JPS63122925A - 半導体圧力センサ - 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） 本発明は半導体圧力センサに関するものである。

更に詳述すれば、半導体圧力センサにおける外乱力から
の絶縁に関するものである。

（従来の技術） 第６図、第７図は従来より一般に使用されている従来例
の構成説明図で、第６図は斜視図、第７図は第６図の断
面斜視図である。

図において、１は半導よりなるセンサチップである。こ
の場合はシリコンよりなる。１１はセンサチップ１にダ
イアフラム１２を形成する凹部である。２はダイアフラ
ム１２に設けられたピエゾ抵抗ゲージである。３はセン
サチップ１に一端が接続されたガラス材よりなる基部で
ある。

以上の構成において、凹部１１に基準圧Ｐｓが導入され
、ダイアフラム１２の外表面に測定圧Ｐｍが加わると、
ピエゾ抵抗ゲージ２より測定圧に対応した電気出力信号
が得られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第６図第７図従来装置においては、半導
体よりなるセンサチップ１をガラス材よりなる基部３に
取付けるのであるが、Ｊ！！ｉ材料との接合の結果、周
囲温度の変化等により熱膨張係数の違いに基づき、ダイ
アフラム１２に歪みを伝達する事になる。これは外乱力
として、ピエゾ抵抗ゲージ２に測定誤差を生ずることに
なる。このため、この歪みをダイアフラム１２に伝えな
いようにするために、センサチップｌのダイアフラム１
２以外の部分の肉厚を厚くすることにより、接合部とピ
エゾ抵抗ゲージ２との間の距離をとるよりチップｌの加
工法も複雑であった。

本発明は、この問題点を解決するものである。

本発明の目的は、周囲温度等の変化に基づく外乱力たる
歪みの歪みゲージへの伝達を防止し、しかも加工法の簡
単な精度の良好で安価な半導体圧力センサを提供するに
ある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明は、半導体からなる
板状のセンサチップと、該センサチップの一面より設け
られ該センサチップにダイアフラムを形成する凹部と、
該凹部に一端が接続され前記センサチップの一面に沿っ
て設けられた導圧溝と、前記センサチップに該導圧溝部
分を残し前記ダイアフラムを囲んで前記一面に直交して
形成された第１打抜き溝と、前記ダイアフラムに設けら
れた歪ゲージと、前記センサチップの一面に一面が接し
て設けられた半導体よりなる板状の基板と。

該基板に前記第１打抜き溝に対応して設けられた第２打
抜き溝と、前記基板に設けられ前記導圧溝の他端に一端
が連通ずる導圧孔と、前記基板の他面に一面が接して設
けられセラミックあるいはガラスよりなる基台と、前記
第２打抜き溝と前記ダイアフラムに対応して該基台に設
けられた第２凹部と、前記基台に設けられ前記導圧孔の
他Ａ′ａに一端が接続され他端が該基台の他面に開口す
る連通孔とを具備してなる半導体圧力センサを構成した
ものである。

（作用） 以上の構成において、凹部に一方の圧力が導入され、ダ
イアフラムの外表面に他方の圧力が加わると、歪ゲージ
より同圧力の差に対応した電気信号出力が得られる。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例の構成説明図である。

図において、４は、第２図に示す如く、半導体からなる
板状のセンサチップで、この場合は、シリコン材よりな
り円板状をなしている。４１はセンサチップ１の一面よ
り設けられ、センサチップ４にダイアフラム４２を形成
する凹部である。

４３は凹部４１に一端が接続されセンサチップの一面に
沿って設けられた導圧溝である。４４はセンサチップ４
に導圧溝４３部分を残しダイアフラム４２を囲んでセン
サチップ４の一面に直交して形成された第１打抜き溝で
ある。５は、第１図に示す如く、ダイアフラム４２に設
けられた歪ゲージである。６はセンサチップ１の一面に
一面が接して設けられた半導体よりなる板状の基板であ
る。

この場合はシリコン材が用いられている。６１は基板６
に第１打抜き溝１４に対応して設けられた第２打抜き溝
である。６２は基板６に設けられ導圧溝４３の他端に一
端が連通される導圧孔である。

７は第４図に示す如く、基板６の他面に一面が接して設
けられセラミックあるいはガラスよりなる基台である。

７１は第２打抜き溝６１とダイアフラム４２に対応して
基台７に設けられた第２凹部である。７２は基台７に設
けられ導圧孔６２の他端に一端が接続され他端が基台７
の他面に開口する連通孔である。８は金属材よりなる支
持体である。

以上の構成において、凹部４１に一方の圧力Ｐ。

が導入され、ダイアフラム４２の外表面に他方の圧力Ｐ
２が加わると、歪ゲージ５により同圧力の差に対応した
電気信号出力が得られる。この場合、圧力Ｐ、を大気開
放とすればゲージ圧が得られ、圧力Ｐ１を真空にすれば
、絶対圧力が得られる。

この場合、ダイアフラム４２は、第１打抜き溝４４、第
２打抜き溝６１と第２凹部７１とにより片持ちはり状に
支持されているので、半導体よりなるセンサチップ４．
基板６とセラミックあるいはガラスよりなる基台との異
材料接合により、周囲温度の変化等に基づく熱膨張係数
の違いにより、ダイアフラム４２に歪が伝達されること
がない。

したがって、これが外乱力として、歪ゲージ５の測定結
果に作用することがなく、測定誤差を生ずることがない
。

なお、凹部４１．導圧溝４３．第１．第２打抜き溝４４
，６１．導圧孔６２は、たとえば異方性エツチング等に
より精度よく微細加工、大量生産化が可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、半導体からなる板状の
センサチップと、該センサチップの一面より設けられ該
センサチップにダイアフラムを形成する凹部と、該凹部
に一端が接続され前記センサチップの一面に沿って設け
られた導圧溝と、前記センサチップに該導圧溝部分を残
し前記ダイアフラムを囲んで前記一面に直交して形成さ
れた第１打抜き溝と、前記ダイアフラムに設けられた歪
ゲージと、前記センサチップの一面に一面が接して設け
られた半導体よりなる板状の基板と、該基板に前記第１
打抜き溝に対応して設けられた第２打抜き溝と、前記基
板に設けられ前記導圧溝の他端に一端が連通する導圧孔
と、前記基板の他面に一面が接して設けられセラミック
あるいはガラスよりなる基台と、前記第２打抜き溝と前
記ダイアフラムに対応して該基台に設けられた第２凹部
と、前記基台に設けられ前記導圧孔の他端に一端が接続
され他端が該基台の他面に開口する連通孔とを具備して
なる半導体圧力センサを構成したので、ダイアフラムは
センサチップに片持ちぼり状に支持され、基板と基台と
の接合部より機械的に絶縁されているので、接合部から
の外乱力の影響を受けることなく、周囲温度の変化等の
影響を受けない温度特性が良好で精度のよい装置を得る
ことができる、また、センサチップと基板とは異方性エ
ツチング等の加工法が利用できるので、寸法精度がよく
、安価な装置が得られる。

したがって、本発明によれば、温度特性等が良好で、精
度が良く、安価な半導体圧力センサを実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２図、第３
図、第４図、第５図は第１図の部品説明図、第６図、第
７図は従来より一般に使用されている従来例の構成説明
図で、第６図は斜視図、第７図は第６図の断面斜視図で
ある。 ４・・・センサチップ、４１・・・凹部、４２・・・ダ
イアフラム、４３・・・導圧溝、４４・・・第１打抜き
溝、５・・・歪ゲージ、６・・・基板、６１・・・第２
打抜き溝、６２・・・導圧孔、７・・・基台、７１・・
・第２凹部、７２・・・連通孔、８・・・支持体。 第１図 ■ ２ｔＬｆＪ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体からなる板状のセンサチップと、該センサチッ
   プの一面より設けられ該センサチップにダイアフラムを
   形成する凹部と、該凹部に一端が接続され前記センサチ
   ップの一面に沿って設けられた導圧溝と、前記センサチ
   ップに該導圧溝部分を残し前記ダイアフラムを囲んで前
   記一面に直交して形成された第１打抜き溝と、前記ダイ
   アフラムに設けられた歪ゲージと、前記センサチップの
   一面に一面が接して設けられた半導体よりなる板状の基
   板と、該基板に前記第１打抜き溝に対応して設けられた
   第２打抜き溝と、前記基板に設けられ前記導圧溝の他端
   に一端が連通する導圧孔と、前記基板の他面に一面が接
   して設けられセラミックあるいはガラスよりなる基台と
   、前記第２打抜き溝と前記ダイアフラムに対応して該基
   台に設けられた第２凹部と、前記基台に設けられ前記導
   圧孔の他端に一端が接続され他端が該基台の他面に開口
   する連通孔とを具備してなる半導体圧力センサ。