JP2001004471A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JP2001004471A JP2001004471A JP11179180A JP17918099A JP2001004471A JP 2001004471 A JP2001004471 A JP 2001004471A JP 11179180 A JP11179180 A JP 11179180A JP 17918099 A JP17918099 A JP 17918099A JP 2001004471 A JP2001004471 A JP 2001004471A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- pressure
- pressure sensor
- sub
- sensor chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性がよく、安価で、さらに外界の温度変
化に対して安定した特性の得られる圧力センサを提供す
る。 【解決手段】 ダイアフラム１１が設けられたシリコン
基板１３と、このダイアフラム１１に対向して固定電極
１４が設けられたシリコン基板１５とでセンサチップ２
６を構成する。このセンサチップ２６を、貫通孔３１を
有する台座１７に接着し、サブダイアフラム２９を有す
るキャップ２０で覆う。この際、ダイアフラム１１とサ
ブダイアフラム２９の凸部３０を接触させる。
化に対して安定した特性の得られる圧力センサを提供す
る。 【解決手段】 ダイアフラム１１が設けられたシリコン
基板１３と、このダイアフラム１１に対向して固定電極
１４が設けられたシリコン基板１５とでセンサチップ２
６を構成する。このセンサチップ２６を、貫通孔３１を
有する台座１７に接着し、サブダイアフラム２９を有す
るキャップ２０で覆う。この際、ダイアフラム１１とサ
ブダイアフラム２９の凸部３０を接触させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量型圧力セ
ンサに関するもので、特に、圧力検出素子が、サブダイ
アフラムを有する筐体内に配置される構成をした圧力セ
ンサに関する。
ンサに関するもので、特に、圧力検出素子が、サブダイ
アフラムを有する筐体内に配置される構成をした圧力セ
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の圧力センサとしては、例
えば、図２に示すような差圧測定用静電容量型圧力セン
サが知られている。
えば、図２に示すような差圧測定用静電容量型圧力セン
サが知られている。
【０００３】図２に示すように、シリコン基板１３に
は、圧力に応じて変形する感圧部であり、可動電極とな
るダイアフラム１１が形成されるとともに、ダイアフラ
ム１１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１５上には、ダイアフラム１１に対向し
て固定電極１４が形成され、シリコン基板１３とガラス
基板１５とが接着されて、センサチップ２６が構成さ
れ、圧力検出素子として機能する。ダイヤフラム上には
拡散によりピエゾ抵抗ゲージが形成されている。センサ
チップ２６は、台座１７上に接着されており、この台座
１７には、リード端子１６が配置され、ガラス基板１５
に形成された大気圧導入孔となる貫通孔２４と台座１７
に配置された貫通孔２３は連通されている。そして、リ
ード端子１６と固定電極１４とは、リードワイヤ１８に
よって電気的に接続されている。
は、圧力に応じて変形する感圧部であり、可動電極とな
るダイアフラム１１が形成されるとともに、ダイアフラ
ム１１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１５上には、ダイアフラム１１に対向し
て固定電極１４が形成され、シリコン基板１３とガラス
基板１５とが接着されて、センサチップ２６が構成さ
れ、圧力検出素子として機能する。ダイヤフラム上には
拡散によりピエゾ抵抗ゲージが形成されている。センサ
チップ２６は、台座１７上に接着されており、この台座
１７には、リード端子１６が配置され、ガラス基板１５
に形成された大気圧導入孔となる貫通孔２４と台座１７
に配置された貫通孔２３は連通されている。そして、リ
ード端子１６と固定電極１４とは、リードワイヤ１８に
よって電気的に接続されている。
【０００４】センサチップ２６には、横穴２５が設けら
れ、これによって、固定電極１４が外部に引き出されて
いる。また、キャビティー部１２とセンサチップ２６の
外部とを隔離するため、横穴２５は封止剤２２によって
封止されている。そして、台座１７上にはキャップ２０
が配置され、台座１７とキャップ２０とはハーメチック
シールによってシールされている。キャップ２０の上面
には穴部が形成され、この穴部には圧力に応じて変形す
る樹脂または金属製のダイヤフラム（以下、サブダイヤ
フラムという）１９が配置されている。そして、台座１
７とキャップ２０とで規定される空間には、シリコーン
オイル等の液体または不活性気体からなる封入剤２１が
封入されている。
れ、これによって、固定電極１４が外部に引き出されて
いる。また、キャビティー部１２とセンサチップ２６の
外部とを隔離するため、横穴２５は封止剤２２によって
封止されている。そして、台座１７上にはキャップ２０
が配置され、台座１７とキャップ２０とはハーメチック
シールによってシールされている。キャップ２０の上面
には穴部が形成され、この穴部には圧力に応じて変形す
る樹脂または金属製のダイヤフラム（以下、サブダイヤ
フラムという）１９が配置されている。そして、台座１
７とキャップ２０とで規定される空間には、シリコーン
オイル等の液体または不活性気体からなる封入剤２１が
封入されている。
【０００５】上述の圧力センサは、サブダイヤフラム１
９に圧力が加わると、この印加圧力は封入剤２１を介し
てセンサチップ２６のダイヤフラム１１に伝えられる。
よって、ダイヤフラム１１とサブダイヤフラム１９を備
える二重ダイヤ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を介してセンサチップ２６に伝えられる。そ
のため、例えば、液体内の圧力を測定する際にも使用す
ることができ、またサブダイヤフラム１９の厚さを変更
するのみで、動作レンジを変更することができるほか、
センサチップ２６やリードワイヤ１８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。
９に圧力が加わると、この印加圧力は封入剤２１を介し
てセンサチップ２６のダイヤフラム１１に伝えられる。
よって、ダイヤフラム１１とサブダイヤフラム１９を備
える二重ダイヤ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を介してセンサチップ２６に伝えられる。そ
のため、例えば、液体内の圧力を測定する際にも使用す
ることができ、またサブダイヤフラム１９の厚さを変更
するのみで、動作レンジを変更することができるほか、
センサチップ２６やリードワイヤ１８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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧力センサで
は、台座とキャップとで規定される空間に封止剤を密封
する構造であるため、外界の温度の変化により封止剤が
膨張及び収縮により、空間内の圧力が大きく変化するた
め、センサの温度特性を著しく悪化させるほか、封止剤
を密封するためには、大きな工数を要するため、コスト
アップにつながるという欠点を有していた。
は、台座とキャップとで規定される空間に封止剤を密封
する構造であるため、外界の温度の変化により封止剤が
膨張及び収縮により、空間内の圧力が大きく変化するた
め、センサの温度特性を著しく悪化させるほか、封止剤
を密封するためには、大きな工数を要するため、コスト
アップにつながるという欠点を有していた。
【０００７】本発明は、かかる欠点を除去し、生産性が
よく、安価で、さらに外界の温度変化に対して安定した
特性の得られる圧力センサを提供することにある。
よく、安価で、さらに外界の温度変化に対して安定した
特性の得られる圧力センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、外部と連通す
る貫通孔が形成され、圧力に応じて変形するサブダイア
フラムが設けられた筐体内に、ダイアフラムを備えた圧
力検出素子が配置された圧力センサであって、前記サブ
ダイアフラムに、前記ダイアフラムと接触する凸部が形
成された構造の圧力センサである。
る貫通孔が形成され、圧力に応じて変形するサブダイア
フラムが設けられた筐体内に、ダイアフラムを備えた圧
力検出素子が配置された圧力センサであって、前記サブ
ダイアフラムに、前記ダイアフラムと接触する凸部が形
成された構造の圧力センサである。
【０００９】また、本発明は、前記圧力検出素子が前記
ダイアフラムが設けられたシリコン基板と前記ダイアフ
ラムに対向させて固定電極が設けられたガラス基板とか
ら構成された上記圧力センサである。
ダイアフラムが設けられたシリコン基板と前記ダイアフ
ラムに対向させて固定電極が設けられたガラス基板とか
ら構成された上記圧力センサである。
【００１０】また、本発明は、前記ダイアフラム上に拡
散によりピエゾ抵抗ゲージが形成された上記圧力センサ
である。
散によりピエゾ抵抗ゲージが形成された上記圧力センサ
である。
【００１１】本発明によれば、サブダイヤフラムの、台
座とキャップにより規定される空間内側に凸部を形成
し、その一部をセンサチップのダイアフラムと接触した
構造とし、台座には筐体外部（大気圧側）と連通する貫
通孔を配置することにより、印加された圧力（被測定圧
力）によりサブダイヤフラムが変形し、その変形量は凸
部を介してセンサチップのダイヤフラムを変形させるこ
とができる。また、このことにより圧力をセンサチップ
に伝搬されるため、台座とキャップにより規定される空
間を密封する必要がないほか、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る。よって、外
界の温度変化による出力特性変化の少ない、高信頼性か
つ生産性のよい圧力センサを得ることができる。
座とキャップにより規定される空間内側に凸部を形成
し、その一部をセンサチップのダイアフラムと接触した
構造とし、台座には筐体外部（大気圧側）と連通する貫
通孔を配置することにより、印加された圧力（被測定圧
力）によりサブダイヤフラムが変形し、その変形量は凸
部を介してセンサチップのダイヤフラムを変形させるこ
とができる。また、このことにより圧力をセンサチップ
に伝搬されるため、台座とキャップにより規定される空
間を密封する必要がないほか、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る。よって、外
界の温度変化による出力特性変化の少ない、高信頼性か
つ生産性のよい圧力センサを得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる圧力セン
サの実施の形態について図面に基づき説明する。
サの実施の形態について図面に基づき説明する。
【００１３】本発明の圧力センサの構成については、図
２を用いて説明した従来の技術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ついてのみ
詳細に説明する。
２を用いて説明した従来の技術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ついてのみ
詳細に説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施の形態における差
圧測定用静電容量型圧力センサの断面図である。図１に
示すように、サブダイヤフラム２９には凸部３０が設け
られ、凸部３０の一部は、センサチップ２６のダイヤフ
ラム１１と接触している。
圧測定用静電容量型圧力センサの断面図である。図１に
示すように、サブダイヤフラム２９には凸部３０が設け
られ、凸部３０の一部は、センサチップ２６のダイヤフ
ラム１１と接触している。
【００１５】センサチップ２６の配置された台座１７に
は、筐体外部（大気圧側）と連通する貫通孔３１が配置
され、よって、サブダイヤフラム２９と台座１７、キャ
ップ２０により規定される空間内部は、筐体外部と連通
し、被測定圧力と大気圧は、サブダイヤフラム２９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１
７とキャップ２０により規定される空間の圧力変化は発
生しない。
は、筐体外部（大気圧側）と連通する貫通孔３１が配置
され、よって、サブダイヤフラム２９と台座１７、キャ
ップ２０により規定される空間内部は、筐体外部と連通
し、被測定圧力と大気圧は、サブダイヤフラム２９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１
７とキャップ２０により規定される空間の圧力変化は発
生しない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
生産性がよく、安価で、さらに外界の温度変化に対して
安定した特性の得られる圧力センサを提供することがで
きた。
生産性がよく、安価で、さらに外界の温度変化に対して
安定した特性の得られる圧力センサを提供することがで
きた。
【図１】本発明の一実施の形態における圧力センサの断
面図。
面図。
【図２】従来の圧力センサの一例を示す断面図。
１１ ダイアフラム １２ キャビティー部 １３ シリコン基板 １４ 固定電極 １５ ガラス基板 １６ リード端子 １７ 台座 １８ リードワイヤ １９ サブダイヤフラム ２０ キャップ ２１ 封入剤 ２２ 封止剤 ２３ 貫通孔 ２４ 貫通孔 ２５ 横穴 ２６ センサチップ ２９ サブダイヤフラム ３０ 凸部 ３１ 貫通孔
Claims (3)
- 【請求項１】 外部と連通する貫通孔が形成され、圧力
に応じて変形するサブダイアフラムが設けられた筐体内
に、ダイアフラムを備えた圧力検出素子が配置された圧
力センサであって、前記サブダイアフラムに、前記ダイ
アフラムと接触する凸部が形成された構造であることを
特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 前記圧力検出素子は、前記ダイアフラム
が設けられたシリコン基板と前記ダイアフラムに対向さ
せて固定電極が設けられたガラス基板とから構成された
ことを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。 - 【請求項３】 前記ダイアフラム上に拡散によりピエゾ
抵抗ゲージが形成されたことを特徴とする請求項２記載
の圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179180A JP2001004471A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179180A JP2001004471A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001004471A true JP2001004471A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16061347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11179180A Pending JP2001004471A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001004471A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004184355A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Fuji Koki Corp | 圧力センサ |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP11179180A patent/JP2001004471A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004184355A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Fuji Koki Corp | 圧力センサ |
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