KR101257608B1 - 정전 용량형 압력 센서 - Google Patents
정전 용량형 압력 센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101257608B1 KR101257608B1 KR1020117017457A KR20117017457A KR101257608B1 KR 101257608 B1 KR101257608 B1 KR 101257608B1 KR 1020117017457 A KR1020117017457 A KR 1020117017457A KR 20117017457 A KR20117017457 A KR 20117017457A KR 101257608 B1 KR101257608 B1 KR 101257608B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- diaphragm
- sensor
- pressure
- chamber side
- sensor diaphragm
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 51
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 62
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 29
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 25
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 10
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0075—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
Abstract
본 발명은, 피측정 매체가 감압 다이어프램에 부착되어 퇴적한 경우라도 감압 다이어프램의 휘어짐을 억제하여 영점 시프트를 억제하도록 한 정전 용량형 압력 센서를 제공하는 것을 과제로 한다.
피측정 매체의 압력에 따른 정전 용량을 검출하는 다이어프램 구조의 압력 센서칩을 구비한 본 발명의 정전 용량형 압력 센서(10)에서는, 압력 센서의 센서 다이어프램(111)의 일면(111b)은 피측정 매체를 도입하는 압력 도입실측을 이루고, 타면(111a)은 커패시터부를 형성하는 커패시터실측을 이루며, 센서 다이어프램은 커패시터실측의 다이어프램 고정부(16, 17)와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부(111f)로부터 중앙부(111g)를 향해 강성이 낮아진다.
피측정 매체의 압력에 따른 정전 용량을 검출하는 다이어프램 구조의 압력 센서칩을 구비한 본 발명의 정전 용량형 압력 센서(10)에서는, 압력 센서의 센서 다이어프램(111)의 일면(111b)은 피측정 매체를 도입하는 압력 도입실측을 이루고, 타면(111a)은 커패시터부를 형성하는 커패시터실측을 이루며, 센서 다이어프램은 커패시터실측의 다이어프램 고정부(16, 17)와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부(111f)로부터 중앙부(111g)를 향해 강성이 낮아진다.
Description
본 발명은 피측정 매체의 압력에 따른 정전 용량을 검출하는 다이어프램 구조의 압력 센서칩을 구비한 정전 용량형 압력 센서에 관한 것이다.
종래부터 피측정 압력의 변화를 정전 용량의 변화로서 검출하는 격막식의 압력 센서는 널리 알려져 있다. 이러한 압력 센서의 일례로서, 진공 챔버와 격막 진공계와의 연통 구멍에 필터를 씌움으로써, 미반응 생성물이나 부반응 생성물 및 파티클 등이 진공 챔버로부터 진공계 내에 들어가는 것을 방지하여, 이들 퇴적 성분이 격막 센서를 구성하는 감압 다이어프램에 부착되어 퇴적하는 것을 방지하도록 한 격막식 센서가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
상기 구성의 격막식 센서에 있어서는, 피측정 매체에 포함되는 미반응 생성물이나 부반응 생성물 및 파티클 등이며 직진성이 높은 퇴적 성분의 감압 다이어프램에의 부착을 회피하는 것은 가능하지만, 측정압을 감압 다이어프램으로 유도해야 하는 필요상, 필터에 의해 퇴적 성분을 완전히 배제하는 것은 불가능하다.
이러한 피측정 매체 중의 퇴적 성분의 일부가 감압 다이어프램과 접촉하는 면에 퇴적하면, 감압 다이어프램을 일방향으로 휘게 하여, 영점 시프트(영점 이동)가 발생한다. 즉, 감압 다이어프램에 부착된 퇴적물은, 그 성분에 따라서 부착 후에 압축 응력 또는 인장 응력 등의 내부 응력을 발생시고, 이에 따라 감압 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 측도 인장되거나 압축되어, 감압 다이어프램의 두께 방향에서의 힘의 밸런스가 무너진다. 이에 따라, 피측정 매체측 또는 이것과 반대측이 볼록 형상이 되도록 감압 다이어프램에 휘어짐이 발생한다.
피측정 매체마다 상이한 퇴적물과 감압 다이어프램의 재료를 항상 일치시키는 것은 불가능하고, 또한 퇴적물과 감압 다이어프램의 원자의 배열이, 마이크로적으로 완전히 일치하는 일은 드물기 때문에, 퇴적물은, 통상 전술한 바와 같이 수축 또는 신장을 발생시키게 된다. 그리고, 감압 다이어프램의 휘어짐은, 감압 다이어프램에 퇴적하는 퇴적물이 많아질수록 커진다.
정전 용량형 압력 센서에 있어서는, 감압 다이어프램의 휘어짐에 의해 변화하는 정전 용량에 기초하여 압력차를 검출하고 있기 때문에, 전술한 현상에 의해 감압 다이어프램의 양측에서 압력차가 없는 상태라도, 「차가 있다」라고 하는 신호를 검출하게 되어, 이른바 영점 시프트라고 불리는 영점 오차를 발생시키게 된다. 이 때문에, 측정 오차를 발생시킨다는 문제가 발생한다. 이에 따라, 감압 다이어프램, 즉 격막식 센서의 교환 빈도가 높아지고, 내구성의 저하 및 비용이 높아진다는 문제도 발생한다.
본 발명의 목적은, 피측정 매체가 감압 다이어프램에 부착되어 퇴적한 경우라도 감압 다이어프램의 휘어짐을 억제하여 영점 시프트를 가능한 한 발생시키지 않도록 한 정전 용량형 압력 센서를 제공하는 것에 있다.
(1) 전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 정전 용량형 압력 센서는, 피측정 매체의 압력에 따른 정전 용량을 검출하는 압력 센서칩을 구비한 정전 용량형 압력 센서에 있어서, 상기 압력 센서의 센서 다이어프램의 일면은 상기 피측정 매체를 도입하는 압력 도입실측을 이루고, 타면은 커패시터부를 형성하는 커패시터실측을 이루며, 상기 센서 다이어프램은, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 강성이 낮아지는 것을 특징으로 한다.
커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부보다 중앙부의 센서 다이어프램의 강성을 낮게 함으로써, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있어, 압력 센서의 영점 시프트를 억제할 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 이하의 양태를 갖추고 있어도 된다.
(2) 상기 (1)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 센서 다이어프램은, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 두께가 얇아지는 것.
상기 (2)의 양태에 따르면, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부보다도 중앙부의 두께를 둘레 가장자리의 두께보다 얇게 함으로써 중앙부의 강성을 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있다.
(3) 상기 (2)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 센서 다이어프램은, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 연속적으로 두께가 얇아지는 것.
상기 (3)의 양태에 따르면, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 센서 다이어프램의 중앙부를 향해 연속적으로 두께가 얇아지도록(테이퍼 형상으로 얇게 하도록) 형성함으로써, 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 강성을 연속적으로 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있다.
(4) 상기 (2)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 센서 다이어프램은, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 단계적으로 두께가 얇아지는 것.
상기 (4)의 양태에 따르면, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 센서 다이어프램의 중앙부를 향해 단계적으로 얇아지도록(계단 형상으로 얇아지도록 형성) 함으로써, 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 강성이 순차적으로 낮아지게 할 수 있다.
(5) 상기 (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 센서 다이어프램은 상기 압력 도입실측의 피측정 매체 도입 방향에서 보아, 소정의 리세스를 갖는 것.
상기 (5)의 양태에 따르면, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 소정의 리세스를 형성함으로써, 센서 다이어프램에 피측정 매체 중의 퇴적 성분이 부착되어 퇴적한 경우에, 이 퇴적물을 리세스에 따른 퇴적편으로 분단한다. 그 결과, 종래에서는, 퇴적물의 내부 응력이 피측정 매체의 성분에 따라 센서 다이어프램에 작용하는 인장력 또는 압축력으로서 발생되고 있었으나, 본 발명에 따르면 그 인장력과 압축력을 경감하여, 이 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 두께 방향의 휘어짐을 억제한다.
(6) 상기 (5)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 센서 다이어프램은, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부 방향을 향해 연속하는 소정 깊이의 리세스를 갖고, 상기 리세스의 폭이 상기 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해, 단계적으로 넓어지는 것.
상기 (6)의 양태에 따르면, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 연속하는 소정 깊이의 리세스를 갖고, 리세스의 폭을 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 단계적으로 넓게 함으로써, 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 강성을 연속적으로 낮게 할 수 있다. 또한, 센서 다이어프램에 피측정 매체 중의 퇴적 성분이 부착되어 퇴적한 경우에, 이 퇴적물을 계단 형상의 퇴적편으로 분단한다. 그 결과, 종래에는, 퇴적물의 내부 응력이 피측정 매체의 성분에 따라 센서 다이어프램에 작용하는 인장력 또는 압축력으로서 발생하고 있었으나, 본 발명에 따르면 그 인장력과 압축력을 경감하여, 이 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 두께 방향의 휘어짐을 억제한다.
(7) 상기 (1)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 상기 센서 다이어프램의 둘레 가장자리부와 상기 센서 다이어프램의 중앙부는 상이한 재료로 이루어지고, 상기 중앙부의 재료는, 상기 둘레 가장자리부의 재료보다 강성이 낮은 재료인 것.
상기 (7)의 양태에 따르면, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부와 중앙부가 상이한 재료로 이루어지고, 중앙부의 재료는, 둘레 가장자리부의 재료보다 강성이 낮은 재료로 함으로써, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있어, 압력 센서의 영점 시프트를 억제할 수 있다.
(8) 상기 (1)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 상기 센서 다이어프램의 둘레 가장자리부는 동일 재료로 구성되고, 상기 센서 다이어프램의 중앙부는 상이한 재료로 이루어지는 이층 구조로 하여, 상기 센서 다이어프램의 압력 도입실측은 상기 둘레 가장자리부와 동일 재료로 이루어지고, 또한 상기 센서 다이어프램의 커패시터실측은 상기 둘레 가장자리부의 재료보다 강성이 낮은 재료로 이루어지는 것.
상기 (8)의 양태에 따르면, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부는 동일 재료로 구성되고, 중앙부는 상이한 재료로 이루어지는 이층 구조로 하여, 센서 다이어프램의 압력 도입실측은 둘레 가장자리부와 동일 재료이고, 또한 센서 다이어프램의 커패시터실측은 둘레 가장자리부의 재료보다 강성이 낮은 재료로 함으로써, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있다.
(9) 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 강성은, 상기 재료의 영률과 포아송비로부터 정해지는 것.
상기 (9)의 양태에 따르면, 둘레 가장자리부와 중앙부의 재질이 상이한 이층 구조의 센서 다이어프램의 강성을 각 재료의 영률과 포아송비로부터 정함으로써, 중앙부의 강성을 둘레 가장자리부의 강성보다 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있다.
(10) 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 센서 다이어프램의 상기 둘레 가장자리부의 재료는 사파이어이고, 상기 중앙부의 재료는 석영유리인 것.
상기 (10)의 양태에 따르면, 다이어프램의 둘레 가장자리부의 재료를 사파이어로 하고, 중앙부의 재료를 사파이어보다 강성이 낮은 석영유리로 함으로써, 중앙부의 강성을 둘레 가장자리부의 강성보다 낮게 할 수 있다.
(11) 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 정전형 압력 센서에 있어서, 상기 센서 다이어프램은 상기 압력 도입실측의 피측정 매체 도입 방향에서 보아, 소정의 리세스를 갖는 것.
상기 (11)의 양태에 따르면, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 소정의 리세스를 형성함으로써, 센서 다이어프램에 피측정 매체 중의 퇴적 성분이 부착되어 퇴적한 경우에, 이 퇴적물을 리세스에 따른 퇴적편으로 분단한다. 그 결과, 종래에서는, 퇴적물의 내부 응력이 피측정 매체의 성분에 따라 센서 다이어프램에 작용하는 인장력 또는 압축력으로서 발생하고 있었으나, 본 발명에 따르면 이러한 인장력과 압축력을 경감하여, 이 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 두께 방향의 휘어짐을 억제한다.
센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 퇴적 성분이 부착되어 퇴적해도 퇴적물의 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있어, 압력 센서의 영점 시프트를 억제할 수 있다. 또한, 센서 다이어프램의 구성을 간략화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 정전 용량형 압력 센서의 압력 센서칩을 부분적으로 도시하는 일부 단면 사시도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 압력 센서칩의 일부 단면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 압력 센서칩의 오목부 바닥면의 일부 확대도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 다른 예를 도시하는 설명도이다.
도 6은 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램의 다른 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 8은 실시형태 2에 따른 압력 센서칩의 일부 단면도이다.
도 9는 실시형태 2에 따른 압력 센서칩의 하면의 일부 확대도이다.
도 10은 실시형태 2에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 11은 실시형태 2에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 다른 예를 도시하는 설명도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 압력 센서칩의 일부 단면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 압력 센서칩의 오목부 바닥면의 일부 확대도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 다른 예를 도시하는 설명도이다.
도 6은 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 실시형태 1에 따른 센서 다이어프램의 다른 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 8은 실시형태 2에 따른 압력 센서칩의 일부 단면도이다.
도 9는 실시형태 2에 따른 압력 센서칩의 하면의 일부 확대도이다.
도 10은 실시형태 2에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 11은 실시형태 2에 따른 센서 다이어프램에 피측정 매체의 퇴적 성분이 부착되어 휘어진 상태의 다른 예를 도시하는 설명도이다.
다음으로 본 발명의 적합한 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에 도시되는 구조는 예시이며, 치수 및 비율에 한정은 없고, 사양에 따라 적절하게 설계 변경하여 이용하는 것이 가능하다. 또한, 도면 사이에서 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이기로 하고, 설명을 적절하게 생략한다.
(실시형태 1)
이하, 본 발명의 실시형태 1에 따른 정전 용량형 압력 센서(이하 간단히, 「압력 센서」라고 함)에 대해서 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시형태 1의 개요를 설명하면, 압력 센서칩을 구성하는 센서 다이어프램의 커패시터실측의 고정부와 경계를 이루는 둘레 가장자리부와 중앙부의 형상을 변경함으로써 실현한다. 기본적 구성으로서, 중앙부의 두께를 둘레 가장자리부보다 얇게 함으로써, 중앙부의 강성을 둘레 가장자리부의 강성보다 낮게 한다.
[압력 센서의 구조]
도 1은 본 발명의 정전 용량형 압력 센서의 기본이 되는 압력 센서의 압력 센서칩의 절결 단면도를 도시하는 것이며, 압력 센서(10)는, 도시하지 않은 패키지 내에 수용된 대좌 플레이트(11)와, 마찬가지로 패키지 내에 수용되고 대좌 플레이트(11)에 접합된 압력 센서칩(20)과, 상기 패키지에 직접 부착되고 상기 패키지의 내외를 도통(導通) 접속하는 도시하지 않은 전극 리드부를 구비하고 있다. 또한, 대좌 플레이트(11)는, 상기 패키지에 대하여 이격되어 있고, 지지 다이어프램(15)만을 통해 상기 패키지에 지지되어 있다. 상기 패키지는, 내식성 금속인 예컨대 니켈 합금으로 이루어지고, 각각 용접에 의해 접합되어 있다.
지지 다이어프램(15)은 상기 패키지의 형상에 맞춘 외형 형상을 갖는 니켈 합금의 박판으로 이루어지고, 주위 가장자리부는 상기 패키지의 하부 하우징과 상부 하우징의 가장자리부에 끼워져 용접 등에 의해 접합되어 있다.
또한, 지지 다이어프램(15)의 두께는, 예컨대 본 실시형태의 경우 수십 ㎛이며, 대좌 플레이트(11)를 형성하는 하부 대좌 플레이트(12), 상부 대좌 플레이트(13)보다 충분히 얇은 두께로 되어 있다. 또한, 지지 다이어프램(15)의 중앙 부분에는, 압력 센서칩(20)으로 압력을 유도하기 위한 압력 도입 구멍(15a)이 형성되어 있다.
지지 다이어프램(15)의 양면에는, 지지 다이어프램(15)과 상기 패키지의 접합부로부터 둘레 방향 전체에 걸쳐 어느 정도 이격된 위치에 산화알루미늄의 단결정체인 사파이어로 이루어지는 얇은 링 형상의 하부 대좌 플레이트(12)와 상부 대좌 플레이트(13)가 접합되어 있다.
또한, 대좌 플레이트(12, 13)는, 지지 다이어프램(15)의 두께에 대하여 전술한 바와 같이 충분히 두껍게 되어 있고, 또한 지지 다이어프램(15)을 두 대좌 플레이트(12, 13)에 이른바 샌드위치 형상으로 끼워 넣는 구조를 갖고 있다. 이에 따라, 지지 다이어프램(15)과 대좌 플레이트(11)의 열팽창률의 차이에 의해 발생하는 열 응력에 의해 이 부분이 휘어지는 것을 방지하고 있다.
또한, 상부 대좌 플레이트(13)에는 산화알루미늄의 단결정체인 사파이어로 만들어진 상면에서 보아 직사각형 형상의 압력 센서칩(20)이 접합 후에 스페이서(16)나 상부 대좌 플레이트(13)와 동일한 재료로 변화하는 산화알루미늄 베이스의 접합재를 통해 접합되어 있다. 한편, 이 접합 방법에 대해서는, 일본 특허 공개 제2002-111011호 공보에 있어서 상세히 기재되어 있기 때문에, 여기서의 상세한 설명을 생략한다.
압력 센서칩(20)은, 평면도에서 보아 직사각형 형상의 박판으로 이루어지는 스페이서(16)와, 스페이서(16)에 접합되고 또한 압력의 인가에 따라 변형이 발생하는 감압 다이어프램으로서의 센서 다이어프램(111)과, 외형이 스페이서(16)와 동일하고 센서 다이어프램(111)에 접합되어 진공의 용량실(레퍼런스실)(20A)을 형성하는 센서 대좌(17)를 갖고 있다. 센서 대좌(17)는, 하면에 원형의 구멍 형상을 이루는 함몰부(17a)가 형성되어 있고, 이 함몰부(17a)가 용량실(20A)로 되어 있다. 또한, 진공의 용량실(20A)과 압력 센서칩(20)을 수용하는 상기 패키지 내의 기준 진공실은 센서 대좌(17)의 적소에 뚫려 마련된 도시하지 않은 연통 구멍을 통해 양방 모두 동일한 진공도를 유지하고 있다. 또한, 스페이서(16)에는 구멍(16a)이 형성되어 있다. 센서 대좌(17)의 함몰부(17a)와 스페이서(16)의 구멍(16a)은, 대략 동일한 직경인 것이 바람직하다.
스페이서(16), 센서 다이어프램(111), 및 센서 대좌(17)는 이른바 직접 접합에 의해 서로 접합되어, 일체화된 압력 센서칩(20)을 구성하고 있다. 또한, 압력 센서칩(20)의 용량실(20A)에는, 센서 대좌(17)의 함몰부(17a)에 백금 등의 도체로 만들어진 감압측 고정 전극(21), 참조측 고정 전극(22)이 형성되어 있고, 이것과 대향하는 센서 다이어프램(111)의 표면(상면)(111a) 상에 백금 등의 도체로 만들어진 감압측 가동 전극(23), 참조측 가동 전극(24)이 형성되어 있다.
또한, 감압측 고정 전극(21)은, 함몰부(17a)의 중앙부에 평면도에서 보아 원형을 이루어 형성되고, 참조측 고정 전극(22)은 감압측 고정 전극(21)과 이격되어 그 주위를 대략 둘러싸도록 평면도에서 보아 원호를 이루며 동심 형상으로 형성되어 있다.
또한, 감압측 가동 전극(23) 및 참조측 가동 전극(24)은, 각각 감압측 고정 전극(21) 및 참조측 고정 전극(22)과 대향 배치되도록 각각 대응하는 형상을 이루어 센서 다이어프램(111)의 용량실(20A)측 표면(상면)(111a)에 형성되어 있다. 그리고, 감압측 고정 전극(21)과 감압측 가동 전극(23)은, 압력에 대하여 고감도이며, 압력 측정을 행하는 역할을 담당하는 한편, 참조측 고정 전극(22)과 참조측 가동 전극(24)은 압력에 대하여 저감도이며 전극 사이의 유전율을 보정하는 역할을 담당하고 있다.
또한, 압력 센서칩(20)의 상면 4코너에는, 각각 전극 취출용 패드가 증착되어 있다. 이들 전극 취출용 패드는, 감압측 고정 전극 취출용 패드(25), 감압측 가동 전극 취출용 패드(26), 참조측 고정 전극 취출용 패드(27), 참조측 가동 전극 취출용 패드(28)이다. 그리고, 감압측 고정 전극(21)과 감압측 고정 전극 취출용 패드(25)는 전극 취출 구멍에 성막(成膜)된 도체를 통해 전기적으로 접속되어 있다.
마찬가지로, 참조측 고정 전극(22)과 참조측 고정 전극 취출용 패드(27), 감압측 가동 전극(23)과 감압측 가동 전극 취출용 패드(26), 참조측 가동 전극(24)과 참조측 가동 전극 취출용 패드(28)도 각각 전극 취출 구멍에 성막된 도체를 통해 개별적으로 전기적으로 접속되어 있다.
상기 전극 리드부는, 각 전극 취출용 패드에 대응하여 4개 마련되고, 전극 리드핀과 금속제의 실드를 구비하며, 전극 리드핀은 금속제의 실드에 유리 등의 절연성 재료로 이루어지는 허메틱 시일(hermetic seal)에 의해 그 중앙 부분이 매설되어, 전극 리드핀의 양단부 사이에서 기밀 상태를 유지하고 있다.
그리고, 전극 리드핀의 일단은 상기 패키지의 외부로 노출되어 도시하지 않은 배선에 의해 압력 센서(10)의 출력을 외부의 신호 처리부에 전달하도록 되어 있다. 또한, 상기 실드와 패키지의 커버 사이에도 허메틱 시일이 개재되어 있다.
[실시형태 1에 따른 센서 다이어프램의 구조]
다음으로, 도 2를 참조하면서, 본 발명에 관련되는 센서 다이어프램(111)의 구조에 대해서 설명한다. 센서 다이어프램(111)은, 외형이 스페이서(16)의 외형과 동일한 판체를 이루며, 도 2에 있어서 하측의 면, 즉 피측정 매체와 접촉하는 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면)의 면(하면)(111b)에는 원형의 오목부(리세스)(111c)가 형성되어 있다. 오목부(111c)의 개구부의 크기는, 센서 다이어프램(111)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 영역의 직경의 대략 절반 정도이며, 오목부(111c)의 개구부의 깊이는 판 두께의 1/10 정도이다. 또한, 오목부(111c)의 개구부의 크기와 깊이의 조합은, 본 실시예에 한정되는 것은 아니며, 오목부(111c)의 개구부의 크기(개구 영역의 치수)에 대하여, 최적의 깊이가 설계된다.
또한, 도 3에 일부 확대하여 도시하는 바와 같이, 오목부(111c)의 바닥면(111d)에는 센서 대좌(17)의 함몰부(17a) 및 스페이서(16)의 구멍(16a)의 내주면과 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부까지 전면(全面)에 걸쳐, 미세한 요철(111e)이 형성되어 있다. 이 요철(111e)은, 공지의 마이크로머시닝 기술에 의해 형성된다. 센서 다이어프램(111)은, 전술한 바와 같이 사파이어에 의해 형성되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니며 다른 부재, 예컨대 내식성을 갖는 니켈 합금을 사용해도 된다.
센서 다이어프램(111)은, 커패시터실측의 센서 대좌(17), 압력 도입실측의 스페이서(16) 사이에 샌드위치 형상으로 협지(挾持)되고, 둘레 가장자리부가 이들 센서 대좌(17), 스페이서(16)의 단부면(17b, 16b)에 접합 고정되어 있다. 따라서, 센서 다이어프램(111)은, 이 센서 다이어프램(111)의 고정부로서의 센서 대좌(17)의 원형의 함몰부(17a), 스페이서(16)의 구멍(16a)과의 경계를 이루는 둘레 가장자리부(111f)로부터 오목부(111c)까지의 영역의 두께보다 중앙부(111g)의 두께가 얇게 되어 있다. 즉, 센서 다이어프램(111)은, 둘레 가장자리부(111f)의 강성보다 중앙부(111g)의 강성이 낮게 되어 있다.
도 4는 센서 다이어프램(111)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(111b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적하여, 센서 다이어프램(111)의 둘레 가장자리부(111f)의 영역[오목부(111c)의 외측의 영역]이 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면)(도면 중 하방)을 향해 약간 휘어지고(신장하고), 중앙부(111g)의 영역[오목부(111c)의 영역]이 커패시터실측[용량실(20A)](도면 중 상방)을 향해 약간 휘어진(수축한) 상태를 도시한다.
또한, 도 5는 센서 다이어프램(111)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(111b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적하여, 센서 다이어프램(111)의 둘레 가장자리부(111f)의 영역[오목부(111c)의 외측의 영역]이 커패시터실측[용량실(20A)](도면 중 상방)을 향해 약간 휘어지고(수축하고), 중앙부(111g)의 영역[오목부(111c)의 영역]이 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면)(도면 중 하방)을 향해 약간 휘어진(신장한) 상태를 도시한다.
전술한 바와 같이 피측정 매체마다 상이한 퇴적물과 센서 다이어프램(111)의 재료를 항상 일치시키는 것은 불가능하고, 또한 퇴적물과 센서 다이어프램의 원자의 배열이 마이크로적으로 완전히 일치하는 일은 드물기 때문에, 퇴적물은, 통상 전술한 바와 같이 수축 또는 신장을 발생시키게 된다. 그리고, 감압 다이어프램의 휘어짐은, 감압 다이어프램에 퇴적하는 퇴적물이 많아질수록 커진다. 따라서, 센서 다이어프램(111)의 휘어짐은, 상기 센서 다이어프램(111)의 재질 및 피측정 매체의 종류에 따라 도 4 또는 도 5에 도시하는 바와 같이 휘어지게 된다.
이와 같이, 센서 다이어프램(111)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(111b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적한 경우라도, 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)의 수축 또는 신장에 기인하는 센서 다이어프램(111)의 일방향으로의 휘어짐을 억제함으로써, 대향하는 감압측 고정 전극(21)과 감압측 가동 전극(23), 참조측 고정 전극(22)과 참조측 가동 전극(24)의 간격의 변화를 적게 하는 것이 가능해져, 압력 센서(10)의 영점 시프트를 억제할 수 있다.
또한, 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(111b)에 형성한 오목부(111c)의 바닥면(111d)에 미세한 요철(111e)을 형성함으로써, 센서 다이어프램에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적한 경우에, 이 퇴적물을 리세스에 따른 퇴적편으로 분단하는 것이 가능해져, 퇴적물의 내부 응력이 그 성분에 따라 센서 다이어프램(111)에 작용하는 인장력 또는 압축력을 실질적으로 경감하고, 이 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램의 두께 방향의 휘어짐을 억제하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 압력 센서(10)의 영점 시프트를 보다 유효하게 억제할 수 있다.
[변형예에 따른 센서 다이어프램의 구조]
도 6은 도 3에 도시한 본 발명에 따른 센서 다이어프램(111)의 변형예를 도시하고 있다. 센서 다이어프램(112)은, 하측의 면, 즉 피측정 매체와 접촉하는 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면)의 면(하면)(112b)에 원뿔형의 오목부(리세스)(112c)가 형성되어 있다. 이 원뿔형의 오목부(112c)는, 센서 대좌(17), 스페이서(16)의 다이어프램 고정부로서의 단부면(17b, 16b)과의 경계를 이루는 둘레 가장자리부(112f)로부터 중앙부(112g)를 향해 테이퍼 형상을 이루어 연속적으로 두께가 얇아진다. 그리고, 본 실시예에서는 중앙부(112g)에서의 판 두께가 둘레 가장자리부(112f)의 판 두께의 대략 절반 정도로 되어 있다. 또한, 센서 다이어프램(112)의 면(하면)(112b)에 형성되는 오목부(리세스)(112c)의 형상에 대해서는, 오목부(리세스)(112c)의 개구부의 크기(개구 영역의 치수)에 따라, 최적의 개구부의 테이퍼 각도(깊이)가 설계된다.
이와 같이, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부(112f)로부터 센서 다이어프램(112)의 중심을 향해 연속적으로 두께를 얇게 하도록(테이퍼 형상으로 얇게 하도록) 형성함으로써, 둘레 가장자리부(112f)로부터 중앙부(112g)를 향해 강성을 연속적으로 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 센서 다이어프램(112)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(112b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적 성분(퇴적물)의 수축 또는 신장에 기인하는 센서 다이어프램(112)의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있다. 또한, 이 오목부(112c)의 표면(테이퍼면)에도 도 3에 도시하는 바와 같은 요철을 형성해도 된다.
[다른 변형예에 따른 센서 다이어프램의 구조]
도 7은 도 3에 도시한 본 발명에 따른 센서 다이어프램(111)의 다른 변형예를 도시하고 있다. 센서 다이어프램(113)은, 하측의 면, 즉 피측정 매체와 접촉하는 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면)의 면(하면)(113b)에 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부(113f)로부터 중앙부(113g)를 향해 계단 형상이며 동심형이고 차례로 직경이 작아지는 계단 형상의 오목부(리세스)(113c)가 형성되어 있다. 또한, 도 7에서는 도시의 간략화와 명확화를 도모하기 위해서 단차부를 나타내는 가로 방향의 실선에 대해서는 생략하여 도시하고 있다.
즉, 도 7에 도시하는 다른 변형예에 있어서는, 센서 다이어프램(113)은, 둘레 가장자리부(113f)로부터 중앙부(113g)를 향해 단계적으로 두께가 차례로 얇아진다. 그리고, 본 실시예에서는 중앙부(113g)에서의 판 두께가 둘레 가장자리부(113f)의 판 두께의 대략 절반 정도로 되어 있다. 또한, 센서 다이어프램(113)의 면(하면)(113b)에 형성되는 오목부(리세스)(113c)의 형상에 대해서는, 오목부(리세스)(113c)의 개구부의 크기(개구 영역의 치수)에 따라, 최적의 개구부의 단차(깊이)가 설계된다.
이와 같이, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부(113f)로부터 중앙부(113g)를 향해 단계적으로 얇게(계단 형상으로 얇게) 함으로써, 둘레 가장자리부(113f)로부터 중앙부(113g)를 향해 강성을 차례로 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 센서 다이어프램(113)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(113b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적 성분(퇴적물)의 수축 또는 신장에 기인하는 센서 다이어프램(113)의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있다. 또한, 이 오목부(113c)의 표면(단차면)에도 도 3에 도시하는 바와 같은 요철을 형성해도 된다. 또한, 둘레 가장자리로부터 중심을 향함에 따라 단차의 폭이 차례로 넓어지도록 해도 된다.
또한, 센서 다이어프램의 형상으로서는, 도 3에 도시하는 바닥면이 평탄한 오목부(111c), 도 6에 도시하는 테이퍼 형상의 오목부(112c), 및 도 7에 도시하는 계단 형상의 오목부(113c)를 형성하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며 다른 형상, 예컨대 소정의 두께까지 연속적으로 두께가 얇고, 그 후에는 두께가 일정해지도록(테이퍼 형상+평면 형상으로 함) 해도 되고, 또는 소정의 두께까지 단계적으로 두께가 얇고, 그 후에는 두께가 일정해지도록(계단 형상+평면 형상으로 함) 해도 되며, 또는 소정의 두께까지 연속적으로 두께가 얇고, 그 후에는 두께가 단계적으로 얇아지도록(테이퍼 형상+계단 형상으로 함) 해도 되며, 또한 소정의 두께까지 단계적으로 두께가 얇고, 그 후에는 두께가 연속적으로 얇아지도록(계단 형상+테이퍼 형상으로 함) 형성해도 된다.
또한, 센서 다이어프램은, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부까지 연속하는 소정의 깊이의 리세스를 갖고, 이 리세스의 폭이 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 단계적으로 넓어지도록 해도 된다.
또한, 센서 다이어프램의 면(하면)에 형성되는 오목부(리세스)의 형상에 대해서는, 오목부(리세스)의 개구부의 크기(개구 영역의 치수)에 따라, 최적의 개구부의 깊이를 설계하면 된다.
이상 설명한 바와 같이 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부보다 중앙부의 센서 다이어프램의 강성을 낮게 함으로써, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 수축 또는 신장에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있어, 압력 센서의 영점 시프트를 억제할 수 있다.
(실시형태 2)
다음으로, 본 발명의 실시형태 2에 따른 압력 센서에 대해서 도면에 기초하여 설명한다. 본 발명의 개요를 설명하면, 압력 센서칩을 구성하는 센서 다이어프램의 커패시터실측의 고정부와 경계를 이루는 둘레 가장자리로부터 중앙을 향해 강성을 낮게 한다. 기본적 구성으로서, 중심측과 둘레 가장자리의 재질을 다르게 하여, 중심측의 재질을 둘레 가장자리의 재질보다 강성이 낮은 재료로 한다. 그리고, 이 강성은, 재료의 영률과 포아송비로부터 규정되는 것이다.
본 실시형태 2에 따른 압력 센서의 구조는, 상기 실시형태 1에서 설명한 구조(도 1 참조)와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
[실시형태 2에 따른 센서 다이어프램의 구조]
도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태 2에 따른 압력 센서칩(20)은, 평면도에서 보아 직사각형 형상의 박판으로 이루어지는 스페이서(16)와, 스페이서(16)에 접합되고 또한 압력의 인가에 따라 변형이 발생하는 감압 다이어프램으로서의 센서 다이어프램(114)과, 외형이 스페이서(16)와 동일하고 센서 다이어프램(114)에 접합되어 진공의 용량실(레퍼런스실)(20A)을 형성하는 센서 대좌(17)를 갖고 있다. 센서 대좌(17)는, 하면에 원형의 구멍 형상을 이루는 함몰부(17a)가 형성되어 있고, 이 함몰부(17a)가 용량실(20A)로 되어 있다. 또한, 진공의 용량실(20A)과 압력 센서칩(20)을 수용하는 상기 패키지 내의 기준 진공실은 센서 대좌(17)의 적소에 뚫려 마련된 도시하지 않은 연통 구멍을 통해 양쪽 모두 동일한 진공도를 유지하고 있다. 또한, 스페이서(16)에는 센서 대좌(17)의 함몰부(17a)와 대략 동일한 직경의 구멍(16a)이 형성되어 있다.
스페이서(16), 센서 다이어프램(114), 및 센서 대좌(17)는 이른바 직접 접합에 의해 서로 접합되어, 일체화된 압력 센서칩(20)을 구성하고 있다. 또한, 압력 센서칩(20)의 용량실(20A)에는, 센서 대좌(17)의 함몰부(17a)에 백금 등의 도체로 만들어진 감압측 고정 전극(21), 참조측 고정 전극(22)이 형성되어 있고, 이것과 대향하는 센서 다이어프램(114)의 표면(상면)(114a) 상에 백금 등의 도체로 만들어진 감압측 가동 전극(23), 참조측 가동 전극(24)이 형성되어 있다.
또한, 감압측 고정 전극(21)은, 함몰부(17a)의 중앙부에 평면도에서 보아 원형을 이루어 형성되고, 참조측 고정 전극(22)은 감압측 고정 전극(21)과 이격되어 그 주위를 대략 둘러싸도록 평면도에서 보아 원호를 이루어 동심 형상으로 형성되어 있다.
또한, 감압측 가동 전극(23) 및 참조측 가동 전극(24)은, 각각 감압측 고정 전극(21) 및 참조측 고정 전극(22)과 대향 배치되도록 각각 대응하는 형상을 이루어 센서 다이어프램(114)의 용량실(20A)측 표면(상면)(114a)에 형성되어 있다. 또한, 감압측 가동 전극(23)은, 후술하는 센서 다이어프램(114)의 용량실(20A)측 표면(상면)(114a)에 마련된 유리판(115)의 상면에 형성되어 있다. 그리고, 감압측 고정 전극(21)과 감압측 가동 전극(23)은, 압력에 대하여 고감도이며, 압력 측정을 행하는 역할을 담당하는 한편, 참조측 고정 전극(22)과 참조측 가동 전극(24)은 압력에 대하여 저감도이며 전극 사이의 유전율을 보정하는 역할을 담당하고 있다.
또한, 압력 센서칩(20)의 상면 4코너에는, 각각 전극 취출용 패드가 증착되어 있다. 이들 전극 취출용 패드는, 감압측 고정 전극 취출용 패드(25), 감압측 가동 전극 취출용 패드(26), 참조측 고정 전극 취출용 패드(27), 참조측 가동 전극 취출용 패드(28)이다. 그리고, 감압측 고정 전극(21)과 감압측 고정 전극 취출용 패드(25)는 전극 취출 구멍에 성막된 도체를 통해 전기적으로 접속되어 있다.
마찬가지로, 참조측 고정 전극(22)과 참조측 고정 전극 취출용 패드(27), 감압측 가동 전극(23)과 감압측 가동 전극 취출용 패드(26), 참조측 가동 전극(24)과 참조측 가동 전극 취출용 패드(28)도 각각 전극 취출 구멍에 성막된 도체를 통해 개별적으로 전기적으로 접속되어 있다.
상기 전극 리드부는, 각 전극 취출용 패드에 대응하여 4개 마련되고, 전극 리드핀과 금속제의 실드를 구비하며, 전극 리드핀은 금속제의 실드에 유리 등의 절연성 재료로 이루어지는 허메틱 시일에 의해 그 중앙 부분이 매설되어, 전극 리드핀의 양단부 사이에서 기밀 상태를 유지하고 있다.
그리고, 전극 리드핀의 일단은 상기 패키지의 외부로 노출되어 도시하지 않은 배선에 의해 압력 센서(10)의 출력을 외부의 신호 처리부에 전달하도록 되어 있다. 또한, 상기 실드와 패키지의 커버 사이에도 허메틱 시일이 개재되어 있다.
다음으로, 본 실시형태 2에 관련되는 센서 다이어프램(114)의 구조에 대해서 설명한다. 센서 다이어프램(114)은, 외형이 스페이서(16)의 외형과 동일한 판체를 이루며, 도 8에 있어서 상측의 면, 즉 커패시터실측[용량실(20A)]의 표면(상면)(114a)의 중앙부(114g)에는 원형의 오목부(리세스)(114c)가 형성되어 있다.
그리고, 이 오목부(114c)에 원판 형상의 유리판(115)이 센서 다이어프램(114)의 상면(114a)과 동일면을 이루어 끼워 맞춤 고정되어 있다. 이 유리판(115)은, 센서 다이어프램(114)과 상이한 재질의 유리가 사용되고 있으며, 강성이 센서 다이어프램(114)의 강성보다 낮은 재질의 유리가 사용되고 있다. 센서 다이어프램(114)은, 전술한 바와 같이 일례로서 사파이어로 형성되어 있고, 유리판(115)은, 예컨대 석영유리에 의해 형성되어 있다.
이와 같이 센서 다이어프램(114)의 둘레 가장자리부(114f)와 중앙부(114g)의 재질을 다르게 하여, 중심부의 재질을 둘레 가장자리부의 재질보다 강성이 낮은 재료로 함으로써, 센서 다이어프램(114)의 강성을 둘레 가장자리부(114f)로부터 중앙부(114g)를 향해 낮아지게 할 수 있다.
그리고, 이 강성은, 센서 다이어프램(114)과 유리판(115)의 재료의 영률과 포아송비로부터 규정되는 것이다. 판의 굽힘 강성을 D, 판 두께를 h, 탄성 계수(영률)를 E, 포아송비를 ν로 한 경우, 판의 굽힘 강성(D)은, D=Eh3/12(1-ν2)로 표시된다. 따라서, 판 형상을 이루는 센서 다이어프램(114)의 재질과 유리판(115)의 재질을 선정함으로써, 센서 다이어프램(114)의 강성이 둘레 가장자리부(114f)로부터 중앙부(114g)를 향해 낮아지게 하는 것이 가능하다.
또한, 도 9에 일부를 확대하여 도시하는 바와 같이, 센서 다이어프램(114)의 하측의 면, 즉 피측정 매체와 접촉하는 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면)의 면(하면)(114b)에는 센서 대좌(17)의 함몰부(17a) 및 스페이서(16)의 구멍(16a)의 내주면과 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부까지 전면에 걸쳐, 미세한 요철(114e)이 형성되어 있다. 이 요철(114e)은, 공지의 마이크로머시닝 기술에 의해 형성된다. 이 센서 다이어프램(114)은, 전술한 바와 같이 사파이어에 의해 형성되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니며 다른 부재, 예컨대 내식성을 갖는 니켈 합금, 실리콘 그 외에 세라믹스 등을 사용해도 된다.
이 센서 다이어프램(114)은, 커패시터실측의 센서 대좌(17), 압력 도입실측의 스페이서(16)의 사이에 샌드위치 형상으로 협지되어 이들 센서 대좌(17), 스페이서(16)의 단부면(17b, 16b)에 접합 고정되어 있다. 그리고, 센서 다이어프램(114)은, 센서 대좌(17), 스페이서(16)의 내주면을 경계로 하여 내측의 둘레 가장자리부(114f)의 강성보다 중앙부(114g)의 강성이 낮게 되어 있다.
도 10은 센서 다이어프램(114)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(114b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적하여, 센서 다이어프램(114)의 둘레 가장자리부(114f)의 영역[오목부(114c)의 외측의 영역]이 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면측이며 도 10 중 하방)을 향해 약간 휘어지고(신장하고), 중앙부(114g)의 영역[오목부(114c)의 영역]이 커패시터실측[용량실(20A)](도 10 중 상방)을 향해 약간 휘어진(수축한) 상태를 도시한다.
또한, 도 11은 센서 다이어프램(114)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(114b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적하여, 센서 다이어프램(114)의 둘레 가장자리부(114f)의 영역[오목부(114c)의 외측의 영역]이 커패시터실측[용량실(20A)측이며 도 11 중 상방]을 향해 약간 휘어지고(수축하고), 중앙부(114g)의 영역[오목부(114c)의 영역]이 압력 도입실측(피측정 매체의 접촉면측이며 도 11 중 하방)을 향해 약간 휘어진(신장한) 상태를 도시한다.
전술한 바와 같이 피측정 매체마다 상이한 퇴적물과 센서 다이어프램(114)의 재료를 항상 일치시키는 것은 불가능하고, 또한 퇴적물과 센서 다이어프램의 원자의 배열이, 마이크로적으로 완전히 일치하는 일은 드물기 때문에, 퇴적물은, 통상 전술한 바와 같이 수축 또는 신장을 발생시키게 된다. 그리고, 감압 다이어프램의 휘어짐은, 감압 다이어프램에 퇴적하는 퇴적물이 많아질수록 커진다. 따라서, 센서 다이어프램(114)의 휘어짐은, 상기 센서 다이어프램(114), 유리판(115)의 재질 및 피측정 매체의 종류에 따라 도 10 또는 도 11에 도시하는 바와 같이 나타나게 된다.
이와 같이, 센서 다이어프램(114)에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면(114b)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적한 경우라도, 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)의 수축 또는 신장에 기인하는 센서 다이어프램(114)의 일방향으로의 휘어짐을 억제함으로써, 대향하는 감압측 고정 전극(21)과 감압측 가동 전극(23), 참조측 고정 전극(22)과 참조측 가동 전극(24)의 간격의 변화를 적게 하는 것이 가능해져, 압력 센서(10)의 영점 시프트를 억제할 수 있다.
또한, 피측정 매체와 접촉하는 면(하면)(114b)에 미세한 요철(114e)을 형성함으로써, 센서 다이어프램(114)에 피측정 매체 중의 퇴적 성분(30)이 부착되어 퇴적한 경우에, 이 퇴적 성분(30)을 리세스에 따른 퇴적편으로 분단하는 것이 가능해져, 퇴적물의 내부 응력이 그 성분에 따라 센서 다이어프램(114)에 작용하는 인장력 또는 압축력을 실질적으로 경감하고, 이 내부 응력에 기인하는 센서 다이어프램(114)의 두께 방향의 휘어짐을 억제하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 압력 센서(10)의 영점 시프트를 보다 유효하게 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 센서 다이어프램(114)의 상면(114a)에 마련한 오목부(114c)에 유리판(115)을 끼워 맞춤 고정하여 중앙부를 이층 구조로 하고 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 강성이 낮아지도록 형성한 경우에 대해서 기술하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며 삼층 구조 이상의 다층 구조로 하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부와 중앙부가 상이한 재료로 이루어지고, 중앙부의 재료는, 둘레 가장자리부의 재료보다 강성이 낮은 재료로 함으로써, 센서 다이어프램에 있어서 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 부착되어 퇴적한 경우라도 퇴적물의 수축 또는 신장에 기인하는 센서 다이어프램의 일방향으로의 휘어짐을 억제할 수 있어, 압력 센서의 영점 시프트를 억제할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 센서 다이어프램(114)의 상면(114a)에 오목부(114c)를 형성하여 유리판(115)을 끼워 맞춤 고정하고, 이 유리판(115)의 상면에 감압측 가동 전극(23)을 형성하였다. 이것은, 본 실시형태에서는, 부식성 가스의 압력 측정을 상정하여, 가스의 접촉면을 일측(도 8 및 도 10 중 하측)에 갖는 센서 다이어프램(114)의 재질을 내식성이 우수한 사파이어로 했기 때문이다. 그러나, 압력 측정의 대상이 되는 피측정 매체가 부식성 가스가 아닌 경우에는, 피측정 매체와의 접촉면을 이루는 센서 다이어프램(114)의 하면(114b)에 오목부를 형성하여 유리판(115)을 끼워 맞춤 고정하고, 센서 다이어프램(114)의 상면의 유리판(115)과 대응하는 위치에 감압측 가동 전극(23)을 형성해도, 본 발명의 작용을 발휘할 수 있다. 또한, 이러한 센서 다이어프램(114)의 하면(114b)에 오목부를 형성하여 판재(板材)를 끼워 맞춤 고정한 형태라도, 유리판(115) 대신에 내식성이 있는 재질로 만들어진 판재를 이용하면, 본 발명의 작용을 발휘하는 것은 가능하다.
또한, 전술한 실시형태와 달리, 센서 다이어프램(114)을 오목 형상으로 하고, 센서 대좌(17)를 판 형상으로 한 형태로 하며 이들 센서 다이어프램과 센서 대좌로 구획되는 공간을 커패시터실로 해도, 본 발명을 적용하는 것은 가능하다.
또한, 스페이서(16)는 센서 다이어프램(114)과는 별개의 부재가 아니어도, 센서 다이어프램과 일체품으로 한 형태를 취해도, 본 발명의 작용을 발휘하는 것은 가능하다. 또한, 이 경우에는 다이어프램을 에징(edging)하여 일체품으로서 형성하면 된다.
10: 압력 센서
11: 대좌 플레이트
12: 하부 대좌 플레이트
13: 상부 대좌 플레이트
15: 지지 다이어프램
15a: 압력 도입 구멍
16: 스페이서
16a: 구멍
16b: 단부면
17: 센서 대좌
17a: 함몰부
17b: 단부면
20: 압력 센서칩
20A: 용량실(레퍼런스실)
21: 감압측 고정 전극
22: 참조측 고정 전극
23: 감압측 가동 전극
24: 참조측 가동 전극
25: 감압측 고정 전극 취출용 패드
26: 감압측 가동 전극 취출용 패드
27: 참조측 고정 전극 취출용 패드
28: 참조측 가동 전극 취출용 패드
30: 피측정 매체 중의 퇴적 성분
111: 센서 다이어프램
111a: 표면(상면)
111b: 면(하면)
111c: 오목부(리세스)
111d: 바닥면
111e: 요철
111f: 둘레 가장자리부
111g: 중앙부
112: 센서 다이어프램
112b: 하면
112c: 원뿔형의 오목부
112f: 둘레 가장자리부
112g: 중앙부
113: 센서 다이어프램
113b: 하면
113c: 계단 형상의 오목부
113f: 둘레 가장자리부
113g: 중앙부
114: 센서 다이어프램
114a: 표면(상면)
114b: 면(하면)
114c: 오목부(리세스)
114e: 요철
114f: 둘레 가장자리부
114g: 중앙부
115: 유리판
11: 대좌 플레이트
12: 하부 대좌 플레이트
13: 상부 대좌 플레이트
15: 지지 다이어프램
15a: 압력 도입 구멍
16: 스페이서
16a: 구멍
16b: 단부면
17: 센서 대좌
17a: 함몰부
17b: 단부면
20: 압력 센서칩
20A: 용량실(레퍼런스실)
21: 감압측 고정 전극
22: 참조측 고정 전극
23: 감압측 가동 전극
24: 참조측 가동 전극
25: 감압측 고정 전극 취출용 패드
26: 감압측 가동 전극 취출용 패드
27: 참조측 고정 전극 취출용 패드
28: 참조측 가동 전극 취출용 패드
30: 피측정 매체 중의 퇴적 성분
111: 센서 다이어프램
111a: 표면(상면)
111b: 면(하면)
111c: 오목부(리세스)
111d: 바닥면
111e: 요철
111f: 둘레 가장자리부
111g: 중앙부
112: 센서 다이어프램
112b: 하면
112c: 원뿔형의 오목부
112f: 둘레 가장자리부
112g: 중앙부
113: 센서 다이어프램
113b: 하면
113c: 계단 형상의 오목부
113f: 둘레 가장자리부
113g: 중앙부
114: 센서 다이어프램
114a: 표면(상면)
114b: 면(하면)
114c: 오목부(리세스)
114e: 요철
114f: 둘레 가장자리부
114g: 중앙부
115: 유리판
Claims (11)
- 피측정 매체의 압력에 따른 정전 용량을 검출하는 압력 센서칩을 구비한 정전 용량형 압력 센서에 있어서,
상기 압력 센서의 센서 다이어프램의 일면은 상기 피측정 매체를 도입하는 압력 도입실측을 이루고, 타면은 커패시터부를 형성하는 커패시터실측을 이루며,
상기 센서 다이어프램의 둘레 가장자리부의 일면의 외연(外緣)은 상기 압력 도입실측의 다이어프램 고정부와 접합되고,
상기 센서 다이어프램의 상기 둘레 가장자리부의 타면의 외연은 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와 접합되고,
상기 센서 다이어프램의 중앙부의 타면의 표면 상에 감압측 가동 전극이 형성되고,
상기 센서 다이어프램의 상기 둘레 가장자리부의 타면의 표면 상에 참조측 가동 전극이 형성되고,
상기 센서 다이어프램의 둘레 가장자리부의 강성에 대해서, 상기 센서 다이어프램의 중앙부의 강성이 낮아지고 있어, 상기 센서 다이어프램에 있어서 상기 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 퇴적됨에 따라, 상기 센서 다이어프램의 상기 둘레 가장자리부 또는 상기 중앙부 중 어느 한쪽이 상기 압력 도입실측으로 휘어지며, 다른 한쪽이 상기 커패시터실측으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 정전 용량형 압력 센서. - 제1항에 있어서, 상기 센서 다이어프램은, 상기 둘레 가장자리부에 대하여 상기 중앙부의 두께가 얇아지고 있는 것을 특징으로 하는 정전 용량형 압력 센서.
- 피측정 매체의 압력에 따른 정전 용량을 검출하는 압력 센서칩을 구비한 정전 용량형 압력 센서에 있어서,
상기 압력 센서의 센서 다이어프램의 일면은 상기 피측정 매체를 도입하는 압력 도입실측을 이루고, 타면은 커패시터부를 형성하는 커패시터실측을 이루며,
상기 센서 다이어프램은, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 강성이 낮아지고, 상기 센서 다이어프램에 있어서 상기 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 퇴적됨에 따라, 상기 센서 다이어프램의 상기 둘레 가장자리부 또는 상기 중앙부 중 어느 한쪽이 상기 압력 도입실측으로 휘어지며, 다른 한쪽이 상기 커패시터실측으로 휘어지고,
상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 상기 센서 다이어프램의 둘레 가장자리부와 상기 센서 다이어프램의 중앙부는 상이한 재료로 이루어지고,
상기 중앙부의 재료는, 상기 둘레 가장자리부의 재료보다 강성이 낮은 재료인 것을 특징으로 하는 정전 용량형 압력 센서. - 피측정 매체의 압력에 따른 정전 용량을 검출하는 압력 센서칩을 구비한 정전 용량형 압력 센서에 있어서,
상기 압력 센서의 센서 다이어프램의 일면은 상기 피측정 매체를 도입하는 압력 도입실측을 이루고, 타면은 커패시터부를 형성하는 커패시터실측을 이루며,
상기 센서 다이어프램은, 상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해 강성이 낮아지고, 상기 센서 다이어프램에 있어서 상기 피측정 매체와 접촉하는 면에 피측정 매체 중의 성분이 퇴적됨에 따라, 상기 센서 다이어프램의 상기 둘레 가장자리부 또는 상기 중앙부 중 어느 한쪽이 상기 압력 도입실측으로 휘어지며, 다른 한쪽이 상기 커패시터실측으로 휘어지고,
상기 커패시터실측의 다이어프램 고정부와의 경계를 이루는 상기 센서 다이어프램의 둘레 가장자리부는 동일 재료로 구성되고, 상기 센서 다이어프램의 중앙부는 상이한 재료로 이루어지는 이층 구조로 하여, 상기 센서 다이어프램의 압력 도입실측은 상기 둘레 가장자리부와 동일 재료로 이루어지고, 상기 센서 다이어프램의 커패시터실측은 상기 둘레 가장자리부의 재료보다 강성이 낮은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전 용량형 압력 센서. - 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 강성은, 상기 재료의 영률과 포아송비로부터 정해지는 것을 특징으로 하는 정전 용량형 압력 센서.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 센서 다이어프램의 상기 둘레 가장자리부의 재료는 사파이어이고, 상기 중앙부의 재료는 석영유리인 것을 특징으로 하는 정전 용량형 압력 센서.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 센서 다이어프램은 상기 압력 도입실측의 피측정 매체 도입 방향에서 보아, 정해진 리세스를 갖는 것을 특징으로 하는 정전 용량형 압력 센서.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2009-083381 | 2009-03-30 | ||
| JP2009083521A JP5336242B2 (ja) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | 静電容量型圧力センサ |
| JP2009083381A JP5196662B2 (ja) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | 静電容量型圧力センサ |
| JPJP-P-2009-083521 | 2009-03-30 | ||
| PCT/JP2010/055385 WO2010113803A1 (ja) | 2009-03-30 | 2010-03-26 | 静電容量型圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110104978A KR20110104978A (ko) | 2011-09-23 |
| KR101257608B1 true KR101257608B1 (ko) | 2013-04-29 |
Family
ID=42828094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117017457A KR101257608B1 (ko) | 2009-03-30 | 2010-03-26 | 정전 용량형 압력 센서 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8656787B2 (ko) |
| KR (1) | KR101257608B1 (ko) |
| CN (1) | CN102369424B (ko) |
| TW (1) | TWI427278B (ko) |
| WO (1) | WO2010113803A1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190137823A (ko) * | 2017-05-02 | 2019-12-11 | 라이트람, 엘엘씨 | 컨베이어 벨트용 용량성 결합 센서 시스템 |
| KR20200021885A (ko) * | 2018-08-21 | 2020-03-02 | 아즈빌주식회사 | 압력 센서 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5576331B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2014-08-20 | アズビル株式会社 | 圧力センサ装置 |
| WO2013063804A1 (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Nokia Siemens Networks Oy | Anr establishment resolution |
| WO2013118139A1 (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-15 | Naegele-Preissmann Dieter | Capacitive pressure sensor and a method of fabricating the same |
| JP5997570B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2016-09-28 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
| JP6002016B2 (ja) * | 2012-11-30 | 2016-10-05 | アズビル株式会社 | 静電容量型圧力センサ |
| US9146164B2 (en) * | 2013-03-07 | 2015-09-29 | Sensata Technologies, Inc. | Pressure transducer substrate with self alignment feature |
| JP6231812B2 (ja) * | 2013-08-09 | 2017-11-15 | アズビル株式会社 | 静電容量型圧力センサ |
| DE102013220735A1 (de) * | 2013-10-14 | 2015-04-16 | Vega Grieshaber Kg | Messanordnung mit einer keramischen Messzelle |
| US20150162523A1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric device |
| JP6200358B2 (ja) | 2014-03-20 | 2017-09-20 | 株式会社東芝 | 圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサおよびタッチパネル |
| US20150362389A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-17 | EZ as a Drink Productions, Inc. | Pressure sensing apparatus |
| DE102014108748A1 (de) * | 2014-06-23 | 2015-12-24 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Kapazitiver Differenzdrucksensor und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP6511368B2 (ja) * | 2015-09-01 | 2019-05-15 | アズビル株式会社 | 微細機械装置 |
| JP6663284B2 (ja) * | 2016-04-19 | 2020-03-11 | アズビル株式会社 | 真空計状態検出方法およびシステム |
| WO2018029790A1 (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 株式会社 トライフォース・マネジメント | 力覚センサ |
| JP6815221B2 (ja) * | 2017-02-17 | 2021-01-20 | アズビル株式会社 | 静電容量型圧力センサ |
| JP6908391B2 (ja) * | 2017-02-17 | 2021-07-28 | アズビル株式会社 | 静電容量型圧力センサ |
| IT201700073763A1 (it) * | 2017-07-05 | 2019-01-05 | St Microelectronics Srl | Sensore capacitivo di pressione per il monitoraggio di strutture edilizie, in particolare di calcestruzzo |
| JP6896585B2 (ja) * | 2017-10-20 | 2021-06-30 | キヤノン株式会社 | 力覚センサ及び装置 |
| JP6981885B2 (ja) * | 2018-01-23 | 2021-12-17 | アズビル株式会社 | 静電容量型圧力センサの異常検知方法および装置 |
| JP7444628B2 (ja) | 2020-02-19 | 2024-03-06 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
| JP2022176611A (ja) * | 2021-05-17 | 2022-11-30 | アズビル株式会社 | 隔膜真空計 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002107254A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Kyocera Corp | 圧力検出装置用パッケージ |
| KR200291930Y1 (ko) | 2002-07-16 | 2002-10-11 | 울파기술 주식회사 | 정전용량형 센서 |
| JP2008107214A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Yamatake Corp | 静電容量型圧力センサ |
| KR100927567B1 (ko) | 2004-06-17 | 2009-11-23 | 가부시키가이샤 야마다케 | 압력 센서 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH061228B2 (ja) * | 1987-08-13 | 1994-01-05 | 富士電機株式会社 | 静電容量式圧力検出器 |
| JP2570420B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1997-01-08 | 富士電機株式会社 | 静電容量式圧力検出器 |
| US4996627A (en) * | 1989-01-30 | 1991-02-26 | Dresser Industries, Inc. | High sensitivity miniature pressure transducer |
| US5134887A (en) | 1989-09-22 | 1992-08-04 | Bell Robert L | Pressure sensors |
| GB2258050B (en) * | 1991-07-26 | 1994-11-30 | Fuji Electric Co Ltd | Electrostatic capacity type differential pressure detector |
| US5902933A (en) * | 1993-02-22 | 1999-05-11 | Omron Corporation | Pressure sensor and its application |
| JPH10153510A (ja) | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Nec Kansai Ltd | 真空装置および隔膜真空計 |
| US6109113A (en) * | 1998-06-11 | 2000-08-29 | Delco Electronics Corp. | Silicon micromachined capacitive pressure sensor and method of manufacture |
| US6362018B1 (en) * | 2000-02-02 | 2002-03-26 | Motorola, Inc. | Method for fabricating MEMS variable capacitor with stabilized electrostatic drive |
| JP4091241B2 (ja) | 2000-09-29 | 2008-05-28 | 株式会社山武 | 圧力センサおよび圧力センサの製造方法 |
| JP2004323994A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | ゴム補強用織物及びダイアフラム |
| JP4678752B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2011-04-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 圧力計の製造方法及びガス処理装置の製造方法 |
| WO2007018088A1 (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-15 | Horiba Stec, Co., Ltd. | 静電容量型圧力計のダイヤフラム取付構造 |
-
2010
- 2010-03-26 KR KR1020117017457A patent/KR101257608B1/ko active IP Right Grant
- 2010-03-26 WO PCT/JP2010/055385 patent/WO2010113803A1/ja active Application Filing
- 2010-03-26 TW TW099109005A patent/TWI427278B/zh active
- 2010-03-26 US US13/260,169 patent/US8656787B2/en active Active
- 2010-03-26 CN CN201080014519.5A patent/CN102369424B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002107254A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Kyocera Corp | 圧力検出装置用パッケージ |
| KR200291930Y1 (ko) | 2002-07-16 | 2002-10-11 | 울파기술 주식회사 | 정전용량형 센서 |
| KR100927567B1 (ko) | 2004-06-17 | 2009-11-23 | 가부시키가이샤 야마다케 | 압력 센서 |
| JP2008107214A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Yamatake Corp | 静電容量型圧力センサ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190137823A (ko) * | 2017-05-02 | 2019-12-11 | 라이트람, 엘엘씨 | 컨베이어 벨트용 용량성 결합 센서 시스템 |
| KR102480036B1 (ko) | 2017-05-02 | 2022-12-21 | 라이트람, 엘엘씨 | 컨베이어 벨트용 용량성 결합 센서 시스템 |
| KR20200021885A (ko) * | 2018-08-21 | 2020-03-02 | 아즈빌주식회사 | 압력 센서 |
| KR102233599B1 (ko) | 2018-08-21 | 2021-03-30 | 아즈빌주식회사 | 압력 센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8656787B2 (en) | 2014-02-25 |
| KR20110104978A (ko) | 2011-09-23 |
| WO2010113803A1 (ja) | 2010-10-07 |
| US20120017691A1 (en) | 2012-01-26 |
| TW201043937A (en) | 2010-12-16 |
| CN102369424B (zh) | 2014-07-30 |
| TWI427278B (zh) | 2014-02-21 |
| CN102369424A (zh) | 2012-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101257608B1 (ko) | 정전 용량형 압력 센서 | |
| JP5336242B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| EP1316786B1 (en) | Capacity type pressure sensor and method of manufacturing the pressure sensor | |
| US7093493B2 (en) | Pressure sensor having a silicon chip on a steel diaphragm | |
| KR100927567B1 (ko) | 압력 센서 | |
| US9228913B2 (en) | Electrostatic pressure sensor | |
| JP4993345B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| EP2761265A2 (en) | Capacitive pressure sensor with improved electrode structure | |
| KR20150096316A (ko) | 정전용량형 압력 센서 및 입력 장치 | |
| JP2009265041A (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| JP2007225344A (ja) | 圧力センサ | |
| JP4265083B2 (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 | |
| JP5889540B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JP4798605B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| KR101573367B1 (ko) | 압저항형 세라믹 압력센서 | |
| JP5196662B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| JP4548771B2 (ja) | 容量式圧力センサの製造方法 | |
| JP4151898B2 (ja) | 静電容量式圧力センサ | |
| JP5159685B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| JP2009265012A (ja) | 半導体センサ | |
| JP2017072384A (ja) | 圧力センサ | |
| JP5821158B1 (ja) | 複合センサデバイス | |
| JP5743199B2 (ja) | 振動式圧力トランスデューサ | |
| JP2007093234A (ja) | 圧力センサ | |
| JP2021162557A (ja) | 圧力センサ素子および圧力センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160318 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170322 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180329 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190328 Year of fee payment: 7 |