特開 2019-100808 圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-100808(P2019-100808A)

(43)【公開日】2019年6月24日

(54)【発明の名称】圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/00 20060101AFI20190603BHJP

   G01L 19/04 20060101ALI20190603BHJP

   H01L 29/84 20060101ALI20190603BHJP

【ＦＩ】

   G01L19/00 Z

   G01L19/04

   H01L29/84 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-230552(P2017-230552)

(22)【出願日】2017年11月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】滝本 和哉

【テーマコード（参考）】

2F055

4M112

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB20

2F055CC02

2F055DD01

2F055EE39

2F055FF01

2F055FF38

2F055FF43

4M112AA01

4M112BA01

4M112CA01

4M112CA03

4M112CA04

4M112CA07

4M112CA13

4M112CA14

4M112DA08

4M112EA11

4M112EA13

4M112FA20

4M112GA01

4M112GA03

(57)【要約】

【課題】圧力センサにおいて、部品点数、および、組立作業工程を増大させることなく、圧力センサにおけるセンサチップと金属ダイヤフラムとの間に生じる電界に対する影響を低減でき、さらに、圧力伝達媒体の封入量の増大を伴わず温度特性の安定化を図ることができること。
【解決手段】液封室１３内におけるセンサチップ１６の一方の端面とダイヤフラム３２との間には、シールド部材２１と、封入されている圧力伝達媒体ＰＭよりも熱膨張率の低い環状部材１７とが設けられているとともに、シールド部材２１の電位は、センサチップ１６の信号処理電子回路と同一電位とされているもの。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力を検出し検出出力信号を送出するセンサチップと、該センサチップが配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切るダイヤフラムと、該センサチップに電気的に接続される入出力端子群とを含んでなるセンサユニットと、
前記センサチップを取り囲むように配置され、前記入出力端子群に電気的に接続される支持部材と、
前記支持部材により支持されることにより、前記液封室内における前記センサチップの一方の端面と前記ダイヤフラムとの間に配され、該センサチップの信号処理電子回路部に作用する電界を遮断する電界遮断部材と、
前記液封室内における前記電界遮断部材、および、前記支持部材の外周部に臨むように配される環状部材と、を備え、
前記電界遮断部材の電位が、前記センサチップの前記信号処理電子回路と同一の電位とされることを特徴とする圧力センサのシールド構造。

【請求項2】

前記環状部材は、前記液封室に封入される圧力伝達媒体よりも熱膨張率が低いことを特徴とする請求項１記載の圧力センサのシールド構造。

【請求項3】

前記支持部材は、導電板であることを特徴とする請求項１記載の圧力センサのシールド構造。

【請求項4】

圧力を検出し検出出力信号を送出するセンサチップと、該センサチップが配される液封室と該液封室に向き合う圧力室とを仕切るダイヤフラムと、該センサチップに電気的に接続される入出力端子群とを含んでなるセンサユニットと、
前記センサチップを取り囲むように配置され、前記入出力端子群に電気的に接続される支持部材と、
前記支持部材により支持されることにより、前記液封室内における前記センサチップの一方の端面と前記ダイヤフラムとの間に配され、該センサチップの信号処理電子回路部に作用する電界を遮断する電界遮断部材と、
前記液封室内における前記電界遮断部材、および、前記支持部材の外周部に臨むように配される環状部材と、
前記センサユニットと前記電界遮断部材と、前記環状部材とを収容するセンサユニット収容部と、を備え、
前記電界遮断部材の電位が、前記センサチップの前記信号処理電子回路と同一の電位とされることを特徴とする圧力センサ。

【請求項5】

前記環状部材と前記電界遮断部材とが一体となっていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサのシールド構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

液封型の半導体圧力センサに内蔵されるセンサユニットは、例えば、特許文献１に示されるように、継手部内に支持され圧力検出室と後述する液封室とを隔絶する金属ダイヤフラムと、金属ダイヤフラムの上方に形成され圧力伝達媒体としてのシリコーンオイルを貯留する液封室と、液封室内に配され金属ダイヤフラムを介しシリコーンオイルの圧力変動を検出するセンサチップと、センサチップを支持するセンサチップマウント部材と、ハウジングの貫通孔におけるセンサチップマウント部材の周囲を密封するハーメチックガラスと、センサチップからの出力信号の送出およびセンサチップへの電力供給を行う端子群（リードピン）とを主な要素として含んで構成されている。

【0003】

上述のような構成において、金属ダイヤフラム、ベースプレート、継手部材、および、継手とは、同一電位で接続されており、また、これらの部位とセンサチップとは、絶縁されている。動力源である一次側電源と、センサチップの出力信号を処理する制御回路である二次側電源との絶縁が不十分である場合、センサ側のインピーダンスが高い為、対向して配置されている金属ダイヤフラムとセンサチップとの間に電位差が生じる。金属ダイヤフラムおよびセンサチップ相互間に生じる電位に起因したセンサチップ内の電子回路および不揮発性メモリーへの影響を防止すべく、例えば、特許文献１に示されるように、センサチップを取り囲み円筒状の空間を形成するように金属製の下板および金属部材をハーメチックガラスの端面に設けるものが提案されている。そのセンサチップは、押さえ板を介してセンサチップに集積されている電子回路のゼロ電位に接続されたリードピンおよび金属部材に電気的に接続されている。これにより、下板および金属部材の電位は、下板と金属部材とにより囲まれた空間内にあるセンサチップの電子回路と同一のゼロ電位となるので金属ダイヤフラムとセンサチップとの間の電位差がなく、従って、センサチップの電子回路に影響を及ぼす電界が生じる虞がない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３９８７３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

さらに、このような場合の対策としては、例えば、上述の液封室から離隔したハーメチックガラスの他方の端面から突出するリードピンと接続される上述のような押さえ板をさらに配置したり、また、別工程でリードピンと電気的に接続したりなどして、そのリードピンをセンサチップに集積されている電子回路のゼロ電位に接続することが考えられる。

【0006】

しかしながら、さらなる押さえ板の配置、および、リードピンと押さえ板とを接続する作業が必要とされることにより、圧力センサにおける部品点数、および、組立作業工程が増大するので得策とは言えない。

【0007】

また、電界の影響を取り除くための他の手法としては、センサチップと金属ダイヤフラムとの間隔を大きくとるという構成もある。このようにした場合、液封室空間も大きくしなければならず、充填するオイル量も増加する。周囲温度の変化によりシリコーンオイルの熱膨張による金属ダイヤフラムの変位量も変化するため、その結果として圧力センサの出力特性も変化してしまう。従って、部品点数、組立作業工程を増大させることなく、また液封室内空間も大きくすることなく、圧力センサにおけるセンサチップと金属ダイヤフラムとの間に生じる電界より受ける影響を低減させることが要望される。

【0008】

以上の問題点を考慮し、本発明は、圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサであって、部品点数、および、組立作業工程を増大させることなく、圧力センサにおけるセンサチップと金属ダイヤフラムとの間に生じる電界に対する影響を低減でき、さらに、圧力伝達媒体の封入量の増大を伴わず温度特性の安定化を図ることができる圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサ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】

【0009】

上述の目的を達成するために、本発明に係る圧力センサのシールド構造は、圧力を検出し検出出力信号を送出するセンサチップと、センサチップが配される液封室と液封室に向き合う圧力室とを仕切るダイヤフラムと、センサチップに電気的に接続される入出力端子群とを含んでなるセンサユニットと、センサチップを取り囲むように配置され、入出力端子群に電気的に接続される支持部材と、支持部材により支持されることにより、液封室内におけるセンサチップの一方の端面とダイヤフラムとの間に配され、センサチップの信号処理電子回路部に作用する電界を遮断する電界遮断部材と、液封室内における電界遮断部材、および、支持部材の外周部に臨むように配される環状部材と、を備え、電界遮断部材の電位が、センサチップの信号処理電子回路と同一の電位とされることを特徴とする。上述の環状部材は、液封室に封入される圧力伝達媒体よりも熱膨張率が低いものであってもよい。上述の支持部材は、導電板であってもよい。環状部材と電界遮断部材とが、一体となってもよい。

【0010】

本発明に係る圧力センサは、圧力を検出し検出出力信号を送出するセンサチップと、センサチップが配される液封室と液封室に向き合う圧力室とを仕切るダイヤフラムと、センサチップに電気的に接続される入出力端子群とを含んでなるセンサユニットと、センサチップを取り囲むように配置され、入出力端子群に電気的に接続される支持部材と、支持部材により支持されることにより、液封室内におけるセンサチップの一方の端面とダイヤフラムとの間に配され、センサチップの信号処理電子回路部に作用する電界を遮断する電界遮断部材と、液封室内における電界遮断部材、および、支持部材の外周部に臨むように配される環状部材と、センサユニットと電界遮断部材と、環状部材とを収容するセンサユニット収容部と、を備え、電界遮断部材の電位が、センサチップの信号処理電子回路と同一の電位とされることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る圧力センサのシールド構造、および、それを備える圧力センサによれば、電界遮断部材の電位が、センサチップの信号処理電子回路と同一の電位とされることにより、センサチップに影響を及ぼす電界が生じる虞がないので部品点数、および、組立作業工程を増大させることなく、圧力センサにおけるセンサチップと金属ダイヤフラムとの間に生じる電界に対する影響を低減でき、さらに、圧力伝達媒体の封入量の増大を伴わず温度特性の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る圧力センサのシールド構造の一例の要部を示す断面図である。

【図2】液封室内に配される電界遮蔽部材を図１に示される矢印の示す方向から見た矢視図である。

【図3】図１に示される圧力センサのシールド構造の一例が適用された圧力センサの一例の構成を示す断面図である。

【図4】本発明に係る圧力センサのシールド構造の他の一例の要部を示す断面図である。

【図5】液封室内に配される電界遮蔽部材を図４に示される矢印の示す方向から見た矢視図である。

【図6】（Ａ）は、図４に示される例に用いられる導電板の他の一例を、部分断面を含んで示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される導電板がセンサハウジングに取り付けられた状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、図４に示される例に用いられる導電板のさらなる他の一例を、センサハウジングに取り付けられた状態で示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図３は、本発明に係る圧力センサのシールド構造の一例が適用された圧力センサの構成を概略的に示す。

【0014】

図３において、圧力センサは、圧力が検出されるべき流体が導かれる配管に接続される継手部材３０と、ろう付け等により、継手部材３０のベースプレート２８に連結され後述するセンサユニットを収容しセンサチップからの検出出力信号を所定の圧力測定装置に供給するセンサユニット収容部と、を含んで構成されている。

【0015】

金属製の継手部材３０は、上述の配管の接続部の雄ねじ部にねじ込まれる雌ねじ部３０ｆｓを内側に有している。雌ねじ部３０ｆｓは、矢印Ｐの示す方向から供給される流体を後述する圧力室２８Ａに導く継手部材３０のポート３０ａに連通している。ポート３０ａの一方の開口端は、継手部材３０のベースプレート２８とセンサユニットのダイヤフラム３２との間に形成される圧力室２８Ａに向けて開口している。

【0016】

センサユニット収容部の外郭部は、カバー部材としての円筒状の防水ケース２０により形成されている。樹脂製の防水ケース２０の下端部には、開口部２０ｂが形成されている。内側となる開口部２０ｂの周縁の段差部には、継手部材３０のベースプレート２８の周縁部が係合されている。

【0017】

圧力室２８Ａ内には、継手部材３０のポート３０ａを通じて流体の圧力が導入される。センサユニットのハウジング１２の下端面は、ベースプレート２８の周縁部に溶接により連結されている。

【0018】

圧力室２８Ａ内の圧力を検出し検出出力信号を送出するセンサユニットは、金属製の円筒状のハウジング１２と、圧力室２８Ａとハウジング１２の内周部とを隔絶する金属製のダイヤフラム３２と、複数の圧力検出素子、および、圧力検出素子からの信号を処理する信号処理電子回路部を有するセンサチップ１６と、接着剤層５０を介してセンサチップ１６を一端部で支持する金属製のチップマウント部材１８と、センサチップ１６に電気的に接続される入出力端子群４０ａｉ（ｉ＝１〜８）と、入出力端子群４０ａｉおよびオイル充填用パイプ４４をチップマウント部材１８の外周面とハウジング１２の内周面との間に固定するハーメチックガラス１４と、を主な要素として含んで構成されている。

【0019】

ダイヤフラム３２は、上述の圧力室２８Ａに向き合うハウジング１２の一方の下端面に支持されている。圧力室２８Ａに配されるダイヤフラム３２を保護するダイヤフラム保護カバー３４は、複数の連通孔３４ａを有している。ダイヤフラム保護カバー３４の周縁は、ダイヤフラム３２の周縁とともに溶接によりハウジング１２の下端面に接合されている。ハウジング１２、ダイヤフラム３２、ベースプレート２８、および、継手部材３０は、接続され導通している為、互いに同一電位である。また、入出力端子群４０ａｉ、チップマウント部材１８は、ハーメチックガラス１４等の絶縁物を介してハウジング１２とは絶縁されて保持されている。

【0020】

金属製のダイヤフラム３２と向かい合うセンサチップ１６およびハーメチックガラス１４の端面との間に形成される液封室１３には、例えば、所定量のシリコーンオイル、または、フッ素系不活性液体等の圧力伝達媒体ＰＭがオイル充填用パイプ４４を介して充填されている。なお、オイル充填用パイプ４４の一方の端部は、オイル充填後、二点鎖線で示されるように、押し潰され閉塞される。

【0021】

入出力端子群４０ａｉ（ｉ＝１〜８）は、２本の電源用端子と、１本の出力用端子と、５本の調整用端子とから構成されている。各端子の両端部は、それぞれ、上述のハーメチックガラス１４の端部から液封室１３に向けて突出し、または、後述する端子台２４の孔２４ｂに向けて突出している。２本の電源用端子と、１本の出力用端子とは、接続端子３６を介して各リード線３８の芯線３８ａに接続されている。各リード線３８は、例えば、所定の圧力測定装置に接続される。なお、図３においては、８本の端子うちの４本の端子だけが示されている。入出力端子群４０ａｉと後述するセンサチップ１６との間は、ボンディングワイヤＷｉで接続されている。

【0022】

入出力端子群４０ａｉを整列させる端子台２４は、樹脂材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を主な成分として成形されている。端子台２４は、入出力端子群４０ａｉが挿入される複数個の孔２４ｂとともに、内側に所定の容積の空洞部２４Ａを有している。端子整列部２４Ｔは、互いに離隔した複数個の孔２４ｂを有し上述の基端部と直交するように一体に成形されている。接着面としての端子台２４の基端部の下端面は、ハウジング１２の上端面に、シリコーン系接着剤により接着されている。これにより、所定の厚さを有する環状の接着層１０ａが、ハウジング１２の上端面に形成されることとなる。また、入出力端子群４０ａｉが突出するハーメチックガラス１４の上端面全体には、シリコーン系接着剤からなる被覆層１０ｂが所定の厚さで形成されている。

【0023】

端子整列部材としての端子台２４の外周面、および、端子台２４に連結され上述の端子整列部２４Ｔの孔２４ｂおよび端子台２４の上部の開口端を覆うエンドキャップ２２の外周面と防水ケース２０の内周面との間、また、防水ケース２０の内周面とハウジング１２の外周面との間には、封止材２６が、所定量、充填されている。端子台２４およびエンドキャップ２２は、上述のセンサユニットを挟んで継手部材３０のベースプレート２８と向き合って防水ケース２０内に配置されている。エンドキャップ２２の上端面は、防水ケース２０の開口端から上方に向けて突出している。即ち、エンドキャップ２２の上端面の位置は、防水ケース２０の開口端面の位置よりも高い位置となる。

【0024】

センサチップ１６は、例えば、液封室１３の内側となるチップマウント部材１８の一端部に接着剤層５０を介して接着されている。略矩形状のセンサチップ１６の外寸は、チップマウント部材１８の直径よりも大に設定されている。

【0025】

液封室１３内には、例えば、円盤状の導電板１９がセンサチップ１６を囲むように、ハーメチックガラス１４の一方の端面に支持されている。導電板１９は、例えば、樹脂、ガラス、セラミックなどの絶縁材料で作られており、貼着、蒸着、めっき等によって形成される金、銀、銅、アルミニウム等の金属膜からなる導電層が、一方の端面に形成されて一体となっている。導電板１９は、導電層がある一方の端面が、ダイヤフラム３２と対向し、絶縁層である他方の端面でハーメチックガラス１４の表面に支持されている。

【0026】

図１および図２に拡大されて示されるように、液封室１３内におけるセンサチップ１６の一方の端面とダイヤフラム３２との間には、電界遮断部材としてのシールド部材２１と、シールド部材２１、および、導電板１９に結合される環状部材１７とが設けられている。シールド部材２１は、センサチップ１６の信号処理電子回路部に対する不所望な電界を遮断するものとされる。シールド部材２１は、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム等の導電性の金属材料で作られてもよいし、あるいは、例えば、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁材料で作られ、接着、蒸着、スパッタリング、めっき等によって成膜される導電性の金属膜で被覆され一体となっていてもよい。

【0027】

図２に示されるように、キャップ状のシールド部材２１における４個の固定端部は、円盤状の導電板１９の端面におけるセンサチップ１６の外周部に近接して接合され導通している。シールド部材２１には、図示が省略されるが、複数個の開口部が側面に設けられており、圧力が圧力伝達媒体ＰＭを介してセンサチップ１６に伝搬するように、圧力伝達媒体ＰＭが、開口部を介して移動可能な形状となっている。

【0028】

導電板１９は、例えば、入出力端子群４０ａｉのうちのいずれか一本以上、例えば、ゼロ（Ｖ）の端子とボンディングワイヤＷｉを介して接続され導通している。この様な構成により、シールド部材２１および導電板１９の電位は、センサチップ１６に搭載されている電子回路の電位と同一電位となっている。

【0029】

環状部材１７は、圧力伝達媒体ＰＭよりも熱膨張率の低い、例えば、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁材料で成形されている。環状部材１７は、導電板１９の外周縁と係合する段差部を一方の開口端部に有している。また、環状部材１７は、シールド部材２１の外観形状に対応した開口部１７Ａを中央部に有している。これにより、シールド部材２１が、環状部材１７の開口部１７Ａ内に所定の隙間をもって挿入される。なお、環状部材１７の形状は、斯かる例に限られることなく、液封室１３内に充填される圧力伝達媒体の容積が減少するような形状であればよく、例えば、円筒形以外の六角形、八角形等の多角形で成形されてもよい。また、環状部材１７の横断面の形状は、矩形、正方形に限られることなく、例えば、Ｏリングのような円形、ＶリングのようなＶ字形であってもよい。

【0030】

液封室１３内に充填される圧力伝達媒体の容積は、シールド部材２１および環状部材１７により、ハウジング１２の内周部によって形成される液封室１３の全内容積（環状部材１７が設けられない場合）に比して小となる。これにより、液封室１３内に充填される圧力伝達媒体の量が減少するので圧力センサの出力における温度特性が向上することとなる。

【0031】

シールド部材２１におけるセンサチップ１６全体を覆う部分は、センサチップ１６の端面との間に所定の隙間が形成されている。なお、シールド部材２１の外寸は、センサチップ１６の信号処理電子回路部に対する不所望な電界を遮断するように、センサチップ１６の信号処理電子回路部の大きさに応じて適宜、設定されてもよい。

【0032】

従って、ダイヤフラム３２とセンサチップ１６の信号処理電子回路部との間に、センサチップ１６の電位と同一電位となるシールド部材２１を配置することにより、ユニットの一次側電源（不図示）と同一電位であるダイヤフラム３２と、制御回路（不図示）側との電位差によって生じるセンサチップ１６に作用する電界は、シールド部材２１により遮断される。また、シールド部材２１の電位とセンサチップ１６の電位とは同一電位であるので電界はこれら相互間に発生しない。そのため、センサチップ１６とダイヤフラム３２との間に生じる電位差は、センサチップ１６に作用しないのでセンサチップ１６における電子回路に対する影響を防止することができる。

【0033】

図４は、本発明に係る圧力センサのシールド構造のさらなる他の一例が適用された圧力センサの構成を部分的に示す。

【0034】

図４に示される圧力センサは、圧力が検出されるべき流体が導かれる配管に接続される継手部材６０と、ろう付け等により、継手部材６０とベースプレート５８とが連結され後述するセンサユニットを収容する金属製のセンサハウジング５６と、を含んで構成されている。

【0035】

継手部材６０のポート６０ａの一方の開口端は、継手部材６０のベースプレート５８とセンサユニットのダイヤフラム７０との間に形成される圧力室５８Ａに向けて開口している。

【0036】

圧力室５８Ａ内の圧力を検出し検出出力信号を送出するセンサユニットは、圧力室５８Ａとセンサハウジング５６の内周部とを隔絶する金属製のダイヤフラム７０と、複数の圧力検出素子、および、圧力検出素子からの信号を処理する信号処理電子回路部を有するセンサチップ６６と、センサチップ６６の外周部が挿入される孔を有しセンサチップ６６を取り囲む導電板６２と、センサチップ６６に電気的に接続される入出力端子群５４ａｉ（ｉ＝１〜８）と、を主な要素として含んで構成されている。

【0037】

センサチップ６６は、センサハウジング５６の内周部における所定位置に接着され支持されている。

【0038】

金属製のダイヤフラム７０は、センサハウジング５６の接合端とベースプレート５８の接合端との間に溶接され、固定されている。従って、センサハウジング５６は、ダイヤフラム７０、ベースプレート５８、および、継手部材６０と接続され導通しており、互いに同一電位となっている。

【0039】

ダイヤフラム７０とセンサハウジング５６の内周面で形成された密封空間である液封室６８には、例えば、所定量のシリコーンオイルまたはフッ素系不活性液体等のような圧力伝達媒体ＰＭが充填されている。圧力伝達媒体ＰＭは、センサハウジング５６の孔５６ａを通じて充填された後、栓部材５２により孔５６ａが閉塞される。入出力端子群は、個々にハーメチックガラス（不図示）を介してセンサハウジング５６から絶縁されて支持されている。入出力端子群５４ａｉとセンサチップ６６との間は、ボンディングワイヤＷｉで接続されている。

【0040】

液封室６８内には、例えば、矩形状の導電板６２がセンサチップ６６を囲むように、センサハウジング５６の一方の端面に支持されている。導電板６２は、例えば、樹脂、ガラス、セラミックなどの絶縁材料で作られており、貼着、蒸着、めっき等によって成膜される金、銀、銅、アルミニウム等の金属膜からなる導電層が、一方の端面に形成され一体となっている。導電板６２は、導電層がある一方の端面がダイヤフラム７０と対向し、絶縁層である他方の面でセンサハウジング５６に支持されている。また、液封室６８内におけるセンサチップ６６の一方の端面とダイヤフラム７０との間には、電界遮断部材としてのシールド部材６４と、シールド部材６４、および、導電板６２に結合される環状部材６５とが設けられている。シールド部材６４は、センサチップ６６の一方の端面全体を所定の間隔をもって覆い、センサチップ６６の信号処理電子回路部に対する不所望な電界を遮断するものとされる。シールド部材６４は、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム等の導電性の金属材料で作られてもよいし、あるいは、例えば、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁材料で作られ、接着、蒸着、スパッタリング、めっき等によって成膜される導電性の金属膜で被覆され一体となってもよい。

【0041】

シールド部材６４の一対の固定端部と、導電板６２とは、互いに導体面で接合され導通するとともに、環状部材６５の内周部と一体に成形されている。導電板６２は、入出力端子群５４ａｉのうちいずれか１本以上の端子、例えば、ゼロ（Ｖ）用端子とボンディングワイヤＷｉを介して接合され導通している。この様な構成により、シールド部材６４および導電板６２の電位は、センサチップ６６に搭載されている電子回路の電位と同一電位となっている。従って、シールド部材６４は、絶縁物（導電板６２の絶縁層）を介して一次側電位と同一電位であるセンサハウジング５６に支持されている。

【0042】

環状部材６５は、圧力伝達媒体ＰＭよりも熱膨張率の低い材料で、例えば、樹脂、ガラス、セラミック等ののうちのいずれかの絶縁材料で、成形されている。また、環状部材６５は、シールド部材６４の外観形状に対応した開口部６５Ａを中央部に有している。これにより、シールド部材６４が、環状部材６５の開口部６５Ａ内に所定の隙間をもって挿入される。環状部材６５におけるセンサチップ６６の一方の端面に向き合う面には、各ボンディングワイヤＷｉが配される複数個の溝６５Ｇｉが放射状に所定の深さで形成されている。

【0043】

なお、上述の例においては、導電板６２の外周部は、図４に示されるように。環状部材６５の内周部に近接して配置されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、導電板６２の外周部が、環状部材６５の内周部から離隔した位置で、環状部材６５に臨むように配置されてもよい。

【0044】

上述の例においては、シールド部材６４の一対の固定端部と、導電板６２とは、互いに導体面で接合され導通するとともに、環状部材６５の内周部と一体に成形されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、シールド部材が接合される導電板がセンサハウジング５６の内周面に固定された後、シールド部材が、別体の環状部材の内周部に組み付けられるように構成されてもよい。

【0045】

さらに、例えば、図６（Ａ）に示されるように、導電板が、絶縁材料で作られたコア部材６３と、導電性材料で作られコア部材６３を覆うカバー部材６７とからなるものでもよい。なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、シールド部材６４は、図示が省略されている。環状のコア部材６３は、内周縁部に段差部６３Ｒを一方の端面に隣接して有している。カバー部材６７は、コア部材６３におけるダイヤフラム７０に向き合う他方の端面を覆う円板状部６７Ａと、円板状部６７Ａに連なりコア部材６３の内周部を覆う内周縁部６７Ｃと、内周縁部６７Ｃに連なり、かしめ加工により、コア部材６３の段差部６３Ｒに固定される固定部６７Ｂとからなる。導電板のコア部材６３の一方の端面は、センサハウジング５６の内周面に接着されている。その際、図６（Ｂ）に示されるように、所定の隙間が導電板におけるカバー部材６７の固定部６７Ｂとセンサハウジング５６の内周面との間、および、センサチップ６６の外周面と導電板におけるカバー部材６７の内周縁部６７Ｃとの間に形成されることによって、センサハウジング５６とカバー部材６７との接触が、防止される。

【0046】

さらにまた、例えば、図６（Ｃ）に示されるように、導電板が、絶縁材料で作られたコア部材６３´と、導電性材料で作られコア部材６３´を覆うカバー部材６７´とからなるものでもよい。環状のコア部材６３´は、外周縁部に薄肉の張出部６３´Ｆを有している。カバー部材６７´は、コア部材６３´におけるダイヤフラム７０に向き合う他方の端面を覆う円板状部６７´Ａと、円板状部６７´Ａに連なりコア部材６３´の張出部６３´Ｆの外周部を覆う外周縁部６７´Ｃと、外周縁部６７´Ｃに連なり、かしめ加工により、コア部材６３´の張出部６３´Ｆの一方の端面に固定される固定部６７´Ｂとからなる。導電板のコア部材６３´の内周縁部の周囲の端面は、センサハウジング５６の内周面に接着されている。その際、図１２（Ｃ）に示されるように、所定の隙間が、導電板におけるカバー部材６７´の固定部６７´Ｂとセンサハウジング５６の内周面との間、ならびに、センサチップ６６の外周面と導電板におけるカバー部材６７´の内周縁部６７´ａ、およびコア部材６３´の内周面との間に形成されることによって、センサハウジング５６とカバー部材６７´との接触が防止される。

【0047】

液封室６８内に充填される圧力伝達媒体の容積は、シールド部材６４および環状部材６５により、ハウジング５６の内周部によって形成される液封室６８の全内容積（環状部材６５が設けられない場合）に比して小となる。これにより、液封室６８内に充填される圧力伝達媒体の量が減少するので圧力センサの出力における温度特性が向上することとなる。従って、ダイヤフラム７０とセンサチップ６６との間に、センサチップ６６の信号処理電子回路部の電位と同一電位となるシールド部材６４を配置することにより、ユニットの一次側電源（不図示）と同一電位であるダイヤフラム７０と、制御回路（不図示）側との電位差によって生じるセンサチップ６６に作用する電界は、シールド部材６４により遮断される。また、シールド部材６４の電位とセンサチップ６６の電位は、同一電位であるので電界はこれら相互間に発生しない。そのため、センサチップ６６とダイヤフラム７０との間に生じる電位差は、センサチップ６６に作用しないのでセンサチップ６６における電子回路に対する影響を防止することができる。

【0048】

以上の説明から明らかなように、本発明に係る圧力センサのシールド構造の一例によれば、圧力センサにおいて、センサチップ１６および６６とダイヤフラム３２および７０との相互間に生じる電位に起因したセンサチップ内の電子回路への影響（圧力センサの出力変動）が、シールド部材２１、またはシールド部材６４、導電板１９、６２により回避されるので部品点数、および、組立作業工程を増大させることなく、センサチップとダイヤフラムとの間に生じる電界に対する影響を低減できることとなる。また、環状部材１７、６５により圧力伝達媒体の封入量の増大を伴わず、温度特性を安定させることができる。

【符号の説明】

【0049】

１２ ハウジング
１４ ハーメチックガラス
１６、６６ センサチップ
１７、６５ 環状部材
２１、６４ シールド部材
１８ チップマウント部材
１９、６２ 導電板
３２、７０ ダイヤフラム
４０ａｉ、５２ａｉ 入出力端子群
５６ センサハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】