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(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】P2024049700
(43)【公開日】2024-04-10
(54)【発明の名称】圧力センサおよび圧力センサの製造方法
(51)【国際特許分類】
G01L 19/00 20060101AFI20240403BHJP
G01L 13/02 20060101ALI20240403BHJP
【ＦＩ】
G01L19/00 A
G01L13/02 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022156091
(22)【出願日】2022-09-29
(71)【出願人】
【識別番号】000006666
【氏名又は名称】アズビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】津嶋 鮎美
【テーマコード（参考）】
2F055
【Ｆターム（参考）】
2F055AA40
2F055BB05
2F055CC60
2F055DD05
2F055EE40
2F055FF45
2F055GG12
(57)【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
【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。
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。
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
【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。
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】
【特許文献1】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】
本発明は、前記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てもよい。
【0012】
本発明に係る圧力センサの製造方法は、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方法である。
【発明の効果】
【0013】
本発明においては、導圧パイプをセンサチップとは離間させて配置できるから、センサチップを絶縁することができる。また、導圧パイプが挿入されたセンサケース本体の貫通孔がセンサケース本体の内側から充填材によって塞がれるから、セラミックス製センサケース本体の層状の断面が露出する貫通孔に圧力伝達媒体が入ることがない。
したがって、セラミックス製のセンサケース本体（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、センサケース本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ができる。
したがって、セラミックス製のセンサケース本体（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、センサケース本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ができる。
【0014】
本発明に係る圧力センサの製造方法によれば、センサケース本体の貫通孔をセンサケース本体の内側から塞ぐ接着剤と、センサチップをセンサケース本体に接着する接着剤とを個別に硬化させることができる。このため、貫通孔側の接着剤で発生した応力がセンサチップ側の接着剤に伝達されることを防ぐことができるから、センサチップの検出精度をより一層高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る圧力センサおよび圧力センサの製造方法の一実施の形態を図１～図１１を参照して詳細に説明する。
図１に示す圧力センサ１は、圧力測定装置２に搭載されて第１、第２の被測定流体３，４の差圧を検出するものである。第１の被測定流体３は第１のパイプ５の内部を満たし、第２の被測定流体４は第２のパイプ６の内部を満たしている。
以下、本発明に係る圧力センサおよび圧力センサの製造方法の一実施の形態を図１～図１１を参照して詳細に説明する。
図１に示す圧力センサ１は、圧力測定装置２に搭載されて第１、第２の被測定流体３，４の差圧を検出するものである。第１の被測定流体３は第１のパイプ５の内部を満たし、第２の被測定流体４は第２のパイプ６の内部を満たしている。
【0017】
圧力測定装置２は、第１のパイプ５と第２のパイプ６とに挟まれたボディ７と、第１の被測定流体３に接する第１の受圧ダイアフラム８と、第２の被測定流体４に接する第２の受圧ダイアフラム９とを備えている。ボディ７には、第１の受圧ダイアフラム８が壁の一部となる第１の受圧室１１と、第２の受圧ダイアフラム９が壁の一部となる第２の受圧室１２とが形成されている。第１の受圧室１１および第２の受圧室１２は、ボディ７内に形成された第１の導圧路１３および第２の導圧路１４と、後述する圧力センサ１の第１および第２のワッシャ１５，１６と、第１および第２の導圧パイプ１７，１８とを介してセンサチップ２１（図２参照）の第１、第２の圧力室２２，２３に連通されている。
【0018】
第１、第２の受圧室１１，１２から第１、第２の圧力室２２，２３に至る圧力伝達系は、圧力伝達媒体２４（図１参照）で満たされている。センサチップ２１は、第１および第２の受圧ダイアフラム８，９との間に充填された圧力伝達媒体２４の圧力を検出する。
圧力センサ１は、ボディ７に溶接される第１、第２のワッシャ１５，１６と、これらの第１、第２のワッシャ１５，１６に一端部が溶接された第１、第２の導圧パイプ１７，１８と、第１、第２の導圧パイプ１７，１８の他端部に半田付けされたセンサケース２５と、センサケース２５内に収容されたセンサチップ２１などを備えている。
圧力センサ１は、ボディ７に溶接される第１、第２のワッシャ１５，１６と、これらの第１、第２のワッシャ１５，１６に一端部が溶接された第１、第２の導圧パイプ１７，１８と、第１、第２の導圧パイプ１７，１８の他端部に半田付けされたセンサケース２５と、センサケース２５内に収容されたセンサチップ２１などを備えている。
【0019】
第１、第２のワッシャ１５，１６は、ステンレス鋼によって円板状に形成されている。これらの第１、第２のワッシャ１５，１６には、第１、第２の導圧パイプ１７，１８を挿通させるための貫通孔１５ａ，１６ａが形成されている。
第１、第２の導圧パイプ１７，１８は、ステンレス鋼によって形成され、その一端部が第１、第２のワッシャ１５，１６の貫通孔１５ａ，１６ａに挿入された状態で第１、第２のワッシャ１５，１６に溶接されている。また、第１、第２の導圧パイプ１７，１８は、第１、第２のワッシャ１５，１６が溶接された状態で金めっきが施されている。
第１、第２の導圧パイプ１７，１８の他端部は、センサケース２５に半田付けされている。
第１、第２の導圧パイプ１７，１８は、ステンレス鋼によって形成され、その一端部が第１、第２のワッシャ１５，１６の貫通孔１５ａ，１６ａに挿入された状態で第１、第２のワッシャ１５，１６に溶接されている。また、第１、第２の導圧パイプ１７，１８は、第１、第２のワッシャ１５，１６が溶接された状態で金めっきが施されている。
第１、第２の導圧パイプ１７，１８の他端部は、センサケース２５に半田付けされている。
【0020】
センサケース２５は、図２および図３に示すように、セラミックスによって形成された筐体としてのセンサケース本体２６と、金属材料によって形成された蓋体２７とによって構成されている。センサケース本体２６は、センサチップ２１を収容可能な大きさの有底角筒状に形成されている。
蓋体２７は、板状に形成され、センサケース本体２６の開口部を覆う状態でセンサケース本体２６にろう付けあるいはシーム溶接などによって固着されている。図２および図３に示す蓋体２７は、センサケース本体２６の開口部に設けられたシームリング２７ａに溶接されている。
蓋体２７は、板状に形成され、センサケース本体２６の開口部を覆う状態でセンサケース本体２６にろう付けあるいはシーム溶接などによって固着されている。図２および図３に示す蓋体２７は、センサケース本体２６の開口部に設けられたシームリング２７ａに溶接されている。
【0021】
センサケース本体２６の底部２６ａには、後述するセンサチップ２１の凸形状の接着部２８を収容する凹部２９が形成されている。凹部２９の底には、第１、第２の導圧パイプ１７，１８を通すための第１の貫通孔３１と第２の貫通孔３２とが形成されている。
図４に示すように、第１および第２の導圧パイプ１７，１８は、第１および第２の貫通孔３１，３２に通され、先端が所定の長さだけ凹部２９内に挿入された状態でセンサケース本体２６に半田付けされている。半田付け部分の半田を符号３３で示す。このため、第１および第２の導圧パイプ１７，１８は、凹部２９の底面２９ａ（センサチップ２１が接着されるセンサケース本体２６の接着面）よりセンサケース本体２６の内部に所定の長さだけ突出する突出部１７ａ，１８ａを有している。
図４に示すように、第１および第２の導圧パイプ１７，１８は、第１および第２の貫通孔３１，３２に通され、先端が所定の長さだけ凹部２９内に挿入された状態でセンサケース本体２６に半田付けされている。半田付け部分の半田を符号３３で示す。このため、第１および第２の導圧パイプ１７，１８は、凹部２９の底面２９ａ（センサチップ２１が接着されるセンサケース本体２６の接着面）よりセンサケース本体２６の内部に所定の長さだけ突出する突出部１７ａ，１８ａを有している。
【0022】
第１および第２の貫通孔３１，３２におけるセンサケース本体２６の内側に開口する部分と第１および第２の導圧パイプ１７，１８との間には、充填材３４が充填されている。充填材３４は、接着剤や、半田（図示せず）などによって構成されている。充填材３４とする接着剤は、例えばエポキシ系の接着剤を用いることができる。充填材３４を半田とする場合は、凹部２９の底面２９ａであって第１および第２の貫通孔３１，３２の周囲にメタライズ処理を施し、半田付け用のランド３５｛図７（Ｃ）参照｝を形成しておく。
【0023】
センサース本体２６は、図４に示すように多数のセラミックシート３６を積層して形成されており、第１および第２の貫通孔３１，３２には、複数のセラミックシート３６どうしの境界が層状に露出する。第１および第２の貫通孔３１，３２に充填材３４がケース内側から充填されることにより、複数のセラミックシート３６どうしの境界の一部（センサケース本体２６の内側の一部）あるいは全部が充填材３４で覆われる。複数のセラミックシート３６どうしの境界のうち、充填材３４によって覆われる範囲は、充填材３４の注入量に応じて変わる。図４は、複数のセラミックシート３６どうしの境界のうち、センサケース本体２６の内側の一部のみが充填材３４によって覆われる状態を示している。
【0024】
センサケース本体２６の外面であって第１および第２の貫通孔３１，３２の周囲には、第１および第２の導圧パイプ１７，１８を半田付けするために、メタライズ処理が施され、半田付け用のランド３７｛図７（Ｂ）参照｝が形成されている。
図３に示すように、センサケース本体２６の両側壁２６ｂには、導体４１が埋設されている。導体４１は、後述するセンサチップ２１と、センサケース本体２６が実装される基板４２（図１参照）の回路（図示せず）とを電気的に接続するためのものである。導体４１の一端部は、センサケース本体２６の両側壁２６ｂに形成された段部２６ｃに露出してボンディングパッド４３を構成している。このボンディングパッド４３は、センサチップ２１の電極４４にボンディングワイヤ４５によって接続されている。
図３に示すように、センサケース本体２６の両側壁２６ｂには、導体４１が埋設されている。導体４１は、後述するセンサチップ２１と、センサケース本体２６が実装される基板４２（図１参照）の回路（図示せず）とを電気的に接続するためのものである。導体４１の一端部は、センサケース本体２６の両側壁２６ｂに形成された段部２６ｃに露出してボンディングパッド４３を構成している。このボンディングパッド４３は、センサチップ２１の電極４４にボンディングワイヤ４５によって接続されている。
【0025】
センサチップ２１は、図２および図３に示すように、複数のシリコン製の板状部材を厚み方向に重ねて立方体状に形成されている。この実施の形態によるセンサチップ２１は、センサケース本体２６の底部に向けて凸になる接着部２８を有している。この実施の形態においては、接着部２８が本発明でいう「凸部」に相当する。この接着部２８の先端に形成されている平坦な取付面２８ａ（図６参照）が弾性接着剤４６によってセンサケース本体２６の凹部２９の底面２９ａ（接着面）に接着されている。
弾性接着剤４６は、硬化することによりゴム状弾性体となるもので、絶縁性を有している。この弾性接着剤４６としては、例えばフッ素系のものやシリコーン系のものを使用することができる。
弾性接着剤４６は、硬化することによりゴム状弾性体となるもので、絶縁性を有している。この弾性接着剤４６としては、例えばフッ素系のものやシリコーン系のものを使用することができる。
【0026】
図２に示すように、センサチップ２１の第１の圧力室２２と第２の圧力室２３は、センサチップ２１を構成する板状部材の積層方向（図２においては上下方向）に延びる穴状に形成されており、上述した接着部２８に開口する大径穴４７と、大径穴４７からセンサチップ２１の内方に延びる小径穴４８とによって構成されている。センサチップ２１は、第１の圧力室２２に伝達された圧力伝達媒体２４の圧力と、第２の圧力室２３に伝達された圧力伝達媒体２４の圧力との差圧を検出するように構成されている。
【0027】
大径穴４７の穴径は、小径穴４８の穴径より大きく、かつセンサケース本体２６の第１および第２の貫通孔３１，３２の孔径より大きい。また、大径穴４７の深さは、この実施の形態においては接着部２８の突出高さと同等に設定されている。このように大径穴４７が接着部２８に形成されていることにより、センサチップ２１がセンサケース本体２６に接着された状態においては、図４に示すように、第１および第２の導圧パイプ１７，１８の突出部１７ａ，１８ａが大径穴４７の中に挿入される。この実施の形態による大径穴４７は、センサチップ２１の接着部２８が第１および第２の導圧パイプ１７，１８の突出部１７ａ，１８ａから予め定めた絶縁距離Ｌをおいて離間するように形成されている。この実施の形態においては、大径穴４７が本発明でいう「凹陥部」に相当する。このため、センサチップ２１は、センサケース本体２６を介して第１、第２の導圧パイプ１７，１８に接続され、絶縁されている。
【0028】
第１および第２の導圧パイプ１７，１８内と、大径穴４７を含む第１、第２の圧力室２２，２３内は、圧力伝達媒体２４で満たされている。このため、第１および第２の導圧パイプ１７，１８がセンサチップ２１に接続されていないにもかかわらず、第１および第２の導圧パイプ１７，１８内からセンサチップ２１に圧力伝達媒体２４を介して圧力が伝播するようになる。この場合、弾性接着剤４６は、センサチップ２１をセンサケース本体２６に接着する機能の他に、圧力伝達媒体２４がセンサチップ２１の外に漏洩することを阻止するシール材としても機能する。この実施の形態においては、大径穴４７が本発明でいう「圧力導入口」に相当する。
【0029】
次に、上述したように構成された圧力センサ１の製造方法を図５のフローチャートを参照して詳細に説明する。圧力センサ１を製造するためには、先ず、ステップＳ１～Ｓ４において、圧力センサ１の構成部品を個々に形成する。構成部品の形成順序は、図５に示す順序に限定されることはない。
ステップＳ１においては、図６に示すようにセンサチップ２１を形成する。
ステップＳ１においては、図６に示すようにセンサチップ２１を形成する。
【0030】
ステップＳ２においては、先ずステップＳ２Ａでセラミックス製のセンサケース本体２６を焼成する｛図７（Ａ）参照｝。その後、ステップＳ２Ｂにおいて、底部２６ａの第１、第２の貫通孔３１，３２の周囲にメタライズ処理を施し、図７（Ｂ）に示すように半田付け用のランド３７を形成する。なお、このステップＳ２Ｂにおいては、例えば半田付け用のランド３７を形成した後にセンサケース本体２６の開口部に蓋体２７を接合するためのシームリング２７ａを設けることができる。また、充填材３４として半田を使用する場合は、このステップＳ２Ｂにおいて、センサケース本体２６の凹部２９の底面２９ａにメタライズ処理を施して半田付用のランド３５｛図７（Ｃ）参照｝を形成する。
【0031】
ステップＳ３においては、先ずステップＳ３Ａにおいて第１、第２の導圧パイプ１７，１８となる管体５１｛図８（Ａ）参照｝を形成する。次に、ステップＳ３Ｂにおいて、管体５１に第１、第２のワッシャ１５，１６を溶接する｛図８（Ｂ）参照｝。その後、ステップＳ３Ｃにおいて、管体５１と第１、第２のワッシャ１５，１６とからなる組立体を図８（Ｃ）に示すようにめっき液槽５２に浸漬し、金めっきを施す。
【0032】
ステップＳ４においては、蓋体２７を形成する。
その後、ステップＳ５において、センサケース本体２６に第１および第２の導圧パイプ１７，１８を半田付けする。このときは先ず、図９に示すように、第１および第２の導圧パイプ１７，１８をセンサケース本体２６の第１および第２の貫通孔３１，３２に挿入し、先端が凹部２９内に所定の長さだけ突出する状態で図示していない治具によって保持する。そして、センサケース本体２６の半田付け用のランド３７から第１および第２の導圧パイプ１７，１８まで半田３３が濡れ拡がるように半田付けを行う。
その後、ステップＳ５において、センサケース本体２６に第１および第２の導圧パイプ１７，１８を半田付けする。このときは先ず、図９に示すように、第１および第２の導圧パイプ１７，１８をセンサケース本体２６の第１および第２の貫通孔３１，３２に挿入し、先端が凹部２９内に所定の長さだけ突出する状態で図示していない治具によって保持する。そして、センサケース本体２６の半田付け用のランド３７から第１および第２の導圧パイプ１７，１８まで半田３３が濡れ拡がるように半田付けを行う。
【0033】
この半田３３の一部は、第１、第２の貫通孔３１，３２と第１、第２の導圧パイプ１７，１８との間に入り込む。
半田付けが完了した後、ステップＳ６において、第１および第２の貫通孔３１，３２と第１および第２の導圧パイプ１７，１８との間にセンサケース本体２６の内方から充填材３４を注入する。充填材３４として接着剤を使用する場合は、第１および第２の導圧パイプ１７，１８の穴を塞いだ状態で、接着剤が第１および第２の導圧パイプ１７，１８の突出部１７ａ，１８ａを伝って流れるように行う。また、充填材３４として半田を使用する場合は、凹部２９の底面２９ａであって第１および第２の貫通孔３１，３２の周囲に形成されている半田付用のランド３５から第１および第２の導圧パイプ１７，１８に半田３３が濡れ拡がるように行う。
半田付けが完了した後、ステップＳ６において、第１および第２の貫通孔３１，３２と第１および第２の導圧パイプ１７，１８との間にセンサケース本体２６の内方から充填材３４を注入する。充填材３４として接着剤を使用する場合は、第１および第２の導圧パイプ１７，１８の穴を塞いだ状態で、接着剤が第１および第２の導圧パイプ１７，１８の突出部１７ａ，１８ａを伝って流れるように行う。また、充填材３４として半田を使用する場合は、凹部２９の底面２９ａであって第１および第２の貫通孔３１，３２の周囲に形成されている半田付用のランド３５から第１および第２の導圧パイプ１７，１８に半田３３が濡れ拡がるように行う。
【0034】
充填材３４として接着剤を使用した場合、接着剤が硬化した後にステップＳ７を実施する。
ステップＳ７においては、センサケース本体２６にセンサチップ２１を接着する。このときは、先ず、図１０に示すように、センサケース本体２６の凹部２９の底面２９ａに弾性接着剤４６を塗布する。この弾性接着剤４６は、図４に示すように、充填材３４と重なることを防ぐために、穴４６ａが形成されるように塗布することが望ましい。
そして、図１１に示すように、センサチップ２１をセンサケース本体２６の中に挿入し、接着部２８の先端を弾性接着剤４６に重ねるようにしてセンサチップ２１をセンサケース本体２６に接着する。
ステップＳ７においては、センサケース本体２６にセンサチップ２１を接着する。このときは、先ず、図１０に示すように、センサケース本体２６の凹部２９の底面２９ａに弾性接着剤４６を塗布する。この弾性接着剤４６は、図４に示すように、充填材３４と重なることを防ぐために、穴４６ａが形成されるように塗布することが望ましい。
そして、図１１に示すように、センサチップ２１をセンサケース本体２６の中に挿入し、接着部２８の先端を弾性接着剤４６に重ねるようにしてセンサチップ２１をセンサケース本体２６に接着する。
【0035】
センサチップ２１をセンサケース本体２６に接着した後、ステップＳ８において、センサケース本体２６の導体４１とセンサチップ２１の電極４４とをボンディングワイヤ４５によって電気的に接続する。
その後、ステップＳ９において、センサケース本体２６を図示していないチャンバーの中に装填し、チャンバー内を所定の雰囲気（真空あるいはN２雰囲気）とした状態でセンサケース本体２６の開口部に蓋体２７をろう付けあるいはシーム溶接によって溶接する。蓋体２７がセンサケース本体２６に接合されることによって圧力センサ１が完成する。
その後、ステップＳ９において、センサケース本体２６を図示していないチャンバーの中に装填し、チャンバー内を所定の雰囲気（真空あるいはN２雰囲気）とした状態でセンサケース本体２６の開口部に蓋体２７をろう付けあるいはシーム溶接によって溶接する。蓋体２７がセンサケース本体２６に接合されることによって圧力センサ１が完成する。
【0036】
このように構成された圧力センサ１においては、第１および第２の導圧パイプ１７，１８をセンサチップ２１とは離間させて配置できるから、センサチップ２１を絶縁することができる。また、第１および第２の導圧パイプ１７，１８が挿入されたセンサケース本体２６の第１、第２の貫通孔３１，３２がセンサケース本体２６の内側から充填材３４によって塞がれるから、セラミックス製センサケース本体２６の層状の断面が露出する第１、第２の貫通孔３１，３２に圧力伝達媒体２４が入ることがない。
したがって、セラミックス製のセンサケース本体２６（筐体）の劈開面に圧力伝達媒体の圧力が加えられることを防いで破壊防止を図りながら、センサケース本体２６によってセンサチップ２１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ができる。
したがって、セラミックス製のセンサケース本体２６（筐体）の劈開面に圧力伝達媒体の圧力が加えられることを防いで破壊防止を図りながら、センサケース本体２６によってセンサチップ２１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ができる。
【0037】
また、この実施の形態による圧力センサの製造方法によれば、センサケース本体２６の第１および第２の貫通孔３１，３２をセンサケース本体２６の内側から塞ぐ接着剤（充填材３４）と、センサチップ２１をセンサケース本体２６に接着する弾性接着剤４６とを個別に硬化させることができる。このため、第１および第２の貫通孔３１，３２側の接着剤で発生した応力がセンサチップ２１側の弾性接着剤４６に伝達されることを防ぐことができるから、センサチップ２１に外力が伝達されることがなく、センサチップ２１による圧力検出の精度をより一層高くすることができる。
【0038】
この実施の形態による第１および第２の導圧パイプ１７，１８は、センサケース本体２６の凹部２９の底面２９ａ（接着面）よりセンサケース本体２６の内部に所定の長さだけ突出する突出部１７ａ，１８ａを有している。センサチップ２１は、突出部１７ａ，１８ａとの間に予め定めた絶縁距離Ｌをおいて離間する大径穴４７（凹陥部）を有している。
このため、ノイズが第１および第２の導圧パイプ１７，１８からセンサチップ２１に伝わることがないから、動作の信頼性が高い圧力センサを実現することができる。
このため、ノイズが第１および第２の導圧パイプ１７，１８からセンサチップ２１に伝わることがないから、動作の信頼性が高い圧力センサを実現することができる。
【0039】
この実施の形態において、センサチップ２１とセンサケース本体２６との接着は、絶縁性を有する弾性接着剤４６が使用されている。このため、ノイズがセンサケース本体２６からセンサチップ２１に伝達されることをより一層確実に防ぐことができる。
【0040】
この実施の形態による圧力センサ１において、センサチップ２１におけるセンサケース本体２６に接着される端部は、センサケース本体２６に向けて凸になる接着部２８（凸部）によって形成されている。接着部２８の先端面（取付面２８ａ）が弾性接着剤４６によってセンサケース本体２６に接着されている。このため、センサチップ２１がセンサケース本体２６に接着される部分の面積を最小にすることができ、しかも、センサケース本体２６とセンサチップ２１との線膨張係数の違いを弾性接着剤４６で吸収することができる。したがって、センサケース本体２６とセンサチップ２１との接着部分に熱応力が発生することがないから、検出圧力の精度が高い圧力センサを実現することができる。
【0041】
この実施の形態において、充填材３４が半田である場合は、センサケース本体２６の内面における第１および第２の貫通孔３１，３２の周囲に半田付け用のランド３５が形成される。このため、第１および第２の貫通孔３１，３２を半田によって確実に塞ぐことができる。
【0042】
（第２の実施の形態）
本発明に係る圧力センサは図１２に示すように構成することができる。図１２において、図１～図１１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図１２に示すセンサチップ２１の第１および第２の圧力室２２，２３は、いずれも小径穴４８のみによって形成されている。このセンサチップ２１には、第１の実施の形態を採る場合の大径穴４７は形成されていない。
本発明に係る圧力センサは図１２に示すように構成することができる。図１２において、図１～図１１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図１２に示すセンサチップ２１の第１および第２の圧力室２２，２３は、いずれも小径穴４８のみによって形成されている。このセンサチップ２１には、第１の実施の形態を採る場合の大径穴４７は形成されていない。
【0043】
また、図１２に示す第１および第２の導圧パイプ１７，１８は、センサケース本体２６の凹部２９の底面２９ａ（接着面）より凹部２９内の突出することがないようにセンサケース本体２６に半田付けされている。さらに、第１および第２の貫通孔３１，３２と第１および第２の導圧パイプ１７，１８との間に注入された充填材３４は、第１、第２の貫通孔３１，３２の全域に充填されている。
このように大径穴を使用しない場合であっても第１および第２の導圧パイプ１７，１８とセンサチップ２１との間の絶縁距離を確保でき、しかも、第１および第２の貫通孔３１，３２の孔壁面に圧力伝達媒体２４の圧力が印加されることを防ぐことができる。
このように大径穴を使用しない場合であっても第１および第２の導圧パイプ１７，１８とセンサチップ２１との間の絶縁距離を確保でき、しかも、第１および第２の貫通孔３１，３２の孔壁面に圧力伝達媒体２４の圧力が印加されることを防ぐことができる。
【符号の説明】
【0044】
１…圧力センサ、１７…第１の導圧パイプ、１８…第２の導圧パイプ、１７ａ，１８ａ…突出部、２１…センサチップ、２２…第１の圧力室（圧力導入口）、２３…第２の圧力室（圧力導入口）、２４…圧力伝達媒体、２６…センサケース本体、２６ａ…底部、２８…接着部（凸部）、２８ａ…取付面（先端面）、２９ａ…底面（接着面）、３１…第１の貫通孔、３２…第２の貫通孔、３３…半田、３４…充填材、３５，３７…半田付け用のランド、４６…弾性接着剤（絶縁性を有する接着剤）、４７…大径穴（凹陥部）、Ｌ…絶縁距離、Ｓ１…センサチップを形成するステップ、Ｓ２…センサケース本体を形成するステップ、Ｓ３…導圧パイプを形成するステップ、Ｓ５…センサケース本体に導圧パイプを半田付けするステップ、Ｓ６…接着剤を充填するステップ、Ｓ７…センサケース本体にセンサチップを接着するステップ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】