JP2002162304A - 静電容量型圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
静電容量型圧力センサおよびその製造方法Info
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- JP2002162304A JP2002162304A JP2000356230A JP2000356230A JP2002162304A JP 2002162304 A JP2002162304 A JP 2002162304A JP 2000356230 A JP2000356230 A JP 2000356230A JP 2000356230 A JP2000356230 A JP 2000356230A JP 2002162304 A JP2002162304 A JP 2002162304A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサチップの電極近傍の構造を改善し、か
つセンサチップの占有面積を縮小することにより、高信
頼性であり、生産性が良い静電容量型圧力センサを得
る。 【解決手段】 シリコン基板１０内に形成された外部圧
力により変形する可動電極１１と、ガラス基板２０上に
形成された固定電極２１とをギャップを形成するよう対
向させ、前記シリコン基板と前記ガラス基板２０の一部
とが接合してキャビティー部１２を形成した静電容量型
圧力センサにおいて、前記シリコン基板１０上に少なく
とも２個のスルーホールが設けられ、前記ガラス基板２
０上の固定電極２１は、１個のスルーホールを介し、シ
リコン基板上の固定電極パット１４と電気的に接続され
ており、更に前記シリコン基板上の可動電極１１は、他
の１個のスルーホールを介して、前記シリコン基板１０
上の可動電極パット１５と電気的に接続された静電容量
型圧力センサとする。
つセンサチップの占有面積を縮小することにより、高信
頼性であり、生産性が良い静電容量型圧力センサを得
る。 【解決手段】 シリコン基板１０内に形成された外部圧
力により変形する可動電極１１と、ガラス基板２０上に
形成された固定電極２１とをギャップを形成するよう対
向させ、前記シリコン基板と前記ガラス基板２０の一部
とが接合してキャビティー部１２を形成した静電容量型
圧力センサにおいて、前記シリコン基板１０上に少なく
とも２個のスルーホールが設けられ、前記ガラス基板２
０上の固定電極２１は、１個のスルーホールを介し、シ
リコン基板上の固定電極パット１４と電気的に接続され
ており、更に前記シリコン基板上の可動電極１１は、他
の１個のスルーホールを介して、前記シリコン基板１０
上の可動電極パット１５と電気的に接続された静電容量
型圧力センサとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種産業機器、家
電機器等での圧力の検出に好適な静電容量型圧力センサ
およびその製造方法に関する。
電機器等での圧力の検出に好適な静電容量型圧力センサ
およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の静電容量型圧力センサの
説明図である。図２（ａ）はキャップをはずして内部を
露出させて示す外観斜視図であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＣＣ断面図にキャップを追加した断面図であ
る。また、図３は、図２に示す静電容量型圧力センサの
センサチップ部の構造を示す分解図である。
説明図である。図２（ａ）はキャップをはずして内部を
露出させて示す外観斜視図であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＣＣ断面図にキャップを追加した断面図であ
る。また、図３は、図２に示す静電容量型圧力センサの
センサチップ部の構造を示す分解図である。
【０００３】従来の静電容量型圧力センサの構造は、シ
リコン基板１０に、圧力に応じて変形するダイアフラム
である可動電極１１が形成され、ガラス基板２０上には
固定電極２１が形成されていて、先のシリコン基板１０
とガラス基板２０とが接合された構造となっている。
リコン基板１０に、圧力に応じて変形するダイアフラム
である可動電極１１が形成され、ガラス基板２０上には
固定電極２１が形成されていて、先のシリコン基板１０
とガラス基板２０とが接合された構造となっている。
【０００４】図２に示すごとく、シリコン基板１０’と
ガラス基板２０’とは、その一部において接合されてお
り、これによって、ダイアフラムとなる可動電極１１’
の下側にはキャビティー部１２’が形成されることにな
る。
ガラス基板２０’とは、その一部において接合されてお
り、これによって、ダイアフラムとなる可動電極１１’
の下側にはキャビティー部１２’が形成されることにな
る。
【０００５】シリコン基板１０’とガラス基板２０’よ
りなるセンサチップ３０’には、固定電極引き出し用横
穴１３’設けられ、これによって固定電極２１’が固定
電極引き出しパターン２２’を通してキャビティー部１
２’の外に引き出される。ダイアフラムとなる可動電極
１１’は、シリコン基板１０’を通しガラス基板上に設
けられた可動電極パット２３’と圧着されキャビティー
部１２’の外に取り出される。
りなるセンサチップ３０’には、固定電極引き出し用横
穴１３’設けられ、これによって固定電極２１’が固定
電極引き出しパターン２２’を通してキャビティー部１
２’の外に引き出される。ダイアフラムとなる可動電極
１１’は、シリコン基板１０’を通しガラス基板上に設
けられた可動電極パット２３’と圧着されキャビティー
部１２’の外に取り出される。
【０００６】これらセンサチップ３０’は、ベース部材
としての台座４０上に接着される。台座４０’には、リ
ード端子４４、４５が設けられており、リード端子４
４、４５とガラス基板２０’上の固定電極２１’（固定
電極パット２３）、可動電極パット２３’は、リードワ
イヤー３３、３４によって各端子に電気的に接続されて
いる。
としての台座４０上に接着される。台座４０’には、リ
ード端子４４、４５が設けられており、リード端子４
４、４５とガラス基板２０’上の固定電極２１’（固定
電極パット２３）、可動電極パット２３’は、リードワ
イヤー３３、３４によって各端子に電気的に接続されて
いる。
【０００７】ガラス基板２０’および台座４０のそれぞ
れに、大気圧導入用貫通孔３１および４３が形成されて
おり、これら二つの大気圧導入孔３１、４３は、連通さ
れている。キャビティー部１２とセンサチップ外部のキ
ャップ内領域４７とを隔離するため、横穴１３は封止剤
３２によって封止される。そして、台座４０と被測定圧
力導入用貫通穴４２を設けたカバー部材としてのキャッ
プ４１とは、ハーメチックシールによってシールされ
る。
れに、大気圧導入用貫通孔３１および４３が形成されて
おり、これら二つの大気圧導入孔３１、４３は、連通さ
れている。キャビティー部１２とセンサチップ外部のキ
ャップ内領域４７とを隔離するため、横穴１３は封止剤
３２によって封止される。そして、台座４０と被測定圧
力導入用貫通穴４２を設けたカバー部材としてのキャッ
プ４１とは、ハーメチックシールによってシールされ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型圧力
センサにおいては、キャビティー部とセンサチップ外部
とを隔離するため、固定電極をキャビティー部の外部に
取り出すことが必要であった。そのための横穴を封止剤
を用いて封止する必要があった。そのため、シリコーン
ゴム等の封止剤を塗布した際、封止剤がキャビティー内
に侵入するおそれがあり、センサの特性、および不良数
を著しく悪化させる可能性があった。
センサにおいては、キャビティー部とセンサチップ外部
とを隔離するため、固定電極をキャビティー部の外部に
取り出すことが必要であった。そのための横穴を封止剤
を用いて封止する必要があった。そのため、シリコーン
ゴム等の封止剤を塗布した際、封止剤がキャビティー内
に侵入するおそれがあり、センサの特性、および不良数
を著しく悪化させる可能性があった。
【０００９】また、センサチップを構成する絶縁基板内
に固定電極引き出しパット、および可動電極パットを形
成するため、その分センサチップの占有面積が増加し、
単位基板あたりのチップの取り数が減少するため、コス
トアップにつながっていた。
に固定電極引き出しパット、および可動電極パットを形
成するため、その分センサチップの占有面積が増加し、
単位基板あたりのチップの取り数が減少するため、コス
トアップにつながっていた。
【００１０】従って、本発明の目的は、センサチップの
電極近傍の構造を改善し、かつセンサチップの占有面積
を縮小することにより、高信頼性であり、生産性がよい
静電容量型圧力センサを供給することである。
電極近傍の構造を改善し、かつセンサチップの占有面積
を縮小することにより、高信頼性であり、生産性がよい
静電容量型圧力センサを供給することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の静電容量型圧力
センサは、上記目的を達成するために、可動電極として
機能するダイアフラムが形成されたシリコン基板上に少
なくとも２のスルーホールを設け、前記スルーホールを
介して、絶縁基板上に設けられた固定電極およびシリコ
ン基板上の可動電極をキャビティー外に引き出す構造と
する静電容量型圧力センサである。
センサは、上記目的を達成するために、可動電極として
機能するダイアフラムが形成されたシリコン基板上に少
なくとも２のスルーホールを設け、前記スルーホールを
介して、絶縁基板上に設けられた固定電極およびシリコ
ン基板上の可動電極をキャビティー外に引き出す構造と
する静電容量型圧力センサである。
【００１２】本発明によれば、従来の静電容量型圧力セ
ンサのように、絶縁基板上の固定電極をキャビティー外
に引き出すための横穴を設ける必要がないため、シリコ
ーンゴム等の封止剤で封止する工程を削除することがで
き、高信頼性かつ生産性がよい静電容量型圧力センサを
得ることができる。
ンサのように、絶縁基板上の固定電極をキャビティー外
に引き出すための横穴を設ける必要がないため、シリコ
ーンゴム等の封止剤で封止する工程を削除することがで
き、高信頼性かつ生産性がよい静電容量型圧力センサを
得ることができる。
【００１３】また、センサチップを構成する絶縁基板内
に固定電極パットおよび可動電極パットを形成する必要
がなくなるため、センサチップの占有面積を縮小するこ
とができ、単位基板あたりのチップの取り数を増加する
ことができ、生産収率の高い静電容量型圧力センサを得
ることができる。
に固定電極パットおよび可動電極パットを形成する必要
がなくなるため、センサチップの占有面積を縮小するこ
とができ、単位基板あたりのチップの取り数を増加する
ことができ、生産収率の高い静電容量型圧力センサを得
ることができる。
【００１４】即ち、本発明は、シリコン基板内に形成さ
れた外部圧力により変形する可動電極と、絶縁基板上に
形成された固定電極とをギャップを形成するよう対向さ
せ、前記シリコン基板と前記絶縁基板の一部とが接合し
てキャビティー部を形成した静電容量型圧力センサにお
いて、前記シリコン基板上に少なくとも２個のスルーホ
ールが設けられ、前記絶縁基板上の固定電極は、１個の
スルーホールを介し、シリコン基板上の固定電極パット
と電気的に接続されており、更に前記シリコン基板上の
可動電極は、他の１個のスルーホールを介して、前記シ
リコン基板上の可動電極パットと電気的に接続された静
電容量型圧力センサである。
れた外部圧力により変形する可動電極と、絶縁基板上に
形成された固定電極とをギャップを形成するよう対向さ
せ、前記シリコン基板と前記絶縁基板の一部とが接合し
てキャビティー部を形成した静電容量型圧力センサにお
いて、前記シリコン基板上に少なくとも２個のスルーホ
ールが設けられ、前記絶縁基板上の固定電極は、１個の
スルーホールを介し、シリコン基板上の固定電極パット
と電気的に接続されており、更に前記シリコン基板上の
可動電極は、他の１個のスルーホールを介して、前記シ
リコン基板上の可動電極パットと電気的に接続された静
電容量型圧力センサである。
【００１５】また、本発明は、前記静電容量型圧力セン
サにおいて、前記シリコン基板上のスルーホールの側
面、および前記固定電極パット、可動電極パットが配置
される面には、絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜を介し
て、前記固定電極コンタクトパット、および可動電極コ
ンタクトパットが配置された静電容量型圧力センサであ
る。
サにおいて、前記シリコン基板上のスルーホールの側
面、および前記固定電極パット、可動電極パットが配置
される面には、絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜を介し
て、前記固定電極コンタクトパット、および可動電極コ
ンタクトパットが配置された静電容量型圧力センサであ
る。
【００１６】また、本発明は、シリコン基板内に、外力
により変形する可動電極を形成し、前記可動電極と絶縁
基板上に形成した固定電極とをギャップを形成するよう
対向させて、前記シリコン基板と前記絶縁基板の一部を
接合してキャビティー部を形成する静電容量型圧力セン
サの製造方法において、前記シリコン基板上に少なくと
も２個のスルーホールを設け、前記絶縁基板上の固定電
極を、１個のスルーホールを介し、シリコン基板上の固
定電極パットと電気的に接続し、更に前記シリコン基板
上の可動電極を、他の１個のスルーホールを介して、前
記シリコン基板上の可動電極パットと電気的に接続し、
前記シリコン基板上のスルーホールの側面、および前記
固定電極パット、可動電極パットが配置される面に、絶
縁膜を設け、前記絶縁膜を介して、前記固定電極コンタ
クトパット、および可動電極コンタクトパットを配置す
る静電容量型圧力センサの製造方法である。
により変形する可動電極を形成し、前記可動電極と絶縁
基板上に形成した固定電極とをギャップを形成するよう
対向させて、前記シリコン基板と前記絶縁基板の一部を
接合してキャビティー部を形成する静電容量型圧力セン
サの製造方法において、前記シリコン基板上に少なくと
も２個のスルーホールを設け、前記絶縁基板上の固定電
極を、１個のスルーホールを介し、シリコン基板上の固
定電極パットと電気的に接続し、更に前記シリコン基板
上の可動電極を、他の１個のスルーホールを介して、前
記シリコン基板上の可動電極パットと電気的に接続し、
前記シリコン基板上のスルーホールの側面、および前記
固定電極パット、可動電極パットが配置される面に、絶
縁膜を設け、前記絶縁膜を介して、前記固定電極コンタ
クトパット、および可動電極コンタクトパットを配置す
る静電容量型圧力センサの製造方法である。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明に係わる静電容量型圧力セン
サの実施例を、図面に基づき説明する。
サの実施例を、図面に基づき説明する。
【００１８】本発明の静電容量型圧力センサの圧力セン
サチップを除いた台座の構成は、図２、図３の従来の構
造と同様である。従って、台座についての詳細の説明は
省略する。以下、本発明の静電容量型圧力センサの圧力
センサチップについて、従来の圧力センサチップとの相
違点を主体に、詳細を説明する。
サチップを除いた台座の構成は、図２、図３の従来の構
造と同様である。従って、台座についての詳細の説明は
省略する。以下、本発明の静電容量型圧力センサの圧力
センサチップについて、従来の圧力センサチップとの相
違点を主体に、詳細を説明する。
【００１９】図１は、本発明の静電容量型圧力センサの
センサチップの構造を示す図である。図１（ａ）は、斜
視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図
であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂの断面図で
ある。
センサチップの構造を示す図である。図１（ａ）は、斜
視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図
であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂの断面図で
ある。
【００２０】図１に示したように、シリコン基板１０内
にスルーホール１７、１８が設けられており、スルーホ
ール１７での固定電極コンタクトパット１４は、キャビ
ティー部１２まで貫通しており、スルーホール１８での
固定電極コンタクトパット１５は、ダイアフラムとなる
可動電極１１に接続されている。
にスルーホール１７、１８が設けられており、スルーホ
ール１７での固定電極コンタクトパット１４は、キャビ
ティー部１２まで貫通しており、スルーホール１８での
固定電極コンタクトパット１５は、ダイアフラムとなる
可動電極１１に接続されている。
【００２１】前記スルーホール１７には、ガラス基板２
０上の固定電極２１をキャビティー部１２外に引き出す
ため、固定電極コンタクトパット１４が、シリコン基板
１０と固定電極コンタクトパット１４の電気的絶縁のた
めの絶縁膜１６を介して配置されており、前記固定電極
２１と固定電極コンタクトパット１４は、キャビティー
内の一部において電気的に接続されている。
０上の固定電極２１をキャビティー部１２外に引き出す
ため、固定電極コンタクトパット１４が、シリコン基板
１０と固定電極コンタクトパット１４の電気的絶縁のた
めの絶縁膜１６を介して配置されており、前記固定電極
２１と固定電極コンタクトパット１４は、キャビティー
内の一部において電気的に接続されている。
【００２２】また、前記スルーホール１８には、シリコ
ン基板１０内の可動電極１１をキャビティー部１２外に
引き出すため可動電極コンタクトパット１５が、シリコ
ン基板１０と可動電極コンタクトパット１５の電気的絶
縁のための絶縁膜１６を介して配置されており、前記可
動電極１１と可動電極コンタクトパット１５は、一部に
おいて電気的に接続されている。
ン基板１０内の可動電極１１をキャビティー部１２外に
引き出すため可動電極コンタクトパット１５が、シリコ
ン基板１０と可動電極コンタクトパット１５の電気的絶
縁のための絶縁膜１６を介して配置されており、前記可
動電極１１と可動電極コンタクトパット１５は、一部に
おいて電気的に接続されている。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコン基板内に設けた２つのスルーホールにより、ガ
ラス基板上の固定電極およびシリコン基板上の可動電極
をキャビティー部外に引き出すことにより、キャビティ
ー部とセンサチップ外部の隔離は、固定電極コンタクト
パット形成で行われるため、従来の静電容量型圧力セン
サのように、固定電極引き出しの横穴をシリコーンゴム
等の封止剤を用いて封止する必要がないため、高信頼性
かつ生産性がよい静電容量型圧力センサおよびその製造
方法を提供することができる。
シリコン基板内に設けた２つのスルーホールにより、ガ
ラス基板上の固定電極およびシリコン基板上の可動電極
をキャビティー部外に引き出すことにより、キャビティ
ー部とセンサチップ外部の隔離は、固定電極コンタクト
パット形成で行われるため、従来の静電容量型圧力セン
サのように、固定電極引き出しの横穴をシリコーンゴム
等の封止剤を用いて封止する必要がないため、高信頼性
かつ生産性がよい静電容量型圧力センサおよびその製造
方法を提供することができる。
【００２４】また、センサチップを構成するガラス基板
内に固定電極パットおよび可動電極パットを形成する必
要がなくなるため、センサチップの占有面積を縮小する
ことができ、単位基板あたりのチップの取り数を増加す
ることができ、生産収率の高い静電容量型圧力センサお
よびその製造方法を提供することができる。
内に固定電極パットおよび可動電極パットを形成する必
要がなくなるため、センサチップの占有面積を縮小する
ことができ、単位基板あたりのチップの取り数を増加す
ることができ、生産収率の高い静電容量型圧力センサお
よびその製造方法を提供することができる。
【図１】本発明の実施例による静電容量型圧力センサの
センサチップの構造を示す図。図１（ａ）は、センサチ
ップの斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面
図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂの断面図。
センサチップの構造を示す図。図１（ａ）は、センサチ
ップの斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面
図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂの断面図。
【図２】従来の静電容量型圧力センサの説明図、図２
（ａ）は、キャップをはずした状態の外観斜視図、図２
（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図にキャップを追加
した状態の断面図。
（ａ）は、キャップをはずした状態の外観斜視図、図２
（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図にキャップを追加
した状態の断面図。
【図３】図２の従来Ｂの静電容量型圧力センサのセンサ
チップを示す斜視図。
チップを示す斜視図。
１０，１０’ シリコン基板 １１，１１’ 可動電極（ダイアフラム） １２，１２’ キャビティー部 １３ 固定電極引き出し用横穴 １４ 固定電極コンタクトパット １５ 可動電極コンタクトパット １６ 絶縁膜 １７，１８ スルーホール（固定電極コンタクト用） ２０ ガラス基板 ２１ 固定電極 ２２ 固定電極引き出しパターン ２３ 可動電極パット ３０，３０’ センサチップ ３１ 大気圧導入孔 ３２ 封止剤 ３３，３４ リードワイヤー ４０ 台座 ４１ キャップ ４２ 被測定圧導入孔 ４３ 大気圧導入孔 ４４，４５ リード端子
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン基板内に形成された外部圧力に
より変形する可動電極と、絶縁基板上に形成された固定
電極とをギャップを形成するよう対向させ、前記シリコ
ン基板と前記絶縁基板の一部とが接合してキャビティー
部を形成した静電容量型圧力センサにおいて、前記シリ
コン基板上に少なくとも２個のスルーホールが設けら
れ、前記絶縁基板上の固定電極は、１個のスルーホール
を介し、シリコン基板上の固定電極パットと電気的に接
続されており、更に前記シリコン基板上の可動電極は、
他の１個のスルーホールを介して、前記シリコン基板上
の可動電極パットと電気的に接続されたことを特徴とす
る静電容量型圧力センサ。 - 【請求項２】 前記シリコン基板上のスルーホールの側
面、および前記固定電極パット、可動電極パットが配置
される面には、絶縁膜が設けられ、前記絶縁膜を介し
て、前記固定電極コンタクトパット、および可動電極コ
ンタクトパットが配置されたことを特徴とする請求項１
記載の静電容量型圧力センサ。 - 【請求項３】 シリコン基板内に、外力により変形する
可動電極を形成し、前記可動電極と絶縁基板上に形成し
た固定電極とをギャップを形成するよう対向させて、前
記シリコン基板と前記絶縁基板の一部を接合してキャビ
ティー部を形成する静電容量型圧力センサの製造方法に
おいて、前記シリコン基板上に少なくとも２個のスルー
ホールを設け、前記絶縁基板上の固定電極を、１個のス
ルーホールを介し、シリコン基板上の固定電極パットと
電気的に接続し、更に前記シリコン基板上の可動電極
を、他の１個のスルーホールを介して、前記シリコン基
板上の可動電極パットと電気的に接続し、前記シリコン
基板上のスルーホールの側面、および前記固定電極パッ
ト、可動電極パットが配置される面に、絶縁膜を設け、
前記絶縁膜を介して、前記固定電極コンタクトパット、
および可動電極コンタクトパットを配置することを特徴
とする静電容量型圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000356230A JP2002162304A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 静電容量型圧力センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000356230A JP2002162304A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 静電容量型圧力センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002162304A true JP2002162304A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18828514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000356230A Pending JP2002162304A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 静電容量型圧力センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002162304A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105092113A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-25 | 东南大学 | 一种微机电系统电容式压力传感器及其制备方法 |
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2000
- 2000-11-22 JP JP2000356230A patent/JP2002162304A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105092113A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-25 | 东南大学 | 一种微机电系统电容式压力传感器及其制备方法 |
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