JP2001174352A - 圧力／温度センサ及び圧力／温度複合検出素子 - Google Patents
圧力／温度センサ及び圧力／温度複合検出素子Info
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- JP2001174352A JP2001174352A JP35569999A JP35569999A JP2001174352A JP 2001174352 A JP2001174352 A JP 2001174352A JP 35569999 A JP35569999 A JP 35569999A JP 35569999 A JP35569999 A JP 35569999A JP 2001174352 A JP2001174352 A JP 2001174352A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストを低減でき、小型化が図れる圧力
／温度センサを提供することである。 【解決手段】 圧力検出素子として機能するシリコン基
板１のダイヤフラム部７を除く領域の所定の範囲に絶縁
薄膜９１を形成し、その上に薄膜温度検出素子９２を新
たに形成し、その抵抗−温度特性を利用して温度を検出
する。
／温度センサを提供することである。 【解決手段】 圧力検出素子として機能するシリコン基
板１のダイヤフラム部７を除く領域の所定の範囲に絶縁
薄膜９１を形成し、その上に薄膜温度検出素子９２を新
たに形成し、その抵抗−温度特性を利用して温度を検出
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車内にて使用
される各種圧力及び温度の検出、または、産業用機器、
家電機器等内にて使用される圧力及び温度の検出に使用
される、半導体式の圧力／温度センサ及び圧力／温度複
合検出素子に関するものである。
される各種圧力及び温度の検出、または、産業用機器、
家電機器等内にて使用される圧力及び温度の検出に使用
される、半導体式の圧力／温度センサ及び圧力／温度複
合検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の半導体圧力センサの例を示
す。下側外ケース１０５の底部に、圧力検出素子部１１
０が接着剤等によって接合されている。圧力検出素子部
１１０は、被測定圧力により変形する可動電極１３０ａ
を兼ねたシリコン基板１０１と絶縁基板１０２とが静電
接合等の手段によって接合されて、素子部分が形成され
ている。
す。下側外ケース１０５の底部に、圧力検出素子部１１
０が接着剤等によって接合されている。圧力検出素子部
１１０は、被測定圧力により変形する可動電極１３０ａ
を兼ねたシリコン基板１０１と絶縁基板１０２とが静電
接合等の手段によって接合されて、素子部分が形成され
ている。
【０００３】ここで、絶縁基板１０２には、空気コンデ
ンサ部の一方の電極である固定電極１３０ｂが形成さ
れ、かつゲージ圧検出対応のための貫通孔が開けられて
いる。下側外ケース１０５の底部にもこの貫通孔に対応
した貫通孔１４０が開けられている。
ンサ部の一方の電極である固定電極１３０ｂが形成さ
れ、かつゲージ圧検出対応のための貫通孔が開けられて
いる。下側外ケース１０５の底部にもこの貫通孔に対応
した貫通孔１４０が開けられている。
【０００４】図３の例は、圧力検出とし静電容量方式の
例であり、ダイヤフラム部１０３が圧力差（Ｐ＝Ｐ1 −
Ｐ2 ）を受けて曲がることにより、可動電極１３０ａと
固定電極１３０ｂ間にて形成される空気コンデンサの静
電容量値が変化し、この容量の変化を後段の処理回路
（容量−周波数変換回路）の出力とする。
例であり、ダイヤフラム部１０３が圧力差（Ｐ＝Ｐ1 −
Ｐ2 ）を受けて曲がることにより、可動電極１３０ａと
固定電極１３０ｂ間にて形成される空気コンデンサの静
電容量値が変化し、この容量の変化を後段の処理回路
（容量−周波数変換回路）の出力とする。
【０００５】次に、圧力及び温度検出をそれぞれ圧力セ
ンサ部と温度検出素子を用いた圧力／温度センサについ
て、図４を参照して説明する。この例では、圧力センサ
部２０２と温度検出素子２０１が基板２００上に形成さ
れている。
ンサ部と温度検出素子を用いた圧力／温度センサについ
て、図４を参照して説明する。この例では、圧力センサ
部２０２と温度検出素子２０１が基板２００上に形成さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３の従来の半導体圧
力センサは、１次圧力として、通常の気体等（一般の空
気等）の圧力の検出が可能であるが、その温度を検出す
る場合には、別個に温度検出素子を取り付ける必要があ
った。
力センサは、１次圧力として、通常の気体等（一般の空
気等）の圧力の検出が可能であるが、その温度を検出す
る場合には、別個に温度検出素子を取り付ける必要があ
った。
【０００７】図４に示される圧力センサ部と温度検出素
子を同一基板上に設けて、それぞれ圧力及び温度検出を
行う圧力温度センサでは、圧力センサ部の他に温度検出
素子を設けるスペースを必要とするため、処理基盤が大
型化し、また単独のセンサ素子を２個必要となり、コス
トがかかるという問題点があった。
子を同一基板上に設けて、それぞれ圧力及び温度検出を
行う圧力温度センサでは、圧力センサ部の他に温度検出
素子を設けるスペースを必要とするため、処理基盤が大
型化し、また単独のセンサ素子を２個必要となり、コス
トがかかるという問題点があった。
【０００８】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解消し、圧力と温度を複合的に検出できる複合検出
素子、及び製造コストを低減でき、小型化が図れる圧力
／温度センサを提供することである。
点を解消し、圧力と温度を複合的に検出できる複合検出
素子、及び製造コストを低減でき、小型化が図れる圧力
／温度センサを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の圧力／温度複合検出素子では、従来タ
イプの圧力検出素子として機能するシリコン基板のダイ
ヤフラム部を除く領域の所定の範囲に絶縁薄膜を形成
し、その上に薄膜温度検出素子を新たに形成し、その抵
抗−温度特性を利用して温度を検出するものである。
ために、本発明の圧力／温度複合検出素子では、従来タ
イプの圧力検出素子として機能するシリコン基板のダイ
ヤフラム部を除く領域の所定の範囲に絶縁薄膜を形成
し、その上に薄膜温度検出素子を新たに形成し、その抵
抗−温度特性を利用して温度を検出するものである。
【００１０】
【作用】圧力検出素子部１０を構成するシリコン基板１
のダイヤフラム部７が被測定媒体の印加１次圧力によっ
て変形し、シリコン基板１のダイヤフラム部７と絶縁基
板２の固定電極３１ｂとの間にて形成される静電容量値
が変化しこの変化を検出して、印加圧力が検知される。
また、シリコン基板１のダイヤフラム部７を除く領域の
所定の範囲に形成された絶縁薄膜９１上に形成された、
薄膜温度検出素子９２の抵抗−温度特性を利用して、被
測定媒体の温度が検出される。
のダイヤフラム部７が被測定媒体の印加１次圧力によっ
て変形し、シリコン基板１のダイヤフラム部７と絶縁基
板２の固定電極３１ｂとの間にて形成される静電容量値
が変化しこの変化を検出して、印加圧力が検知される。
また、シリコン基板１のダイヤフラム部７を除く領域の
所定の範囲に形成された絶縁薄膜９１上に形成された、
薄膜温度検出素子９２の抵抗−温度特性を利用して、被
測定媒体の温度が検出される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１及び図２を参照して、本発明
による圧力／温度センサの一実施の形態について説明す
る。図１は本発明による圧力／温度センサの構造を示し
た断面図であり、図２は複合検出素子部分の構造を示し
た斜視図である。
による圧力／温度センサの一実施の形態について説明す
る。図１は本発明による圧力／温度センサの構造を示し
た断面図であり、図２は複合検出素子部分の構造を示し
た斜視図である。
【００１２】圧力検出素子部１０は、下ケース５の底部
内壁部分に、図２に示すように接着材等によって接合さ
れている。圧力検出素子部１０は、被測定圧力により変
形する可動電極３０ａを兼ねたシリコン基板１と絶縁基
板２とが静電接合等の手段によって接合されて、素子部
分が形成されている。シリコン基板１と絶縁基板２とは
静電接合等の手段によって、高精度に接合されている。
シリコン基板１には、中央領域にダイヤフラム部７が設
けられている。ダイヤフラム部７以外の領域の所定の個
所（図１では、周辺の縁端部分）に絶縁薄膜９１が形成
され、その上に薄膜温度検出素子９２が、図２に示すよ
うに、スダレ型状（蛇行状）に形成されている。このよ
うに薄膜温度検出素子９２をスダレ型状としたのは、端
子間の抵抗値を設定値とするために、距離をとって抵抗
値を大とするためである。すなわち、単純な板状の薄膜
温度検出素子とすると抵抗値が低くなりすぎるため実用
的でないからである。
内壁部分に、図２に示すように接着材等によって接合さ
れている。圧力検出素子部１０は、被測定圧力により変
形する可動電極３０ａを兼ねたシリコン基板１と絶縁基
板２とが静電接合等の手段によって接合されて、素子部
分が形成されている。シリコン基板１と絶縁基板２とは
静電接合等の手段によって、高精度に接合されている。
シリコン基板１には、中央領域にダイヤフラム部７が設
けられている。ダイヤフラム部７以外の領域の所定の個
所（図１では、周辺の縁端部分）に絶縁薄膜９１が形成
され、その上に薄膜温度検出素子９２が、図２に示すよ
うに、スダレ型状（蛇行状）に形成されている。このよ
うに薄膜温度検出素子９２をスダレ型状としたのは、端
子間の抵抗値を設定値とするために、距離をとって抵抗
値を大とするためである。すなわち、単純な板状の薄膜
温度検出素子とすると抵抗値が低くなりすぎるため実用
的でないからである。
【００１３】ここで、絶縁基板２には、空気コンデンサ
部の一方の電極である固定電極３１ｂが形成され、かつ
ゲージ圧検出対応のための貫通孔１１が開けられてい
る。下側外ケース５の底部にもこの貫通孔に対応した貫
通孔４０が開けられている。
部の一方の電極である固定電極３１ｂが形成され、かつ
ゲージ圧検出対応のための貫通孔１１が開けられてい
る。下側外ケース５の底部にもこの貫通孔に対応した貫
通孔４０が開けられている。
【００１４】以下、圧力の検出原理について述べる。上
ケース４の圧力導入口４１から、被測定媒体が注入さ
れ、その圧力が、シリコン基板１のダイヤフラム部７を
変形させ、ダイヤフラム部７と絶縁基板２の固定電極３
１ｂとの間にて形成される静電容量値が変化し、この容
量変化を圧力検出用端子７２ａ，７２ｂ及びリード線８
を介して処理回路（図示せず）にて検出し、もって、圧
力が検出される。
ケース４の圧力導入口４１から、被測定媒体が注入さ
れ、その圧力が、シリコン基板１のダイヤフラム部７を
変形させ、ダイヤフラム部７と絶縁基板２の固定電極３
１ｂとの間にて形成される静電容量値が変化し、この容
量変化を圧力検出用端子７２ａ，７２ｂ及びリード線８
を介して処理回路（図示せず）にて検出し、もって、圧
力が検出される。
【００１５】一方、被測定媒体の温度の検出の原理は以
下のごとくである。被測定媒体が圧力導入口４１より上
ケース４と下ケース５で囲まれる空間に充満され、薄膜
温度検出素子９２の抵抗値を所定の値に保持し、この抵
抗値を温度検出端子７１ａ，７１ｂ及びリード線８を介
して前記処理回路によって検出して温度に換算するもの
である。具体的には、薄膜温度検出素子９２がその周囲
の温度に対応して、該検出素子における抵抗値を測定
し、その後、その測定された抵抗値とあらかじめ定めら
れた所定の抵抗値とを比較してその差を測定し、その差
を温度に換算して周囲温度を求める。
下のごとくである。被測定媒体が圧力導入口４１より上
ケース４と下ケース５で囲まれる空間に充満され、薄膜
温度検出素子９２の抵抗値を所定の値に保持し、この抵
抗値を温度検出端子７１ａ，７１ｂ及びリード線８を介
して前記処理回路によって検出して温度に換算するもの
である。具体的には、薄膜温度検出素子９２がその周囲
の温度に対応して、該検出素子における抵抗値を測定
し、その後、その測定された抵抗値とあらかじめ定めら
れた所定の抵抗値とを比較してその差を測定し、その差
を温度に換算して周囲温度を求める。
【００１６】尚、薄膜温度検出素子９２は、ＳｉＯ２又
はＳｉＨ４の絶縁薄膜上に、蒸着、スパッタ、あるいは
ＣＶＤ法等によって製造され、その材質は、ＳＩＣ等の
薄膜サーミスタを使用している。
はＳｉＨ４の絶縁薄膜上に、蒸着、スパッタ、あるいは
ＣＶＤ法等によって製造され、その材質は、ＳＩＣ等の
薄膜サーミスタを使用している。
【００１７】上記した構成によれば、従来の圧力センサ
の検出素子単独の工程に、一部、薄膜温度検出素子の製
膜工程を追加するのみで圧力および温度をそれぞれ単独
に検出することができ、従来の２個単独使用よりも、価
格の面で改善効果が得られる。
の検出素子単独の工程に、一部、薄膜温度検出素子の製
膜工程を追加するのみで圧力および温度をそれぞれ単独
に検出することができ、従来の２個単独使用よりも、価
格の面で改善効果が得られる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、従来工程に一部工程の
追加によって、圧力と温度を複合的に検出できる複合検
出素子を提供でき、従来の圧力センサと温度センサを２
個使用する場合に比べて、製造コストを抑えることがで
きる。
追加によって、圧力と温度を複合的に検出できる複合検
出素子を提供でき、従来の圧力センサと温度センサを２
個使用する場合に比べて、製造コストを抑えることがで
きる。
【００１９】又、装置の大きさもより小型化を図ること
ができる。
ができる。
【図１】本発明の圧力／温度センサの構造を示した断面
図である。
図である。
【図２】本発明の圧力／温度複合検出素子の構造を示し
た斜視図である。
た斜視図である。
【図３】従来の圧力検出素子の一実施例を示した断面図
である。
である。
【図４】従来の圧力／温度センサに用いられる検出素子
の一実施例を示した斜視図である。
の一実施例を示した斜視図である。
１ シリコン基板 ２ 絶縁基板 ４ 上ケース ５ 下ケース ７ ダイヤフラム部 ８ リード線 １０ 圧力検出素子部 １１ 貫通孔 ３０ａ 固定電極 ３１ｂ 固定電極 ４０ 貫通孔 ４１ 圧力導入口 ７２ａ，７２ｂ 圧力検出用端子 ７１ａ，７１ｂ 温度検出端子 ９１ 絶縁薄膜 ９２ 薄膜温度検出素子
Claims (4)
- 【請求項１】 ダイヤフラム部を有するシリコン基板と
電極部が形成された絶縁基板とが接合されて構成された
圧力検出素子部分と、前記のシリコン基板の上であっ
て、かつ前記ダイヤフラム部を除く領域に形成された絶
縁薄膜上に形成された薄膜温度検出素子とによって複合
的に形成されていることを特徴とする圧力／温度複合検
出素子。 - 【請求項２】 前記薄膜温度検出素子は、ＳｉＯ２又は
ＳｉＨ４の絶縁薄膜上に、蒸着、スパッタ、あるいはＣ
ＶＤ法等によって製造され、その材質は、ＳＩＣの薄膜
サーミスタを使用していることを特徴とする請求項１記
載の圧力／温度複合検出素子。 - 【請求項３】 被測定媒体が注入される圧力導入口を有
する上ケースと、該上ケースと接合する下ケースと、該
下ケースの内周壁に固定された複合検出素子からなり、
前記複合検出素子は、ダイヤ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が接合されて構
成された圧力検出素子部分と、前記のシリコン基板の上
であって、かつ前記ダイヤフラム部を除く領域に形成さ
れた絶縁薄膜上に形成された薄膜温度検出素子とで構成
されていることを特徴とする圧力／温度センサ。 - 【請求項４】 前記圧力導入口を通って被測定媒体の圧
力によって、前記ダイヤフラム部が変形して、該ダイヤ
フラム部と前記絶縁基板の固定電極との間にて形成され
る静電容量値が変化し、この容量変化を前記下ケースに
形成された圧力検出用端子を介して処理回路にて検出す
ることにより、前記被測定媒体の圧力が検出され、前記
被測定媒体の温度は、該被測定媒体が前記圧力導入口よ
り前記上ケースと前記下ケースで囲まれる空間に充満さ
れ、前記薄膜温度検出素子の抵抗値を所定の値に保持
し、この抵抗値を前記下ケースに形成された温度検出端
子８を介して前記処理回路にて検出することにより、前
記被測定媒体の温度が検出されることを特徴とする請求
項３記載の圧力／温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35569999A JP2001174352A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 圧力／温度センサ及び圧力／温度複合検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35569999A JP2001174352A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 圧力／温度センサ及び圧力／温度複合検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174352A true JP2001174352A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18445319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35569999A Withdrawn JP2001174352A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 圧力／温度センサ及び圧力／温度複合検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001174352A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004012326A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-01-15 | Hiroaki Niitsuma | 物理量検出器及び物理量検出器の製造方法 |
| KR100435318B1 (ko) * | 2001-07-03 | 2004-06-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 파워 스티어링 오일 온도 및 압력 시험 장치 |
| CN108931314A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-12-04 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种温度压力一体式传感器芯体及其制备方法 |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35569999A patent/JP2001174352A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435318B1 (ko) * | 2001-07-03 | 2004-06-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 파워 스티어링 오일 온도 및 압력 시험 장치 |
| JP2004012326A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-01-15 | Hiroaki Niitsuma | 物理量検出器及び物理量検出器の製造方法 |
| CN108931314A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-12-04 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种温度压力一体式传感器芯体及其制备方法 |
| CN108931314B (zh) * | 2018-08-14 | 2019-11-15 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种温度压力一体式传感器芯体及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060406 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080610 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080618 |