KR20220047185A - Pressure measuring device - Google Patents

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KR20220047185A
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Abstract

In the present invention, a pressure measuring apparatus performs a failure diagnosis by suppressing an increase of signals handled. According to the present invention, a first resistance element (103a), a second resistance element (103b), a third resistance element (103c), and a fourth resistance element (103d) are provided in a pressure receiving area (102). The resistance elements constitute a first bridge circuit, and a wiring (107) accessing the other side of a temperature measuring element (104) with a first access pad (105a), which accesses the first bridge circuit with a power (106), is formed by passing through the pressure receiving area.

Description

압력 측정 장치{PRESSURE MEASURING DEVICE}Pressure measuring device {PRESSURE MEASURING DEVICE}

본 발명은 압력 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure measuring device.

예컨대, 석유, 석유 화학, 화학 플랜트 등에 있어서, 프로세스 유체의 유량, 압력, 액위, 비중 등을 측정하기 위해, 피에조 저항 소자를 다이어프램의 수압 영역에 마련한 압력 측정 장치가 이용되고 있다(특허문헌 1 참조). 이 종류의 압력 측정 장치에서는, 압력 센서의 온도 보정을 위해, 온도 측정 소자가 이용되고 있다.For example, in petroleum, petrochemical, chemical plants, etc., in order to measure the flow rate, pressure, liquid level, specific gravity, etc. of a process fluid, a pressure measuring device in which a piezo-resistance element is provided in the pressure receiving region of the diaphragm is used (see Patent Document 1). ). In this type of pressure measuring device, a temperature measuring element is used for temperature correction of the pressure sensor.

또한, 이 종류의 압력 측정 장치에서는, 다이어프램이 파괴된 상태를 검지하는 것이, 고장 진단으로서 매우 중요하다. 예컨대, 다이어프램에 마련된 4개의 피에조 저항 소자에 의한 브릿지 회로의 중점 전위와, 다이어프램의 외부에 마련한 기준 전위 발생 회로의 전위차로부터, 다이어프램의 파괴를 검지하는 기술이 있다(특허문헌 2 참조). 이 기술에서는, 브릿지 회로의 2개의 중점 B, C에 있어서의 전위차 VBC와, 중점 B에 있어서의 전위와 기준 전위 발생 회로의 기준 전위의 전위차 VCE 및 중점 C에 있어서의 전위와 기준 전위 발생 회로의 기준 전위의 전위차 VBE를 비교하고 있다.In addition, in this type of pressure measuring device, detecting a state in which the diaphragm is broken is very important as a failure diagnosis. For example, there is a technique for detecting the breakage of a diaphragm from a potential difference between a midpoint potential of a bridge circuit by four piezo resistors provided in the diaphragm and a reference potential generating circuit provided outside the diaphragm (see Patent Document 2). In this technique, the potential difference V BC at the two midpoints B and C of the bridge circuit, the potential difference V CE between the potential at the midpoint B and the reference potential of the reference potential generating circuit, and the potential and the reference potential at the midpoint C are generated The potential difference V BE of the reference potential of the circuit is being compared.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성09-329516호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. Hei09-329516 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2001-272293호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-272293

그러나, 전술한 고장 진단에서는, 전위차 VBC, 전위차 VCE 및 전위차 VBE의 3개의 전위차를 이용하고 있어, 취급하는 신호가 많다고 하는 문제가 있었다.However, in the above-described fault diagnosis, three potential differences are used: the potential difference V BC , the potential difference V CE , and the potential difference V BE , and there is a problem that there are many signals to be handled.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이며, 취급하는 신호의 증가를 억제하여, 압력 측정 장치의 고장 진단을 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to suppress an increase in a signal to be handled so that a failure diagnosis of a pressure measuring device can be performed.

본 발명에 따른 압력 측정 장치는, 다이어프램층과, 다이어프램층에 형성된 수압(受壓) 영역과, 다이어프램층에 마련되며, 피에조 저항 효과에 의해 수압 영역의 변형을 측정하는, 하나 또는 복수의 저항 소자로 구성된 제1 브릿지 회로와, 다이어프램층에 마련된 측온 소자와, 측온 소자를 포함하며, 적어도 배선의 일부가 수압 영역 상에 마련되어 측온 소자가 측정한 온도를 출력하는 제2 브릿지 회로와, 제2 브릿지 회로의 출력에 기초하여 수압 영역의 고장을 판정하도록 구성된 판정부를 구비한다.A pressure measuring device according to the present invention includes a diaphragm layer, a pressure receiving region formed in the diaphragm layer, and one or more resistance elements provided in the diaphragm layer and measuring the deformation of the pressure receiving region by a piezo resistance effect A second bridge circuit including a first bridge circuit composed of and a judging unit configured to judge a failure of the pressure-receiving region based on the output of the circuit.

상기 압력 측정 장치의 일구성예에 있어서, 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 제2 브릿지 회로와 전원을 접속하는 제1 접속 패드와, 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와, 다이어프램층 상에 형성되며, 제1 접속 패드와 제2 접속 패드 사이를, 측온 소자를 경유하고, 또한 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선을 구비한다.In one configuration example of the pressure measuring device, it is formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving area, the first connection pad for connecting the second bridge circuit and the power source, and is formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving area, a second connection pad connected to one end of the temperature measurement element; and a wiring formed on the diaphragm layer and connecting the first connection pad and the second connection pad via the temperature measurement element and through a pressure receiving region; .

상기 압력 측정 장치의 일구성예에 있어서, 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 제2 브릿지 회로와 그라운드를 접속하는 제1 접속 패드와, 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와, 다이어프램층 상에 형성되며, 제1 접속 패드와 제2 접속 패드 사이를, 측온 소자를 경유하고, 또한 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선을 구비한다.In one configuration example of the pressure measuring device, it is formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving area, the first connection pad connecting the second bridge circuit and the ground, and is formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving area, a second connection pad connected to one end of the temperature measurement element; and a wiring formed on the diaphragm layer and connecting the first connection pad and the second connection pad via the temperature measurement element and through a pressure receiving region; .

상기 압력 측정 장치의 일구성예에 있어서, 다이어프램층은, 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘으로 구성되고, 배선은, <100> 방향으로 연장되어 형성되어 있는 p형 반도체 확산 저항이다.In one configuration example of the pressure measuring device, the diaphragm layer is made of n-type single crystal silicon having a main surface as a (100) plane, and the wiring is a p-type semiconductor diffusion resistor formed extending in the <100> direction. am.

본 발명에 따른 압력 측정 장치는, 다이어프램층과, 다이어프램층에 형성된 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역과, 다이어프램층에 마련되며, 피에조 저항 효과에 의해 제1 수압 영역의 변형을 측정하는, 하나 또는 복수의 저항 소자로 구성되는 제1 브릿지 회로와, 다이어프램층에 마련된 측온 소자와, 측온 소자를 포함하며, 적어도 배선의 일부가 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역 상에 마련되어 측온 소자의 측정한 온도를 출력하는 제2 브릿지 회로와, 다이어프램층에 마련되며, 피에조 저항 효과에 의해 제2 수압 영역의 변형을 측정하는, 하나 또는 복수의 저항 소자로 구성되는 제3 브릿지 회로와, 제2 브릿지 회로의 출력에 기초하여 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역의 고장을 판정하도록 구성된 판정부를 구비한다.A pressure measuring device according to the present invention includes a diaphragm layer, a first pressure receiving area and a second pressure receiving area formed in the diaphragm layer, and provided in the diaphragm layer, and measuring the deformation of the first water pressure area by a piezo resistance effect. or a first bridge circuit composed of a plurality of resistance elements, a temperature measurement element provided on the diaphragm layer, and a temperature measurement element, wherein at least a portion of the wiring is provided on the first pressure receiving area and the second pressure receiving area to measure the temperature measurement element A second bridge circuit for outputting a temperature, a third bridge circuit provided on the diaphragm layer and configured to measure the deformation of the second pressure receiving region by a piezo-resistance effect, the third bridge circuit including one or a plurality of resistance elements, and the second bridge circuit and a determination unit configured to determine failures of the first pressure receiving area and the second pressure receiving area based on the output of .

상기 압력 측정 장치의 일구성예에 있어서, 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 제2 브릿지 회로와 전원을 접속하는 제1 접속 패드와, 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와, 다이어프램층 상에 형성되며, 제1 접속 패드와 제2 접속 패드 사이를, 측온 소자를 경유하고, 또한 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선을 구비한다.In one configuration example of the pressure measuring device, the first connection pad is formed on the diaphragm layer outside the first pressure receiving area and the second pressure receiving area, and connecting the second bridge circuit and the power source, the first pressure receiving area and A second connection pad formed on the diaphragm layer outside the second pressure receiving region and connected to one end of the temperature measurement element, and formed on the diaphragm layer, between the first connection pad and the second connection pad, via the temperature measurement element and wiring for connecting through the first pressure receiving region and the second pressure receiving region.

상기 압력 측정 장치의 일구성예에 있어서, 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 제2 브릿지 회로와 그라운드를 접속하는 제1 접속 패드와, 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역보다 외측의 다이어프램층 상에 형성되며, 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와, 다이어프램층 상에 형성되며, 제1 접속 패드와 제2 접속 패드 사이를, 측온 소자를 경유하고, 또한 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선을 구비한다.In one configuration example of the pressure measuring device, the first connection pad is formed on the diaphragm layer outside the first and second pressure receiving areas and connecting the second bridge circuit to the ground, the first pressure receiving area and A second connection pad formed on the diaphragm layer outside the second pressure receiving region and connected to one end of the temperature measurement element, and formed on the diaphragm layer, between the first connection pad and the second connection pad, via the temperature measurement element and wiring for connecting through the first pressure receiving region and the second pressure receiving region.

상기 압력 측정 장치의 일구성예에 있어서, 다이어프램층은, 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘으로 구성되고, 배선은, <100> 방향으로 연장되어 형성되어 있는 p형 반도체 확산 저항이다.In one configuration example of the pressure measuring device, the diaphragm layer is made of n-type single crystal silicon having a main surface as a (100) plane, and the wiring is a p-type semiconductor diffusion resistor formed extending in the <100> direction. am.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 측온 소자에 접속되는 배선을, 수압 영역 상을 통과시킴으로써, 새롭게 취급하는 신호를 증가시키는 일없이, 압력 측정 장치의 고장 진단을 할 수 있다.As described above, according to the present invention, by passing the wiring connected to the temperature measuring element over the pressure receiving region, it is possible to diagnose a failure of the pressure measuring device without increasing the signal to be handled anew.

도 1a는 본 발명의 실시형태 1에 따른 압력 측정 장치의 구성을 나타내는 평면도.
도 1b는 본 발명의 실시형태 1에 따른 압력 측정 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 다른 압력 측정 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 다른 압력 측정 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 다른 압력 측정 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 실시형태 2에 따른 다른 압력 측정 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 다른 압력 측정 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 따른 다른 압력 측정 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 따른 다른 압력 측정 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.1A is a plan view showing the configuration of a pressure measuring device according to Embodiment 1 of the present invention;
1B is a cross-sectional view showing the configuration of a pressure measuring device according to Embodiment 1 of the present invention;
Fig. 2 is a plan view showing a partial configuration of another pressure measuring device according to Embodiment 1 of the present invention;
Fig. 3 is a plan view showing a partial configuration of another pressure measuring device according to Embodiment 1 of the present invention;
Fig. 4 is a plan view showing a partial configuration of another pressure measuring device according to Embodiment 1 of the present invention;
Fig. 5 is a plan view showing a partial configuration of another pressure measuring device according to Embodiment 2 of the present invention;
Fig. 6 is a plan view showing a partial configuration of another pressure measuring device according to Embodiment 2 of the present invention;
Fig. 7 is a plan view showing a partial configuration of another pressure measuring device according to a second embodiment of the present invention;
Fig. 8 is a plan view showing a partial configuration of another pressure measuring device according to Embodiment 2 of the present invention;

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 압력 측정 장치에 대해서 설명한다.Hereinafter, a pressure measuring device according to an embodiment of the present invention will be described.

[실시형태 1][Embodiment 1]

먼저, 본 발명의 실시형태 1에 따른 압력 측정 장치에 대해서, 도 1a, 도 1b를 참조하여 설명한다. 이 압력 측정 장치는, 다이어프램층(101)을 구비하는 압력 센서와, 압력 산출부(108)와, 판정부(109)를 구비한다. 다이어프램층(101)은, 예컨대 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘으로 구성할 수 있다. 다이어프램층(101)은, 예컨대 베이스(111) 상에 형성되어 있다. 베이스(111)에는, 두께 방향으로 베이스(111)를 관통하는 관통 구멍(112)이 형성되어 있다. 베이스(111)는, 예컨대 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘으로 구성할 수 있다.First, a pressure measuring device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to Figs. 1A and 1B. This pressure measuring device includes a pressure sensor including a diaphragm layer 101 , a pressure calculation unit 108 , and a determination unit 109 . The diaphragm layer 101 can be made of, for example, n-type single crystal silicon having a (100) plane as its main surface. The diaphragm layer 101 is formed, for example, on the base 111 . A through hole 112 penetrating the base 111 in the thickness direction is formed in the base 111 . The base 111 can be made of, for example, n-type single crystal silicon whose main surface is a (100) plane.

다이어프램층(101)에는, 수압 영역(102)이 형성되어 있다. 수압 영역(102)은, 예컨대 평면에서 보아 원형으로 되어 있다. 수압 영역(102)은, 베이스(111)에 형성된 관통 구멍(112)의 공간에 의해 규정되는, 다이어프램층(101)의 일부의 영역이다.A pressure receiving region 102 is formed in the diaphragm layer 101 . The pressure receiving region 102 is circular in plan view, for example. The pressure receiving region 102 is a region of a part of the diaphragm layer 101 defined by the space of the through hole 112 formed in the base 111 .

수압 영역(102)의 외주부의 다이어프램층(101)에는, 피에조 저항 효과에 의해 수압 영역(102)의 변형을 측정하는 4개의 제1 저항 소자(103a), 제2 저항 소자(103b), 제3 저항 소자(103c), 제4 저항 소자(103d)가 마련되어 있다. 이들 저항 소자는, 수압 영역(102)의 피에조 효과가 발생하는 개소에 배치된다. 예컨대, 주표면을 (100)면으로 한 n형의 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 다이어프램층(101)의 소정의 개소에, p형 불순물인 붕소(B)가, 예컨대 1018(atoms/㎤) 정도의 농도로 도입된 p형의 영역으로, 상기 저항 소자를 구성할 수 있다.In the diaphragm layer 101 of the outer periphery of the pressure receiving region 102, four first resistance elements 103a, second resistance elements 103b, and third for measuring the deformation of the pressure receiving region 102 by the piezo resistance effect. A resistance element 103c and a fourth resistance element 103d are provided. These resistive elements are arranged at a location where the piezo effect occurs in the pressure receiving region 102 . For example, boron (B) as a p-type impurity is, for example, about 10 18 (atoms/cm 3 ) in a predetermined portion of the diaphragm layer 101 made of n-type single crystal silicon having a (100) plane as its main surface. With the p-type region introduced at a concentration of

각 저항 소자는, 평면에서 보아 직사각형의 형상이 되고, 직사각형의 길이 방향이, 실리콘 단결정의 <110> 방향으로 연장되어 있다. 제1 저항 소자(103a), 제2 저항 소자(103b), 제3 저항 소자(103c), 제4 저항 소자(103d)에 의해, 제1 브릿지 회로가 구성되어 있다. 단, 제1 브릿지 회로는, 피에조 저항 효과에 의해 수압 영역(102)의 변형을 측정하는, 하나 또는 복수의 저항 소자로 구성할 수 있다. 또한, 제1 브릿지 회로를 구성하는 저항 소자의 개수는, 4개에 한정되지 않는다.Each resistance element has a rectangular shape in plan view, and the longitudinal direction of the rectangle extends in the <110> direction of the silicon single crystal. A first bridge circuit is constituted by the first resistance element 103a, the second resistance element 103b, the third resistance element 103c, and the fourth resistance element 103d. However, the first bridge circuit may be composed of one or a plurality of resistance elements that measure the deformation of the pressure receiving region 102 by the piezo resistance effect. In addition, the number of the resistance elements which comprise a 1st bridge circuit is not limited to four.

또한, 다이어프램층(101)에는, 측온 소자(104)가 마련되어 있다. 측온 소자(104)는, 예컨대 수압 영역(102)보다 외측의 다이어프램층(101)에 배치할 수 있다. 측온 소자(104)는, n형의 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 다이어프램층(101)의 소정의 개소에, p형 불순물인 B가, 예컨대 1018(atoms/㎤) 정도의 농도로 도입된 p형의 영역으로 구성할 수 있다.In addition, the temperature measuring element 104 is provided in the diaphragm layer 101 . The temperature measuring element 104 may be disposed, for example, in the diaphragm layer 101 outside the pressure receiving region 102 . The temperature measuring element 104 is a p-type impurity B, for example, introduced at a concentration of about 10 18 (atoms/cm 3 ) into a predetermined portion of the diaphragm layer 101 made of n-type single crystal silicon. can be composed of areas of

또한, 수압 영역(102)보다 외측의 다이어프램층(101) 상에는, 전술한 브릿지 회로와 전원(106)을 접속시키는 제1 접속 패드(105a)와, 측온 소자(104)의 일단에 접속하는 제2 접속 패드(105b)가 형성되어 있다. 또한, 다이어프램층(101) 상에는, 제1 접속 패드(105a)와 측온 소자(104)의 타단을 접속시키는 배선(107)이, 수압 영역(102)을 통과하여(수압 영역(102) 상을 통과하여) 형성되어 있다. 배선(107)은, 다이어프램층(101) 상에 형성되며, 제1 접속 패드(105a)와 제2 접속 패드(105b) 사이를, 측온 소자(104)를 경유하고, 또한 수압 영역(102)을 통과하여 접속시킨다. 그리고 측온 소자(104)와, 일단이 제2 접속 패드(105b)에 접속되고, 타단이 그라운드에 접속된 압력 측정 장치 밖에 마련한 외부 저항(110)으로 제2 브릿지 회로가 구성된다.Further, on the diaphragm layer 101 outside the pressure receiving region 102 , the first connection pad 105a for connecting the above-described bridge circuit and the power supply 106 , and the second connection pad 105a for connecting one end of the temperature measuring element 104 . A connection pad 105b is formed. Further, on the diaphragm layer 101, a wiring 107 connecting the first connection pad 105a and the other end of the temperature measuring element 104 passes through the pressure receiving region 102 (passing through the pressure receiving region 102). ) is formed. The wiring 107 is formed on the diaphragm layer 101 , between the first connection pad 105a and the second connection pad 105b , via the temperature measuring element 104 , and also connects the pressure receiving region 102 . connect through. A second bridge circuit is constituted by the temperature measuring element 104 and an external resistor 110 provided outside the pressure measuring device having one end connected to the second connection pad 105b and the other end connected to the ground.

배선(107)은, 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘으로 구성된 다이어프램층(101) 상에서, <100> 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 배선(107)은, 예컨대 n형의 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 다이어프램층(101)에, p형 불순물인 B를, 1019(atoms/㎤) 정도의 농도로 도입함으로써, p형 반도체 확산 저항으로서 형성할 수 있다.The wiring 107 is formed extending in the &lt;100> direction on the diaphragm layer 101 made of n-type single crystal silicon whose main surface is the (100) plane. The wiring 107 is a p-type semiconductor diffusion resistance by introducing, for example, B, which is a p-type impurity, at a concentration of about 10 19 (atoms/cm 3 ) into the diaphragm layer 101 made of n-type single crystal silicon. can be formed

이 예에 있어서, 4개의 제1 저항 소자(103a), 제2 저항 소자(103b), 제3 저항 소자(103c), 제4 저항 소자(103d)는, 수압 영역(102)의 둘레 방향에 등간격으로 배치되어 있다. 또한, 제1 저항 소자(103a), 제2 저항 소자(103b), 제3 저항 소자(103c), 제4 저항 소자(103d)의 길이 방향은, 전류가 흐르는 방향으로 되어 있고, 이 방향은, 다이어프램층(101)을 구성하고 있는 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘의 <110> 방향으로 되어 있다.In this example, the four first resistance elements 103a , the second resistance elements 103b , the third resistance elements 103c , and the fourth resistance elements 103d are in the circumferential direction of the pressure receiving region 102 , etc. placed at intervals. In addition, the longitudinal direction of the first resistance element 103a, the second resistance element 103b, the third resistance element 103c, and the fourth resistance element 103d is the direction in which current flows, and this direction is It is in the <110> direction of n-type single crystal silicon with the main surface constituting the diaphragm layer 101 as the (100) plane.

또한, 제1 접속 패드(105a)와 제1 저항 소자(103a)의 일단이 접속하고, 제1 저항 소자(103a)의 타단과 제2 저항 소자(103b)의 일단이 접속하고, 제2 저항 소자(103b)의 타단과 제3 접속 패드(105c)가 접속하고 있다. 또한, 제1 접속 패드(105a)와 제3 저항 소자(103c)의 일단이 접속하고, 제3 저항 소자(103c)의 타단과 제4 저항 소자(103d)의 일단이 접속하고, 제4 저항 소자(103d)의 타단과, 제4 접속 패드(105d)가 접속하고 있다.Further, the first connection pad 105a and one end of the first resistance element 103a are connected, the other end of the first resistance element 103a and one end of the second resistance element 103b are connected, and the second resistance element The other end of 103b is connected to the third connection pad 105c. Further, one end of the first connection pad 105a and the third resistance element 103c is connected, and the other end of the third resistance element 103c and one end of the fourth resistance element 103d are connected, and the fourth resistance element is connected. The other end of 103d is connected to the fourth connection pad 105d.

또한, 제1 저항 소자(103a)의 타단과 제2 저항 소자(103b)의 일단을 접속하는 배선에, 제5 접속 패드(105e)가 접속하고 있다. 또한, 제3 저항 소자(103c)의 타단과 제4 저항 소자(103d)의 일단을 접속하는 배선에, 제6 접속 패드(105f)가 접속하고 있다.Further, a fifth connection pad 105e is connected to a wiring connecting the other end of the first resistance element 103a and one end of the second resistance element 103b. Further, a sixth connection pad 105f is connected to a wiring connecting the other end of the third resistance element 103c and one end of the fourth resistance element 103d.

또한, 제1 접속 패드(105a)와 제3 접속 패드(105c)에 전원(106)이 접속하고 있다. 전원(106)의 +측이 제1 접속 패드(105a)에 접속하고, 전원(106)의 -측이 제3 접속 패드(105c)에 접속하고 있다. 또한, 도면 중에서 그라운드 접속부가 복수 있는 개소는, 이들이 접속되어 있는 것을 나타내고 있고, 제2 접속 패드(105b)는 소정의 외부 저항(110)을 통해, 제4 접속 패드(105d)는 직접, 각각 그라운드에 접속되어 있다.Moreover, the power supply 106 is connected to the 1st connection pad 105a and the 3rd connection pad 105c. The + side of the power supply 106 is connected to the first connection pad 105a , and the - side of the power supply 106 is connected to the third connection pad 105c . In the figure, locations where there are a plurality of ground connection portions indicate that they are connected. The second connection pad 105b is connected via a predetermined external resistor 110 and the fourth connection pad 105d is directly connected to the ground. is connected to

또한, 압력 산출부(108)는, 전술한 제1 브릿지 회로로부터 출력되는 신호로부터 수압 영역(102)이 받은 압력값을 구한다. 압력 산출부(108)는, 측온 소자(104)가 접속되어 있는 제1 접속 패드(105a)와 제2 접속 패드(105b) 사이의 전위값에 기초하여, 즉 제2 브릿지 회로의 측정 온도 출력에 기초하여 제1 브릿지 회로로부터 출력되는 신호를 보정하고, 보정한 신호에 의해 수압 영역(102)이 받은, 온도 보정된 압력값을 구한다. 또한, 보정 신호는, 온도 외에, 정압 측정 신호 등으로 할 수 있다. 이 예에 있어서, 압력 산출부(108)는, 전술한 바와 같이 각 저항 소자 및 각 접속 패드가 접속되어 있는 상태에서, 제5 접속 패드(105e) 및 제6 접속 패드(105f)로부터의 출력에 의해, 수압 영역(102)이 받은 참인 압력값을 구한다.In addition, the pressure calculating unit 108 obtains a pressure value received by the pressure receiving region 102 from the signal output from the above-described first bridge circuit. The pressure calculating unit 108 is configured to output the measured temperature of the second bridge circuit based on the potential value between the first connection pad 105a and the second connection pad 105b to which the temperature measuring element 104 is connected. Based on the correction signal output from the first bridge circuit, the temperature-corrected pressure value received by the pressure receiving region 102 by the corrected signal is obtained. In addition, the correction signal can be made into a static pressure measurement signal other than temperature. In this example, the pressure calculating unit 108 receives the output from the fifth connection pad 105e and the sixth connection pad 105f in the state where each resistance element and each connection pad are connected as described above. Thus, the true pressure value received by the pressure receiving region 102 is obtained.

또한, 판정부(109)는, 제1 접속 패드(105a)와 제2 접속 패드(105b) 사이의 전위값에 기초하여, 즉 제2 브릿지 회로의 측정 온도 출력에 기초하여, 수압 영역(102)의 고장을 판정한다. 예컨대, 수압 영역(102)에 손상이 발생하여, 수압 영역(102)을 통과하는 배선(107)이 단선되면, 전원(106)으로부터 측온 소자(104)에 대하여 공급되는 전력이 0이 되고, 제2 접속 패드(105b)에 있어서의 전위가 0이 된다. 판정부(109)는, 전술한 상태를 검출함으로써, 수압 영역(102)에 파손이 발생한 것으로 판정할 수 있다.Further, the determination unit 109 determines the pressure receiving region 102 based on the potential value between the first connection pad 105a and the second connection pad 105b, that is, based on the measured temperature output of the second bridge circuit. determine the failure of For example, if damage occurs in the pressure receiving region 102 and the wiring 107 passing through the pressure receiving region 102 is disconnected, the power supplied from the power supply 106 to the temperature measuring element 104 becomes 0, and the first The potential at the second connection pad 105b becomes zero. The determination unit 109 can determine that damage has occurred in the pressure receiving area 102 by detecting the above-described state.

이상에 설명한 바와 같이, 실시형태 1에 따르면, 제1 접속 패드(105a)와 측온 소자(104)의 일단을 접속시키는 배선(107)을, 수압 영역(102) 상을 통과시킴으로써, 새롭게 취급하는 신호를 증가시키는 일없이, 압력 측정 장치의 고장 진단을 할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 측온 소자(104)나 배선(107)을 <100> 방향으로 연장시킴으로써, 수압 영역(102)이 받는 압력의 영향을 완화하는 것이 가능해진다.As described above, according to the first embodiment, the wiring 107 connecting the first connection pad 105a and one end of the temperature measuring element 104 is passed through the pressure receiving region 102, so that a signal to be newly handled It is possible to diagnose a failure of the pressure measuring device without increasing the . Also, as described above, by extending the temperature measuring element 104 and the wiring 107 in the <100> direction, it becomes possible to alleviate the influence of the pressure applied to the pressure receiving region 102 .

그런데, 도 2에 나타내는 바와 같이, 측온 소자(104a)의 일부는, 수압 영역(102)에 형성되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 다른 구성은, 도 1a, 도 1b를 이용하여 설명한 압력 측정 장치와 동일하다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 측온 소자(104b)가, 수압 영역(102)의 중앙부에 형성되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 측온 소자(104b)의 일단과 제2 접속 패드(105b)를, 배선(107b)으로 접속한다. 또한, 제1 접속 패드(105a)와 측온 소자(104)의 타단을, 배선(107a)으로 접속시킨다. 다른 구성은, 도 1a, 도 1b를 이용하여 설명한 압력 측정 장치와 동일하다.However, as shown in FIG. 2 , a part of the temperature measuring element 104a may be formed in the pressure receiving region 102 . The other configuration is the same as that of the pressure measuring device described with reference to Figs. 1A and 1B. Moreover, as shown in FIG. 3, it can also be set as the structure in which the temperature measuring element 104b is formed in the center part of the pressure receiving area|region 102. As shown in FIG. In this case, one end of the temperature measuring element 104b and the second connection pad 105b are connected by a wiring 107b. Further, the first connection pad 105a and the other end of the temperature measuring element 104 are connected with a wiring 107a. The other configuration is the same as that of the pressure measuring device described with reference to Figs. 1A and 1B.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전원(106)의 극성을 반대로 하여, 제1 브릿지 회로 및 제2 브릿지 회로에 인가하는 구성으로 할 수도 있다. 예컨대, 전원(106)의 -측을 제1 접속 패드(105a)에 접속시키고, 전원(106)의 +측을 제3 접속 패드(105c)에 접속시킨다. 다른 구성은, 도 1a, 도 1b를 이용하여 설명한 압력 측정 장치와 동일하다. 이 구성에서는, 수압 영역(102)에 손상이 발생하여, 배선(107a) 또는 배선(107b)이 단선되면, 전원(106)으로부터 측온 소자(104b)에 대하여 공급되는 전력이 0이 되고, 제2 접속 패드(105b)에 있어서의 전위가, 전원(106)으로부터 공급되는 전위(전위값 Vin)가 된다. 판정부(109)는, 전술한, 제2 접속 패드(105b)에 있어서의 전위가 전위값 Vin이 되는 상태를 검출함으로써, 수압 영역(102)에 파손이 발생한 것으로 판정할 수 있다.Moreover, as shown in FIG. 4, it can also be set as the structure which reverses the polarity of the power supply 106, and applies to a 1st bridge circuit and a 2nd bridge circuit. For example, the - side of the power supply 106 is connected to the first connection pad 105a, and the + side of the power supply 106 is connected to the third connection pad 105c. The other configuration is the same as that of the pressure measuring device described with reference to Figs. 1A and 1B. In this configuration, when the pressure receiving region 102 is damaged and the wiring 107a or the wiring 107b is disconnected, the power supplied from the power supply 106 to the temperature measuring element 104b becomes 0, and the second The potential in the connection pad 105b becomes the potential (potential value V in ) supplied from the power supply 106 . The determination unit 109 can determine that the damage has occurred in the pressure receiving region 102 by detecting the above-described state in which the potential in the second connection pad 105b becomes the potential value V in .

[실시형태 2][Embodiment 2]

다음에, 본 발명의 실시형태 2에 따른 압력 측정 장치에 대해서, 도 5를 참조하여 설명한다. 이 압력 측정 장치는, 다이어프램층(201)을 구비하는 압력 센서를 구비한다. 다이어프램층(201)은, 예컨대 주표면을 (100)면으로 한 단결정 실리콘으로 구성할 수 있다. 다이어프램층(201)에는, 제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)이 형성되어 있다. 제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)의 각각은, 예컨대 평면에서 보아 원형으로 되어 있다.Next, a pressure measuring device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 . This pressure measuring device is provided with a pressure sensor provided with the diaphragm layer (201). The diaphragm layer 201 can be made of, for example, single crystal silicon whose main surface is a (100) plane. A first pressure receiving region 202a and a second pressure receiving region 202b are formed in the diaphragm layer 201 . Each of the first pressure receiving area 202a and the second pressure receiving area 202b is circular in plan view, for example.

다이어프램층(201)은, 예컨대 베이스(도시하지 않음) 상에 형성되며, 베이스에는, 두께 방향으로 베이스를 관통하는 2개의 관통 구멍이 형성되어 있다. 제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)은, 전술한 2개의 관통 구멍의 공간에 의해 규정되는, 다이어프램층(201)의 일부의 영역이다. 이들의 구성은, 전술한 실시형태 1과 동일하다.The diaphragm layer 201 is formed, for example, on a base (not shown), in which two through holes penetrating the base in the thickness direction are formed. The first pressure receiving area 202a and the second pressure receiving area 202b are regions of a part of the diaphragm layer 201 defined by the above-described two through-hole spaces. These structures are the same as those of Embodiment 1 described above.

제1 수압 영역(202a)의 외주부의 다이어프램층(201)에는, 피에조 저항 효과에 의해 제1 수압 영역(202a)의 변형을 측정하는, 2개의 제1 저항 소자(203a), 제2 저항 소자(203b)가 마련되어 있다. 또한, 제2 수압 영역(202b)의 외주부의 다이어프램층(201)에는, 피에조 저항 효과에 의해 제2 수압 영역(202b)의 변형을 측정하는, 2개의 제3 저항 소자(203c), 제4 저항 소자(203d)가 마련되어 있다. 이들 저항 소자는, 각 수압 영역의 피에조 효과가 발생하는 개소에 배치된다. 예컨대, 주표면을 (100)면으로 한 n형의 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 다이어프램층(201)의 소정의 개소에, p형 불순물인 붕소(B)가, 예컨대 1018(atoms/㎤) 정도의 농도로 도입된 p형의 영역으로, 상기 저항 소자를 구성할 수 있다.In the diaphragm layer 201 of the outer periphery of the first pressure receiving region 202a, two first resistance elements 203a and a second resistance element ( 203b) is provided. In addition, in the diaphragm layer 201 of the outer periphery of the second pressure receiving region 202b, two third resistance elements 203c and a fourth resistance for measuring the deformation of the second pressure receiving region 202b by the piezo resistance effect An element 203d is provided. These resistance elements are arranged at locations where the piezo effect in each pressure-receiving region occurs. For example, boron (B) as a p-type impurity is, for example, about 10 18 (atoms/cm 3 ) in a predetermined portion of the diaphragm layer 201 made of n-type single crystal silicon whose main surface is a (100) plane. With the p-type region introduced at a concentration of

각 저항 소자는, 평면에서 보아 직사각형의 형상이 되고, 직사각형의 길이 방향이, 실리콘 단결정의 <110> 방향으로 연장되어 있다. 그리고, 제1 저항 소자(203a)와 제2 저항 소자(203b)에 의해 제1 브릿지 회로가, 제3 저항 소자(203c)와 제4 저항 소자(203d)에 의해, 제3 브릿지 회로가, 각각 구성되어 있다.Each resistance element has a rectangular shape in plan view, and the longitudinal direction of the rectangle extends in the <110> direction of the silicon single crystal. The first bridge circuit is formed by the first resistance element 203a and the second resistance element 203b, and the third bridge circuit is formed by the third resistance element 203c and the fourth resistance element 203d, respectively. Consists of.

또한, 다이어프램층(201)에는, 측온 소자(204)가 마련되어 있다. 측온 소자(204)는, 제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)보다 외측의, 다이어프램층(201)에 배치할 수 있다. 측온 소자(204)는, 예컨대 제1 수압 영역(202a)과 제2 수압 영역(202b) 사이의 다이어프램층(201)에 배치할 수 있다. 측온 소자(204)는, n형의 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 다이어프램층(201)의 소정의 개소에, p형 불순물인 B가, 예컨대 1018(atoms/㎤) 정도의 농도로 도입된 p형의 영역으로 구성할 수 있다.Further, the temperature measuring element 204 is provided in the diaphragm layer 201 . The temperature measuring element 204 may be disposed in the diaphragm layer 201 outside the first pressure receiving region 202a and the second pressure receiving region 202b. The temperature measuring element 204 may be disposed, for example, in the diaphragm layer 201 between the first pressure receiving region 202a and the second pressure receiving region 202b. The temperature measuring element 204 is a p-type impurity B, for example, introduced at a concentration of about 10 18 (atoms/cm 3 ) into a predetermined portion of the diaphragm layer 201 made of n-type single crystal silicon. can be composed of areas of

제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)보다 외측의 다이어프램층(201) 상에는, 전술한 브릿지 회로와 전원(206)을 접속시키는 제1 접속 패드(205a)가 형성되어 있다. 또한, 다이어프램층(201) 상에는, 제1 접속 패드(205a)와 측온 소자(204)의 일단을, 제1 수압 영역(202a)을 통과하여 접속시키는 제1 배선(207a)이 형성되어 있다.On the diaphragm layer 201 outside the first pressure receiving area 202a and the second pressure receiving area 202b, a first connection pad 205a for connecting the above-described bridge circuit and the power source 206 is formed. Further, on the diaphragm layer 201, a first wiring 207a for connecting the first connection pad 205a and one end of the temperature measuring element 204 through the first pressure receiving region 202a is formed.

또한, 제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)보다 외측의 다이어프램층(201) 상에는, 제2 접속 패드(205b)가 형성되어 있다. 또한, 다이어프램층(201) 상에는, 제2 접속 패드(205b)와 측온 소자(204)의 타단을, 제2 수압 영역(202b)을 통과하여 접속시키는 제2 배선(207b)이 형성되어 있다. 제1 배선(207a) 및 제2 배선(207b)은, 다이어프램층(201) 상에 형성되며, 제1 접속 패드(205a)와 제2 접속 패드(205b) 사이를, 측온 소자(204)를 경유하고, 또한 제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)을 통과하여 접속시키는 배선이다. 그리고, 측온 소자(204)와, 일단이 제2 접속 패드(205b)에 접속되며, 타단이 그라운드에 접속된 압력 측정 장치 밖에 마련한 외부 저항(210)으로 제2 브릿지 회로가 구성된다.Further, on the diaphragm layer 201 outside the first pressure receiving region 202a and the second pressure receiving region 202b, a second connection pad 205b is formed. Further, on the diaphragm layer 201, a second wiring 207b connecting the second connection pad 205b and the other end of the temperature measuring element 204 through the second pressure receiving region 202b is formed. The first wiring 207a and the second wiring 207b are formed on the diaphragm layer 201 , and are connected between the first connection pad 205a and the second connection pad 205b via the temperature measuring element 204 . and a wiring connected through the first pressure receiving region 202a and the second pressure receiving region 202b. A second bridge circuit is constituted by the temperature measuring element 204 and an external resistor 210 provided outside the pressure measuring device having one end connected to the second connection pad 205b and the other end connected to the ground.

제1 배선(207a), 제2 배선(207b)의 각각은, 주표면을 (100)면으로 한 단결정 실리콘으로 구성된 다이어프램층(201) 상에서, <100> 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 제1 배선(207a), 제2 배선(207b)은, 예컨대 n형의 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 다이어프램층(201)에, p형 불순물인 B를, 1019(atoms/㎤) 정도의 농도로 도입함으로써 형성할 수 있다.Each of the first wiring 207a and the second wiring 207b is formed to extend in the <100> direction on the diaphragm layer 201 made of single crystal silicon having a (100) plane as its main surface. The first wiring 207a and the second wiring 207b include, for example, the p-type impurity B in the diaphragm layer 201 made of n-type single crystal silicon at a concentration of about 10 19 (atoms/cm 3 ). It can be formed by introducing

이 예에 있어서, 제1 접속 패드(205a)와 제1 저항 소자(203a)의 일단이 접속하고, 제1 저항 소자(203a)의 타단과 제2 저항 소자(203b)의 일단이 접속하고, 제2 저항 소자(203b)의 타단과 제3 접속 패드(205c)가 접속하고 있다. 또한, 제1 접속 패드(205a)와 제3 저항 소자(203c)의 일단이 접속하고, 제3 저항 소자(203c)의 타단과 제4 저항 소자(203d)의 일단이 접속하고, 제4 저항 소자(203d)의 타단과, 제4 접속 패드(205d)가 접속하고 있다.In this example, the first connection pad 205a and one end of the first resistance element 203a are connected, the other end of the first resistance element 203a and one end of the second resistance element 203b are connected, and the The other end of the second resistance element 203b is connected to the third connection pad 205c. Further, the first connection pad 205a and one end of the third resistance element 203c are connected, and the other end of the third resistance element 203c and one end of the fourth resistance element 203d are connected, and the fourth resistance element is connected. The other end of 203d is connected to the fourth connection pad 205d.

또한, 제1 저항 소자(203a)의 타단과 제2 저항 소자(203b)의 일단을 접속시키는 배선에, 제5 접속 패드(205e)가 접속하고 있다. 또한, 제3 저항 소자(203c)의 타단과 제4 저항 소자(203d)의 일단을 접속시키는 배선에, 제6 접속 패드(205f)가 접속하고 있다.Further, a fifth connection pad 205e is connected to a wiring connecting the other end of the first resistance element 203a and one end of the second resistance element 203b. Further, a sixth connection pad 205f is connected to a wiring connecting the other end of the third resistance element 203c and one end of the fourth resistance element 203d.

또한, 제1 접속 패드(205a)와 제3 접속 패드(205c)에 전원(206)이 접속하고 있다. 전원(206)의 +측이 제1 접속 패드(205a)에 접속하고, 전원(206)의 -측이 제3 접속 패드(205c)에 접속하고 있다. 또한, 도면 중에서 그라운드 접속부가 복수 있는 개소는, 이들이 접속되어 있는 것을 나타내고 있고, 제2 접속 패드(205b)는 소정의 저항을 통해, 제4 접속 패드(205d)는 직접, 각각 그라운드에 접속되어 있다.Moreover, the power supply 206 is connected to the 1st connection pad 205a and the 3rd connection pad 205c. The + side of the power supply 206 is connected to the first connection pad 205a , and the - side of the power supply 206 is connected to the third connection pad 205c . In the figure, locations where there are a plurality of ground connection portions indicate that they are connected, and the second connection pad 205b is connected to the ground via a predetermined resistance, and the fourth connection pad 205d is directly connected to the ground. .

또한, 도시하지 않지만, 실시형태 2에 따른 압력 측정 장치는, 전술한 제1 브릿지 회로로부터 출력되는 신호(제5 접속 패드(205e)의 전위값)와 제3 브릿지 회로로부터 출력되는 신호(제6 접속 패드(205f)의 전위값)를, 제1 접속 패드(205a)와 제2 접속 패드(205b) 사이의 전위값, 즉 측온 소자(204)를 포함하는 제2 브릿지 회로의 측정 온도 출력에 기초하여 각각 보정하고, 보정한 신호에 의해 제1 수압 영역(202a)이 받은 압력과 제2 수압 영역(202b)이 받은 압력의 차압의 값을 구하는 압력 산출부를 구비한다. 또한, 보정 신호는, 온도 외에, 정압 측정 신호 등으로 할 수 있다. 이 예에 있어서, 압력 산출부는, 전술한 바와 같이 각 저항 소자 및 각 접속 패드가 접속되어 있는 상태에서, 제5 접속 패드(205e) 및 제6 접속 패드(205f)로부터의 출력에 의해, 제1 수압 영역(202a)이 받은 압력값과 제2 수압 영역(202b)이 받은 압력값의 차를 구한다.Although not shown, in the pressure measuring device according to the second embodiment, a signal output from the above-described first bridge circuit (potential value of the fifth connection pad 205e) and a signal outputted from the third bridge circuit (sixth) the potential value of the connection pad 205f) based on the potential value between the first connection pad 205a and the second connection pad 205b, that is, the measured temperature output of the second bridge circuit including the temperature measuring element 204 and a pressure calculating unit for calculating a differential pressure between the pressure received by the first pressure receiving region 202a and the pressure received by the second receiving pressure region 202b according to the corrected signal. In addition, the correction signal can be made into a static pressure measurement signal other than temperature. In this example, the pressure calculation unit uses the output from the fifth connection pad 205e and the sixth connection pad 205f in the state where each resistance element and each connection pad are connected as described above, The difference between the pressure value received by the pressure receiving region 202a and the pressure value received by the second pressure receiving region 202b is calculated.

또한, 도시하지 않지만, 실시형태 2에 따른 압력 측정 장치는, 제1 접속 패드(205a)와 제2 접속 패드(205b) 사이의 전위값, 즉 측온 소자(204)를 포함하는 제2 브릿지 회로의 측정 온도 출력을 바탕으로, 다이어프램층(201)의 고장을 판정하는 판정부를 구비한다. 예컨대, 다이어프램층(201)에 손상이 발생하여, 제1 배선(207a) 또는 제2 배선(207b)이 단선되면, 전원(206)으로부터 측온 소자(204)에 대하여 공급되는 전력이 0이 되고, 제2 접속 패드(205b)에 있어서의 전위가 0이 된다. 판정부는, 전술한 상태를 검출함으로써, 다이어프램층(201)(제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b))에 파손이 발생한 것으로 판정할 수 있다.Although not shown, the pressure measuring device according to the second embodiment is a potential value between the first connection pad 205a and the second connection pad 205b, that is, the second bridge circuit including the temperature measuring element 204. A determination unit for determining a failure of the diaphragm layer 201 is provided based on the measured temperature output. For example, when the diaphragm layer 201 is damaged and the first wiring 207a or the second wiring 207b is disconnected, the power supplied from the power supply 206 to the temperature measuring element 204 becomes 0, The potential at the second connection pad 205b becomes zero. The determination unit can determine that damage has occurred in the diaphragm layer 201 (the first pressure-receiving region 202a and the second pressure-receiving region 202b) by detecting the above-described state.

이상에 설명한 바와 같이, 실시형태 2에 따르면, 측온 소자(204)에 접속하는 제1 배선(207a), 제2 배선(207b)을, 제1 수압 영역(202a), 제2 수압 영역(202b) 상으로 통과시키기 때문에, 새롭게 취급하는 신호를 증가시키는 일없이, 압력 측정 장치의 고장 진단을 할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 측온 소자(204)나 제1 배선(207a), 제2 배선(207b)을 <100> 방향으로 연장시킴으로써, 제1 수압 영역(202a), 제2 수압 영역(202b)이 받는 압력의 영향을 완화하는 것이 가능해진다.As described above, according to the second embodiment, the first wiring 207a and the second wiring 207b connected to the temperature measuring element 204 are connected to the first pressure receiving region 202a and the second pressure receiving region 202b. Since it passes through the phase, it is possible to diagnose a failure of the pressure measuring device without increasing the signal to be handled newly. In addition, as described above, by extending the temperature measuring element 204, the first wiring 207a, and the second wiring 207b in the <100> direction, the first pressure receiving region 202a and the second pressure receiving region 202b are formed. It becomes possible to alleviate the effect of this pressure.

그런데, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 배선(207a), 측온 소자(204) 및 제2 배선(207b)을, 평면에서 보아, 동일한 직선(하층의 직선) 상에 배치(배열)하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 측온 소자(204a)의 일부가, 제1 수압 영역(202a) 및 제2 수압 영역(202b)에 형성되는 구성으로 할 수도 있다.However, as shown in Fig. 6, the first wiring 207a, the temperature measuring element 204, and the second wiring 207b are arranged (arranged) on the same straight line (lower layer straight line) in a plan view. You may. Moreover, as shown in FIG. 7, it can also be set as the structure in which a part of the temperature measuring element 204a is formed in the 1st pressure receiving area|region 202a and the 2nd pressure receiving area|region 202b.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 도 5의 구성으로부터 전원(206)의 극성을 반대로 하여 제1 브릿지 회로, 제2 브릿지 회로 및 제3 브릿지 회로에 인가하는 구성으로 할 수도 있다. 구체적으로는, 전원(206)의 -측을 제1 접속 패드(205a)에 접속시키고, 전원(206)의 +측을 제3 접속 패드(205c)에 접속시킨다. 또한, 제3 접속 패드(205c)와 제4 접속 패드(205d)를 결선한다. 다른 구성은, 도 5를 이용하여 설명한 압력 측정 장치와 동일하다. 이 구성에서는, 다이어프램층(201)에 손상이 발생하여, 제1 배선(207a) 또는 제2 배선(207b)이 단선되면, 전원(206)으로부터 측온 소자(204)에 대하여 공급되는 전력이 0이 되고, 제2 접속 패드(205b)에 있어서의 전위가, 전원(206)으로부터 공급되는 전위(전위값 Vin)가 된다. 판정부는, 전술한, 제2 접속 패드(205b)에 있어서의 전위가 전위값 Vin이 되는 상태를 검출함으로써, 제1 수압 영역(202a), 또는 제2 수압 영역(202b)에 파손이 발생한 것으로 판정할 수 있다.Moreover, as shown in FIG. 8, it can also be set as the structure in which the polarity of the power supply 206 is reversed from the structure of FIG. 5, and it can be set as the structure which applies to a 1st bridge circuit, a 2nd bridge circuit, and a 3rd bridge circuit. Specifically, the - side of the power supply 206 is connected to the first connection pad 205a, and the + side of the power supply 206 is connected to the third connection pad 205c. Further, the third connection pad 205c and the fourth connection pad 205d are connected. Other configurations are the same as those of the pressure measuring device described with reference to FIG. 5 . In this configuration, when the diaphragm layer 201 is damaged and the first wiring 207a or the second wiring 207b is disconnected, the power supplied from the power supply 206 to the temperature measuring element 204 becomes zero. and the potential at the second connection pad 205b becomes a potential (potential value V in ) supplied from the power source 206 . The determination unit determines that damage has occurred in the first pressure receiving region 202a or the second pressure receiving region 202b by detecting the above-described state in which the potential at the second connection pad 205b becomes the potential value Vin. can be judged.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 측온 소자에 접속되는 배선을, 수압 영역 상을 통과시킴으로써, 새롭게 취급하는 신호를 증가시키는 일없이, 압력 측정 장치의 고장 진단을 할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by passing the wiring connected to the temperature measuring element over the pressure receiving region, it is possible to diagnose a failure of the pressure measuring device without increasing the signal to be handled anew.

또한, 본 발명은 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 내에서, 당분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 사람에 의해, 많은 변형 및 조합이 실시 가능한 것은 명백하다.In addition, this invention is not limited to embodiment demonstrated above, It is clear that many deformation|transformation and combination can be implemented by those skilled in the art within the technical spirit of this invention.

101, 201 : 다이어프램층 102, 202a, 202b : 수압 영역
103a, 203a : 제1 저항 소자 103b, 203b : 제2 저항 소자
103c, 203c : 제3 저항 소자 103d, 203d : 제4 저항 소자
104, 204 : 측온 소자 105a, 205a : 제1 접속 패드
105b, 205b : 제2 접속 패드 105c, 205c : 제3 접속 패드
105d, 205d : 제4 접속 패드 105e, 205e : 제5 접속 패드
105f, 205f : 제6 접속 패드 106, 206 : 전원
107, 207a, 207b : 배선 108 : 압력 산출부
109 : 판정부 110, 210 : 외부 저항
111 : 베이스 112 : 관통 구멍101, 201: diaphragm layer 102, 202a, 202b: water pressure region
103a, 203a: first resistance element 103b, 203b: second resistance element
103c, 203c: third resistive element 103d, 203d: fourth resistive element
104, 204: temperature measuring element 105a, 205a: first connection pad
105b, 205b: second connection pad 105c, 205c: third connection pad
105d, 205d: fourth contact pad 105e, 205e: fifth contact pad
105f, 205f: sixth connection pad 106, 206: power supply
107, 207a, 207b: wiring 108: pressure calculator
109: determination unit 110, 210: external resistance
111: base 112: through hole

Claims (8)

다이어프램층과,
상기 다이어프램층에 형성된 수압 영역과,
상기 다이어프램층에 마련되며, 피에조 저항 효과에 의해 상기 수압 영역의 변형을 측정하는, 하나 또는 복수의 저항 소자로 구성된 제1 브릿지 회로와,
상기 다이어프램층에 마련된 측온 소자와,
상기 측온 소자를 포함하며, 적어도 배선의 일부가 상기 수압 영역 상에 마련되어 상기 측온 소자가 측정한 온도를 출력하는 제2 브릿지 회로와,
상기 제2 브릿지 회로의 출력에 기초하여 상기 수압 영역의 고장을 판정하도록 구성된 판정부
를 구비하는 압력 측정 장치.a diaphragm layer;
a water pressure region formed in the diaphragm layer;
a first bridge circuit provided in the diaphragm layer and configured to measure a deformation of the pressure-receiving region by a piezo-resistance effect, comprising one or a plurality of resistance elements;
a temperature measuring element provided on the diaphragm layer;
a second bridge circuit including the temperature measuring element, wherein at least a portion of a wiring is provided on the pressure receiving region to output the temperature measured by the temperature measuring element;
a judging unit configured to determine a failure of the water pressure region based on an output of the second bridge circuit
A pressure measuring device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제2 브릿지 회로와 전원을 접속시키는 제1 접속 패드와,
상기 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와,
상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제1 접속 패드와 상기 제2 접속 패드 사이를, 상기 측온 소자를 경유하고, 또한 상기 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선
을 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 측정 장치.According to claim 1,
a first connection pad formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving area and connecting the second bridge circuit and a power source;
a second connection pad formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving region and connected to one end of the temperature measuring element;
A wiring formed on the diaphragm layer and connecting the first connection pad and the second connection pad via the temperature measuring element and through the pressure receiving region
A pressure measuring device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제2 브릿지 회로와 그라운드를 접속시키는 제1 접속 패드와,
상기 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와,
상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제1 접속 패드와 상기 제2 접속 패드 사이를, 상기 측온 소자를 경유하고, 또한 상기 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선
을 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 측정 장치.According to claim 1,
a first connection pad formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving area and connecting the second bridge circuit and a ground;
a second connection pad formed on the diaphragm layer outside the pressure receiving region and connected to one end of the temperature measuring element;
A wiring formed on the diaphragm layer and connecting the first connection pad and the second connection pad via the temperature measuring element and through the pressure receiving region
A pressure measuring device comprising a. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다이어프램층은, 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘으로 구성되고,
상기 배선은, <100> 방향으로 연장되어 형성되어 있는 p형 반도체 확산 저항인 것을 특징으로 하는 압력 측정 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The diaphragm layer is composed of n-type single-crystal silicon having a main surface as a (100) plane,
The wiring is a pressure measuring device, characterized in that the p-type semiconductor diffusion resistor is formed extending in the <100> direction. 다이어프램층과,
상기 다이어프램층에 형성된 제1 수압 영역 및 제2 수압 영역과,
상기 다이어프램층에 마련되며, 피에조 저항 효과에 의해 상기 제1 수압 영역의 변형을 측정하는, 하나 또는 복수의 저항 소자로 구성되는 제1 브릿지 회로와,
상기 다이어프램층에 마련된 측온 소자와,
상기 측온 소자를 포함하며, 적어도 배선의 일부가 상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역 상에 마련되어 상기 측온 소자의 측정한 온도를 출력하는 제2 브릿지 회로와,
상기 다이어프램층에 마련되며, 피에조 저항 효과에 의해 상기 제2 수압 영역의 변형을 측정하는, 하나 또는 복수의 저항 소자로 구성되는 제3 브릿지 회로와,
상기 제2 브릿지 회로의 출력에 기초하여 상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역의 고장을 판정하도록 구성된 판정부
를 구비하는 압력 측정 장치.a diaphragm layer;
a first pressure receiving area and a second pressure receiving area formed on the diaphragm layer;
a first bridge circuit provided on the diaphragm layer and configured to measure the deformation of the first pressure receiving region by a piezo-resistance effect, and comprising one or a plurality of resistance elements;
a temperature measuring element provided on the diaphragm layer;
a second bridge circuit including the temperature measuring element, wherein at least a part of wiring is provided on the first pressure receiving region and the second pressure receiving region to output the temperature measured by the temperature measuring element;
a third bridge circuit provided in the diaphragm layer and configured to measure the deformation of the second pressure-receiving region by a piezo-resistance effect, the third bridge circuit including one or a plurality of resistance elements;
a judging unit configured to determine failures of the first pressure receiving area and the second pressure receiving area based on an output of the second bridge circuit
A pressure measuring device comprising a. 제5항에 있어서,
상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제2 브릿지 회로와 전원을 접속시키는 제1 접속 패드와,
상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와,
상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제1 접속 패드와 상기 제2 접속 패드 사이를, 상기 측온 소자를 경유하고, 또한 상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선
을 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 측정 장치.6. The method of claim 5,
a first connection pad formed on the diaphragm layer outside the first pressure receiving area and the second pressure receiving area and connecting the second bridge circuit and a power source;
a second connection pad formed on the diaphragm layer outside the first pressure receiving area and the second pressure receiving area and connected to one end of the temperature measuring element;
A wiring formed on the diaphragm layer and connecting the first connection pad and the second connection pad via the temperature measuring element and through the first pressure receiving region and the second pressure receiving region
A pressure measuring device comprising a. 제5항에 있어서,
상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제2 브릿지 회로와 그라운드를 접속시키는 제1 접속 패드와,
상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역보다 외측의 상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 측온 소자의 일단에 접속하는 제2 접속 패드와,
상기 다이어프램층 상에 형성되며, 상기 제1 접속 패드와 상기 제2 접속 패드 사이를, 상기 측온 소자를 경유하고, 또한 상기 제1 수압 영역 및 상기 제2 수압 영역을 통과하여 접속시키는 배선을 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 측정 장치.6. The method of claim 5,
a first connection pad formed on the diaphragm layer outside the first pressure receiving area and the second pressure receiving area and connecting the second bridge circuit and a ground;
a second connection pad formed on the diaphragm layer outside the first pressure receiving area and the second pressure receiving area and connected to one end of the temperature measuring element;
a wiring formed on the diaphragm layer and connecting the first connection pad and the second connection pad via the temperature measuring element and passing through the first pressure receiving area and the second pressure receiving area; A pressure measuring device, characterized in that. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다이어프램층은, 주표면을 (100)면으로 한 n형 단결정 실리콘으로 구성되고,
상기 배선은, <100> 방향으로 연장되어 형성되어 있는 p형 반도체 확산 저항인 것을 특징으로 하는 압력 측정 장치.8. The method according to any one of claims 5 to 7,
The diaphragm layer is composed of n-type single-crystal silicon having a main surface as a (100) plane,
The wiring is a pressure measuring device, characterized in that the p-type semiconductor diffusion resistor is formed extending in the <100> direction.
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