JPH09119877A - 静電容量型圧力センサ - Google Patents
静電容量型圧力センサInfo
- Publication number
- JPH09119877A JPH09119877A JP27566195A JP27566195A JPH09119877A JP H09119877 A JPH09119877 A JP H09119877A JP 27566195 A JP27566195 A JP 27566195A JP 27566195 A JP27566195 A JP 27566195A JP H09119877 A JPH09119877 A JP H09119877A
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- JP
- Japan
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- hole
- silicon substrate
- pressure sensor
- electrode
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン基板とガラス基板との間に形成され
るキャビティ部に塵埃が侵入するという欠点を除去した
高信頼性の静電容量型圧力センサを提供すること。 【解決手段】 圧力により変形する可動電極として機能
するダイヤフラム部１２を有するシリコン基板１１と，
固定電極１４が形成された絶縁基板１３とのそれぞれの
電極を所定の距離をおいて対向配置させ，前記シリコン
基板１１と前記絶縁基板１３を接合してセンサチップ２
１を構成し，このセンサチップ２１を貫通孔１９有する
ベース部材１６に固定し，カバー部材２３を覆設してな
る静電容量型圧力センサにおいて，前記固定電極１４と
前記可動電極との間に形成されたキャビティ部１５と連
通する，前記ベース部材１６に設けられた貫通孔１９を
有するパイプの途中にくびれ２を設け，前記貫通孔１９
のくびれ２の部分にシリコンオイル３を設けた。
るキャビティ部に塵埃が侵入するという欠点を除去した
高信頼性の静電容量型圧力センサを提供すること。 【解決手段】 圧力により変形する可動電極として機能
するダイヤフラム部１２を有するシリコン基板１１と，
固定電極１４が形成された絶縁基板１３とのそれぞれの
電極を所定の距離をおいて対向配置させ，前記シリコン
基板１１と前記絶縁基板１３を接合してセンサチップ２
１を構成し，このセンサチップ２１を貫通孔１９有する
ベース部材１６に固定し，カバー部材２３を覆設してな
る静電容量型圧力センサにおいて，前記固定電極１４と
前記可動電極との間に形成されたキャビティ部１５と連
通する，前記ベース部材１６に設けられた貫通孔１９を
有するパイプの途中にくびれ２を設け，前記貫通孔１９
のくびれ２の部分にシリコンオイル３を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ゲージ圧測定用静
電容量型圧力センサに関する。
電容量型圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のゲージ圧測定用の静電容量型圧力
センサとして，一般に図２の断面図に示す圧力センサ５
０が知られている。図２に示す従来の静電容量型圧力セ
ンサは，シリコン基板１１には圧力に応じて変形する可
動電極として機能するダイヤフラム部１２を有してお
り，絶縁基板としてのガラス基板１３上には固定電極１
４が形成されている。図２に示すように，シリコン基板
１１とガラス基板１３とは，縁部においてその一部が接
合されており，これによって，ダイヤフラム部１２の下
側にはセンサ用キャビティ部１５が形成される。
センサとして，一般に図２の断面図に示す圧力センサ５
０が知られている。図２に示す従来の静電容量型圧力セ
ンサは，シリコン基板１１には圧力に応じて変形する可
動電極として機能するダイヤフラム部１２を有してお
り，絶縁基板としてのガラス基板１３上には固定電極１
４が形成されている。図２に示すように，シリコン基板
１１とガラス基板１３とは，縁部においてその一部が接
合されており，これによって，ダイヤフラム部１２の下
側にはセンサ用キャビティ部１５が形成される。
【０００３】これらシリコン基板１１及びガラス基板１
３は，ベース部材としての台座１６上に接着されてい
る。台座１６にはリード端子１７が設けられており，リ
ード端子１７とガラス基板１３上の固定電極１４は，リ
ードワイヤ１８によって電気的に接続されている。ガラ
ス基板１３及び台座１６のそれぞれに，大気導入用貫通
孔１９及び２０が重なるように形成されており，これら
二つの大気導入用貫通孔１９，２０は連通されている。
３は，ベース部材としての台座１６上に接着されてい
る。台座１６にはリード端子１７が設けられており，リ
ード端子１７とガラス基板１３上の固定電極１４は，リ
ードワイヤ１８によって電気的に接続されている。ガラ
ス基板１３及び台座１６のそれぞれに，大気導入用貫通
孔１９及び２０が重なるように形成されており，これら
二つの大気導入用貫通孔１９，２０は連通されている。
【０００４】シリコン基板１１とガラス基板１３よりな
るセンサチップ２１には，固定電極引き出し用の横穴２
２が設けられ，これによって固定電極１４がキャビティ
部１５の外に引き出される。その後，キャビティ部１５
とセンサチップ外部のキャップ２３内領域２４とを隔離
するため，横穴２２は封止剤２５によって封止される。
そして，台座１６と被測定圧力導入用の貫通穴２６を設
けたカバー部材としてのキャップ２３とは，ハーメチッ
クシールによってシールされる。
るセンサチップ２１には，固定電極引き出し用の横穴２
２が設けられ，これによって固定電極１４がキャビティ
部１５の外に引き出される。その後，キャビティ部１５
とセンサチップ外部のキャップ２３内領域２４とを隔離
するため，横穴２２は封止剤２５によって封止される。
そして，台座１６と被測定圧力導入用の貫通穴２６を設
けたカバー部材としてのキャップ２３とは，ハーメチッ
クシールによってシールされる。
【０００５】図２の静電容量型圧力センサでは，被測定
圧力導入用貫通穴２６を通して，圧力伝達物質により圧
力が伝達されて，可動電極として機能するダイヤフラム
部１２に圧力が加わると，ダイヤフラム部１２は圧力に
対応して変形する。ダイヤフラム部１２の変形によっ
て，可動電極としてのダイヤフラム部１２と固定電極１
４との間のギャップが変化することになる。ここで，可
動電極としてのダイヤフラム部１２と固定電極１４とで
形成される静電容量は，ｃ＝ξ（Ａ／ｄ）の関係があ
る。ここで，ｃは静電容量，ξは空気の誘電率，Ａは電
極面積，ｄは電極間ギャップである。
圧力導入用貫通穴２６を通して，圧力伝達物質により圧
力が伝達されて，可動電極として機能するダイヤフラム
部１２に圧力が加わると，ダイヤフラム部１２は圧力に
対応して変形する。ダイヤフラム部１２の変形によっ
て，可動電極としてのダイヤフラム部１２と固定電極１
４との間のギャップが変化することになる。ここで，可
動電極としてのダイヤフラム部１２と固定電極１４とで
形成される静電容量は，ｃ＝ξ（Ａ／ｄ）の関係があ
る。ここで，ｃは静電容量，ξは空気の誘電率，Ａは電
極面積，ｄは電極間ギャップである。
【０００６】従って，ダイヤフラム部１２と固定電極１
４間の電極間ギャップの変化によって，静電容量が変化
することにより，更に圧力と電極間ギャップとの間には
一定の相関関係があるから，静電容量を検出することに
よって圧力を知ることができる。
４間の電極間ギャップの変化によって，静電容量が変化
することにより，更に圧力と電極間ギャップとの間には
一定の相関関係があるから，静電容量を検出することに
よって圧力を知ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型圧力
センサは，固定電極と可動電極とのギャップにより，静
電容量を形成する機構になっているので，このギャップ
に塵埃等の不純物が侵入すると，特性が大きく変化し，
劣化の原因になる。
センサは，固定電極と可動電極とのギャップにより，静
電容量を形成する機構になっているので，このギャップ
に塵埃等の不純物が侵入すると，特性が大きく変化し，
劣化の原因になる。
【０００８】また，従来の静電容量型圧力センサでは，
ガラス基板，及び台座に大気導入用の貫通孔が設けられ
ているため，この大気導入用の貫通孔を通ってコンデン
サを形成する固定電極と可動電極の間のセンサ用キャビ
ティ部にほこり塵埃等が侵入することにより，特性劣化
を起こすといった欠点があった。
ガラス基板，及び台座に大気導入用の貫通孔が設けられ
ているため，この大気導入用の貫通孔を通ってコンデン
サを形成する固定電極と可動電極の間のセンサ用キャビ
ティ部にほこり塵埃等が侵入することにより，特性劣化
を起こすといった欠点があった。
【０００９】そこで，本発明の技術的課題は，シリコン
基板とガラス基板との間に形成されるキャビティ部に塵
埃が侵入するという欠点を除去した，高信頼性の静電容
量型圧力センサを提供することにある。
基板とガラス基板との間に形成されるキャビティ部に塵
埃が侵入するという欠点を除去した，高信頼性の静電容
量型圧力センサを提供することにある。
【００１０】
【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，圧力により変形する可動電極として機能する
ダイヤフラム部を有するシリコン基板と，固定電極が形
成された絶縁基板とのそれぞれの電極を所定の距離をお
いて対向配置させ，前記シリコン基板と前記絶縁基板を
接合してセンサチップを構成し，該センサチップを貫通
孔を有するベース部材に固定し，カバー部材を覆設して
なる静電容量型圧力センサにおいて，前記固定電極と前
記可動電極との間に形成されたキャビティ部と連通す
る，前記ベース部材に設けられた貫通孔を有するパイプ
の途中にくびれを設け，前記貫通孔のくびれの部分にシ
リコンオイルを設けたことを特徴としている。
センサは，圧力により変形する可動電極として機能する
ダイヤフラム部を有するシリコン基板と，固定電極が形
成された絶縁基板とのそれぞれの電極を所定の距離をお
いて対向配置させ，前記シリコン基板と前記絶縁基板を
接合してセンサチップを構成し，該センサチップを貫通
孔を有するベース部材に固定し，カバー部材を覆設して
なる静電容量型圧力センサにおいて，前記固定電極と前
記可動電極との間に形成されたキャビティ部と連通す
る，前記ベース部材に設けられた貫通孔を有するパイプ
の途中にくびれを設け，前記貫通孔のくびれの部分にシ
リコンオイルを設けたことを特徴としている。
【００１１】また，本発明の静電容量型圧力センサにお
いては，前記カバー部材は，被測定圧力導入用の貫通穴
を有し，前記シリコン基板の圧力伝達物質によりつたえ
られた圧力により変形する可動電極としての前記ダイヤ
フラム部と，前記絶縁基板上に形成された前記固定電極
とにより構成されたコンデンサの静電容量が，被測定圧
力により変化することを利用している。
いては，前記カバー部材は，被測定圧力導入用の貫通穴
を有し，前記シリコン基板の圧力伝達物質によりつたえ
られた圧力により変形する可動電極としての前記ダイヤ
フラム部と，前記絶縁基板上に形成された前記固定電極
とにより構成されたコンデンサの静電容量が，被測定圧
力により変化することを利用している。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下，本発明に係わる静電容量型
圧力センサの実施の形態について，図面に基づき説明す
る。図１は本発明の実施の一形態に係る静電容量型圧力
センサの構造を示す断面図である。尚，図１において，
図２の各部位と同様の部位は，同一の符号を設けてあ
る。図１に示す静電容量型圧力センサ１０は，シリコン
基板１１には圧力により変形する可動電極としてのダイ
ヤフラム部１２が形成され，ガラス基板１３上には固定
電極１４が形成されている。シリコン基板１１とガラス
基板１３とは，その一部において接合されており，これ
によってダイヤフラム部１２の下側には，センサ用のキ
ャビティ部１５が形成されている。
圧力センサの実施の形態について，図面に基づき説明す
る。図１は本発明の実施の一形態に係る静電容量型圧力
センサの構造を示す断面図である。尚，図１において，
図２の各部位と同様の部位は，同一の符号を設けてあ
る。図１に示す静電容量型圧力センサ１０は，シリコン
基板１１には圧力により変形する可動電極としてのダイ
ヤフラム部１２が形成され，ガラス基板１３上には固定
電極１４が形成されている。シリコン基板１１とガラス
基板１３とは，その一部において接合されており，これ
によってダイヤフラム部１２の下側には，センサ用のキ
ャビティ部１５が形成されている。
【００１３】これらシリコン基板１１及びガラス基板１
３によってセンサチップ２１が構成され，センサチップ
２１はガラス基板１３によって台座１６上に接着されて
いる。台座１６には，リード端子１７，及び大気圧を導
入するためのパイプ状のポート１を台座側の大気圧導入
用貫通孔１９と連通して設けており，リード端子１７と
固定電極１４は，リードワイヤ１８によって電気的に接
続されている。ガラス基板１３に設けられた大気導入用
貫通孔２０とパイプ状のポート４は，台座側の大気導入
用貫通孔１９を介して連通している。
３によってセンサチップ２１が構成され，センサチップ
２１はガラス基板１３によって台座１６上に接着されて
いる。台座１６には，リード端子１７，及び大気圧を導
入するためのパイプ状のポート１を台座側の大気圧導入
用貫通孔１９と連通して設けており，リード端子１７と
固定電極１４は，リードワイヤ１８によって電気的に接
続されている。ガラス基板１３に設けられた大気導入用
貫通孔２０とパイプ状のポート４は，台座側の大気導入
用貫通孔１９を介して連通している。
【００１４】本発明の実施の一形態における静電容量型
圧力センサは，パイプ状のポート１内の貫通穴の途中に
くびれ２を設け，このくびれ２の部分にシリコンオイル
３が挿入固定されている。このシリコンオイル３はキャ
ビティ側の密封された空間の圧力と大気圧の圧力が一致
するまでシリコンオイル３が移動し圧力伝達媒体として
作用する。またシリコンオイル３の位置を特定するため
にくびれ部２の表面張力を利用する。
圧力センサは，パイプ状のポート１内の貫通穴の途中に
くびれ２を設け，このくびれ２の部分にシリコンオイル
３が挿入固定されている。このシリコンオイル３はキャ
ビティ側の密封された空間の圧力と大気圧の圧力が一致
するまでシリコンオイル３が移動し圧力伝達媒体として
作用する。またシリコンオイル３の位置を特定するため
にくびれ部２の表面張力を利用する。
【００１５】また，固定電極１４をセンサ用のキャビテ
ィ部１５から外部に引き出すための横穴２２は，封止剤
２５によって封止されている。そして台座１６と被測定
用貫通穴２６を設けたキャップ２３とは，超音波溶接機
によってシールされる。
ィ部１５から外部に引き出すための横穴２２は，封止剤
２５によって封止されている。そして台座１６と被測定
用貫通穴２６を設けたキャップ２３とは，超音波溶接機
によってシールされる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように，本発明においては
センサ用キャビティ部と，このキャビティ部と連通する
絶縁基板に設けられた大気導入用の貫通孔を有するパイ
プの途中にくびれを設け，この部分にシリコンオイルを
設けると，センサ用キャビティ部に大気圧の伝達が可能
であって，かつ塵埃等の侵入を防ぐことができる。
センサ用キャビティ部と，このキャビティ部と連通する
絶縁基板に設けられた大気導入用の貫通孔を有するパイ
プの途中にくびれを設け，この部分にシリコンオイルを
設けると，センサ用キャビティ部に大気圧の伝達が可能
であって，かつ塵埃等の侵入を防ぐことができる。
【００１７】したがって，本発明では，可動電極部と固
定電極部との間のセンサ用キャビティ部に大気圧を伝達
し，塵埃等の侵入を防止することができるため，特性劣
化の起こりにくい，信頼性の高いゲージ圧測定用の静電
容量型圧力センサを提供することができる。
定電極部との間のセンサ用キャビティ部に大気圧を伝達
し，塵埃等の侵入を防止することができるため，特性劣
化の起こりにくい，信頼性の高いゲージ圧測定用の静電
容量型圧力センサを提供することができる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る静電容量型圧力セ
ンサの構造例を示す断面図である。
ンサの構造例を示す断面図である。
【図２】従来の静電容量型圧力センサの構造を示す断面
図である。
図である。
１ パイプ状のポート ２ くびれ ３ シリコンオイル １１ シリコン基板 １２ ダイヤフラム部 １３ ガラス基板（絶縁基板） １４ 固定電極 １５ キャビティ部 １６ 台座（ベース部材） １７ リード端子 １８ リードワイヤ １９ （大気導入用）貫通孔（ガラス基板側） ２０ （大気導入用）貫通孔（ガラス基板側） ２１ センサチップ ２２ 横穴 ２３ キャップ（カバー部材） ２４ キャップ内領域 ２５ 封止剤 ２６ （被測定圧力導入用）貫通穴
Claims (1)
- 【請求項１】 圧力により変形する可動電極として機能
するダイヤフラム部を有するシリコン基板と，固定電極
が形成された絶縁基板とのそれぞれの電極を所定の距離
をおいて対向配置させ，前記シリコン基板と前記絶縁基
板を接合してセンサチップを構成し，該センサチップを
貫通孔を有するベース部材に固定し，カバー部材を覆設
してなる静電容量型圧力センサにおいて，前記固定電極
と前記可動電極との間に形成されたキャビティ部と連通
する，前記ベース部材に設けられた貫通孔を有するパイ
プの途中にくびれを設け，前記貫通孔のくびれの部分に
シリコンオイルを設けたことを特徴とする静電容量型圧
力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27566195A JPH09119877A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 静電容量型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27566195A JPH09119877A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 静電容量型圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09119877A true JPH09119877A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17558588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27566195A Withdrawn JPH09119877A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 静電容量型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09119877A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1140583A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-12 | Daido Steel Co Ltd | ろう付け用合金およびろう付け接合方法 |
| JP2016080606A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 圧力センサ |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP27566195A patent/JPH09119877A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1140583A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-12 | Daido Steel Co Ltd | ろう付け用合金およびろう付け接合方法 |
| JP2016080606A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 圧力センサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |