JPS60195829A - 静電容量形絶対圧力検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は特許請求の範囲第１項の前段に記載の構成を備
えた静電容量形絶対圧力検出器に関する。

［従来の技術及びその問題点］ 静電容量膨圧力検出器は圧力の変化で弾性膜をたわませ
、膜に取付けられた電極板と、フレームに取付けられた
静止電極板あるいは第２の膜に取付けられた可動の電極
板との距離を変化する。これ等電極板は、圧力の大きい
ときに各板間の距離を大きくするか、あるいは圧力の大
きいときに各板間の距離を小さくするか、いずれかの方
法で結合される。

電極板間の距離が圧力に比例して大きくなる場合、各電
極板が大きく離れる高圧力よりも接近しているときの低
圧力に対して検出器の電気容量はより敏感になる。この
ため、圧力の低いときに各板を接近させかつ圧力が増大
するときに大きく離すことにより、広範囲の圧力下で作
用する圧力検出器が用いられている。

第１図及び第２図は従来例による圧力検出器を示す。第
１図では電極板はアネロイド箱の外側に配置してあり、
第２図では内側に配置しである。

従来技術に関しては下記の刊行物に記載されている。

［１］Ｋ、Ｅ、Ｂｅａｎ、”Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　
Ｅｔｃｈｉｎｏ　ｏｆ　５ｉｌｉｃｏｎ”。

ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ　［）ｅｖｉｃｅｓ、ｖｏｌ、ＥＤ−２５（１
９７８）　ＮＯ，１０ｐｐ、１１８５−９３゜ ［２］米国特許第４，３８６，４５３号（Ｇｉａｃｈ　
ｉ　ｎｏ他） ［３］米国特許第４，２５７，２７４号（Ｓｈｉｍａｄ
ａ他） ［４］米国特許第４．３３２．０００号（ｐｅｔｅｒｓ
ｅｎ） ［５］米国特許第４，３９０，９２５号（１”ｒｅｕｄ
） ［６］米国特許第３，３９７，２７８号（Ｐｏｍｅｒａ
ｎｔｚ） 周知のように、小形の静電容山形圧力検出器も又マイク
ロボ１〜リソグラフイ及びエツチング法（ｍｉｃｒｏ−
ｐｈｏｔｏｌｉｔｌ＋ｏｇｒａｐＨｙ　ａｎｄ　ｅｔｃ
ｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ）を用いてシリコン及びガラ
スから作られている（従来例［１］）。従来例［２］で
は、電極板がアネロイド箱内に設けられ、圧力が増加し
たときに互いに接近する絶対圧力検出器が記載されてい
る。

本発明の目的は、従来例［１］から［６］に記載の方法
で形成され第１図及び第２図に記載の検出器のように作
用する絶対圧力検出器を提供することにある。

［問題点を解決するための手段、作用及び効果１本発明
によると、この目的は以下の構成を備えた検出器により
達成される。即ち本発明による検出器は、 第１、第２板状部としての二つのガラス板とこのガラス
板の間に設けられにシリコン板とを翁え、このシリコン
板及びガラス板には、シリコン板の一側にアネロイド箱
（ａｎｅｒｏｔｄ　ｃａｐｓｕｌｅ　）が形成されかつ
他側に空気絶縁されたコンデンサが設けられ、 ガラス板の一方は静止電極板を装着し、ガラス板の他方
はアネロイド箱を閉じ、更に、シリコン板には圧力の変
化でたわみかつ可動の電極板を結合した薄膜部が設けら
れている。

特に、本発明による検出器は特許請求の範囲第１項の特
徴部分に記載の特徴を備えるものである。

本発明によれば、極めて有益な効果が得られる。

したがって、従来例の［２］と比較すると、低圧力にお
いて感度がより高くなり、 アネロイド箱の体積がより大きく（電極板間の距離は代
表例では凹部の深さの約１／１００）なり、 真空の箱体を貫通する導体が不要となる。

一方、第１図及び第２図に示す従来の構造と比較づると
、 寸法が小さく、 構成部材の動きが小さく、 応答が速く、 温度差による内部誤着が小さく、更に、大量生産が可能
となる。

以下本発明を添付図面第３図乃至第５図の実施例に基づ
いて詳細に説明する。

［実施例］ 広範囲の圧力下で絶対圧力を検出する検出器が製造され
ると、電極板は従来例［２］と反対の動きをなす。第３
ａ図及び第３ｂ図はこの圧力検出器の構造を示す。検出
器は第１、第２板状部としてのガラス板３，１、及びシ
リコン板２を備えている。各構成部材は例えば従来例［
６］の方法で一体に結合される。シリコン板２の一側を
エツチングすることにより凹部４を設け、この四部をガ
ラス板１で真空かつ気密に覆う。ガラス板１で閉じられ
た凹部４は圧力検出器のアネロイド箱（ａｎｅｒｏｉｄ
　ｃａｐｓｕｌｅ　）を形成する。

シリコン板２の他側には中間部としての膜部５が設けら
れ、この膜部には厚い中央部６が形成しである。膜部５
は圧力を感知し、中央部６は可動の電極板どして作用す
る。

ガラス板３の上には静止電極板７が設けてあり、この電
極板はガラス板の上に薄い金属フィルムを置いてこのフ
ィルムを形取りすることにより形成される。電極板７に
は導体１２を介して端子１０が結合されている。他方の
端子１１はシリコン板２に導通している。導体１２はシ
リコン板２に形成した満９を貫通し、この溝を介して検
出圧力が膜部５に作用する。電極板１０，１１．１２も
電極板７と同様な方法で形成される。

圧力に対応した静電容量は間隙８を挟む中央部６と電極
板７との間で形成される。この静電容量は端子１０．１
１間あるいはこれ等に結合した導体間で測定される。

検出器の代表的な寸法は４ａｉＸ６履Ｘ　２．５ｍ。

膜部５の厚さは１０〜１００ｍ、間隙８の幅（よ１〜１
０ｐｍ０電極板６，７の面積は１〜１０ＩＩＩｌｌＩ２
である。

第４図及び第５図に示す他の実施例の符号ｌま第３ａ及
び第３ｂ図と対応して使用しである。

第４図の構造では強固な中央部６がなく、均一な膜部が
電極板と同様な作用をなす。

第５図は第３ａ及び３ｂ図の（８造の変形例を示し、こ
の変形例ではアネロイド箱の凹部４及び間隙８はシリコ
ン板２の代わりにガラス板１及び３に形成しである。

本発明の範囲内においては、上記実施例とは別の手段を
採用することも可能である。例えば、ガラス板１に凹部
４を形成しかつシリコン板２に間隙を形成するか、ある
いはシリコン板２に凹部４を形成しかつガラス板３に間
隙を形成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例の圧力検出器を示しｊＲａａ
図は本発明による検出器の側部断面図、第３ｂ図は第３
ａ図のＡ−Ａ線に沿って見た図、第４図は本発明の第２
の実施例による検出器の側部断面図、第５図は本発明の
第３の実施例によるの検出器の側部断面図を示す。 １．３・・・ガラス板、２・・・シリコン板、４・・・
凹部、５・・・膜部、６・・・中央部、７・・・電極板
、８・・・間隙、９・・・渦、１０．１１・・・端子、
１２・・・導体。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 Ｆｉｇ、４ Ｆｉｇ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　基部（３）と、この基部（３）上に設けられた
   静止電極板（７）と、基部（３）に適宜に結合したアネ
   ロイド箱（４）とを備え、このアネロイド箱には基部（
   ３）に向けて配設されかつ圧ノコの変化で静止Ｎ極板（
   ７）との距離を変化する可動の電極板（５，６）が設け
   られた静電容量形絶対圧力検出器であって、 前記基部は第１板状部（３）を備え、 この第１板状部（３）上にシリコン板（２）が設けられ
   、このシリコン板肉に膜状の中間部（５，６＞が形成さ
   れ、この中間部が可動の電極板として作動し、更に、 シリコン板（２）上に第２板状部（１）が気密に設けら
   れ、したがって、アネロイド箱の凹部（４）が第２板状
   部（１）とシリコン板（２）との間に形成され、凹部の
   底部が前記膜状の中間部（５，６）で限定されることを
   特徴とする静電容山形絶対圧力検出器。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の検出器において、
   前記第１（３）及び第２板状部（１）がガラスの板であ
   る検出器。 （３）　特許請求の範囲第１項に記載の検出器において
   、前記膜状の中間部（５，６）に強固な中央部が設けら
   れている検出器。 （４）　特許請求の範囲第１項に記載の検出器において
   、前記膜状の中間部（５，６）が少なくともほぼ均一の
   厚さである検出器。 （５）　特許請求の範囲第１項に記載の検出器において
   、前記アネロイド箱の凹部（４）が少なくとも部分的に
   第２板状部（１）に面するシリコン板（２）の面内に形
   成されている検出器。 （６）　特許請求の範囲第１項に記載の検出器において
   、前記アネロイド箱の凹部（４）が少なくとも部分的に
   シリコン板（２）に面する第２板状部（１）の面内に形
   成されている検出器。 （７）　特許請求の範囲第１項に記載の検出器において
   、電極（１２及び６）間の間隙（８）が少なくとも部分
   的に第１板状部（３）に面するシリコン板（２）内に形
   成されている検出器。 （８）　特許請求の範囲第１項に記載の検出器において
   、前記電極（１２及び６）間の間隙（８）が少なくとも
   部分的にシリコン板（２）に面する第１板状部（３）の
   面内に形成されている検出器。