JP2001272296A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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JP2001272296A
JP2001272296A JP2000082080A JP2000082080A JP2001272296A JP 2001272296 A JP2001272296 A JP 2001272296A JP 2000082080 A JP2000082080 A JP 2000082080A JP 2000082080 A JP2000082080 A JP 2000082080A JP 2001272296 A JP2001272296 A JP 2001272296A
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Japan
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pressure
pressure sensor
sensor chip
pressure chamber
rubber film
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JP2000082080A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Tokunaga
正寿 徳永
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent as much as possible the effect of a contaminant contained in a pressure medium, on a diaphragm part of a pressure sensor chip with a relatively simple configuration. SOLUTION: A reference pressure chamber 3 and a measuring pressure chamber 4 communicating with each other with a through hole 8b while partitioned with a partition wall 8 are provided in a case 2. A pressure sensor chip 5 is fitted inside a housing recessed part 8a provided on the measuring pressure chamber 4 side of the partition wall 8, with a rubber film 13 held on its rear surface side. The rubber film 13 is so configured that a thick-wall fixing part 13b is integrally provided on the outer peripheral side of a thin-wall pressure receiving part 13a corresponding to the through hole 8b. The front surface side of the pressure sensor chip 5 is covered with a protective material such as silicon gel. The pressure in the reference pressure chamber 3 is applied to the rear surface side of a diaphragm part 14a of the pressure sensor chip 5 through the rubber film 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラム部を
有する圧力センサチップにより、基準圧力室と測定圧力
室との差圧(相対圧)を検出する圧力センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor for detecting a differential pressure (relative pressure) between a reference pressure chamber and a measurement pressure chamber using a pressure sensor chip having a diaphragm.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】例えば自動車用に使用
される圧力センサ(差圧センサ)は、ケース内に、基準
圧力が導入される基準圧力室と、測定圧力が導入される
測定圧力室とを設けると共に、それらの圧力差を検出す
る圧力センサチップを設けて構成される。前記圧力セン
サチップは、シリコン基板に薄肉なダイヤフラム部を形
成すると共に、圧力検知回路を形成して構成され、ガラ
ス台座に支持された状態でケース内に取付けられる。そ
して、前記ダイヤフラム部の両面に夫々前記基準圧力と
測定圧力とが加えられることにより、それらの差圧を検
出するようになっている。
For example, a pressure sensor (differential pressure sensor) used for an automobile has a reference pressure chamber in which a reference pressure is introduced and a measurement pressure chamber in which a measurement pressure is introduced. And a pressure sensor chip for detecting a pressure difference therebetween is provided. The pressure sensor chip is formed by forming a thin diaphragm portion on a silicon substrate and forming a pressure detection circuit, and is mounted in a case while being supported by a glass pedestal. The reference pressure and the measured pressure are applied to both surfaces of the diaphragm, respectively, to detect the differential pressure therebetween.

【0003】ところで、このような差圧センサにあって
は、例えば大気が導入される基準圧力室に、車外からの
塵埃や煤、水等が侵入するなど、圧力室に導入される圧
力媒体中にゴミや不純物等の汚染物質が含まれる場合が
ある。このように圧力媒体中に汚染物質が含まれると、
それにより圧力センサチップが汚れ、その汚れがダイヤ
フラム部に堆積するといった虞があり、ひいては圧力セ
ンサチップの特性が変化する等の悪影響を与えてしまう
問題点がある。
By the way, in such a differential pressure sensor, for example, dust, soot, water or the like from the outside of a vehicle enters a reference pressure chamber into which the atmosphere is introduced. May contain contaminants such as dust and impurities. When contaminants are contained in the pressure medium in this way,
As a result, the pressure sensor chip may be contaminated, and the contaminant may accumulate on the diaphragm portion, which may have a negative effect such as a change in the characteristics of the pressure sensor chip.

【0004】このような問題点を解消するために、圧力
センサチップ(ダイヤフラム部)の表裏両面をシリコン
ゲル等の保護材料で覆うことが考えられる。ところが、
そのような構成では、圧力センサチップにシリコンゲル
を塗布し硬化させる作業が、両面側に対して夫々必要と
なり、構成が複雑化して組付工数の増加を招く不具合が
生ずることになる。
In order to solve such a problem, it is conceivable to cover both front and back surfaces of the pressure sensor chip (diaphragm portion) with a protective material such as silicon gel. However,
In such a configuration, the operation of applying and curing the silicon gel on the pressure sensor chip is required on both sides, respectively, which complicates the configuration and causes a problem of increasing the number of assembling steps.

【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、圧力媒体中に含まれるゴミや不純物等
の汚染物質による圧力センサチップのダイヤフラム部の
汚れ等の悪影響を極力防止しながらも、比較的簡単な構
成で済ませることができる圧力センサを提供するにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent contamination of a diaphragm of a pressure sensor chip due to contaminants such as dust and impurities contained in a pressure medium as much as possible. Another object of the present invention is to provide a pressure sensor having a relatively simple structure.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧力センサは、圧力センサチップのダイヤ
フラム部の裏面側と圧力室との間を仕切り、該圧力室の
圧力変化に応じて弾性変形する保護用のゴム膜を設けた
ことを特徴としている(請求項1の発明)。これによれ
ば、圧力室内の圧力は、ゴム膜を介して圧力センサチッ
プのダイヤフラム部の裏面側に加えられることになる
が、圧力室内に圧力変動があっても、ゴム膜はその圧力
変動に応じて容易に弾性変形(伸び変形)するため、ほ
とんど損失なく圧力室内の圧力をダイヤフラム部に伝え
ることができる。
In order to achieve the above object, a pressure sensor according to the present invention partitions a pressure sensor chip between a back side of a diaphragm portion of a pressure sensor chip and a pressure chamber, and responds to a change in pressure in the pressure chamber. A protective rubber film which is elastically deformed is provided (the invention of claim 1). According to this, the pressure in the pressure chamber is applied to the back surface of the diaphragm portion of the pressure sensor chip via the rubber film, but even if there is a pressure fluctuation in the pressure chamber, the rubber film is affected by the pressure fluctuation. Accordingly, the pressure in the pressure chamber can be transmitted to the diaphragm with almost no loss because it is easily elastically deformed (elongated and deformed).

【0007】そして、圧力室内に導入される圧力媒体中
にゴミや不純物等の汚染物質が含まれていても、圧力セ
ンサチップの裏面側と圧力室との間を仕切る保護用のゴ
ム膜によって、その汚染物質が圧力センサチップに至る
ことが阻止され、ダイヤフラム部に付着することを未然
に防止することができる。この場合、ゴム膜は、例えば
接着等により容易に組付けることができるので、シリコ
ンゲル等の保護材料で覆うものと比べて、構成が簡単
で、組付作業を容易に行なうことができる。
[0007] Even if the pressure medium introduced into the pressure chamber contains contaminants such as dust and impurities, the protective rubber film that partitions between the back side of the pressure sensor chip and the pressure chamber provides The contaminant is prevented from reaching the pressure sensor chip, and can be prevented from adhering to the diaphragm. In this case, since the rubber film can be easily assembled by, for example, bonding or the like, the configuration is simpler and the assembling operation can be easily performed as compared with the rubber film covered with a protective material such as silicon gel.

【0008】従って、請求項1の発明によれば、圧力媒
体中に含まれる汚染物質による圧力センサチップのダイ
ヤフラム部の汚れ等の悪影響を極力防止しながらも、比
較的簡単な構成で済ませることができるという優れた効
果を得ることができる。尚、前記ゴム膜の材質として
は、圧力媒体の種類や温度等の使用環境に応じて、フッ
素ゴム、アクリルゴム、NBR、シリコンゴム、フロロ
シリコンゴムなどのなかから選択して採用することがで
き、そのうち前三者は、接着性についても優れたものと
なる。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to achieve a relatively simple configuration while minimizing adverse effects such as contamination of the diaphragm of the pressure sensor chip due to contaminants contained in the pressure medium. The excellent effect that it can be obtained can be obtained. The material of the rubber film can be selected from fluorine rubber, acrylic rubber, NBR, silicon rubber, fluorosilicone rubber, and the like, depending on the use environment such as the type and temperature of the pressure medium. Of these, the former three also have excellent adhesiveness.

【0009】このとき、前記ゴム膜を、圧力室の圧力を
受ける受圧部の外側に、取付け用の固定部を一体に設け
て構成し、その際、受圧部を固定部よりも薄肉とするこ
とができる(請求項2の発明)。これによれば、固定部
によってゴム膜の取付け強度を確保しながら、受圧部を
薄くして弾性変形しやすくすることができ、ダイヤフラ
ム部に圧力変動を損失なく伝えることができる。
At this time, the rubber film is constituted by integrally providing a fixing portion for mounting outside the pressure receiving portion receiving the pressure of the pressure chamber, and the pressure receiving portion is made thinner than the fixing portion. (Invention of claim 2). According to this, the pressure receiving portion can be thinned and easily elastically deformed while securing the mounting strength of the rubber film by the fixing portion, and the pressure fluctuation can be transmitted to the diaphragm portion without loss.

【0010】ところで、本発明の圧力センサは、圧力セ
ンサチップによる検出圧力が、0.2MPa以下の低圧
用として使用することが望ましく(請求項3の発明)、
これにより、圧力室の圧力をゴム膜を介して圧力センサ
チップのダイヤフラム部に十分に伝えることができると
共に、ゴム膜のさほど大きな取付強度等を必要とせず、
ゴム膜の取付けに接着等を採用することが可能となる。
The pressure sensor according to the present invention is desirably used for a low pressure whose pressure detected by the pressure sensor chip is 0.2 MPa or less (the invention of claim 3).
Thus, the pressure in the pressure chamber can be sufficiently transmitted to the diaphragm of the pressure sensor chip via the rubber film, and the rubber film does not require a large mounting strength or the like.
Adhesion or the like can be employed for attaching the rubber film.

【0011】より具体的な構造としては、基準圧力室と
測定圧力室とを仕切ると共にそれら2室を連通させる連
通孔を有する仕切壁のうち、高圧となる圧力室側の壁面
の連通孔部分に、圧力センサチップを、その裏面側にゴ
ム膜を挟んだ状態で取付けることができる(請求項4の
発明)。これによれば、圧力センサチップを仕切壁に取
付けるにあたって、それらの間にゴム膜を介在させるだ
けの簡単な構成で済むので、組付性を良好とすることが
できる。また、使用時には、ゴム膜を押え付ける方向の
圧力が作用することになるので、ゴム膜の外れ等を未然
に防止することができる。
As a more specific structure, of the partition wall having a communication hole for partitioning the reference pressure chamber and the measurement pressure chamber and communicating the two chambers, the communication hole portion on the side of the pressure chamber on the side of the pressure chamber where the pressure is high is provided. The pressure sensor chip can be attached with the rubber film sandwiched on the back side thereof (the invention of claim 4). According to this, when the pressure sensor chip is mounted on the partition wall, a simple configuration in which a rubber film is interposed between them is sufficient, so that the assemblability can be improved. Further, during use, pressure acts in the direction of pressing the rubber film, so that the rubber film can be prevented from coming off.

【0012】そして、圧力センサチップの表面側につい
ては、圧力検知回路やその電極等が設けられ、また電気
的接続のためのボンディングワイヤが配される事情があ
り、この表面側については、例えばシリコンゲル等の保
護材料により覆うようにすることが望ましい(請求項5
の発明)。これにより、圧力センサチップの表面側につ
いても、適切な形態で、圧力媒体中のゴミや不純物等の
汚染物質からの保護を図ることができる。
On the front side of the pressure sensor chip, there are circumstances in which a pressure detection circuit and its electrodes are provided, and bonding wires for electrical connection are provided. It is desirable to cover with a protective material such as gel.
Invention). Thus, the surface side of the pressure sensor chip can be protected from contaminants such as dust and impurities in the pressure medium in an appropriate form.

【0013】さらに、本発明の圧力センサは、差圧(相
対圧)を検出するセンサとして構成するだけでなく、基
準圧力室を真空状態で密閉することにより、測定圧力の
絶対圧を検出するセンサとして構成することも可能であ
り(請求項6の発明)、これにより、用途を広げること
ができるようになる。尚、絶対圧の場合でも、圧力が
0.2MPa(0.2N/mm2 )のとき、ゴム膜の受圧
部の直径が3mm(面積が約7mm2 )として、ゴム膜に作
用する力は、1.4N(140gf)となり、十分に使
用が可能となると考えられる。
Further, the pressure sensor of the present invention is constructed not only as a sensor for detecting a differential pressure (relative pressure) but also for detecting an absolute pressure of a measured pressure by sealing a reference pressure chamber in a vacuum state. (The invention of claim 6), whereby the use can be expanded. Even in the case of absolute pressure, when the pressure is 0.2 MPa (0.2 N / mm 2), the force acting on the rubber film is 1. if the diameter of the pressure receiving portion of the rubber film is 3 mm (the area is about 7 mm 2). 4N (140 gf), which is considered to be sufficiently usable.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車用の差圧
(相対圧)センサに適用した一実施例について、図面を
参照して説明する。図2は、本実施例に係る圧力センサ
1の全体構成を示しており、また、図1は、そのうち要
部部分(圧力センサチップの配設部分)を、図2とは上
下反転した状態で拡大して示している。尚、この圧力セ
ンサ1は、検出圧力が0.2MPa以下の低圧用として
構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a differential pressure (relative pressure) sensor for an automobile will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows the entire configuration of the pressure sensor 1 according to the present embodiment, and FIG. 1 shows a main portion (a portion where the pressure sensor chip is provided) of the pressure sensor 1 upside down in FIG. It is shown enlarged. In addition, this pressure sensor 1 is configured for low pressure detection pressure of 0.2 MPa or less.

【0015】ここで、図2に示すように、圧力センサ1
のケース2内には、基準圧力室3と、測定圧力室4との
2つの圧力室3,4が設けられると共に、圧力センサチ
ップ5が配設される。前記ケース2は、プラスチックか
らなり、本体部6の図で右側に、コネクタハウジング部
7を一体に有して構成される。前記本体部6は、上下両
面が開放したほぼ矩形箱状をなすと共に、その高さ方向
中間部に内部を上下に仕切る仕切壁8を有している。こ
のケース2には、前記仕切壁8の中間部から図で右方に
延び、本体部6を貫通してその右端側部位がコネクタハ
ウジング部7内に位置される3本(1本のみ図示)のタ
ーミナル9が、インサート成形により一体に設けられて
いる。これにて、ケース2の右側部位に、外部との電気
的接続用のコネクタが構成されるようになっている。
Here, as shown in FIG.
In the case 2, two pressure chambers 3 and 4, a reference pressure chamber 3 and a measurement pressure chamber 4, are provided, and a pressure sensor chip 5 is provided. The case 2 is made of plastic, and integrally has a connector housing 7 on the right side of the main body 6 in the drawing. The main body 6 has a substantially rectangular box shape with both upper and lower surfaces open, and has a partition wall 8 at an intermediate portion in the height direction to partition the inside up and down. The case 2 has three (only one is shown) extending rightward in the figure from the intermediate portion of the partition wall 8, penetrating the main body 6, and having a right end portion located in the connector housing portion 7. Are integrally provided by insert molding. As a result, a connector for electrical connection to the outside is formed on the right side of the case 2.

【0016】また、前記本体部6の上面開口部には、上
部蓋部10が設けられる。この上部蓋部10は、その下
面側周囲部に立下り壁部10aを有し、この立下り壁部
10aが、本体部6の上端面部に形成された溝部6aに
差込まれて接着剤11により接着されることにより、気
密に取付けられている。これにて、ケース2(本体部
6)内には、前記仕切壁8と上部蓋部10との間に基準
圧力室3が設けられるようになっている。このとき、前
記上部蓋部10には、図示しない基準圧力導入ポートが
設けられ、基準圧力室3内は基準圧力(この場合大気
圧)とされるようになっている。
An upper cover 10 is provided at an opening on the upper surface of the main body 6. The upper lid 10 has a falling wall 10a around the lower surface thereof. The falling wall 10a is inserted into a groove 6a formed in the upper end surface of the main body 6, and the adhesive 11 is formed. It is airtightly attached by bonding. Thus, the reference pressure chamber 3 is provided between the partition wall 8 and the upper lid 10 in the case 2 (main body 6). At this time, a reference pressure introduction port (not shown) is provided in the upper lid 10 so that the inside of the reference pressure chamber 3 is set to a reference pressure (in this case, atmospheric pressure).

【0017】同様に、本体部6の下面開口部には、下部
蓋部12が設けられる。この下部蓋部12は、その上面
側周囲部に立上り壁部12aを有し、この立上り壁部1
2aが、本体部6の下端面部に形成された溝部6bに差
込まれて接着剤11により接着されることにより、気密
に取付けられている。これにて、ケース2(本体部6)
には、前記仕切壁8と下部蓋部12との間に測定圧力室
4が設けられるようになっている。このとき、前記下部
蓋部12には、図示しない測定圧力導入ポートが設けら
れ、以て測定圧力室4内に測定圧力(例えばエンジンの
吸気圧)が導入されるようになっている。尚、本実施例
では、測定圧力室4内の方が、基準圧力室3よりも高圧
となる。
Similarly, a lower lid 12 is provided in the opening on the lower surface of the main body 6. The lower lid portion 12 has a rising wall portion 12a around the upper surface side thereof.
2a is hermetically attached by being inserted into a groove 6b formed on the lower end surface of the main body 6 and adhered by an adhesive 11. Thus, case 2 (main body 6)
The measurement pressure chamber 4 is provided between the partition wall 8 and the lower lid 12. At this time, a measurement pressure introduction port (not shown) is provided in the lower lid portion 12, so that a measurement pressure (for example, an intake pressure of an engine) is introduced into the measurement pressure chamber 4. In this embodiment, the inside of the measurement pressure chamber 4 has a higher pressure than the reference pressure chamber 3.

【0018】さらに、図1にも示すように、前記仕切壁
8の測定圧力室4側(図1では上面側)の中央部分に
は、後述する圧力センサチップ5などが取付けられる収
容凹部8aが形成されている。この収容凹部8aの底面
の右端部側部分には、前記ターミナル9の左端部の下面
(図1では上面)が露出するようになっている。さら
に、この収容凹部8aの左寄り部分には、上下に貫通し
て前記基準圧力室3と測定圧力室4とを連通させる連通
孔8bが形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, an accommodation recess 8a to which a pressure sensor chip 5 described later is attached is formed in a central portion of the partition wall 8 on the measurement pressure chamber 4 side (the upper surface side in FIG. 1). Is formed. The lower surface (the upper surface in FIG. 1) of the left end of the terminal 9 is exposed at the right end portion of the bottom surface of the accommodation recess 8a. Further, a communication hole 8b penetrating vertically and communicating the reference pressure chamber 3 and the measurement pressure chamber 4 is formed in a leftward portion of the accommodation recess 8a.

【0019】さて、図1に示すように、前記収容凹部8
a内には、前記圧力センサチップ5と共に、保護用のゴ
ム膜13が設けられるようになっている。そのうち前記
圧力センサチップ5は、周知のように、単結晶シリコン
基板14の中央部裏面側をエッチングして薄肉なダイヤ
フラム部14aを形成すると共に、図示はしないが、そ
の表面部にピエゾ抵抗素子をブリッジ接続した検知回路
を形成して構成されている。また、前記単結晶シリコン
基板14は、ガラス製の台座15上に気密に接合されて
いる。前記台座15には、前記ダイヤフラム部14aの
裏面側に連通する貫通孔15aが形成されている。
Now, as shown in FIG.
In a, a rubber film 13 for protection is provided together with the pressure sensor chip 5. The pressure sensor chip 5 includes a thin diaphragm portion 14a formed by etching the central rear surface of the single-crystal silicon substrate 14, as is well known, and a piezoresistive element (not shown) on the front surface. It is configured by forming a bridge-connected detection circuit. The single-crystal silicon substrate 14 is hermetically bonded on a glass pedestal 15. The pedestal 15 is formed with a through hole 15a communicating with the back surface of the diaphragm portion 14a.

【0020】そして、この圧力センサチップ5は、前記
収容凹部8aの底部の連通孔8b部分に設けられるので
あるが、このとき、その裏面側(台座15の下面側)
に、前記ゴム膜13を挟んだ状態で取付けられるように
なっている。前記ゴム膜13は、例えばフッ素ゴム、ア
クリルゴム、NBR等からなり、前記連通孔8bの開口
部とほぼ同等の大きさの受圧部13aの外周側に、取付
け用の固定部13bを一体に有して構成されている。こ
の場合、前記受圧部13aは、前記固定部13bよりも
薄肉に構成されている。このゴム膜13は、受圧部13
aが連通孔8bの開口部に合致するように、前記固定部
13bにて収容凹部8aの底壁部に例えば接着により取
付けられるようになっている。
The pressure sensor chip 5 is provided in the communication hole 8b at the bottom of the accommodation recess 8a. At this time, the back side (the bottom side of the pedestal 15).
In addition, it can be attached with the rubber film 13 interposed therebetween. The rubber film 13 is made of, for example, fluorine rubber, acrylic rubber, NBR, or the like, and integrally has a fixing portion 13b for attachment on the outer peripheral side of the pressure receiving portion 13a having a size substantially equal to the opening of the communication hole 8b. It is configured. In this case, the pressure receiving portion 13a is configured to be thinner than the fixing portion 13b. This rubber membrane 13 is
The fixing portion 13b is attached to the bottom wall portion of the accommodation recess 8a by, for example, bonding so that a coincides with the opening of the communication hole 8b.

【0021】前記圧力センサチップ5は、台座15の下
面側が、前記ゴム膜13の固定部13bに例えば接着に
より取付けられる。尚、圧力センサチップ5(検知回
路)と、前記ターミナル9の露出部とが、ボンディング
ワイヤ16により電気的に接続されるようになってい
る。さらに、収容凹部8a内には、例えばシリコンゲル
等の保護材料17がポッティングされ、この保護材料1
7により、圧力センサチップ5の表面側、ボンディング
ワイヤ16、ターミナル9の露出部が覆われるようにな
っている。
The pressure sensor chip 5 has the lower surface side of the pedestal 15 attached to the fixing portion 13b of the rubber film 13 by, for example, bonding. The pressure sensor chip 5 (detection circuit) and the exposed portion of the terminal 9 are electrically connected by a bonding wire 16. Further, a protective material 17 such as, for example, silicone gel is potted in the accommodation recess 8a.
7, the front side of the pressure sensor chip 5, the bonding wires 16, and the exposed portions of the terminals 9 are covered.

【0022】これにて、前記圧力センサチップ5のダイ
ヤフラム部14aの裏面側と前記基準圧力室3との間
が、ゴム膜13によって仕切られ、基準圧力室3内の圧
力が、ゴム膜13(受圧部13a)を介してダイヤフラ
ム部14aの裏面側に加えられるようになっている。こ
のとき、ゴム膜13の受圧部13aは、基準圧力室3の
圧力変化に応じて容易に弾性変形するようになってい
る。一方、圧力センサチップ5のダイヤフラム部14a
の表面側には、測定圧力室4の圧力が保護材料17を介
して加えられるようになっている。圧力センサチップ5
は、ダイヤフラム部14aの表裏両面に加えられる圧力
差に応じた電気信号を出力するようになっている。
As a result, the gap between the back surface of the diaphragm portion 14a of the pressure sensor chip 5 and the reference pressure chamber 3 is partitioned by the rubber film 13, and the pressure in the reference pressure chamber 3 is reduced by the rubber film 13 ( The pressure is applied to the back side of the diaphragm part 14a via the pressure receiving part 13a). At this time, the pressure receiving portion 13a of the rubber film 13 is easily elastically deformed according to the pressure change of the reference pressure chamber 3. On the other hand, the diaphragm portion 14a of the pressure sensor chip 5
The pressure of the measurement pressure chamber 4 is applied via a protective material 17 to the surface side of the. Pressure sensor chip 5
Outputs an electric signal corresponding to a pressure difference applied to both front and back surfaces of the diaphragm portion 14a.

【0023】ここで、上記構成の圧力センサ1の組付手
順について、簡単に述べておく。まず、ケース2を図2
のように基準圧力室3側を上にした状態で、ケース2の
本体部6に上部蓋部10を嵌込み、接着剤11で固定す
る。次に、ケース2を上下反転させ(図1の状態)、仕
切壁8の収容凹部8aの底部に、ゴム膜13を位置決め
状態で接着し、さらに、そのゴム膜13に、台座15を
予め有した圧力センサチップ5を接着する。その後、ボ
ンディングワイヤ16により電気的接続を行ない、さら
に、収容凹部8a内に保護材料17を充填し、硬化させ
る。最後に、下部蓋部12を本体部6に嵌込み、接着剤
11で固定することにより、圧力センサ1が完成するの
である。
Here, the procedure for assembling the pressure sensor 1 having the above configuration will be briefly described. First, Case 2 is shown in FIG.
With the reference pressure chamber 3 side facing upward, the upper lid 10 is fitted into the main body 6 of the case 2 and fixed with the adhesive 11. Next, the case 2 is turned upside down (the state shown in FIG. 1), a rubber film 13 is adhered to the bottom of the accommodation recess 8a of the partition wall 8 in a positioning state, and a pedestal 15 is previously provided on the rubber film 13. The pressure sensor chip 5 is adhered. Thereafter, electrical connection is made by the bonding wire 16, and further, the protective material 17 is filled in the housing recess 8a and cured. Finally, the pressure sensor 1 is completed by fitting the lower lid 12 into the main body 6 and fixing it with the adhesive 11.

【0024】上記のように構成された圧力センサ1にあ
っては、上述のように、基準圧力室3内に基準圧力とし
ての例えば大気圧が導入され、その圧力が、ゴム膜13
を介して圧力センサチップ5のダイヤフラム部14aの
裏面側に加えられる。これと共に、測定圧力室4内に測
定圧力が導入され、その圧力が保護材料17を介してダ
イヤフラム部14aの表面側に加えられ、以てそれらの
差圧が検出される。
In the pressure sensor 1 configured as described above, for example, the atmospheric pressure as the reference pressure is introduced into the reference pressure chamber 3 as described above, and the pressure is applied to the rubber film 13.
Is applied to the back surface side of the diaphragm portion 14a of the pressure sensor chip 5 through the pressure sensor. At the same time, a measurement pressure is introduced into the measurement pressure chamber 4, and the pressure is applied to the surface side of the diaphragm portion 14a via the protective material 17, whereby the differential pressure between them is detected.

【0025】このとき、圧力センサチップ5(ダイヤフ
ラム部14aの裏面側)と、基準圧力室3とは、ゴム膜
13により仕切られている状態となるが、基準圧力室3
内に圧力変動があっても、ゴム膜13の受圧部13aは
その圧力変動に応じて容易に弾性変形(伸び変形)する
ため、ほとんど損失なく基準圧力室3内の圧力をダイヤ
フラム部14aに伝えることができる。また、ゴム膜1
3は、厚肉な固定部13bの内側に薄肉な受圧部13a
を有して構成されているので、固定部13bによってゴ
ム膜13の取付け強度を確保しながら、受圧部13aを
薄くして弾性変形しやすくすることができ、ダイヤフラ
ム部14aに圧力変動を損失なく伝えることができる。
At this time, the pressure sensor chip 5 (on the back side of the diaphragm portion 14a) and the reference pressure chamber 3 are separated by the rubber film 13;
Even if there is a pressure fluctuation inside, the pressure receiving portion 13a of the rubber film 13 easily elastically deforms (extends and deforms) according to the pressure fluctuation, so that the pressure in the reference pressure chamber 3 is transmitted to the diaphragm portion 14a with almost no loss. be able to. In addition, the rubber film 1
3 is a thin pressure receiving portion 13a inside the thick fixing portion 13b.
Therefore, the pressure receiving portion 13a can be thinned and easily elastically deformed while securing the mounting strength of the rubber film 13 by the fixing portion 13b, and the diaphragm portion 14a does not lose pressure fluctuation without loss. Can tell.

【0026】そして、前記基準圧力室3内に導入された
圧力媒体(空気)には、塵埃や煤、水等のゴミや不純物
等が含まれる場合があるが、ゴム膜13によって、その
ゴミや不純物等の汚染物質が圧力センサチップ5に至る
ことが阻止され、それら汚染物質がダイヤフラム部14
aに付着し更に堆積するといったことが未然に防止され
る。一方、圧力センサチップ5の表面側についても、ボ
ンディングワイヤ16等と共に保護材料17により覆わ
れているので、測定圧力室4内の圧力媒体中のゴミや不
純物等の汚染物質からの保護を図ることができる。
The pressure medium (air) introduced into the reference pressure chamber 3 may include dust, soot, water, and other dust and impurities. Contaminants such as impurities are prevented from reaching the pressure sensor chip 5, and the contaminants are
It can be prevented from adhering to and further depositing on a. On the other hand, since the front surface side of the pressure sensor chip 5 is also covered with the protective material 17 together with the bonding wires 16 and the like, protection from contaminants such as dust and impurities in the pressure medium in the measurement pressure chamber 4 should be achieved. Can be.

【0027】ところで、本実施例の構成では、ゴム膜1
3を、仕切壁8の壁のうち高圧となる測定圧力室4側の
壁に取付けるようにしたので、使用時には、ゴム膜13
を仕切壁8(収容凹部8aの底面)に押付ける方向の圧
力が作用することになる。このため、ゴム膜13を逆の
側に設ける場合に比べて、シール性に優れ、ゴム膜13
のさほど大きな取付け強度を必要とすることがなくな
る。しかも、圧力センサ1自体が、検出圧力が0.2M
Pa以下の低圧用として構成されている。これにより、
上述のようにゴム膜13の固定部13bを厚肉としたこ
とも併せて、ゴム膜13を、接着という容易な手段で取
付けることが可能となった。
By the way, in the configuration of this embodiment, the rubber film 1
3 is attached to the wall of the partition wall 8 on the side of the measuring pressure chamber 4 where the pressure is high.
Is applied to the partition wall 8 (the bottom surface of the accommodation recess 8a). For this reason, compared with the case where the rubber film 13 is provided on the opposite side, the sealing property is excellent and the rubber film 13 is provided.
This eliminates the need for such a large mounting strength. Moreover, the pressure sensor 1 itself has a detection pressure of 0.2M.
It is configured for low pressure of Pa or less. This allows
As described above, the thickness of the fixing portion 13b of the rubber film 13 is increased, and the rubber film 13 can be attached by an easy means of adhesion.

【0028】さらには、圧力センサチップ5の両面側
を、シリコンゲル等の保護材料で覆う場合と比較して、
上述のように、ゴム膜13及び圧力センサチップ5の組
付けや、保護材料17の形成等を、ケース2の片面側か
ら行なうことができるので、組付作業が容易となる。ま
た、ゴム膜13を付加するだけなので、構成が簡単で、
安価に済ませ得ることは勿論である。
Further, as compared with the case where both sides of the pressure sensor chip 5 are covered with a protective material such as silicon gel,
As described above, the mounting of the rubber film 13 and the pressure sensor chip 5 and the formation of the protective material 17 can be performed from one side of the case 2, so that the mounting operation is facilitated. Also, since only the rubber film 13 is added, the configuration is simple,
Of course, it can be inexpensive.

【0029】このように本実施例によれば、圧力センサ
チップ5のダイヤフラム部14aの裏面側と基準圧力室
3との間に保護用のゴム膜13を設けたことにより、基
準圧力室3に導入された圧力媒体中に含まれる汚染物質
による圧力センサチップ5のダイヤフラム部14aの汚
れひいては特性変化といった悪影響を防止しながらも、
比較的簡単な構成で、組付作業を容易に行なうことがで
きるという優れた効果を得ることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, the protection rubber film 13 is provided between the back surface of the diaphragm portion 14a of the pressure sensor chip 5 and the reference pressure chamber 3, so that the reference pressure chamber 3 While preventing the diaphragm portion 14a of the pressure sensor chip 5 from being contaminated by the contaminants contained in the introduced pressure medium, and thereby preventing adverse effects such as characteristic changes,
With a relatively simple configuration, an excellent effect that the assembling work can be easily performed can be obtained.

【0030】尚、上記実施例では、差圧(相対圧)を検
出するものとしたが、本発明の圧力センサは、例えば基
準圧力室3を真空状態で密閉することにより、測定圧力
の絶対圧を検出するセンサとして構成することも可能で
あり、これにより、用途を広げることができる。また、
上記実施例では、ゴム膜13を、薄肉な受圧部13aと
厚肉な固定部13bとを有するものとして構成したが、
一定厚みのシートを採用することも可能である。ゴム膜
13の材質としても、圧力媒体の種類や温度等の使用環
境に応じて、フッ素ゴム、アクリルゴム、NBR、シリ
コンゴム、フロロシリコンゴムなどのなかから選択して
採用することができる。
In the above-described embodiment, the differential pressure (relative pressure) is detected. However, the pressure sensor of the present invention can be used, for example, by sealing the reference pressure chamber 3 in a vacuum state to obtain the absolute pressure of the measured pressure. Can also be configured as a sensor for detecting, so that the use can be expanded. Also,
In the above embodiment, the rubber film 13 is configured as having the thin pressure receiving portion 13a and the thick fixing portion 13b.
It is also possible to adopt a sheet having a constant thickness. The material of the rubber film 13 can be selected from fluorine rubber, acrylic rubber, NBR, silicon rubber, fluorosilicone rubber and the like according to the use environment such as the type of pressure medium and temperature.

【0031】その他、圧力媒体としては、液体や他の気
体であっても良く、そして、ゴム膜13とダイヤフラム
部14aとの間の空間部に、空気ではなくシリコーンオ
イル等を封入しても良く、これにより、温度特性を向上
させることができる。また、ゴム膜13を設ける位置や
固定構造、ケースや圧力室の構成などについても種々の
変形が可能であり、さらには、自動車用に限らず、圧力
センサ全般に広く適用することができる等、本発明は要
旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るもので
ある。
In addition, the pressure medium may be a liquid or other gas, and the space between the rubber film 13 and the diaphragm 14a may be filled with silicone oil or the like instead of air. Thus, the temperature characteristics can be improved. In addition, various modifications are possible for the position where the rubber film 13 is provided, the fixing structure, the configuration of the case and the pressure chamber, and the like. The present invention can be implemented with appropriate modifications without departing from the gist.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すもので、圧力センサチ
ップの取付部分の構成を示す拡大縦断面図
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is an enlarged vertical sectional view showing a configuration of a mounting portion of a pressure sensor chip.

【図2】圧力センサの全体構成を示す縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the entire configuration of the pressure sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図面中、1は圧力センサ、2はケース、3は基準圧力
室、4は測定圧力室、5は圧力センサチップ、8は仕切
壁、8aは収容凹部、8bは連通孔、13はゴム膜、1
3aは受圧部、13bは固定部、14aはダイヤフラム
部、17は保護材料を示す。
In the drawing, 1 is a pressure sensor, 2 is a case, 3 is a reference pressure chamber, 4 is a measurement pressure chamber, 5 is a pressure sensor chip, 8 is a partition wall, 8a is a housing recess, 8b is a communication hole, 13 is a rubber film, 1
3a is a pressure receiving portion, 13b is a fixed portion, 14a is a diaphragm portion, and 17 is a protective material.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケース内に、基準圧力とされる基準圧力
室と、測定圧力が導入される測定圧力室と、それら2つ
の圧力室の圧力をダイヤフラム部の表裏面に受けるよう
に設けられた圧力センサチップとを備え、前記測定圧力
の基準圧力との差圧を検出するようにした圧力センサで
あって、 前記圧力センサチップのダイヤフラム部の裏面側と前記
圧力室との間を仕切り、該圧力室の圧力変化に応じて弾
性変形する保護用のゴム膜を設けたことを特徴とする圧
力センサ。
In a case, a reference pressure chamber serving as a reference pressure, a measurement pressure chamber into which a measurement pressure is introduced, and pressures of these two pressure chambers are provided on front and back surfaces of a diaphragm portion. A pressure sensor comprising a pressure sensor chip, and configured to detect a pressure difference between the measured pressure and a reference pressure, wherein the pressure sensor chip partitions between a back surface of a diaphragm portion of the pressure sensor chip and the pressure chamber. A pressure sensor comprising a protective rubber film that elastically deforms in response to a pressure change in a pressure chamber.
【請求項2】 前記ゴム膜は、前記圧力室の圧力を受け
る受圧部の外側に、取付け用の固定部を一体に有して構
成され、前記受圧部は、前記固定部よりも薄肉とされて
いることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
2. The pressure sensor according to claim 1, wherein the rubber film is integrally formed with a fixing portion for attachment outside the pressure receiving portion receiving the pressure of the pressure chamber, and the pressure receiving portion is thinner than the fixing portion. The pressure sensor according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記圧力センサチップによる検出圧力
は、0.2MPa以下であることを特徴とする請求項1
又は2記載の圧力センサ。
3. The pressure detected by the pressure sensor chip is 0.2 MPa or less.
Or the pressure sensor according to 2.
【請求項4】 前記圧力センサチップは、前記基準圧力
室と測定圧力室とを仕切ると共にそれら2室を連通させ
る連通孔を有する仕切壁のうち、高圧となる圧力室側の
壁面の連通孔部分に、その裏面側に前記ゴム膜を挟んだ
状態で取付けられることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれかに記載の圧力センサ。
4. The communication hole portion of the wall surface on the pressure chamber side, which has a high pressure, among the partition walls that partition the reference pressure chamber and the measurement pressure chamber and have communication holes that communicate the two chambers. 4. The device according to claim 1, wherein said rubber film is attached to a back surface of said rubber film.
The pressure sensor according to any one of the above.
【請求項5】 前記圧力センサチップの表面側は、保護
材料により覆われていることを特徴とする請求項1ない
し4のいずれかに記載の圧力センサ。
5. The pressure sensor according to claim 1, wherein a front surface of the pressure sensor chip is covered with a protective material.
【請求項6】 前記基準圧力室が、真空状態で密閉され
ることにより、測定圧力の絶対圧を検出するセンサとし
て構成することが可能とされることを特徴とする請求項
1ないし5のいずれかに記載の圧力センサ。
6. The sensor according to claim 1, wherein the reference pressure chamber is sealed in a vacuum state so that the reference pressure chamber can be configured as a sensor for detecting an absolute pressure of a measured pressure. Or a pressure sensor.
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