JP2000352538A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JP2000352538A JP2000352538A JP11163163A JP16316399A JP2000352538A JP 2000352538 A JP2000352538 A JP 2000352538A JP 11163163 A JP11163163 A JP 11163163A JP 16316399 A JP16316399 A JP 16316399A JP 2000352538 A JP2000352538 A JP 2000352538A
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- Japan
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- silicon substrate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外気の温度変化に対して安定した特性が得ら
れ、信頼性が高く、かつ生産性が高い圧力センサを得
る。 【解決手段】 静電容量型圧力検出素子２６ａは、被測
定圧力により変形するダイアフラム部を有するシリコン
基板１３ａと、固定電極１４ａが形成された絶縁基板１
５ａとを対向させ、前記シリコン基板１３ａと固定電極
１４ａとを、所定の距離をおいて対向配置させた構成で
あり、 前記キャップ部２０ａには、被測定圧力導入口
３５が設けられており、前記台座１７ａには、静電容量
型圧力検出素子２６ａの絶縁基板１５ａが固定されてい
て、前記シリコン基板１３ａの周辺部と、キャップ部２
０ａの被測定圧力導入口３５とは、シール材３０にて封
止されている圧力センサとする。
れ、信頼性が高く、かつ生産性が高い圧力センサを得
る。 【解決手段】 静電容量型圧力検出素子２６ａは、被測
定圧力により変形するダイアフラム部を有するシリコン
基板１３ａと、固定電極１４ａが形成された絶縁基板１
５ａとを対向させ、前記シリコン基板１３ａと固定電極
１４ａとを、所定の距離をおいて対向配置させた構成で
あり、 前記キャップ部２０ａには、被測定圧力導入口
３５が設けられており、前記台座１７ａには、静電容量
型圧力検出素子２６ａの絶縁基板１５ａが固定されてい
て、前記シリコン基板１３ａの周辺部と、キャップ部２
０ａの被測定圧力導入口３５とは、シール材３０にて封
止されている圧力センサとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力検出素子が、
筐体内に配置される構成をした、気体及び液体の両方に
対応した圧力センサに関する。
筐体内に配置される構成をした、気体及び液体の両方に
対応した圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧力センサとしては、例えば、図
２に示す差圧測定用静電容量型圧力センサが知られてい
る。図２は、一例の断面図である。図２に示すように、
シリコン基板１３ｂには、圧力に応じて変形するシリコ
ンダイアフラム１１ｂが形成されるとともに、シリコン
ダイアフラム１１ｄの下側には、キャビティー部１２が
形成されている。ガラス基板１５ｂ上には、固定電極１
４ｂが形成され、シリコン基板１３ｂとガラス基板１５
ｂとが接着されて、センサチップ２６ｂが構成される。
２に示す差圧測定用静電容量型圧力センサが知られてい
る。図２は、一例の断面図である。図２に示すように、
シリコン基板１３ｂには、圧力に応じて変形するシリコ
ンダイアフラム１１ｂが形成されるとともに、シリコン
ダイアフラム１１ｄの下側には、キャビティー部１２が
形成されている。ガラス基板１５ｂ上には、固定電極１
４ｂが形成され、シリコン基板１３ｂとガラス基板１５
ｂとが接着されて、センサチップ２６ｂが構成される。
【０００３】一方、静電容量型圧力検出素子２６ｂは、
台座１７ｂ上に接着されており、この台座１７ｂには、
リード端子１６ｂが配置され、ガラス基板１５ｂに形成
された大気圧導入孔である貫通孔２４と台座１７ｂに配
置された貫通孔２３は連通される。そして、リード端子
１６ｂと固定電極１４ｂとは、リードワイヤー１８ｂに
よって電気的に接続されている。
台座１７ｂ上に接着されており、この台座１７ｂには、
リード端子１６ｂが配置され、ガラス基板１５ｂに形成
された大気圧導入孔である貫通孔２４と台座１７ｂに配
置された貫通孔２３は連通される。そして、リード端子
１６ｂと固定電極１４ｂとは、リードワイヤー１８ｂに
よって電気的に接続されている。
【０００４】静電容量型圧力検出素子２６ｂには、横穴
２５が設けられ、これによって固定電極１４ｂが外部に
引き出される。その後、キャビティー部１２と静電容量
型圧力検出素子２６ｂの外部とを隔離するため、横穴２
５は封止材２２によって封止される。
２５が設けられ、これによって固定電極１４ｂが外部に
引き出される。その後、キャビティー部１２と静電容量
型圧力検出素子２６ｂの外部とを隔離するため、横穴２
５は封止材２２によって封止される。
【０００５】そして、台座１７ｂ上には、キャップ部２
０ｂが配置され、台座１７ｂとキャップ部２０ｂとは、
ハーメチックシール等によってシールされる。キャップ
部２０ｂの上面には、穴部が形成され、この穴部は、図
示のように、圧力に応じて変形する樹脂または金属性の
サブダイアフラム１９が配置されている。
０ｂが配置され、台座１７ｂとキャップ部２０ｂとは、
ハーメチックシール等によってシールされる。キャップ
部２０ｂの上面には、穴部が形成され、この穴部は、図
示のように、圧力に応じて変形する樹脂または金属性の
サブダイアフラム１９が配置されている。
【０００６】そして、台座１７ｂとキャップ部２０ｂと
で規定される空間には、シリコンオイル等の液体または
不活性気体の封入剤２１が封入されている。上述の圧力
センサは、サブダイアフラム１９に圧力が加わると、こ
の印加圧力は封入剤２１を介して圧力検出素子である静
電容量型圧力検出素子２６ｂの感圧部のシリコンダイア
フラム１１ｂに伝えられる。
で規定される空間には、シリコンオイル等の液体または
不活性気体の封入剤２１が封入されている。上述の圧力
センサは、サブダイアフラム１９に圧力が加わると、こ
の印加圧力は封入剤２１を介して圧力検出素子である静
電容量型圧力検出素子２６ｂの感圧部のシリコンダイア
フラム１１ｂに伝えられる。
【０００７】よって、シリコンダイアフラム１１ｂとサ
ブダイアフラム１９を備える二重ダイアフラム構造をと
るため、被測定圧力が直接圧力検出素子に与えられるこ
とがなく、被測定圧力は封入剤２１を介して静電容量型
圧力検出素子２６ｂに伝えられるため、液体内の圧力を
測定する際にも使用することができ、静電容量型圧力検
出素子２６ｂやリードワイヤー１８ｂ等は、外界に一切
触れることがないため、耐環境性に優れた長期に安定し
て圧力検出を行うことができる。
ブダイアフラム１９を備える二重ダイアフラム構造をと
るため、被測定圧力が直接圧力検出素子に与えられるこ
とがなく、被測定圧力は封入剤２１を介して静電容量型
圧力検出素子２６ｂに伝えられるため、液体内の圧力を
測定する際にも使用することができ、静電容量型圧力検
出素子２６ｂやリードワイヤー１８ｂ等は、外界に一切
触れることがないため、耐環境性に優れた長期に安定し
て圧力検出を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧力センサで
は、台座とキャップ部とで規定される空間にシリコンオ
イル等の液体又は不活性ガスを封入して密封する構造で
あるため、以下の欠点があった。外界の温度の変化に
より封止した液体又は不活性ガスの膨張及び収縮によ
り、台座とキャップ部とで規定される空間内の圧力が大
きく変化し、センサの温度特性を著しく悪化させる。
封止剤の密封や、サブダイアフラムと筐体のハーメチッ
クシールを行うためには多くの工数を要するため、コス
トアップにつながる。
は、台座とキャップ部とで規定される空間にシリコンオ
イル等の液体又は不活性ガスを封入して密封する構造で
あるため、以下の欠点があった。外界の温度の変化に
より封止した液体又は不活性ガスの膨張及び収縮によ
り、台座とキャップ部とで規定される空間内の圧力が大
きく変化し、センサの温度特性を著しく悪化させる。
封止剤の密封や、サブダイアフラムと筐体のハーメチッ
クシールを行うためには多くの工数を要するため、コス
トアップにつながる。
【０００９】従って、本発明の目的は、外気の温度変化
に対して安定した特性が得られ、信頼性が高く、かつ生
産性が高い圧力センサを提供することにある。
に対して安定した特性が得られ、信頼性が高く、かつ生
産性が高い圧力センサを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、静電容量型圧力検出素子を構成するダイ
アフラム部を有するシリコン基板の表面に、シリコン酸
化膜、シリコン窒化膜及び、樹脂製防水膜を形成し、前
記シリコン基板の一部を被測定圧力導入口を有する筐体
に直接接続し、また圧力検出素子を配置する台座には、
筐体外部（大気圧側）と連通する貫通孔を配置した圧力
センサとする。
決するために、静電容量型圧力検出素子を構成するダイ
アフラム部を有するシリコン基板の表面に、シリコン酸
化膜、シリコン窒化膜及び、樹脂製防水膜を形成し、前
記シリコン基板の一部を被測定圧力導入口を有する筐体
に直接接続し、また圧力検出素子を配置する台座には、
筐体外部（大気圧側）と連通する貫通孔を配置した圧力
センサとする。
【００１１】本発明によれば、静電容量型圧力検出素子
を構成するダイアフラム部を有するシリコン基板の表面
にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、及び樹脂製防水膜
を形成し、前記シリコン基板の一部を被測定圧力導入口
を有する筐体に直接接続する。これにより、被測定圧力
が直接圧力検出素子のダイアフラム部のみに印加され、
台座の大気圧側に連通する貫通孔を配置すれば、台座と
キャップ部により規定される空間を密封する必要がな
い。その結果、外界の温度変化による空間内の圧力変化
をなくすことが可能になり、また前記シリコン基板上に
各種絶縁膜及び樹脂製防水膜が形成されているので、気
体の他、液体の圧力の測定が可能になる。よって、外界
の温度変化による出力特性変化の少ない、生産性のよ
い、気体及び液体の両方に対応した圧力センサを得るこ
とができる。
を構成するダイアフラム部を有するシリコン基板の表面
にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、及び樹脂製防水膜
を形成し、前記シリコン基板の一部を被測定圧力導入口
を有する筐体に直接接続する。これにより、被測定圧力
が直接圧力検出素子のダイアフラム部のみに印加され、
台座の大気圧側に連通する貫通孔を配置すれば、台座と
キャップ部により規定される空間を密封する必要がな
い。その結果、外界の温度変化による空間内の圧力変化
をなくすことが可能になり、また前記シリコン基板上に
各種絶縁膜及び樹脂製防水膜が形成されているので、気
体の他、液体の圧力の測定が可能になる。よって、外界
の温度変化による出力特性変化の少ない、生産性のよ
い、気体及び液体の両方に対応した圧力センサを得るこ
とができる。
【００１２】即ち、本発明は、静電容量型圧力検出素子
と、キャップ部、および台座とによって構成される圧力
センサであって、前記静電容量型圧力検出素子は、被測
定圧力により変形するダイアフラム部を有するシリコン
基板と、固定電極が形成された絶縁基板とを対向させ、
前記シリコン基板と固定電極とを、所定の距離をおいて
対向配置させた構成であり、前記キャップ部には、被測
定圧力導入口が設けられており、前記台座には、静電容
量型圧力検出素子の絶縁基板が固定されていて、前記シ
リコン基板の周辺部と、キヤップ部の被測定圧力導入口
とは、シール材にて封止されている圧力センサである。
と、キャップ部、および台座とによって構成される圧力
センサであって、前記静電容量型圧力検出素子は、被測
定圧力により変形するダイアフラム部を有するシリコン
基板と、固定電極が形成された絶縁基板とを対向させ、
前記シリコン基板と固定電極とを、所定の距離をおいて
対向配置させた構成であり、前記キャップ部には、被測
定圧力導入口が設けられており、前記台座には、静電容
量型圧力検出素子の絶縁基板が固定されていて、前記シ
リコン基板の周辺部と、キヤップ部の被測定圧力導入口
とは、シール材にて封止されている圧力センサである。
【００１３】また、本発明は、前記静電容量型圧力検出
素子のシリコン基板の表面、およびシリコン基板に形成
されたダイアフラム部の表面に、シリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜及び、樹脂製防水膜が順次積層成膜された構
造である圧力センサである。
素子のシリコン基板の表面、およびシリコン基板に形成
されたダイアフラム部の表面に、シリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜及び、樹脂製防水膜が順次積層成膜された構
造である圧力センサである。
【００１４】
【実施例】図１（ａ）は、本発明の実施例である差圧測
定用静電容量型の圧力センサの断面図であり、図１
（ｂ）は、静電容量型圧力検出素子のダイアフラム部近
傍の拡大断面図である。
定用静電容量型の圧力センサの断面図であり、図１
（ｂ）は、静電容量型圧力検出素子のダイアフラム部近
傍の拡大断面図である。
【００１５】ここで、本発明の圧力センサの構成につい
ての説明は、図２を用いて説明した従来の圧力センサと
ほぼ同様の部分については省略し、本発明のポイントと
なる部分に付いてのみ以下詳細に説明する。
ての説明は、図２を用いて説明した従来の圧力センサと
ほぼ同様の部分については省略し、本発明のポイントと
なる部分に付いてのみ以下詳細に説明する。
【００１６】図１（ａ）に示すように、センサチップ２
６ａが配置された台座１７ａ上に被測定圧力導入口３５
を有するキャップ部２０ａが配置され、前記静電容量型
圧力検出素子２６ａを構成するシリコン基板１３ａと前
記キャップ部２０ａは、その一部においてシール材３０
により封止され、前記被測定圧力導入口３５と前記シリ
コン基板１３ａ上に形成されたダイアフラム１１ａが連
通する。
６ａが配置された台座１７ａ上に被測定圧力導入口３５
を有するキャップ部２０ａが配置され、前記静電容量型
圧力検出素子２６ａを構成するシリコン基板１３ａと前
記キャップ部２０ａは、その一部においてシール材３０
により封止され、前記被測定圧力導入口３５と前記シリ
コン基板１３ａ上に形成されたダイアフラム１１ａが連
通する。
【００１７】このシール材３０は、シリコン基板１３ａ
とキャップ部２０ａの内面に密着しており、このシール
材３０により、被測定圧力導入側３６とその他のキャッ
プ内領域３７が圧力的に分離されている。
とキャップ部２０ａの内面に密着しており、このシール
材３０により、被測定圧力導入側３６とその他のキャッ
プ内領域３７が圧力的に分離されている。
【００１８】前記ダイアフラム１１ａを有するシリコン
基板１３ａ上には、図１（ｂ）に示すように、シリコン
酸化膜３２、シリコン窒化膜３３、及び樹脂製防水膜３
４が形成されている。前記シリコン酸化膜３２及びシリ
コン窒化膜３３は、前記キャップ部２０ａとシリコン基
板１３ａの絶縁性の確保の他、各膜形成時のダイアフラ
ム１１ａの応力バランスをとるために形成されている。
また、前記樹脂製防水膜３４は、被測定圧力媒体が液体
の場合、媒体が前記ダイアフラム１１ａを保護するため
に形成されている。
基板１３ａ上には、図１（ｂ）に示すように、シリコン
酸化膜３２、シリコン窒化膜３３、及び樹脂製防水膜３
４が形成されている。前記シリコン酸化膜３２及びシリ
コン窒化膜３３は、前記キャップ部２０ａとシリコン基
板１３ａの絶縁性の確保の他、各膜形成時のダイアフラ
ム１１ａの応力バランスをとるために形成されている。
また、前記樹脂製防水膜３４は、被測定圧力媒体が液体
の場合、媒体が前記ダイアフラム１１ａを保護するため
に形成されている。
【００１９】前記静電容量型圧力検出素子２６ａの配置
された台座１７ａには、筐体外部（大気圧側）と連通す
る貫通孔３１が配置され、台座１７ａ、キャップ部２０
ａにより規定される空間内部３７は筐体外部と連通し、
被測定圧力と大気圧はセンサチップ２６上のダイアフラ
ム１１ａで分離される構造となるため、外界の温度変化
による台座１７ａとキャップ部２０ａにより規定される
空間の圧力変化は発生しない。
された台座１７ａには、筐体外部（大気圧側）と連通す
る貫通孔３１が配置され、台座１７ａ、キャップ部２０
ａにより規定される空間内部３７は筐体外部と連通し、
被測定圧力と大気圧はセンサチップ２６上のダイアフラ
ム１１ａで分離される構造となるため、外界の温度変化
による台座１７ａとキャップ部２０ａにより規定される
空間の圧力変化は発生しない。
【００２０】以上説明したように、圧力検出素子を構成
するダイアフラム部を有するシリコン基板の表面にシリ
コン酸化膜、シリコン窒化膜及び、樹脂製防水膜を形成
し、前記シリコン基板の一部を被測定圧力導入口を有す
る筐体に直接接続することにより、被測定圧力が直接圧
力検出素子のダイアフラム部のみに印加される。また、
台座の大気圧側に連通する貫通孔を配置することによ
り、台座とキャップ部により規定される空間を密封する
必要がなくなる。この結果、外界の温度変化による空間
内の圧力変化をなくすことが可能になり、また前記シリ
コン基板上に各種絶縁膜及び樹脂製防水膜が形成される
ので、気体の他液体の圧力の測定が可能になる。よっ
て、外界の温度変化による出力特性変化の少ない、生産
性のよい、気体及び液体の両方に対応した圧力センサを
供給することができる。
するダイアフラム部を有するシリコン基板の表面にシリ
コン酸化膜、シリコン窒化膜及び、樹脂製防水膜を形成
し、前記シリコン基板の一部を被測定圧力導入口を有す
る筐体に直接接続することにより、被測定圧力が直接圧
力検出素子のダイアフラム部のみに印加される。また、
台座の大気圧側に連通する貫通孔を配置することによ
り、台座とキャップ部により規定される空間を密封する
必要がなくなる。この結果、外界の温度変化による空間
内の圧力変化をなくすことが可能になり、また前記シリ
コン基板上に各種絶縁膜及び樹脂製防水膜が形成される
ので、気体の他液体の圧力の測定が可能になる。よっ
て、外界の温度変化による出力特性変化の少ない、生産
性のよい、気体及び液体の両方に対応した圧力センサを
供給することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上、本発明によれば、外気の温度変化
に対して安定した特性が得られ、信頼性が高く、かつ生
産性が高い圧力センサを提供できるものである。
に対して安定した特性が得られ、信頼性が高く、かつ生
産性が高い圧力センサを提供できるものである。
【図１】本発明の実施例による圧力センサを示す図。図
１（ａ）は、圧力センサの正面図、図１（ｂ）は圧力検
出素子の一部の拡大図。
１（ａ）は、圧力センサの正面図、図１（ｂ）は圧力検
出素子の一部の拡大図。
【図２】従来の圧力センサの一例を示す図。
１１ａ，１１ｂ シリコンダイアフラム １２ａ，１２ｂ キャビティー部 １３ａ，１３ｂ シリコン基板 １４ａ，１４ｂ 固定電極 １５ａ，１５ｂ ガラス基板 １６ａ，１６ｂ リード端子 １７ａ，１７ｂ 台座 １８ａ，１８ｂ リードワイヤー １９ サブダイアフラム部 ２０ａ，２０ｂ キャップ部 ２１ 封入剤 ２２ 封止材 ２３ 貫通孔（台座） ２４ 貫通孔（ガラス基板） ２５ 横穴 ２６ 静電容量型圧力検出素子 ３０ シール材 ３１ 貫通孔（台座） ３２ シリコン酸化膜 ３３ シリコン窒化膜 ３４ 樹脂製防水膜 ３５ 被測定圧力導入口 ３６ 被測定圧力導入側 ３７ キャップ内領域
Claims (2)
- 【請求項１】 静電容量型圧力検出素子と、キャップ
部、および台座とによって構成される圧力センサであっ
て、前記静電容量型圧力検出素子は、被測定圧力により
変形するダイアフラム部を有するシリコン基板と、固定
電極が形成された絶縁基板とを対向させ、前記シリコン
基板と固定電極とを、所定の距離をおいて対向配置させ
た構成であり、前記キャップ部には、被測定圧力導入口
が設けられており、前記台座には、静電容量型圧力検出
素子の絶縁基板が固定されていて、前記シリコン基板の
周辺部と、キャップ部の被測定圧力導入口とは、シール
材にて封止されていることを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 前記静電容量型圧力検出素子のシリコン
基板の表面、およびシリコン基板に形成されたダイアフ
ラム部の表面に、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及
び、樹脂製防水膜が順次積層成膜された構造であること
を特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163163A JP2000352538A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163163A JP2000352538A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352538A true JP2000352538A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15768441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11163163A Pending JP2000352538A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000352538A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008133314A1 (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Bridgestone Corporation | センサモジュール |
| US7506548B2 (en) | 2006-10-02 | 2009-03-24 | Alps Electric Co., Ltd. | Pressure sensor package structure |
| JP7574472B2 (ja) | 2021-12-02 | 2024-10-28 | 株式会社日立ハイテク | 圧力センサモジュール及び圧力センサモジュールを有する分注装置 |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11163163A patent/JP2000352538A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7506548B2 (en) | 2006-10-02 | 2009-03-24 | Alps Electric Co., Ltd. | Pressure sensor package structure |
| WO2008133314A1 (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Bridgestone Corporation | センサモジュール |
| JP7574472B2 (ja) | 2021-12-02 | 2024-10-28 | 株式会社日立ハイテク | 圧力センサモジュール及び圧力センサモジュールを有する分注装置 |
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