JPS59155971A - 高耐圧圧力センサ - Google Patents
高耐圧圧力センサInfo
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- JPS59155971A JPS59155971A JP2932483A JP2932483A JPS59155971A JP S59155971 A JPS59155971 A JP S59155971A JP 2932483 A JP2932483 A JP 2932483A JP 2932483 A JP2932483 A JP 2932483A JP S59155971 A JPS59155971 A JP S59155971A
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- pressure sensor
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、高耐圧圧力センサに関するものである。
従来の圧力センサの一例を、第１図、第２図に示す。こ
のセンサは、図に示すように、起歪体１の裏面に、〈ぼ
み２を形成することにより、薄肉ダイアフラム１ａと厚
肉の固定部１ｂを形成しておυ、ダイアフラム１ａの表
面には、ひずみゲージ３が形成されている。そして固定
部１６はダイ４を介して、本体に固定される。
のセンサは、図に示すように、起歪体１の裏面に、〈ぼ
み２を形成することにより、薄肉ダイアフラム１ａと厚
肉の固定部１ｂを形成しておυ、ダイアフラム１ａの表
面には、ひずみゲージ３が形成されている。そして固定
部１６はダイ４を介して、本体に固定される。
この圧力センサのダイアフラム１ａの表面に圧力が加わ
ると、ダイアフラム１ａには、たわみが生じ、応力が発
生する。゛この応力をひずみゲージ３により、検出する
。
ると、ダイアフラム１ａには、たわみが生じ、応力が発
生する。゛この応力をひずみゲージ３により、検出する
。
この圧力センサの感度を上げるためには、ダイアフラム
１ａの厚さを薄くシ、測定圧力によって生ずる応力を大
きくする必要があるが、このような構造では、過大圧力
が加わったとき、過大な応力が発生し、ダイアフラムが
破壊しやすいという欠点があった。
１ａの厚さを薄くシ、測定圧力によって生ずる応力を大
きくする必要があるが、このような構造では、過大圧力
が加わったとき、過大な応力が発生し、ダイアフラムが
破壊しやすいという欠点があった。
本発明は過大圧力が加わっても破壊しない高耐圧圧力セ
ンサを得る。ことを目的とする。
ンサを得る。ことを目的とする。
本発明の特徴は、圧カセ／すのダイアフラムの上下側に
、ストッパーをもうけた構造としたものである。この構
造では、圧力測定範囲以上の過大）な圧力が加わった場
合、ダイアフラムは、ストッパーにあたシ、それ以上、
たわみは増加しない。
、ストッパーをもうけた構造としたものである。この構
造では、圧力測定範囲以上の過大）な圧力が加わった場
合、ダイアフラムは、ストッパーにあたシ、それ以上、
たわみは増加しない。
このため、ダイアフラムの応力もそれ以上増加せず、過
大な圧力が加わっても、ダイアフラムが破壊することは
ない。
大な圧力が加わっても、ダイアフラムが破壊することは
ない。
本発明の一実施例を第３図 第６図にょシ説明する。第
３図および第４図において、第１図および第２図と同一
符号のものは同一部分を示す。
３図および第４図において、第１図および第２図と同一
符号のものは同一部分を示す。
本発明の一実施例は、第３図、第４図に示すように、シ
リコン単結晶でできた円板１の裏面に、くぼみ２を加工
することにより、ダイアフラム１ａと固定部１ｂを形成
しており、ダイアフラム１ａの表面には、不純物の拡散
により、半導体ひずみゲージ３を形成している。
リコン単結晶でできた円板１の裏面に、くぼみ２を加工
することにより、ダイアフラム１ａと固定部１ｂを形成
しており、ダイアフラム１ａの表面には、不純物の拡散
により、半導体ひずみゲージ３を形成している。
固定部１ｂの上には、薄肉部とあるすきまをもつように
、凹形に加工した厚板のストッパー５を接している。固
定部１ｂの下には、ダイアフラムとあるすきまをもつよ
うに、凸形に加工した厚板のストッパー６を接合してい
る。ストッパー６は、さらに本体に接合される。
、凹形に加工した厚板のストッパー５を接している。固
定部１ｂの下には、ダイアフラムとあるすきまをもつよ
うに、凸形に加工した厚板のストッパー６を接合してい
る。ストッパー６は、さらに本体に接合される。
ストッパー５および６は、中央部に、圧力を導入するだ
めの穴７および８をもっている。
めの穴７および８をもっている。
ストッパー５および６の材料としては、起歪体１と同じ
シリコン単結晶または、シリコン単結晶とほぼ同じ線膨
張係数をもつガラスを用いる。
シリコン単結晶または、シリコン単結晶とほぼ同じ線膨
張係数をもつガラスを用いる。
また、起歪体の材料として、金属を用いる場合は、ゲー
ジの形成は、蒸着または、別につくられたゲージの接着
により行なわれる。また、ストッパーの材料としては、
起歪体とほぼ同じ線膨張係数を有する金属材料を使うこ
とになる。
ジの形成は、蒸着または、別につくられたゲージの接着
により行なわれる。また、ストッパーの材料としては、
起歪体とほぼ同じ線膨張係数を有する金属材料を使うこ
とになる。
各部品の接合方法としては、接着剤による接着、ろう材
によるろう付、および、アノ−ディックポンディングが
ある。
によるろう付、および、アノ−ディックポンディングが
ある。
このような圧力センサに、圧力測定範囲内の圧力が加わ
った場合は、ダイアフラム１ａには、上下のすきまの範
囲内でたわみが生じ、圧力に比例した応力が生ずる。こ
の応力をひずみゲージ３で電気信号に変換し、圧力に比
例した出力を得ることができる。
った場合は、ダイアフラム１ａには、上下のすきまの範
囲内でたわみが生じ、圧力に比例した応力が生ずる。こ
の応力をひずみゲージ３で電気信号に変換し、圧力に比
例した出力を得ることができる。
一方、圧力測定範囲をこえる過大圧力が加わった場合に
は、第５図、第６図に示すように、ダイアフラム１ａは
、ストッパー５又は６にあたシ、そこでストップする。
は、第５図、第６図に示すように、ダイアフラム１ａは
、ストッパー５又は６にあたシ、そこでストップする。
第５図は上から過大圧力が加わった場合であシ、第６図
は下から加わった場合で必る。
は下から加わった場合で必る。
圧力をさらに増加させてゆくと、ダイアフラム１ａの周
辺の部分が、徐々にストッパー５又は６になじんで、接
触面積が増加してゆくような変形を生ずるが、これによ
る応力の増加はわずかである。
辺の部分が、徐々にストッパー５又は６になじんで、接
触面積が増加してゆくような変形を生ずるが、これによ
る応力の増加はわずかである。
また、非圧縮性流体を介して圧力を測定する手法を用い
れば、上記変形も次のようにして、ふせぐことかできる
。
れば、上記変形も次のようにして、ふせぐことかできる
。
たとえば、上から過大圧力が加わると、ダイアフラム１
ａは、下側の圧力導入穴８をふさぐ形となり、下のくぼ
み２にのこった液９．は逃げることができない。この液
は非圧縮性であるため、薄肉部がそれ以上変形すること
をふせぐことになる。
ａは、下側の圧力導入穴８をふさぐ形となり、下のくぼ
み２にのこった液９．は逃げることができない。この液
は非圧縮性であるため、薄肉部がそれ以上変形すること
をふせぐことになる。
本発明の他の実施例を、第７図、第８図に示す。
本実施例では、くぼみゃでっばυや穴の形状が角形とな
っている。このような形状は、シリコン単結晶を用いる
場合、エツチングにより容易に加工できるという特徴が
ある。
っている。このような形状は、シリコン単結晶を用いる
場合、エツチングにより容易に加工できるという特徴が
ある。
本発明の他の実施例を、第９図、第１０図に示す。本実
施例では、起歪体の内側からくぼみを形成し、ダイアフ
ラム１ａの中央に、ダイアフラム１ａより厚肉のボｉ１
）を形成する。この場合、ダイアフラム１ａの上下のス
トッパー５，６は、平らな板でよいため、ストッパー５
．６の凹又は凸形を加工する・手間かはふけるという特
徴がある。
施例では、起歪体の内側からくぼみを形成し、ダイアフ
ラム１ａの中央に、ダイアフラム１ａより厚肉のボｉ１
）を形成する。この場合、ダイアフラム１ａの上下のス
トッパー５，６は、平らな板でよいため、ストッパー５
．６の凹又は凸形を加工する・手間かはふけるという特
徴がある。
この場合、すきまの寸法はボス１ｃの厚さにより調節す
る。また、中央にボス１ｃをもった構造は、圧力測定範
囲で、圧力に対する出力の直線性を向上するのにも効果
がある。
る。また、中央にボス１ｃをもった構造は、圧力測定範
囲で、圧力に対する出力の直線性を向上するのにも効果
がある。
本発明の他の実施例を第１１図に示す。本実施例では、
ダイアフラム１ａおよびボスＩＣが下側からの加工だけ
で形成されている。このような構造は、不純物拡散でゲ
ージ３を形成する場合、加工していない平らな面にゲー
ジ３を形成しゃすい゛という特徴がある。
ダイアフラム１ａおよびボスＩＣが下側からの加工だけ
で形成されている。このような構造は、不純物拡散でゲ
ージ３を形成する場合、加工していない平らな面にゲー
ジ３を形成しゃすい゛という特徴がある。
本発明のまた別の実施例を第１２図に示す。本実施例で
は、下側のストッパー６にリング状のでつばり１１をも
うけている。この構造は、上から過大圧力が加わり、ボ
スＩＣが下にあたった後で、さらに圧力が増加した場合
、ダイアフラム１ａがさらに変形するのをふせぐことか
できるという特徴をもっている。
は、下側のストッパー６にリング状のでつばり１１をも
うけている。この構造は、上から過大圧力が加わり、ボ
スＩＣが下にあたった後で、さらに圧力が増加した場合
、ダイアフラム１ａがさらに変形するのをふせぐことか
できるという特徴をもっている。
本発明により、過大圧力によるセンサの破壊を防止する
ことができる。
ことができる。
第１図は、従来の圧力センサの平面図、第２図は、従来
の圧力センサの側面断面図を示す。第３図は、本発明の
一実施例の平面図、第４図は、本発明の一実施例の側面
断面図を示す。第５図及び第６図は、本発明の一実施例
に過大圧力が加わった場合の状態を示す側面断面図であ
る。第７図。 第９図は、本発明の他の実施例を示す平面図、第８図、
第１０図、第１１図、第１２図は、本発明の他の実施例
を示す側面断面図である。 １・・・起歪体、１ａ・・・ダイアフラム、１ｂ・・・
固定部、１Ｃ・・・ボス、２・・・くぼみ、３・・・ひ
ずみゲージ、４・・・ダイ、５・・・上側ストッパー、
６・・・下側ストッパー、７，８・・・上及び下側スト
ッパーの圧力導入穴、９・・・ダイアフラムの下側の液
、１ｏ・・・ダイアフラムの上側の液、１１・・・下側
ストッパーに形成されたでつはシ。 第 １ 図 第 ２ 回 藁３図 不４図 ％、ｓ 図 不 ６ 図 葛 ７１ 口 ３ ３１２ ロ
の圧力センサの側面断面図を示す。第３図は、本発明の
一実施例の平面図、第４図は、本発明の一実施例の側面
断面図を示す。第５図及び第６図は、本発明の一実施例
に過大圧力が加わった場合の状態を示す側面断面図であ
る。第７図。 第９図は、本発明の他の実施例を示す平面図、第８図、
第１０図、第１１図、第１２図は、本発明の他の実施例
を示す側面断面図である。 １・・・起歪体、１ａ・・・ダイアフラム、１ｂ・・・
固定部、１Ｃ・・・ボス、２・・・くぼみ、３・・・ひ
ずみゲージ、４・・・ダイ、５・・・上側ストッパー、
６・・・下側ストッパー、７，８・・・上及び下側スト
ッパーの圧力導入穴、９・・・ダイアフラムの下側の液
、１ｏ・・・ダイアフラムの上側の液、１１・・・下側
ストッパーに形成されたでつはシ。 第 １ 図 第 ２ 回 藁３図 不４図 ％、ｓ 図 不 ６ 図 葛 ７１ 口 ３ ３１２ ロ
Claims (1)
- 表面にひずみゲージを形成した薄肉のダイアフラムと、
ダイアフラムの外側に形成された厚肉の固定部より成る
起歪体を有する圧力センサにおいて、前記ダイアフラム
とあるすきまをもつように固定された、厚肉のストッパ
ーを有することを特徴とする高耐圧圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58029324A JPH06105787B2 (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 高耐圧圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58029324A JPH06105787B2 (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 高耐圧圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59155971A true JPS59155971A (ja) | 1984-09-05 |
| JPH06105787B2 JPH06105787B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=12273044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58029324A Expired - Lifetime JPH06105787B2 (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 高耐圧圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105787B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62145130A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Toshiba Corp | 半導体圧力センサ |
| JPH0319940U (ja) * | 1989-07-07 | 1991-02-27 | ||
| US5131768A (en) * | 1988-02-18 | 1992-07-21 | Seiko Epson Corporation | Replenishing an ink transfer sheet |
| JPH07318446A (ja) * | 1995-05-09 | 1995-12-08 | Omron Corp | 圧力センサ |
| JP2001033328A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体圧力センサ |
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-
1983
- 1983-02-25 JP JP58029324A patent/JPH06105787B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US10197462B2 (en) | 2016-05-25 | 2019-02-05 | Honeywell International Inc. | Differential pressure sensor full overpressure protection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06105787B2 (ja) | 1994-12-21 |
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