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公開番号2024049700
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156091
出願日2022-09-29
発明の名称圧力センサおよび圧力センサの製造方法
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類G01L 19/00 20060101AFI20240403BHJP(測定;試験)
要約【課題】セラミックス製の筐体が圧力伝達媒体の圧力で破壊されることを防ぎながら、セラミックス製の筐体によってセンサチップを絶縁することが可能な圧力センサを提供する。
【解決手段】センサチップ21と、センサケース本体26と、第1および第2の導圧パイプ17,18と、センサケース本体26の第1、第2の貫通孔31,32と第1、第2の導圧パイプ17,18との間に充填された充填材34とを備える。センサチップ21がセンサケース本体26を介して第1および第2の導圧パイプ17,18に接続され、絶縁されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
圧力伝達媒体が導入される圧力導入口を有し、前記圧力伝達媒体の圧力を検出するセンサチップと、
セラミックス材料によって前記センサチップを覆う形状に形成され、前記センサチップの前記圧力導入口を有する取付面が接着される接着面および前記圧力導入口に連通する貫通孔を有するセンサケース本体と、
前記貫通孔に挿入されて前記センサケース本体に半田付けされた導圧パイプと、
前記貫通孔における前記センサケース本体の内側に開口する部分と前記導圧パイプとの間に充填された充填材とを備え、
前記センサチップが前記センサケース本体を介して前記導圧パイプに接続され、絶縁されていることを特徴とする圧力センサ。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、
前記導圧パイプは、前記接着面より前記センサケース本体の内部に所定の長さだけ突出する突出部を有し、
前記センサチップは、前記突出部との間に予め定めた絶縁距離をおいて離間する凹陥部を有していることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、
前記センサチップと前記センサケース本体との接着は、絶縁性を有する接着剤が使用されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、
前記センサチップにおける前記センサケース本体に接着される端部は、前記センサケース本体に向けて凸になる凸部によって形成され、
前記凸部の先端面が接着剤によって前記センサケース本体に接着されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、
前記充填材は半田であり、
前記センサケース本体の内面における前記貫通孔の周囲には半田付け用のランドが形成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項６】
圧力伝達媒体が導入される圧力導入口を有し、前記圧力伝達媒体の圧力を検出するセンサチップを形成するステップと、
底部に貫通孔を有する有底筒状であって前記センサチップを収容可能な形状にセラミックス材料によってセンサケース本体を形成するステップと、
前記貫通孔に挿入可能な導圧パイプを形成するステップと、
前記導圧パイプを前記貫通孔に挿入して前記センサチップとは離間するように前記センサケース本体に半田付けするステップと、
前記半田付けが終了した後に、前記貫通孔における前記センサケース本体の内側に開口する部分と前記導圧パイプとの間に接着剤を充填するステップと、
前記接着剤が硬化した後に、前記センサチップの前記圧力導入口が開口する取付面を前記センサケース本体の底部に弾性接着剤によって接着するステップとによって実施することを特徴とする圧力センサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス製のセンサケースにセンサチップが収容された圧力センサおよび圧力センサの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
工業用に用いられる差圧計測器は、シリコンなどから構成されるセンサチップを、ステンレス鋼などの金属によって形成された筐体に内蔵し、腐食性の測定対象や測定環境から保護している。このように構成された差圧計では、内部に収容しているセンサチップに圧力を伝達するために、オイルなどが圧力伝達媒体として封入されている。
ステンレス鋼製の筐体とシリコン製のセンサチップとの接続には、電気的なノイズが筐体側からセンサチップに伝播されることを防ぐために、絶縁材からなるセンサチップ搭載用の台座が用いられている。従来のこの種の台座としては、例えば特許文献１に記載されているように、シリコンと線膨張係数が近いガラス台座がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１１４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ガラスは、歪を与えると応力が発生し（弾性）、かつ、その応力が時間経過とともに徐々に緩和する（粘性）という応力緩和現象を起こすものであるから、ガラス台座にセンサチップを接合して構成された圧力センサは圧力の検出精度が低くなるおそれがあった。この理由は、ガラス台座にセンサチップを接合したときにガラス台座に応力が発生し、この応力が時間経過に伴って緩和されるからである。すなわち、ガラス台座の応力が緩和されるにしたがってセンサチップにガラス台座側から外力が加えられるようになってセンサの出力値が徐々に変わる、いわゆるドリフトを起こすから、検出精度が低くなる。
【０００５】
ガラスに代わる絶縁材料としてはセラミックス材料がある。しかし、セラミックス製の筐体は積層構造となっており、各層の境目は劈開性を有しているから、センサチップに伝達される圧力伝達媒体の圧力が各層の境目に加えられると破壊されてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、セラミックス製の筐体が圧力伝達媒体の圧力で破壊されることを防ぎながら、セラミックス製の筐体によってセンサチップを絶縁することが可能な圧力センサおよび圧力センサの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明に係る圧力センサは、圧力伝達媒体が導入される圧力導入口を有し、前記圧力伝達媒体の圧力を検出するセンサチップと、セラミックス材料によって前記センサチップを覆う形状に形成され、前記センサチップの前記圧力導入口を有する取付面が接着される接着面および前記圧力導入口に連通する貫通孔を有するセンサケース本体と、前記貫通孔に挿入されて前記センサケース本体に半田付けされた導圧パイプと、前記貫通孔における前記センサケース本体の内側に開口する部分と前記導圧パイプとの間に充填された充填材とを備え、前記センサチップが前記センサケース本体を介して前記導圧パイプに接続され、絶縁されているものである。
【０００８】
本発明は、前記圧力センサにおいて、前記導圧パイプは、前記接着面より前記センサケース本体の内部に所定の長さだけ突出する突出部を有し、前記センサチップは、前記突出部との間に予め定めた絶縁距離をおいて離間する凹陥部を有していてもよい。
【０００９】
本発明は、前記圧力センサにおいて、前記センサチップと前記センサケース本体との接着は、絶縁性を有する接着剤が使用されていてもよい。
【００１０】
本発明は、前記圧力センサにおいて、前記センサチップにおける前記センサケース本体に接着される端部は、前記センサケース本体に向けて凸になる凸部によって形成され、前記凸部の先端面が接着剤によって前記センサケース本体に接着されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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