(57)【要約】【課題】耐圧性が向上された圧力センサを提供する。【解決手段】金属材よりなる台座と、この台座の一方の面に一方の面が接続されたガラスよりなる支持基板と、この支持基板と前記台座とを連通する導圧孔とを具備する圧力センサにおいて、前記導圧孔に挿入されたパイプと、前記導圧孔部分を除いて前記支持基板と前記台座との接続部分に設けられた接合膜と、この接合膜と前記パイプとの間に充填され弾性を有する充填体と、前記支持基板と前記台座とのいずれか一方に設けられ前記充填体を充填する充填体注入孔とを具備したことを特徴とする圧力センサである。【選択図】　　　　図１
2004093139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材よりなる台座と、
この台座の一方の面に一方の面が接続されたガラスよりなる支持基板と、
この支持基板と前記台座とを連通する導圧孔と
を具備する圧力センサにおいて、
前記導圧孔に挿入されたパイプと、
前記導圧孔部分を除いて前記支持基板と前記台座との接続部分に設けられた接合膜と、
この接合膜と前記パイプとの間に充填され弾性を有する充填体と、
前記支持基板と前記台座とのいずれか一方に設けられ前記充填体を充填する充填体注入孔と
を具備したことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記充填体として、エラストマが使用されたこと
を特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記充填体として、シリコン系のエラストマが使用されたこと
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記充填体として、フッ素ゴム系のエラストマが使用されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記接合膜として、低融点ガラスが使用されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記接合膜として、接着剤が使用されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記接合膜として、はんだ付け接合が使用されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記支持基板として、商品名パイレックス（登録商標）ガラスが使用され、
前記台座として、商品名コバールが使用されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐圧性が向上された圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、実開昭６３ー６３７３７号公報に示されている。
図において、１はセンサチップである。この場合は、シリコンが使用されている。
【０００３】
２はセンサチップ１に設けられ、センサチップ１に起歪部たるダイアフラム３を構成する凹部である。
４は、センサチップ１の起歪部３に設けられた半導体圧力検出素子である。
５はセンサチップの一面に一面が接続され、凹部２と圧力導入室６を構成するパイレックス（登録商標）ガラスよりなる支持基板である。
【０００４】
この場合は、センサチップ１とは陽極接合等により接合されている。
７はガラス支持基板５に設けられ、圧力導入室６に連通する導圧孔である。
８は台座である。支持基板５の他面が接合されている。
【０００５】
以上の構成において、圧力導入室６が真空Ｐ０に保たれ、ダイアフラム３の外側から測定圧力Ｐｍが加わると、ダイアフラム３は測定圧力Ｐｍにより変位する。
この変位を半導体圧力検出素子４により電気的に検出すれば、測定圧力Ｐｍに対応した電気信号出力が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、以下の間題点がある。
圧力センサのガラス材の支持基板５と金属の台座８の接合は、低融点ガラスで行っている。
【０００７】
この接合部分で、破壊圧力のばらつきや遅れ破壊（短時間の印加では破壊しない圧力でも長時間印加を継続していると破壊する現象。）の問題がある。
所で、この発明では、ガラス材の支持基板５と金属の台座８の接合部のみの耐圧を問題とする。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、、耐圧性が向上された圧力センサを提供することにある。
即ち、ガラス材の支持基板５と金属の台座８の接合部の遅れ破壊もふくめて破壊圧力が十分に大きい圧力センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１記載の圧力センサにおいては、
金属材よりなる台座と、この台座の一方の面に一方の面が接続されたガラスよりなる支持基板と、この支持基板と前記台座とを連通する導圧孔とを具備する圧力センサにおいて、
前記導圧孔に挿入されたパイプと、前記導圧孔部分を除いて前記支持基板と前記台座との接続部分に設けられた接合膜と、この接合膜と前記パイプとの間に充填され弾性を有する充填体と、前記支持基板と前記台座とのいずれか一方に設けられ前記充填体を充填する充填体注入孔とを具備したことを特徴とする。
本発明の請求項２においては、請求項１記載の圧力センサにおいて、
前記充填体として、エラストマが使用されたことを特徴とする。
本発明の請求項３においては、請求項１又は請求項２記載の圧力センサにおいて、
前記充填体として、シリコン系のエラストマが使用されたことを特徴とする。
本発明の請求項４においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の圧力センサにおいて、
前記充填体として、フッ素ゴム系のエラストマが使用されたことを特徴とする。
本発明の請求項５においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の圧力センサにおいて、
前記接合膜として、低融点ガラスが使用されたことを特徴とする。
本発明の請求項６においては、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の圧力センサにおいて、
前記接合膜として、接着剤が使用されたことを特徴とする。
本発明の請求項７においては、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の圧力センサにおいて、
前記接合膜として、はんだ付け接合が使用されたことを特徴とする。
本発明の請求項８においては、請求項１乃至請求項７の何れかに記載の圧力センサにおいて、
前記支持基板として、商品名パイレックス（登録商標）ガラスが使用され、前記台座として、商品名コバールが使用されたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の側面図，図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は図１の要部詳細説明図である。
図において、図５と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図５と相違部分のみ説明する。
【００１１】
１１は、導圧孔７に挿入されたパイプである。
１２は、導圧孔７部分を除いて、支持基板５と台座８との接続部分に設けられた接合膜である。
この場合は、低融点ガラスが使用され、図３に示す如く、台座８に合わせて、円板状をしている。
【００１２】
１３は、図４に示す如く、この接合膜１２とパイプ１１との間に充填され弾性を有する充填体である。
この場合は、シリコン系のエラストマが使用されている。
【００１３】
１４は、図２に示す如く、支持基板５と台座８とのいずれか一方に設けられ、充填体１３を充填する充填体注入孔である。
この場合は、充填体注入孔１４は、台座８側に設けられている。
【００１４】
なお、この場合は、支持基板５として、商品名パイレックス（登録商標）ガラスが使用され、
台座８として、商品名コバールが使用されている。
なお、矢印Ｂは、図４に示す如く、もし、エラストマ１３が無ければ応力集中する部分である。
【００１５】
以上の構成において、以下の如くして組立てる。
（１）あらかじめ、ガラスの支持基板５、またはコバールの台座８の表面に低融点ガラス１２の印刷パターンを作製して置く。
【００１６】
（２）コバールの台座８の導圧孔７に細いパイプ１１を挿入する。
（３）細いパイプ１１に支持基板５の穴を差し込む。
（４）温度を上げて低融点ガラス接合を行う。
【００１７】
（５）コバールの台座８のエラストマ注入口１４よりエラストマ１３を注入する。
このときエラストマ１３の上面が、パイプ上面を越えないように注意する。
（６）ベークしてエラストマ１３をゴム化する。
【００１８】
この結果、
（１）接合膜１２とパイプ１１との間に、弾性を有する充填体１３が充填されたので、構造に弱いガラスよりなる支持基板５と接合膜１２とのエッジ部分に圧力が伝わらないため応力集中が発生しない
【００１９】
圧力による支持基板５と台座８との接合面の引き剥がし力は、接合膜１２の接合面全面で対抗することになるが、引き剥がし力は、圧力×パイプ１１の内径面積となるため、内径の小さなパイプ１１を用いれば、引き剥がし力を小さくできて耐圧を上げることができ、高耐圧化が実現できる圧力センサが得られる。
【００２０】
（２）充填体１３として、エラストマが使用されたので、液状で注入でき、ゴム状に固化できるので、応力集中を防止できると共に、圧力のシールが確保できる圧力センサが得られる。
【００２１】
（３）充填体１３として、シリコン系のエラストマが使用されたので、充填体１３として流動性が確保できると共に、耐熱性が確保できる圧力センサが得られる。
（４）接合膜１２として、低融点ガラスが使用されたので、金属材よりなる台座８と、ガラスよりなる支持基板５とを接合し易い圧力センサが得られる。
【００２２】
（５）支持基板５として、商品名パイレックス（登録商標）ガラスが使用され、台座８として、商品名コバールが使用され多ので、熱膨張係数が近く、膨張係数の違いに基づく破壊の恐れの無い圧力センサが得られる。
【００２３】
なお、前述の実施例においては、充填体１３として、シリコン系のエラストマが使用されていると説明したが、これに限ることはなく、たとえば、フッ素ゴム系のエラストマであっても良く、要するに、接合膜１２とパイプ１１との間に充填され弾性を有する充填体１３であれば良い。
【００２４】
なお、充填体１３として、フッ素ゴム系のエラストマが使用されれば、耐薬品性と耐湿性が向上された圧力センサが得られる。
また、圧力センサ内部にシリコーンオイルを充填する場合の安定性も向上できる。
【００２５】
なお、前述の実施例においては、接合膜１２として、低融点ガラスが使用されたと説明したが、これに限ることはなく、たとえば、接着剤、あるいは、はんだ付け接合膜であっても良く、要するに、導圧孔７の部分を除いて、支持基板５と台座８との接続部分に設けられた接合膜１２であれば良い。
【００２６】
なお、接合膜１２として、接着剤が使用されれば、台座８と支持基板５との接合に最適な接着剤が使用でき、接合力が向上された圧力センサが得られる。
また、接合膜１２として、はんだ付け接合膜が使用されれば、強固に接合でき、強固に接合された圧力センサが得られる。
【００２７】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
接合膜とパイプとの間に、弾性を有する充填体が充填されたので、構造的に弱いガラスよりなる支持基板と接合膜とのエッジ部分に圧力が伝わらないため応力集中が発生しない。
【００２９】
圧力による支持基板と台座との接合面の引き剥がし力は、接合膜の接合面全面で対抗することになるが、引き剥がし力は、圧力×パイプの内径面積となるため内径の小さなパイプを用いれば、引き剥がし力を小さくできて耐圧を上げることができ、高耐圧化が実現できる圧力センサが得られる。
【００３０】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
充填体として、エラストマが使用されたので、液状で注入でき、ゴム状に固化できるので、応力集中を防止できると共に、圧力のシールが確保できる圧力センサが得られる。
【００３１】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
充填体として、シリコン系のエラストマが使用されたので、充填体として流動性が確保できると共に、耐熱性が確保できる圧力センサが得られる。
【００３２】
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
充填体として、フッ素ゴム系のエラストマが使用されたので、耐薬品性と耐湿性が向上された圧力センサが得られる。
また、圧力センサ内部にシリコーンオイルを充填する場合の安定性も向上できる。
【００３３】
本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
接合膜として、低融点ガラスが使用されたので、金属材よりなる台座と、ガラスよりなる支持基板とを接合し易い圧力センサが得られる。
【００３４】
本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
接合膜として、接着剤が使用されたので、台座と支持基板との接合に最適な接着剤が使用でき、接合力が向上された圧力センサが得られる。
【００３５】
本発明の請求項７によれば、次のような効果がある。
接合膜として、はんだ付け接合膜が使用されたので、強固に接合でき、強固に接合された圧力センサが得られる。
【００３６】
本発明の請求項８によれば、次のような効果がある。
支持基板として、商品名パイレックス（登録商標）ガラスが使用され、台座として、商品名コバールが使用され多ので、熱膨張係数が近く、膨張係数の違いに基づく破壊の恐れの無い圧力センサが得られる。
【００３７】
従って、本発明によれば、耐圧性が向上された圧力センサを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の要部詳細説明図である。
【図５】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【符号の説明】
１　　　センサチップ
２　　　凹部
３　　　ダイアフラム
４　　　半導体圧力検出素子
５　　　支持基板
６　　　圧力導入室
７　　　導圧孔
８　　　台座
１１　　パイプ
１２　　接合膜
１３　　充填体
１４　　充填体注入孔
Ｂ　　エラストマ１３が無ければ応力集中する部分。
【図１】
2004093139.tif 000003
【図２】
2004093139.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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