JPS63228764A - Thin-film pressure sensor - Google Patents

Thin-film pressure sensor

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Publication number
JPS63228764A
JPS63228764A JP6345387A JP6345387A JPS63228764A JP S63228764 A JPS63228764 A JP S63228764A JP 6345387 A JP6345387 A JP 6345387A JP 6345387 A JP6345387 A JP 6345387A JP S63228764 A JPS63228764 A JP S63228764A
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JP
Japan
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pressure
diaphragm
thin film
pressure sensor
patterns
Prior art date
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Pending
Application number
JP6345387A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Inagaki
宏 稲垣
Atsushi Tachika
田近 淳
Asatake Suzuki
朝岳 鈴木
Aki Tabata
亜紀 田畑
Makoto Kamaike
蒲池 誠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP6345387A priority Critical patent/JPS63228764A/en
Publication of JPS63228764A publication Critical patent/JPS63228764A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the characteristics of a sensor by arranging a pressure- sensitive resistance layer pattern in a peripheral section so as to pass on the edge of the thin section of a diaphragm. CONSTITUTION:Resistance layer pressure-sensitive patterns R2, R4 are disposed at the central section of a stainless diaphragm. Pressure-sensitive resistance patterns R1, R3 are arranged so as to run parallel with the patterns R2, R4 and pass on the periphery of a thin section. Accordingly, when uniform pressure is applied to the whole surface of a case (c), strain gages are disposed at a position where strain-stress is minimized on the periphery, and a position where strain-stress is maximized in the vicinity of the center, thus acquiring a linearly high sensor having high sensitivity.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜圧力センサに係り、特にその歪ゲージの
配置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thin film pressure sensor, and particularly to the arrangement of strain gauges thereof.

[従来技術およびその問題点] 半導体技術の進歩に伴い、シリコンやゲルマニウム等の
半導体のもつピエゾ抵抗効果を利用した゛r導導体圧力
シンすが近年注目されている。
[Prior art and its problems] With the progress of semiconductor technology, conductor pressure sinks that utilize the piezoresistance effect of semiconductors such as silicon and germanium have been attracting attention in recent years.

その1つどじて、ステンレスでダイヤフラムを構成し、
このダイヤフラム上に絶縁層を介して感1i(1氏抗層
どしてアモル〕1スシリコン薄膜等の゛L樽休体ヤ膜を
形成した静膜圧力廿ンサが提案されている。
One of them consists of a diaphragm made of stainless steel,
A hydrostatic pressure sensor has been proposed in which a film such as a silicon thin film or the like is formed on the diaphragm via an insulating layer.

例えば、本発明りらの提案(特許61−111377号
〉による薄膜型圧力ピンサ(以下薄膜圧力ヒンリ)は、
第5図(a)および(b)に示づ如く、ステンレス製の
ダイヤフラム1と、該ダイヤフラム1の表面に形成され
た絶縁層としての酸化シリコン(SiO2)I<2と、
この上層にバインタ層としてのp 1−IJのアモルフ
ァスシリコンカーバイド<a−8i c>層3を介して
形成されたn型のマイクロクリスタルシリコン(μc−
s r > m4からなる感圧抵抗層と、該感圧抵抗層
に給電ザるためのアルミニウム層からなる電極配線パタ
ーン5とからなるゲージ都立と、ゲージ都立を被覆保護
するための酸化シリコン層7からなるパッシベーション
膜とから構成されている。
For example, the thin film pressure pincer (hereinafter referred to as thin film pressure pincer) proposed by Rira of the present invention (Patent No. 61-111377) is
As shown in FIGS. 5(a) and (b), a diaphragm 1 made of stainless steel, silicon oxide (SiO2) I<2 as an insulating layer formed on the surface of the diaphragm 1,
N-type microcrystal silicon (μc-
A pressure-sensitive resistance layer consisting of s r > m4, an electrode wiring pattern 5 made of an aluminum layer for feeding power to the pressure-sensitive resistance layer, and a silicon oxide layer 7 for covering and protecting the gauge structure. It is composed of a passivation film consisting of.

そして、ゲージ都立の感圧抵抗層4は4つの感圧抵抗層
パターンR1〜R4から構成されており、これらに給電
するための6つの電極配線パターンE1〜[6を有して
いる。このゲージ部を笠価回路で示すと第6図に示ず如
く、ブリッジ回路を構成しており、圧力に起因した歪に
よる感圧抵抗層の抵抗値変化によって生じる電極配線パ
ターンE2とE5との間の電圧変化を検出することによ
り圧力を測定すようになっている。
The pressure-sensitive resistance layer 4 of the gauge metropolitan area is composed of four pressure-sensitive resistance layer patterns R1 to R4, and has six electrode wiring patterns E1 to [6] for supplying power to these patterns. If this gauge part is shown as a Kasada circuit, it constitutes a bridge circuit as shown in Fig. 6, and the electrode wiring patterns E2 and E5, which are caused by changes in the resistance value of the pressure-sensitive resistor layer due to strain caused by pressure, are connected to each other. Pressure is measured by detecting voltage changes between the two.

プなわら、無負荷時(歪のない時)、各感圧抵抗層パタ
ーンR1〜R4の抵抗値はすべて等しくRとしておく。
In other words, when there is no load (when there is no strain), the resistance values of the pressure-sensitive resistance layer patterns R1 to R4 are all set to be the same R.

仮に、第7図に示す如く圧力Pがダイヤフラム1に作用
したとすると感圧抵抗層パターンR1とR3がダイせフ
ラムの周辺部に、そして感圧抵抗層パターンR2とR4
とが中央部に配される4IllI造となフているため、
感圧抵抗層パターンR1と1<3は圧縮応力を受け、R
+ΔRどなる一方、感圧抵抗層パターンR2とR4は引
っ張り応力を受けてR−△1でとなる。
If pressure P is applied to the diaphragm 1 as shown in FIG.
Because it is a 4IllI structure with and placed in the center,
Pressure-sensitive resistive layer patterns R1 and 1<3 are subjected to compressive stress, R
+ΔR, while the pressure-sensitive resistance layer patterns R2 and R4 receive tensile stress and become R-Δ1.

電極配線パターンEl、E6間にVlnを印加するしの
とすると、無負荷時には4つの感圧抵抗層パターンR1
,R2,R3,R4はすべて等しい故、電極配線パター
ンE2.E5間の電位は等しくこれらの間の電圧はV−
Oである。
Assuming that Vln is applied between the electrode wiring patterns El and E6, the four pressure-sensitive resistance layer patterns R1 when no load is applied.
, R2, R3, and R4 are all equal, so the electrode wiring pattern E2. The potentials between E5 are equal and the voltage between them is V-
It is O.

従って第7図に示す圧力Pの如き負荷がかかったとき、
感圧抵抗層パターンR1,R3は1<トΔ[く、感圧抵
抗層パターンR2,R4はR−△1でとなり、電極配線
パターンE2.E5間の電圧V=2(ΔR/R)・Vl
nとなる。
Therefore, when a load such as the pressure P shown in Fig. 7 is applied,
The pressure-sensitive resistance layer patterns R1 and R3 are 1<tΔ[, and the pressure-sensitive resistance layer patterns R2 and R4 are R−Δ1, and the electrode wiring pattern E2. Voltage between E5 V = 2 (ΔR/R)・Vl
It becomes n.

このようにして負何に応じた電圧が出力され、アンプ部
(図示せず)で増幅等の処理がなされ、外部回路に出力
せしめられる。
In this way, a voltage corresponding to the negative voltage is outputted, subjected to processing such as amplification in an amplifier section (not shown), and outputted to an external circuit.

どころで、ダイヤフラム上への感圧抵抗層パターンすな
わち歪ゲージの配置については、ダイヘアフラム上の応
力分布から、最も高感度を得ることができるように決定
される。
By the way, the arrangement of the pressure-sensitive resistance layer pattern, that is, the strain gauge, on the diaphragm is determined from the stress distribution on the die hair phragm so as to obtain the highest sensitivity.

すなわち、周縁固定の円板に分布の一様な荷重が加わる
とし、ダイヤフラムの半径方向応力σ、。
In other words, assuming that a uniformly distributed load is applied to a disk whose peripheral edge is fixed, the radial stress of the diaphragm, σ, is.

接線方向応力σ。を以下の式より求め、これによって歪
ゲージを配置するようにしていた。
Tangential stress σ. was calculated from the following formula, and the strain gauges were arranged accordingly.

・・・(2) p:荷重 t:円板の板厚 シ:ボアソン比 r:円板の半径 X:中心からの距離 すなわち、半径方向応力σ、および接線方向応力σθは
大々第8図(a)に曲線σ1.σθで示づ如くなる。従
って、第8図(b)に示ず如くダイヤフラム最も応力の
大きくなる位置と、最も小さくなる位置に大々感圧抵抗
量パターンR2,R4とR1,R3とを形成している。
...(2) p: Load t: Thickness of the disk C: Boisson's ratio r: Radius of the disk (a) shows the curve σ1. It becomes as shown by σθ. Therefore, as shown in FIG. 8(b), large pressure-sensitive resistance patterns R2, R4 and R1, R3 are formed at the positions of the diaphragm where the stress is the largest and the position where the stress is the smallest.

すなわち感圧抵抗層パターンR1,R3は、ダイヤフラ
ムの肉薄部の端縁IEよりも内側にI!Ii!置されて
いる。(第8図fc)は、第8図(b)の側面図である
。)しかしながら、このような従来の薄膜圧力セン+y
は、圧力−出力特性の直線性がよくないという問題があ
った。そこで、いろいろな方向からの検問/j−重ねた
結果、次のような事実が判明した。
In other words, the pressure-sensitive resistance layer patterns R1 and R3 are located inside the edge IE of the thin portion of the diaphragm. Ii! It is placed. (FIG. 8fc) is a side view of FIG. 8(b). ) However, such conventional thin film pressure sensor+y
However, there was a problem in that the linearity of the pressure-output characteristics was not good. As a result of repeated inquiries from various directions, the following facts were discovered.

づなわち実際のセンサはダイヤフラム中休で存在づ−る
のではなく、ケースの中に固定されている。
That is, the actual sensor does not exist on a diaphragm, but is fixed inside the case.

このため、ケース収納後の応力分布は、前記(1)およ
び(2)式による応力分布とは多少のずれがあり、歪ゲ
ージは最適位置に配置されていないことがわかった。
For this reason, it was found that the stress distribution after the case was housed was slightly different from the stress distribution according to equations (1) and (2) above, and the strain gauge was not placed at the optimal position.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、歪ゲージ
の位置を最適位置にし、センナ特性の高い薄膜圧力セン
サを促供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to optimize the position of a strain gauge and to provide a thin film pressure sensor with high Senna characteristics.

〔問題点を解決するための手段) そこで本発明では、4つの感圧抵抗層パターンを具えた
薄膜圧力センサの感圧抵抗層の周縁側の2つのパターン
が、互いに点対称であると共にダイヤフラムの肉薄部の
周縁上を通るように配置しでいる。
[Means for Solving the Problems] Accordingly, in the present invention, two patterns on the peripheral side of the pressure-sensitive resistance layer of a thin film pressure sensor having four pressure-sensitive resistance layer patterns are point-symmetrical to each other, and the diaphragm is It is arranged so as to pass over the periphery of the thin part.

(作用) 本発明では、周縁固定の円板に一様分布荷重が加わると
して算出されダイヤフラムの肉薄部の端縁よりも内側に
配置されていた感圧抵抗層のパターン位置に代えて有限
要素法によって算出した位置に配置したものである。す
なわちダイヤフラムが支持uしめられているケースCの
端縁まで延ばしたケース面全体に一様な荷重が加わるも
のとして算出した、周縁の最も応力歪の小さくなる位置
と、中心近傍の最も応力歪の大きくなる位置とに歪ゲー
ジを配設しているため、高感度で直線性の高い薄膜圧力
センサを得ることができる。
(Function) In the present invention, the finite element method is used instead of the pattern position of the pressure-sensitive resistance layer, which is calculated assuming that a uniformly distributed load is applied to a disk whose peripheral edge is fixed, and which is placed inside the edge of the thin part of the diaphragm. It is placed at the position calculated by. In other words, it is calculated that a uniform load is applied to the entire case surface extending to the edge of the case C where the diaphragm is supported, and the position where the stress strain is the smallest on the periphery and the position where the stress strain is the smallest near the center. Since the strain gauge is disposed at the position where the strain gauge increases, a thin film pressure sensor with high sensitivity and high linearity can be obtained.

望ましくは、外側の2つの感圧抵抗層パターンがダイヤ
フラムの肉薄部の周縁上を中心として法線方向に内外等
距離だけ伸長するように形成するとよい。
Preferably, the two outer pressure-sensitive resistance layer patterns are formed so as to extend in the normal direction from the periphery of the thin portion of the diaphragm by equal distances inside and outside.

この場合、第1図(C)に示す如く、有限要素法によっ
て算出した応力分布の最大および最小のピークに人々2
つの感圧抵抗層パターンが配設されている(第1図(a
)(b))ため、フオl−リソ工程でのマスクヂれ等パ
ターン形成時に、わずかな位置ずれが生じた場合にも1
6カの値のずれは小さくて1むことにより、レンサの特
性のずれが大幅に低減され、安定した特性を得ることが
できる。
In this case, as shown in Figure 1 (C), two people are placed at the maximum and minimum peaks of the stress distribution calculated by the finite element method.
Two pressure-sensitive resistance layer patterns are arranged (Fig. 1(a)
)(b)) Therefore, 1
By reducing the deviations in the values of 6 to 1, deviations in the characteristics of the sensor can be significantly reduced and stable characteristics can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図(a)およびfb)は、本発明実施例のa脱圧力
センナのパターン配置を模式的に示す図である。
FIGS. 1(a) and 1(fb) are diagrams schematically showing the pattern arrangement of the a-relief pressure sensor according to the embodiment of the present invention.

この薄膜圧力はン勺は、周縁側の感圧抵抗層パターンの
位置を従来位置よりも外側に位置せしめたことを特徴と
するもので、肉薄部の厚さtが0.64rR*、直径が
4穎のステンレスダイヤフラム(ダイヤフラムの直径は
9m+)11上の中心Oから人々反対方向にr1=0.
2ii離間した位置で、接線方向に伸長する長さ11=
0.3順、幅W1=0.05Hの第2および第4の感圧
抵抗層パターンR2,R4と、この第2および第4の感
圧抵抗層パターンR2,R4と平行でかつ肉薄部の周縁
Eを中心として、法線方向に0.15amずつ伸長する
長さ12=0.3att、幅w2 =0.05闇の第1
および第3の感圧抵抗層パターンR1,R3とを配置し
ている。
This thin film pressure sensor is characterized in that the position of the pressure sensitive resistor layer pattern on the peripheral side is located outside of the conventional position, and the thickness t of the thin part is 0.64rR*, and the diameter is R1=0.
Length 11 extending in the tangential direction at positions 2ii apart =
0.3 order, the second and fourth pressure sensitive resistance layer patterns R2 and R4 with width W1 = 0.05H, and the thin portions parallel to the second and fourth pressure sensitive resistance layer patterns R2 and R4. Length 12 = 0.3att, width w2 = 0.05, extending by 0.15am in the normal direction with the periphery E as the center
and third pressure-sensitive resistance layer patterns R1 and R3.

第2図(a)乃至(f)は、本発明実施例の7iiJI
g!圧カセンサの製造工程図である。
FIGS. 2(a) to 2(f) show 7iiJI of the embodiment of the present invention.
g! It is a manufacturing process diagram of a pressure sensor.

まず、第2図(a)に示す如く、ステンレス製のダイヤ
フラム1の表面に、プラズマCVD法により膜厚約1〜
10虜の酸化シリコン層12を」「積uしめる。このと
きの堆積条件は基板温度550℃シラン(S I H4
)と水素(H2)のガスLLSi 1−14 /H2=
 1/201パワー100Wとした。
First, as shown in FIG. 2(a), a film with a thickness of about 1 to 100 ml is coated on the surface of a stainless steel diaphragm 1 by plasma CVD.
10 layers of silicon oxide layer 12 are deposited.The deposition conditions at this time are a substrate temperature of 550°C, silane (SIH4),
) and hydrogen (H2) gas LLSi 1-14 /H2=
1/201 power 100W.

続いて、プラズマCVD法により、膜厚11JIJのn
型の多結晶シリコン層3′を堆積せしめる。このときの
堆積条件は阜板瀉度550℃、S i +−+ 4/ト
12=1/20〜1/′50、パワー100Wとした。
Next, by plasma CVD method, a film with a thickness of 11JIJ was formed.
A polycrystalline silicon layer 3' of the mold type is deposited. The deposition conditions at this time were a temperature of 550° C., S i +−+ 4/t12=1/20 to 1/′50, and a power of 100 W.

この後、エレクトロンビーム(EB)蒸着法(ベース圧
カフ、 OX 10−6To’rr )によッテ膜厚1
層のアルミニウム層を堆積し、フォトリソエツチング法
によりアルミニウム層パターン14′を形成する。(第
2図(C))ここでアルミニウム層のエツチングにはテ
トラクロルメタン(CCJ!4 )プラズマによる反応
性イオンエツチング(RIE)を用いた。
After this, a film thickness of 1
A layer of aluminum is deposited and an aluminum layer pattern 14' is formed by photolithography. (FIG. 2(C)) Here, reactive ion etching (RIE) using tetrachloromethane (CCJ!4) plasma was used for etching the aluminum layer.

更に、第2図(d)に示す如く、該アルミニウム層パタ
ーン14′をマスクとして、n型の多結晶シリコン層1
3′をデトラフルオルメタン(C「4)を用いた反応性
イオンエツチングにより選択的に除ムシる。
Furthermore, as shown in FIG. 2(d), using the aluminum layer pattern 14' as a mask, an n-type polycrystalline silicon layer 1 is formed.
3' is selectively removed by reactive ion etching using detrafluoromethane (C'4).

そして、感圧抵抗層パターンR1・・・R4となる部分
のn望多結晶シリコン層を露?せしむべく、アルミニウ
ム層を選択的に除去し、更にバッジベージ1ン膜15を
形成し第2図(e)お上び(f)に承り如く、感圧抵抗
層パターン13(R1・・・R4)よ)よび主働配線パ
ターン14(El・・・[6)を具えた1tWtlQ圧
カセンリが完成ぜしめられる。ここで第2図(e)は第
2図(f)のA−A断面を示す図である。
Then, the portions of the n-type polycrystalline silicon layer that will become the pressure sensitive resistance layer patterns R1...R4 are exposed. 2(e) and 2(f), the aluminum layer is selectively removed and a badge 1 film 15 is formed to form pressure sensitive resistor layer patterns 13 (R1...R4). )) and the main wiring pattern 14 (El...[6), a 1tWtlQ pressure sensor is completed. Here, FIG. 2(e) is a diagram showing the AA cross section of FIG. 2(f).

このようにして形成された薄膜圧力センサの出力(縦軸
)−圧力(横軸)特性は、第3図に曲線aで示す如くで
あり、第8図(aHb)(c)で示した従来例の薄膜圧
力センサの出力−圧力特性を示す曲IIbに比べ、直線
性が大幅に改善されている。
The output (vertical axis)-pressure (horizontal axis) characteristic of the thin film pressure sensor formed in this way is as shown by curve a in Fig. 3, and compared to the conventional one shown in Fig. 8 (aHb) and (c). Compared to curve IIb showing the output-pressure characteristics of the example thin film pressure sensor, the linearity is significantly improved.

また、第4図は、出力電圧の直線性からのずれΔV/V
 (%)と圧力(横軸)との関係を示すもので、本発明
の簿膜圧力センサを示す曲線aと従来例の薄膜圧力セン
サを示す曲fI2bとの比較からも、本発明の薄膜圧力
センサによれば直線性が大幅に改善されていることがわ
かる。
In addition, Fig. 4 shows the deviation from linearity of the output voltage ΔV/V
It shows the relationship between (%) and pressure (horizontal axis), and from the comparison between curve a showing the thin film pressure sensor of the present invention and curve fI2b showing the conventional thin film pressure sensor, it can be seen that the thin film pressure of the present invention It can be seen that the linearity of the sensor has been significantly improved.

更に、従来の薄膜圧力セン1ノでは圧力500 Kg/
ruR2フルスケールに対する抵抗値変化△R/Rは、
第2および第4の感圧抵抗層パターンR2゜R4で3%
、第1および第3感圧抵抗層パターンR1,R3でO8
7%であるが、ゲージ位置の改善により本発明の薄膜圧
力センサでは第1および第3の感圧抵抗層パターンR1
,R3で2%になる。このように、感度が大幅に向上す
る。
Furthermore, in the conventional thin film pressure sensor 1, the pressure is 500 kg/
The resistance value change △R/R for ruR2 full scale is:
3% for second and fourth pressure sensitive resistance layer patterns R2°R4
, O8 in the first and third pressure sensitive resistance layer patterns R1 and R3.
7%, but due to the improved gauge position, the thin film pressure sensor of the present invention has the first and third pressure sensitive resistance layer patterns R1
, R3 becomes 2%. In this way, sensitivity is significantly improved.

従って、感度の向上した分だけダイヤフラムの厚さの設
計基準をゆるくでることができるため、耐久性を向上す
ることができる。
Therefore, the design standard for the thickness of the diaphragm can be loosened to the extent that the sensitivity is improved, so that durability can be improved.

第1図(aHb)と第1図(C)とを照合すると明らか
なように、応力分布図におCプる値の最小位置と最大位
首どに感圧抵抗層パターンが配設されているため、直線
性が改善され、また感度が大幅に向上したしのと思われ
る。
As is clear from comparing Figure 1 (aHb) and Figure 1 (C), the pressure-sensitive resistor layer pattern is placed at the minimum and maximum positions of the C value in the stress distribution diagram. It is thought that the linearity has been improved and the sensitivity has also been greatly improved.

〔梵明の効果〕[Effect of Brahma]

以上説明してきたように、本発明によれば、人々点対称
となるように中央部と周縁部とに配設された2組の感圧
抵抗層パターンで、フルブリッジ回路を栴成し、電圧を
印加したときの応力歪に起因する端子間出力変化を測定
することによって、Fj力を測定するようにした薄膜圧
力センυにJ3いて、周縁部の感圧抵抗層パターンが、
ダイヤフラムの肉薄部の端縁上を通るように伸長せしめ
られているため、感度が向上し、出力特性の直線性が大
幅に高められる。
As explained above, according to the present invention, a full-bridge circuit is formed using two sets of pressure-sensitive resistor layer patterns arranged symmetrically in the center and at the periphery. The thin film pressure sensor υ is designed to measure the Fj force by measuring the output change between the terminals due to stress strain when .
Since it is extended so as to pass over the edge of the thin portion of the diaphragm, sensitivity is improved and the linearity of the output characteristics is greatly enhanced.

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

第1図(a)、 fb)は、本発明実施例の薄膜圧力セ
ンサの感圧抵抗層のパターン配置を示づ説明図、第1図
(C)は、有限要素法による応力分布を示す図、第2図
(a)乃至(f)は同薄膜圧カセンサの製造工程図、第
3図は、本発明の薄膜圧力センサと従来例の薄膜圧力セ
ンサの出力−圧力特性の比較図、第4図は、同直線性か
らのずれの比較図、第5図(a)および(b)は従来の
薄膜圧力センサを示1図、第6図は、同センサの等価回
路図、第7図は、同センサの圧力検出のしくみを示す説
明図、第8図(a) (b)(c)は、従来の薄膜圧力
センサの設計に用いられている応力分布と同パターン配
置とを示す説明図である。 1.11・・・ダイヤフラム、2,12・・・酸化シリ
コン層、3・・・バインダ層、4.13・・・感圧抵抗
層(パターン)、5.14・・・電極配線パターン、6
・・・ゲージ部、7,15・・・パッシベーション膜。 第1図(α) 第1図(b) 第1図(C) 第2図(α) 第2図(b) 第2図(C) 第3区 OTOO200300400500 P (kg/mm2) 第4図 第8図(Q) 第8図(b) 第8図(C)
FIGS. 1(a) and fb) are explanatory diagrams showing the pattern arrangement of the pressure-sensitive resistance layer of the thin film pressure sensor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1(C) is a diagram showing the stress distribution obtained by the finite element method. , FIGS. 2(a) to 2(f) are manufacturing process diagrams of the same thin film pressure sensor, FIG. 3 is a comparison diagram of the output-pressure characteristics of the thin film pressure sensor of the present invention and a conventional thin film pressure sensor, and FIG. The figure shows a comparison of deviations from the same linearity. Figures 5 (a) and (b) show a conventional thin film pressure sensor. Figure 1 and Figure 6 are equivalent circuit diagrams of the same sensor. Figure 7 is , an explanatory diagram showing the pressure detection mechanism of the same sensor, and Figs. 8(a), (b), and (c) are explanatory diagrams showing the stress distribution and the same pattern arrangement used in the design of a conventional thin film pressure sensor. It is. 1.11... Diaphragm, 2,12... Silicon oxide layer, 3... Binder layer, 4.13... Pressure sensitive resistance layer (pattern), 5.14... Electrode wiring pattern, 6
... Gauge part, 7, 15... Passivation film. Figure 1 (α) Figure 1 (b) Figure 1 (C) Figure 2 (α) Figure 2 (b) Figure 2 (C) Section 3 OTOO200300400500 P (kg/mm2) Figure 4 Figure 8 (Q) Figure 8 (b) Figure 8 (C)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)円形の肉薄部を有するダイヤフラムの表面に、夫
々1組毎に点対称となるように、中央部と周縁部と2組
の感圧抵抗層パターンを配設してブリッジ回路を構成し
、応力歪に起因する端子間出力の変化を測定することに
より応力を検出するようにした薄膜圧力センサにおいて
、 前記周縁部の感圧抵抗層パターンが、前記ダイヤフラム
の肉薄部の周縁上を通るように配設されていることを特
徴とする薄膜圧力センサ。
(1) A bridge circuit is constructed by arranging two sets of pressure-sensitive resistor layer patterns, one at the center and one at the periphery, on the surface of a diaphragm having a circular thin part so that each set is point symmetrical. , a thin film pressure sensor configured to detect stress by measuring changes in output between terminals due to stress strain, wherein the pressure-sensitive resistor layer pattern at the peripheral edge portion passes over the peripheral edge of the thin portion of the diaphragm. A thin film pressure sensor characterized by being disposed in.
(2)前記周縁部の感圧抵抗層パターンは前記肉薄部の
周縁に中心を有し法線方向に伸張するパターンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の薄膜圧
力センサ。
(2) The thin film pressure according to claim (1), wherein the pressure-sensitive resistance layer pattern of the peripheral portion is a pattern having a center at the peripheral edge of the thin portion and extending in the normal direction. sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3037798A1 (en) 2014-12-26 2016-06-29 Nagano Keiki Co., Ltd. Sensor module and method for producing sensor module

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