JP6523762B2 - 圧力センサ - Google Patents
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Description
半導体型圧力検出装置は、上記受圧室内に配置され、受圧空間内の圧力変化を電気信号に変換して外部に出力する機能を有している。
受圧空間内に配置されるダイアフラムは、可撓性の金属板であって、半導体からなる圧力検出素子との間で電位差が発生し、封入されたオイルが静電気を帯びたりすると、圧力検出素子あるいはその出力信号に不具合が生ずる場合がある。
したがって、取り付け作業が煩雑であって組立効率が低下するとともに製品精度が低下する懸念がある。
また、本発明の圧力センサは、別の実施例において、前記除電板が、前記アース端子ピンとハンダ付け又は溶接により接続されるか、あるいはアース端子ピンを圧入固定することにより接続されてもよい。
さらに、前記除電板は、前記ベースと非接触とすることができる。
また、本発明による圧力センサは、除電板がベースと接触しない構造のため、絶縁体あるいは絶縁層を設ける必要がなく、結果として圧力センサ全体の軽量化を実現できる。
図1に示すように、圧力センサ1は、段付の円筒形状のカバー10を有し、カバー10の大径の開口部10aには、後述する半導体型圧力検出装置60が搭載されたベース40、図示されない流体流入管が接続される接続ナット20を支持する取付部材30、ベース40及び取付部材30によりその外周部が挟持されたダイアフラム50等より成る圧力検出ユニット2が挿入される。
ベース40の受圧空間52側の中央部には半導体型圧力検出装置60が接着や拡散接合あるいは常温接合等の適宜の手法により固着される。圧力検出装置60は、ガラス製の台座62とそれに貼付された圧力検出素子(半導体チップ)64とからなる。圧力検出素子64は、この例においては8つのボンディングパッド(電極)を備え、そのうちの3つは出力信号用の電源入力パッド、アースパッド及び信号出力パッドであり、残る5つは信号調整用パッドである。
また、図2に示すように、複数の端子ピンのうちの1つはアース端子ピン72として機能する。そして、当該アース端子ピン72とそれ以外の7本の端子ピン70とは、中継基板90に接続される。
また、リード線94は、当該圧力センサ1が設置された冷凍冷蔵装置や空調装置等の制御盤内に設けられた図示されない電気回路に接続される。これにより、アース端子ピン72は、リード線94を介して外部アースに接続される。
このような構成により、中継基板90は、コネクタ92を挟んで両側の位置に端子ピン70,72との接続点を備える構造となっているため、リード線94に引張力等が加えられた場合であっても、端子ピン70,72に横方向の応力が加わることがなく、結果として端子ピン70,72とベース40とを固定するハーメチックシール74が破損するのを防止できる。
図2に示すように、除電板100は、外部形状が略四角形の平面形状を有し、内側に半導体型圧力検出装置60の外周を囲むための窓孔が形成されている。また、除電板100の外周部の一端には、アース端子ピンに固定するための突出部100aを設けてある。
また、除電板100は、ベース40と接触しない(ベース40から浮いた)ように配置されており、上記突出部100aの部分のみでアース端子ピン72に対して機械的かつ電気的に固着されている。
なお、図1では、アース端子ピン72を除電板100の突出部100aに溶接等で固定する場合を例示したが、かしめ固定の手法を採用したり、あるいは上記突出部100aにアース端子ピン72よりやや小さい径の挿通孔を形成し、該挿通孔にアース端子ピン72を圧入固定する等により機械的かつ電気的に接続してもよい。
また、図1において、除電板100の設ける位置として、ベース40からの高さが半導体型圧力検出装置60の高さより低い(すなわち半導体型圧力検出装置60よりもダイアフラム50からの距離が遠い)場合を例示したが、ベース40からの高さを半導体型圧力検出装置60の高さより高くなるように配置してもよい。
また、図2において、除電板100として、突出部100aを含む平板状のものを例示したが、平板状の部材の一部に凹凸を形成してダイアフラム50との間隔を変えることにより、凸部において優先的に電荷が帯電するように構成してもよい。
そして、上述の圧力検出ユニット2がカバー10内に配置された後、カバー10の大径の開口部10a側及び小径の開口部10b側(リード線94が導出される側)からカバー10の内部に樹脂Pが充填、固化され、これによりカバー10内に圧力検出ユニット2が固定される。
そして、圧力検出素子64はこの圧力変動を検知して電気信号に変換し、ボンディングワイヤ80、端子ピン70、72を介して電気信号を外部に出力する。
このような構成により、除電板100の表裏両面を利用して圧力検出ユニット2の内部に帯電する電荷を効率的に外部に逃がすことができるため、半導体型圧力検出装置60の周囲あるいは受圧空間52内に充填された液状媒質に電荷が帯電するのを極めて効果的に抑制することができ、結果として、半導体型圧力検出装置60の帯電に起因する作動不良が防止される。
したがって、除電板100をアース端子ピン72に固定する際に、除電板100と半導体型圧力検出装置60との位置決めを行うのみで実施できるため、組立作業を簡素化することができる。
また、従来型の除電板を用いた圧力センサに対して、本発明による圧力センサ1は、除電板100がベース40と接触しないため、絶縁体あるいは絶縁層を設ける必要がなく、結果として圧力検出ユニット2全体の軽量化を実現できる。
きる。
例えば、図1及び図2において、除電板100の形状として、半導体型圧力検出装置60を囲むような形状の場合を例示したが、上記半導体型圧力検出装置60の周囲位置の一部のみに配置するように構成してもよい。
さらに、除電板100は、ベース40と接触しないようにアース端子ピン72に固定されるものとして説明したが、本発明は特にこれのみに限定されることはなく、ベース40の表面(除電板100と対向する面)、及び/あるいは除電板100の表面(ベース40と対向する面)に非導電性の層を設ければ、それらが接触するように除電板100をアース端子ピン72に固定して良いことは当然である。
20 接続ナット 30 取付部材
32 流体導入室 40 ベース
50 ダイアフラム 52 受圧空間
60 半導体型圧力検出装置 62 台座
64 圧力検出素子 70 端子ピン
72 アース端子ピン 74 ハーメチックシール
80 ボンディングワイヤ 81 アース用ボンディングワイヤ
90 中継基板 92 コネクタ
94 リード線 100 除電板
Claims (5)
- 流体の圧力を受圧するダイアフラムと、
前記ダイアフラムとの間で絶縁性媒質が封入された受圧空間が形成されるベースと、
前記受圧空間内に設けられるとともにアースパッドを含む複数のボンディングパッドを備えた半導体型圧力検出装置と、
前記ベースを貫通するとともに前記半導体型圧力検出装置と電気的に接続される複数の端子ピン及び1つのアース端子ピンと、を具備した圧力センサであって、
前記ベースと前記ダイアフラムとの間であって、かつ前記半導体型圧力検出装置の周囲位置に除電板が設けられており、
前記除電板は、前記アース端子ピンの一端と嵌合する有底の凹部を備えた突出部を有しており、
前記アースパッドは、前記除電板と電気的に接続されていることを特徴とする圧力センサ。 - 前記除電板は、一部に凹凸を有することを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 前記除電板は、前記アース端子ピンとハンダ付け又は溶接により接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載の圧力センサ。
- 前記除電板は、前記アース端子ピンを圧入固定することにより、前記アース端子ピンと接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載の圧力センサ。
- 前記除電板は、前記ベースとは非接触であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧力センサ。
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