JPH085487A - 圧力変換器とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 先行技術の欠点が除去された改良電気接続形
式を有する圧力変換器と、その製造方法とを提供する。 【構成】 単体型の容量性圧力変換器１２が、圧力下で
別個に形成されるダイアフラム２２と基材２４とから成
り、基材頂面には凹所が設けられている。ダイアフラム
２２と基材２４とには金属層が付着せしめられ、これら
金属層には、ダイアフラム上に形成された端子パッド
と、このパッドに同心配置された端子受容孔周囲の基材
上に形成された接合パッド２０ｂが含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は広くは圧力センサに関
し、より限定的には圧力に応動する可変平行板容量性圧
力変換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の変換器は、たとえば、本発明の
譲受人に譲渡された米国特許第４，７１６，４９２号に
記載されている。この特許による容量性圧力変換器で
は、セラミック基材上に薄いセラミックダイアフラムが
密な間隔をおいて、密封式にかぶせられ、ダイアフラム
と基材との各対向表面には金属コーティングが付着せし
められ、これが、密な所定相互間隔をおいて配置された
コンデンサ板として役立ち、コンデンサが形成される。
コンデンサ板に接続された変換器端子は変換器基材の対
向表面に配置され、これら端子に接続された信号調整電
気回路が変換器に配置されている。電気絶縁材料のカッ
プ形コネクタ体が、電気回路の上にかぶせられ、ハウジ
ングスリーブによって変換器に固定されている。ハウジ
ングスリーブは、加えられる流体圧力に変換器ダイアフ
ラムを露出するためのポートを有している。ダイアフラ
ムは、加えられる圧力の変動に応じて可動であり、それ
によりコンデンサのキャパシタンスを変化させ、電気回
路が、加えられた圧力に対応する電気出力信号を発信す
る。

【０００３】量産の経済性を最大限に高め、変換器コス
トを低減し、それによって、この種の変換器を、これま
で低価格の機械式変換器が用いられてきた多くの用途を
含む広範囲の用途に用いて経済的に引合うものにするに
は、標準寸法のパッケージは、多くの用途に適応するよ
うに十分に小型でなければならない。しかし、同時に、
信頼のおける信号を得るには、十分に大型でなければな
らない。パッケージの寸法がコンデンサ板の最大寸法を
決定し、コンデンサ板は、その間のギャップとともに、
コンデンサの信号を決定する。この結果、コンデンサ板
の寸法は、多くの用途に理想的な、かつまた信号を適正
に発信する信頼のおける電気回路に理想的な寸法より小
さい寸法に制限される。他方、電気回路は、キャパシタ
ンスのレベルが最低であることを要求する。最低レベル
の場合、出力信号の効果的な発信が可能になり、それに
よってまた、コンデンサ板間の所要間隔又はギャップが
生ぜしめられ、キャパシタンスの最低レベルが生じるか
らである。米国特許第４，７１６，４９２号に開示され
た型式の変換器の場合、コンデンサ板の間隔は１０〜１
７ミクロン程度である。

【０００４】この選定ギャップを得るため前記特許が採
用した一方法は、選定間隔をおいて基材に、平らなダイ
アフラム部材を固定し、そのさいに、間隔設定兼固定用
の媒体、たとえば、選定直径の複数ガラス球を含むガラ
スフリット混合物を、平らなダイアフラムと基材との間
に、それもダイアフラム縁辺部にそう入するというもの
であった。このガラスフリットは、ガラス球が溶融せず
に残る第１温度で可融であるように選定されている。混
合物がフリット可融温度まで熱せられると、ガラス球直
径により決定される間隔でダイアフラムが基材に固定さ
れる。ダイアフラム全体及び基材に拡がる平らな面が備
えられていることは、装置ごとに一貫した再現可能な成
績を得る上で極めて重要である。しかし、平らな平面
に、相互に平行な表面が保証されるには、概して研摩を
必要とする。更に、基材にダイアフラムを間隔をおいて
固定するためにガラス材料を用いることで、望ましくな
い収量損失が生じる結果となる。このような損失は、種
々の要因、たとえば、研摩工程の不備により時折り生じ
る凹凸、ガラス溶融時に装置を加熱するさい基材にダイ
アフラムをクランプする圧縮力の変動、その他、特有の
加熱温度プロフィルや、採用された特有のガラス組成な
どの可変加工要因によるものである。

【０００５】本発明の譲受人に譲渡された米国同時係属
出願第０７／９７２，６８０号に記載の低価格圧力変換
器はセラミック材料製のボディから成り、ボディには外
表面近くに空所が設けられている。金属製のコンデンサ
板は、端子区域に延びる径路を介して空所を形成する２
つの表面の対向面に付着させたものである。このセラミ
ック材料は、従来の材料からなり、たとえば８０重量％
から事実上最高１００重量％のアルミナと、焼結温度で
ガラスを生成する添加物である残部とから成っている。
このセラミックは、何らかの選択された形状にプレスし
得るように有機バインダーにより被覆された粉末形態で
供給される。第１部分と第２部分、すなわちダイアフラ
ムと基材とは、外表面に凹所が形成され、各ダイス内で
粉末をプレスすることにより形成される。金属化コーテ
ィングは、たとえばスクリーン印刷によりダイアフラム
の一方の表面と、凹所を有する基材外表面とに付着され
る。コーティングに用いられるビヒクルは、次いで、好
ましくは加熱により除去される。有機材料のスペーサ手
段が、凹所内に任意に配置されることにより、以下のプ
レス工程中に確実に空所のギャップが維持される。２部
分は、次いで、一緒にプレスされ、単一ユニットを形成
し、このユニットが、次に空気雰囲気内でバインダーを
除去する第１温度まで加熱される。スペーサ手段を含む
有機物が、気化又は分解され、セラミックの未だ開放さ
れているセルから放出された後、ユニットは高温のオー
ブンに入れられ、セラミックに付着した導電コーティン
グを形成する金属層とともに還元雰囲気内で加熱され、
セラミックが一緒に焼結され、一体の閉じられたセル体
が形成される。

【０００６】基材部分とダイアフラム部分とに施された
金属化コーティングは、中央プレート部分と、このプレ
ート部分から半径方向へボディ外周部へ向って、外部端
子部材への接続パッドまで延びるトレース又は径路とを
含んでいる。

【０００７】これらのパッドは、しかし、一体のボディ
内に配置されているので、それらに対する電気接続に
は、外側のリード線又は端子をパッドに接続することが
必要である。この接続は、パッドへ延びているダイアフ
ラムの一部分にカットアウト部を設けることで行われ
る。しかしながら、基材上のプレート部分は基材上のカ
ットアウト部に形成された端子パッドに接続できるのに
対し、ダイアフラム上のプレート部分を基材上に形成さ
れる対応端子パッドと接続する適当な電気的トレースを
設けることは困難である。更に、その個所に外部電気接
続部を設け、その上、モニタすべき流体圧力源に検知表
面を露出させるセンサ用の適当なパッケージを備えるよ
うにすることは、厄介である。

【０００８】電気的アクセスを設ける別の措置は、基材
部分を貫通する、パッドを整列する孔を設けることであ
る。ボディの焼結後、端子ピンが適当な導電性エポキシ
と共に孔内へそう入され、ピンからエポキシを経て各パ
ッドへ通じる連結的な導電径路が形成される。パッドが
ダイアフラム部分上に配置される場合、導電性エポキシ
はパッドの大部分の表面域と直接接触するので、効果的
な電気接続が形成される。しかし、パッドが基材上に配
置される場合には、一貫した、信頼のおける電気接続を
形成することは一層難しい。孔により形成されるコーナ
ーのような鋭い角の周囲や孔の周囲の表面にめっきを施
すことは可能だが、それには薬浴が必要で、投下資本も
比較的高額となるため、結果として装置も高価となる。
スクリーン印刷は経済的で、回路トレースやパッドを形
成するのに適している。しかしながら、９０°のコーナ
ーの周囲を印刷するとなると、信頼性は損われる。すな
わち、パッドが孔内へ延びるようにするには、真空を利
用して、導電材料（インキ）を孔内へ引込む必要があ
る。その場合、孔へ入る流量を精密に制御して、ガスの
通過によりインキが吸出されないようにしなければ、孔
内での接続は連続的とはならない。孔へ導く浅いランプ
には、ランプ上に印刷した導電層が設けられ、また導電
性エポキシが、米国特許第４，９７２，７１７号に示さ
れているように、ランプを形成するカットアウト部内に
受容されている。しかしながら、ランプの利用時には、
小型変換器を製造する場合に望ましい間隔より大きい間
隔を必要とする。更に、ダイアフラムと基材とを一緒に
プレスして、一体のボディを形成する場合には、装置か
ら装置へ一貫した幾何的間隔を維持することは難しい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のような次第で、
本発明の目的は、改良された電気接続構成を有する圧力
変換器と、そのような変換器を製造する方法とを得るこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】簡単に言えば、本発明に
よる圧力変換器はセラミック材料製のボディから成り、
このボディには、ボディ内の、ボディ外表の直ぐ近くに
空所が設けられている。セラミックは、従来の材料から
成り、たとえば８０重量％から事実上最高１００重量％
までのアルミナと、焼結温度でガラスを生成する添加剤
である残部とから成っている。このセラミックは、有機
バインダーをコーティングした粉末形態で、たとえば噴
霧乾燥粉末形態で提供され、何らかの選択された形状に
プレス可能である。第１と第２の部分、すなわち、ダイ
アフラムと基材とは各ダイズ内で粉末をプレスすること
により形成される。基材は頂面に凹所が設けられてお
り、凹所の側壁は、導電トレースの印刷を容易にするた
め傾斜させてある。基材部分には、複数の孔が形成さ
れ、これらの孔は頂面と底面との間に延び、凹所からは
間隔をおいて位置している。プレスの後、金属化コーテ
ィングのパターンは、たとえばスクリーン印刷によりダ
イアフラム部分の一方の面と、基材部分の頂面として付
着させる。基材部分上のパターンは、凹所の底壁上の中
心に配置されたプレート部分を有し、プレート部分から
は、トレース又は径路が凹所の傾斜側壁に沿って延び、
第１孔の周囲に形成された円形接合パッドまで達してい
る。好ましくは、保護環も、第２孔周囲に形成された円
形接合パッドまで延びるトレースを有する基材部分頂面
上に付着させておく。ダイアフラム部分上のパターン
は、端子パッドまで延びるトレースを有する、中央に置
かれたプレート部分を有している。端子パッドは、ダイ
アフラム部分が基材部分上に置かれた場合に、第３孔と
同心的に位置するように配置されている。基材部分上の
円形接合パッドの外周部とほぼ合致する外周部を有する
付加的な端子パッドを、ダイアフラム部分上に付着させ
ておく。このダイアフラム部分は、基材部分上に置かれ
た場合に、各第１孔と第２孔とに同心的に位置するよう
に配置されている。割出しノッチ等の適当な手段を基材
部分及びダイアフラム部分上に形成し、各部分相互の適
正な方位決めが確実に行われるようにする。次いで、ダ
イアフラム部分を基材部分上へ、好ましくは凹所内に受
容される不安定（fugitive) スペーサを介して載置し、
焼結処理を行ない、一体のボディを形成する。端子ピン
は、導電性エポキシと一緒に各孔内にそう入され、連続
的な電路が形成される。この電路は、第１と第２の端子
ピンから、導電性エポキシを経て、各端子パッド、各円
形接合パッド、そして各プレート及び保護環へと通じて
いる。従来の電路は、端子パッドを経て直接に導電性エ
ポキシへ通じるダイヤフラム部分上のプレートとその各
端子ピンとの間に形成されていた。一変更態様によれ
ば、基材部分は、底面から露出棚を形成するダイアフラ
ム部分まで延びるカットアウト部又は凹所を有するよう
に構成されており、かつまた、接続パッドが、露出棚の
内側のダイアフラム上に、プレートの接合パッド及び基
材上の保護環と同心的に整列するように形成されてい
る。ダイアフラム上の接続パッドからは、径路が半径方
向外方の露出棚上へ延び、各端子パッドに達している。
これら端子パッドは、ろう接により外から付加された端
子リード線に接続可能である。

【００１１】

【実施例】本発明による新規な改良容量性圧力変換器及
びその製造方法のその他の目的、利点、詳細は、図面に
示した好適実施例についての以下の説明により、更に明
らかになるであろう。

【００１２】特に図４から分かるように、本発明により
製造された圧力応動式可変容量性変換器１２は、セラミ
ック材料製の一体式ボディから成り、このボディには外
表面１６の近くに空所１４が設けられている。コンデン
サ板１８，２０は、後述するように、金属等の適当な材
料で造られ、空所１４の対向表面に配置されている。コ
ンデンサ板１８，２０からは各端子パッドへ径路が延
び、これにより、外部に配置された信号調整電気回路
（図示せず）に接続可能となる。

【００１３】本発明の第１実施例の場合、種々のセラミ
ック材料、たとえば、きん青石、ムル石等を使用できる
が、適当な組成は、約８０重量％から事実上１００重量
％までのアルミナと、アルミナの焼結温度でガラスを生
成する添加剤である残部とから成るものである。この種
の材料は、電気サブストレート工業分野では公知のもの
であり、プレス用の噴霧乾燥粉末として購入可能であ
り、あるいは又、プレス用のさらさらした粒状粉末を製
造する公知技術により、特別に配合し、噴霧乾燥するこ
とができるものである（図５の符号１）。この噴霧乾燥
粉末は、アルミナと、有機バインダー、たとえば、ポリ
ビニルアルコール又はその他のプラスチックとを含んで
おり、このバインダーは、プレス後、プレスされた材料
が焼結処理されるまで、粉末を一時的に結合保持する接
着剤として役立つものである。

【００１４】このアルミナの噴霧乾燥粉末は、プレスさ
れて（図５の符号２）、図１に符号２２，２４で示され
ている、ほぼ円筒形のダイアフラムと基材の形状にされ
る。プレス圧力はほぼ７０．３〜２１０９ｋｇ／ｃｍ²
（１，０００〜３０，０００プサイ）である。図に見ら
れるように、基材２４の一方の端面に０．０２５４〜
０．２５４ｍｍの範囲で選択された深さの凹所２６が、
プレス時に形成されるが、望みとあれば、この凹所はダ
イアフラム全体又は一部に、同じように形成することが
できる。その場合、凹所の深さは、コンデンサプレート
を含めた材料の収縮を考慮して選定され、完成変換器に
約０．０１２７〜０．０６３５ｍｍ（０．５〜２．５ミ
ル）の電極間隔が得られるようにする。凹所２６は、凹
所底壁及び基材２４の頂面と角度をなす傾斜側壁２８を
有するように構成されている。基材頂面には、たとえば
スクリーン印刷により金属の連続層を付着させるのに適
している。底壁及び頂面との角度は、ほぼ１５０°が好
ましい。基材２４には、また、基材の反対側の表面間に
延びる孔３０，３２，３４が形成されている。

【００１５】始めのプレス加工後、タイアフラム２２と
基材２４とは、取扱う上で十分な強度を有するものとな
る。ダイアフラム２２の底面と基材頂面２４とには（図
３，図２）、たとえばスクリーン印刷などの適当な手段
により、選定された電極パターンが付着される。図２及
び図３に見られるように、この電極パターンは、径路１
８ａを有する頂部プレート又は可動プレート１８を備え
ている。径路１８ａは半径方向外方へ端子パッド１８ｂ
まで延びている。端子パッド１８ｂは、ダイアフラム２
２の外周部の内側に外周部に隣接して配置され、かつ、
ダイアフラム２２が、基材２４の頂面の平面とダイアフ
ラムの下面の平面とが合致するように基材２４上に載置
された場合に、基材２４の孔３０と同心位置を占めるよ
うに配置されている。基材２４には凹所２６内の中央に
底板又は定置プレート２０が配置されている。底板２０
からは、径路２０ａが、傾斜側壁２８に沿って半径方向
外方へ延び、接合パッド２０ｂに達している。パッド２
０ｂは孔３２の周囲に円環状に形成されている。この接
合パッド２０ｂの外周とほぼ合致する外周を有する端子
パッド２０ｃは、ダイアフラム２２が基材２４上に置か
れ、接合された場合に、接合パッド２０ｂと同心位置を
占めるよう選択された、ダイアフラム上の位置に付着さ
れている。

【００１６】保護環１９は、好ましくは基材２４上のプ
レート２０の周囲に従来式に付着され、径路１９ａを有
している。径路１９ａは、傾斜側壁２８に沿って半径方
向外方へ延び、孔３４の周囲に円環として形成された接
合パッド１９ｂにつながっている。端子パッド１９ｃ
は、接合パッド１９ｂの外周にほぼ合致する外周を有
し、ダイアフラム２２が基材２４上に載せられた場合に
接合パッド１９ｂと同心位置を占めるように選択され
た、ダイアフラム２２上の位置に付着せしめられてい
る。既述の端子パッド２０ｃの場合のように、端子パッ
ド１９ｃは、接合パッド１９ｂの外周に合致するか、又
は重なるかする表面区域を覆うようにするのが好まし
い。ダイアフラム２２と基材２４それぞれに割出しノッ
チ２２ａ，２４ａなどの適当な方位決め手段を設けるこ
とにより、基材とダイアフラムとを適確に整列させるこ
とができる。

【００１７】金属層には、適当な耐熱金属、たとえばタ
ングステン、モリブデン／マンガン、プラチナ、あるい
は又その他の耐熱材料、たとえば導電性セラミック等を
用いることができる。スクリーン印刷の場合、金属化
は、従来式の厚膜ペーストを用いて行なう。このペース
トは、典型的には特定の溶剤を含有し、スクリーン印刷
時に粘度が調整される。付着後、溶剤は、室温で徐々に
除去するか、もしくはより急速にエアオーブン中で約１
００℃の温度にて除去される（図５の符号４）。

【００１８】ダイアフラムと基材とを一緒にプレス処理
するさい、双方の間にスペーサを挟まず、しかもダイア
フラムと凹所区域の底部との間にギャップを、それも特
に、比較的大きい複数ギャップを設けることが可能であ
る。しかし、特に、比較的小さいギャップの場合には、
不安定スペーサを使用するのが好ましい。すなわち、ス
ペーサを用いることにより、２つの電極間に一様の間隔
が維持され、ダイアフラムを基材にプレスする次の処置
の間に、双方の電極の相互接触が防止される。不安定ス
ペーサ部材３６は、事実上非圧縮性、消耗性、分解可能
のいずれかの材料から成り、電極間の目標間隔に好まし
くは事実上等しい厚さを有しているか、もしくは、目標
間隔と好ましくは事実上等しい全厚を有する、前記材料
の複数シートを有している。このスペーサ部材３６が凹
所２６内に配置される（図５の符号５）。このスペーサ
材料は、清浄燃焼するものが、すなわち、基材とダイア
フラムのプレス処理後、熱処理によりスペーサを除去す
るさい、灰が残らないものが選ばれる。その種の材料を
２つ挙げておく。すなわち、炭酸プロピレンとデルリン
（Delrin) であり、後者はＥ．Ｉ．デュポン・ド・ネム
ール社（E.I. du Pont de Nemours Company)のアセター
ル熱可塑性樹脂の商品名である。これらの材料は、目標
ギャップに応じて種々の厚さで使用できる。本発明によ
る変換器の場合、０．０２５４〜０．１５２４ｍｍ
（０．００１〜０．００６インチ）厚のスペーサを用い
た。すなわち、選択されたギャップ寸法に適合するよう
な種々のスペーサを用いることができる。

【００１９】図５の符号６に見られるように、ダイアフ
ラム２２と基材２４とを、次いで、ダイス又は適当な平
衡（isostatic)プレスに入れ、約７０．３〜２１０９ｋ
ｇ／ｃｍ² の圧力で一緒に加圧する。

【００２０】ダイアフラムと基材とが、この加圧により
単一のボディ又はユニットを形成する。このユニットを
オーブンに装入して、空気雰囲気内で比較的低い温度、
たとえば３００℃にて加熱し、バインダー及びスペーサ
の材料を気化かつ焼尽させ、気化物質と燃焼ガスとは、
ボディが焼結され孔が閉じられる前に、ボディの孔を通
過することができる（図５の符号７）。前記温度は、著
しい酸化なしに空気又は酸素の雰囲気内で加熱による金
属化が可能な最高温度に制限される。

【００２１】バインダーの除去処理中、有機バインダー
とスペーサの材料を可能なかぎり除去した後、組合され
たユニットを、高温の炉に装入し、還元雰囲気内で約１
４００℃〜１７００℃にて焼結処理を行なう（図５の符
号８）。典型的には、この雰囲気には、約１％〜１００
％の水素と、通例は、残部の窒素又は分解アンモニアと
が含まれている。アルミナの焼結により、ユニットは、
図４の符号１２で示されているような一体の装置に変換
され、金属層がアルミナに結合され、端子パッドと接合
パッドとの同心部分が合体して導電層が形成される。

【００２２】端子ピンと導電性エポキシとが、次に、孔
３０，３２，３４にそう入され、各ピンから容量性プレ
ートと保護環とに至る連続的な電気径路が形成される。
コンデンサプレート２０と保護環１９の場合は、電気径
路は、各ピンから導電エポキシを経て各端子パッド２０
ｃ，１９ｃに達し、更に、各接合パッド２０ｂ，１９ｂ
に接続されている。接合パッド２０ｂ，１９ｂは、重な
っている層を介して合体しており、径路２０ａ，１９ａ
を介して各コンデンサプレートと保護環に接続されてい
る。コンデンサプレート１８は、他方では、導電エポキ
シを経て直接に端子ピンに接続された端子パッド１８ｂ
を有している。

【００２３】図６から図９に示されている変更態様の場
合には、変換器１２′のボディ２４′が、外周部に切欠
き部又はカットアウト部２４ｂ′を有するように構成さ
れている。カットアウト部２４ｂ′は外側底面２４ｃ′
からダイアフラム部分２２′まで延び、端子フランジ２
２ａ′が形成される。図９から最もよく分かるように、
可動プレート１８′は、ダイアフラム２２′の中央に配
置され、径路１８ａ′を有している。径路１８ａ′は、
半径方向外方へ延び、破線で示した端子フランジ部分２
２ａ′上のダイアフラム外周部近くに位置する端子パッ
ド１８ｂ′に接続されている。また、端子フランジ部分
２２ａ′の上には端子パッド１９ｄ′，２０ｄ′が形成
されている。基材２４′には、図２〜図４の実施例と同
じ形式で凹所２６内に定置プレート２０′と、接合パッ
ド２０ｂ′へ延びる径路２０ａ′とが備えられている。
プレート２０′の周囲の基材２４′上に付着させた保護
環１９′は、接合パッド１９ｂ′に通じる径路１９ａ′
を有している。接合パッド１９ｂ′，２０ｂ′は、接続
パッド１９ｃ′，２０ｃ′に対して、それぞれ次のよう
に配置されている。すなわち、ダイアフラム２２′を基
材２４′上に載せるさいに、図示の割出しノッチ２２
ａ′，２４ａ′等の適当な方位決め手段を用いることに
より、焼結処理中にパッド１９ｃ′／１９ｂ′と２０
ｃ′，２０ｂ′とが合体し、それによってそれぞれ単一
の導電層が形成されるように配置されている。これら導
電層は、端子パッド１８ｂ′から頂部プレート１８′
へ、更に端子パッド２０ｄ′から接続パッド２０ｃ′と
接合パッド２０ｂ′を経て定置プレート２０′へ、更に
端子パッド１９ｄ′から接続パッド１９ｃ′と接合パッ
ド１９ｂ′を経て保護環１９′へ至る連続的な電気径路
を有している。

【００２４】金属化用の特殊な材料とセラミックとは、
収縮率が互いに十分に近い値で、ゆがみが生じないもの
が選択される。更に、これらの材料の熱収縮も十分に類
似していなければならない。また、焼成温度から冷却す
る間に用いられる温度プロフィルも、亀裂が生じないよ
うなものでなければならない。

【００２５】装置１２内の空所又はギャップ２６は、炉
の焼結雰囲気により決定される雰囲気を有している。真
空装置の場合、炉の雰囲気は、焼結温度に達する前に真
空にすればよい。あるいは又、はじめから成形される場
合には、基材内へ適当な穴をプレスすればよい。装置
は、焼結後に真空化され、穴は適当なシール材料でシー
ルする。

【００２６】適当な電気接続手段が、たとえばピンを導
電エポキシと一緒に金属化されたパッドに取付けること
で付加された後（図５の符号９）、ユニットは図５の符
号１０で示したように、テストされる。

【００２７】金属化パッドから端子ピンへの電気接続用
に導電性エポキシを用いたが、本発明の枠内で他の適当
な手段、たとえばはんだ又はばね部材を用いることもで
きる。

【００２８】噴霧乾燥粉末の適当なバインダーやスペー
サ用の適当なポリマーの場合、所望とあれは、バインダ
ー分解処理を焼成サイクルの一部として行なうことがで
きる。

【００２９】更に、本発明の枠内で、低温セラミック、
たとえばアルミナ、シリカ、その他従来の材料にいずれ
か、及び電子サブストレート製造時に用いるガラスバイ
ンダーも使用できる。ガラスバインダーは、銀パラジウ
ム、金、鋼その他等の金属化用の標準厚膜インキと一緒
に空気雰囲気内で、たとえば約７００〜１０００℃の温
度にて焼結できる。ガラス組成は、前記温度で焼結（de
nsification)が完全に行なわれるように選定される。低
温セラミック使用の著しい利点は、焼成時に雰囲気の制
御を要しない点である。

【００３０】更に、本発明の枠内で、単数スペーサの両
側に、また１個以上のスペーサが用いられる場合には複
数スペーサの一方の側に、金属化層を印刷することがで
きる。金属化層は、加工処理の間にダイアフラムと基材
の各表面に転写される。

【００３１】これまで述べた本発明により製造される変
換器は、閉じられたセルを有するセラミック製の一体ボ
ディを有しているが、本発明の枠内で一体でないボディ
も可能である。そのような変換器の場合、ダイアフラム
が或る種の接着剤又は類似のものにより基材に結合さ
れ、更に、変換器を、たとえば、より可とう的なダイア
フラム部分が望まれる場合には、開放セルを有する材料
で製造することができる。

【００３２】以上、本発明の好適実施例を図面につき説
明したが、本発明には、開示した実施例のあらゆる変更
態様及び同等の態様であって、添付クレイムの範囲に属
する一切が含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一体成形される前のダイアフラム、基材、スペ
ーサを示した斜視図。

【図２】金属化層を付着させた基材の平面図。

【図３】金属化層を付着させたダイアフラムの底面図。

【図４】図２の４−４線に沿った断面図で、基材部分の
コンデンサプレートに電気接続された端子ピンが示され
ている焼結後のユニットの図。

【図５】本発明の一体型変換器を製造する工程を示した
流れ図。

【図６】本発明の実施例の一変更態様を示す底面図。

【図７】図６の７−７線に沿った断面図。

【図８】図６の変更態様の基材の、ダイアフラムと結合
される前の平面図。

【図９】図６の変更態様のダイアフラムの、基材と結合
される前の底面図。

【符号の説明】

１２ 変換器 １４ 空所 １６ ボディ外表面 １８，２０ コンデンサプレート １９ 保護環 １９ａ，２０ａ 径路 １９ｂ，２０ｂ 接合パッド １９ｃ，２０ｃ 端子パッド ２２ ダイアフラム ２４ 基材 ２２ａ，２４ａ 割出しノッチ ２６ ギャップ ２８ 傾斜側壁 ３０，３２，３４ 孔 ３６ スペーサ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量性圧力変換器において、外周部及び
   上下の面を有するセラミック材料製ボディと、上面に隣
   接するボディ内の閉じられた空所（２６）とが備えら
   れ、前記空所が頂壁と、底壁と、側壁（２８）とを有
   し、ギャップにより互いに隔離された頂壁と底壁とに
   は、それぞれ導電層が設けられ、導電径路が、半径方向
   外方へ頂壁上の層から、外周部内側近くの第１端子パッ
   ドまで延び、かつ一平面上に配置され、更に、導電径路
   が半径方向外方へ底壁上の層から、半径方向外方へ側壁
   に沿って外周部内側近くの第１接合パッドまで延び、か
   つ第１端子パッドから間隔をおいて、事実上前記平面上
   に配置され、更にまた、第２端子パッドが前記平面上に
   前記第１接合パッドと同心配置されており、更に第１と
   第２の孔が、底面からボディを貫通して前記平面まで上
   方へ延び、かつ第１及び第２端子パッドそれぞれと同心
   的に位置せしめられ、前記第２の孔が、第１接合パッド
   は貫通し、第２端子パッドは貫通せずに延びており、更
   に、端子ピンが各孔内に配置され、これら端子ピンを各
   第１及び第２端子パッドに電気接続する手段が備えられ
   ていることを特徴とする容量性圧力変換器。
2. 【請求項２】 前記空所（２６）の側壁（２８）が一定
   角度傾斜していることにより、底壁上の層から側壁に沿
   って第１接合パッドまで延びる径路により連続的な電路
   の形成が容易にされることを特徴とする、請求項１記載
   の容量性圧力変換器。
3. 【請求項３】 前記側壁（２８）が底壁及び頂壁と約１
   ５０°の角度をなすことを特徴とする、請求項１記載の
   容量性圧力変換器。
4. 【請求項４】 保護環（１９）が底壁に配置されてお
   り、導電径路が、半径方向外方へ保護環（１９）から側
   壁に沿って延び、外周部内側近くに、第１及び第２端子
   パッドと第１接合パッドとから間隔をおいて、事実上前
   記平面上に配置された第２接合パッドまで達しており、
   また、第３端子パッドが前記平面上に配置され、かつ接
   合パッドと同心的に配置されており、更に第３の孔がボ
   ディを貫通して、底面から前記平面まで延び、かつ第２
   接合パッドと同心的に形成されており、前記第３の孔が
   第３端子パッドは貫通せず、第２接合パッドは貫通して
   延び、更に、端子ピンが第３孔内に配置され、この第３
   孔内の端子ピンを第３端子パッドに電気接続する手段が
   備えられていることを特徴とする、請求項１記載の容量
   性圧力変換器。
5. 【請求項５】 第１接合パッドが外周部を有し、かつ第
   ２端子パッドが第１接合パッドの外周部まで延び、外周
   部と同心的に配置されることを特徴とする、請求項１記
   載の容量性圧力変換器。
6. 【請求項６】 第２接合パッドが外周部を有し、かつ第
   ３端子パッドが第２接合パッドの外周部まで延び、かつ
   外周部と同心的に配置されていることを特徴とする、請
   求項４記載の容量性圧力変換器。
7. 【請求項７】 第１及び第２の孔内に配置された端子ピ
   ンを各第１及び第２端子パッドに電気接続する手段が導
   電性エポキシから成ることを特徴とする、請求項１記載
   の容量性圧力変換器。
8. 【請求項８】 第３の孔内に配置された端子ピンを第３
   端子パッドに電気接続する手段が導電性エポキシから成
   ることを特徴とする、請求項４記載の容量性圧力変換
   器。
9. 【請求項９】 容量性圧力変換器において、概して円筒
   形のセラミック材料製ボディが外周部及び上下面と、上
   面に隣接するボディ内の閉じられた空所とを有してお
   り、この空所が頂壁と、底壁と、側壁とを備え、ギャッ
   プにより互いに隔離された頂壁と底壁にはそれぞれ導電
   層が設けられ、頂壁の導電層からは、導電径路が、半径
   方向外方へ外周部内側近くの端子パッドまで延び、かつ
   一平面上に配置されており、更に、前記ボディがその外
   周部にカットアウト部分を有し、このカットアウト部分
   が底面から前記平面まで延び、端子フランジ（２２
   ａ′）が形成され、この端子フランジ上に端子パッドが
   配置されており、更に、底面上の導電層からは導電径路
   が、半径方向外方へ側壁に沿ってカットアウト部分に近
   い内側の第１接続パッドまで延び、かつ事実上前記平面
   上に配置されており、更に、第１接合パッドが前記平面
   上に配置され、かつ前記第１接続パッドと同心的に配置
   されており、更に、前記第１接合パッドからは、導電径
   路が外方へ前記端子フランジ上の第２端子パッドまで延
   びていることを特徴とする容量性圧力変換器。
10. 【請求項１０】 保護環が底壁上に配置され、導電径路
    が、この保護環（１１９）から半径方向外方へ、前記カ
    ットアウト部分に近い内側の前記第１及び第２の端子パ
    ッドと第１接続パッドとから間隔をおいて、事実上前記
    平面上に配置された第２接続パッドまで、側壁に沿って
    延びており、更に第２接合パッドが前記平面上に配置さ
    れ、かつ前記第２接続パッドと同心的に配置されてお
    り、更に、前記第２接合パッドから外方へ、前記端子フ
    ランジ上の第３端子パッドまで径路が延びていることを
    特徴とする、請求項９記載の容量性圧力変換器。
11. 【請求項１１】 セラミック材料製の一体式ボディが、
    外周部と、上面と、上面に隣接するボディ内の、閉じら
    れた空所とを有しており、この空所が頂壁と、底壁と、
    頂壁と底壁とを結合する傾斜側壁とを備え、前記頂壁に
    配置された導電材料製の第１層が、ボディ内の、外周部
    に隣接する第１端子パッドまで外方へ延びる径路を有し
    ており、更に、前記ボディの底面から第１端子パッドま
    で延びる孔が設けられており、前記底壁に配置された導
    電材料製の第２の層が、傾斜側壁に沿って前記ボディ内
    の、前記第１端子パッドから間隔をおいた外周部近くの
    第１接合パッドまで延びる径路を有しており、更に、導
    電材料製の第２端子パッドが前記第１接合パッドと同心
    配置され、かつ前記第１接合パッドと電気接触してお
    り、前記ボディの底面から第１接合パッドを貫通して前
    記第２端子パッドまで延びる孔が設けられており、各孔
    には導電ピンが受容されており、ピンと各第１、第２端
    子パッドとを接続する手段により導電ピン及び第１層
    と、他の導電ピン及び第２層との間に電路が形成される
    ことを特徴とする容量性圧力変換器。
12. 【請求項１２】 前記端子ピンと、前記第１、第２端子
    パッドとを電気接続する手段が導電性エポキシから成る
    ことを特徴とする、請求項１１記載の容量性圧力変換
    器。
13. 【請求項１３】 容量性圧力変換器の製造方法におい
    て、前記製造方法に次の処置、すなわち、 第１平面内に位置する上面と、割出し部とを有する電気
    絶縁体を形成する処置と、前記上面に凹所を形成し、こ
    の凹所が底壁と側壁とを有するようにする処置と、 比較的薄出のダイアフラムを形成し、このダイアフラム
    が、一平面内に位置する電気絶縁性下面と、割出し部と
    を有するようにする処置と、 前記凹所の底壁に金属化層を付着させ、この凹所が側壁
    に沿って、前記絶縁体の割出し部に対し第１角度位置に
    ある前記第１平面上の絶縁体に配置されたパッドまで延
    びるようにする処置と、 前記ダイアフラムの下面に金属化層を付着させ、このダ
    イアフラムが、前記絶縁体の第１角位置とは異なる、ダ
    イアフラム割出し位置に対する第２角位置で下面上のパ
    ッドまで延びるようにする処置と、 前記ダイアフラムの下面上に別個の金属化パッドを付着
    させ、前記ダイアフラムが、割出部に対し第１平面上の
    絶縁体に配置されたパッドと同心配置された絶縁体の第
    １角位置のところに、別個の金属化パッドの少なくとも
    １部を有するようにする処置と、 前記基材（２４）を前記ダイアフラム（２２）に割出し
    部（２４ａ，２２ａ）を介して付加し、双方を互いに同
    心配置し、それによって前記別個の金属化パッドの前記
    少なくとも１部分を前記絶縁体と同心配置し、かつまた
    前記ダイアフラム下面の平面と合致する基材の前記第１
    平面と同心配置する処置と、 前記絶縁体とダイアフラムとを加熱し、前記金属化層の
    導電径路を形成し、前記別個の金属化パッドの前記の少
    なくとも１部分と、前記第１平面上の基材に配置された
    パッドの金属化材料を合体させる処置とが含まれること
    を特徴とする容量性圧力変換装置を製造する方法。
14. 【請求項１４】 前記ベースの外周部の１部分を、露出
    したダイアフラムの下面の１部分を残して切除し、露出
    したダイアフラム下面が端子フランジとして機能するよ
    うにし、第２角位置にある下面のパッドが前記端子フラ
    ンジ上に延びる１部分を有するようにすることを特徴と
    する、請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記絶縁体が下面を有し、かつまた複
    数の孔が前記絶縁体の底面から上面まで延びるように形
    成され、各孔がダイアフラム下面の各パッドと同心配置
    されることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記第１平面上の絶縁体のパッドが孔
    を取囲む環の形状を有するようにすることを特徴とす
    る、請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記第１平面上の絶縁体のパッドが、
    孔を取囲む環の形状を有し、前記ダイアフラム下面の別
    個のパッドが、前記環の外径と少なくとも等しい大きさ
    の直径を有するほぼ円形の形状を有するようにすること
    を特徴とする、請求項１５記載の方法。
18. 【請求項１８】 更に前記孔内に導電性のエポキシを配
    置する処置と、各孔内及び導電性のエポキシ内へ端子ピ
    ンをそう入する処置とを含むことを特徴とする、請求項
    １５記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記凹所の底壁に第２の金属化層を付
    着させ、前記凹所が前記第１平面上の前記絶縁体のパッ
    ドまで側壁に沿って、絶縁体割出部に対し第１、第２の
    角位置とは異なる第３の角位置で延びるようにし、 前記ダイアフラム下面に第２の別個の金属化パッドを付
    着させ、前記ダイアフラムが、第３角位置で第１平面上
    の絶縁体のパッドを整列せしめられた少なくとも１部分
    を有するようにすることを特徴とする、請求項１３記載
    の方法。