JPH11258094A - Electrostatic capacity type pressure sensor - Google Patents

Electrostatic capacity type pressure sensor

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JPH11258094A
JPH11258094A JP7848898A JP7848898A JPH11258094A JP H11258094 A JPH11258094 A JP H11258094A JP 7848898 A JP7848898 A JP 7848898A JP 7848898 A JP7848898 A JP 7848898A JP H11258094 A JPH11258094 A JP H11258094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixed electrode
movable electrode
pressure sensor
electrode
type pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP7848898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Sato
正博 佐藤
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Publication of JPH11258094A publication Critical patent/JPH11258094A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized electrostatic capacity type pressure sensor having high reliability and low cost. SOLUTION: A sensor chip 30 is connected to the pedestal 40 on a silicon substrate side, and a movable electrode 11 and a fixed electrode 21 and a movable electrode pad 23 and a fixed electrode pad 22 for respectively connecting the electrodes are formed on a glass substrate 20 opposite to lead terminals 44, 45 to be directly connected to a lead terminal 44 and a lead terminal 45. Direct connection of the electrodes in the sensor chip 30 with the lead terminals in a package miniaturizes the package and improves joint reliability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の圧力を検出
するために用いられる静電容量型圧力センサに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance type pressure sensor used for detecting pressure of a fluid.

【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に示すような圧力センサが知られてる。図
2は、静電容量型圧力センサの説明図で、図2(a)は
その断面図、図2(b)はキャップを外して内部を露出
させて示した外観斜視図である。
2. Description of the Related Art Generally, a pressure sensor as shown in FIG. 2 is known as this type of capacitance type pressure sensor. 2A and 2B are explanatory views of the capacitance type pressure sensor. FIG. 2A is a cross-sectional view of the sensor, and FIG. 2B is an external perspective view of the sensor with a cap removed to expose the inside.

【0003】図2に示す静電容量型圧力センサは、シリ
コン基板10に、差圧に応じて変形する可動電極として
機能するダイアフラム部11が形成され、絶縁基板であ
るガラス基板20上には、固定電極21が形成されてい
る。
In the capacitance type pressure sensor shown in FIG. 2, a diaphragm 11 functioning as a movable electrode which is deformed according to a differential pressure is formed on a silicon substrate 10 and a glass substrate 20 which is an insulating substrate is provided on a silicon substrate 10. A fixed electrode 21 is formed.

【0004】シリコン基板10とガラス基板20とは、
その外周部において、温度350℃から450℃で陽極
接合されており、これによって、ダイアフラム部11の
下側には、キャビティ部12が形成される。
[0004] The silicon substrate 10 and the glass substrate 20
At the outer peripheral portion, anodic bonding is performed at a temperature of 350 ° C. to 450 ° C., whereby a cavity 12 is formed below the diaphragm 11.

【0005】また、シリコン基板10とガラス基板20
よりなるセンサチップ30には、固定電極引き出し用横
穴13が設けられ、これを通して、ガラス基板20上に
形成された固定電極21が、固定電極引き出し用の固定
電極パット22を経て、キャビティ部12の外に引き出
される。
A silicon substrate 10 and a glass substrate 20
The sensor chip 30 is provided with a fixed electrode lead-out lateral hole 13, through which the fixed electrode 21 formed on the glass substrate 20 passes through the fixed electrode lead-out fixed electrode pad 22 through the cavity 12. Pulled out.

【0006】ダイアフラム機能を兼ねる可動電極11
は、シリコン基板10を通り、ガラス基板20上に設け
られた可動電極パット23と圧着され、キャビティ部1
2の外に取り出される。
A movable electrode 11 also having a diaphragm function
Passes through the silicon substrate 10 and is pressed against the movable electrode pad 23 provided on the glass substrate 20, and the cavity 1
It is taken out of 2.

【0007】このように構成された上記センサチップ3
0は、ベース部材としての台座40上に接着される。ま
た、台座40には、リード端子44,45が設けられて
おり、このリード端子44および45は、ガラス基板2
0上の固定電極21と接続する固定電極パット22およ
び可動電極パット23と、リードワイヤー33および3
4によって、それぞれ電気的に接続されている。
[0007] The sensor chip 3 thus configured
0 is bonded on a base 40 as a base member. The pedestal 40 is provided with lead terminals 44 and 45. The lead terminals 44 and 45 are
Fixed electrode pad 22 and movable electrode pad 23 connected to fixed electrode 21 on lead wire 33 and lead wires 33 and 3
4 are electrically connected to each other.

【0008】ガラス基板20および台座40のそれぞれ
に、大気圧導入孔31および43が形成されており、こ
れら二つの大気圧導入孔31,43は、連通されてい
る。また、キャビティ部12とセンサチップ30の外部
の台座内領域47とを隔離するため、固定電極引き出し
用横穴13は、封止剤32によって封止される。
[0008] Atmospheric pressure introduction holes 31 and 43 are formed in the glass substrate 20 and the pedestal 40, respectively, and these two atmospheric pressure introduction holes 31, 43 are communicated with each other. Further, the fixed electrode lead-out lateral hole 13 is sealed by a sealant 32 in order to isolate the cavity portion 12 from the pedestal region 47 outside the sensor chip 30.

【0009】更に、台座40と被測定圧力導入孔42を
設けたカバー部材としてのキャップ41とは、ハーメチ
ックシールにってシールされ、静電容量型圧力センサと
なる。
Further, the pedestal 40 and the cap 41 as a cover member provided with the measured pressure introducing hole 42 are sealed with a hermetic seal to form a capacitance type pressure sensor.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の静電容
量型圧力センサは、センサチップ30の固定電極パット
22および可動電極パット23を台座40内のリード端
子44および45と、リードワイヤー33,34を用い
て電気的接続を行っていたため、ガラス基板20の上に
リードワイヤー33,34の接続エリアが必要となり、
大型化するという問題がある。また、センサ製作時およ
び長期信頼性において、ワイヤーが切断されてしまうと
いう問題があった。
However, in the conventional capacitance type pressure sensor, the fixed electrode pad 22 and the movable electrode pad 23 of the sensor chip 30 are connected to the lead terminals 44 and 45 in the pedestal 40, the lead wires 33 and Since the electrical connection was made using the wiring 34, a connection area for the lead wires 33 and 34 was required on the glass substrate 20,
There is a problem that the size is increased. Further, there is a problem that the wire is cut at the time of manufacturing the sensor and at the time of long-term reliability.

【0011】従って、本発明は、かかる欠点を除去し、
センサチップ内の固定電極パットおよび可動電極パット
を、それぞれリード端子と直接接続することにより、形
状を小型化し、また、リードワイヤーを用いないこと
で、接合部の信頼性の高い、低コストの静電容量型圧力
センサを提供することにある。
Accordingly, the present invention eliminates such disadvantages,
The fixed electrode pad and the movable electrode pad in the sensor chip are directly connected to the lead terminals, respectively, to reduce the size. Also, by using no lead wire, a highly reliable, low-cost static junction can be obtained. An object of the present invention is to provide a capacitance type pressure sensor.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、センサ
チップのシリコン基板上に形成された固定電極パットお
よび可動電極パットと台座内のリード端子を直接、半田
あるいは導電性接着剤を用いて接合した静電容量型圧力
センサが得られる。
According to the present invention, a fixed electrode pad and a movable electrode pad formed on a silicon substrate of a sensor chip and a lead terminal in a pedestal are directly used by using solder or a conductive adhesive. A bonded capacitive pressure sensor is obtained.

【0013】即ち、本発明は、固定電極が形成された絶
縁基板と、差圧に応じて変形するダイアフラム機能を有
する可動電極が形成されたシリコン基板とを有し、前記
可動電極と前記固定電極とがギャップをおいて互いに対
抗するように、前記絶縁基板と前記シリコン基板とが接
合されてキャビティ部を形成するセンサチップを備え、
前記ダイアフラム機能を有する可動電極の両側にある流
体の差圧に応じて前記ギャップ長を変化させて該ギャッ
プ長の変化による前記可動電極と前記固定電極間の静電
容量の変化によって圧力を検出する静電容量型圧力セン
サであって、リード端子に対向するように、前記絶縁基
板上に前記可動電極および固定電極と、それを接続する
可動電極パットおよび固定電極パットを形成し、直接、
可動電極パットおよび固定電極パットを前記リード端子
と接続した静電容量型圧力センサである。
That is, the present invention includes an insulating substrate on which a fixed electrode is formed, and a silicon substrate on which a movable electrode having a diaphragm function that is deformed in response to a differential pressure is formed. And a sensor chip that forms a cavity by joining the insulating substrate and the silicon substrate so that they oppose each other with a gap therebetween,
The gap length is changed according to the differential pressure of the fluid on both sides of the movable electrode having the diaphragm function, and the pressure is detected by the change in the capacitance between the movable electrode and the fixed electrode due to the change in the gap length. A capacitive pressure sensor, wherein the movable electrode and the fixed electrode and the movable electrode pad and the fixed electrode pad connecting the movable electrode and the fixed electrode are formed on the insulating substrate so as to face the lead terminals.
This is a capacitance type pressure sensor in which a movable electrode pad and a fixed electrode pad are connected to the lead terminals.

【0014】また、本発明は、前記センサチップが、セ
ンサチップのシリコン基板側で台座と接続されている静
電容量型圧力センサである。
Further, the present invention is a capacitance type pressure sensor wherein the sensor chip is connected to a pedestal on the silicon substrate side of the sensor chip.

【0015】本発明によれば、センサチップ内の各電極
とパッケージ内のリード端子を直接、接続することによ
り、パッケージの小型化、接合における信頼性の向上が
図れる。
According to the present invention, by directly connecting each electrode in the sensor chip to the lead terminal in the package, the size of the package can be reduced and the reliability in bonding can be improved.

【0016】また、センサチップをシリコン基板側でパ
ッケージと接続するため、従来のセンサのように固定電
極引き出し用横穴を封止剤を用いて封止する必要がな
く、かつ、センサチップのガラス基板内に大気圧導入孔
を形成する必要がなくなるため、作製工数が減少し、資
材費用を抑えることができ、低コストの静電容量型圧力
センサを得ることができる。
Further, since the sensor chip is connected to the package on the silicon substrate side, there is no need to seal the fixed electrode lead-out lateral holes with a sealant as in the conventional sensor, and the sensor chip has a glass substrate. Since there is no need to form an atmospheric pressure introducing hole in the inside, the number of manufacturing steps is reduced, the material cost can be reduced, and a low-cost capacitive pressure sensor can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の静電容量型圧力
センサの実施の形態について、図面に基づき説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a capacitance type pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

【0018】図1に、本発明による静電容量型圧力セン
サの説明図を示す。図1(a)は、本発明の静電容量型
センサの断面図で、図1(b)は、このセンサのキャッ
プをはずして、内部を露出させて示した斜視図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a capacitance type pressure sensor according to the present invention. FIG. 1A is a sectional view of a capacitance type sensor according to the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing the sensor with its cap removed to expose the inside.

【0019】なお、本発明の静電容量型圧力センサの構
成についての説明は、図2を用いて説明した従来の技術
と、ほぼ同様の部分については省略し、本発明のポイン
トとなるセンサチップとパッケージの部分についてのみ
詳細に説明する。
The description of the configuration of the capacitance type pressure sensor of the present invention will be omitted for the parts substantially similar to those of the prior art described with reference to FIG. Only the package part will be described in detail.

【0020】図1に示したように、センサチップ30の
ガラス基板20上に配置された可動電極パット23およ
び固定電極パット22は、被測定圧力導入孔42を有す
る台座40内のリード端子44,45と対向して配置さ
れている。
As shown in FIG. 1, the movable electrode pad 23 and the fixed electrode pad 22 arranged on the glass substrate 20 of the sensor chip 30 are connected to lead terminals 44 in a pedestal 40 having a pressure introduction hole 42 to be measured. 45 and are arranged.

【0021】可動電極パット23とリード端子44、固
定電極パット22とリード端子45は、半田あるいは導
電性接着剤などの導電性接合剤24により、それぞれが
直接、電気的に接続されている。
The movable electrode pad 23 and the lead terminal 44, and the fixed electrode pad 22 and the lead terminal 45 are electrically connected directly by a conductive bonding agent 24 such as solder or a conductive adhesive.

【0022】そのため、従来のようなワイヤーの接続エ
リアを除去することができ、かつ、ワイヤーを用いない
ため、接合信頼性が向上する。
As a result, the conventional connection area of the wire can be removed, and since no wire is used, the joining reliability is improved.

【0023】センサチップ30は、台座40にシリコン
基板10をシリコーンゴム等の接着剤25により接着さ
れ、被測定圧力導入孔42により印加された圧力が、可
動電極(ダイアフラム部)11に印加されるようにな
る。
The sensor chip 30 has the silicon substrate 10 adhered to the pedestal 40 with an adhesive 25 such as silicone rubber, and the pressure applied through the measured pressure introducing hole 42 is applied to the movable electrode (diaphragm part) 11. Become like

【0024】従って、従来のようなキャビティ部12と
センサチップ外部の台座内領域47とを隔離し、固定電
極引き出し用横穴13を封止剤によって封止する必要が
ない。
Therefore, it is not necessary to separate the cavity portion 12 from the pedestal region 47 outside the sensor chip and seal the fixed electrode lead-out lateral hole 13 with a sealant as in the prior art.

【0025】また、固定電極引き出し用横穴13を大気
圧導入孔として用いることができるため、従来のように
ガラス基板20内に大気圧導入孔を設ける必要がなくな
り、製作工数および資材費用を大幅に低減することがで
きる。なお、大気圧導入孔43は、キャップ41に配置
されている。
Further, since the fixed electrode lead-out lateral hole 13 can be used as an atmospheric pressure introducing hole, it is not necessary to provide an atmospheric pressure introducing hole in the glass substrate 20 as in the conventional case, and the number of manufacturing steps and material costs are greatly reduced. Can be reduced. Note that the atmospheric pressure introduction hole 43 is disposed in the cap 41.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、形状が小型化された、信頼性の高い、低コストの静
電容量型圧力センサが得られる。
As described above, according to the present invention, a highly reliable and low-cost capacitive pressure sensor having a reduced size can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の静電容量型圧力センサの
説明図。図1(a)は断面図。図1(b)は内部を露出
させて示した斜視図。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a capacitance type pressure sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a sectional view. FIG. 1B is a perspective view showing the inside thereof exposed.

【図2】従来の静電容量型圧力センサの説明図。図2
(a)は断面図。図2(b)は内部を露出させて示した
斜視図。
FIG. 2 is an explanatory view of a conventional capacitance type pressure sensor. FIG.
(A) is sectional drawing. FIG. 2B is a perspective view showing the inside thereof exposed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 11 可動電極(またはダイアフラム部) 12 キャビティ部 13 固定電極引き出し用横穴 20 ガラス基板 21 固定電極 22 固定電極パット 23 可動電極パット 24 導電性接合剤 25 接着剤 30 センサチップ 31 大気圧導入孔 32 封止剤 33,34 リードワイヤー 40 台座 41 キャップ 42 被測定圧力導入孔 43 大気圧導入孔 44,45 リード端子 47 台座内領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Silicon substrate 11 Movable electrode (or diaphragm part) 12 Cavity part 13 Horizontal hole for leading out fixed electrode 20 Glass substrate 21 Fixed electrode 22 Fixed electrode pad 23 Movable electrode pad 24 Conductive bonding agent 25 Adhesive 30 Sensor chip 31 Atmospheric pressure introduction hole 32 Sealant 33,34 Lead wire 40 Pedestal 41 Cap 42 Measured pressure introducing hole 43 Atmospheric pressure introducing hole 44,45 Lead terminal 47 Area in pedestal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定電極が形成された絶縁基板と、差圧
に応じて変形するダイアフラム機能を有する可動電極が
形成されたシリコン基板とを有し、前記可動電極と前記
固定電極とがギャップをおいて互いに対抗するように、
前記絶縁基板と前記シリコン基板とが接合されてキャビ
ティ部を形成するセンサチップを備え、前記ダイアフラ
ム機能を有する可動電極の両側にある流体の差圧に応じ
て前記ギャップ長を変化させて該ギャップ長の変化によ
る前記可動電極と前記固定電極間の静電容量の変化によ
って圧力を検出する静電容量型圧力センサであって、リ
ード端子に対向するように、前記絶縁基板上に前記可動
電極および固定電極と、それを接続する可動電極パット
および固定電極パットを形成し、直接、可動電極パット
および固定電極パットを前記リード端子と接続したこと
を特徴とする静電容量型圧力センサ。
An insulating substrate on which a fixed electrode is formed; and a silicon substrate on which a movable electrode having a diaphragm function that is deformed in response to a pressure difference is formed, wherein a gap is formed between the movable electrode and the fixed electrode. As opposed to each other
A sensor chip for joining the insulating substrate and the silicon substrate to form a cavity, wherein the gap length is changed according to a pressure difference between fluids on both sides of the movable electrode having the diaphragm function. A capacitance-type pressure sensor for detecting pressure by a change in capacitance between the movable electrode and the fixed electrode due to a change in the capacitance, wherein the movable electrode and the fixed electrode are fixed on the insulating substrate so as to face lead terminals. An electrostatic capacitance type pressure sensor wherein an electrode, a movable electrode pad and a fixed electrode pad connecting the electrode and the electrode are formed, and the movable electrode pad and the fixed electrode pad are directly connected to the lead terminal.
【請求項2】 前記センサチップは、センサチップのシ
リコン基板側で台座と接続されていることを特徴とする
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 the sensor chip is connected to a pedestal on the silicon substrate side of the sensor chip.
JP7848898A 1998-03-10 1998-03-10 Electrostatic capacity type pressure sensor Pending JPH11258094A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009143207A2 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Honeywell International Inc. Media isolated differential pressure sensor with cap
US8230745B2 (en) 2008-11-19 2012-07-31 Honeywell International Inc. Wet/wet differential pressure sensor based on microelectronic packaging process

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