JPH0674945U

JPH0674945U - 圧力センサー

Info

Publication number: JPH0674945U
Application number: JP1549293U
Authority: JP
Inventors: 栄二武藤; 彰浩新谷; 重光小川; 藤登田中; 宗典土屋; 大司上原; 健二長沢
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1994-10-21
Anticipated expiration: 2008-03-30
Also published as: JP2583724Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化することができ、かつ製造が容易な圧
力センサーの提供。【構成】厚肉の基板11と、この基板11に所定間隔を置
いて対向配置された薄肉の弾性ダイヤフラム12とを備え
た圧力変換素子10の基板11の背面15に、基板11側の電極
31〜33用の電極端子41〜43および弾性ダイヤフラム12側
の電極34用の電極端子44を含む電極パターン40を形成
し、この電極パターン40に直接に、弾性ダイヤフラム12
の変位に伴う電極間の静電容量の変化を計測する計測回
路を内蔵したワンチップＩＣ60を装着した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、測定流体の圧力を検出する圧力センサーに係り、特に、対向する電極間の静電容量の変化を利用して圧力を検出する静電容量式の圧力センサーに関する。

【０００２】

【背景技術】

図１４には、静電容量式の圧力センサーの従来の一例である圧力センサー900 が示されている（特開平2-189435号公報参照；第一従来例）。圧力センサー900 は、有底円筒状のケーシング901 を備え、このケーシング90 1 内にＯリング902 を介して圧力変換素子903 が装着されている。この圧力変換素子903 は、厚肉の基板904 と、測定流体の圧力により変形する薄肉のダイヤフラム905 とを備え、これらの基板904 とダイヤフラム905 とは接合部906 を介して互いに平行に所定間隔を置いて配置されている。基板904 とダイヤフラム905 とが対向する面には、それぞれ対向電極907,908 が設けられてコンデンサー909 が形成され、このコンデンサー909 に発生する静電容量の変化により測定流体の圧力を検出できるようになっている。

【０００３】基板904 とダイヤフラム905 との間には、空間910 が形成され、この空間910 は真空とされている。また、ダイヤフラム905 を挟んで空間910 の反対側には、空間911 が形成され、ここにはポート912 から測定流体が導入されるようになっている。基板904 の背面側には、ケーシング901 の開口部分を塞ぐように設置された電気コネクター913 により空間914 が形成されており、この空間914 は、ゴム等の封止用材料915,916 で密封されている。空間914 には、屈曲した回路基板917 が設けられ、この回路基板917 の内側表面上には計測回路918 が設けられている。計測回路918 は、各対向電極907,908 に接続されていてコンデンサー909 の静電容量の変化を計測するものである。また、計測回路918 は、電源供給用、接地結合用、出力信号取り出し用等のコネクター端子919 に接続されている。図１５には、回路基板917 を展開した状態における計測回路918 が示されている。計測回路918 は、集積回路ユニット920 、抵抗器921 、コンデンサ922 、およびこれらを接続する各回路パス等により構成されている。

【０００４】このような従来の圧力センサー900 においては、空間910 を真空としておき、一方、ポート912 から空間911 内に測定流体を導いて受圧面920 に作用させ、ダイヤフラム905 を撓ませる。そして、このダイヤフラム905 の撓みに伴って各電極907,908 間の間隔が変化し、コンデンサ909 の静電容量が変化することを利用して測定流体の圧力を絶対圧力として検出する。また、このような静電容量式の圧力センサーでは、空間910 を大気圧としてゲージ圧を測定することもある。

【０００５】図１６には、前記第一従来例とは別の静電容量式の圧力センサーの一例である圧力センサー800 が示されている（実開昭57−105943号公報参照；第二従来例）。圧力センサー800 は、前記第一従来例の圧力センサー900 と同様に、厚肉の基板801 と、測定流体の圧力により変形する薄肉のダイヤフラム802 とを備え、これらの基板801 とダイヤフラム802 とは接合部803 を介して互いに平行に所定間隔を置いて配置されている。基板801 とダイヤフラム802 とが対向する面には、それぞれ対向電極804,805 が設けられてコンデンサー806 が形成され、このコンデンサー806 に発生する静電容量の変化により測定流体の圧力を検出できるようになっている。この圧力センサー800 では、前記第一従来例の圧力センサー900 とは異なり、コンデンサー806 の静電容量の変化を計測する計測回路807 は、基板801 の背面 812 に直接に設けられている。この計測回路807 は、導通部808,809 により各対向電極804,805 に接続され、チップ部品810 、薄膜抵抗811 等の複数の各種部品により構成されている。このような圧力センサー800 においては、前記第一従来例の圧力センサー900 と同様に、測定流体をダイヤフラム802 の受圧面813 に作用させてこれを撓ませ、このダイヤフラム802 の撓みに伴って各電極804,805 間の間隔が変化した時のコンデンサ806 の静電容量の変化を捉えて測定流体の圧力を検出する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前述した第一従来例の圧力センサー900 では、計測回路918 を構成する各種部品を搭載するための回路基板917 が空間914 内に設けられているので、この回路基板917 の設置のためのスペースを確保する必要があり、圧力センサーが大型化するという問題があった。また、計測回路918 は、集積回路ユニット920 、抵抗器921 、コンデンサ922 等の多数の部品により構成されているので、回路基板917 の設置工程と合わせてこれらの多数の部品の設置工程により製造工程が複雑化し、製造コストがかかるうえ、部品管理も容易ではないという問題があった。さらに、計測回路918 が多数の部品により構成されていることから、製造における接続不良が起きやすく、故障の原因にもなりやすいという問題があった。

【０００７】また、前述した第二従来例の圧力センサー800 では、前述した第一従来例のような回路基板917 の設置のためのスペースを確保する必要はないが、チップ部品 810 、薄膜抵抗811 等、計測回路807 を構成する部品点数が多いため、前記第一従来例と同様に製造工程が複雑化し、製造コストがかかるうえ、部品点数が多いことから圧力センサーの小型化を図りにくいという問題があった。

【０００８】本考案の目的は、小型化することができ、かつ製造が容易な圧力センサーを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、弾性ダイヤフラムの変位に伴う静電容量の変化を計測する計測回路をワンチップＩＣに内蔵し、このワンチップＩＣを基板の背面に形成された電極パターンに直接に装着して前記目的を達成しようとするものである。具体的には、本考案は、厚肉の基板と、この基板に所定間隔を置いて対向配置された薄肉の弾性ダイヤフラムとを備え、これらの基板と弾性ダイヤフラムとの対向面の各々に対向する電極が設けられ、前記弾性ダイヤフラムに加わる圧力を前記電極間の静電容量の変化により検出する圧力センサーであって、前記基板の電極が設けられた面と反対側の面上に、前記基板側の電極用の電極端子および前記弾性ダイヤフラム側の電極用の電極端子を含む電極パターンを形成し、この電極パターンに直接に、前記弾性ダイヤフラムの変位に伴う静電容量の変化を計測する計測回路を内蔵したワンチップＩＣを装着したことを特徴とする。また、本考案の圧力センサーは、前記電極のうち基板側の電極は複数に分割されて前記弾性ダイヤフラム側の電極とともに複数のコンデンサーを形成し、前記ワンチップＩＣはこの複数のコンデンサーの静電容量の比またはこれらの和と差との比に関連する出力信号を得る回路手段と、出力信号のゼロ点を調整するゼロ点調整手段と、測定圧力と出力信号とのスパンを調整するスパン調整手段と、測定圧力と出力信号との直線性を補正する直線性補正手段とを有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】

このような本考案においては、測定流体の圧力が弾性ダイヤフラムに付加され、この時の弾性ダイヤフラムの撓みに伴って基板側と弾性ダイヤフラム側との電極間距離が変化し、これらの電極間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、基板の背面に形成された電極パターンに伝わり、この上に直接に搭載されるワンチップＩＣに内蔵された計測回路で出力信号に変換される。この際、計測回路を内蔵したワンチップＩＣは、基板の背面に形成された電極パターンに直接に装着される。このため、前述した第一従来例のような計測回路を装着するための回路基板等を別部材として設ける必要はなくなり、回路基板等の設置のためのスペースは不要となり、圧力センサーは小型化される。また、計測回路はワンチップＩＣのみにより構成されており、前述した第一、第二従来例のような多数の部品を用いていない。このため、圧力センサーは低コストで容易に製造され、部品管理も容易に行われ、これらにより前記目的が達成される。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１から図６には、本考案の第一実施例に係る静電容量式の圧力変換素子10が示されている。図１において、圧力変換素子10は、図示されない圧力センサーの内部に装着され、測定流体の圧力を検出するために、その圧力を電気的な出力信号に変換するものである。圧力変換素子10は、偏平な円柱状の外形の本体10A を有し、この本体10A は、セラミック製の厚肉の基板11と、セラミック製で測定流体の圧力により変形する薄肉のダイヤフラム12とを備え、これらの基板11とダイヤフラム12とは接合部20 を介して互いに平行に所定間隔を置いて配置されている。基板11とダイヤフラム 12との対向面13, 14間には、リング状の接合部20に囲まれるように空間30が形成されている。

【００１２】基板11の対向面13には、図２にも示されるように、中心部が抜けていない中実円形の中央電極31、各リング状のリファレンス電極32およびシールド電極33の合計三つの電極が設けられ、一方、ダイヤフラム12の対向面14には、中実円形の共通電極34が設けられている。図２は、基板11およびダイヤフラム12をそれぞれ対向面13, 14側から見た状態の図である（接合部20は形成されていない状態とする）。なお、図中のハッチングは断面を示すものではなく、説明上見やすくするために記載したものであり、後述する図３（Ａ），図９におけるハッチングも同様である。基板11の対向面13において、中央電極31は中実の円状に形成され、リファレンス電極32は中央電極31を囲むように閉じた円環状（リング状）に形成され、さらにその外側には、シールド電極33がリファレンス電極32を囲むように閉じた円環状（リング状）に形成されている。これらの中央電極31とリファレンス電極32との間隔S1およびリファレンス電極32とシールド電極33との間隔S2は、例えば、各々 500μｍ程度である。ダイヤフラム12の対向面14において、共通電極34は中実の円状に形成され、その外径DCは、シールド電極33の外径DSよりも大きくなっており、この共通電極34 のシールド電極33の外縁よりも外側に位置する部分は、後述する電極端子形成用の外縁部38となっている。また、基板11の対向面13のシールド電極33の外側には、共通電極34の外縁部38 と導通される接続用端子39が銀パラジウムペースト等の導電性材料で形成されている。

【００１３】図１に戻って、これらの各電極により空間30内の大気を誘電体とする合計三つのコンデンサーが形成されている。すなわち、中央電極31と共通電極34とにより静電容量CMのコンデンサー35、リファレンス電極32と共通電極34とにより静電容量CRのコンデンサー36、シールド電極33と共通電極34とにより静電容量CSのコンデンサー37がそれぞれ形成されている。この各コンデンサー35, 36, 37の電極間距離Ｔは、接合部20の厚みにより決定され、ダイヤフラム12に圧力が作用しない状態で、例えば、50μｍ程度である。また、ダイヤフラム12の対向面14とは反対側の面は、測定流体の圧力が付加される受圧面16となっている。圧力変換素子10は、このダイヤフラム12の受圧面16 に作用する測定流体の圧力と空間30内の大気圧との差圧によりダイヤフラム12が撓んで各コンデンサー35, 36, 37の電極間距離がその初期値Ｔより変化し、これに伴って各静電容量CM, CR, CSが変化することを利用して測定流体の圧力を検出するように構成されている。

【００１４】基板11の背面15（対向面13とは反対側の面）には、ワンチップＩＣ60が搭載されている。このワンチップＩＣ60は、詳細は後述するように、Ｃ−ＭＯＳのＡＳＩＣ（カスタムＩＣ）であって各静電容量CM, CR, CSの変化を計測する計測回路 65（後述の図５参照）を内蔵している。また、基板11の背面15には、このワンチップＩＣ60を直接に搭載するための電極パターン40が印刷形成されている。図３には、電極パターン40の詳細構成が示されており、（Ａ）は、ワンチップＩＣ60を搭載する前の状態であり、（Ｂ）は、ワンチップＩＣ60を搭載した後の状態である。電極パターン40は、基板11の背面15の外縁部にリング状に形成された回路パス 63A を備え、この回路パス63A の図中右側部分の内側突出部に基板11側のシールド電極33用の電極端子43が電気的導通状態で形成されている。一方、回路パス63A の内側において、基板11側の中央電極31、リファレンス電極32用の各電極端子41, 42およびダイヤフラム12側の共通電極34用の電極端子44 がそれぞれスポット状に形成され、これらの各電極端子41, 42, 44からそれぞれ鍵形の各回路パス61, 62, 64が形成され、その先端はワンチップＩＣ60の足（ピン）の位置に導かれている。この際、共通電極34用の電極端子44および回路パス64の周囲には、所定間隔をおいて回路パス63B が設けられ、この回路パス63B は、リング状の回路パス63A の図中左側部分の内側に接続されて回路パス63A と一体化されている。また、回路パス63B は、回路パス64の先端の両側に位置するワンチップＩＣ60の足の位置を通過するように配置され、ワンチップＩＣ60の接地用端子に接続されるようになっている。これらのシールド電極33用の電極端子43と導通された各回路パス63 A,63B は、接地されている。したがって、中央電極31用の電極端子41を含む回路パス61およびリファレンス電極32用の電極端子42を含む回路パス62と、共通電極34用の電極端子44を含む回路パス64とは、接地電極としての回路パス63A,63B により互いに隔離された配置状態となっている。このため、これらの間の絶縁抵抗低下によるリーク電流の増加の影響を低減できるようになっている。

【００１５】各電極端子41, 42, 43, 44は、図１に示すように、それぞれ基板11を貫通するように設けられた電極穴45, 46, 47, 48に形成された導通部51, 52, 53, 54により、それぞれ中央電極31、リファレンス電極32、シールド電極33、および共通電極34に導通される接続用端子39と導通している。この際、各導通部51, 52, 53, 54は各電極穴45, 46, 47, 48の内壁面にそれぞれ設けられており、各穴の中心には、スルーホールが形成されている。このうち電極穴48のスルーホールは後述する導電ペースト25により塞がれているが、残りの電極穴45, 46, 47のスルーホールのうち少なくとも一つは両側の入口を開放されており、空間30に外部の大気を導くことができるようになっている。

【００１６】図４には、接合部20の詳細断面が示されている。接合部20は、シールド電極33の外周側を覆うように基板11側に密着配置されたオーバーコートガラス21と、このオーバーコートガラス21とダイヤフラム12との間隔を調整するためにこれらの間に設けられスペーサーとして機能するリング状の高融点ガラス22と、オーバーコートガラス21とダイヤフラム12との間であって高融点ガラス22の内周側および外周側周囲に配置された低融点ガラス23とを含み構成されている。オーバーコートガラス21は、シールド電極33と共通電極34との縁面距離を大きくし、縁面抵抗を増大させるために設けられている。高融点ガラス22は、結晶化ガラス等であり、その厚みを調整することで、基板 11とダイヤフラム12との間隔、つまりは電極間距離Ｔを所定の間隔に保つように設けられている。圧力レンジの変更は、一般的にダイヤフラム12の板厚の変更により行われるが、この高融点ガラス22の厚み調整による電極間距離Ｔの変更でも行うことが可能となっている。低融点ガラス23は、非結晶化ガラス等であり、その一部分には空間24が設けられている。この空間24には、共通電極34の外縁部38と接続用端子39とを導通する導電ペースト25が挿入されており、空間24は、後述する製造工程での導電ペースト25の挿入時のはみ出し防止のために空間30に対して低融点ガラス23により仕切られている。これにより、共通電極34は、その外縁部38から、導電ペースト25、接続用端子39、導通部54の順序で基板11の背面15の電極端子44に導通されている。また、オーバーコートガラス21の対応する位置にも導電ペースト25が挿入される空間24の一部が形成されている。なお、このような空間24は、高融点ガラス22 の配置によっては高融点ガラス22内に設けられていてもよい。

【００１７】図５には、ワンチップＩＣ60に内蔵された計測回路65が示されている。図５において、計測回路65は、詳細は後述するように圧力変換素子10の本体10 A 内のコンデンサー35, 36の各静電容量CM, CRの和と差との比に関連する出力信号を得る回路手段である回路70を備え、その他に計測回路65の出力信号のゼロ点を調整するゼロ点調整手段であるゼロ点調整回路71と、本体10A のダイヤフラム 12に入力付加される測定流体の圧力とこれに対して得られる計測回路65の出力信号との関係において入力側の圧力の範囲と出力側の出力信号の範囲との大小関係（スパン）を調整するスパン調整手段であるスパン調整回路72と、入力付加される圧力とこれに対して得られる出力信号との関係の直線性を補正する直線性補正手段である直線性補正回路73とを有している。

【００１８】回路70は、オペアンプ83を備え、このオペアンプ83のマイナス端子には、スパン調整回路72および直線性補正回路73の出力信号が入力されるようになっている。オペアンプ83の出力側は、スイッチ75の一端子に直接に接続されるとともに、オペアンプ84を介してスイッチ74の一端子に接続されている。これらの各スイッチ75, 74のコモン端子は、それぞれコンデンサー35, 36の一方の電極である中央電極31、リファレンス電極32に接続されている。各コンデンサー35, 36の他方の電極である共通電極34は、スイッチ76を介してオペアンプ85のマイナス端子に接続されており、オペアンプ85の出力側は、各スイッチ75, 74の他方の端子に共通接続されるとともに、オペアンプ86のマイナス端子に接続されている。また、オペアンプ85の出力側とマイナス端子との間にはデータホールド用（詳細は後述）のコンデンサ77（静電容量C0）が設けられている。オペアンプ86のマイナス端子には、ゼロ点調整回路71の出力信号が入力されるようになっており、このオペアンプ86の出力側は、出力端子78に接続されるとともに、直線性補正回路73に出力信号をフィードバックするようになっている。なお、各オペアンプ83〜86のプラス端子はそれぞれ接地されている。

【００１９】ゼロ点調整回路71、スパン調整回路72、直線性補正回路73は、それぞれデジタル・アナログコンバーター80（ＤＡＣ）に並列接続された複数のツェナー・ザップ・ダイオード81を有し（図５中ｎ個の表示）、これらを必要なビット数だけトリミングすることにより、各機能に応じた出力信号の調整を行うことができるようになっている。

【００２０】図５において、回路70は、三つのスイッチ74, 75, 76を備え、これらは図中の点線と実線との間で切り換わるようになっている。先ず、各スイッチ74, 75, 76が点線の状態では、本体10A 内の各コンデンサー 35, 36にはオペアンプ83の出力電圧VIとオペアンプ84の出力電圧−VIとがかけられ、各静電容量CM, CRに応じた電荷QM, QRがQM＝−CM×VI、QR＝CR×VIにより蓄えられる。ここで、電圧、静電容量等の具体例をあげると、電圧VIは2.5V程度（２×VI＝ 5V）であり、各静電容量CM, CRは例えば30pFで、ダイヤフラム12の撓みによって、通常コンデンサー35の静電容量CMは 6〜 8pF程度変化し、一方、コンデンサー 36の静電容量CRは 1〜2pF 変化し、両方の静電容量の差は、 5〜 6pF程度のものとなる。次に、各スイッチ74, 75, 76が実線の状態では、各コンデンサー35, 36に蓄えられた電荷QM, QRの差ΔＱが静電容量C0のコンデンサー77へ移動する。この時、 QR＞QMとすると、各コンデンサー35, 36の電圧VXは、次式の状態で平衡する。 VX＝（QR−ΔＱ）／CR＝（QM＋ΔＱ）／CM これより、ΔＱ＝（CM×QR−CR×QM）／（CR＋CM）が得られる。従って、この電荷ΔＱの移動によりオペアンプ85の出力電圧VOは、 VO＝VX＝（QR−ΔＱ）／CR ＝〔CR×VI−｛（CM×QR−CR×QM）／（CR＋CM）｝〕／CR ＝〔CR×VI−｛（CM×CR×VI＋CR×CM×VI）／（CR＋CM）｝〕／CR ＝｛（CR−CM）／（CR＋CM）｝×VI となり、各コンデンサー35, 36の静電容量CM, CRの和と差との比に関連する出力信号を得ることができるようになっている。

【００２１】このような第一実施例においては、以下のようにして測定流体の圧力を検出する。先ず、ダイヤフラム12の受圧面16に測定流体の圧力を作用させると同時に、空間30内へ各電極穴45, 46, 47に形成されたスルーホールのうちの少なくとも一つを通して大気を導き、空間30内を大気圧とする。この時、ダイヤフラム12はその受圧面16側と空間30側との差圧により撓む。通常、空間30側に撓むが、測定流体の圧力が負圧（大気圧以下）の時は逆側に撓む。次に、このダイヤフラム12の撓みに伴う各コンデンサー35, 36の電極間距離の変化による各静電容量CM, CRの変化を計測回路65で捉え、各コンデンサー35, 36 の静電容量CM, CRの和と差との比に関連する出力信号を得る。そして、予めこの出力信号と圧力との関係のキャリブレーション等を行っておくことにより、検出された出力信号に相当する測定流体の圧力を得る。

【００２２】以下、本第一実施例に係る圧力変換素子10の製造方法の一例を説明する。先ず、製造工程（１）において、基板11およびダイヤフラム12を適宜な素材、例えばアルミナセラミクスにより加工成形する。アルミナ（Al₂O₃）は、代表的なファインセラミクス材料であり、高融点で硬く、電気的絶縁性に優れている。基板11の厚みは、通常４mm程度であり、ダイヤフラム12の厚みは、測定する圧力の圧力レンジやダイヤフラム12の有効径との関係等によっても異なるが、通常 0 .2mm〜 1.0mm程度である。

【００２３】次に、製造工程（２）において、基板11およびダイヤフラム12に各電極および接合部20を印刷および焼成する。この印刷および焼成は、全てハイブリッドＩＣ（ＨＩＣ）の製造技術および製造機械を用いて行うことができる。製造工程（２Ａ）において、基板11の表の面（対向面13）に図２に示すような配置で中央電極31、リファレンス電極32、シールド電極33の三つの各電極および接続用端子39をスクリーン印刷する。印刷材料は、銀パラジウムペースト等であり、連続炉により 700〜900 ℃程度の温度で焼成する。焼成厚みは、 5〜10μｍ程度である。この際、各電極穴45〜48を真空チャックの真空を利用して吸引しておき、印刷中の銀パラジウムペーストを内壁面を伝わらせるようにして各電極穴45〜48の中に流し込む。製造工程（２Ｂ）において、基板11の裏の面（背面15）に図３（Ａ）に示すような配置で各電極端子41〜44を含む電極パターン40をスクリーン印刷する。印刷材料は、製造工程（２Ａ）と同一の銀パラジウムペーストであり、焼成方法、焼成厚みも製造工程（２Ａ）と同様である。この際にも、製造工程（２Ａ）と同様に、各電極穴45〜48を真空チャックの真空を利用して吸引しておき、印刷中の銀パラジウムペーストを内壁面を伝わらせるようにして各電極穴45〜48の中に流し込む。この対向面13側および背面15側からの真空吸引による流し込みにより、各電極穴45〜48には、図６の断面に示すように、内壁面にそれぞれ導通部51〜54が形成され、中心にスルーホールが形成される。また、これらの各電極穴45〜48に形成されたスルーホールのうち、共通電極34用の電極穴48は、後述の製造工程（４）で挿入される導電ペースト25（図４参照）により片側の入口を塞がれているが、他の中央電極31、リファレンス電極 32、シールド電極33用の電極穴45〜47のうち少なくとも一つは、空間30に大気を導くための低圧ポートとして両側の入口を開放されている。

【００２４】製造工程（２Ｃ）において、基板11の対向面13にオーバーコートガラス21を図１，４に示した配置で印刷する。印刷材料は、パシベーションガラス等であり、連続炉により 700〜900 ℃程度の温度で焼成する。焼成厚みは、20〜28μｍ程度である。製造工程（２Ｄ）において、オーバーコートガラス21の上（図１，４に示した配置）にスペーサーとして機能する高融点ガラス22を印刷する。印刷材料は、ガラスペーストであり、連続炉により 700〜900 ℃程度の温度で焼成する。焼成厚みは、20〜50μｍ程度であるが、圧力センサーのレンジによりこの厚みは異なる。製造工程（２Ｅ）において、さらにオーバーコートガラス21の上に、製造工程（２Ｄ）で印刷した高融点ガラス22の内側および外側を囲うような配置、換言すると高融点ガラス22の両側に跨がった配置（図１，４に示した配置）で接合用の低融点ガラス23を印刷し、乾燥させる。この際、同時に電極穴48の対応位置に空間24が形成されるように、この部分を除いたマスクで印刷を行う。印刷材料は、ガラスペーストであり、乾燥厚みは、20〜50μｍ程度であるが、圧力センサーの計測レンジによりこの厚みは異なる。

【００２５】一方、製造工程（２Ｆ）において、ダイヤフラム12の対向面14に図２に示すような円状の共通電極34を印刷する。印刷材料は、例えば金レジネートであり、連続炉により700 〜900 ℃程度の温度で焼成する。焼成厚みは、 0.5〜 1μｍ程度である。製造工程（２Ｇ）において、ダイヤフラム12の対向面14に、製造工程（２Ｅ）で印刷した接合用の低融点ガラス23と同じ材料を図１，４に示した配置で印刷し、乾燥させる。乾燥厚みは、20〜50μｍ程度であるが、圧力センサーの計測レンジにより異なる。なお、低融点ガラス23は、次の製造工程（３）における焼成により乾燥厚みに対して焼成後の厚みが大幅に減少してしまうため、その分を考慮した印刷が行われる。また、製造工程（２Ｅ）または製造工程（２Ｇ）のいずれか一方における低融点ガラス23の印刷を省略し、基板11側またはダイヤフラム12側の片方のみに低融点ガラス23を印刷して接合を行う場合もあり、要するに低融点ガラス23は、次の製造工程（３）における焼成後に図４に示した断面配置形状になるように少なくとも一方の側に印刷される。

【００２６】続いて、製造工程（３）において、各対向面13, 14が向かい合うように基板11 とダイヤフラム12とを合わせ、低融点ガラス23を焼成してこれらを接合する。焼成温度は、約 600〜700 ℃である。その後、製造工程（４）において、電極穴48に形成されたスルーホールを通して導電ペースト25（図３参照）を細い線の先等に付けて空間24に挿入し、これを焼成して共通電極34と基板11の背面15に設けられたその電極端子44との導通を行う。焼成は、通常 600℃以下の温度で行う。最後に、製造工程（５）において、基板11の背面15の各回路パス61〜64の一端が集中する箇所、すなわちワンチップＩＣ60の足の位置に相当する箇所に、ワンチップＩＣ60の内部の計測回路65を接続するためのピンをハンダ付けして立て、ここにワンチップＩＣ60を搭載する。

【００２７】このような第一実施例によれば、次のような効果がある。すなわち、基板11側の電極を中央電極31、リファレンス電極32、シールド電極 33に三分割したので、接合部20近傍の基板11の材料であるセラミクスや接合部20 を構成する低融点ガラス23等の影響は、一番外側すなわち接合部20側のコンデンサー37（静電容量CS）のみが受け、この内側のコンデンサー35, 36（静電容量CM , CR）はこれらの影響を受けないものとすることができる。つまり、接合部20の存在によりシールド電極33と共通電極34とを結ぶ電気力線は外側に膨らむように形成され、静電容量CSがセラミクスや低融点ガラス23等の湿度変化による誘電率変化の影響を受けるのに対し、中央電極31およびリファレンス電極32と共通電極 34とを結ぶ電気力線は空間30内に略真っ直ぐに形成される正常なものとなり、静電容量CM, CRは空間30の大気の誘電率のみの影響を受けることになる。このため、一番外側すなわち接合部20側のシールド電極33を計測には使用せずに接地用とし、この内側の中央電極31およびリファレンス電極32により計測を行うことで、前述のセラミクスや低融点ガラス23等の影響を受けずに精度良く計測を行うことができる。

【００２８】また、図５に示されるように、回路70により出力端子78の電圧ＶはＶ∝VO＝｛（CR−CM）／（CR＋CM）｝×VIとなり、各コンデンサー35, 36の静電容量CM, CR の和と差との比に関連する出力信号を得ることができるので、空間30の大気の誘電率が温度、湿度等の影響を受けて変化し、これに伴い静電容量CM, CRが変化した場合でも、この影響を補正することができ、前述のシールド電極33を設けたことによる効果に加え、さらに測定精度を向上させることができる。つまり、静電容量CM, CRは、それぞれ電極面積をAM, AR、電極間距離をDM, DR 、その変化量をDMP, DRP（DMP ＞ DRP）とすると、 CM＝ε×AM／（DM−DMP ），CR＝ε×AR／（DR−DRP ）となるが、ここで誘電率εが空間30の大気の温度、湿度等の影響を受けて変化しても、出力端子78の電圧Ｖが静電容量CM, CRの和と差との比となっているので、この影響をキャンセルすることができる。

【００２９】また、中央電極31を円状に形成し、リファレンス電極32およびシールド電極33 を閉じた円環状に形成するので、容易に製造することができる。さらに、共通電極34を円状に形成したので、基板11とダイヤフラム12との接合時にその方向性を考慮することなく接合作業を行うことができるので、製造を容易なものとすることができる。そして、この円状の共通電極34の外縁部38は、基板11側の一番外側のシールド電極33の外縁の位置よりも外側に位置しているので、これにより基板11の背面15 への共通電極34用の電極端子44の取り出しを容易に実現することができる。

【００３０】また、シールド電極33が設けられているので、湿度の増加に伴って基板11の材料であるセラミクスや接合部20を構成する低融点ガラス23等の縁面抵抗が低下した場合にリファレンス電極32から共通電極34へ流れる漏れ電流（リーク電流）をシールド電極33により吸収することができる。このシールド電極33は、計測には使用されていないため、結局、シールド電極33の設置により計測における湿度の影響を少なくすることができる。

【００３１】また、接合部20は、スペーサーとして機能する高融点ガラス22を有し、この周囲に接合用の低融点ガラス23が配置された構成となっているので、高融点ガラス 22の厚みを調整することで、基板11とダイヤフラム12との間隔、つまりは電極間距離Ｔを平行かつ所定の間隔に容易に設定することができる。さらに、接合部20は、オーバーコートガラス21を有し、これはシールド電極33 と共通電極34との縁面距離を大きくし、縁面抵抗を増大させるため、これらの間の漏れ電流を減少させることができる。そして、このオーバーコートガラス21をシールド電極33の一部分だけでなく、中央電極31やリファレンス電極32も覆うように印刷することで、ダイヤフラム12 が過変形した場合に、これらの電極と共通電極34とが短絡してしまうことを防止することができる。また、オーバーコートガラス21は、シールド電極33の一部分を覆い、リファレンス電極32側の一部分が空間30の大気に直接露出しているので、リファレンス電極32から漏れ電流が発生した場合にこれを吸収しやすい構造となっている。このため、前述したシールド電極33による接合部20の縁面に沿ったリファレンス電極 32から共通電極34への漏れ電流の防止効果を向上させることができる。さらに、低融点ガラス23およびオーバーコートガラス21に予め空間24が設けられているので、共通電極34の外部取り出し用の導電ペースト25を挿入する時にこれが空間30にはみ出してしまうという不都合を未然に防止することができる。

【００３２】また、基板11の背面15に設けられた電極パターン40において、シールド電極33 用の電極端子43と導通された回路パス63A,63B は、共通電極34用の電極端子44を含む回路パス64を囲むように配置されており、中央電極31用の電極端子41を含む回路パス61およびリファレンス電極32用の電極端子42を含む回路パス62と、共通電極34用の電極端子44を含む回路パス64とは、接地電極としての回路パス63A,63 B により互いに隔離された配置状態となっている。このため、電極パターン40に接する大気の湿度が増加した場合に、中央電極31 用の回路パス61およびリファレンス電極32用の回路パス62から共通電極34用の回路パス64への漏れ電流をシールド電極33用の回路パス63A,63B により吸収することができ、精度のよい計測を行うことができる。

【００３３】また、このような電極パターン40の配置により大気の湿度変化の影響を減少させることで、従来のような漏れ電流の影響が無視できる程度の大きな静電容量変化を得るために圧力センサーが大型化するという不都合を防止することができる。さらに、従来のように湿度変化の影響を減少させるために電極パターン40に接する大気を密封する必要がなくなり、密封用部品、密封工程を削減することができるので、コストダウンすることができるうえ、密封のためのスペースも不要となるため、この点からも圧力センサーを小型化することができる。そして、低圧ポートである各電極穴45, 46, 47に形成されたスルーホールのうちの少なくとも一つの入口部分を除いて、電極パターン40を覆うように基板11の背面15に溶融樹脂等を滴下して閉塞する処理、いわゆるポッティングを施すことで、厳しい環境においても使用可能なものとすることができる。ポッティング材料には、ポリウレタン樹脂等を用いることができる。また、このような電極パターン40の配置により、前述したような外乱の影響を減少させることができるため、微弱電流を検出することができる。このため、増幅素子の増幅感度を上げ、圧力変換素子10を微小容量のものとすることができるので、圧力センサーを小型化することができる。

【００３４】また、空間30に測定の基準圧となる大気を導く通路（低圧ポート）を、各電極穴45, 46, 47に形成されたスルーホールを利用して確保しているので、基板11の背面15側の電極パターン40と対向面13側の各電極とを導通する製造工程（２Ａ），（２Ｂ）のみで低圧ポートを確保することができ、低圧ポートを形成するための別の製造工程を省略することができる。

【００３５】さらに、計測回路65を全てワンチップＩＣ60の内部に収め、このワンチップＩＣ60を基板11の背面15上の電極パターン40に直接に搭載したので、従来例のような別部材として設けられたプリント基板等の上に多数の部品で構成された計測回路を搭載する場合に比べ、計測回路を構成する部品自体の削減、およびこれらを搭載するプリント基板等の部材の省略を図ることができ、部品点数を削減することができる。このため、これらの計測回路を構成する部品やプリント基板等の装着工程が削減されて製造工程を簡略化することができるうえ、プリント基板等の設置スペースを省略できるので、圧力センサーを小型化することができる。

【００３６】また、基板11の背面15側の電極パターン40と、対向面13側の中央電極31、リファレンス電極32、シールド電極33、および接続用端子39とは、ともに低粘度で延びのよい銀パラジウムペーストにより印刷されているので、確実にこれらの導通を行うことができる。そして、これらの組合せとして一般的に行われている金レジネートと銀パラジウムペーストとの導通において起こる不都合、すなわち異種材料でかつ金レジネートの焼成後の厚みが薄いことから、これらの異種材料が互いに接する部分で、片側の材料である金レジネートが、他方の材料である銀パラジウムペーストの中に拡散してなくなってしまういわゆる金側の食われ現象が発生して導通不良を起こすという不都合を解消することができる。さらに、基板11の背面15側の電極パターン40と、対向面13側の中央電極31、リファレンス電極32、シールド電極33、および接続用端子39との両側を金レジネートで印刷し、各電極穴45〜48のスルーホール処理を行うと、金レジネートが薄く仕上がるため導通部51〜54の印刷量が極めて少なくなり、導通不良が発生することがあるが、本実施例のように両側を銀パラジウムペーストとしたスルーホール処理では、このような不都合を生じることはなく、確実に導通を行うことができる。

【００３７】図７及び図８には、本考案の第二実施例に係る静電容量式の圧力変換素子100 が示されている。圧力変換素子100 は、ワンチップＩＣに内蔵される計測回路を除いてその構成、作用等が前述した第一実施例と略同一であり、製造方法も同一である。従って、同一部分には同じ符号を付して詳しい説明は省略し、異なる部分のみ説明する。図７には、圧力変換素子100 の本体10A とこの本体10A 内に形成された各コンデンサー35, 36, 37の静電容量CM, CR, CSの変化を計測する計測回路165 との接続状態が示されており、図８には、その計測原理が示されている。また、基板11 の背面15には、前述の図３（Ａ）に示した第一実施例と同一の電極パターン40が形成されており、この電極パターン40に計測回路165 を内蔵したワンチップＩＣ 160 が直接に搭載されている。

【００３８】図７および図８において、計測回路165 は発振器（交流電源）170 を備え、この発振器170 からの電圧は、オペアンプ171,172 を通して正確な正・反転信号としてコンデンサー35（静電容量CM）、コンデンサー36（静電容量CR）に印加される。この際、コンデンサー35, 36の両電極間に発生する電圧VM, VRは、それぞれ、dVM ／dt＝IM／CM、 dVR／dt＝IR／CRを満たす値となり、各コンデンサー35, 36に流れる電流IM, IRは、各静電容量CM, CRに比例した値となる。なお、発振器 170 により印加される信号は、正弦波であっても、三角形波であってもよい。これにより、増幅素子であるオペアンプ173 の入力端子174 には、各コンデンサー35, 36の静電容量の差（CM−CR）に比例した電流Ｉが流れる。従って、各静電容量CM, CRを略等しく設定しておき、測定流体の圧力によるダイヤフラム12の撓みに応じた各静電容量CM, CRの変化量ΔCM, ΔCRをΔCM＞ΔCRとなるように各コンデンサー35, 36を配置することで、すなわちダイヤフラム12の撓み量の大きい中央側にコンデンサー35（静電容量CM）を配置することで、オペアンプ173 の出力端子175 に、ダイヤフラム12の受圧面16に作用する測定流体の圧力の関数としての出力信号を得ることができる。

【００３９】図７中の点線は、各電極間に走る電気力線を示しており、発振器170 の信号に応じて一定周期で方向を逆転させながらこのような状態の電気力線が形成されるようになっている。シールド電極33用の電極端子43と導通された回路パス63A,63B （図３参照）は、共通電極34用の電極端子44を含む回路パス64を囲むように配置され（図８中点線に相当）、接地用端子176,177 からバッファ素子178 に接続されて接地されている。これらの接地用端子176,177 は、オペアンプ173 の入力端子174 と、各オペアンプ171,172 からの信号印加用端子179,180 とを隔てるように配置されている。

【００４０】このような第二実施例によれば、前述した第一実施例と略同様に高精度の計測、圧力センサーの小型化等の効果を得ることができる。また、本第二実施例では、各コンデンサー35, 36の静電容量の差（CM−CR）として出力を検出するので、前述した第一実施例のような空間30の大気の温度変化や湿度変化等による誘電率変化の影響の回避はできないが、シールド電極33が設けられているので、第一実施例と同様にセラミクスや低融点ガラス23等の影響は回避することができる。そして、本第二実施例では、前述した第一実施例に比べ簡易な回路で上記の各効果を実現することができる。

【００４１】図９から図１１には、本考案の第三実施例に係る静電容量式の圧力変換素子20 0 が示されている。圧力変換素子200 は、ワンチップＩＣに内蔵される計測回路および基板の背面の電極パターンを除いてその構成、作用等が前述した第一実施例および第二実施例と略同一であり、製造方法も同一である。従って、同一部分には同じ符号を付して詳しい説明は省略し、異なる部分のみ説明する。図９には、圧力変換素子200 の電極パターン240 の詳細構成が示されており、図１０には、圧力変換素子200 の本体10A とこの本体10A 内に形成された各コンデンサー35, 36, 37の静電容量CM, CR, CSの変化を計測する計測回路265 との接続状態が示されており、図１１には、その計測原理が示されている。

【００４２】図９において、圧力変換素子200 の基板11の背面15には、前述の第一実施例および第二実施例とは異なる電極パターン240 が設けられており、この電極パターン240 に直接にワンチップＩＣ260 が搭載されるようになっていて、図９は、このワンチップＩＣ260 を搭載する前の状態である。本第三実施例の電極パターン240 は、前記第一、第二実施例の電極パターン40 （図３参照）と同じ位置に中央電極31、リファレンス電極32、シールド電極33、および共通電極34用の各電極端子41, 42, 43, 44を有しており、このうちの電極端子41, 42, 44からワンチップＩＣ260 の足（ピン）の位置に導かれた鍵形の各回路パス261,262,264 も前記第一、第二実施例の各回路パス61, 62, 64と同じ配置形状となっている。また、電極端子43に導通され、基板11の背面15の外縁部にリング状に形成された回路パス263Aも前記第一、第二実施例の回路パス63A と同じ配置形状となっている。ところが、本第三実施例の電極パターン240 は、前記第一、第二実施例の電極パターン40の回路パス63B とは異なる配置形状の回路パス263Bを有している。すなわち、前記第一、第二実施例の電極パターン40の回路パス63B が、リング状の回路パス63A の図３中左側部分の内側に接続され、かつ共通電極34用の電極端子 44および回路パス64を囲むように配置されているのに対し、本第三実施例の電極パターン240 の回路パス263Bは、リング状の回路パス263Aの図９中右側部分の内側突出部に接続され、かつ中央電極31用の電極端子41を含む回路パス261 およびリファレンス電極32用の電極端子42を含む回路パス262 をそれぞれ別々に所定間隔をおいて囲むように配置されている。また、この回路パス263Bは、各回路パス 261,262,264 の先端と交互の配置位置となるワンチップＩＣ260 の足の位置を通過していて後述の接地用端子277,278,279 に接続されるようになっている。これらのシールド電極33用の電極端子43と導通された各回路パス263A,263B は、接地されている。したがって、共通電極34用の電極端子44を含む回路パス264 と、中央電極31用の電極端子41を含む回路パス261 およびリファレンス電極32用の電極端子42を含む回路パス262 とは、接地電極としての回路パス263A,263B により互いに隔離された配置状態となっている。このため、これらの間の絶縁抵抗低下によるリーク電流の増加の影響を低減できるようになっている。

【００４３】図１０および図１１において、本第三実施例に係る計測回路265 は、前記第二実施例の計測回路165 とは異なり、共通電極34側から電源が印加されている。計測回路265 は発振器（交流電源）270 を備え、この発振器270 の信号をコンデンサー35（静電容量CM）、コンデンサー36（静電容量CR）に共通電極34から印加し、これらを励振させて電流Ｉを流す。この時、各静電容量CM, CRに比例した電流IM, IRが入力端子271,272 に流れる。この入力信号をそれぞれオペアンプ27 3,274 により増幅し、その差分を演算回路275 で演算して出力端子276 に出力する。これにより、出力端子276 にダイヤフラム12の受圧面16に作用する測定流体の圧力の関数としての出力信号を得ることができる。なお、発振器270 により印加される信号は、正弦波であっても、三角形波であってもよい。ここで、具体的数値の一例を示すと、圧力センサーの仕様が 0〜2000mmH₂O 程度である場合には、発振器270 から交流の信号が印加され、各静電容量CM, CRを例えば30pFとすると、ダイヤフラム12の撓みによって、通常コンデンサー35の静電容量CMは 6〜 8pF程度変化し、一方、コンデンサー36の静電容量CRは 1〜2pF 変化し、両方の静電容量の差は、 5〜 6pF程度のものとなる。

【００４４】図１０中の点線は、各電極間に走る電気力線を示しており、発振器270 の信号に応じて一定周期で方向を逆転させながらこのような状態の電気力線が形成されるようになっている。シールド電極33の電極端子43と導通された回路パス263A,263B （図９参照）は、中央電極31用の電極端子41を含む回路パス261 およびリファレンス電極32用の電極端子42を含む回路パス262 をそれぞれ別々に囲むように配置され（図１１中点線に相当）、接地用端子277,278,279 からバッファ素子280 に接続されて接地されている。これらの接地用端子277,278,279 は、発振器270 からの信号印加用端子281 および各オペアンプ273,274 への入力端子271,272 をそれぞれ別々に隔てるように配置されている。このため、これらの間の絶縁抵抗低下によるリーク電流の増加の影響を低減できるようになっている。

【００４５】このような第三実施例によれば、前述した第一、第二実施例と略同様に高精度の計測、圧力センサーの小型化等の効果を得ることができる。また、本第三実施例では、演算回路275 により電流IM, IRの差分を取って出力を検出するので、前述した第一実施例のような空間30の大気の温度変化や湿度変化等による誘電率変化の影響の回避はできないが、シールド電極33が設けられているので、第一実施例と同様にセラミクスや低融点ガラス23等の影響は回避することができる。そして、本第三実施例では、前述した第一実施例に比べ簡易な回路で上記の各効果を実現することができる。

【００４６】なお、本考案は前記各実施例に限定されるものではなく、本考案の目的を達成できる他の構成も含み、例えば以下に示すような変形等も本考案に含まれるものである。すなわち、基板11の背面15の各電極パターン40,240（図３，１０参照）は、前記各実施例における配置構造に限定されるものではなく、例えば、背面15における各電極端子41〜44の位置や各回路パス61〜64,261〜264 の屈折、屈曲形態、太さ等は任意であり、要するに、各ワンチップＩＣ60,160,260を直接搭載できるような配置構造であればよい。また、各電極パターン40,240は、各電極端子41〜44と各ワンチップＩＣ60,160 ,260の足の位置に相当する部分とを含んで構成されていればよく、例えば、各回路パス61〜64,261〜264 の代わりにリード線、ボンディングワイヤ等を設けて各電極端子41〜44と各ワンチップＩＣ60,160,260の足とを接続してもよい。さらに、前記第一実施例の計測回路65の回路手段、ゼロ点調整手段、スパン調整手段、直線性補正手段は、それぞれ図５に示した回路70、ゼロ点調整回路71、スパン調整回路72、直線性補正回路73の構成に限定されるものではなく、各手段の機能を実現でき、かつワンチップＩＣ60に内蔵することができるものであればよい。

【００４７】また、基板11側の電極の分割数は、前記各実施例のように三分割に限定されるものではなく任意である。しかし、前記各実施例のように三分割としておくことが望ましく、この場合に一番外側の電極を接地あるいは所定の一定電圧に保たれるシールド電極33として接合部20等の影響を排除し、さらに前記第一実施例のワンチップＩＣ60に内蔵された計測回路65の回路70（図５参照）のように、残りの二つの電極により形成されたコンデンサー35, 36の各静電容量CM, CRの和と差との比に関連する出力信号を得る回路手段等を形成することで、温度、湿度変化等による空間30内の大気の誘電率変化の影響を修正して正確な圧力測定を行うことができる。さらに、前記第一実施例の回路手段は、コンデンサー35, 36の各静電容量CM, CRの和と差との比に関連する出力信号を得る構成となっているが、これらの各静電容量CM, CRの比に関連する出力信号を得る構成としてもよく、この場合にも、空間30内の大気の誘電率変化の影響を修正して正確な圧力測定を行うことができる。例えば、図１３のようなスイッチ95A,95B,95C を有する計測回路96をワンチップＩＣに内蔵し、これらのスイッチ95A,95B,95C をスイッチングすることで、静電容量CM, CRの比CR／CMに関連する出力信号を出力端子97に得ることができる回路手段90としてもよい。この場合、スイッチ95A を電源98側に接続した時には、スイッチ95B は閉、スイッチ95C は開とされ、静電容量CM, CRの各コンデンサーに電荷が蓄えられる。一方、スイッチ95A を接地側に接続した時には、スイッチ95B は開、スイッチ95C は閉とされ、コンデンサー99に所要の電荷がサンプルホールドされる。なお、この計測回路96にも前記第一実施例と同様にゼロ点調整手段、スパン調整手段、直線性補正手段を設けておくことが望ましい。

【００４８】また、前記各実施例の各電極31〜34の形状は任意であり、例えば円形や円環状ではなく、多角形や多角形の環状等であってもよく、各電極31〜34の形成方法も、前記各実施例の製造工程に示された方法である必要はなく、例えばスクリーン印刷ではなく、メッキ、エッチング、スパッタリング等の通常用いられる他の手段により形成してもよい。さらに、本考案の基板11やダイヤフラム12の厚み、各電極31〜34の厚み、電極間距離、各コンデンサー35〜37の静電容量CM, CR, CS、圧力センサーの仕様等の数値は、前記各実施例に具体的に記載した数値に限定されるものではなく、測定対象や測定環境等に応じて適宜決定すればよい。

【００４９】また、前記各実施例では、空間30は大気圧とされ、測定流体の圧力をゲージ圧として検出するようになっているが、空間30にも測定流体（気体）を導入し、この空間30内の圧力と受圧面16に付加される圧力との差圧を検出するようにしてもよい。さらに、本考案の圧力変換素子10を内蔵する圧力センサーの圧力測定対象である測定流体（受圧面16に作用する流体）は、液体であってもよく、気体であってもよい。

【００５０】

【考案の効果】以上に述べたように本考案によれば、弾性ダイヤフラムの変位に伴う静電容量の変化を計測する計測回路をワンチップＩＣのみにより構成し、このワンチップＩＣを基板の背面に形成された電極パターンに直接に装着したので、圧力センサーを小型化することができるうえ、製造工程を簡略化することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す断面図。

【図２】第一実施例の分解図。

【図３】第一実施例の背面の電極パターンを示す構成
図。

【図４】第一実施例の要部を示す断面図。

【図５】第一実施例の計測回路を示す構成図。

【図６】第一実施例の別の要部を示す断面図。

【図７】本考案の第二実施例を示す構成図。

【図８】第二実施例の計測回路の説明図。

【図９】本考案の第三実施例の背面の電極パターンを示
す構成図。

【図１０】第三実施例を示す構成図。

【図１１】第三実施例の計測回路の説明図。

【図１２】本発明の変形例を示す概略構成図。

【図１３】第一従来例を示す断面図。

【図１４】第一従来例の要部を示す構成図。

【図１５】第二従来例を示す断面図。

【符号の説明】

10,100,200 圧力変換素子 11 基板 12 ダイヤフラム 20 接合部 31 中央電極 32 リファレンス電極 33 シールド電極 34 共通電極 35 コンデンサー（静電容量CM） 36 コンデンサー（静電容量CR） 37 コンデンサー（静電容量CS） 40,240 電極パターン 41 中央電極用の電極端子 42 リファレンス電極用の電極端子 43 シールド電極用の電極端子 44 共通電極用の電極端子 60,160,260 ワンチップＩＣ 65,165,265,96 計測回路 70 回路手段である回路 71 ゼロ点調整手段であるゼロ点調整回路 72 スパン調整手段であるスパン調整回路 73 直線性補正手段である直線性補正回路 90 回路手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者小川重光長野県上田市中央西２−14−２ (72)考案者田中藤登長野県小県郡東部町大字和5463 (72)考案者土屋宗典長野県上田市古里694−１ (72)考案者上原大司長野県上田市材木町１−９−４ (72)考案者長沢健二長野県上田市大字上田160−５

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】厚肉の基板と、この基板に所定間隔を置
いて対向配置された薄肉の弾性ダイヤフラムとを備え、
これらの基板と弾性ダイヤフラムとの対向面の各々に対
向する電極が設けられ、前記弾性ダイヤフラムに加わる
圧力を前記電極間の静電容量の変化により検出する圧力
センサーであって、前記基板の電極が設けられた面と反対側の面上に、前記
基板側の電極用の電極端子および前記弾性ダイヤフラム
側の電極用の電極端子を含む電極パターンを形成し、この電極パターンに直接に、前記弾性ダイヤフラムの変
位に伴う静電容量の変化を計測する計測回路を内蔵した
ワンチップＩＣを装着したことを特徴とする圧力センサ
ー。
【請求項２】請求項１に記載した圧力センサーにおい
て、前記電極のうち基板側の電極は複数に分割されて前
記弾性ダイヤフラム側の電極とともに複数のコンデンサ
ーを形成し、前記ワンチップＩＣはこの複数のコンデンサーの静電容
量の比またはこれらの和と差との比に関連する出力信号
を得る回路手段と、出力信号のゼロ点を調整するゼロ点
調整手段と、測定圧力と出力信号とのスパンを調整する
スパン調整手段と、測定圧力と出力信号との直線性を補
正する直線性補正手段とを有することを特徴とする圧力
センサー。