JP4726481B2 - 気圧センサ - Google Patents
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Description
102……基層
104……通路
106……入口
108……取付面
110……センサ層
111……棚部分
112……第1面
114……絶縁ボンド(フリット)
116……導電性ダイアフラム
120……基準層
121……メサ
122……基準真空キャビティ
123……第2メサ
124……導電性表面
126……第1絶縁層
128……第2面
130……第2絶縁層
132……第1電気的ボンディング・パッド
133……ボンド線
134……第2電気的ボンディング・パッド
136……第2通路
Claims (21)
- 圧力を受ける入口と基層上の取付面との間の通路を取り囲んでいる該基層と、
前記取付面に絶縁接合部を介して接合された第1面を有し、前記通路の終端に配置された導電性ダイアフラムを含んでいるセンサ層と、
前記センサ層上に取り付けられて前記導電性ダイアフラムに沿って設けられた基準真空キャビティを形成し、前記基準真空キャビティを挟んで前記導電性ダイアフラムに対向して圧力検出コンデンサを形成する導電性の面を含む基準層とを備え、
前記基準層の導電性の面が平坦であり、
前記基層側で、前記センサ層に接して前記基準真空キャビティ内を恒常的な真空にするために封止するガラスフリット層を含む絶縁接合層をさらに備え、
前記センサ層が、前記導電性ダイアフラムを取り囲む該センサ層の肉厚部分を前記基層側から前記基準真空キャビティまで貫通するレーザードリル穴である第2通路を含んでおり、前記ガラスフリット層を含む絶縁接合層が、該第2通路を封止していることを特徴とする圧力センサ。 - 前記導電性の面の上に酸化層を有していることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 前記センサ層がさらに前記導電性ダイアフラムを取り囲んでいる第2面上の第1絶縁層を含んでおり、
前記基準層がさらに前記第1絶縁層に接合された第2絶縁層を含んでいることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。 - 前記第2絶縁層が、マスクを用いてエッチングにより形成されており、前記基準層が、前記第2絶縁層が形成された面の反対側に第3絶縁層を有しており、
この第3絶縁層は、前記第2絶縁層形成用のマスクとほぼ同形状のマスクを用いてエッチングにより形成されていることを特徴とする請求項3記載の圧力センサ。 - 前記基準層と前記センサ層が珪素を含んでおり、且つ前記第1および第2絶縁層がニ酸化珪素を含んでいて互いに溶融接合されていることを特徴とする請求項4記載の圧力センサ。
- 前記基準層がパイレックス(登録商標)・ガラスからなり、前記センサ層に陽極接合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。
- 前記センサ層上に配置され、前記圧力検出コンデンサに接続された第1電気的ボンディング・パッドをさらに備えていることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 圧力検出コンデンサに接続された第2電気的ボンディング・パッドをさらに備えていることを特徴とする請求項7記載の圧力センサ。
- 前記第1電気的ボンディング・パッドがセンサ層と電気的に接触しており、
また前記第2電気的ボンディング・パッドが前記センサ層上の熱分解酸化物からなる絶縁チャネル上に配置されていて、前記導電性の面と電気的に接触していることを特徴とする請求項8記載の圧力センサ。 - 前記基準真空キャビティが前記レーザードリル穴に至る袋小路を含んだ形状であることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 前記袋小路が少なくとも90度の転回部分を含んでいることを特徴とする請求項10記載の圧力センサ。
- 前記基準層が前記センサ層に対向する少なくとも一つの溝を含んでいることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 前記基準層が前記導電性ダイアフラムと向き合うメサを含んでいることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 前記センサ層が前記基準層を超えて伸びる棚部分を含んでおり、少なくとも一つの電気的ボンディング・パッドがその棚部分上に配置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。
- 前記圧力センサが少なくとも0.9から1.1気圧の動作範囲を有していることを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。
- 気圧センサを含んでいるゲージ圧伝送器であって、前記気圧センサが、
圧力を受ける入口とその基層上の取付面との間の通路を取り囲んでいる該基層と、
前記通路の終端に配置された導電性ダイアフラムを含んでおり、絶縁接合部を介して前記取付面に接合された第1面を有するセンサ層と、
センサ層の上に取り付けられて前記導電性ダイアフラムに沿って設けられた基準真空キャビティを形成し、該基準真空キャビティを挟んで前記導電性ダイアフラムに対向する導電性の面を備えて圧力感知コンデンサを形成している基準層とを備え、
前記基準層の導電性の面が平坦であり、
前記基層側で、前記センサ層に接して前記基準キャビティ内を恒常的な真空にするために封止するガラスフリット層を含む絶縁接合層をさらに備え、
前記センサ層が、該センサ層の導電性ダイアフラムを囲んでいる肉厚部を前記基層側から前記基準真空キャビティまで貫通するレーザードリル穴である第2通路を含み、
前記絶縁接合層のガラスフリット層が、前記レーザードリル穴を封止することを特徴とするゲージ圧伝送器。 - 前記入口に接着された気圧ポートを有する伝送器筐体をさらに備えていることを特徴とする請求項16記載のゲージ圧伝送器。
- 前記気圧ポート内に配置された多孔テフロン(登録商標)栓をさらに備えていることを特徴とする請求項17記載のゲージ圧伝送器。
- プロセス圧力センサと、
前記プロセス圧力センサおよび気圧センサに結合され、前記プロセス圧力と気圧の差を計算する変換回路とをさらに備えていることを特徴とする請求項18記載のゲージ圧伝送器。 - 前記変換回路がシグマ・デルタアナログ/デジタル変換器を備えていることを特徴とする請求項19記載のゲージ圧伝送器。
- 前記変換回路が前記プロセス圧力センサからの読み取り値を補償し、また前記気圧センサからの読み取り値を補償し、且つ補償された前記プロセス圧力の読み取り値から補償された前記気圧の読み取り値を差し引くことにより差を計算することを特徴とする請求項20記載のゲージ圧伝送器。
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