JP6492708B2 - Pressure sensor device - Google Patents
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Description
本発明は、凹部を形成することにより凹部の底部側がダイアフラムとされたセンサチップを有し、凹部側よりダイアフラムが受圧するようにした圧力センサ装置に関する。 The present invention relates to a pressure sensor device having a sensor chip in which a bottom portion side of a concave portion is a diaphragm by forming a concave portion, and the diaphragm receives pressure from the concave portion side.
従来より、この種の圧力センサ装置としては、半導体よりなる板状のチップであって、一面に凹部を形成することにより、凹部の底部が圧力検出機能を有する薄肉部としてのダイアフラムとされているセンサチップを備えたものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。そして、このものでは、凹部側にてダイアフラムが、空気やオイル等の圧力媒体にさらされることにより、圧力検出が行われるようになっている。 Conventionally, this type of pressure sensor device is a plate-shaped chip made of a semiconductor, and by forming a recess on one surface, the bottom of the recess is a diaphragm as a thin wall portion having a pressure detection function. A device including a sensor chip has been proposed (see, for example, Patent Document 1). And in this thing, pressure detection is performed by exposing a diaphragm to pressure media, such as air and oil, in the recessed part side.
ところで、上記した空気やオイル等の圧力媒体は、水や油、あるいは、すす、ほこり、沈殿物等の不純物といった異物を含むものであるため、これら異物が、凹部側からダイアフラムに付着するおそれがある。そして、ダイアフラムすなわち凹部の底部に、異物が付着すると、ダイアフラムの受圧による歪み特性に影響し、センシング機能の低下を引き起こすため、好ましくない。 By the way, since the pressure medium such as air and oil described above contains foreign matters such as water and oil, or impurities such as soot, dust, and precipitates, these foreign matters may adhere to the diaphragm from the concave side. If foreign matter adheres to the bottom of the diaphragm, that is, the bottom of the concave portion, it affects the distortion characteristics due to the pressure received by the diaphragm and causes the sensing function to deteriorate.
この問題に対し、本発明者は、異物の付着を抑制する目的で、ダイアフラムにおいて圧力媒体に接触する凹部側の表面を撥液性もしくは親液性の保護部材で被覆することを検討した。 In order to suppress this problem, the present inventor has studied to cover the surface of the concave portion that contacts the pressure medium in the diaphragm with a liquid repellent or lyophilic protective member for the purpose of suppressing adhesion of foreign matter.
この場合、具体的には、凹部においてダイアフラムに対応する底部、および、凹部において底部の周りに位置する側壁部を、凹部の表面(たとえば半導体)よりも撥液性の大きい、もしくは、親液性の大きい保護部材によって被覆する。 In this case, specifically, the bottom portion corresponding to the diaphragm in the concave portion and the side wall portion positioned around the bottom portion in the concave portion are larger in liquid repellency than the surface of the concave portion (for example, a semiconductor) or lyophilic. Cover with a large protective member.
なお、保護部材における撥液性とは、水や油等の液体をはじきやすい性質であり、親液性とは、当該液体が濡れやすい性質である。このような保護部材の濡れ性については、凹部に接触する圧力媒体の流れ方や種類に応じて、決めればよい。 The liquid repellency of the protective member is a property that easily repels liquid such as water or oil, and the lyophilic property is a property that the liquid is easily wetted. About the wettability of such a protection member, what is necessary is just to determine according to the flow method and type of the pressure medium which contacts a recessed part.
たとえば、圧力媒体自体が液体である場合や、凹部が液体にさらされやすい使用環境である場合には、この液体を用いて凹部内の保護部材に付着した異物を洗い流すことも考えられる。しかし、保護部材が撥液性である場合には、液体をはじいてしまうために液体による洗浄が不十分となってしまう。このような場合には、保護部材を親液性のものとすればよい。 For example, when the pressure medium itself is a liquid or when the recess is in an environment where the recess is easily exposed to the liquid, it is conceivable to wash away the foreign matter attached to the protective member in the recess using the liquid. However, when the protective member is liquid repellent, the liquid is repelled, so that the cleaning with the liquid becomes insufficient. In such a case, the protective member may be made lyophilic.
しかしながら、上記した本発明者の検討のように、ダイアフラムにおいて凹部側の表面を上記の保護部材で被覆したとしても、この保護部材自体も圧力媒体に直接さらされる過酷な環境であるため、保護部材の剥離が発生するおそれがある。 However, as described above by the inventors, even if the surface of the concave portion of the diaphragm is covered with the protective member, the protective member itself is a harsh environment that is directly exposed to the pressure medium. There is a risk of peeling.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、圧力媒体中の異物付着を抑制するために、ダイアフラムを形成する凹部の表面を撥液性もしくは親液性の保護部材で被覆した構成において、保護部材の剥離を極力抑制できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has a configuration in which the surface of a concave portion forming a diaphragm is covered with a liquid-repellent or lyophilic protective member in order to suppress foreign matter adhesion in a pressure medium. An object of the present invention is to suppress the peeling of the protective member as much as possible.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、板状のチップであって、一面(2a)に凹部(21b)を形成することにより、凹部の底部(21c)が圧力検出機能を有する薄肉部としてのダイアフラム(21a)とされているセンサチップ(2)を備え、凹部側にてダイアフラムが圧力媒体にさらされることにより圧力検出が行われるようになっており、
凹部においてダイアフラムに対応する底部、および、凹部において底部の周りに位置する側壁部(21d)は、凹部の表面よりも撥液性の大きい、もしくは親液性の大きい保護部材(8)によって被覆されており、底部および側壁部のうち側壁部の表面のみに凹凸処理がなされ、側壁部では凹凸処理された面(21e)に保護部材が形成されており、
保護部材は、底部を被覆し、凹部の表面よりも撥液性の大きい撥液性保護部材(81)と、側壁部を被覆し、凹部の表面よりも親液性の大きい親液性保護部材(82)とよりなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the bottom portion (21c) of the concave portion has a pressure detecting function by forming the concave portion (21b) on one surface (2a). It has a sensor chip (2) which is a diaphragm (21a) as a thin-walled portion, and pressure detection is performed by exposing the diaphragm to a pressure medium on the concave side,
The bottom part corresponding to the diaphragm in the concave part and the side wall part (21d) located around the bottom part in the concave part are covered with a protective member (8) having a higher liquid repellency or a more lyophilic property than the surface of the concave part. In the bottom part and the side wall part, only the surface of the side wall part is subjected to uneven treatment, and the side wall part is provided with a protective member on the surface subjected to the uneven treatment (21e) ,
The protective member covers the bottom and has a liquid-repellent protective member (81) having a higher liquid repellency than the surface of the recess, and the lyophilic protective member that covers the side wall and has a higher lyophilic property than the surface of the recess. (82) .
それによれば、ダイアフラムを形成する凹部の表面のうち側壁部の表面を凹凸処理された面とし、この面の上に保護部材を形成しているため、当該凹凸によるアンカー効果が発揮され、保護部材の密着性が向上する。また、ダイアフラムに対応する底部の表面は、凹凸処理を行わないので、ダイアフラムの特性への悪影響は発生しない。 According to this, since the surface of the side wall portion of the surface of the concave portion that forms the diaphragm is an uneven surface, and the protective member is formed on this surface, the anchor effect due to the unevenness is exhibited, and the protective member Improved adhesion. Further, since the surface of the bottom corresponding to the diaphragm is not subjected to the uneven process, no adverse effect on the characteristics of the diaphragm occurs.
よって、本発明によれば、圧力媒体中の異物付着を抑制するために、ダイアフラムを形成する凹部の表面を撥液性もしくは親液性の保護部材で被覆した構成において、保護部材の剥離を適切に抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, in order to suppress the adhesion of foreign matter in the pressure medium, in the configuration in which the surface of the concave portion forming the diaphragm is covered with a liquid repellent or lyophilic protective member, the protective member is appropriately peeled off. Can be suppressed.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。また、図3、図4では、撥液性保護膜81と親液性保護膜82との識別を容易にするために便宜上、これらの膜の表面にハッチングを施してある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description. 3 and 4, the surfaces of these films are hatched for the sake of convenience in order to facilitate the distinction between the liquid repellent
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる圧力センサ装置1について、図1、図2を参照して述べる。この圧力センサ装置1は、例えば、エンジン内へ取り入れられる吸入空気の圧力の検出やEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)システムなどの排気ガス圧の検出、さらにはエンジン各部を潤滑にするオイルの圧力の検出等に適用される。
(First embodiment)
A pressure sensor device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The pressure sensor device 1 detects, for example, the pressure of intake air taken into the engine, the detection of exhaust gas pressure such as an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system, and the oil that lubricates each part of the engine. Applied to pressure detection.
圧力センサ装置1は、大きくはセンサチップ2と、回路チップ3と、ボンディングワイヤ4と、リードフレーム5と、モールド樹脂6とを有する。図1、図2に示されるように、センサチップ2は、半導体よりなる板状のチップであり、通常の半導体プロセスにより形成されるものである。
The pressure sensor device 1 mainly includes a
ここでは、センサチップ2は、平板状に形成された2枚の基板、つまり、第1の基板21、第2の基板22が直接接合等によって張り合わされて平板状とされ、センサ素子等が形成されたICチップである。ここで、第1の基板21はシリコン等の半導体よりなり、第2の基板22は半導体やガラス等よりなる。
Here, the
センサチップ2は、典型的には図1の左右方向を長手方向とする長方形板状を成すものである。そして、センサチップ2は、一面2aおよび一面2aと反対側の他面2bを有するとともに、一端2cと他端2dとを長手方向の両端とする構成とされている。ここでは、図1に示されるように、第1の基板21において一面2aを有し、第2の基板22において他面2bを有する構成とされている。
The
センサチップ2の一面2aのうち一端2c側には、圧力検出機能を有するセンシング部である薄肉部としてのダイアフラム21aが備えられている。また、このダイアフラム21aには図示しない抵抗が備えられている。このダイアフラム21aは、たとえば、厚さが10μm程度のものとされる。
A
このダイアフラム21aは、センサチップ2の一面2aに凹部21bを形成して第1の基板21に薄肉部を形成することにより、構成されている。凹部21bは、第1の基板21にエッチング等により形成されるものであり、その内面は、底部21cと底部21cの周りに位置する側壁部21dとよりなる。
The
そして、ダイアフラム21aは、第1の基板21において凹部21bの底部21cに相当するものとして構成されている。なお、凹部21bは、たとえば、深さが250μm程度のものとされる。
The
そして、このダイアフラム21aに対しては、図1中の白矢印に示されるように、センサチップ2の一面2a側、すなわち第1の基板21の凹部21b側から、空気やオイルなどの圧力媒体が接触するようになっている。つまり、凹部21bの底部21cは、ダイアフラム21aにおける圧力媒体からの圧力を受ける受圧面とされている。
Then, as shown by the white arrow in FIG. 1, a pressure medium such as air or oil is applied to the
そして、ダイアフラム21aは、圧力媒体によって圧力が加えられたときに、たとえばピエゾ抵抗効果により上記抵抗の内部抵抗が変化することを利用して、当該圧力に対応する電気信号を出力するようになっている。そして、ダイアフラム21aから出力された電気信号は、回路チップ3、後述するリードフレーム5のリード部52へと順に伝えられ、最終的には圧力センサ装置1の外部に伝えられるようになっている。
When the pressure is applied by the pressure medium, the
また、図1に示されるように、第2の基板22のうちセンサチップ2の他面2bとされている面とは反対側の面22aにおけるダイアフラム21aに対向する領域において、凹部が形成されることにより圧力基準室7が設けられている。この圧力基準室7は、圧力検出における基準圧力をダイアフラム21aに付与するものであり、真空圧、あるいは大気圧等の一定の圧力とされている。
Further, as shown in FIG. 1, a recess is formed in a region facing the
また、センサチップ2の他面2bのうち他端2d側には、電気接続部としてのパッド23が設けられている。このパッド23は、蒸着やスパッタにより形成されたアルミなどにより構成されている。
Also, a
このように、センサチップ2においては、一面2aに凹部21bを形成することにより、凹部21bの底部21cが圧力検出機能を有する薄肉部としてのダイアフラム21aとされている。さらに、本実施形態では、凹部21bにおいて次のような独自の構成を持たせている。
Thus, in the
すなわち、図1、図2に示されるように、凹部21bにおいてダイアフラム21aに対応する底部21c、および、凹部21bにおいて底部21cの周りに位置する側壁部21dは、保護部材としての保護膜8によって被覆されている。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the bottom 21c corresponding to the
ここで、保護膜8は、凹部21bの表面よりも撥液性の大きい被膜であるか、もしくは、凹部21bの表面よりも親液性の大きい被膜である。具体的に、撥液性の被膜とは、センサチップ2を構成する半導体、ここでは第1の基板21を構成する半導体よりも撥液性の高い被膜であり、親液性の被膜とは、当該半導体よりも親液性の高い被膜である。
Here, the
さらに言えば、本実施形態における撥液性の被膜、親液性の被膜は次に述べるような接触角により定義される。ここで、接触角測定は、圧力センサ装置の使用環境にて、撥液の対象となる液により測定される。具体的には撥液の対象が水の場合には、水との接触角により定義することとし、撥液の対象がオイルの場合(つまり撥オイル処理の場合)には、オイルとの接触角により定義する。また、水、オイル以外の場合も同様である。 Furthermore, the liquid-repellent film and the lyophilic film in this embodiment are defined by the contact angle as described below. Here, the contact angle measurement is performed with a liquid to be lyophobic in an environment where the pressure sensor device is used. Specifically, when the liquid repellent target is water, it is defined by the contact angle with water. When the liquid repellent target is oil (that is, in the case of oil repellent treatment), the contact angle with oil is determined. Defined by The same applies to cases other than water and oil.
この場合、撥液性の被膜は、接触角が90°以上であり、90°よりも大きければ大きいほど撥液性に優れるものである。一方、親液性の被膜は、接触角が90°未満であり、90°よりも小さければ小さいほど親液性に優れるものである。そして、撥液性の被膜と親液性の被膜とでは接触角の差は、50°以上であるものが望ましい。 In this case, the liquid repellent coating has a contact angle of 90 ° or more, and the larger the angle is, the better the liquid repellency. On the other hand, the lyophilic film has a contact angle of less than 90 °, and the smaller the angle is, the better the lyophilic property. The difference in contact angle between the liquid repellent film and the lyophilic film is preferably 50 ° or more.
図1、図2に示されるように、本実施形態では、保護膜8は、底部21cおよび側壁部21d、つまり凹部21bの表面全体を被覆する同一の被膜である。そして、この被膜は、センサチップ2における第1の基板21を構成する半導体を被覆するように、当該半導体上に成膜されたものとされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the
ここで、保護膜8としての撥液性の被膜は、たとえば有機フッ素化合物等よりなる膜であり、親液性の被膜は、たとえばシリカ系コーティング膜や有機系親水化剤等によるコーティング膜、あるいはDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等のコーティング膜よりなる。これらの被膜は、たとえば塗布、乾燥による方法や、プラズマ処理によるコーティングや、スパッタ、蒸着等により成膜される。
Here, the liquid-repellent film as the
さらに、撥液性もしくは親液性を有する保護膜8の上記材質については、ダイアフラム21aの歪み特性を阻害しがたい材料、たとえば低弾性率であること、耐熱性および耐薬品性に優れること等の特徴を備えた材料であるという点から、選択されたものである。
Further, the above-mentioned material of the
さらに、図2に示されるように、本実施形態では、保護膜8の下地である凹部21bの表面において底部21cおよび側壁部21dのうち側壁部21dの表面のみに凹凸処理がなされている。
Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the surface of the
つまり、本実施形態では、半導体よりなる底部21cおよび側壁部21dの表面のうち側壁部21dの表面のみに凹凸処理がなされており、底部21cの表面には凹凸処理はなされていない。そして、側壁部21dの表面は凹凸処理された面である凹凸処理面21eとされ、この凹凸処理面21eの上に、凹凸処理面21eを被覆するように保護膜8が形成されている。
In other words, in the present embodiment, the concave / convex treatment is performed only on the surface of the
ここで、凹部21bは、第1の基板21に対して、プラズマエッチングやウェットエッチング等を施すことにより形成されるものである。そして、側壁部21dにおける凹凸処理面21eは、プラズマエッチングやレーザ照射、サンドブラスト等により、側壁部21dの表面を選択的に処理することにより形成される。
Here, the
ここで、当該選択的処理は、たとえばマスクを用いることにより実現できる。なお、限定するものではないが、凹凸処理面21eは、たとえばRa(JIS(日本工業規格)で規格された算術平均粗さ)が50nm以上10000nm以下の面である。なお、図2では、わかりやすくするため、凹凸の大きさをデフォルメしてある。
Here, the selective processing can be realized by using a mask, for example. In addition, although not limited, the uneven |
また、図1に示される本実施形態の圧力センサ装置1において、回路チップ3は、シリコン半導体などを用いて平板状に形成され、半導体集積回路が形成されたICチップである。回路チップ3は、センサチップ2と電気的に接続されて、たとえばセンサチップ2による圧力検出の制御を行うものである。
In the pressure sensor device 1 of the present embodiment shown in FIG. 1, the circuit chip 3 is an IC chip that is formed in a flat plate shape using a silicon semiconductor or the like to form a semiconductor integrated circuit. The circuit chip 3 is electrically connected to the
図1に示されるように、回路チップ3は、センサチップ2の他端2dに対向するように配置されている。そして、センサチップ2のパッド23と回路チップ3とは、AuやAl等よりなるボンディングワイヤ4を介して結線され、電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the circuit chip 3 is disposed so as to face the
図1に示されるように、リードフレーム5は、センサチップ2および回路チップ3を支持するためのアイランド部51と、ボンディングワイヤ4を介して回路チップ3に電気的に接続されたリード部52と、を有するもので、Cuや42アロイなどよりなる。なお、回路チップ3は、はんだや導電性接着剤などのダイマウント材3aを介して、アイランド部51に固定されている。
As shown in FIG. 1, the lead frame 5 includes an
モールド樹脂6は、センサチップ2の他端2d側の部分、回路チップ3、ボンディングワイヤ4、アイランド部51、および、リード部52の一部を封止する部材である。モールド樹脂6は、一般的なエポキシ樹脂などで構成され、金型を用いたトランスファーモールド法などにより成形される。
The
以上が、本実施形態にかかる圧力センサ装置1の全体構成である。このような構成の圧力センサ装置1により、圧力媒体が凹部21b内に導入されてダイアフラム21aに圧力を加えたときに、ダイアフラム21aによって圧力媒体の圧力測定を行うことができる。
The above is the overall configuration of the pressure sensor device 1 according to the present embodiment. With the pressure sensor device 1 having such a configuration, when the pressure medium is introduced into the
ところで、上述したが、空気やオイル等の圧力媒体は、図1中の白矢印に示されるように、凹部21b側からダイアフラム21aに導入され、ダイアフラム21aに受圧される。このとき、圧力媒体中には、異物として、水や油、あるいは、これら水や油に含有されるすす等の不純物が混入されている。
By the way, as described above, a pressure medium such as air or oil is introduced into the
本実施形態では、ダイアフラム21aにおいて圧力媒体に接触する凹部21b側の表面、すなわち底部21cおよび側壁部21dを、撥液性もしくは親液性の保護膜8で被覆しているため、ダイアフラム21aへの異物付着が抑制される。
In the present embodiment, the surface of the
具体的には、圧力媒体が空気等の気体である場合には、保護膜8を撥液性とすることで、圧力媒体中の水や油あるいは上記不純物等の異物は、保護膜8に付着しにくくなる。一方、圧力媒体がオイル等の液体である場合や、凹部21bが液体にさらされやすい使用環境である場合には、保護膜8を親液性とする。そうすることで、当該液体を用いて保護膜8に付着した異物を洗い流すことができ、異物の保護膜8への付着を抑制できる。
Specifically, when the pressure medium is a gas such as air, the
このように、本実施形態によれば、圧力媒体の流れ方や種類に応じて、保護膜8の撥液性および親液性を選択することにより、ダイアフラム21aへの異物付着を防止できるのである。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the
また、本実施形態によれば、ダイアフラム21aを形成する凹部21bの表面のうち側壁部21dの表面を凹凸処理面21eとし、この面21eの上に保護膜8を形成しているため、凹凸によるアンカー効果が発揮され、保護膜8の密着性が向上する。
Further, according to the present embodiment, the surface of the
また、ダイアフラム21aに対応する底部21cの表面は、凹凸処理を行っていないので、ダイアフラム21aの特性への悪影響は発生しない。よって、本実施形態によれば、センシング特性を確保しつつ、保護膜8の剥離を適切に抑制することができる。
Further, since the surface of the
また、保護膜8は、ダイアフラム21aよりも薄い膜であることが望ましく、たとえば、数nm程度の薄いものとする。これは、ダイアフラム21aである凹部21bの底部21cに、これら膜が形成された場合に、膜厚を極力薄くすることでダイアフラム21aの歪み特性への影響を抑制することが可能となるためである。
Further, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態にかかる圧力センサ装置について図3を参照して、上記第1実施形態との相違点を中心に述べることとする。上記第1実施形態では、保護膜8は、底部21cおよび側壁部21dを被覆する同一の被膜であったが、保護膜8としては、凹部21bの表面である底部21cと側壁部21dとで濡れ性の異なる被膜として構成されたものであってもよい。
(Second Embodiment)
The pressure sensor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, focusing on the differences from the first embodiment. In the first embodiment, the
図3に示されるように、本実施形態では、保護部材としての保護膜8は、底部21cを被覆し、凹部21bの表面よりも撥液性の大きい撥液性保護膜81と、側壁部21dを被覆し、凹部21bの表面よりも親液性の大きい親液性保護膜82とよりなる。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
なお、本実施形態においても、凹部21bの表面のうち側壁部21dの表面のみを凹凸処理面21eとしていることはもちろんである。そして、本実施形態では、この凹凸処理面21e上に、親液性保護膜82が形成されている。
In the present embodiment as well, it is needless to say that only the surface of the
ここで、保護膜8としての撥液性保護膜81は、たとえば有機フッ素化合物等よりなる膜であり、親液性保護膜82は、たとえばシリカ系コーティング膜や有機系親水化剤等によるコーティング膜、あるいはDLC等のコーティング膜よりなる。
Here, the liquid repellent
本実施形態では、凹部21bのうちダイアフラム21aの受圧面ではない側壁部21dに対して優先的に異物100を付着させることにより、当該受圧面である底部21cへの異物100の付着を防止するのに適した構成とされている。
In the present embodiment, the foreign matter 100 is preferentially attached to the
具体的には、圧力媒体が空気等の気体である場合には、圧力媒体中の水や油あるいは上記不純物等の異物100は、撥液性保護膜81によって撥液性とされた底部21cに付着せずに、親液性保護膜82によって親液性とされた側壁部21dに優先的に付着する。また、圧力媒体がオイル等の液体である場合には、圧力媒体中の上記不純物等の異物100は、撥液性である底部21cに付着せずに、親液性である側壁部21dに優先的に付着する。
Specifically, when the pressure medium is a gas such as air, the foreign matter 100 such as water or oil in the pressure medium or the impurities described above is formed on the bottom 21c made liquid repellent by the liquid repellent
このように、本実施形態によれば、圧力媒体の流れ方や種類に応じて、底部21cよりも側壁部21dに対して異物100を優先的に付着させることができる。底部21cへの付着は、側壁部21dに比べてダイアフラム21a特性に影響しやすいため、好ましい。
As described above, according to the present embodiment, the foreign material 100 can be preferentially attached to the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態は、上記第2実施形態を変形したものであり、本実施形態にかかる圧力センサ装置について図4を参照して、上記第2実施形態との相違点を中心に述べることとする。
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention is a modification of the second embodiment, and the pressure sensor device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 4 focusing on the differences from the second embodiment. I will do it.
上記第2実施形態では、凹部21bのうち底部21cの表面が撥液性保護膜81で被覆され、凹凸処理面21eとされた側壁部21dの表面が親液性保護膜82で被覆された構成であった。これに対して、図4に示されるように、本実施形態では、上記第2実施形態とは逆に、底部21cを親液性保護膜82で被覆し、凹凸処理された側壁部21dを撥液性保護膜81で被覆した構成としている。
In the second embodiment, the surface of the bottom 21c of the
つまり、本実施形態では、保護部材としての保護膜8は、底部21cを被覆し、凹部21bの表面よりも親液性の大きい親液性保護膜82と、側壁部21dを被覆し、凹部21bの表面よりも撥液性の大きい撥液性保護膜81とよりなる。
That is, in the present embodiment, the
そして、ここでも、側壁部21dの表面のみを凹凸処理面21eとしており、本実施形態では、この凹凸処理面21e上に、撥液性保護膜81が形成されている。このような構成を有する本実施形態の圧力センサ装置は、オイルや水等の液体を圧力媒体とする場合に適用して好ましい。
Also here, only the surface of the
具体的には、圧力媒体としての液体が、はじかれることなく、親液性である底部21cの親液性保護膜82を洗い流すように流れるため、当該液体に含有される上記不純物等の異物は、底部21cに付着しにくくなる。そのため、本実施形態によれば、上記第2実施形態と同様、凹部21bのうち底部21cよりも側壁部21dに対して異物を優先的に付着させることができる。
Specifically, the liquid as the pressure medium flows so as to wash away the lyophilic
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態に示した保護部材としては、被膜である保護膜8、81、82以外にも、塊形状のもの、たとえばゲル等であってもよい。たとえば撥水性のゲルとしてフッ素ゲル等が挙げられ、これらは通常のゲルと同様、塗布等により形成される。
(Other embodiments)
In addition, as a protective member shown in each said embodiment, the thing of a lump shape, for example, a gel etc., may be sufficient besides the
また、センサチップ2としては、板状のチップであって一面2aに凹部21bを形成することにより、凹部21bの底部21cがダイアフラム21aとされているものであれば、上記各実施形態に示したものに限定されるものではない。
The
たとえば、上記図1の例では、センサチップ2は、第1の基板21と第2の基板22との積層構成であったが、第2の基板22を省略して、凹部21bおよびダイアフラム21aを有する第1の基板21のみよりなるものであってもよい。
For example, in the example of FIG. 1 described above, the
この場合、たとえばゲル等で、凹部21bとは反対側のダイアフラム21aの表面が被覆された構成を採用してやればよい。いずれにせよ、センサチップ2としては、ダイアフラム21aの凹部21b側の面が圧力媒体にさらされて受圧を行うようにしたものであればよい。
In this case, for example, a structure in which the surface of the
また、上記図1の例では、センサチップ2の一端2c側に凹部21bおよびダイアフラム21aが設けられており、センサチップ2の一端2cとは反対側の他端2d側は、モールド樹脂6で封止されている。しかし、圧力センサ装置としては、このモールド樹脂6を省略した構成であってよい。
Further, in the example of FIG. 1, the
つまり、センサチップ2の全体が露出した構成であってもよい。この場合でも、たとえば圧力媒体の導入経路を、ダイアフラム21aの凹部21b側のみに圧力媒体が導入されるような構成とすればよい。
In other words, the
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible, and the above embodiments are not limited to the illustrated examples. Absent.
1 圧力センサ装置
2 センサチップ
2a センサチップの一面
21a ダイアフラム
21b 凹部
21c 凹部の底部
21d 凹部の側壁部
21e 凹凸処理された面としての凹凸処理面
8 保護部材としての保護膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記凹部側にて前記ダイアフラムが圧力媒体にさらされることにより圧力検出が行われるようになっており、
前記凹部において前記ダイアフラムに対応する前記底部、および、前記凹部において前記底部の周りに位置する側壁部(21d)は、前記凹部の表面よりも撥液性の大きい、もしくは親液性の大きい保護部材(8)によって被覆されており、
前記底部および前記側壁部のうち前記側壁部の表面のみに凹凸処理がなされ、前記側壁部では前記凹凸処理された面(21e)に前記保護部材が形成されており、
前記保護部材は、前記底部を被覆し、前記凹部の表面よりも撥液性の大きい撥液性保護部材(81)と、前記側壁部を被覆し、前記凹部の表面よりも親液性の大きい親液性保護部材(82)とよりなることを特徴とする圧力センサ装置。 A sensor chip, which is a plate-shaped chip, wherein a recess (21b) is formed on one surface (2a) so that the bottom (21c) of the recess is a diaphragm (21a) as a thin wall portion having a pressure detection function. (2)
Pressure detection is performed by exposing the diaphragm to a pressure medium on the concave side,
The bottom portion corresponding to the diaphragm in the concave portion and the side wall portion (21d) positioned around the bottom portion in the concave portion have a liquid repellency greater than the surface of the concave portion or a protective member having a large lyophilic property. Covered by (8),
Concavity and convexity treatment is performed only on the surface of the sidewall portion among the bottom portion and the sidewall portion, and the protective member is formed on the surface (21e) subjected to the unevenness treatment in the sidewall portion ,
The protective member covers the bottom portion and has a liquid repellent protective member (81) having a higher liquid repellency than the surface of the recess, and the side wall portion, and is more lyophilic than the surface of the recess. A pressure sensor device comprising a lyophilic protective member (82) .
前記凹部側にて前記ダイアフラムが圧力媒体にさらされることにより圧力検出が行われるようになっており、
前記凹部において前記ダイアフラムに対応する前記底部、および、前記凹部において前記底部の周りに位置する側壁部(21d)は、前記凹部の表面よりも撥液性の大きい、もしくは親液性の大きい保護部材(8)によって被覆されており、
前記底部および前記側壁部のうち前記側壁部の表面のみに凹凸処理がなされ、前記側壁部では前記凹凸処理された面(21e)に前記保護部材が形成されており、
前記保護部材は、前記底部を被覆し、前記凹部の表面よりも親液性の大きい親液性保護部材(82)と、前記側壁部を被覆し、前記凹部の表面よりも撥液性の大きい撥液性保護部材(81)とよりなることを特徴とする圧力センサ装置。 A sensor chip, which is a plate-shaped chip, wherein a recess (21b) is formed on one surface (2a) so that the bottom (21c) of the recess is a diaphragm (21a) as a thin wall portion having a pressure detection function. (2)
Pressure detection is performed by exposing the diaphragm to a pressure medium on the concave side,
The bottom portion corresponding to the diaphragm in the concave portion and the side wall portion (21d) positioned around the bottom portion in the concave portion have a liquid repellency greater than the surface of the concave portion or a protective member having a large lyophilic property. Covered by (8),
Concavity and convexity treatment is performed only on the surface of the sidewall portion among the bottom portion and the sidewall portion, and the protective member is formed on the surface (21e) subjected to the unevenness treatment in the sidewall portion ,
The protective member covers the bottom and has a lyophilic protective member (82) that is more lyophilic than the surface of the recess, and the side wall and has a liquid repellency that is greater than the surface of the recess. A pressure sensor device comprising a liquid repellent protective member (81) .
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