JP2006029984A - 振動式圧力センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 静水圧による圧縮歪を改善して、耐圧性が向上された振動式圧力センサを実現する。
【解決手段】 測定圧が加えられるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられた振動梁とを具備する振動式圧力センサにおいて、
前記振動梁の両端側にそれぞれ一端がほぼ直交して設けられ他端がダイアフラム面にほぼ直交して設けられた柱状の第１，第２の支持部を具備したことを特徴とする振動式圧力センサである。
【選択図】 図１
【解決手段】 測定圧が加えられるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられた振動梁とを具備する振動式圧力センサにおいて、
前記振動梁の両端側にそれぞれ一端がほぼ直交して設けられ他端がダイアフラム面にほぼ直交して設けられた柱状の第１，第２の支持部を具備したことを特徴とする振動式圧力センサである。
【選択図】 図１
Description
本発明は、静水圧による圧縮歪を改善して、耐圧性が向上された振動式圧力センサに関するものである。
振動式圧力センサに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
実開昭６３−６３７３７号公報（第２頁、第３図）
図１２は従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、実開昭６３ー６３７３７号公報に示されている。
図において、１は半導体チップである。
この場合は、シリコンが使用されている。
２は半導体チップ１に設けられ半導体チップ１に起歪部たるダイアフラム３を構成する凹部である。
この場合は、シリコンが使用されている。
２は半導体チップ１に設けられ半導体チップ１に起歪部たるダイアフラム３を構成する凹部である。
４は、半導体チップ１の起歪部３に設けられた半導体圧力検出素子である。
この場合は、振動子が使用されている。
５は半導体チップ１の一面に一面が接続され、凹部２と圧力導入室６を構成する絶縁材からなるチップ支持基板である。
この場合は、振動子が使用されている。
５は半導体チップ１の一面に一面が接続され、凹部２と圧力導入室６を構成する絶縁材からなるチップ支持基板である。
この場合は、パイレックス（登録商標）ガラスが使用され、直接全面接合されている。
また、この場合は、半導体チップ１とチップ支持基板５とは、陽極接合により接合されている。
７はガラス支持基板５に設けられ、圧力導入室６に連通する連通孔である。
また、この場合は、半導体チップ１とチップ支持基板５とは、陽極接合により接合されている。
７はガラス支持基板５に設けられ、圧力導入室６に連通する連通孔である。
以上の構成において、圧力導入室６に低圧側圧力ＰLが導入され、ダイアフラム３の外側から高圧側圧力ＰＨが加わると、ダイアフラム３は、高圧側圧力ＰＨ―低圧側圧力ＰＬの差圧により変位する。
この変位を半導体圧力検出素子４により電気的に検出すれば、差圧に対応した電気信号出力が得られる。
この変位を半導体圧力検出素子４により電気的に検出すれば、差圧に対応した電気信号出力が得られる。
しかしながら、このような装置においては、以下の間題点がある。
静水圧が印加された場合、半導体チップ１とチップ支持基板５とのヤング率差により、半導体チップ１自体の圧縮歪より大きな圧縮歪が、半導体圧力検出素子４に印加されることになる。
静水圧が印加された場合、半導体チップ１とチップ支持基板５とのヤング率差により、半導体チップ１自体の圧縮歪より大きな圧縮歪が、半導体圧力検出素子４に印加されることになる。
この場合は、シリコンよりなる半導体チップ１のヤング率は、Ｅ＝１３５ＧＰａであり、パイレックス（登録商標）ガラスよりなるチップ支持基板５のヤング率は、Ｅ＝８０ＧＰａであり、チップ支持基板５が半導体チップ１より圧縮率が大きい。
シリコンよりなる半導体チップ１自体の圧縮歪より大きな圧縮歪（約１．５〜２倍）が、半導体圧力検出素子４に印加されることになる。
これにより、半導体圧力検出素子４の動作歪範囲が制限されて、半導体圧力センサの正常動作範囲と耐圧性能が制約される。
これにより、半導体圧力検出素子４の動作歪範囲が制限されて、半導体圧力センサの正常動作範囲と耐圧性能が制約される。
このために、現状においては、センサ感度を下げ（性能低下）たり、正常動作範囲を限定（耐圧性能を低下させる）することを余儀なくされている。
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、耐圧特性が向上出来、感度が増大出来て、レンジアビリティが拡大され、出力リップルが減少出来る半導体圧力センサを提供することにある。
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の振動式圧力センサにおいては、
測定圧が加えられるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられた振動梁とを具備する振動式圧力センサにおいて、
前記振動梁の両端側にそれぞれ一端がほぼ直交して設けられ他端がダイアフラム面にほぼ直交して設けられた柱状の第１，第２の支持部を具備したことを特徴とする。
測定圧が加えられるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられた振動梁とを具備する振動式圧力センサにおいて、
前記振動梁の両端側にそれぞれ一端がほぼ直交して設けられ他端がダイアフラム面にほぼ直交して設けられた柱状の第１，第２の支持部を具備したことを特徴とする。
本発明の請求項２の振動式圧力センサにおいては、請求項１記載の振動式圧力センサにおいて、
前記支持部の取付け位置を調整して静圧補正歪量を調整するようにしたことを特徴とする。
前記支持部の取付け位置を調整して静圧補正歪量を調整するようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
静圧歪による振動梁の圧縮歪が、引張歪が加わることにより緩和・減少されるため、振動梁の動作範囲を広げることができる。
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
静圧歪による振動梁の圧縮歪が、引張歪が加わることにより緩和・減少されるため、振動梁の動作範囲を広げることができる。
それにより、耐圧特性が向上出来、振動梁の感度もアップできるため、レンジアビリティが拡大され、出力リップルが減少出来る振動式圧力センサが得られる。
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
支持部の取付け位置を調整して静圧補正歪量を調整するようにしたので、更に、耐圧特性が向上出来る振動式圧力センサが得られる。
支持部の取付け位置を調整して静圧補正歪量を調整するようにしたので、更に、耐圧特性が向上出来る振動式圧力センサが得られる。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の平面図、図３は図１の要部構成説明図である。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の平面図、図３は図１の要部構成説明図である。
第１，第２の支持部１１，１２は、振動梁１０の両端側にそれぞれ一端がほぼ直交して設けられ、他端がダイアフラム３面にほぼ直交して設けられ柱状をなす。
この場合は、支持部１１，１２の取付け位置を調整して、静圧補正歪量を調整するようにしている。
この場合は、支持部１１，１２の取付け位置を調整して、静圧補正歪量を調整するようにしている。
以上の構成において、静水圧Ｆ１が印加されると、振動梁１０の固定端に圧縮歪Ｆ２が加わる事により、振動梁４の部分には矢印←→方向に引張り歪Ｆ３が印加される。
このような装置は、図４〜図１０に示す如くして製作される。
図４において、
半導体チップ１の表面に、シリコン酸化膜１０１形成後、フォトリソグラフィにより、振動梁１０の下側空隙部分を形成する。
Ｐ＋拡散により電極リード部１０２を形成する。
半導体チップ１の表面に、シリコン酸化膜１０１形成後、フォトリソグラフィにより、振動梁１０の下側空隙部分を形成する。
Ｐ＋拡散により電極リード部１０２を形成する。
図５において、
シリコン酸化膜１０１除去後、再度、シリコン酸化膜１０３形成後、フォトリソグラフィにより、第１，第２の支持部１１，１２用の穴を形成する。
シリコン酸化膜１０１除去後、再度、シリコン酸化膜１０３形成後、フォトリソグラフィにより、第１，第２の支持部１１，１２用の穴を形成する。
図６において、
振動梁１０の部分のポリシリコン膜１０４を成膜する。そして、ボロンＢによるP++拡散を行う。
振動梁１０の部分のポリシリコン膜１０４を成膜する。そして、ボロンＢによるP++拡散を行う。
図７において、ＲＩＥエッチングにより、振動梁１０の部分を形成する。
図８において、
ＣＶＤによりシリコン酸化膜１０５を成膜する。そして、ポリシリコン膜１０６を形成する。
ＣＶＤによりシリコン酸化膜１０５を成膜する。そして、ポリシリコン膜１０６を形成する。
図９において、
ポリシリコン膜１０６にシリコン酸化膜１０３、１０５エッチング用の通路を形成後、リコン酸化膜１０３、１０５を除去する。
ポリシリコン膜１０６にシリコン酸化膜１０３、１０５エッチング用の通路を形成後、リコン酸化膜１０３、１０５を除去する。
図１０において、
ポリシリコン膜１０７を成膜して、真空封止する。
ポリシリコン膜１０７を成膜して、真空封止する。
この結果、
静圧歪Ｆ１による振動梁１０の圧縮歪Ｆ２が、引張歪Ｆ３が加わることにより緩和・減少されるため、振動梁１０の動作範囲を広げることができる。
それにより、耐圧特性が向上出来、振動梁１０の感度もアップできるため、レンジアビリティが拡大され、出力リップルが減少出来る振動式圧力センサが得られる。
静圧歪Ｆ１による振動梁１０の圧縮歪Ｆ２が、引張歪Ｆ３が加わることにより緩和・減少されるため、振動梁１０の動作範囲を広げることができる。
それにより、耐圧特性が向上出来、振動梁１０の感度もアップできるため、レンジアビリティが拡大され、出力リップルが減少出来る振動式圧力センサが得られる。
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
１ 半導体チップ
２ 凹部
３ 測定ダイヤフラム
４ 半導体圧力検出素子
５ チップ支持基板
６ 圧力導入室
７ 連通孔
１０ 振動梁
１１ 第１の支持部
１２ 第２の支持部
Ｆ１ 静水圧
Ｆ２ 圧縮歪
Ｆ３ 引張り歪
１０１ シリコン酸化膜
１０２ 電極リード部
１０３ シリコン酸化膜
１０４ ポリシリコン膜
１０５ シリコン酸化膜
１０６ ポリシリコン膜
１０７ ポリシリコン膜
ＰＬ 低圧側圧力
ＰＨ 高圧側圧力
２ 凹部
３ 測定ダイヤフラム
４ 半導体圧力検出素子
５ チップ支持基板
６ 圧力導入室
７ 連通孔
１０ 振動梁
１１ 第１の支持部
１２ 第２の支持部
Ｆ１ 静水圧
Ｆ２ 圧縮歪
Ｆ３ 引張り歪
１０１ シリコン酸化膜
１０２ 電極リード部
１０３ シリコン酸化膜
１０４ ポリシリコン膜
１０５ シリコン酸化膜
１０６ ポリシリコン膜
１０７ ポリシリコン膜
ＰＬ 低圧側圧力
ＰＨ 高圧側圧力
Claims (2)
- 測定圧が加えられるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられた振動梁とを具備する振動式圧力センサにおいて、
前記振動梁の両端側にそれぞれ一端がほぼ直交して設けられ他端がダイアフラム面にほぼ直交して設けられた柱状の第１，第２の支持部
を具備したことを特徴とする振動式圧力センサ。 - 前記支持部の取付け位置を調整して静圧補正歪量を調整するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の振動式圧力センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004209290A JP2006029984A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 振動式圧力センサ |
| US11/180,277 US20060010981A1 (en) | 2004-07-16 | 2005-07-12 | Vibration type pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004209290A JP2006029984A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 振動式圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006029984A true JP2006029984A (ja) | 2006-02-02 |
Family
ID=35598020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004209290A Pending JP2006029984A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 振動式圧力センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2006029984A (ja) |
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2004
- 2004-07-16 JP JP2004209290A patent/JP2006029984A/ja active Pending
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2005
- 2005-07-12 US US11/180,277 patent/US20060010981A1/en not_active Abandoned
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| US20060010981A1 (en) | 2006-01-19 |
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