JPH0719979A - 圧力センサチップ及び圧力センサ - Google Patents

圧力センサチップ及び圧力センサ

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JPH0719979A
JPH0719979A JP18674693A JP18674693A JPH0719979A JP H0719979 A JPH0719979 A JP H0719979A JP 18674693 A JP18674693 A JP 18674693A JP 18674693 A JP18674693 A JP 18674693A JP H0719979 A JPH0719979 A JP H0719979A
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JP
Japan
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pressure sensor
pressure
sensor chip
frame
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP18674693A
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English (en)
Inventor
Mamoru Yabe
衛 矢部
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄型化された圧力センサを提供する。 【構成】 シリコンウエハの両面よりエッチングを施
し、ダイヤフラム12を弾性的に支持させたフレーム1
1を作製し、同時に、フレーム11の接合面に溝状の圧
力導入路21を形成してフレーム11の側面19に開口
20を設ける。ダイヤフラム12の内面には可動電極1
5を形成する。また、ガラス基板13には固定電極16
を形成し、可動電極15と固定電極16とを対向させて
フレーム11に陽極接合して、圧力センサチップ1を作
製する。開口20を設けた圧力センサチップ1の側面2
2をケーシング側壁6の内面24に固定し、ケーシング
側壁6の外面23には圧力センサチップ1に平行にして
導入パイプ7を突設して圧力センサAを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧力センサチップ及び圧
力センサに関する。具体的には、空気等の流体の圧力を
測定する圧力センサチップ及びその圧力センサチップを
使用した圧力センサに関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】従来、圧力センサチップ
を搭載した圧力センサの薄型化を図るものとして、図
4,図5,図6に示す圧力センサなどが開示されてい
る。図4に示す圧力センサBは、特開平1−16543
7号公報に開示されたもので、圧力センサチップ41
は、ICチップ42などからなる検知回路43が実装さ
れた回路基板44上に載置され、カバー45により覆わ
れている。また、回路基板44の裏面には、空気等を送
り込む導入パイプ46が、その圧力導入経路47を垂直
に曲げるようにして回路基板44と平行に配設されてい
て、空気等の圧力Pは圧力導入経路47を通り、回路基
板44に開口された導入口48を介して圧力センサチッ
プ41の検知部49に導入される。図5に示すものは、
特開昭59−168142号公報に開示された別な圧力
センサCであって、圧力センサチップ51は固定基板5
2に設けた凹部53内に納めるように実装されており、
ケーシング54によってカバーが施されている。ケーシ
ング54の側壁には導入パイプ55が固定基板52と平
行になるように配設され、空気等の圧力Pは導入パイプ
55を通じてケーシング54内の圧力室56に加えら
れ、圧力室56を介して圧力センサチップ51の検知部
59に導入される。また、図6に示すものは、特開昭5
5−116252号公報に開示されたさらに別な圧力セ
ンサDであって、圧力センサチップ61がICチップ6
2などからなる検知回路が実装された回路基板64に直
接実装され、回路基板64に開口された導入口65を介
して、空気等の圧力Pが回路基板64の下方から圧力セ
ンサチップ61の検知部69に導入される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧力セ
ンサBのような構造にあっては、圧力センサBの厚さを
薄くするためには導入パイプ46を細くする必要がある
が、圧力導入経路47を垂直に曲げなければならないた
め、導入パイプ46を細くして圧力センサBを薄くする
にも限界があった。また、圧力センサCのように、導入
パイプ55を回路基板52と水平に設け、圧力室56を
介して圧力センサチップ51に圧力Pを導入する場合に
は、導入パイプ55のパイプ径を細くして圧力室56を
薄くするにもやはり限界があり、また、導入パイプ55
の軸中心と圧力センサチップ51の検知部59とは同一
平面上にあることが望ましいが、その構造上導入パイプ
55の軸中心と圧力センサチップ51の検知部59とを
同一平面上に設けることが困難で、圧力センサCを薄型
化するには困難であった。さらに、圧力センサDのよう
に圧力センサチップ61を回路基板64に直接実装する
場合には、圧力センサチップ61の底面全体を回路基板
64に直接接合しなけばならず、圧力センサチップとケ
ーシングの熱膨張差による温度特性への影響が大きかっ
た。
【0004】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、圧力センサ
の薄型化を図り、熱膨張差を小さくして温度特性の向上
を図ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の圧力センサにお
いては、検知部を弾性的に支持させた検知基板と前記検
知基板の少なくとも一方の面に固定基板を貼り合わせ、
前記検知部の変化を検知する圧力センサチップにおい
て、前記検知部に圧力を導入するための導入口を、前記
検知基板と前記固定基板とを貼り合わせた圧力センサチ
ップ本体の側面に開口させて設けたことを特徴としてい
る。
【0006】また、本発明の圧力センサは、請求項1に
記載の圧力センサチップをケーシングに納めた圧力セン
サであって、前記導入口を設けた当該圧力センサチップ
の側面を前記ケーシングの内面に固定し、当該圧力セン
サチップと概平行にして導圧パイプを前記ケーシングの
側面に設け、前記導圧パイプと前記導入口とを接続した
ことを特徴としている。
【0007】
【作用】本発明の圧力センサチップにおいては、検知部
に圧力を導入するための導入口を、検知基板と固定基板
を貼り合わせた圧力センサチップ本体の側面に開口させ
て設けているので、圧力センサチップの側方から導入口
を介して検知部に圧力を導入することができる。このよ
うな構造をした圧力センサチップにあっては、従来例の
圧力センサのように圧力導入路を曲げることなく、導圧
パイプを圧力センサチップに平行にして接続することが
できるので、導圧パイプをできる限り細くして、例えば
導圧パイプのパイプ径を圧力センサチップの厚さ以下に
して圧力センサチップに接続することができる。したが
って、この圧力センサチップを利用すれば、薄型化した
圧力センサを容易に作製することができる。
【0008】また、当該圧力センサチップと概ね平行に
して導圧パイプをケーシングに設け、導圧パイプと導入
口とを接続した本発明の圧力センサにあっては、その厚
さを容易に薄くすることができる。
【0009】さらに、本発明の圧力センサにおいて、圧
力センサチップは当該圧力センサチップの側面をケーシ
ングの内面に固定しているので、圧力センサチップの底
面をケーシング等に固定する場合に比べ、検知部に与え
る温度変化による歪みの影響を小さくすることができ、
圧力センサの温度特性を向上させることもできる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である圧力センサ
Aの断面図である。1は圧力センサチップ、2a,2b
は圧力センサチップ1のセンサ信号を処理する信号処理
回路2を構成するICチップであって、信号処理回路2
は回路基板3上に実装されている。回路基板3はケーシ
ング4とともに一体として形成されていて、ケーシング
4には蓋5が被せられている。また、ケーシング側壁6
の外面23には、圧力センサチップ1に圧力を導入する
ための導入パイプ7が、回路基板3と平行に配設されて
いる。
【0011】図2(a)(b)(c)はそれぞれ圧力セ
ンサチップ1を示す平面図、断面図及び右側面図であ
る。圧力センサチップ1は、角枠状の枠内全面に薄膜状
のダイヤフラム12を弾性的に支持させたフレーム11
がガラス基板13上に重ねられ、フレーム11の周辺部
は陽極接合法によりガラス基板13に接合されている。
フレーム11及びダイヤフラム12は、結晶シリコンウ
エハをその両面から半導体製造プロセスを用いて一体と
して形成され、ダイアフラム12が所定の厚さに精度よ
く形成されるとともに、その結果窪み14がフレーム1
1に形成される。ダイヤフラム12の内面には、その表
面付近の不純物濃度を上げることによって可動電極15
が形成されている。
【0012】ガラス基板13にはダイヤフラム12の可
動電極15と対向して、アルミニウム又は金などの金属
を蒸着させて固定電極16を形成してある。フレーム1
1の内側には、別な窪み17が形成され、可動電極15
と固定電極16とが微小なギャップを隔てて、両電極1
5,16間にコンデンサが構成されている。また、可動
電極15と固定電極16はガラス基板13上に露出して
設けられた電極パッド18,18にそれぞれ接続されて
いる。
【0013】また、フレーム11の側面19には、開口
20が設けられ開口20から窪み17内に圧力を導入す
るための溝状の圧力導入路21が、ダイヤフラム12の
可動電極15面と同一平面上に位置するようにフレーム
11の接合面にエッチングが施されて設けられている。
【0014】圧力センサAにあっては、この圧力センサ
チップ1が導入パイプ7の軸中心とダイヤフラム12の
可動電極15面と同一平面上に位置するように回路基板
3上に回路基板3と平行に載置され、導入された圧力が
漏れないように開口20が設けられた圧力センサチップ
1の側面22がケーシング側壁6の内面24に密着して
固定されている。
【0015】しかして、空気等の圧力Pが、導入パイプ
7より圧力センサチップ1に導入されると、導入された
圧力Pとダイヤフラム12に加わっている外圧P´との
差圧ΔP(=P−P´)の大きさに応じて、ダイヤフラ
ム12が変位する。ダイヤフラム12が変位すると、当
該圧力センサチップ1に構成されたコンデンサの静電容
量Cの大きさが変化し、この静電容量Cの変化は、電極
パッド18,18に接続された信号処理回路2によって
検知され、当該導入された圧力Pの大きさ(相対圧力)
を知ることができる。
【0016】このような構造の圧力センサチップAにあ
っては、導入パイプ7を圧力センサチップ1の側面22
に設けることができ、しかも、導入パイプ7の径の中心
とダイヤフラム12をほぼ同一平面上に容易に配置する
ことができる。したがって、導入パイプ7を圧力センサ
チップ1を実装したケーシング4に圧力センサチップ1
と平行に配設することができ、感度が低下することなく
圧力センサAの薄型化を容易に図ることができる。
【0017】また圧力を導入するための圧力導入路21
は、半導体製造プロセスによってフレーム11やダイヤ
フラム12と同時に形成することができるので、圧力セ
ンサチップ1の製造プロセスを簡略化することができ
る。また、フレーム11に接合する基板には圧力導入路
21を設ける必要がないので、ガラス製の基板を用いる
ことができ、作製コストを軽減させることもできる。さ
らに、圧力センサチップ1は、その側面22のみをケー
シング側壁6に接着して固定させているので、フレーム
11とガラス基板13とに生じる歪みの影響が少なくな
って、圧力センサチップ1の温度特性を向上させること
もできる。もちろんのこと、ガラス基板13の代わりに
シリコン製の基板を用いることとしてもよい。
【0018】次に、本発明の別な実施例である圧力セン
サチップ31を図3に示す。図3(a)(b)(c)
は、それぞれ圧力センサチップ31の平面図、断面図及
び右側面図であって、圧力センサチップ31は、第1の
実施例である圧力センサチップ1とほぼ同様な構造をし
ている。フレーム11の上面には、窪み14を覆うよう
にガラス製の別なカバー32が重ねられていて、カバー
32は真空中でフレーム11の周辺部に陽極接合されて
おり、窪み14内は真空となっている。
【0019】この圧力センサチップ31にあっては、圧
力センサチップ31に導入された空気等の圧力Pの絶対
圧力を容易に知ることができ、しかも、薄型の圧力セン
サを容易に作製できるのはいうまでもない。
【0020】
【発明の効果】本発明の圧力センサにおいては、検知部
に圧力を導入するための導入口を、圧力センサチップ本
体の側面に開口させて設けているので、圧力センサ側方
から検知部に圧力を導入することができ、導圧パイプを
圧力センサに平行にして接続することができる。このた
め、導圧パイプをできる限り細くすることができ、例え
ば、導圧パイプのパイプ径を圧力センサの厚さ以下とす
ることもできる。したがって、薄型化した圧力センサを
容易に作製することができる。
【0021】また、当該圧力センサチップと概ね平行に
して導圧パイプをケーシングに設け、導圧パイプと導入
口とを接続した本発明の圧力センサにあっては、その厚
さを容易に薄くすることができる。
【0022】さらに、圧力センサチップは当該圧力セン
サチップの側面をケーシングの内面に固定しているの
で、検知部に与える温度変化による歪みの影響を小さく
することができ、圧力センサの温度特性を向上させるこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である圧力センサの断面図で
ある。
【図2】(a)(b)(c)はそれぞれ、同上の圧力セ
ンサに用いた圧力センサチップの平面図、断面図及び右
側面図である。
【図3】(a)(b)(c)はそれぞれ、本発明の別な
実施例である圧力センサチップの平面図、断面図及び右
側面図である。
【図4】従来例の圧力センサチップを示す断面図であ
る。
【図5】別な従来例の圧力センサチップを示す断面図で
ある。
【図6】さらに別な従来例の圧力センサチップを示す断
面図である。
【符号の説明】
2 信号処理回路 4 ケーシング 7 導入パイプ 12 ダイヤフラム 20 開口 21 圧力導入路 22 圧力センサチップの側面 24 ケーシングの内面 32 カバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検知部を弾性的に支持させた検知基板と
    前記検知基板の少なくとも一方の面に固定基板を貼り合
    わせ、前記検知部の変化を検知する圧力センサチップに
    おいて、 前記検知部に圧力を導入するための導入口を、前記検知
    基板と前記固定基板とを貼り合わせた圧力センサチップ
    本体の側面に開口させて設けたことを特徴とする圧力セ
    ンサチップ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の圧力センサチップをケ
    ーシングに納めた圧力センサであって、 前記導入口を設けた当該圧力センサチップの側面を前記
    ケーシングの内面に固定し、当該圧力センサチップと概
    平行にして導圧パイプを前記ケーシングの側面に設け、
    前記導圧パイプと前記導入口とを接続したことを特徴と
    する圧力センサ。
JP18674693A 1993-06-29 1993-06-29 圧力センサチップ及び圧力センサ Pending JPH0719979A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009041464A1 (ja) * 2007-09-25 2009-04-02 Alps Electric Co., Ltd. 圧力センサ用パッケージ
JP2015155866A (ja) * 2014-02-21 2015-08-27 大日本印刷株式会社 圧力センサおよび圧力検知装置
JP2020085902A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 ティーイー コネクティビティ ソリューソンズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク 差圧センサデバイス

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