(57)【要約】  セラミック製の基板への負荷を抑制できる圧力検出装置を提供すること。  圧力検出装置（１０）は、セラミック製の基板（２０）と、この基板（２０）に電気的に接続され流体の圧力を検知する圧力センサ（３０）と、を有する。基板（２０）の被取付体（１１）に対向する面は、第１のカバー部材（５０）で覆われている。この第１のカバー部材（５０）は、流体を導入するために空けられた第１の導入部（５４）と、被取付体（１１）に固定される第１の固定部（５２）と、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製の基板と、この基板に電気的に接続され流体の圧力を検知する圧力センサと、この圧力センサを覆い前記圧力センサを封止する封止カバーと、を有し、被取付体に取付けられる圧力検出装置において、
前記基板の前記被取付体に対向する面は、第１のカバー部材で覆われており、
この第１のカバー部材は、前記流体を導入するために空けられた第１の導入部と、前記被取付体に固定される第１の固定部と、を含むことを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
前記第１の導入部は、前記圧力センサにより塞がれていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
【請求項３】
前記圧力センサは、前記基板の上面であって、前記第１の導入部の上方を避けた部位に配置され、
前記基板は、セラミック製の板であるセラミック板が複数重ねられてなり、
前記第１の導入部から前記圧力センサまで前記流体を流すための第２の導入部は、前記セラミック板に空けられた穴によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
【請求項４】
前記基板は、前記第１のカバー部材から立ち上げられた壁部によって側面が囲われていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
【請求項５】
前記圧力検出装置は、前記封止カバーに重ねられた第２のカバーをさらに有し、
この第２のカバーは、前記封止カバーの周縁部に重なっている枠部と、この枠部から前記第１の固定部に向かって延び前記第１の固定部に重なっている第２の固定部と、を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
【請求項６】
前記封止カバーは、シーム溶接により前記基板に接合されており、かつ、前記基板は、シーム溶接により前記第１のカバー部材に接合されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の圧力検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック製の基板を備えた圧力検出装置及び同製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力検出装置は、気体や液体の圧力を圧力センサで検知し、圧力に応じた電気信号を出力する。このような圧力検出装置の従来技術として特許文献１に開示される技術がある。【０００３】
特許文献１には、第１のケース半体（被取付体）と、この第１のケースに取付けられる圧力センサと、第１のケース半体に被せられ圧力センサを覆う第２のケース半体と、が開示されている。第１のケース半体には、第１の流体を導入するための第１の穴が空けられている。同様に、第２のケース半体には、第２の流体を導入するための第２の穴が空けられている。【０００４】
圧力センサは、第１の穴から導入された第１の流体の圧力を計測すると共に、第２の穴から導入された第２の流体の圧力を計測する。これにより、第１の流体の圧力を基準として、第２の流体の圧力の差圧が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−９００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、圧力センサは、通常、基板に固定されており、圧力センサが固定された基板が被取付体に取付けられる。基板には、セラミック製のものがある。セラミックは一般的に硬くて脆い。さらに、被取付体の形状や大きさは、一様でなく、様々な被取付体が存する。そのため、セラミック製の基板を被取付体に取り付ける際には、基板に負荷がかからないように注意を払う必要がある。【０００７】
基板に負荷をかけずに、圧力検出装置を被取付体へ取り付けることができれば望ましい。【０００８】
本発明は、セラミック製の基板への負荷を抑制できる圧力検出装置の被取付体への取付構造の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１による発明によれば、セラミック製の基板と、この基板に電気的に接続され流体の圧力を検知する圧力センサと、この圧力センサを覆い前記圧力センサを封止する封止カバーと、を有し、被取付体に取付けられる圧力検出装置において、
前記基板の前記被取付体に対向する面は、第１のカバー部材で覆われており、
この第１のカバー部材は、前記流体を導入するために空けられた第１の導入部と、前記被取付体に固定される第１の固定部と、を含むことを特徴とする圧力検出装置が提供される。【００１０】
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記第１の導入部は、前記圧力センサにより塞がれている。【００１１】
請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記圧力センサは、前記基板の上面であって、前記第１の導入部の上方を避けた部位に配置され、
前記基板は、セラミック製の板であるセラミック板が複数重ねられてなり、
前記第１の導入部から前記圧力センサまで前記流体を流すための第２の導入部は、前記セラミック板に空けられた穴によって形成されている。【００１２】
請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記基板は、前記第１のカバー部材から立ち上げられた壁部によって側面が囲われている。【００１３】
請求項５に記載のごとく、好ましくは、前記圧力検出装置は、前記封止カバーに重ねられた第２のカバーをさらに有し、
この第２のカバーは、前記封止カバーの周縁部に重なっている枠部と、この枠部から前記第１の固定部に向かって延び前記第１の固定部に重なっている第２の固定部と、を含む。【００１４】
請求項６に記載のごとく、好ましくは、前記封止カバーは、シーム溶接により前記基板に接合されており、かつ、前記基板は、シーム溶接により前記第１のカバー部材に接合されている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、セラミック製の基板の被取付体に対向する面は、第１のカバー部材で覆われている。この第１のカバー部材は、流体を導入するために空けられた第１の導入部と、被取付体に固定される第１の固定部と、を含む。即ち、圧力検出装置は、第１のカバー部材のなかの第１の固定部を介して、被取付体に取付けられる。基板が被取付体に直接に固定されないため、被取付体に圧力検出装置を取り付ける際に、基板に負荷がかかることを抑制できる。【００１６】
請求項２に係る発明では、第１の導入部は、圧力センサにより塞がれている。即ち、圧力センサは、基板でなく、第１のカバーに固定されている。圧力センサは、基板に接触していないため、第１の導入部から導入された流体の圧力が圧力センサに加わっても、基板に負荷は加わらない。【００１７】
請求項３に係る発明では、圧力センサは、基板の上面であって、第１の導入部の上方を避けた部位に配置され、基板は、セラミック製の板であるセラミック板が複数重ねられてなり、第１の導入部から圧力センサまで流体を流すための第２の導入部は、セラミック板に空けられた穴によって形成されている。即ち、複数のセラミック板には、穴が形成されており、複数のセラミック板が重ねられると、これらの穴は、互いにずれて位置する。穴の形成する位置をずらすことにより、折れ曲がる流路を簡易に形成することができる。【００１８】
請求項４に係る発明では、基板は、第１のカバー部材から立ち上げられた壁部によって側面が囲われている。即ち、基板は、第１のカバー部材により、被取付体に対向する面が覆われており、かつ、側面も囲まれている。基板は、第１のカバー部材のなかの箱状の部位に収容されているともいえる。基板を被取付体に取付ける際に、基板が他の部品に当たり、基板に負荷が加わることを抑制できる。【００１９】
請求項５に係る発明では、圧力検出装置は、封止カバーに重ねられた第２のカバーをさらに有し、この第２のカバーは、封止カバーの周縁部に重なっている枠部と、この枠部から第１の固定部に向かって延び第１の固定部に重なっている第２の固定部と、を含む。そのため、第２の固定部が、第１の固定部に固定されると、枠部は、封止カバーの周縁部に重なって固定される。封止カバーの周縁部は、枠部により押さえつけられ、封止カバーは、基板から剥がれにくくなる。【００２０】
請求項６に係る発明では、封止カバーは、シーム溶接により基板に接合されており、かつ、基板は、シーム溶接により第１のカバー部材に接合されている。封止カバー及び第１のカバー部材は、共に、シーム溶接により基板と接合している。同一の接合方法が採用されるため、接合の工程が複雑とならない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１による圧力検出装置の斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１に示された圧力検出装置の変形例について説明する図である。
【図４】本発明の実施例２による圧力検出装置の平面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図４に示された圧力検出装置の第１のカバー部材、及び、第２のカバー部材の斜視図である。
【図７】図１に示された圧力検出装置の変形例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌは左、Ｒは右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例１＞
【００２３】
図１を参照する。図１には、本発明の実施例１による圧力検出装置１０が示されている。この圧力検出装置１０は、被取付体１１、例えば、車両のトランスミッションや燃料噴射装置等に取付けられる。圧力検出装置１０は、被取付体１１の内部を流れる流体の圧力を検出して、電気信号を出力する。
【００２４】
図１，図２を参照する。圧力検出装置１０は、セラミック製の基板２０と、この基板２０に電気的に接続され流体の圧力を検知する圧力センサ３０と、この圧力センサ３０を覆うと共に封止する封止カバー４０と、基板２０の被取付体１１に対向する面を覆う第１のカバー部材５０と、を有する。
【００２５】
基板２０は、セラミック製の板である第１のセラミック板２１，第２のセラミック板２２，第３のセラミック板２３が重ねられてなる。第１のセラミック板２１の中央には、第１の穴２４が形成されている。同様に、第２のセラミック板２２の中央には、第２の穴２５が形成され、第３のセラミック板２３の中央には、第３の穴２６が形成されている。第１の穴２４と第３の穴２６は、同じ大きさである。第２の穴２５は、第１の穴２４よりも小さい。
【００２６】
第１のセラミック板２１のランドには、電源用リード端子２７、信号用リード端子２８、グランド用リード端子２９が接続されている。
【００２７】
圧力センサ３０は、筒状のガラス製の台座３１と、この台座３１に固定される円板状の半導体チップ３２とからなる。半導体チップ３２は、シリコン等の半導体を薄肉に形成してなるダイアフラムである。台座３１と半導体チップ３２は、シリコンとガラスを接合するいわゆる陽極接合により互いに固定されている。半導体チップ３２は、ワイヤによって基板２０と接続されている。
【００２８】
封止カバー４０は、コバール等の金属製で、平板状を呈する。
【００２９】
第１のカバー部材５０は、基板２０を覆う矩形状の平板部５１と、この平板部５１の角に設けられ被取付体１１に固定される４つの第１の固定部５２と、からなる。平板部５１の中央には、上方に開いた凹部５３が形成されている。凹部５３には、被取付体１１の内部を流れる流体を導入するために空けられた円形状の第１の導入穴５４（第１の導入部５４）が空けられている。
【００３０】
次に、上記部品による圧力検出装置１０の構成について説明する。凹部５３に空けられた第１の導入穴５４は、圧力センサ３０により塞がれている。台座３１は、ダイボンディングにより凹部５３に接着されている。
【００３１】
第１のセラミック板２１の下面は、シーム溶接により第１のカバー部材５０に接合されている。詳細には、第１のセラミック板２１に空けられた第１の穴２４を囲むようにメタライズ加工を施し、メタライズ加工が施された部位と第１のカバー部材５０とがシーム溶接される。半導体チップ３２は、ワイヤボンディングにより基板２０のランドと接続している。
【００３２】
封止カバー４０は、シーム溶接により第３のセラミック板２３の上面に接合されている。詳細には、第３のセラミック板２３の上面の一部にメタライズ加工を施し、メタライズ加工が施された部位と封止カバー４０とがシーム溶接される。これにより、圧力センサ３０が覆われる。第１のカバー部材５０、基板２０、及び、封止カバー４０に囲われる領域は、基準となる圧力が測定される空間となる。
【００３３】
第１のカバー部材５０を備えた圧力検出装置１０は、第１のカバー部材５０の４つの第１の固定部５２を介して、被取付体１１に固定される。詳細には、第１の固定部５２に空けられた第１の固定穴５５に、ボルト５６がそれぞれ差し込まれ、４つの第１の固定部５２と被取付体１１とが締結される。
【００３４】
次に、本発明の効果について説明する。
【００３５】
図２を参照する。セラミック製の基板２０（第１のセラミック板２１）の下側の面（被取付体１１に対向する面）は、第１のカバー部材５０で覆われている。この第１のカバー部材５０は、第１の導入穴５４と、第１の固定部５２と、を含む。即ち、圧力検出装置１０は、第１の固定部５２を介して、被取付体１１に取付けられる。基板２０が被取付体１１に直接に固定されないため、被取付体１１に圧力検出装置１０を取り付ける際に、基板２０に負荷がかかることを抑制できる。
【００３６】
加えて、第１のカバー部材５０の第１の導入穴５４は、圧力センサ３０により塞がれている。即ち、圧力センサ３０は、基板２０でなく、第１のカバー部材５０に固定されている。圧力センサ３０は、基板２０に接触していないため、第１の導入穴５４から導入された流体の圧力が圧力センサ３０に加わっても、基板２０に負荷は加わらない。
【００３７】
図３を参照する。図３には、実施例１の変更例である液面検出装置１２が示されている。液面検出装置は１２には、第１のカバー部材５０（図２参照）に代えて、第１のカバー部材８０が取付けられている。その他の構成についての説明は、符号を流用するとともに説明を省略する。
【００３８】
第１のカバー部材８０は、基板２０を覆う矩形状の平板部８１と、この平板部８１の角に設けられ被取付体１１に固定される４つの第１の固定部８２（２つの第１の固定部８２，８２のみが示されている）と、からなる。平板部８１の中央には、下方に開いた凹部８３が形成されている。凹部８３には、被取付体１１の内部を流れる流体を導入するために空けられた円形状の第１の導入穴８４が空けられている。
＜実施例２＞
【００３９】
図４，図５を参照する。次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２による圧力検出装置１０Ａは、主に、第１のカバー部材６０Ａの形状、及び、圧力センサ３０Ａの配置される位置が異なる。さらに、圧力検出装置１０Ａは、第１のカバー部材６０Ａと共に、基板２０Ａを挟み込む第２のカバー部材７０Ａを有する。
【００４０】
基板２０Ａは、セラミック製の板である第１のセラミック板２１Ａ，第２のセラミック板２２Ａ，第３のセラミック板２３Ａが重ねられてなる。第１のセラミック板２１Ａの中央には、第１の穴２４Ａが形成されている。同様に、第２のセラミック板２２Ａの中央には、第２の穴２５Ａが形成され、第３のセラミック板２３Ａの中央には、第３の穴２６Ａが形成されている。第２の穴２５Ａは、長円形状を呈する。
【００４１】
圧力センサ３０Ａは、円板状の台座３１Ａと、この台座３１Ａと略同じ大きさの円板状の半導体チップ３２Ａとからなる。半導体チップ３２Ａは、ワイヤによって基板２０Ａと接続されている。
【００４２】
封止カバー４０Ａは、略ハット形状を呈し、箱体を逆さまにした形状を呈する本体部４１Ａと、この本体部４１Ａの下端に環状に形成された鍔部４２Ａと、からなる。
【００４３】
図５，図６を参照する。第１のカバー部材６０Ａは、第１のセラミック板２１Ａの下面を覆う矩形状の底部６１Ａと、この底部６１Ａの周縁から立ち上げられた壁部６２Ａと、この壁部６２Ａの上端に設けられた第１のフランジ部６３Ａと、この第１のフランジ部６３Ａの端部に形成された第１の固定部６４Ａと、からなる。底部６１Ａの中央には、第１の導入穴６５Ａ（第１の導入部６５Ａ）が空けられている。
【００４４】
第２のカバー部材７０Ａ部材は、封止カバー４０Ａに重なる重合部７１Ａと、この重合部７１Ａの下端に設けられた第２のフランジ部７２Ａと、この第２のフランジ部７２Ａの端部に形成された第２の固定部７３Ａと、からなる。
【００４５】
重合部７１Ａは、封止カバー４０Ａの本体部４１Ａの上面に重なる環状部７４Ａと、環状部７４Ａの端部から下方に延びる筒部７５Ａと、この筒部７５Ａの下端に設けられ封止カバー４０Ａの鍔部４２Ａ（周縁部４２Ａ）に重なる枠部７６Ａと、からなる。枠部７６Ａと、第２のフランジ部７２Ａの一部は、リード端子２７〜２９の接続のために切り欠かれている。
【００４６】
次に、上記部品による圧力検出装置１０Ａの構成について説明する。第１の導入穴６５Ａから圧力センサ３０Ａまで流体を流すための第２の導入穴６６Ａ（第２の導入部６６Ａ）は、第１の穴２４Ａと第２の穴２５Ａにより形成されている。第１の穴２４Ａは、第２の穴２５Ａよりも２倍以上大きい。第２の穴２５Ａの縁と第１の穴２４Ａの縁は、連続している。第３の穴２６Ａは、第１の穴２４Ａよりも大きい。
【００４７】
圧力センサ３０Ａは、第２のセラミック板２２Ａの上面であって、第１の導入穴６５Ａの上方を避けた部位に配置されている。即ち、第２の穴２５Ａは、第１の導入穴６５Ａの上方を避けた部位に位置している。さらに、第２の穴２５Ａは、圧力センサ３０Ａにより塞がれている。
【００４８】
第１のセラミック板２１Ａの下面は、シーム溶接により第１のカバー部材６０Ａに接合されている。詳細には、第１のセラミック板２１Ａの第１の穴２４Ａを囲むようにメタライズ加工を施し、メタライズ加工が施された部位と第１のカバー部材６０Ａがシーム溶接される。
【００４９】
基板２０Ａは、壁部６２Ａによって側面が囲われている。
【００５０】
封止カバー４０Ａは、シーム溶接により第３のセラミック板２３Ａの上面に接合されている。詳細には、第３のセラミック板２３Ａの上面の一部にメタライズ加工を施し、メタライズ加工が施された部位と封止カバー４０Ａの鍔部４２Ａとがシーム溶接される。
【００５１】
第２の固定部７３Ａは、第１の固定部６４Ａに重なる。この圧力検出装置１０Ａは、第１のカバー部材６０Ａの固定部を介して、被取付体１１に固定される。詳細には、第１の固定部６４Ａに空けられた第１の固定穴６７Ａと、第２の固定部７３Ａに空けられた第２の固定穴７７Ａにボルト５６が差し込まれ、第１の固定部６４Ａと第２の固定部７３Ａ被取付体１１とが締結される。第１の固定部６４Ａ及び第２の固定部７３Ａは、共締めされている。
【００５２】
次に、実施例２による発明の効果について説明する。実施例２による発明は、実施例１による第１のカバー部材６０Ａを取り付けた効果に加えて、以下の効果を有する。
【００５３】
図５を参照する。第１の導入穴６５Ａから圧力センサ３０Ａまで流体を流すための第２の導入穴６６Ａは、第１の穴２４Ａと第２の穴２５Ａにより形成されている。第２の穴２５Ａは、第１の穴２４Ａの大きさの半分である。第２の穴２５Ａの縁と第１の穴２４Ａの縁は、連続している。第１の穴２４Ａと第２の穴２５Ａの配置の組み合わせにより、折れ曲がる流路を簡易に形成することができる。
【００５４】
加えて、基板２０Ａは、第１のカバー部材６０Ａから立ち上げられた壁部６２Ａによって側面が囲われている。即ち、基板２０Ａは、第１のカバー部材６０Ａにより、下面が覆われており、かつ、側面も囲まれている。基板２０Ａは、第１のカバー部材６０Ａのなかの箱状の部位に収容されているともいえる。基板２０Ａを被取付体１１に取付ける際に、基板２０Ａが他の部品に当たり、基板２０Ａに負荷が加わることを抑制できる。
【００５５】
加えて、圧力検出装置１０Ａは、封止カバー４０Ａに重ねられた第２のカバー部材７０Ａをさらに有し、この第２のカバー部材７０Ａは、封止カバー４０Ａの鍔部４２Ａ（周縁部４２Ａ）に重なっている枠部７６Ａと、この枠部７６Ａから第１の固定部６４Ａに向かって延び第１の固定部６４Ａに重なっている第２の固定部７３Ａと、を含む。そのため、第２の固定部７３Ａが、第１の固定部６４Ａに固定されると、枠部７６Ａは、封止カバー４０Ａの鍔部４２Ａ（周縁部４２Ａ）に重なって固定される。封止カバー４０Ａの鍔部４２Ａは、枠部７６Ａにより押さえつけられ、封止カバー４０Ａは、基板２０Ａから剥がれにくくなる。
【００５６】
加えて、封止カバー４０Ａは、シーム溶接により基板２０Ａに接合されており、かつ、基板２０Ａは、シーム溶接により第１のカバー部材６０Ａに接合されている。封止カバー４０Ａ及び第１のカバー部材６０Ａは、共に、シーム溶接により基板２０Ａと接合している。同一の接合方法が採用されるため、接合の工程が複雑とならない。
【００５７】
図７を参照する。図７には、実施例１の変形例である圧力検出装置１３が示されている。圧力検出装置１３は、封止カバー４０（図２参照）に代え、封止カバー４０Ｂを有する。封止カバー４０Ｂは、基板２０の上面及びセンサ３０を覆う天板部４１Ｂと、この天板部４１Ｂの周縁から下方に延び基板２０の側部を覆う側壁部４２Ｂと、からなる。
【００５８】
前壁部４３Ｂの下端は、セラミック板２１の厚み方向の中央付近に位置している。後壁部４４Ｂの下端は、セラミック板２２の厚み方向の中央付近に位置している。
【００５９】
なお、ＥＭＣ（電磁ノイズ）対策部品を基板２０，２０Ａに設けることができる。本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、上記の実施例及び変形例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の圧力検出装置は、車両に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…圧力検出装置
１１…被取付体
２０…基板
２１…第１のセラミック板
２２…第２のセラミック板
２３…第３のセラミック板
２４…第１の穴
２５…第２の穴
２６…第３の穴
３０…圧力センサ
３１…台座
３２…半導体チップ
４０…封止カバー
５０…第１のカバー部材
５１…平板部
５２…第１の固定部
５３…凹部
５４…第１の導入穴（第１の導入部）
１０Ａ…圧力検出装置
２０Ａ…基板
２１Ａ…第１のセラミック板
２２Ａ…第２のセラミック板
２３Ａ…第３のセラミック板
２４Ａ…第１の穴
２５Ａ…第２の穴
２６Ａ…第３の穴
３０Ａ…圧力センサ
３１Ａ…台座
３２Ａ…半導体チップ
４０Ａ…封止カバー
４１Ａ…本体部
４２Ａ…鍔部（周縁部）
６０Ａ…第１のカバー部材
６１Ａ…底部
６２Ａ…壁部
６３Ａ…第１のフランジ部
６４Ａ…第１の固定部
６５Ａ…第１の導入穴（第１の導入部）
６６Ａ…第２の導入穴
７０Ａ…第２のカバー部材
７１Ａ…重合部
７２Ａ…第２のフランジ部
７３Ａ…第２の固定部
７４Ａ…環状部
７５Ａ…筒部
７６Ａ…枠部
【図１】
2018221400.tif 000003
【図２】
2018221400.tif 000004
【図３】
2018221400.tif 000005
【図４】
2018221400.tif 000006
【図５】
2018221400.tif 000007
【図６】
2018221400.tif 000008
【図７】
2018221400.tif 000009
【国際調査報告】
2018221400.tif 000010
2018221400.tif 000011
2018221400.tif 000012
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