(57)【要約】【課題】ガラスのハーメチック時に徐冷しても結晶組織に悪影響が生じなく、パイプとガラスとの封着性が良好で、パイプ封止時の溶接性がよく、熱膨張係数がガラスに近似した圧力センサーのオイル封入パイプを提供するものである。【解決手段】圧力センサを構成する金属製ハウジング１１に形成された開口部１２に、センサチップ４０用のリードピン１８とオイル封入用パイプ１９とを備えたハーメチックガラス１３が気密に嵌入固定され、前記開口部１２を覆うように前記ハウジング１１にダイヤフラム１５が装着されてダイヤフラム１５とハーメチックガラス１３との間に液封室１７が形成され、ハーメチックガラス１３の液封室１７にセンサチップ４０が接着され、オイル充填用パイプ１９よりオイルが液封室に充填され、オイル封入用パイプ１９の先端１９ａが封止された圧力センサーにおいて、オイル封入用パイプ１９はニッケル又はニッケル合金から構成される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサを構成する金属製ハウジングに形成された開口部に、センサチップ用のリードピンとオイル封入用パイプとを備えたハーメチックガラスが気密に嵌入固定され、前記開口部を覆うように前記ハウジングにダイヤフラムが装着されて該ダイヤフラムと前記ハーメチックガラスとの間に液封室が形成され、前記ハーメチックガラスの前記液封室にセンサチップが接着され、前記オイル充填用パイプよりオイルが前記液封室に充填され、該オイル封入用パイプの先端が封止された圧力センサーにおいて、
前記オイル封入用パイプはニッケル又はニッケル合金からなることを特徴とする圧力センサーのオイル封入パイプ。
【請求項２】
前記ニッケル合金は、４２重量％のニッケルと残余重量％の鉄からなる請求項１記載の圧力センサーのオイル封入パイプ。
【請求項３】
前記ニッケル合金は、５０重量％のニッケルと残余重量％の鉄からなる請求項１記載の圧力センサーのオイル封入パイプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサーに関し、更に詳細には圧力センサのオイル封入パイプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、絶対圧型半導体圧力センサーとして、図２に示すような液封型のものが知られている。この液封型の半導体圧力センサーは、圧力検出部材１０と継手２０とコネクタハウジング３０との結合体により構成されている。
【０００３】
圧力検出部材１０は金属製のエレメント本体１１を有し、エレメント本体１１の中央開口１２に、センサチップの取付け台座としてのハーメチックガラス１３が嵌入固定されている。圧力検出部材１０の一方の面（下面）には、金属ダイヤフラム１４の外周縁部とその上に重ねられた連通口１６を有するダイヤフラム保護カバー１５の外周縁部とが溶接によって気密に固着されている。
【０００４】
このような構造により、エレメント本体１１の中央開口１２においてハーメチックガラス１３と金属ダイヤフラム１４との間に、オイルが封入される液封室１７が形成されるようになっている。
【０００５】
上記ハーメチックガラス１３の液封室１７に対面する側には、センサチップ４０が、接着剤によって、その全面を固着されている。センサチップ４０は液封室１７内にあり、金属製のハウジング１１、ハーメチックガラス１３、金属ダイヤフラム１４及びセンサチップ４０で圧力検出部材１０が構成されている。
【０００６】
センサチップ４０は、ピエゾ抵抗型圧力センサ等による圧力検出部と、半導体温度センサ等による温度検出部と、ＥＰＲＯＭ等による書き込み可能な不揮発性メモリーと、一時記憶用のレジスタと、デジタル／アナログコンバータと、出力信号増幅回路とを含むワンチップ構造のセンサチップとして構成されている。
【０００７】
ハーメチックガラス１３には、センサチップ４０に対する信号の入出力を行うための複数個のリードピン１８と、オイル封入用パイプ１９がそれぞれ貫通状態でハーメチック処理により固定されている。リードピン１８は、金あるいはアルミニウムのワイヤ（図示せず）によってセンサチップ４０に接続され、外端部をフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）５２に接続されている。また、ＦＰＣ５２とコネクタハウジング３０の接続端子３１とが電気的に接続されている。
【０００８】
オイル封入用パイプ１９は、液封室１７にオイルを充填する充填口として使用され、オイル封入完了後に外側のパイプ先端１９ａがつぶされて密着され、その部分が抵抗溶接あるいはレーザー溶接等によって溶接されてオイル室１７の封止が行われる。
【０００９】
圧力検出部材１０を、継手２０のエレメント収納孔２１内にＯリング５１とともに嵌入してから、コネクタハウジング３０をＯリング５３とともにエレメント収納孔２１内の圧力検出部材１０上に嵌入して、エレメント収納孔２１の肉薄の開口縁部２２をかしめることにより、圧力検出部材１０、継手２０及びコネクタハウジング３０が一体化されて、液封型圧力センサが形成されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来の半導体圧力センサーでは、ハーメチックガラス１３にオイル封入用パイプ１９を取り付けるには、金属製のエレメント本体１１の中央開口１２にパイプ１９を配置して、円筒状に成形したハーメチックガラス１３を嵌入し、電気炉中で加熱してガラスを溶融させて金属製のハウジング１１とパイプ１９とに溶着させ、溶着後の冷却により固定させている。
【００１１】
パイプ１９の熱膨張係数が、ガラスの熱膨張係数より大きいと、溶着後に冷却された両部材間に亀裂や割れが生じ易いので、パイプ１９の熱膨張係数がガラスの熱膨張係数より小さくするように、パイプ１９にはコバール等が用いられている。
しかしながら、コバールはガラスと熱膨張係数が近似しているため、ハーメチック性がよいが、高価であるという問題点が生じる。
【００１２】
また、ガラスのハーメチックを行う場合、急冷するとガラスに割れが生じるので、１０００℃近くの高温から徐冷しなければならない。オーステナイトステンレス鋼は通常４００〜８５０℃の間を徐冷すると鋭敏化が起こり、腐食に対して脆弱になる。そこで、鋭敏化を回避するために５００℃以下の低融点ガラスを用いることも考えられるが、低融点ガラスは、成分中に鉛が含有されており、環境への問題点が生じる。
更に、パイプ１９にステンレス鋼を用いると、安価であり、溶接性が良好であるが、ステンレス鋼は熱膨張係数がガラスより大きく、ハーメチック性は劣る。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、ガラスのハーメチック時に徐冷しても結晶組織に悪影響が生じなく、パイプとガラスとの封着性が良好で、パイプ封止時の溶接性がよく、熱膨張係数がガラスに近似した圧力センサーのオイル封入パイプを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、圧力センサを構成する金属製ハウジングに形成された開口部に、センサチップ用のリードピンとオイル封入用パイプとを備えたハーメチックガラスが気密に嵌入固定され、前記開口部を覆うように前記ハウジングにダイヤフラムが装着されて該ダイヤフラムと前記ハーメチックガラスとの間に液封室が形成され、前記ハーメチックガラスの前記液封室にセンサチップが接着され、前記オイル充填用パイプよりオイルが前記液封室に充填され、該オイル封入用パイプの先端が封止された圧力センサーにおいて、
前記オイル封入用パイプはニッケル又はニッケル合金からなることを特徴とする圧力センサーのオイル封入パイプを構成にするものである。
【００１５】
また、課題解決の第２の手段として、ニッケル合金は、４２重量％のニッケルと残余重量％の鉄からなるものに構成するものである。
【００１６】
更に、課題解決の第３の手段として、前記ニッケル合金は、５０重量％のニッケルと残余重量％の鉄からなるものに構成するものである。
【００１７】
本発明によれば、オイル封入用パイプはニッケル又はニッケル合金からなるため、ガラスのハーメチック時に徐冷でも結晶組織が脆くならず、耐腐食性が良好である。また、オイル封入用パイプがステンレス鋼のものよりパイプとガラスとの封着性がよくなり、パイプ封止時にステンレス鋼並の溶接性が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態としての圧力センサーのチップ取付部を示す縦断面図である。なお、図１において図２と同じ部材には同一符号を付し、これらについては詳細な説明を省略する場合がある。
【００１９】
この実施形態の液封型の半導体圧力センサーも、圧力検出部材１０は金属製のハウジング１１を有し、ハウジング１１の中央開口１２にハーメチックガラス１３が嵌入固定されている。更に、ハーメチックガラス１３の中央開口４２には、センサチップ４０の取付け台座としてのコバール等からなるプレート５０を配置している。
【００２０】
ハーメチックガラス１３には、センサチップ４０に対する信号の入出力を行うための複数個のリードピン１８と、オイル封入用パイプ１９がそれぞれ貫通状態でハーメチック処理により固定されている。リードピン１８は、金あるいはアルミニウムのワイヤ４１によってセンサチップ４０に接続されている。
【００２１】
圧力センサ１０の一方の面（下面）には、金属ダイヤフラム１４の外周縁部とその上に重ねられ連通口１６を有するダイヤフラム保護カバー１５の外周縁部とが溶接によって気密に固着されている。
【００２２】
このような構造により、ハウジング１１の中央開口１２においてハーメチックガラス１３、プレート５０と金属ダイヤフラム１４との間に、オイルが封入される液封室１７が形成されるようになっている。
【００２３】
オイル封入用パイプ１９は、液封室１７にオイルを充填する充填口として使用され、オイル封入完了後に外側のパイプ先端１９ａがつぶされて密着され、その部分が抵抗溶接又はレーザー溶接等によって溶接されてオイル室１７の封止が行われる。
【００２４】
上記ハーメチックガラス１３の液封室１７に対面する側には、センサチップ４０が、接着剤によって、その全面を固着されている。センサチップ４０は液封室１７内にあり、金属製のハウジング１１、ハーメチックガラス１３、金属ダイヤフラム１４及びセンサチップ４０で圧力センサ１０が構成されている。
【００２５】
その他、センサチップの取付け台座としてのセンサチップ４０については、従来の技術と同様に構成されている。
【００２６】
前記オイル封入用パイプはニッケル又はニッケル合金からなる。
ニッケルのみからなるオイル封入用パイプはＪＩＳ　Ｈ４５５２のＮＷ２２００（Ｃ０．１５％、Ｃｕ０．２％、Ｆｅ０．４％、Ｍｎ０．３％、Ｎｉ９９．０％、Ｓ０．０１０％、Ｓｉ０．３％）の各重量％の常炭素ニッケル管又はＪＩＳＨ４５５２のＮＷ２２０１（Ｃ０．０２％、Ｃｕ０．２％、Ｆｅ０．４％、Ｍｎ０．３％、Ｎｉ９９．０％、Ｓ０．０１０％、Ｓｉ０．３％）の各重量％の低炭素ニッケル管であることが好適である。
【００２７】
ニッケル合金として、４２重量％のニッケルと残余重量％の鉄からなるオイル封入パイプは、ハーメチックガラスとオイル封入パイプとの熱膨張係数が近似するので、好適である。更に、５０重量％のニッケルと残余重量％の鉄からなるニッケル合金であってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のオイル封入パイプによれば、以下のような効果が得られる。
（１）ステンレス鋼製パイプに比べて柔軟であり、加工しやすい。
（２）パイプ封止時の溶接性が良好である。
（３）上記１、２により、コストアップなしに、高精度のオイル封入パイプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての圧力センサーのチップ取付部を示す縦断面図である。
【図２】従来の半導体圧力センサーを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０　　　圧力検出部材
１１　　　ハウジング
１２　　　中央開口
１３　　　ハーメチックガラス
１４　　　ダイヤフラム
１５　　　保護カバー
１６　　　連通孔
１７　　　液封室
１８　　　リードピン
１９　　　オイル封入パイプ
１９ａ　　先端部
２０　　　継手
４０　　　センサチップ
【図１】
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【図２】
2004045164.tif 000004