JPH08184517A - Capacitance type pressure sensor - Google Patents
Capacitance type pressure sensorInfo
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- JPH08184517A JPH08184517A JP33857094A JP33857094A JPH08184517A JP H08184517 A JPH08184517 A JP H08184517A JP 33857094 A JP33857094 A JP 33857094A JP 33857094 A JP33857094 A JP 33857094A JP H08184517 A JPH08184517 A JP H08184517A
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- sensor output
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、対向した電極間の静電
容量の変化により圧力を検出する静電容量型圧力センサ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic capacitance type pressure sensor which detects pressure by changing electrostatic capacitance between opposed electrodes.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、この種の静電容量型圧力センサ
として、図2に示す圧力センサが知られている。図2は
静電容量型圧力センサのセンサチップの構造断面図であ
る。シリコン基板21には、圧力に応じて変形するダイ
アフラム部23が形成され、ガラス基板22上には固定
電極26,27が形成されている。シリコン基板21と
ガラス基板22とはその一部において接合されており、
これによって、ダイアフラム部23の下側にはキャビテ
ィー部24が形成されることになる。これらシリコン基
板21及びガラス基板22によってセンサチップ25が
構成されている。2. Description of the Related Art Generally, a pressure sensor shown in FIG. 2 is known as a capacitance type pressure sensor of this type. FIG. 2 is a structural cross-sectional view of the sensor chip of the capacitance type pressure sensor. A diaphragm portion 23 that deforms in response to pressure is formed on the silicon substrate 21, and fixed electrodes 26 and 27 are formed on the glass substrate 22. The silicon substrate 21 and the glass substrate 22 are joined at a part thereof,
As a result, the cavity portion 24 is formed below the diaphragm portion 23. The silicon substrate 21 and the glass substrate 22 form a sensor chip 25.
【0003】ガラス基板22上に形成された固定電極2
6と、シリコン基板21とを所定の間隔を設け対向配置
して感圧コンデンサ41としている。また、ガラス基板
22上に形成された固定電極27と、シリコン基板21
とを所定の間隔を設け対向配置して基準コンデンサ42
としている。これらのコンデンサは、図5の回路図に示
すように、センサ検出回路の感圧コンデンサとして、圧
力に応じて静電容量が変化する感圧コンデンサ(Cs)
41を、また基準コンデンサとして、所定の静電容量を
有する基準コンデンサ(Cr)42を設けたものであ
る。Fixed electrode 2 formed on glass substrate 22
6 and the silicon substrate 21 are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween to form a pressure-sensitive capacitor 41. In addition, the fixed electrode 27 formed on the glass substrate 22 and the silicon substrate 21
And the reference capacitor 42 with a predetermined interval and facing each other.
And As shown in the circuit diagram of FIG. 5, these capacitors are pressure-sensitive capacitors (Cs) whose capacitance changes according to pressure as pressure-sensitive capacitors of the sensor detection circuit.
41 and a reference capacitor (Cr) 42 having a predetermined electrostatic capacity as a reference capacitor.
【0004】前記のセンサチップ25を、図3の外観斜
視図に示すように、モールドパッケージ化し、図4に示
す検出回路基板8に、センサ出力端子(コモン)35を
センサ出力端子取付穴(コモン)1に、センサ出力端子
(感圧)36をセンサ出力端子取付穴(感圧)2に、セ
ンサ出力端子(基準)37をセンサ出力端子取付穴(基
準)3に、センサ出力端子(GND)38,39,40
をセンサ出力端子取付穴(GND)4,5,6に接続し
て搭載する。As shown in the external perspective view of FIG. 3, the sensor chip 25 is molded and packaged, and the sensor output terminal (common) 35 is attached to the sensor output terminal mounting hole (common) on the detection circuit board 8 shown in FIG. ) 1, the sensor output terminal (pressure sensitive) 36 in the sensor output terminal mounting hole (pressure sensitive) 2, the sensor output terminal (reference) 37 in the sensor output terminal mounting hole (reference) 3, the sensor output terminal (GND) 38, 39, 40
Is connected to the sensor output terminal mounting holes (GND) 4, 5 and 6 for mounting.
【0005】ここで、図5のセンサ検出回路について説
明する。静電容量型圧力センサは、非反転入力端子に基
準電位が接続されたオペアンプ31と、パルス発生回路
33と、オペアンプ31の反転入力端子との間に、接続
された所定の静電容量を有する基準コンデンサ(Cr)
42と、オペアンプ31の反転入力と出力端子との間に
接続され外部から加えられた圧力に応じて静電容量が変
化する感圧コンデンサ(Cs)41と、オペアンプ31
の反転入力端子と外部出力端子32間に接続されパルス
発生回路33の信号Vpによりオン・オフするスイッチ
34を接続したものである。なお、1点破線で囲まれた
部分がセンサチップである。Here, the sensor detection circuit of FIG. 5 will be described. The capacitance type pressure sensor has a predetermined capacitance connected between the operational amplifier 31 having the non-inverting input terminal connected to the reference potential, the pulse generation circuit 33, and the inverting input terminal of the operational amplifier 31. Reference capacitor (Cr)
42, a pressure-sensitive capacitor (Cs) 41 connected between the inverting input and the output terminal of the operational amplifier 31 and having a capacitance that changes according to the pressure applied from the outside, and the operational amplifier 31.
The switch 34 is connected between the inverting input terminal and the external output terminal 32 and is turned on / off by the signal Vp of the pulse generation circuit 33. The portion surrounded by the dashed line is the sensor chip.
【0006】センサ検出回路の出力パルスVoは、次式
によって表される。The output pulse Vo of the sensor detection circuit is expressed by the following equation.
【0007】 Vo=Vp*(Cr+Crp)/(Cs+Csp)・・・(1)Vo = Vp * (Cr + Crp) / (Cs + Csp) (1)
【0008】ここで、Csp・43は感圧コンデンサ4
1に並列に入ってくる回路基板の寄生容量、Crp・4
4は基準コンデンサ42に並列に入ってくる回路基板の
寄生容量であり、図5においてそれぞれ点線で示されて
いる。Here, Csp 43 is a pressure-sensitive capacitor 4
Parasitic capacitance of the circuit board that comes in parallel to 1, Crp.4
Reference numeral 4 is a parasitic capacitance of the circuit board that enters the reference capacitor 42 in parallel, and is shown by a dotted line in FIG.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型圧力
センサでは、検出する圧力によって変化する静電容量
は、1,2pFと微小なので、回路基板に搭載する際、
回路基板の寄生容量の影響を受けやすい為、図6に示す
ように、出力パルスV0の検出圧力に対するリニアリテ
ィが悪化し、また温度変化によっても特性が大きく影響
を受け、正確な圧力を検出することが不可能になるとい
う問題点がある。In the conventional capacitance type pressure sensor, the capacitance that changes depending on the pressure to be detected is as small as 1,2 pF. Therefore, when mounting on a circuit board,
Since it is easily affected by the parasitic capacitance of the circuit board, as shown in FIG. 6, the linearity with respect to the detected pressure of the output pulse V 0 is deteriorated, and the characteristics are greatly affected by the temperature change, and the accurate pressure is detected. There is a problem that it becomes impossible.
【0010】本発明の技術的課題は、回路基板の寄生容
量の影響を受けにくくし、正確な圧力検出を行うことの
できる静電容量型圧力センサを提供することである。A technical object of the present invention is to provide an electrostatic capacitance type pressure sensor which is less susceptible to the influence of the parasitic capacitance of the circuit board and which can perform accurate pressure detection.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の静電容量型圧力
センサは、電極部が形成された第1の基板と、圧力に応
じて変形するダイアフラム部が形成された第2の基板と
を有し、前記のダイアフラム部と電極部とがギャップを
はさんで互いに対向するように前記の第1及び前記の第
2の基板とが接合された構造で、前記のダイアフラム部
に加わる圧力に応じて前記ギャップ幅が変化し前記ダイ
アフラム部と前記電極部との間の静電容量が変化するこ
とによって前記圧力を検出するようにした静電容量型圧
力センサであって、このセンサのセンサチップを搭載す
る回路基板に、前記のセンサ出力端子間を溝により隔
て、さらにこの前記溝にシールド材を配して、寄生容量
の影響を受けにくくし、正確な圧力検出を行うことがで
きるようにした静電容量型圧力センサである。The capacitance type pressure sensor of the present invention comprises a first substrate having an electrode portion formed thereon and a second substrate having a diaphragm portion which is deformable in response to pressure. And a structure in which the first and second substrates are joined so that the diaphragm portion and the electrode portion face each other with a gap in between, depending on the pressure applied to the diaphragm portion. Is a capacitance type pressure sensor configured to detect the pressure by changing the gap width and changing the capacitance between the diaphragm portion and the electrode portion. On the circuit board to be mounted, the sensor output terminals are separated from each other by a groove, and a shield material is arranged in the groove to prevent the influence of parasitic capacitance and to enable accurate pressure detection. Electrostatic It is the amount pressure sensor.
【0012】[0012]
【作用】静電容量型圧力センサのセンサチップを搭載す
る回路基板のセンサ出力端子間を溝により隔て、さらに
は、溝にシールド材を配する。このようにしたことによ
り、回路基板の寄生容量の影響を受けなくなり、正確な
圧力検出を行うことが出来る。Function: The sensor output terminals of the circuit board on which the sensor chip of the capacitance type pressure sensor is mounted are separated from each other by the groove, and the shield material is arranged in the groove. By doing so, the influence of the parasitic capacitance of the circuit board is eliminated, and accurate pressure detection can be performed.
【0013】[0013]
【実施例】以下に本発明に係る静電容量型圧力センサの
実施例について図面に基づき説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a capacitance type pressure sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1に本発明による検出回路基板を示して
いる。ここで、従来と同一のものに対しては図4と同じ
符号を付している。センサ出力端子取付穴(コモン)
1,センサ出力端子取付穴(感圧)2,センサ出力端子
取付穴(基準)3の各々のセンサ取付穴の間に溝9,1
0を設け、その間にシールド材11,12を配し、セン
サシールド用GNDパターン7に接続している。図3に
示すようにモールドパッケージ化したセンサチップ25
を図1の検出回路基板上にセンサ出力端子(コモン)3
5をセンサ出力端子取付穴(コモン)1に、センサ出力
端子(感圧)36をセンサ出力端子取付穴(感圧)2
に、センサ出力端子(基準)37をセンサ出力端子取付
穴(基準)3に、センサ出力端子(GND)38,3
9,40をセンサ出力端子取付穴(GND)4,5,6
に接続し搭載する。FIG. 1 shows a detection circuit board according to the present invention. Here, the same components as those of the conventional one are denoted by the same reference numerals as those in FIG. Sensor output terminal mounting hole (common)
1, sensor output terminal mounting hole (pressure sensitive) 2, sensor output terminal mounting hole (reference) 3 between the sensor mounting holes 9, 1
0 is provided, the shield materials 11 and 12 are arranged between them, and they are connected to the sensor shield GND pattern 7. A sensor chip 25 that is molded and packaged as shown in FIG.
The sensor output terminal (common) 3 on the detection circuit board of FIG.
5 for the sensor output terminal mounting hole (common) 1 and the sensor output terminal (pressure sensitive) 36 for the sensor output terminal mounting hole (pressure sensitive) 2
The sensor output terminal (reference) 37 in the sensor output terminal mounting hole (reference) 3 and the sensor output terminals (GND) 38, 3
9 and 40 are sensor output terminal mounting holes (GND) 4, 5 and 6
Connect to and install.
【0015】このようにすることにより、図5に示すセ
ンサ検出回路で、点線で囲んで示されている感圧コンデ
ンサの並列回路基板寄生容量(Csp)43および基準
コンデンサの並列回路基板寄生容量(Crp)44がな
くなり、センサ検出回路の出力パルスVoは、前述の式
(1)に代わって次式によって表されることになる。By doing so, in the sensor detection circuit shown in FIG. 5, the parallel circuit board parasitic capacitance (Csp) 43 of the pressure-sensitive capacitor and the parallel circuit board parasitic capacitance (Csp) of the reference capacitor (enclosed by the dotted line) are shown. Crp) 44 disappears, and the output pulse Vo of the sensor detection circuit is represented by the following equation instead of the above equation (1).
【0016】Vo=Vp*Cr/Cs・・・(2)Vo = Vp * Cr / Cs (2)
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、静電
容量型圧力センサを搭載する回路基板のセンサ端子間を
溝により隔て、さらに溝にシールド材を配した回路基板
にしている。As described above, according to the present invention, the circuit board on which the capacitance type pressure sensor is mounted is separated from the sensor terminals by the groove, and the shield material is arranged in the groove.
【0018】このように、センサ端子間を溝により隔て
前記溝にシールド材を配した回路基板にしたことによ
り、回路基板の寄生容量の影響を受けなくなり、正確な
圧力検出を行うことが出来る静電容量型圧力センサを提
供することができる。As described above, the circuit board in which the sensor terminals are separated by the groove and the shield material is arranged in the groove is not affected by the parasitic capacitance of the circuit board, and accurate pressure detection can be performed. A capacitance type pressure sensor can be provided.
【図1】本発明の静電容量型圧力センサを搭載する基板
の説明図。FIG. 1 is an explanatory view of a substrate on which a capacitance type pressure sensor of the present invention is mounted.
【図2】静電容量型圧力センサのセンサチップ部の断面
図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a sensor chip portion of a capacitance type pressure sensor.
【図3】静電容量型圧力センサの外観斜視図。FIG. 3 is an external perspective view of a capacitance type pressure sensor.
【図4】従来の静電容量型圧力センサを搭載する基板の
説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a substrate on which a conventional capacitance type pressure sensor is mounted.
【図5】静電容量型圧力センサの検出回路の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a detection circuit of the capacitance type pressure sensor.
【図6】静電容量型圧力センサの検出回路出力のグラ
フ。FIG. 6 is a graph of a detection circuit output of the capacitance type pressure sensor.
1 (センサ出力端子)取付穴(コモン) 2 (センサ出力端子)取付穴(感圧) 3 (センサ出力端子)取付穴(基準) 4,5,6 センサ出力端子取付穴(GND) 7 センサシールド用GNDパターン 8 回路基板 9,10 溝 11,12 シールド材 21 シリコン基板 22 ガラス基板 23 ダイアフラム部 24 キャビティー部 25 センサチップ 26,27 固定電極 31 オペアンプ 32 外部出力端子 33 パルス発生回路 34 スイッチ 35 センサ出力端子(コモン) 36 センサ出力端子(感圧) 37 センサ出力端子(基準) 38,39,40 センサ出力端子(GND) 41 感圧コンデンサ 42 基準コンデンサ 43 感圧コンデンサの並列回路基板寄生容量 44 基準コンデンサの並列回路基板寄生容量 1 (Sensor output terminal) mounting hole (common) 2 (Sensor output terminal) mounting hole (pressure sensitive) 3 (Sensor output terminal) mounting hole (reference) 4, 5, 6 Sensor output terminal mounting hole (GND) 7 Sensor shield GND pattern 8 Circuit board 9, 10 Groove 11, 12 Shield material 21 Silicon substrate 22 Glass substrate 23 Diaphragm section 24 Cavity section 25 Sensor chip 26, 27 Fixed electrode 31 Op-amp 32 External output terminal 33 Pulse generation circuit 34 Switch 35 Sensor Output terminal (common) 36 Sensor output terminal (pressure sensitive) 37 Sensor output terminal (reference) 38, 39, 40 Sensor output terminal (GND) 41 Pressure sensitive capacitor 42 Reference capacitor 43 Parallel circuit board parasitic capacitance of pressure sensitive capacitor 44 Reference Parallel circuit board parasitic capacitance of capacitor
Claims (2)
に応じて変形するダイアフラム部が形成された第2の基
板とを有し、前記電極部と前記ダイアフラム部とがギャ
ップをはさんで互いに対向するように前記第1及び前記
第2の基板とが接合された構造で、前記ダイアフラム部
に加わる圧力に応じて前記ギャップ幅が変化し前記ダイ
アフラム部と前記電極部との間の静電容量が変化するこ
とによって前記圧力を検出するようにした静電容量型圧
力センサにおいて、前記圧力センサのセンサチップを搭
載する回路基板のセンサ出力端子間を溝により隔てたこ
とを特徴とする静電容量型圧力センサ。1. A first substrate on which an electrode portion is formed, and a second substrate on which a diaphragm portion that deforms in response to a pressure is formed, and a gap is formed between the electrode portion and the diaphragm portion. In the structure in which the first and second substrates are joined so as to face each other, the gap width changes according to the pressure applied to the diaphragm part, and the gap between the diaphragm part and the electrode part is changed. A capacitance type pressure sensor configured to detect the pressure by changing a capacitance, characterized in that a groove is provided between sensor output terminals of a circuit board on which a sensor chip of the pressure sensor is mounted. Capacitance type pressure sensor.
ルド材を配したことを特徴とする請求項1記載の静電容
量型圧力センサ。2. The capacitance type pressure sensor according to claim 1, wherein a shield material is arranged in a groove that separates the sensor output terminals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33857094A JPH08184517A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Capacitance type pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33857094A JPH08184517A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Capacitance type pressure sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08184517A true JPH08184517A (en) | 1996-07-16 |
Family
ID=18319422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33857094A Pending JPH08184517A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Capacitance type pressure sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08184517A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998012528A1 (en) * | 1996-09-19 | 1998-03-26 | Hokuriku Electric Industry Co., Ltd. | Electrostatic capacity type pressure sensor |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP33857094A patent/JPH08184517A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998012528A1 (en) * | 1996-09-19 | 1998-03-26 | Hokuriku Electric Industry Co., Ltd. | Electrostatic capacity type pressure sensor |
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