双重隔膜式压力传感器制造技术

本发明专利技术提供一种双重隔膜式压力传感器，以将由温度变化引起的内压的上升控制在最小限度。该双重隔膜式压力传感器具备以下构成：压力传感单元(4)，搭载于具有凹部的金属容器(21)的底部(21b)；金属隔膜(23)，与上述金属容器(21)凹部的开口部(21a)气密接合；压力传导介质(24)，充满由该金属隔膜(23)和上述容器(21)的凹部形成的空间；金属端子(26)，以与上述容器(21)电绝缘且气密的状态贯穿上述容器(21)的底部(21b)；向外部输出对由上述半导体压力传感单元(4)检测到的外部压力进行了变换而得的电信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有双重隔膜的液体密封型的压力传感器。
技术介绍
液体的压力检测用的压力传感器被用于家电、汽车用空调制冷装置等。作为这样的压力传感器，已知有如图5A?5B所示那样的在容器I内密封了压力传导介质2 (液体)的压力传感器(液体密封型压力传感器10)。图5A是从压力传感器的隔膜上方观察时的俯视图，图5B是沿图5A的隔膜的直径方向进行了剖切的剖面图。一般来说，液体密封型(液封型)压力传感器10与气体的压力检测用传感器比较，能够用于对更高的压力进行检测。液封型压力传感器10构成为在金属隔膜3和压力传感单元4之间具备密封上述压力传导介质2(液体)的空间的容器I。在该压力传感器的金属隔膜3成形有为同心圆状的波形形状3a。作为该压力传导介质2 (液体)，优选油2a等体积根据压力难以改变的液体。如图6的箭头所示，通过使要测定、检测的外部液体的液压经由具有波型3a的金属隔膜3以及密封在密封空间的油2a传导至压力传感单元4，从而对外部液体的液压进行检测。由于图5A?5B、图6所示的液封型压力传感器10具备金属隔膜3，因此具有不使压力传感单元4与外部液体直接接触而能够全面地保护压力传感单元4不受外部液体的影响的优点。用于该液封型压力传感器10的金属隔膜3的材料主要采用不锈钢，并且使用厚度被加工成为15 μπι?40 μπι的不锈钢。还可以使用不锈钢以外的磷青铜等的非铁金属。作为用于将该金属隔膜3所受的外部液体的压力向内部的压力传感单元4传导的压力传导介质2 (油2a)，优选例如娃油。该油2a被密封在金属隔膜3和压力传感单元4之间的空间。该油2a具有在一定的温度下使金属隔膜3受到的外部液体的压力正确地传导至压力传感单元4的功能。然而，所密封的油2a针对温度的变化而产生体积变化，即，如图4所示，如果加热，则从原有的虚线的位置开始膨胀，如果冷却则进行收缩。该温度变化引起的体积变化如图4的箭头所示，由于作为压力而作用于构成密封的空间的容器I的内壁，并且作为压力还作用于在相同空间内搭载的压力传感单元4，因此给压力传感单元4的温度特性带来严重的不良影响。在该压力传感器的金属隔膜3成形有为同心圆状的波形形状3a。用于以下目的:通过使同心圆状的波形形状3a的形状和/或尺寸等变化，从而降低金属隔膜3自身的弹簧系数(刚性)，并在相同的受压面积下增大金属隔膜的实际面积而抑制内压的上升。关于这样构成的液体密封型压力传感器，有关于磁阻变换器的专利技术的文献，其中具有关于以下构成的温度补偿用隔膜的记述，即热膨胀系数不同的多个隔膜相互重合而层叠，根据该多个隔膜的热膨胀系数差而进行温度补偿(专利文献I)。还记载有为了降低由温度变化引起的隔膜变形，将热膨胀系数不同的不锈钢分别分开用于内层和外层的
技术实现思路
(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本实开平3-115831号公报(技术登录权利要求的(4)之中的第10行至第13行)专利文献2:日本特开2009-186209号公报(摘要的课题、技术方案)
技术实现思路
技术问题然而，由于对产品的小型化等的要求，当金属隔膜的受压面积减小，在与现有技术相同的隔膜板厚和/或波形状的情况下，弹簧常数变大，内压上升也变大。因此，为了进一步降低金属隔膜的刚性，对降低板厚等进行研究。然而，如果进一步降低板厚，则会新产生由于波形形状加工的限度、材料强度降低所导致的变形、使用困难等次级因素。本专利技术是在考虑到上述问题后进行的，本专利技术的目的为提供一种确保隔膜材料的板厚在加工限度以上，并将由温度变化引起的内压的上升控制在最小限度的双重隔膜式压力传感器。技术方案为了实现上述本专利技术的目的，提供一种双重隔膜式压力传感器，具备:压力传感单元，搭载于具有凹部的金属容器的底部；金属隔膜，与上述容器凹部的开口部气密接合；压力传导介质，充满由该金属隔膜和上述容器的凹部形成的空间；和金属端子，以与上述容器电绝缘且气密的状态贯穿上述容器的底部。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种确保隔膜材料的板厚在加工限度以上，并将由温度变化引起的内压的上升控制在最小限度的双重隔膜式压力传感器。【附图说明】图1是本专利技术的双重隔膜式压力传感器的剖面图。图2是本专利技术的图1的虚线框内的放大剖面图。图3是本专利技术的示出高温时由于双金属变形引起的体积变化量和由于油的热膨胀引起的体积变化量的双重隔膜式压力传感器的剖面图。图4是表示现有的双重隔膜式压力传感器在高温时内压以及外压的作用方式的剖面图。图5A是表示现有的双重隔膜式压力传感器的金属隔膜的俯视图。图5B是表示现有的双重隔膜式压力传感器的金属容器的剖面图。图6是表示现有的双重隔膜式压力传感器在常温时内压以及外压的作用方式的剖面图。图7是应用于本专利技术的压力传感单元4的一个示例的主要部分剖面图。符号说明4压力传感单元20本专利技术的双重隔膜式压力传感器21金属容器21a 开口部21b凹部底部22贯穿孔23金属隔膜23a外侧金属板部(外侧隔膜)23b内侧金属板部(内侧隔膜)24 硅油25键合线26金属端子26a上端部26b下端部27 玻璃【具体实施方式】以下，针对本专利技术的双重隔膜式压力传感器的实施方式，参照附图进行详细说明。应予说明，在以下的实施方式以及附图中，对同样的构成标记相同的符号，并省略重复的说明。并且，以下说明使用的附图，为了容易观察或者容易理解，未按照正确的比例、尺寸比进行绘制。并且，只要不超出其主旨范围，本专利技术不限于以下说明的实施方式的记载。图1所示的本专利技术的双重隔膜式压力传感器20，具备以SUS304 (日本标准，对应中国标准GB S30408)等的不锈钢为基材的金属容器21。该金属容器21具备在一侧(上方侧)具有开口部21a的凹部。在具备该凹部的金属容器21的凹部底部21b的中央，接合有压力传感单元4，并具备以包围该压力传感单元4的方式配置的多个贯穿孔22。在该贯穿孔22设置有通过玻璃27等与金属容器21保持电绝缘且被玻璃封窗密封(glass hermeticseal) 了的金属端子26。该金属端子26从位于金属容器21内部的上端部26a开始穿过被玻璃封窗密封了的贯穿孔22，下端部26b向容器外部导出。在该凹部状金属容器21的上述开口部21a的上边沿部，焊接有本专利技术的在正面侧和背面侧具有不同热膨胀系数的金属隔膜23 (23a、23b)。由该金属隔膜23和金属容器21构成的空间为气密空间。该气密空间中填充有硅油24。硅油24通过从设于金属容器21的凹部底部21b的多个金属端子26中的未图示的中空的金属端子管注入到金属容器21内，并在注入后密封该管，从而进行气密性填充。其他的金属端子26和上述压力传感单元4用当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双重隔膜式压力传感器，其特征在于，具备：压力传感单元，搭载于具有凹部的金属容器的底部；金属隔膜，与所述容器凹部的开口部气密接合；压力传导介质，充满由该金属隔膜和所述容器的凹部形成的空间；和金属端子，以与所述容器电绝缘且气密的状态贯穿所述容器的底部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：芦野仁泰，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP