CN115183933A - 压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器 - Google Patents

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CN115183933A CN202210775326.6A CN202210775326A CN115183933A CN 115183933 A CN115183933 A CN 115183933A CN 202210775326 A CN202210775326 A CN 202210775326A CN 115183933 A CN115183933 A CN 115183933A
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Abstract

本发明提供一种压力传感器，盖状的屏蔽部件(17)遮挡对于传感器芯片(16)的信号处理电子电路部而言不希望的电场，其支撑于液封室(13)内的传感器芯片(16)的一方端面与膜片(32)之间的圆盘状的导电板(19)的端面，导电板(19)例如经由接合引线(Wi)而与输入输出端子组(40ai)电连接，并且传感器芯片(16)支撑于经由接合引线(Wi)而与输入输出端子组(40ai)电连接的芯片安装部件(18)的一端部。

Description

压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器
本申请为分案申请；其母案的申请号为“2018800768116”，发明名称为“压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器”。
技术领域
本发明涉及一种压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器。
背景技术
例如，如专利文献1所示，内置在液封型半导体压力传感器内的传感器单元构成为包括以下部件作为主要要素：金属膜片，其支撑在接头部内并将压力检测室与下述的液封室隔绝；液封室，其形成于金属膜片的上方并存积作为压力传递介质的硅油；传感器芯片，其配置在液封室内并经由金属膜片来检测硅油的压力变动；传感器芯片安装部件，其支撑传感器芯片；密封玻璃，其密封壳体的贯通孔处的传感器芯片安装部件的周围；以及端子组(引线脚)，其送出来自传感器芯片的输出信号并向传感器芯片供给电力。
在上述的结构中，金属膜片、基座板材、以及接头部以同一电位连接，并且上述部位与传感器芯片绝缘。在作为动力源的一次侧电源与作为处理传感器芯片的输出信号的控制电路的二次侧电源之间的绝缘不充分的情况下，由于传感器芯片侧的阻抗较高，所以在对置配置的金属膜片与传感器芯片之间产生电位差。为了防止因在金属膜片及传感器芯片彼此之间产生的电位对传感器芯片内的电子电路及非易失性存储器带来的影响(压力传感器的输出变动)，例如如专利文献1所示，提出了以下技术：以包围传感器芯片并形成圆筒状的空间的方式在密封玻璃的端面设置金属制的下板及金属部件。该传感器芯片与经由按压板而和集成在传感器芯片中的电子电路的零电位连接的引线脚以及金属部件电连接。由此，下板及金属部件的电位与位于由下板和金属部件围起的空间内的传感器芯片的电子电路处于同一零电位，从而金属膜片与传感器芯片之间不存在电位差，其结果，没有产生影响传感器芯片的电子电路的电场的担忧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3987386号公报
发明内容
作为这样的情况下的对策，例如考虑以下对策：另外配置上述的按压板，该按压板与从相对于上述的液封室隔离的密封玻璃的另一方端面突出的引线脚连接，并且在其它工序中与引线脚电连接等，来使该引线脚与集成在传感器芯片中的电子电路的零电位连接。
然而，需要另一按压板的配置以及连接引线脚与按压板的作业，由此压力传感器的部件件数及组装作业工序增大，不是良策。
考虑以上的问题点，本发明的目的在于提供一种压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器，在该压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器中，能够在不增加部件件数及组装作业工序情况下，减少对在压力传感器中的传感器芯片与金属膜片之间产生的电场带来的影响。
为了实现上述目的，本发明的压力传感器的屏蔽构造构成为具备传感器单元和电场遮挡部件，其中，传感器单元包括：传感器芯片，其检测压力并送出检测输出信号；芯片安装部件，其支撑传感器芯片；膜片，其将配置传感器芯片及芯片安装部件的液封室和与液封室对置的压力室分隔；以及输入输出端子组，其支撑于密封玻璃并与传感器芯片电连接，电场遮挡部件通过由与输入输出端子组电连接的导电板支撑，来配置在液封室内的传感器芯片的一方端面与膜片之间，遮挡作用于传感器芯片的信号处理电子电路部的电场。优选导电板配置于密封玻璃的端面并与输入输出端子组电连接。优选导电板与传感器芯片的信号处理电子电路部处于同一电位。
并且，本发明的压力传感器的屏蔽构造构成为具备传感器单元和电场遮挡部件，其中，传感器单元包括：传感器芯片，其检测压力并送出检测输出信号；膜片，其将配置传感器芯片的液封室和与液封室对置的压力室分隔；以及输入输出端子组，其与传感器芯片电连接，电场遮挡部件通过由与输入输出端子组电连接的导电板支撑，来配置在液封室内的传感器芯片的一方端面与膜片之间，遮挡作用于传感器芯片的信号处理电子电路部的电场。优选导电板配置于收纳传感器单元的传感器壳体的内周面并与输入输出端子组电连接。优选导电板与传感器芯片的信号处理电子电路部处于同一电位。
另外，本发明的压力传感器的屏蔽构造构成为具备传感器单元和电场遮挡部件，其中，传感器单元包括：传感器芯片，其检测压力并送出检测输出信号；芯片安装部件，其支撑传感器芯片；膜片，其将配置传感器芯片及芯片安装部件的液封室和与液封室对置的压力室分隔；以及输入输出端子组，其支撑于密封玻璃并与传感器芯片电连接，电场遮挡部件通过配置于密封玻璃的端面并与输入输出端子组电连接，来配置在液封室内的传感器芯片的一方端面与膜片之间，遮挡作用于传感器芯片的信号处理电子电路部的电场。优选电场遮挡部件与传感器芯片的信号处理电子电路部处于同一电位。
再者，本发明的压力传感器的屏蔽构造构成为具备传感器单元和电场遮挡部件，其中，传感器单元包括：传感器芯片，其检测压力并送出检测输出信号；芯片安装部件，其支撑传感器芯片；膜片，其将配置传感器芯片及芯片安装部件的液封室和与液封室对置的压力室分隔；以及输入输出端子组，其与传感器芯片及芯片安装部件电连接，电场遮挡部件通过配置于芯片安装部件的端面并与输入输出端子组电连接，来配置在液封室内的传感器芯片的一方端面与膜片之间，遮挡作用于传感器芯片的信号处理电子电路部的电场。优选电场遮挡部件与传感器芯片的信号处理电子电路部处于同一电位。
本发明的压力传感器具备传感器单元、电场遮挡部件、以及收纳传感器单元及电场遮挡部件的传感器单元收纳部来构成，其中，传感器单元包括：传感器芯片，其检测压力并送出检测输出信号；芯片安装部件，其支撑传感器芯片；膜片，其将配置传感器芯片及芯片安装部件的液封室和与液封室对置的压力室分隔；以及输入输出端子组，其支撑于密封玻璃并与传感器芯片电连接，电场遮挡部件通过由与芯片安装部件一起与输入输出端子组电连接的导电板支撑，来配置在液封室内的传感器芯片的一方端面与膜片之间，遮挡作用于传感器芯片的信号处理电子电路部的电场。
并且，本发明的压力传感器具备传感器单元、电场遮挡部件、以及收纳传感器单元及电场遮挡部件的传感器单元收纳部来构成，其中，传感器单元包括：传感器芯片，其检测压力并送出检测输出信号；膜片，其将配置传感器芯片的液封室和与液封室对置的压力室分隔；以及输入输出端子组，其与传感器芯片电连接，电场遮挡部件通过由与输入输出端子组电连接的导电板支撑，来配置在液封室内的传感器芯片的一方端面与膜片之间，遮挡作用于传感器芯片的信号处理电子电路部的电场。优选电场遮挡部件与传感器芯片的信号处理电子电路部处于同一电位。
根据本发明的压力传感器的屏蔽构造及具备该屏蔽构造的压力传感器，由于具备电场遮挡部件，该电场遮挡部件通过由与输入输出端子组电连接的导电板支撑，来配置在液封室内的传感器芯片的一方端面与膜片之间，遮挡作用于传感器芯片的信号处理电子电路部的电场，所以能够在不增加部件件数及组装作业工序的情况下，减少对在压力传感器中的传感器芯片与金属膜片之间产生的电场带来的影响。
附图说明
图1是示出本发明的压力传感器的屏蔽构造的一例的主要部分的剖视图。
图2是从图1所示的箭头的方向观察到的配置在液封室内的电场遮挡部件的向视图。
图3是示出应用了图1所示的压力传感器的屏蔽构造的一例的压力传感器的一例的结构的剖视图。
图4是示出本发明的压力传感器的屏蔽构造的另一例的主要部分的剖视图。
图5是局部放大地示出图4所示的例子中的V部的局部放大图。
图6是从图5所示的箭头的方向观察到的配置在液封室内的电场遮挡部件的向视图。
图7是示出本发明的压力传感器的屏蔽构造的又一例的主要部分的剖视图。
图8是示出图7所示的例子中的液封室内的电场遮挡部件的俯视图。
图9是示出本发明的压力传感器的屏蔽构造的又一例的主要部分的剖视图。
图10是局部放大地示出图9所示的例子中的X部的局部放大图。
图11是从图10所示的箭头的方向观察到的配置在液封室内的电场遮挡部件的向视图。
图12A是包括局部截面在内地示出图7所示的例子所使用的导电板的另一例的立体图。
图12B是示出图12A所示的导电板安装于传感器壳体的状态的剖视图。
图12C是在安装于传感器壳体的状态下示出图7所示的例子所使用的导电板的又一例的剖视图。
具体实施方式
图3简要地示出应用了本发明的压力传感器的屏蔽构造的一例的压力传感器的结构。
图3中，压力传感器构成为包括接头部件30和传感器单元收纳部，其中，接头部件30与引导应该检测压力的流体的配管连接，传感器单元收纳部例如通过硬钎焊等而与接头部件30的基座板材28连结，收纳下述的传感器单元，并将来自传感器芯片的检测输出信号供给至预定的压力测定装置。
金属制的接头部件30在内侧具有要被拧入至上述的配管的连接部的外螺纹部的内螺纹部30fs。内螺纹部30fs与将从箭头P所示的方向供给的流体引导至下述的压力室28A的接头部件30的端口30a连通。端口30a的一方开口端朝向形成于接头部件30的基座板材28与传感器单元的膜片32之间的压力室28A开口。
传感器单元收纳部的外部轮廓部由作为罩部件的圆筒状的防水外壳20形成。在树脂制的防水外壳20的下端部形成有开口部20b。在成为内侧的开口部20b的周缘的台阶部卡合有接头部件30的基座板材28的周缘部。
经由接头部件30的端口30a向压力室28A内导入流体的压力。
传感器单元的壳体12的下端面通过焊接而与基座板材28的周缘部连结。
传感器单元检测压力室28A内的压力并送出检测输出信号，该传感器单元构成为包括以下部件作为主要要素：金属制的圆筒状的壳体12；金属制的膜片32，其将压力室28A与壳体12的内周部隔绝；传感器芯片16，其具有多个压力检测元件及处理来自压力检测元件的信号的信号处理电子电路部；金属制的芯片安装部件18，其经由粘接剂层50在一端部支撑传感器芯片16；输入输出端子组40ai(i＝1～8)，其与传感器芯片16电连接；以及密封玻璃14，其将输入输出端子组40ai及填充油用管44固定在芯片安装部件18的外周面与壳体12的内周面之间。
膜片32支撑于壳体12的与上述的压力室28A对置的一方的下端面。膜片保护罩34对配置于压力室28A的膜片32进行保护，该膜片保护罩34具有多个连通孔34a。膜片保护罩34的周缘通过焊接而与膜片32的周缘一起接合于壳体12的下端面。壳体12、膜片32、基座板材28、以及接头部件30连接并导通，从而处于同一电位。并且，输入输出端子组40ai、芯片安装部件18例如经由密封玻璃14等绝缘物而与壳体12绝缘地被保持。
在金属制的膜片32与所对置的传感器芯片16及密封玻璃14的端面之间形成有液封室13，例如经由填充油用管44向液封室13填充有预定量的硅油、或者氟系惰性液体之类的压力传递介质PM。此外，在填充油后，填充油用管44的一方端部如双点划线所示地被压溃而关闭。
输入输出端子组40ai(i＝1～8)由两根电源用端子、一根输出用端子以及五根调整用端子构成。各端子的两端部分别从上述的密封玻璃14的端部朝向液封室13突出，或者朝向下述的端子台24的孔24b突出。两根电源用端子和一根输出用端子经由连接端子36而与各导线38的芯线38a连接。各导线38例如与预定的压力测定装置连接。此外，图3中仅示出八根端子中的四根端子。输入输出端子组40ai与下述的传感器芯片16之间通过接合引线Wi连接。
排列输入输出端子组40ai的端子台24将树脂材料例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为主要成分来成形。端子台24具有供输入输出端子组40ai插入的多个孔24b，并在内侧具有预定容积的空洞部24A。端子排列部24T具有相互隔离的多个孔24b并以与上述的基端部正交的方式一体成形。作为粘接面的端子台24的基端部的下端面利用硅酮系粘接剂粘接于壳体12的上端面。由此，在壳体12的上端面形成具有预定厚度的环状的粘接层10a。并且，在输入输出端子组40ai突出的密封玻璃14的整个上端面，以预定厚度形成有由硅酮系粘接剂构成的包覆层10b。
在作为端子排列部件的端子台24的外周面以及和端子台24连结并覆盖上述的端子排列部24T的孔24b和端子台24的上部的开口端的端盖22的外周面与防水外壳20的内周面之间、并且在防水外壳20的内周面与壳体12的外周面之间，以预定量填充有密封材料26。端子台24及端盖22以隔着上述的传感器单元而与接头部件30的基座板材28对置的方式配置在防水外壳20内。端盖22的上端面从防水外壳20的开口端朝向上方突出。即，端盖22的上端面的位置成为比防水外壳20的开口端面的位置高的位置。
传感器芯片16例如经由粘接剂层50而粘接于成为液封室13的内侧的芯片安装部件18的一端部。如图1所示，大致呈矩形的传感器芯片16的外形尺寸设定为比芯片安装部件18的直径大。
在液封室13内，例如，圆盘状的导电板19以包围传感器芯片16的方式支撑于密封玻璃14的一方端面。导电板19由树脂、玻璃、陶瓷中任一种绝缘材料形成，其一方端面由通过粘附、蒸镀、电镀等形成的导电层亦即金、银、铜、铝等金属膜形成并成为一体。上述的导电板19的作为导电层的一方端面与膜片32对置，导电板19在作为绝缘层的另一方端面处支撑于密封玻璃14。
并且，在液封室13内的传感器芯片16的一方端面与膜片32之间，设有作为电场遮挡部件的屏蔽部件17。屏蔽部件17遮挡对于传感器芯片16的信号处理电子电路部而言不希望的电场。
屏蔽部件17例如可以由不锈钢、铜、铝等导电性金属材料制成，或者例如也可以由树脂、玻璃、陶瓷等绝缘材料制成，并且其表层由通过粘接、蒸镀、溅射、电镀等成膜的导电性金属形成并成为一体。
如图2所示，盖状的屏蔽部件17的四个固定端部接近地接合于圆盘状的导电板19的一方端面处的传感器芯片16的外周部并与其导通。在屏蔽部件17的侧面设有多个开口部，对此省略图示。屏蔽部件17的形状呈压力传递介质PM能够移动的形状，以便经由压力传递介质PM向传感器芯片16传递与膜片32的位移对应的压力。
导电板19经由接合引线Wi而与输入输出端子组40ai中的任意一根以上、例如零(V)用端子连接并导通。根据这样的结构，屏蔽部件17及导电板19的电位与搭载于传感器芯片16的电子电路处于同一电位。
在屏蔽部件17的覆盖传感器芯片16整体的部分与传感器芯片16的端面之间形成有预定的缝隙。此外，屏蔽部件17的外形尺寸也可以根据传感器芯片16的信号处理电子电路部的大小而适当地设定，以便遮挡对于传感器芯片16的信号处理电子电路部而言不希望的电场。
因此，通过在膜片32与传感器芯片16的信号处理电子电路部之间，配置与传感器芯片16的电位处于同一电位的屏蔽部件17，来由屏蔽部件17遮挡因和单元的一次侧电源(未图示)处于同一电位的膜片32与控制电路(未图示)侧之间的电位差而产生的作用于传感器芯片16的电场。并且，由于屏蔽部件17及传感器芯片16的电位是同一电位，所以在它们彼此之间不产生电场。因此，在传感器芯片16与膜片32之间产生的电位差不会作用于传感器芯片16，从而能够防止对传感器芯片16中的电子电路带来影响。
图4局部地示出应用了本发明的压力传感器的屏蔽构造的另一例的压力传感器的主要部分。
在图1所示的例子中，盖状的屏蔽部件17的四个固定端部例如接近地接合于圆盘状的导电板19的端面处的传感器芯片16的外周部，但也可以代替地，在图4所示的例子中，屏蔽板48支撑于液封室13内的密封玻璃14的端面。
此外，图4至图6中，使用同一符号示出与图1及图3所示的例子中的构成要素相同的构成要素，并省略其重复说明。
在这种压力传感器中，也构成为包括接头部件和传感器单元收纳部，其中，接头部件与引导应该检测压力的流体的配管连接，传感器单元收纳部与接头部件的基座板材连结，收纳下述的传感器单元，并将来自传感器芯片的检测输出信号供给至预定的压力测定装置，对此省略图示。
在液封室13内的传感器芯片16的一方端面与膜片32之间，设有作为电场遮挡部件的屏蔽板48。屏蔽板48遮挡对于传感器芯片16的信号处理电子电路部而言不希望的电场。屏蔽板48例如可以由不锈钢、铜、铝等导电性金属材料制成，或者屏蔽板48例如也可以由树脂、玻璃、陶瓷等绝缘材料制成，并且在其一方表层形成有通过粘接、蒸镀、溅射、电镀等形成的导电性金属的导电层并成为一体。如图6所示，带状的屏蔽板48由与传感器芯片16的一方端面对置的槽形部48A、和与槽形部48A的两端部相连的第一固定部48B以及第二固定部48C构成。槽形部48A、第一固定部48B以及第二固定部48C例如通过冲压加工而一体成形。槽形部48A具有预定缝隙地在传感器芯片16的中央部的正上方通过。在第一固定部48B的孔48b中压入有填充油用管44，在第二固定部48C的孔48f、48d、切口部48e中插入有从密封玻璃14的端面突出的各输入输出端子组40ai。由此，第一固定部48B及第二固定部48C接近芯片安装部件18的一端部处的传感器芯片16的外周部，抵接并支撑于密封玻璃14的端面。
第二固定部48C经由接合引线Wi而与输入输出端子组40ai中的一根例如零(V)导通，该输入输出端子组40ai与作为屏蔽板48的导体面的一方端面连接。根据这样的结构，作为屏蔽板48的一方端面的导体面的电位与搭载于传感器芯片16的电子电路处于同一电位。
此外，屏蔽板48的外形尺寸及宽度尺寸也可以根据传感器芯片16的信号处理电子电路部的大小而适当地设定，以便遮挡对于传感器芯片16的信号处理电子电路部而言不希望的电场。
因此，通过在膜片32与传感器芯片16之间，配置与传感器芯片16的信号处理电子电路部处于同一电位的屏蔽板48，来由屏蔽板48遮挡因和单元的一次侧电源(未图示)处于同一电位的膜片32与控制电路(未图示)侧之间的电位差而产生的作用于传感器芯片16的电场。并且，由于屏蔽板48的电位与传感器芯片16的电位是同一电位，所以在它们彼此之间不产生电场。因此，在传感器芯片16与膜片32之间产生的电位差所引起的电位差不会作用于传感器芯片16，从而能够防止对传感器芯片16中的电子电路带来影响。
图7局部地示出应用了本发明的压力传感器的屏蔽构造的又一例的压力传感器的结构。
图7所示的压力传感器构成为包括接头部件60和金属制的传感器壳体56，其中，接头部件60与引导应该检测压力的流体的配管连接，金属制的传感器壳体56通过硬钎焊等连结接头部件60和基座板材58并收纳下述的传感器单元。
接头部件60的端口60a的一方开口端朝向形成于接头部件60的基座板材58与传感器单元的膜片70之间的压力室58A开口。
检测压力室58A内的压力并送出检测输出信号的传感器单元构成为包括以下部件作为主要要素：金属制的膜片70，其将压力室58A与传感器壳体56的内周部隔绝；传感器芯片66，其具有多个压力检测元件及处理来自压力检测元件的信号的信号处理电子电路部；导电板62，其具有供传感器芯片66的外周部插入的孔并包围传感器芯片66；以及输入输出端子组54ai(i＝1～8)，其与传感器芯片66电连接。
金属制的膜片70焊接地固定在上述的传感器壳体56的接合端与基座板材58的接合端之间。因此，传感器壳体56的电位与膜片70、基座板材58以及接头部件60连接并导通，从而与膜片70等的电位处于同一电位。
在由膜片70和传感器壳体56的内周部形成的密封空间亦即液封室68内，例如填充有预定量的硅油或者氟系惰性液体等压力传递介质PM。经由传感器壳体56的孔56a填充压力传递介质PM后，由塞部件52封堵孔56a。输入输出端子组54ai经由密封玻璃65(参照图8)而与传感器壳体56绝缘地被支撑。输入输出端子组54ai与传感器芯片66之间通过接合引线Wi连接。
在液封室68内，例如矩形的导电板62以包围传感器芯片66的方式支撑于传感器壳体56的内周面。导电板62例如可以由树脂、玻璃、陶瓷等任一种绝缘材料制成，并且在一方端面形成有通过粘附、蒸镀、电镀等成膜的导电层亦即金、银、铜、铝等的金属膜并成为一体。导电板62的作为导电层的一方端面与膜片70对置，作为另一方端面的绝缘层支撑于传感器壳体56。并且，在液封室68内的传感器芯片66的一方端面与膜片70之间，设有作为电场遮挡部件的屏蔽部件64。
另外，例如，如图12A所示，导电板也可以由利用绝缘材料制成的芯部件63、和利用导电性材料制成并覆盖芯部件63的罩部件67构成。此外，图12A～12C中省略了屏蔽部件64的图示。
在环状的芯部件63的内周缘部，与一方端面邻接地具有台阶部63R。罩部件67由以下部件构成：圆板状部67A，其覆盖芯部件63中的与膜片70对置的另一方端面；内周缘部67C，其与圆板状部67A相连并覆盖芯部件63的内周部；以及固定部67B，其与内周缘部67C相连，并通过铆接加工而固定于芯部件63的台阶部63R。导电板的芯部件63的一方端面粘接于传感器壳体56的内周面。此时，如图12B所示，通过在导电板处的罩部件67的固定部67B与传感器壳体56的内周面之间、以及传感器芯片66的外周面与导电板处的罩部件67的内周缘部67C之间形成预定缝隙，来防止传感器壳体56与罩部件67接触。
并且，例如，如图12C所示，导电板也可以由利用绝缘材料制成的芯部件63′、和利用导电性材料制成并覆盖芯部件63′的罩部件67′构成。环状的芯部件63′在外周缘部具有薄壁的伸出部63′F。罩部件67′由以下部件构成：圆板状部67′A，其覆盖芯部件63′中的与膜片70对置的另一方端面；外周缘部67′C，其与圆板状部67′A相连并覆盖芯部件63′的伸出部63′F的外周部；以及固定部67′B，其与外周缘部67′C相连，并通过铆接加工而固定于芯部件63′的伸出部63′F的一方端面。导电板的芯部件63′的内周缘部周围的端面粘接于传感器壳体56的内周面。此时，如图12C所示，通过在导电板处的罩部件67′的固定部67′B与传感器壳体56的内周面之间、和传感器芯片66的外周面与导电板处的罩部件67′的内周缘部67′a及芯部件63′的内周面之间形成预定缝隙，来防止传感器壳体56与罩部件67′接触。
屏蔽部件64例如可以由不锈钢、铜、铝等导电性金属材料制成，或者屏蔽部件64例如也可以由树脂、玻璃、陶瓷等绝缘材料制成，并且一个表层由通过粘接、蒸镀、溅射、电镀等成膜的导电性金属膜形成并成为一体。即，屏蔽部件64经由绝缘物(导电板62的绝缘层)而支撑于与一次侧电位处于同一电位的传感器壳体56。
屏蔽部件64隔开预定间隔地覆盖传感器芯片66的一方端面整体，来遮挡对于传感器芯片66的信号处理电子电路部而言不希望的电场。屏蔽部件64的一对固定端部与导电板62彼此在导体面处接合并导通。导电板62的作为导体面的一方端面经由接合引线Wi而与输入输出端子组54ai中的任意一根以上、例如零(V)用输入输出端子组54ai接合并导通。根据这样的结构，屏蔽部件64及导电板62的电位与搭载于传感器芯片66的电子电路的电位处于同一电位。
因此，通过在膜片70与传感器芯片66的一方端面之间，配置与传感器芯片66的信号处理电子电路部处于同一电位的屏蔽部件64，来由屏蔽部件64遮挡因电位差在和单元的一次侧电源(未图示)处于同一电位的膜片70与控制电路(未图示)侧之间产生的作用于传感器芯片66的电场。并且，由于屏蔽部件64的电位与传感器芯片66的电位处于同一电位，所以在它们彼此之间不产生电场。因此，在传感器芯片66与膜片70之间产生的电位差不会作用于传感器芯片66，从而能够防止对传感器芯片66中的电子电路带来影响。
图9局部地示出应用了本发明的压力传感器的屏蔽构造的又一例的压力传感器的主要部分。
在图1所示的例子中，盖状的屏蔽部件17的四个固定端部接近地接合于圆盘状的导电板19的端面处的传感器芯片16的外周部，但也可以代替地，在图9所示的例子中，屏蔽板17′接合于芯片安装部件18′的与液封室13对置的端面。
此外，图9至图11中，使用同一符号示出与图1所示的例子中的构成要素相同的构成要素，并省略其重复说明。
传感器芯片16例如经由粘接剂层50粘接于成为液封室13的内侧的芯片安装部件18′的一端部。如图9所示，大致呈矩形的传感器芯片16的外形尺寸设定为比芯片安装部件18′的直径小。芯片安装部件18′经由接合引线Wi而与输入输出端子组40ai中的任意一根以上、例如零(V)用输入输出端子连接并导通。
在液封室13内的传感器芯片16的一方端面与膜片32之间，设有作为电场遮挡部件的屏蔽板17′。屏蔽板17′遮挡对于传感器芯片16的信号处理电子电路部而言不希望的电场。屏蔽板17′例如可以由不锈钢、铜、铝等导电性金属材料制成，或者屏蔽板17′例如也可以由树脂、玻璃、陶瓷等绝缘材料制成，并且在屏蔽板17′的表层的一个面形成有通过粘接、蒸镀、溅射、电镀等成膜的导电性金属膜并成为一体。
带状的屏蔽板17′的固定端部接近地接合于芯片安装部件18′的一端部处的传感器芯片16的外周部并导通。根据这样的结构，屏蔽板17′、芯片安装部件18′的电位与搭载于传感器芯片16的电子电路的电位处于同一电位。
在屏蔽板17′的与传感器芯片16的一方端面对置的部分与传感器芯片16的一方端面之间形成有预定缝隙。此外，屏蔽板17′的外形尺寸及宽度尺寸也可以根据传感器芯片16的信号处理电子电路部的大小而适当地设定，以便遮挡对于传感器芯片16的信号处理电子电路部而言不希望的电场。
并且，此处，输入输出端子40ai及接合引线Wi与芯片安装部件18′连接，但不限定于这种例子，输入输出端子40ai及接合引线Wi也可以直接与屏蔽部件17′连接。
因此，通过在膜片32与传感器芯片16之间，配置与传感器芯片16的信号处理电子电路部处于同一电位的屏蔽板17′，来由屏蔽板17′遮挡因和单元的一次侧电源(未图示)处于同一电位的膜片32与控制电路(未图示)侧之间的电位差而产生的作用于传感器芯片16的电场。并且，由于屏蔽板17′的电位与传感器芯片16的电位是同一电位，所以在它们彼此之间不产生电场。因此，在传感器芯片16与膜片32之间产生的电位差不会作用于传感器芯片16，从而能够防止对传感器芯片16中的电子电路带来影响。
从以上的说明可明确，根据本发明的压力传感器的屏蔽构造的一例，在压力传感器中，利用屏蔽板17′、48或者屏蔽部件17、64、导电板19、62来避免因在传感器芯片16、66与膜片32、70彼此之间产生的电位而对传感器芯片内的电子电路带来的影响(压力传感器的输出变动)，从而能够在不增加部件件数及组装作业工序的情况下，减少对在压力传感器中的传感器芯片与膜片之间产生的电场带来的影响。

Claims (2)

1.一种压力传感器的屏蔽构造，其特征在于，
构成为具备传感器单元和电场遮挡部件，
上述传感器单元包括：传感器芯片，其检测压力并送出检测输出信号；芯片安装部件，其直径比该传感器芯片的外形尺寸大且支撑该传感器芯片；膜片，其将配置该传感器芯片及芯片安装部件的液封室和与该液封室对置的压力室分隔；以及输入输出端子组，其与该传感器芯片及芯片安装部件电连接，上述芯片安装部件与上述输入输出端子组中的至少一根以上的端子电连接，
上述电场遮挡部件配置于上述液封室内的上述传感器芯片的一方端面与上述膜片之间，通过固定于上述芯片安装部件的接近上述传感器芯片的外周部的位置并经由上述芯片安装部件与上述输入输出端子组电连接，遮挡作用于该传感器芯片的信号处理电子电路部的电场。
2.根据权利要求1所述的压力传感器的屏蔽构造，其特征在于，
上述电场遮挡部件与上述传感器芯片的信号处理电子电路部处于同一电位。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6718855B2 (ja) * 2017-11-30 2020-07-08 株式会社鷺宮製作所 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
US11460363B2 (en) * 2019-03-29 2022-10-04 Honeywell International Inc. Pressure sensors and methods of manufacturing a pressure sensor
JP7252055B2 (ja) * 2019-05-16 2023-04-04 アズビル株式会社 圧力センサ
JP2021056071A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社不二工機 圧力検出ユニット及びこれを用いた圧力センサ
JP7433210B2 (ja) 2020-12-23 2024-02-19 株式会社鷺宮製作所 圧力センサ
US11953392B1 (en) * 2022-09-21 2024-04-09 Wuxi Sencoch Semiconductor Co., Ltd. Packaging structure and method of MEMS pressure sensor

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS498411B1 (zh) * 1970-10-22 1974-02-26
CN2098678U (zh) * 1991-06-24 1992-03-11 陈才 电容式微压传感器
DE4136995C2 (de) * 1991-11-11 1996-08-08 Sensycon Ind Sensorsyst Kapazitiver Drucksensor
JP3987386B2 (ja) 2001-11-20 2007-10-10 株式会社鷺宮製作所 圧力センサ
WO2004048914A1 (en) * 2002-11-26 2004-06-10 Harry Louis Platt Sealed capacitive pressure sensor for non-invasive blood pressure monitor
JP4299007B2 (ja) * 2003-01-14 2009-07-22 株式会社鷺宮製作所 液封型圧力センサ
EP1682859A4 (en) * 2003-08-11 2007-08-22 Analog Devices Inc CAPACITIVE SENSOR
JP2006078417A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Toyoda Mach Works Ltd 圧力センサ
US7197937B2 (en) * 2005-01-26 2007-04-03 Sensata Technologies, Inc. Hermetic pressure sensing device
WO2007004400A1 (ja) * 2005-06-30 2007-01-11 Saginomiya Seisakusho, Inc. 圧力センサ及びその製造方法
JP2008072185A (ja) 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 音声入力装置
CN102375586B (zh) * 2010-08-19 2014-12-03 苏州敏芯微电子技术有限公司 识别指向与力度的操纵系统
TWI633289B (zh) * 2013-03-13 2018-08-21 不二工機股份有限公司 壓力感測器

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