JPS61285772A - 半導体センサ - Google Patents
半導体センサInfo
- Publication number
- JPS61285772A JPS61285772A JP12781485A JP12781485A JPS61285772A JP S61285772 A JPS61285772 A JP S61285772A JP 12781485 A JP12781485 A JP 12781485A JP 12781485 A JP12781485 A JP 12781485A JP S61285772 A JPS61285772 A JP S61285772A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- central part
- holes
- sensor
- flow rate
- 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.)
- Pending
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- 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】
〔発明の分野〕
本発明は流体の流量及び微小な振動を高精度に検出する
ことができる半導体センサに関する。
ことができる半導体センサに関する。
本発明による半導体センサは、ダイヤフラム上に抵抗体
を形成し、ダイヤフラムの一部に貫通孔を設けて流体を
流通させ、又はダイヤフラムを振動自在に保持し、ダイ
ヤフラムの湾曲により抵抗体に歪を生じさせ、その抵抗
値の変化によって、流体の流量や振動を検出するように
した半導体センサである。
を形成し、ダイヤフラムの一部に貫通孔を設けて流体を
流通させ、又はダイヤフラムを振動自在に保持し、ダイ
ヤフラムの湾曲により抵抗体に歪を生じさせ、その抵抗
値の変化によって、流体の流量や振動を検出するように
した半導体センサである。
周知のようにシリコンダイヤフラム式圧力センサは、例
えば第６図（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ベース
１の中央に形成されるダイヤフラム２上に４個の拡散抵
抗３ａ〜３ｄを形成し、各抵抗３ａ〜３ｄａをアルミ配
線板４で接続しブリッジ回路Ｂを構成している。このよ
うな圧力センサは、ダイヤフラム２に圧力が加えられる
と歪抵抗効果により上記拡散抵抗３ａ〜３ｄの抵抗値が
増減することによって加えられた圧力に応じた出力が取
り出されるようになっている。
えば第６図（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ベース
１の中央に形成されるダイヤフラム２上に４個の拡散抵
抗３ａ〜３ｄを形成し、各抵抗３ａ〜３ｄａをアルミ配
線板４で接続しブリッジ回路Ｂを構成している。このよ
うな圧力センサは、ダイヤフラム２に圧力が加えられる
と歪抵抗効果により上記拡散抵抗３ａ〜３ｄの抵抗値が
増減することによって加えられた圧力に応じた出力が取
り出されるようになっている。
しかるにこのような従来の半導体圧力毛ンサでは、ダイ
ヤフラム２が流体の流通経路を遮蔽するように設けられ
るため、気体の流量を検出するためには使用することが
できず、又ダイヤフラム２の全周囲がベース１に一体的
に連なり、安定状態に固定されているため微小な振動等
は検出することができなかった。
ヤフラム２が流体の流通経路を遮蔽するように設けられ
るため、気体の流量を検出するためには使用することが
できず、又ダイヤフラム２の全周囲がベース１に一体的
に連なり、安定状態に固定されているため微小な振動等
は検出することができなかった。
本発明はこのようなダイヤフラム型圧力センサの構造に
着目してなされたもので、ダイヤフラムに適切な加工を
施すことによって、流体の流量や振動を検出することが
できる半導体センサを提供することを目的とする。
着目してなされたもので、ダイヤフラムに適切な加工を
施すことによって、流体の流量や振動を検出することが
できる半導体センサを提供することを目的とする。
本発明は、ダイヤフラム上に形成された抵抗体を有する
半導体センサであって、前記ダイヤフラムの抵抗体が形
成されていない部分を切欠き、貫通孔を設けたことを特
徴とするものである。
半導体センサであって、前記ダイヤフラムの抵抗体が形
成されていない部分を切欠き、貫通孔を設けたことを特
徴とするものである。
このような特徴を有する本発明によれば、貫通孔を有す
るダイヤフラムを流体の流通経路に直角に対向させるよ
うに半導体センサを配置することにより、流体がダイヤ
フラムの貫通孔を通過するときにダイヤフラムに圧力が
加わって歪が生じる。
るダイヤフラムを流体の流通経路に直角に対向させるよ
うに半導体センサを配置することにより、流体がダイヤ
フラムの貫通孔を通過するときにダイヤフラムに圧力が
加わって歪が生じる。
このダイヤフラムの歪により半導体圧力センサと同様に
いわゆる歪抵抗効果により抵抗の抵抗値が変化する。従
って、ダイヤフラムに加えられた流体の圧力に応じた出
力を得ることができる。又本発明による半導体センサを
被振動検出体に固定することにより、振動に応じた歪に
よる出力が得られ、同様に振動を検出することができる
。
いわゆる歪抵抗効果により抵抗の抵抗値が変化する。従
って、ダイヤフラムに加えられた流体の圧力に応じた出
力を得ることができる。又本発明による半導体センサを
被振動検出体に固定することにより、振動に応じた歪に
よる出力が得られ、同様に振動を検出することができる
。
従ってこのような半導体センサは、都市ガスやプロパン
ガス等の可燃性ガスの漏れ検出、自動車におけるエンジ
ンの吸気量制御等に用いる気体の流量センサに適用する
ことができ、更に工作機械等の機械装置の異常振動モニ
タや自動車等の盗難防止等を目的とする振動センサ等と
して用いることが可能である。
ガス等の可燃性ガスの漏れ検出、自動車におけるエンジ
ンの吸気量制御等に用いる気体の流量センサに適用する
ことができ、更に工作機械等の機械装置の異常振動モニ
タや自動車等の盗難防止等を目的とする振動センサ等と
して用いることが可能である。
第１図（ａ）、 （ｂｌは本発明の一実施例を示す流量
センサの平面図及び断面図、第２図は実施例のブリッジ
の回路図である。これらの図において、従来例と同一部
分は同一符号を用いている。本実施例による流量センサ
は、従来の半導体圧力センサと同様に第１図（ａ）、
（ｂ）と第２図に示すように単結晶シリコンを異方性エ
ツチング技術を用いてエツチングし、ベース１の中央部
に厚さ３０μｍ程度のダイヤフラム２を形成し、更にそ
の中央部１ａに４個の拡散抵抗３ａ〜３ｄを形成してア
ルミ配線４で接続しブリッジ回路Ｂを構成する。さて、
本実施例では、拡散抵抗３ａ〜３ｄが形成された中央部
２ａを残して、ダイヤフラム２の両側を矩形状に切欠い
て、二つの貫通孔５を設けている。
センサの平面図及び断面図、第２図は実施例のブリッジ
の回路図である。これらの図において、従来例と同一部
分は同一符号を用いている。本実施例による流量センサ
は、従来の半導体圧力センサと同様に第１図（ａ）、
（ｂ）と第２図に示すように単結晶シリコンを異方性エ
ツチング技術を用いてエツチングし、ベース１の中央部
に厚さ３０μｍ程度のダイヤフラム２を形成し、更にそ
の中央部１ａに４個の拡散抵抗３ａ〜３ｄを形成してア
ルミ配線４で接続しブリッジ回路Ｂを構成する。さて、
本実施例では、拡散抵抗３ａ〜３ｄが形成された中央部
２ａを残して、ダイヤフラム２の両側を矩形状に切欠い
て、二つの貫通孔５を設けている。
このようにして形成された流量センサは、第３図に示す
ようにガス流の導入口６ａを有する基体６の取付部６ｂ
に取付けられ、蓋体７で覆われ保護された状態でダイヤ
フラム２がガス流の流通経路に直角に対向するように配
置される。ガス流は貫通孔５を通過する際ダイヤフラム
２の中央部２ａを湾曲させ、拡散抵抗３ａ〜３．ｄに歪
を生じさせる。この歪はブリッジ回路Ｂを介していわゆ
る歪抵抗効果により加えられた流体の圧力、即ちガスの
流量に応じた出力として端子８より検出される。
ようにガス流の導入口６ａを有する基体６の取付部６ｂ
に取付けられ、蓋体７で覆われ保護された状態でダイヤ
フラム２がガス流の流通経路に直角に対向するように配
置される。ガス流は貫通孔５を通過する際ダイヤフラム
２の中央部２ａを湾曲させ、拡散抵抗３ａ〜３．ｄに歪
を生じさせる。この歪はブリッジ回路Ｂを介していわゆ
る歪抵抗効果により加えられた流体の圧力、即ちガスの
流量に応じた出力として端子８より検出される。
第４図は窒素ガスの流量を本実施例による流量センサを
用いて測定したデータを示すものである。
用いて測定したデータを示すものである。
この図より本発明の流量センサでガス流量に比例した出
力電圧が得られることが証明される。
力電圧が得られることが証明される。
次に、本発明による半導体センサを振動センサとして用
いる場合には、ダイヤフラム２の拡散抵抗３ａ〜３ｄが
形成された中央部２ａを除く周辺を、例えば第５図に示
すように中央部２ａが円形となるように切欠くことが好
ましい。そうすればダイヤフラム２の中央部２ａに重量
が集中してその両端部がベース１に支持されるため振動
を検知し易くすることができる。こうして構成された振
動センサを被振動検出体の近傍に配置すれば、異常な振
動が発生した場合、ダイヤフラム２の中央部が振動し歪
が生じる。この歪は前述の流量センサと同様に振動の強
弱に応じた出力として検出することができる。
いる場合には、ダイヤフラム２の拡散抵抗３ａ〜３ｄが
形成された中央部２ａを除く周辺を、例えば第５図に示
すように中央部２ａが円形となるように切欠くことが好
ましい。そうすればダイヤフラム２の中央部２ａに重量
が集中してその両端部がベース１に支持されるため振動
を検知し易くすることができる。こうして構成された振
動センサを被振動検出体の近傍に配置すれば、異常な振
動が発生した場合、ダイヤフラム２の中央部が振動し歪
が生じる。この歪は前述の流量センサと同様に振動の強
弱に応じた出力として検出することができる。
第１図（ａｌ及び（ｂ）は本発明を流量センサに適用し
た第１実施例を示す平面図及びＩ−１線断面図、第２図
は本実施例のブリッジの回路図、第３図は本実施例の使
用時の状態を示す断面図、第４図は流量と出力電圧の関
係を示すグラフ、第５図は本発明を振動センサに適用し
た第２実施例を示す平面図、第６図（ａ）及び山）は圧
力センサの平面図及び中央縦断面図である。 １−・・・−ベース ２−−−−−一・ダイヤフラム
２ａ−・−・・・中央部 ３ａ〜３ｄ−・−・拡散
抵抗 ５−・・−・・・貫通孔 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜（他１名） 第１図（ａ） ２−−−−−−−・−ダイヤフラム ２ａ−−−−−−−・−中夾岬 ３８〜３ｄ −−−−＝ｔＵＩｋＷｓ代５−・−・−−
−・−を連孔 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図（ａ） 第６図（ｂ）
た第１実施例を示す平面図及びＩ−１線断面図、第２図
は本実施例のブリッジの回路図、第３図は本実施例の使
用時の状態を示す断面図、第４図は流量と出力電圧の関
係を示すグラフ、第５図は本発明を振動センサに適用し
た第２実施例を示す平面図、第６図（ａ）及び山）は圧
力センサの平面図及び中央縦断面図である。 １−・・・−ベース ２−−−−−一・ダイヤフラム
２ａ−・−・・・中央部 ３ａ〜３ｄ−・−・拡散
抵抗 ５−・・−・・・貫通孔 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜（他１名） 第１図（ａ） ２−−−−−−−・−ダイヤフラム ２ａ−−−−−−−・−中夾岬 ３８〜３ｄ −−−−＝ｔＵＩｋＷｓ代５−・−・−−
−・−を連孔 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図（ａ） 第６図（ｂ）
Claims (3)
- （１）ダイヤフラム上に形成された抵抗体を有する半導
体センサにおいて、 前記ダイヤフラムの抵抗体が形成されていない部分を切
欠き、貫通孔を設けたことを特徴とする半導体センサ。 - （２）前記貫通孔は抵抗体の形成部を含むダイヤフラム
の中央部の両側に設けられた二つの貫通孔であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体センサ。 - （３）前記貫通孔は抵抗体の形成部を含むダイヤフラム
の中央部が円形となるように切欠かれた貫通孔であり、
ダイヤフラムの中央部が振動自在に支持されていること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体センサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12781485A JPS61285772A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 半導体センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12781485A JPS61285772A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 半導体センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61285772A true JPS61285772A (ja) | 1986-12-16 |
Family
ID=14969324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12781485A Pending JPS61285772A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 半導体センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61285772A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758080A1 (de) * | 1995-08-09 | 1997-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Mikromechanisches Bauelement mit perforierter, spannungsfreier Membran |
| WO1998048330A1 (de) * | 1997-04-22 | 1998-10-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Dosiervorrichtungselement |
-
1985
- 1985-06-12 JP JP12781485A patent/JPS61285772A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758080A1 (de) * | 1995-08-09 | 1997-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Mikromechanisches Bauelement mit perforierter, spannungsfreier Membran |
| WO1998048330A1 (de) * | 1997-04-22 | 1998-10-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Dosiervorrichtungselement |
| US6443014B1 (en) * | 1997-04-22 | 2002-09-03 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E. V. | Proportioner |
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