JP2001330529A - 圧力センサ - Google Patents

圧力センサ

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JP2001330529A JP2000148171A JP2000148171A JP2001330529A JP 2001330529 A JP2001330529 A JP 2001330529A JP 2000148171 A JP2000148171 A JP 2000148171A JP 2000148171 A JP2000148171 A JP 2000148171A JP 2001330529 A JP2001330529 A JP 2001330529A
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知香子 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化や外力の影響を受けずに精度良く圧
力を検出することができる圧力センサを提供すること。 【解決手段】 第一導圧孔が形成された金属台座と、こ
の金属台座に第二導圧孔が形成されたガラス台座を介し
て接合され、第一導圧孔及び第二導圧孔を介して印加さ
れる圧力を検出するセンサチップと、センサチップ及び
ガラス台座を収納し、金属台座に接合されるパッケー
ジ、とを有する圧力センサにおいて、金属台座は、金属
台座に弾性を与え、パッケージに発生した歪みを吸収す
る溝部を有することを特徴とする圧力センサ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の圧力センサの構成を示
す断面図である。図１０において、圧力センサは、シリ
コンが加工されたセンサチップ１と、金属台座２と、例
えばパイレックス（登録商標）ガラスからなるガラス台
座３とハーメチックシール構造のパッケージ４とから構
成されている。
【０００３】センサチップ１にはシリコン基板に測定対
象となる圧力を受けるダイアフラム５が形成され、金属
台座２はセンサチップ１及びガラス台座３と熱膨張係数
の差が小さい例えばコバールが使用され、第一導圧孔６
が形成されている。そして、ガラス台座２には第二導圧
孔７が形成され、パッケージ４には第三導圧孔８が形成
されている。
【０００４】そして、ダイアフラム４に第二導圧孔７が
連通するようにセンサチップ１とガラス台座３が例えば
陽極接合され、第一導圧孔６と第二導圧孔７とが連通す
るようにガラス台座３と金属台座２とが例えば低融点ガ
ラスにより接合されている。そして、パッケージ４の内
部にセンサチップ１及びガラス台座３を収納するよう
に、パッケージ４と金属台座２とが接着材により接着ま
たは溶接されている。
【０００５】そして、第一導圧孔６及び第二導圧孔７を
介してダイアフラム４に低圧の圧力ＰLが加えられ、第
三導圧孔８を介してダイアフラム４に高圧の圧力ＰHが
加えられ、ダイアフラム４に形成された圧力検出手段
（図示しない）によって高圧ＰHと低圧ＰLの差圧が検出
される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような圧力センサ
においては、パッケージ４の熱膨張や、パッケージ４に
加えられる外力の影響により発生する歪みが、パッケー
ジ４、金属台座２及びガラス台座３を介してセンサチッ
プ１に伝えられ、センサチップ１において正確に圧力を
検出することが困難になるという問題点があった。
【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、金属台座に弾性を与え、温度変化
及び外力によりパッケージに発生した歪みを吸収する溝
部を金属台座に設けることにより、温度変化や外力の影
響を受けずに精度良く圧力を検出することができる圧力
センサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１におい
ては、第一導圧孔が形成された金属台座と、この金属台
座に第二導圧孔が形成されたガラス台座を介して接合さ
れ、前記第一導圧孔及び前記第二導圧孔を介して印加さ
れる圧力を検出するセンサチップと、前記センサチップ
及び前記ガラス台座を収納し、前記金属台座に接合され
るパッケージ、とを有する圧力センサにおいて、前記金
属台座は、前記金属台座に弾性を与え、前記パッケージ
に発生した歪みを吸収する溝部を有することを特徴とす
る圧力センサである。
【０００９】本発明の請求項２においては、第一導圧孔
が形成された金属台座と、この金属台座に第二導圧孔が
形成されたガラス台座を介して接合され、前記第一導圧
孔及び前記第二導圧孔を介して印加される圧力を検出す
るセンサチップと、前記センサチップ及び前記ガラス台
座を収納し、前記金属台座に接合されるパッケージ、と
を有する圧力センサにおいて、前記金属台座は、前記ガ
ラス台座に接合される第一接合部と、前記パッケージに
接合される第二接合部と、前記第一接合部と前記第二接
合部との間に設けられ前記パッケージに発生した歪みを
吸収する溝部、とを有することを特徴とする圧力センサ
である。
【００１０】本発明の請求項３においては、第一導圧孔
が形成された金属台座と、この金属台座に接合され、前
記第一導圧孔を介して印加される圧力を検出するセンサ
チップと、前記センサチップを収納し、前記金属台座に
接合されるパッケージ、とを有する圧力センサにおい
て、前記金属台座は、前記金属台座に弾性を与え、前記
パッケージに発生した歪みを吸収する溝部を有すること
を特徴とする圧力センサである。
【００１１】本発明の請求項４においては、第一導圧孔
が形成された金属台座と、この金属台座に接合され、前
記第一導圧孔を介して印加される圧力を検出するセンサ
チップと、前記センサチップを収納し、前記金属台座に
接合されるパッケージ、とを有する圧力センサにおい
て、前記金属台座は、前記センサチップに接合される第
一接合部と、前記パッケージに接合される第二接合部
と、前記第一接合部と前記第二接合部との間に設けられ
前記パッケージに発生した歪みを吸収する溝部、とを有
することを特徴とする圧力センサである。
【００１２】本発明の請求項５においては、前記溝部
は、前記第一導圧孔の中心方向に対してほぼ平行に形成
されることを特徴とする請求項１から請求項４記載の圧
力センサである。
【００１３】本発明の請求項６においては、前記溝部
は、前記第一導圧孔の中心方向に対してほぼ垂直に形成
されることを特徴とする請求項１から請求項４記載の圧
力センサである。
【００１４】本発明の請求項７においては、前記第二接
合部は、前記金属台座の他の部分の厚さよりも厚さの薄
い厚薄部を有することを特徴とする請求項２及び請求項
４記載の圧力センサである。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。尚、以下の図面において、図１０
と重複する部分は同一番号を付してその説明は適宜に省
略する。図１は本発明の第一実施例の構成を示す断面図
である。
【００１６】図１において、金属台座２は、ガラス台座
３と接合され中心部に第一導圧孔６が形成された筒状の
第一接合部２ａと、プラスチックのパッケージ４に接続
される厚薄部としての縁部２ｂが形成され、第一導圧孔
６の中心より一方の断面形状が階段状の第二接合部２ｃ
と、第一接合部２ａと第二接合部２ｃとの間に形成され
た溝部９、とからなっている。
【００１７】溝部９は、金属台座２に形成された第一導
圧孔６の中心方向に対して、ほぼ平行に形成されて金属
台座２に弾性を与えており、第二接合部２ｃは溝部９を
介して第一接合部２ａの方向に変位可能となっている。
【００１８】また、第二接合部２ａの厚薄部としての縁
部２ｂは、パッケージ４に接合され、その厚さは、第二
接合部２ｃの縁部２ｂ以外の部分及び第一接合部２ａの
筒状の厚さと比較して薄くなっている。
【００１９】図２（ａ），（ｂ）は、図１に示した圧力
センサのパッケージの歪みの吸収を説明する図である。
尚、図２（ａ）はパッケージとしてプラスチックのパッ
ケージを使用した場合、図２（ｂ）はパッケージとして
ハーメチックシール型のパッケージを使用した場合の図
である。
【００２０】図２（ａ），（ｂ）において、パッケージ
４に温度変化による熱膨張や、外力等による歪み（変
形）が発生した場合、金属台座２の第二接合部２ｃは、
溝部９を介して第一接合部２ａの方向に変形し、溝部９
はパッケージ４の歪みを吸収するので、パッケージ４の
歪みがセンサチップ１に伝達されることはない。
【００２１】また、第二接合部２ｃの厚薄部としての縁
部２ｂは、金属台座２の他の部分と比較してその厚さが
薄く形成されているので、縁部２ｂの強度は他の部分に
比較して弱くなっている。従って、縁部２ｂは外力に対
して変形しやすいので、パッケージ４の変形を吸収する
ことができ、溝部９による歪み吸収の効果を高めてい
る。
【００２２】図３は、本発明の第二実施例の構成を示す
断面図である。図３に示した圧力センサは、図１におけ
る金属台座２の溝部９の底に、第一導圧孔とほぼ垂直に
第二の溝部９’を形成することにより、第二の厚薄部２
ｄを形成し、さらにパッケージ４の歪み吸収効果を高め
たものである。
【００２３】図４は、本発明の第三実施例の構成を示す
断面図である。図４に示した圧力センサは、図１におけ
る金属台座２の溝部９の深さを浅くし、縁部２ｂの一部
に第一導圧孔６とほぼ平行に第二の溝部９’を形成する
ことにより、縁部２ｂの一部に厚薄部２ｄを形成したも
のである。
【００２４】図５は、本発明の第四実施例の構成を示す
断面図である。図５に示した圧力センサは、図４におけ
る金属台座２の溝部９の断面形状をＶ字状とするととも
にこの溝部９を複数個形成し、また、第二の溝部９’
の断面形状をＶ字状とするとともにこの溝部９’を複数
個形成したものである。
【００２５】そして、複数の溝部９、９’は、金属台座
２の第二接合部２ｃに弾性を与えてパッケージ４の歪み
を吸収するので、パッケージ４の歪みがセンサチップ１
に伝達されることはない。
【００２６】図６は、本発明の第五実施例の構成を示す
断面図である。図６において、金属台座２は、ガラス台
座３と接合され中心部に第一導圧孔６が形成された筒状
の第一接合部２ａと、パッケージ４に接合され第一導圧
孔６の中心より一方の断面形状がＬ字状の第二接合部２
ｃと、第一接合部２ａと第二接合部２ｃとの間に形成さ
れた溝部９、とからなっている。
【００２７】溝部９は、金属台座２に形成された第一導
圧孔６の中心方向に対して、ほぼ平行に形成されて金属
台座２に弾性を与えており、第二接合部２ｃは溝部９を
介して第一接合部２ａの方向に変位可能となっている。
【００２８】図７は、本発明の第六実施例の構成を示す
断面図である。図７に示した圧力センサは、図６におけ
る第二接合部２ｃの上下を反転させた構成としたもので
ある。
【００２９】図８は、本発明の第七実施例の構成を示す
断面図である。図８において、金属台座２は、ガラス台
座３と接合される縁部２ｂ’と中心部に第一導圧孔６が
形成された第一接合部２ａと、パッケージ４に接続され
る縁部２ｂが形成された第二接合部２ｃと、第一接合部
２ａの縁部２ｂ’と第二接合部の縁部２ｂとの間に形成
された溝部９、とからなっている。
【００３０】溝部９は、金属台座２に形成された第一導
圧孔６の中心方向に対して、ほぼ垂直に形成されて金属
台座２に弾性を与えており、第二接合部２ｃの縁部２ｂ
は溝部９を介して第一接合部２ａの縁部２ｂ’の方向に
変位可能となっている。
【００３１】また、第二接合部２ｃの厚薄部としての縁
部２ｂは、パッケージ４に接合され、その厚さは、金属
台座２のその他の部分の厚さと比較して薄く形成されて
いる。従って、縁部２ｂは外力に対して変形しやすいの
で、パッケージ４の変形を吸収することができ、溝部９
による歪み吸収の効果を高めている。
【００３２】図９は本発明の第八実施例の構成を示す断
面図である。図９において、金属台座２は、ガラス台座
３と接合され中心部に第一導圧孔６が形成された筒状の
第一接合部２ａと、パッケージ４に接続される縁部２ｂ
が形成された第二接合部２ｃと、第一接合部２ａと第二
接合部２ｃの間に形成された溝部９、とからなってい
る。
【００３３】溝部９は、金属台座２に形成された第一導
圧孔６の中心方向に対して、ほぼ垂直に形成されて金属
台座２に弾性を与えており、第二接合部２ｃは溝部９を
介して第一接合部２ａの方向に変位可能となっている。
【００３４】また、第二接合部２ｃの厚薄部としての縁
部２ｂは、パッケージ４に接合され、その厚さは、金属
台座２のその他の部分の厚さと比較して薄く形成されて
いる。従って、縁部２ｂは外力に対して変形しやすいの
で、パッケージ４の変形を吸収することができ、溝部９
による歪み吸収の効果を高めている。
【００３５】尚、上述の圧力センサにおいては、センサ
チップ１がガラス台座３を介して金属台座２に接合され
る場合について説明したが、ガラス台座３を介さず、セ
ンサチップ１が直接金属台座２に接合される場合におい
ても、金属台座２を上述と同様の構造とすることにより
同等の効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
から請求項６によれば、金属台座に弾性を与え、温度変
化及び外力によりパッケージに発生した歪みを吸収する
溝部を金属台座に設けたので、温度変化や外力の影響を
受けずに精度良く圧力を検出することができる圧力セン
サを提供することができる。
【００３７】また、本発明の請求項７によれば、金属台
座のパッケージとの接続部である第二接合部に厚さの薄
い厚薄部を設けたので、溝部を設けたことによる歪み吸
収の効果を高めることができる。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図２】溝部によるパッケージの歪みの吸収を説明する
図である。
【図３】本発明の第二実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図４】本発明の第三実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図５】本発明の第四実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図６】本発明の第五実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図７】本発明の第六実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図８】本発明の第七実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図９】本発明の第八実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図１０】従来の圧力センサの構成を示す断面図であ
る。
【符号の説明】 １ センサチップ ２ 金属台座 ２ａ 第一接合部 ２ｂ 縁部 ２ｃ 第二接合部 ２ｄ 厚薄部 ３ ガラス台座 ４ パッケージ ６ 第一導圧孔 ７ 第二導圧孔 ９ ９’ 溝部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一導圧孔が形成された金属台座と、 この金属台座に第二導圧孔が形成されたガラス台座を介
    して接合され、前記第一導圧孔及び前記第二導圧孔を介
    して印加される圧力を検出するセンサチップと、 前記センサチップ及び前記ガラス台座を収納し、前記金
    属台座に接合されるパッケージ、とを有する圧力センサ
    において、 前記金属台座は、前記金属台座に弾性を与え、前記パッ
    ケージに発生した歪みを吸収する溝部を有することを特
    徴とする圧力センサ。
  2. 【請求項２】 第一導圧孔が形成された金属台座と、 この金属台座に第二導圧孔が形成されたガラス台座を介
    して接合され、前記第一導圧孔及び前記第二導圧孔を介
    して印加される圧力を検出するセンサチップと、 前記センサチップ及び前記ガラス台座を収納し、前記金
    属台座に接合されるパッケージ、とを有する圧力センサ
    において、 前記金属台座は、前記ガラス台座に接合される第一接合
    部と、前記パッケージに接合される第二接合部と、前記
    第一接合部と前記第二接合部との間に設けられ前記パッ
    ケージに発生した歪みを吸収する溝部、とを有すること
    を特徴とする圧力センサ。
  3. 【請求項３】 第一導圧孔が形成された金属台座と、 この金属台座に接合され、前記第一導圧孔を介して印加
    される圧力を検出するセンサチップと、 前記センサチップを収納し、前記金属台座に接合される
    パッケージ、とを有する圧力センサにおいて、 前記金属台座は、前記金属台座に弾性を与え、前記パッ
    ケージに発生した歪みを吸収する溝部を有することを特
    徴とする圧力センサ。
  4. 【請求項４】 第一導圧孔が形成された金属台座と、 この金属台座に接合され、前記第一導圧孔を介して印加
    される圧力を検出するセンサチップと、 前記センサチップを収納し、前記金属台座に接合される
    パッケージ、とを有する圧力センサにおいて、 前記金属台座は、前記センサチップに接合される第一接
    合部と、前記パッケージに接合される第二接合部と、前
    記第一接合部と前記第二接合部との間に設けられ前記パ
    ッケージに発生した歪みを吸収する溝部、とを有するこ
    とを特徴とする圧力センサ。
  5. 【請求項５】 前記溝部は、前記第一導圧孔の中心方向
    に対してほぼ平行に形成されることを特徴とする請求項
    １から請求項４記載の圧力センサ。
  6. 【請求項６】 前記溝部は、前記第一導圧孔の中心方向
    に対してほぼ垂直に形成されることを特徴とする請求項
    １から請求項４記載の圧力センサ。
  7. 【請求項７】 前記第二接合部は、前記金属台座の他の
    部分の厚さよりも厚さの薄い厚薄部を有することを特徴
    とする請求項２及び請求項４記載の圧力センサ。
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