JP3102595B2 - Capacitive pressure sensor - Google Patents

Capacitive pressure sensor

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JP3102595B2
JP3102595B2 JP04036406A JP3640692A JP3102595B2 JP 3102595 B2 JP3102595 B2 JP 3102595B2 JP 04036406 A JP04036406 A JP 04036406A JP 3640692 A JP3640692 A JP 3640692A JP 3102595 B2 JP3102595 B2 JP 3102595B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、容量型圧力センサに
関し、さらに詳しく言えば、基板に固着した電極とダイ
ヤフラムに固着した電極とによりコンデンサを構成し、
そのダイヤフラムに作用する圧力をそれら両電極間の静
電容量に変換して出力する容量型圧力センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitive pressure sensor, and more particularly, to a capacitor comprising an electrode fixed to a substrate and an electrode fixed to a diaphragm,
The present invention relates to a capacitive pressure sensor that converts a pressure acting on the diaphragm into a capacitance between the two electrodes and outputs the capacitance.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来の容量型圧力センサの一例
を示す分解斜視図、図7はその断面図である。図6およ
び図7において、容量型圧力センサ50は、アルミナ製
の円形の基板51と、その基板51とほぼ同じ直径を持
つアルミナ製の円形のダイヤフラム53を備えている。
基板51の一方の面(上面)の中央には、その外周縁5
1aから内側に離れて円板状の電極52が固着してあ
る。この電極52の直径は基板51の直径よりも小さ
く、したがって、電極52の外周縁と基板51の外周縁
51aの間には環状部51bが形成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is an exploded perspective view showing an example of a conventional capacitive pressure sensor, and FIG. 7 is a sectional view thereof. 6 and 7, the capacitive pressure sensor 50 includes an alumina circular substrate 51 and an alumina circular diaphragm 53 having substantially the same diameter as the substrate 51.
In the center of one surface (upper surface) of the substrate 51, the outer peripheral edge 5 is provided.
A disk-shaped electrode 52 is fixed inwardly away from 1a. The diameter of the electrode 52 is smaller than the diameter of the substrate 51. Therefore, an annular portion 51b is formed between the outer peripheral edge of the electrode 52 and the outer peripheral edge 51a of the substrate 51.

【0003】ダイヤフラム53の一方の面(下面)に
は、その外周縁53aから内側に離れて円板状の電極5
4が固着してある。この電極54の直径はダイヤフラム
53の直径よりも小さく、したがって、電極54の外周
縁とダイヤフラム53の外周縁53aの間には環状部5
3bが形成されている。電極54の直径は、基板51の
電極52の直径にほぼ等しい。
[0003] On one surface (lower surface) of the diaphragm 53, a disk-shaped electrode 5 is disposed inward from an outer peripheral edge 53a.
4 is fixed. The diameter of the electrode 54 is smaller than the diameter of the diaphragm 53. Therefore, the annular portion 5 is provided between the outer peripheral edge of the electrode 54 and the outer peripheral edge 53a of the diaphragm 53.
3b is formed. The diameter of the electrode 54 is substantially equal to the diameter of the electrode 52 on the substrate 51.

【0004】接合体55は、断面矩形のソルダガラス製
で、基板51とダイヤフラム53の周縁部を円環状に接
合・封止している。電極52と接合体55の間には間隙
56が、電極54と接合体55の間には間隙57がそれ
ぞれ形成してある。また、両電極52、54の間には間
隙gが形成され、その間隙gと両電極52、54によっ
てコンデンサを構成している。両電極52、54は、図
示しないリード線を介して図示しない電気回路に接続さ
れる。
[0004] The joined body 55 is made of solder glass having a rectangular cross section, and joins and seals the periphery of the substrate 51 and the diaphragm 53 in an annular shape. A gap 56 is formed between the electrode 52 and the joined body 55, and a gap 57 is formed between the electrode 54 and the joined body 55. A gap g is formed between the two electrodes 52 and 54, and the gap g and the two electrodes 52 and 54 form a capacitor. Both electrodes 52 and 54 are connected to an electric circuit (not shown) via a lead wire (not shown).

【0005】基板51にダイヤフラム53を接合する際
には、基板51の環状部51b上に流動状としたソルダ
ガラスをスクリーン印刷などにより付着させた後、その
上にダイヤフラム53を電極52、54を互いに対向さ
せるように重ね合わせ、さらに加圧・焼付けを行なって
硬化・接合させる。
When the diaphragm 53 is bonded to the substrate 51, a flow of solder glass is adhered onto the annular portion 51b of the substrate 51 by screen printing or the like, and then the diaphragm 53 is connected to the electrodes 52, 54 by the screen printing. They are overlapped so as to face each other, and are further cured and joined by applying pressure and baking.

【0006】検知しようとする圧力媒体は、ダイヤフラ
ム53にその外側から作用せしめられ、その圧力により
ダイヤフラム53は内側あるいは外側に撓む。その結
果、電極52、54間の間隙gが変化し、それらで構成
されたコンデンサの静電容量が変化する。上記容量型圧
力センサ50は、こうして圧力を静電容量に変換して検
知する。
The pressure medium to be detected is applied to the diaphragm 53 from the outside, and the pressure causes the diaphragm 53 to bend inward or outward. As a result, the gap g between the electrodes 52 and 54 changes, and the capacitance of the capacitor constituted by them changes. The capacitive pressure sensor 50 detects the pressure by converting the pressure into the capacitance.

【0007】なお、他の関連する従来技術として、特開
昭63−19527号公報に開示された「容量性圧力ト
ランスジューサを備えた圧力センサ」がある。この圧力
センサでは、隔膜部材(ダイヤフラム)の電極をセラミ
ック基板上の電極に対向させて固定する際に、フリット
ガラスを含む固定用媒体を用いており、その固定用媒体
をセラミック基板上に同軸に形成した2個の溝の間に配
置している。
As another related prior art, there is a "pressure sensor provided with a capacitive pressure transducer" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-19527. In this pressure sensor, when the electrode of the diaphragm member (diaphragm) is fixed to face the electrode on the ceramic substrate, a fixing medium containing frit glass is used, and the fixing medium is coaxially mounted on the ceramic substrate. It is arranged between the two formed grooves.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の容量型圧力
センサ50では、ダイヤフラム53の隔膜としての有効
範囲、すなわち圧力の作用を受けて撓むことができる範
囲が、ソルダガラス製の接合体55の内周縁55aの位
置によって決定される。このため、接合体55の内周縁
55aの位置は、ダイヤフラム53の有効範囲の大きさ
(直径)に直接影響を与える。
In the conventional capacitive pressure sensor 50, the effective range of the diaphragm 53 as a diaphragm, that is, the range in which the diaphragm 53 can bend under the action of pressure, is a joint body 55 made of solder glass. Is determined by the position of the inner peripheral edge 55a. For this reason, the position of the inner peripheral edge 55 a of the joined body 55 directly affects the size (diameter) of the effective range of the diaphragm 53.

【0009】上記従来の容量型圧力センサ50では、接
合体55の材料として流動状のソルダガラスを用いてお
り、しかも、基板51にダイヤフラム53を接合する工
程で、電極52、54間の間隙gが所定の小さな値(例
えば約30〜40/μm)になるまで基板51上の流動
状ソルダガラスを加圧して焼き付ける。このため、加圧
・焼付けの際に、そのソルダガラスが電極52、54側
に流れ込み、接合体55の半径方向幅が所定値よりも大
きくなることがあるという問題がある。このような接合
体55の半径方向幅の変動は、圧力−静電容量特性のば
らつきに直結する。
In the above-described conventional capacitive pressure sensor 50, a flowable solder glass is used as the material of the joined body 55, and the gap g between the electrodes 52 and 54 is formed in the step of joining the diaphragm 53 to the substrate 51. Is pressed and baked until the liquid solder glass on the substrate 51 reaches a predetermined small value (for example, about 30 to 40 / μm). For this reason, at the time of pressurization and baking, there is a problem that the solder glass flows into the electrodes 52 and 54 and the radial width of the joined body 55 may be larger than a predetermined value. Such a variation in the radial width of the joined body 55 is directly linked to a variation in pressure-capacitance characteristics.

【0010】上記特開昭63−19527号公報に開示
された圧力センサでは、硬化する際にフリットガラスを
含む固定用媒体が半径方向へ広がることにより、ダイヤ
フラムの有効範囲の大きさが変動することを考慮してい
ない。したがって、この圧力センサでも、図6および図
7に示した圧力センサと同様に、圧力−静電容量特性の
ばらつきが生じるという問題がある。
In the pressure sensor disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-19527, the size of the effective range of the diaphragm fluctuates when the fixing medium containing the frit glass spreads in the radial direction during curing. Do not consider. Therefore, this pressure sensor also has a problem that pressure-capacitance characteristics vary as in the pressure sensors shown in FIGS. 6 and 7.

【0011】そこで、この発明の目的は、簡単な構成で
圧力−静電容量特性のばらつきを小さくすることができ
る容量型圧力センサを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a capacitive pressure sensor capable of reducing variation in pressure-capacitance characteristics with a simple structure.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明の容量型圧力セ
ンサは、電極を有する基板と、前記電極に所定の間隔を
あけて対向する他の電極を有するダイヤフラムと、前記
基板およびダイヤフラムをそれらの周縁部において接合
する流動状物質を硬化させて形成された接合体とを備え
てなり、前記ダイヤフラムに作用する圧力を前記両電極
間の静電容量の変化として検知する容量型圧力センサに
おいて、上記基板の外周縁と上記基板上の電極の外周縁
との間で上記基板上に形成された環状部と、上記環状部
に形成された環状の溝とを有し、上記溝は上記基板上の
電極の外周縁に近接して設けられていることを特徴とす
る。
According to the present invention, there is provided a capacitive pressure sensor comprising: a substrate having electrodes; a diaphragm having other electrodes opposed to the electrodes at a predetermined interval; and a substrate having the electrodes and the diaphragm. Joining at the periphery
In capacitive pressure sensor for detecting a change in capacitance between the fluidized material to cure the result and a joint body formed by the two electrodes the pressure acting on the diaphragm to the outer peripheral edge of the substrate And the outer edge of the electrode on the substrate
An annular portion formed on the substrate between the
Having an annular groove formed on the substrate,
It is characterized in that it is provided close to the outer peripheral edge of the electrode .

【0013】[0013]

【作用】この発明の容量型圧力センサでは、基板の電極
側の面にその電極を囲むように環状の溝が設けてあるの
で、硬化前の流動状の接合体が前記電極側に流動しよう
としても、その溝により妨げられ、それより内側に入り
込む恐れがない。このため、接合体の幅(半径方向長
さ)がほぼ一定になり、その結果、ダイヤフラムの有効
範囲の直径もほぼ一定になる。そこで、圧力−静電容量
特性のばらつきをほとんどなくすことができる。また、
環状の溝を設けるだけでよいので構成がきわめて簡単で
ある。
In the capacitive pressure sensor according to the present invention, since the annular groove is provided on the surface of the substrate on the electrode side so as to surround the electrode, the fluidized joint before curing tends to flow to the electrode side. Is not obstructed by the groove, and there is no danger of getting inside. For this reason, the width (radial length) of the joined body is substantially constant, and as a result, the diameter of the effective range of the diaphragm is also substantially constant. Therefore, it is possible to almost eliminate variations in pressure-capacitance characteristics. Also,
The structure is extremely simple because it is only necessary to provide an annular groove.

【0014】[0014]

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。 (構成)図1は、この発明の容量型圧力センサの一実施
例を示す分解斜視図、図2はその断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this. (Structure) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a capacitive pressure sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof.

【0015】図1および図2において、容量型圧力セン
サ10は、円形の基板11と、その基板11とほぼ同じ
直径を持つ円形のダイヤフラム13とを備えている。基
板11の一方の面(上面)の中央には、基板11の外周
縁11aから内側に離れて円板状の電極12が固着して
ある。この電極12の直径は基板11の直径よりも小さ
いため、基板11の上面には、その外周縁11aと電極
12の外周縁12aとの間に環状部11bが形成されて
いる。基板11およびダイヤフラム13は、ここではい
ずれもアルミナ製としてある。しかし、他の絶縁性材料
ももちろん使用可能である。
In FIGS. 1 and 2, the capacitive pressure sensor 10 includes a circular substrate 11 and a circular diaphragm 13 having substantially the same diameter as the substrate 11. A disk-shaped electrode 12 is fixed to the center of one surface (upper surface) of the substrate 11 so as to be inward from the outer peripheral edge 11a of the substrate 11. Since the diameter of the electrode 12 is smaller than the diameter of the substrate 11, an annular portion 11 b is formed on the upper surface of the substrate 11 between the outer peripheral edge 11 a and the outer peripheral edge 12 a of the electrode 12. Here, the substrate 11 and the diaphragm 13 are both made of alumina. However, other insulating materials can of course be used.

【0016】環状部11bには、電極12の外周縁12
aに近接して、電極12を囲むように環状の溝18が形
成してある。この溝18は、断面形状がV字形であり、
硬化する前の流動状の接合材15が半径方向内側に流動
するのを抑制する作用をするものである。
The outer peripheral edge 12 of the electrode 12 is
An annular groove 18 is formed near the electrode a so as to surround the electrode 12. This groove 18 has a V-shaped cross section,
This serves to suppress the flow of the bonding material 15 before being hardened from flowing inward in the radial direction.

【0017】溝18は、ここでは断面V字形としている
が、他の形状(例えば断面矩形、U字形)としてもよ
い。この溝18は、アルミナ製基板11を例えば金型で
プレス成形する際に、その金型に溝18に対応する形状
の環状突起を形成しておくことにより容易に形成でき
る。
The groove 18 has a V-shaped cross section here, but may have another shape (for example, a rectangular or U-shaped cross section). The groove 18 can be easily formed by forming an annular projection having a shape corresponding to the groove 18 in the die when the alumina substrate 11 is press-formed with a die, for example.

【0018】ダイヤフラム13の一方の面(下面)に
は、ダイヤフラム13の外周縁13aから内側に離れて
円板状の電極14が固着してある。この電極14の直径
はダイヤフラム13の直径よりも小さいため、ダイヤフ
ラム13の下面には、その外周縁13aと電極14の外
周縁14aとの間に環状部13bが形成されている。電
極14の直径は、基板11の電極12の直径にほぼ等し
い。
A disk-shaped electrode 14 is fixed to one surface (lower surface) of the diaphragm 13 so as to be inward from the outer peripheral edge 13a of the diaphragm 13. Since the diameter of the electrode 14 is smaller than the diameter of the diaphragm 13, an annular portion 13 b is formed on the lower surface of the diaphragm 13 between the outer peripheral edge 13 a and the outer peripheral edge 14 a of the electrode 14. The diameter of the electrode 14 is substantially equal to the diameter of the electrode 12 on the substrate 11.

【0019】電極12、14は、例えば、基板11また
はダイヤフラム13の面上に金あるいは銀ペーストをス
クリーン印刷してから焼き付けたり、スパッタリングに
より付着させたりして固着させることができる。電極1
2、14には、それぞれリード線(図示省略)が接続し
てあり、それらのリード線を介して所定の電気回路を接
続する。
The electrodes 12 and 14 can be fixed by, for example, screen printing a gold or silver paste on the surface of the substrate 11 or the diaphragm 13 and then baking or attaching the paste by sputtering. Electrode 1
Lead wires (not shown) are connected to 2 and 14, respectively, and a predetermined electric circuit is connected via these lead wires.

【0020】接合体15はソルダガラス製で、両電極1
2、14間に所定の間隙gが形成されるように基板11
およびダイヤフラム13の外周部を接合すると共に、そ
れらの間を封止している。接合体15の断面形状は略矩
形で、その下面は、基板11の環状部11bに、その外
周縁11aと溝18の外周縁との間で接着してある。電
極12と接合体15の間には、環状の間隙16が形成し
てある。接合体15の上面は、ダイヤフラム13の環状
部13bに接着してあり、その接着面の半径方向幅は接
合体15の下面の接着面の半径方向幅とほぼ同じであ
る。電極14と接合体15の間にも、環状の間隙17が
形成してある。
The joined body 15 is made of solder glass,
The substrate 11 is formed such that a predetermined gap g is formed between
And the outer peripheral portion of the diaphragm 13 and the space between them is sealed. The cross-sectional shape of the joined body 15 is substantially rectangular, and the lower surface thereof is bonded to the annular portion 11b of the substrate 11 between the outer peripheral edge 11a and the outer peripheral edge of the groove 18. An annular gap 16 is formed between the electrode 12 and the assembly 15. The upper surface of the bonded body 15 is bonded to the annular portion 13b of the diaphragm 13, and the radial width of the bonded surface is substantially the same as the radial width of the bonded surface of the lower surface of the bonded body 15. An annular gap 17 is also formed between the electrode 14 and the joined body 15.

【0021】ダイヤフラム13は、外周部を接合体15
に接着されているので、その撓むことのできる範囲すな
わち有効範囲は、接合体15の内周縁15aよりも内側
(中心側)の部分である。その有効範囲の直径は、接合
体15の内周縁15aの直径にほぼ等しい。
The outer periphery of the diaphragm 13 is joined to a joined body 15.
Therefore, the range in which it can bend, that is, the effective range is a portion inside (center side) of the inner peripheral edge 15 a of the joined body 15. The diameter of the effective range is substantially equal to the diameter of the inner peripheral edge 15a of the joined body 15.

【0022】接合体15によって基板11とダイヤフラ
ム13とを接合する際には、まず、基板11の環状部1
1bに、その外周縁11aと溝18の外周縁との距離に
ほぼ等しい幅で、スクリーン印刷などにより流動状のソ
ルダガラスを塗布する。次に、そのソルダガラスの上に
ダイヤフラム13を電極14を下に向けて重ね合わせ
る。その後、ダイヤフラム13を一定圧力で加圧しなが
ら加熱し、そのソルダガラスを焼き付けて基板11とダ
イヤフラム13を接合・封止する。このとき、電極1
2、14間の間隙gが所定値になるように圧力などを調
整する。こうして基板11とダイヤフラム13は、図2
に示すように一体化される。
When the substrate 11 and the diaphragm 13 are joined by the joint 15, first, the annular portion 1 of the substrate 11 is joined.
Fluid solder glass is applied to 1b by screen printing or the like with a width substantially equal to the distance between the outer peripheral edge 11a and the outer peripheral edge of the groove 18. Next, the diaphragm 13 is overlaid on the solder glass with the electrode 14 facing downward. Thereafter, the diaphragm 13 is heated while being pressed at a constant pressure, and the solder glass is baked to bond and seal the substrate 11 and the diaphragm 13. At this time, electrode 1
The pressure and the like are adjusted so that the gap g between 2 and 14 has a predetermined value. Thus, the substrate 11 and the diaphragm 13 are
Are integrated as shown in FIG.

【0023】この容量型圧力センサ10では、基板11
の電極12の外側に溝18が設けてあるため、加圧・加
熱の際に、環状部11b上に付着されたソルダガラスが
電極12側に流動しようとしても、そのソルダガラスは
溝18内に流れ込み、その流動性によりそれ以上内側に
は流れ込むことができない。このため、環状部11b上
に付着されたソルダガラスの量が多少異なっていても、
ソルダガラスが溝18より内側に流れ込む恐れがなくな
る。
In this capacitive pressure sensor 10, the substrate 11
Since the groove 18 is provided on the outside of the electrode 12, the solder glass adhered on the annular portion 11b tends to flow toward the electrode 12 at the time of pressurization and heating, but the solder glass is It flows in and cannot flow any further inside due to its fluidity. For this reason, even if the amount of solder glass adhered on the annular portion 11b is slightly different,
The possibility that the solder glass flows inside the groove 18 is eliminated.

【0024】その結果、ソルダガラスの量を少し多めに
して、接合体15の内周縁15aが常に図2に示す位置
に来るようにすれば、ダイヤフラム13の有効範囲の直
径がほぼ一定に保たれ、したがって、圧力−静電容量特
性のばらつきが小さくなる。圧力−静電容量特性のばら
つきが小さいと、補正回路が不要となり、圧力センサ1
0の駆動回路を簡素化することができる利点が生じる。
As a result, the diameter of the effective range of the diaphragm 13 can be kept substantially constant if the amount of the solder glass is slightly increased so that the inner peripheral edge 15a of the joined body 15 always comes to the position shown in FIG. Therefore, variation in pressure-capacitance characteristics is reduced. If the variation in the pressure-capacitance characteristics is small, the correction circuit becomes unnecessary, and the pressure sensor 1
There is an advantage that the driving circuit for the zero can be simplified.

【0025】(作動)次に、以上の構成を持つ容量型圧
力センサ10の作動について説明する。容量型圧力セン
サ10を使用する場合、基板10をケーシングなどに固
定する一方、ダイヤフラム13に外側から流体圧を作用
させる。また、電極12、14に接続したリード線に所
定の電気回路を接続する。
(Operation) Next, the operation of the capacitive pressure sensor 10 having the above configuration will be described. When the capacitive pressure sensor 10 is used, the substrate 10 is fixed to a casing or the like, and a fluid pressure is applied to the diaphragm 13 from outside. Further, a predetermined electric circuit is connected to the lead wires connected to the electrodes 12 and 14.

【0026】流体圧が作用すると、ダイヤフラム13が
撓み、両電極12、14間の間隙gが変化する。その結
果、両電極12、14とそれらの間の間隙gによって形
成されたコンデンサの静電容量が変化する。この静電容
量を測定することにより、流体圧を知ることができる。
溝18は、基板11上の電極12と接合体15との間に
設けてあるので、検知動作にはまったく悪影響を及ぼさ
ない。
When the fluid pressure acts, the diaphragm 13 bends and the gap g between the electrodes 12 and 14 changes. As a result, the capacitance of the capacitor formed by the electrodes 12, 14 and the gap g between them changes. By measuring this capacitance, the fluid pressure can be known.
Since the groove 18 is provided between the electrode 12 on the substrate 11 and the joined body 15, it has no adverse effect on the detection operation.

【0027】(確認試験)この発明の効果を確認するた
め、以下の条件で試験を行なった。
(Confirmation Test) In order to confirm the effect of the present invention, a test was conducted under the following conditions.

【0028】まず、直径20mm、厚さ0.8mmのア
ルミナ製基板と、同じ直径で厚さ3mmのアルミナ製ダ
イヤフラムを形成し、さらにアルミナ製基板に直径10
mmの電極を、アルミナ製ダイヤフラムに直径11mm
の電極をそれぞれ固着させた。これらの電極は、銀ペー
ストで円形にスクリーン印刷した後、750゜Cで焼き
付けることにより固着させた。基板の溝は、直径(溝の
中央部で測定)が12mmで、半径方向幅0.5mm、
深さ約0.3mmの断面V字形とした。
First, an alumina substrate having a diameter of 20 mm and a thickness of 0.8 mm and an alumina diaphragm having the same diameter and a thickness of 3 mm are formed.
mm electrode on an alumina diaphragm with a diameter of 11 mm.
Were fixed respectively. These electrodes were screen-printed circularly with silver paste and then fixed by baking at 750 ° C. The substrate groove has a diameter (measured at the center of the groove) of 12 mm, a radial width of 0.5 mm,
The section was V-shaped with a depth of about 0.3 mm.

【0029】次に、上記基板の電極側を上に向けて置
き、その基板の上面に、基板の外周縁と溝の外周縁との
距離にほぼ等しい幅で、スクリーン印刷によりリング状
にソルダガラスを塗布し、その上にダイヤフラムを電極
を下に向けて重ね合わせた。
Next, the electrode side of the substrate is placed upward, and a solder glass is formed on the upper surface of the substrate in a ring shape by screen printing with a width substantially equal to the distance between the outer peripheral edge of the substrate and the outer peripheral edge of the groove. Was applied, and a diaphragm was overlaid thereon with the electrode facing down.

【0030】その後、一定圧力で加圧し、約600〜7
00゜Cで焼き付けて封着し、両電極間の間隙を30μ
mに設定した。こうして図1および図2に示す溝付きの
圧力センサを得た。
Thereafter, the pressure is increased at a constant pressure, and is
Bake at 00 ° C for sealing, and set the gap between both electrodes to 30μ.
m. Thus, a grooved pressure sensor shown in FIGS. 1 and 2 was obtained.

【0031】上記工程と同様にしてさらに同じ圧力セン
サを製作し、合計10個の圧力センサを得た。
Further, the same pressure sensor was manufactured in the same manner as in the above steps, and a total of ten pressure sensors were obtained.

【0032】他方、溝を有しない以外は上記基板と同じ
形状・寸法のアルミナ製基板を製作し、上記と同様にし
て図6および図7に示す圧力センサを10個得た。
On the other hand, an alumina substrate having the same shape and dimensions as the above substrate except that it had no groove was manufactured, and ten pressure sensors shown in FIGS. 6 and 7 were obtained in the same manner as above.

【0033】そこで、ダイヤフラムに作用する圧力を変
えて各圧力センサの静電容量を測定し、圧力−静電容量
特性を調査した。その結果は図5の通りである。図5か
ら、従来の溝のない圧力センサ(図6および図7)では
ばらつきが非常に大きいのに対し、この発明の圧力セン
サ(図1および図2)では静電容量のばらつきが非常に
小さい(約1/3)ことが分かる。
Then, the capacitance acting on each of the pressure sensors was measured while changing the pressure acting on the diaphragm, and the pressure-capacitance characteristics were investigated. The result is as shown in FIG. From FIG. 5, the variation is very large in the conventional pressure sensor without grooves (FIGS. 6 and 7), while the variation in capacitance is very small in the pressure sensor of the present invention (FIGS. 1 and 2). (About 1/3).

【0034】(他の実施例)図3および図4は、この発
明の他の実施例を示している。図3および図4では、図
1および図2の実施例の対応する部分には対応する符号
を付けている。この他の実施例は、基板側の電極が円板
状の主電極22と、主電極22と同心に設けたリング状
の補助電極29から構成されている点で、図1および図
2の実施例と異なっている。主電極22と補助電極29
は、溝30によって区分してある。このように主電極2
2と補助電極29を設けるのは、こうすると両電極2
2、29間の浮遊容量を大幅に低減でき、両電極22、
29を電気的にほぼ完全に分離できるからである。
(Other Embodiments) FIGS. 3 and 4 show another embodiment of the present invention. In FIGS. 3 and 4, corresponding parts of the embodiment of FIGS. 1 and 2 are denoted by corresponding reference numerals. This embodiment is different from the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that the substrate-side electrode is composed of a disk-shaped main electrode 22 and a ring-shaped auxiliary electrode 29 provided concentrically with the main electrode 22. It is different from the example. Main electrode 22 and auxiliary electrode 29
Are separated by a groove 30. Thus, the main electrode 2
In this case, the two electrodes 2 and the auxiliary electrode 29 are provided.
The stray capacitance between 2 and 29 can be greatly reduced,
29 can be electrically separated almost completely.

【0035】このように主電極22と補助電極29を設
けている場合は、基板21の環状部21bに補助電極2
9に隣接して環状の溝28を設ける。この構成により、
ソルダガラスの流動は溝28によって抑制され、上述し
たのと同様にして圧力−静電容量特性のばらつきを小さ
くすることができる。
When the main electrode 22 and the auxiliary electrode 29 are provided as described above, the auxiliary electrode 2 is provided on the annular portion 21b of the substrate 21.
An annular groove 28 is provided adjacent to the groove 9. With this configuration,
The flow of the solder glass is suppressed by the grooves 28, and the variation in the pressure-capacitance characteristics can be reduced in the same manner as described above.

【0036】なお、上記実施例では、接合体としてソル
ダガラスを用いているが、それ以外の流動性材料も使用
可能である。また、ソルダガラスの流動を抑制する溝1
8、28を、電極12および補助電極29の外側に隣接
して設けているが、基板11、21の環状部11b、2
1b上で且つ接合体15、25の内側にあれば、その位
置は適宜変更することができる。
In the above embodiment, the solder glass is used as the joined body, but other fluid materials can be used. The groove 1 for suppressing the flow of the solder glass
8 and 28 are provided adjacent to the outside of the electrode 12 and the auxiliary electrode 29, but the annular portions 11 b and 2
If it is on 1b and inside the joined bodies 15, 25, its position can be changed as appropriate.

【0037】[0037]

【発明の効果】この発明の静電型圧力センサによれば、
簡単な構成で圧力−静電容量特性のばらつきを小さくす
ることができる。
According to the electrostatic pressure sensor of the present invention,
Variations in pressure-capacitance characteristics can be reduced with a simple configuration.

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

【図1】この発明の静電形圧力センサの一実施例を示す
分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of an electrostatic pressure sensor according to the present invention.

【図2】図1の静電形圧力センサの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the electrostatic pressure sensor of FIG.

【図3】この発明の静電形圧力センサの他の実施例を示
す分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing another embodiment of the electrostatic pressure sensor of the present invention.

【図4】図3の静電形圧力センサの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the electrostatic pressure sensor of FIG. 3;

【図5】この発明の静電形圧力センサと従来の静電形圧
力センサの、圧力−静電容量特性のばらつきを比較した
グラフである。
FIG. 5 is a graph comparing the variation in pressure-capacitance characteristics between the electrostatic pressure sensor of the present invention and a conventional electrostatic pressure sensor.

【図6】従来の静電形圧力センサの一例を示す分解斜視
図である。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing an example of a conventional electrostatic pressure sensor.

【図7】図6の従来の静電形圧力センサの断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the conventional electrostatic pressure sensor of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 容量型圧力センサ 11 基板 11a 外周縁 11b 環状部 12 電極 12a 外周縁 13 ダイヤフラム 13a 外周縁 13b 環状部 14 電極 14a 外周縁 15 接合体 15a 内周縁 16、17 間隙 18 溝 20 容量型圧力センサ 21 基板 21a 外周縁 21b 環状部 22 主電極 23 ダイヤフラム 23a 外周縁 23b 環状部 24 電極 24a 外周縁 25 接合体 25a 内周縁 26、27 間隙 28 溝 29 補助電極 29a 外周縁 30 溝 31 間隙 g 間隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Capacitive pressure sensor 11 Substrate 11a Outer edge 11b Annular part 12 Electrode 12a Outer edge 13 Diaphragm 13a Outer edge 13b Annular part 14 Electrode 14a Outer edge 15 Joint 15a Inner edge 16, 17 Gap 18 Groove 20 Capacitive pressure sensor 21 Substrate 21a Outer edge 21b Annular portion 22 Main electrode 23 Diaphragm 23a Outer edge 23b Annular portion 24 Electrode 24a Outer edge 25 Joint 25a Inner edge 26, 27 Gap 28 Groove 29 Auxiliary electrode 29a Outer edge 30 Groove 31 Gap G Gap

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電極を有する基板と、前記電極に所定の
間隔をあけて対向する他の電極を有するダイヤフラム
と、前記基板およびダイヤフラムをそれらの周縁部にお
いて接合する流動状物質を硬化させて形成された接合体
とを備えてなり、前記ダイヤフラムに作用する圧力を前
記両電極間の静電容量の変化として検知する容量型圧力
センサにおいて、上記基板の外周縁と上記基板上の電極の外周縁との間で
上記基板上に形成された環状部と、上記環状部に形成さ
れた環状の溝とを有し、上記溝は上記基板上の電極の外
周縁に近接して設けられている ことを特徴とする容量型
圧力センサ。
1. A substrate having an electrode, a diaphragm having another electrode opposed to the electrode at a predetermined interval, and a fluid material which joins the substrate and the diaphragm at their peripheral edges is formed by curing. Wherein the outer peripheral edge of the substrate and the outer peripheral edge of the electrode on the substrate are detected by detecting a pressure acting on the diaphragm as a change in capacitance between the two electrodes. Between
An annular portion formed on the substrate; and an annular portion formed on the annular portion.
An annular groove formed outside the electrode on the substrate.
A capacitive pressure sensor provided near a periphery .
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