JPH05302863A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents
Semiconductor pressure sensorInfo
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- JPH05302863A JPH05302863A JP10784492A JP10784492A JPH05302863A JP H05302863 A JPH05302863 A JP H05302863A JP 10784492 A JP10784492 A JP 10784492A JP 10784492 A JP10784492 A JP 10784492A JP H05302863 A JPH05302863 A JP H05302863A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は２つの流体の圧力差等を
検出する半導体圧力センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor pressure sensor for detecting a pressure difference between two fluids.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体単結晶板自体を受圧ダイアフラム
とした半導体圧力センサとして従来、図３に示すような
構造のものが知られている。2. Description of the Related Art As a semiconductor pressure sensor having a semiconductor single crystal plate itself as a pressure receiving diaphragm, a semiconductor pressure sensor having a structure as shown in FIG. 3 is conventionally known.
【０００３】この従来の半導体圧力センサについて説明
すると、本体ブロック１０１には、両面を連通させる貫
通穴１０２が設けられており、この貫通穴１０２の開口
した両側面それぞれが受圧ダイアフラム１０３、１０４
により閉塞されている。Explaining this conventional semiconductor pressure sensor, a body block 101 is provided with a through hole 102 for communicating both sides thereof, and both side surfaces where the through hole 102 is opened are pressure receiving diaphragms 103, 104.
Is blocked by.
【０００４】そして、貫通穴１０２の中央部には、過圧
防止ベローズ１０５が貫通穴１０２と同心に設けられ、
その一端が貫通穴１０２の図において左側の段部１０６
に気密的に固着され、貫通穴１０２の内部が高圧室１０
２ａと低圧室１０２ｂとに二分されている。At the center of the through hole 102, an overpressure prevention bellows 105 is provided concentrically with the through hole 102.
One end of the through hole 102 has a step 106 on the left side in the drawing.
Is hermetically fixed to the high pressure chamber 10 inside the through hole 102.
2a and the low-pressure chamber 102b.
【０００５】また、本体ブロック１０１の貫通穴１０２
の上方には、空間部１０７が設けられ、この空間部１０
７を上部空間部１０７ａと下部空間部１０７ｂとを仕切
るように半導体圧力センサ１０８が装着されている。半
導体圧力センサ１０８の出力信号線１０９は、ハーメチ
ックシール１１０を介して外部に導出されている。そし
て、下部空間部１０７ｂは、導圧口１１１により貫通穴
１０２の低圧室１０２ｂに、上部空間部１０７ａは導圧
口１１２により貫通穴１０２の高圧室１０２ａにそれぞ
れ連通させられている。Further, the through hole 102 of the body block 101
A space 107 is provided above the space 10.
A semiconductor pressure sensor 108 is attached so as to partition 7 into an upper space 107a and a lower space 107b. The output signal line 109 of the semiconductor pressure sensor 108 is led to the outside via a hermetic seal 110. The lower space 107b is connected to the low pressure chamber 102b of the through hole 102 by the pressure guide port 111, and the upper space 107a is connected to the high pressure chamber 102a of the through hole 102 by the pressure guide port 112.
【０００６】また、貫通穴１０２、上部空間部１０７
ａ、下部空間部１０７ｂ、導圧口１１１、１１２の各々
の内部には圧力伝達媒体となる封入液、たとえば、シリ
コーン油が充填されている。Further, the through hole 102 and the upper space 107
The inside of each of a, the lower space portion 107b, and the pressure guide ports 111 and 112 is filled with a filled liquid serving as a pressure transmission medium, for example, silicone oil.
【０００７】さらに、過圧防止ベローズ１０５の自由端
にプレート１１３によって同心的に固着された支軸１１
４の両端には、それぞれ過大圧力防止用の弁１１５、１
１６が同心的に固着され、この弁１１５、１１６各々の
支軸１１４側の端面には、それぞれＯリング１１７、１
１８が装着されている。Further, the support shaft 11 is concentrically fixed to the free end of the overpressure prevention bellows 105 by a plate 113.
At both ends of the valve 4, valves 115, 1 for preventing overpressure are provided.
16 are concentrically fixed, and O-rings 117 and 1 are respectively attached to the end faces of the valves 115 and 116 on the side of the support shaft 114.
18 is attached.
【０００８】また、弁１１５、１１６には、それぞれ板
バネ１１９、１２０が取り付けられている。この板バネ
１１９、１２０それぞれは、本体ブロック１０１に固定
され、弁１１５、１１６と本体ブロック１０１とを弾性
的に連結している。そして、この弁１１５、１１６はそ
れぞれ過圧防止ベロース５の変位により支軸１１４が図
において右方、または左方に移動して弁１１５、１１６
のＯリング１１７、１１８を本体ブロック１０１の弁座
１２１、１２２に当接させて圧縮し、圧力伝達経路を閉
塞し、過圧防止を行うようにしている。Leaf springs 119 and 120 are attached to the valves 115 and 116, respectively. The leaf springs 119 and 120 are fixed to the main body block 101, and elastically connect the valves 115 and 116 to the main body block 101. The valves 115 and 116 are respectively moved by the displacement of the overpressure prevention bellows 5 so that the support shaft 114 moves to the right or left in the figure, so that the valves 115 and 116 are moved.
The O-rings 117 and 118 are brought into contact with the valve seats 121 and 122 of the main body block 101 to compress the valve seats 121 and 122 to close the pressure transmission path and prevent overpressure.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の半導体圧力センサでは、過圧防止機構が多数の部
品から構成されて複雑であり、しかも半導体圧力センサ
とは個別の構造となっているために、組立にも、また調
整にも時間がかかりコストも高くなるという問題点があ
った。However, in such a conventional semiconductor pressure sensor, the overpressure prevention mechanism is complicated by being composed of a large number of parts, and has a structure separate from the semiconductor pressure sensor. Therefore, there is a problem in that it takes time to assemble and adjust, and the cost becomes high.
【００１０】本発明は上記の事情に鑑み、過圧防止機構
の部品点数を少なくすることができるともに、構成を簡
素化することができ、さらに半導体圧力センサと過圧防
止機構を一体化して、組立や調整にかかる時間を大幅に
短縮して製造コストを低減させることができる半導体圧
力センサを提供することを目的としている。In view of the above circumstances, the present invention can reduce the number of parts of the overpressure prevention mechanism, simplify the configuration, and further integrate the semiconductor pressure sensor and the overpressure prevention mechanism, An object of the present invention is to provide a semiconductor pressure sensor that can significantly reduce the time required for assembly and adjustment and reduce the manufacturing cost.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による半導体圧力センサは、板状に形成され
る半導体基板によって構成され、その一部が薄肉にされ
てダイヤフラムにされるとともに、このダイヤフラム上
に歪みセンサが形成された第１基板と、この第１基板の
一面側に密着し、前記第１基板側の面と反対側の面に導
かれた第１圧力媒体の圧力を孔部の一部を介して前記第
１基板の前記ダイヤフラムの一面に導くとともに、前記
第１基板を介して供給される前記第１基板の他面側の圧
力と前記第１圧力媒体の圧力と差に応じて前記孔部を開
閉自在に閉じる開閉部を有する第２基板と、前記第１基
板の他面側に密着し、前記第１基板側の面と反対側の面
に導かれた第２圧力媒体の圧力を孔部の一部を介して前
記第１基板の前記ダイヤフラムの他面に導くとともに、
前記第１基板を介して供給される前記第１基板の一面側
の圧力と前記第２圧力媒体の圧力と差に応じて前記孔部
を開閉自在に閉じる開閉部を有する第３基板とを備えた
ことを特徴としている。In order to achieve the above object, a semiconductor pressure sensor according to the present invention comprises a semiconductor substrate formed in a plate shape, a part of which is thinned to a diaphragm. , A first substrate having a strain sensor formed on the diaphragm, and a first pressure medium, which is in close contact with one surface side of the first substrate and is guided to a surface opposite to the first substrate side surface. The pressure of the other surface side of the first substrate and the pressure of the first pressure medium supplied to the one surface of the diaphragm of the first substrate through a part of the hole and supplied through the first substrate. A second substrate having an opening / closing portion that opens and closes the hole according to a difference is closely attached to the other surface side of the first substrate, and is guided to a surface opposite to the first substrate side surface. 2 The pressure of the pressure medium is applied to the first substrate through the part of the hole. And guides to the other side of the Iyafuramu,
A third substrate having an opening / closing portion that opens and closes the hole in accordance with the difference between the pressure on the one surface side of the first substrate and the pressure of the second pressure medium supplied via the first substrate. It is characterized by that.
【００１２】[0012]
【作用】上記の構成において、ダイアフラムが形成され
た第１基板の各面に第２基板、第３基板を密接して第２
基板に形成された孔および第３基板に形成された孔を各
々、介して前記第１基板のダイアフラムの各面に検出対
象となる各圧力媒体液を導いてこれらの差圧を検出させ
るとともに、前記各圧力媒体液の差圧に基づいて前記第
２基板、第３基板に設けられた各孔を各々、開閉自在に
して前記ダイアフラムに過大な差圧が加えられるのを防
止する。In the above structure, the second substrate and the third substrate are brought into close contact with each other on the respective surfaces of the first substrate on which the diaphragm is formed to form the second substrate.
Each of the pressure medium liquids to be detected is guided to each surface of the diaphragm of the first substrate through the hole formed in the substrate and the hole formed in the third substrate to detect the differential pressure between them, Based on the differential pressure of each pressure medium liquid, each hole provided in each of the second substrate and the third substrate is opened and closed to prevent an excessive differential pressure from being applied to the diaphragm.
【００１３】[0013]
【実施例】図１はこの発明の一実施例の構造を示してお
り、この半導体圧力センサは、ｎ形面から成るシリコン
単結晶基板１の一部分に凹部２を形成することにより肉
薄部を作り、これを半導体受圧ダイアフラム３としたも
のである。1 shows the structure of an embodiment of the present invention. In this semiconductor pressure sensor, a thin portion is formed by forming a recess 2 in a part of a silicon single crystal substrate 1 composed of an n-type surface. This is the semiconductor pressure receiving diaphragm 3.
【００１４】そして、この半導体受圧ダイアフラム３の
表面側にＰ形不純物が拡散されてストレインゲージ抵抗
４が形成されている。The strain gauge resistor 4 is formed by diffusing P-type impurities on the surface side of the semiconductor pressure receiving diaphragm 3.
【００１５】さらに、ストレインゲージ抵抗４の両端に
接続されるように低抵抗のＮ＋拡散層５が設けられ、こ
の低抵抗拡散層５が単結晶基板１の端部近くまで形成さ
れている。Further, a low resistance N + diffusion layer 5 is provided so as to be connected to both ends of the strain gauge resistance 4, and the low resistance diffusion layer 5 is formed up to near the end of the single crystal substrate 1.
【００１６】また、特に図示していないが、シリコン単
結晶基板１の表面は酸化膜で被覆され、さらにこの酸化
膜を貫通するように穴が形成され、この穴を通して、前
記低抵抗拡散層５の両端側にそれぞれ接続されるように
電極層６が形成されるとともに、この電極層６に金線な
どのリード線７が結線され、外部端子に接続できるよう
にされている。Although not particularly shown, the surface of the silicon single crystal substrate 1 is covered with an oxide film, and a hole is formed so as to penetrate the oxide film, and the low resistance diffusion layer 5 is formed through the hole. An electrode layer 6 is formed so as to be connected to both ends of the electrode layer 6, and a lead wire 7 such as a gold wire is connected to the electrode layer 6 so that it can be connected to an external terminal.
【００１７】さらに、シリコン単結晶基板１の裏面の凹
部２を覆うように、シリコン単結晶によるブロック９が
接合され、このブロック９には、図に示す如く凹部２８
が形成され、この凹部２８の中心部に穴２９が形成され
るとともに、前記前記穴２９には、凹部２へ連通する第
１の導圧路１０が形成され、また前記凹部２８には、前
記凹部２に接続しない第２の導圧路１１が形成されてい
る。第２の導圧路１１は凹部２を形成する時に使用した
手段と同様な手段、例えばエッチングによりシリコン単
結晶基板１の一部に設けた構部１２と連通するようにな
っている。前記ブロック９にはさらに第３の導圧路１３
が形成されており、これは、シリコン単結晶基板１に貫
通して設けられた穴１４’と接続できるようになってい
る。Further, a block 9 made of silicon single crystal is bonded so as to cover the recess 2 on the back surface of the silicon single crystal substrate 1, and this block 9 has a recess 28 as shown in the figure.
Is formed, a hole 29 is formed at the center of the recess 28, the first pressure guiding path 10 communicating with the recess 2 is formed in the hole 29, and the recess 28 is formed with A second pressure guiding path 11 that is not connected to the recess 2 is formed. The second pressure guiding path 11 communicates with a structure similar to that used for forming the recess 2, for example, a structural portion 12 provided in a part of the silicon single crystal substrate 1 by etching. The block 9 further includes a third pressure guiding path 13
Are formed so that they can be connected to the holes 14 ′ formed through the silicon single crystal substrate 1.
【００１８】また、第３の導圧路１３が設けられている
前記穴２９の周囲には、過圧保護ベローズ部１５が取り
付けられて前記穴２９が閉止自在にされている。An overpressure protection bellows portion 15 is attached around the hole 29 in which the third pressure guiding path 13 is provided so that the hole 29 can be closed.
【００１９】この過圧保護ベローズ部１５は、ニッケル
等によるマイクロ電着ベローズ１６と、シリコン単結晶
基板１と熱膨張係数が近くなるように作られた、例えば
Ｆｅ−Ｎｉ合金によるベローズ用ベース１７と、前記マ
イクロ電着ベローズ１６の先端にガラス融着等の接着方
法によって取り付けられるベロース用キャップ１８とに
よって構成されている。ベローズ用ベース１７には、貫
通穴が形成され、この貫通孔は第３の導通路１３と連通
している。この場合、前記ベローズ用キャップ１８は、
単結晶によるブロック９に設けられた穴２９の径Ａより
大きい径Ｂを有する金属等によるプレートである。The overpressure protection bellows portion 15 is made up of a micro-electrodeposited bellows 16 made of nickel or the like and a bellows base 17 made of, for example, an Fe—Ni alloy so as to have a thermal expansion coefficient close to that of the silicon single crystal substrate 1. And a bellows cap 18 attached to the tip of the micro-electrodeposited bellows 16 by a bonding method such as glass fusion. A through hole is formed in the bellows base 17, and the through hole communicates with the third conducting path 13. In this case, the bellows cap 18 is
It is a plate made of metal or the like having a diameter B larger than the diameter A of the hole 29 provided in the block 9 made of single crystal.
【００２０】そして、第１の導通路１０は穴２９の内側
に、第２の導通路１１は、ベローズ用キャップ１８の外
側に位置するように形成されている。前記凹部２８の前
記穴２９の周囲には、例えばテフロンのようなシール材
によるガスケット１９が取り付けられている。The first conductive path 10 is formed inside the hole 29, and the second conductive path 11 is formed outside the bellows cap 18. A gasket 19 made of a sealing material such as Teflon is attached around the hole 29 of the recess 28.
【００２１】また、半導体受圧ダイアフラム３の表面側
には、受圧ダイアフラムの直径にほぼ等しい穴２７をあ
けたシリコン単結晶２０が接合されている。On the front surface side of the semiconductor pressure receiving diaphragm 3, a silicon single crystal 20 having a hole 27 having a diameter substantially equal to the diameter of the pressure receiving diaphragm is joined.
【００２２】さらに、単結晶板２０の穴を覆うように、
裏面の凹部２側と同様、シリコン単結晶によるブロック
９’が接合され、このブロック９’には、図に示す如く
凹部２８が形成され、この凹部２８の中心部に穴２９が
形成されるとともに、前記前記穴２９には、シリコン単
結晶板２０の穴２７へ連通する第１の導圧路２１が形成
され、また前記凹部２８には、前記穴２７に接続しない
第２の導圧路２２が形成されている。第２の導圧路２２
は、前記穴２９を形成する時に使用した手段と同様な手
段、例えばエッチングによりシリコン単結晶板２０の一
部に設けられた構部２３と連通するように形成される。
また、前記ブロック９’には、さらに第３の導圧路２４
が形成されており、これは単結晶基板１とシリコン単結
晶基板２０とを貫通して設けられた穴１４と接続できる
ようになっている。Further, so as to cover the holes of the single crystal plate 20,
Similar to the recess 2 side on the back surface, a block 9 ′ made of a silicon single crystal is joined, and a recess 28 is formed in the block 9 ′ as shown in the figure, and a hole 29 is formed in the center of the recess 28. A first pressure guiding path 21 communicating with the hole 27 of the silicon single crystal plate 20 is formed in the hole 29, and a second pressure guiding path 22 not connected to the hole 27 is formed in the recess 28. Are formed. Second pressure guiding path 22
Are formed so as to communicate with the structure 23 provided in a part of the silicon single crystal plate 20 by means similar to the means used when forming the hole 29, for example, by etching.
In addition, the block 9 ′ further includes a third pressure guiding passage 24
Are formed so that they can be connected to the holes 14 provided through the single crystal substrate 1 and the silicon single crystal substrate 20.
【００２３】また、第３の導圧路２４は上述した第３の
導通路１３と同様に過圧保護ベローズ部１５’に覆われ
ている。過圧保護ベローズ部１５’も上述した過圧保護
ベローズ部１５と同様に構成されている。そして、ベロ
ーズ用ベース１７には、貫通穴が形成され、第３の導圧
路２４と連通されている。The third pressure guiding passage 24 is covered with the overpressure protection bellows portion 15 'like the third conducting passage 13 described above. The overpressure protection bellows portion 15 'is also configured in the same manner as the above-described overpressure protection bellows portion 15. Then, a through hole is formed in the bellows base 17 and communicates with the third pressure guiding path 24.
【００２４】そして、第１の導通路２１は穴２９の内側
に、第２の導通路２２は、ベローズ用キャップ１８の外
側に位置するように形成されている。前記凹部２８の前
記穴２９の周囲には、例えばテフロンのようなシール材
によるガスケット１９が取り付けられている。The first conductive path 21 is formed inside the hole 29, and the second conductive path 22 is formed outside the bellows cap 18. A gasket 19 made of a sealing material such as Teflon is attached around the hole 29 of the recess 28.
【００２５】つまり、低圧側の第２の導圧路１１は溝１
２、穴１４と連通した後、高圧側の第３の導圧路２４に
接続され、高圧側の第２の導圧路２２は、溝２３、穴１
４’と連通した後、低圧側の第３の導圧路１３に接続さ
れる。That is, the second pressure guiding path 11 on the low pressure side is formed in the groove 1
2, after communicating with the hole 14, is connected to the third pressure guiding path 24 on the high pressure side, and the second pressure guiding path 22 on the high pressure side includes the groove 23, the hole 1
After communicating with 4 ', it is connected to the third pressure guiding path 13 on the low pressure side.
【００２６】この場合、ブロック９、９’の形状はやや
複雑であるが、超音波加工によりあらかじめ加工ツール
の形状を設定しておけば、一度に加工が可能である。In this case, the shapes of the blocks 9 and 9'are slightly complicated, but if the shape of the processing tool is set in advance by ultrasonic processing, they can be processed at once.
【００２７】次に、図１に示す断面図を参照しながらこ
の実施例の構成と、効果との関係について説明する。Next, the relationship between the structure of this embodiment and the effect will be described with reference to the sectional view shown in FIG.
【００２８】まず、こうして組み立てられた半導体圧力
センサでは、図１に示す高圧側の圧力が上昇すると、封
入液（図示は省略する）が第１の導圧路２１を介して単
結晶板２０の穴２７に圧力を伝達し、これにより受圧ダ
イアフラム３が左方に変形する。このためストレインゲ
ージ抵抗４が応力歪を受けて、受圧信号に比例した電気
信号を出力する。First, in the thus-assembled semiconductor pressure sensor, when the pressure on the high pressure side shown in FIG. 1 rises, the enclosed liquid (not shown) passes through the first pressure guiding passage 21 to the single crystal plate 20. The pressure is transmitted to the hole 27, whereby the pressure receiving diaphragm 3 is deformed to the left. Therefore, the strain gauge resistance 4 receives stress strain and outputs an electric signal proportional to the pressure receiving signal.
【００２９】同様に、図１に示す低圧側の圧力が上昇す
ると、封入液（図示は省略する）が第１の導圧路１０を
介して凹部２に圧力を伝達し、これにより受圧ダイアフ
ラム３が右方に変形する。これにより、ストレインゲー
ジ抵抗４が応力歪を受けて、受圧信号に比例した電気信
号を出力する。Similarly, when the pressure on the low pressure side shown in FIG. 1 rises, the enclosed liquid (not shown) transmits the pressure to the recess 2 via the first pressure guiding passage 10, whereby the pressure receiving diaphragm 3 is provided. Transforms to the right. As a result, the strain gauge resistance 4 receives stress strain and outputs an electric signal proportional to the pressure receiving signal.
【００３０】ここで、高圧側の圧力が上昇し、半導体圧
力センサの測定許容範囲以上になると、過圧保護ベロー
ズ部１５’が左方に変形し、この過圧保護ベローズ部１
５’内にある封入液（図示は省略する）が高圧側に形成
された第３の導圧路２４、穴１４を介して低圧側に形成
された第２の導圧路１１へと移動して前記過圧保護ベロ
ーズ部１５’のベローズ用キャップ１８が穴２９の周囲
に取り付けられたガスケット１９に密着して、封入液の
移動を禁止する。Here, when the pressure on the high pressure side rises and exceeds the measurement allowable range of the semiconductor pressure sensor, the overpressure protection bellows portion 15 'is deformed to the left, and the overpressure protection bellows portion 1 is formed.
The filled liquid (not shown) in 5'moves to the third pressure guiding passage 24 formed on the high pressure side and the second pressure guiding passage 11 formed on the low pressure side through the hole 14. The bellows cap 18 of the overpressure protection bellows portion 15 'comes into close contact with the gasket 19 mounted around the hole 29 to inhibit movement of the enclosed liquid.
【００３１】これによって、過圧保護ベローズ部１５’
のベローズ用キャップ１８の内側に圧力が伝達されなく
なり、半導体受圧ダイアフラム３がそれ以上変位されな
くなって、過大圧力の印加による破損が未然に防止され
る。As a result, the overpressure protection bellows portion 15 '
The pressure is not transmitted to the inside of the bellows cap 18 and the semiconductor pressure-receiving diaphragm 3 is no longer displaced, and damage due to the application of excessive pressure is prevented in advance.
【００３２】逆に、低圧側から圧力がかけられた場合に
も、その圧力が測定許容範囲以上になると、過圧保護ベ
ローズ部１５が右方に変形し、この過圧保護ベローズ部
１５の封入液が低圧側の第３の導圧路１３、穴１４’を
介して高圧側第２の導圧路２２へと移動し、ついには過
圧保護ベローズ部１５のベローズ用キャップ１８が前記
穴２９の周囲に取り付けられたガスケット１９に密着
し、封入液の移動を禁止する。On the contrary, even when pressure is applied from the low pressure side, if the pressure exceeds the measurement allowable range, the overpressure protection bellows portion 15 is deformed to the right, and the overpressure protection bellows portion 15 is enclosed. The liquid moves to the second pressure guiding passage 22 on the high pressure side through the third pressure guiding passage 13 on the low pressure side and the hole 14 ′, and finally the bellows cap 18 of the overpressure protection bellows portion 15 is moved to the hole 29. It closely adheres to the gasket 19 attached to the periphery of the to prevent the enclosed liquid from moving.
【００３３】これによって、過圧保護ベローズ部１５を
構成するベローズ用キャップ１８の内側に圧力が伝達し
なくり、半導体受圧ダイアフラム３がそれ以上変位され
なくなって、過大圧力の印加による破損が未然に防止さ
れる。As a result, the pressure is not transmitted to the inside of the bellows cap 18 constituting the overpressure protection bellows 15, the semiconductor pressure-receiving diaphragm 3 is no longer displaced, and damage due to the application of excessive pressure is prevented. To be prevented.
【００３４】このようにこの実施例においては、半導体
受圧ダイアフラム３の固定台と兼用になっているブロッ
ク９、９’に過圧保護ベローズ部１５、１５’を設け、
これらの過圧保護ベローズ部１５、１５’に設けられて
いるベローズ用キャップ１８により圧力伝達媒体として
の封入液体の移動を禁止し得るようにしているので、過
圧防止機構の部品点数を少なくすることができるとも
に、構成を簡素化することができ、さらに半導体圧力セ
ンサと過圧防止機構を一体化して、組立や調整にかかる
時間を大幅に短縮して製造コストを低減させることがで
きる。As described above, in this embodiment, the blocks 9, 9'which also serve as the fixing base of the semiconductor pressure-receiving diaphragm 3 are provided with the overpressure protection bellows portions 15, 15 '.
The bellows caps 18 provided on the overpressure protection bellows portions 15 and 15 'can prevent the movement of the enclosed liquid as a pressure transmission medium, so that the number of parts of the overpressure prevention mechanism can be reduced. In addition, the structure can be simplified, and the semiconductor pressure sensor and the overpressure prevention mechanism can be integrated to significantly reduce the time required for assembly and adjustment and reduce the manufacturing cost.
【００３５】図２は本発明による半導体圧力センサの他
の実施例を示す断面図である。なお、この図において、
図１の各部と同じ部分には、同じ符号を付してある。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the semiconductor pressure sensor according to the present invention. In addition, in this figure,
The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【００３６】この図に示す半導体圧力センサが図１に示
す半導体圧力センサと異なる点は、ブロック９に対する
第２の導圧路１１の形成およびシリコン単結晶基板１に
対する構部１２の形成、ブロック９’に対する第２の導
圧路２２の形成およびシリコン単結晶２０に対する構部
１２の形成を中止して、シリコン単結晶基板１に形成さ
れた凹部２の周囲にこの凹部２と前記穴１４とを連通さ
せる溝３０を形成するとともに、シリコン単結晶２０に
形成された穴２７の周囲にこの穴２７と前記穴１４’と
を連通させる溝３１を形成して高圧側の圧力をブロック
９’に形成された穴２９、第１の導圧路２１、溝３１、
穴１４’を介してブロック９に形成された第３の導圧路
１３に導き、また低圧側の圧力をブロック９に形成され
た穴２９、第１の導圧路１０、凹部２、溝３０、穴１４
を介してブロック９’に形成された第３の導圧路２４に
導くようにしたことである。The semiconductor pressure sensor shown in this figure differs from the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 1 in that the second pressure guiding path 11 is formed in the block 9, the structural portion 12 is formed in the silicon single crystal substrate 1, and the block 9 is formed. The formation of the second pressure guiding path 22 for the ′ ′ and the formation of the structural portion 12 for the silicon single crystal 20 are stopped, and the concave portion 2 and the hole 14 are formed around the concave portion 2 formed in the silicon single crystal substrate 1. A groove 30 for communicating is formed, and a groove 31 for communicating the hole 27 and the hole 14 'is formed around the hole 27 formed in the silicon single crystal 20 to form a high pressure side pressure in the block 9'. Hole 29, first pressure guiding passage 21, groove 31,
The pressure is guided to the third pressure guiding path 13 formed in the block 9 through the hole 14 ', and the pressure on the low pressure side is formed in the block 29, the first pressure guiding path 10, the recess 2, and the groove 30. , Hole 14
That is, it is guided to the third pressure guiding path 24 formed in the block 9 ′ through.
【００３７】このようにしても、各過圧保護ベローズ部
１５、１５’が同時に各穴２９を閉じることがないこと
から、上述した実施例と同様に、過圧防止機構の部品点
数を少なくすることができるともに、構成を簡素化する
ことができ、さらに半導体圧力センサと過圧防止機構を
一体化して、組立や調整にかかる時間を大幅に短縮して
製造コストを低減させることができる。Even in this case, since the respective overpressure protection bellows portions 15 and 15 'do not simultaneously close the respective holes 29, the number of parts of the overpressure prevention mechanism is reduced as in the above-mentioned embodiment. In addition, the structure can be simplified, and the semiconductor pressure sensor and the overpressure prevention mechanism can be integrated to significantly reduce the time required for assembly and adjustment and reduce the manufacturing cost.
【００３８】また、上記の実施例においては、ブロック
９、９’を単結晶材料によって構成するようにしている
が、熱膨張係数がシリコンに近いものであれば、これに
限ることなく例えば、多結晶シリコン、アルミナなよう
な材料であっても同様に実施できる。In the above embodiment, the blocks 9 and 9'are made of a single crystal material. However, if the coefficient of thermal expansion is close to that of silicon, it is not limited to this, and, for example, many The same applies to materials such as crystalline silicon and alumina.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体受圧ダイアフラムの固定台と兼用になっているブロ
ックに設けらけている過圧保護ベローズの弁により圧力
伝達媒体としての封入液体がシールできるようにしてい
るために、従来のように半導体受圧ダイアフラマムとは
別個に、本体ブロック側に複雑な構造の過圧防止機構を
設けなくても済み、比較的簡単な構造にして小形でロー
コスト化できる。As described above, according to the present invention, the valve of the overpressure protection bellows provided in the block which is also used as the fixing base of the semiconductor pressure-receiving diaphragm allows the enclosed liquid as the pressure transmission medium to be removed. Since it is possible to seal, it is not necessary to provide an overpressure prevention mechanism with a complicated structure on the main body block side separately from the conventional semiconductor pressure receiving diaphragm, unlike the conventional case, it is a relatively simple structure and is small in size and low in cost. Can be converted.
【図１】本発明による半導体圧力センサの一実施例を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor pressure sensor according to the present invention.
【図２】本発明による半導体圧力センサの他の実施例を
示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the semiconductor pressure sensor according to the present invention.
【図３】従来から知られている半導体圧力センサの一例
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventionally known semiconductor pressure sensor.
１ シリコン単結晶基板（第１基板） ３ 受圧ダイアフラム（ダイヤフラム） ４ ストレインゲージ抵抗（歪みセンサ） ９ ブロック（第２基板）と、 ９’ ブロック（第３基板） １５、１５’ 過圧保護ベローズ部（開閉部） ２９ 穴（孔部） 1 silicon single crystal substrate (first substrate) 3 pressure receiving diaphragm (diaphragm) 4 strain gauge resistance (strain sensor) 9 block (second substrate) and 9'block (third substrate) 15, 15 'overpressure protection bellows part (Opening and closing part) 29 holes (hole part)
Claims (1)
成され、その一部が薄肉にされてダイヤフラムにされる
とともに、このダイヤフラム上に歪みセンサが形成され
た第１基板と、 この第１基板の一面側に密着し、前記第１基板側の面と
反対側の面に導かれた第１圧力媒体の圧力を孔部の一部
を介して前記第１基板の前記ダイヤフラムの一面に導く
とともに、前記第１基板を介して供給される前記第１基
板の他面側の圧力と前記第１圧力媒体の圧力と差に応じ
て前記孔部を開閉自在に閉じる開閉部を有する第２基板
と、 前記第１基板の他面側に密着し、前記第１基板側の面と
反対側の面に導かれた第２圧力媒体の圧力を孔部の一部
を介して前記第１基板の前記ダイヤフラムの他面に導く
とともに、前記第１基板を介して供給される前記第１基
板の一面側の圧力と前記第２圧力媒体の圧力と差に応じ
て前記孔部を開閉自在に閉じる開閉部を有する第３基板
と、 を備えたことを特徴とする半導体圧力センサ。1. A first substrate which is composed of a plate-shaped semiconductor substrate, a part of which is thinned into a diaphragm, and a strain sensor is formed on the diaphragm, and the first substrate. While closely adhering to one surface side of the first substrate, the pressure of the first pressure medium guided to the surface opposite to the first substrate side is guided to one surface of the diaphragm of the first substrate through a part of the hole portion. A second substrate having an opening / closing portion that opens and closes the hole according to a difference between the pressure of the other surface side of the first substrate supplied via the first substrate and the pressure of the first pressure medium, , The pressure of the second pressure medium which is in close contact with the other surface of the first substrate and is guided to the surface opposite to the surface of the first substrate is passed through a part of the hole portion of the first substrate. The first diaphragm is guided to the other surface of the diaphragm and is supplied through the first substrate. Semiconductor pressure sensor characterized by comprising a third substrate having openably closing the opening and closing portion of the hole in response to pressure and a difference in pressure between the second pressure medium on one surface side of the plate, the.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10784492A JPH05302863A (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Semiconductor pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10784492A JPH05302863A (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Semiconductor pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302863A true JPH05302863A (en) | 1993-11-16 |
Family
ID=14469498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10784492A Pending JPH05302863A (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Semiconductor pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05302863A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103063356A (en) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 天津俞昌科技有限公司 | High-accuracy differential pressure transmitter |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP10784492A patent/JPH05302863A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103063356A (en) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 天津俞昌科技有限公司 | High-accuracy differential pressure transmitter |
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