること
を特徴とする圧力検出器。 - 【請求項2】 前記非接着部材は、フッ素系の材料から
なることを特徴とする請求項1に記載の圧力検出器。 - 【請求項3】 前記ゲル状部材は、シリコンゲルもしく
はフルオロシリコンゲルからなることを特徴とする請求
項1に記載の圧力検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11223211A JP2001050836A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 圧力検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11223211A JP2001050836A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 圧力検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001050836A true JP2001050836A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16794543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11223211A Pending JP2001050836A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 圧力検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001050836A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006184075A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Denso Corp | 圧力センサ |
JP2010085409A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Robert Bosch Gmbh | 工作物複合体並びに前記工作物複合体の使用 |
US9510495B2 (en) | 2012-11-27 | 2016-11-29 | Freescale Semiconductor, Inc. | Electronic devices with cavity-type, permeable material filled packages, and methods of their manufacture |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP11223211A patent/JP2001050836A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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