JPH08128909A - Electrical capacitance type pressure sensor - Google Patents
Electrical capacitance type pressure sensorInfo
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- JPH08128909A JPH08128909A JP28892394A JP28892394A JPH08128909A JP H08128909 A JPH08128909 A JP H08128909A JP 28892394 A JP28892394 A JP 28892394A JP 28892394 A JP28892394 A JP 28892394A JP H08128909 A JPH08128909 A JP H08128909A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、対向した電極間の静電
容量の変化により圧力を検出する静電容量型圧力センサ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic capacitance type pressure sensor which detects pressure by changing electrostatic capacitance between opposed electrodes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の静電容量型圧力センサとして、
一般に、図３に示す圧力センサが知られている。図３
で、（ａ）は外観斜視図であり、（ｂ）は断面図であ
る。2. Description of the Related Art As this type of capacitance type pressure sensor,
Generally, the pressure sensor shown in FIG. 3 is known. FIG.
Here, (a) is an external perspective view, and (b) is a sectional view.
【０００３】シリコン基板１０には、圧力に応じて変形
するダイアフラム部１１が形成され、ガラス基板２０上
には固定電極２１が形成されている。図示のように、シ
リコン基板１０とガラス基板２０とは、その一部におい
て接合されており、これによって、ダイアフラム部１１
の下側にはキャビティー部１２が形成されることにな
る。A diaphragm portion 11 that deforms in response to pressure is formed on a silicon substrate 10, and a fixed electrode 21 is formed on a glass substrate 20. As shown in the figure, the silicon substrate 10 and the glass substrate 20 are joined at a part thereof, whereby the diaphragm portion 11
The cavity 12 is formed on the lower side.
【０００４】これらシリコン基板１０及びガラス基板２
０によってセンサチップ３０が構成され、センサチップ
３０はガラス基板２０によって下部封止匡体４１上に接
着されている。又、センサチップ３０を構成するガラス
基板２０及びセンサチップ３０が配置された下部封止匡
体４１に、大気圧導入用、又は被測定圧力と比較する圧
力を導入するための通路４２が形成されている。下部封
止匡体４１には、モールド成型時に一緒に作製されたリ
ード端子５１，５２が配置されている。ガラス基板２０
の上面には、前記固定電極２１を引き出したボンディン
グパッド２３と、前記ダイアフラム部に形成した可動電
極１３を引き出したボンディングパッド２２が形成され
ている。These silicon substrate 10 and glass substrate 2
The sensor chip 30 is composed of 0, and the sensor chip 30 is bonded to the lower sealing housing 41 by the glass substrate 20. Further, a passage 42 for introducing atmospheric pressure or for introducing a pressure to be compared with the measured pressure is formed in the lower sealing housing 41 in which the glass substrate 20 and the sensor chip 30 forming the sensor chip 30 are arranged. ing. On the lower sealing casing 41, lead terminals 51 and 52, which are produced together at the time of molding, are arranged. Glass substrate 20
A bonding pad 23 from which the fixed electrode 21 is drawn out and a bonding pad 22 from which the movable electrode 13 formed on the diaphragm part is drawn are formed on the upper surface of the.
【０００５】前記リード端子５２と前記ボンディングパ
ッド２３とは、リード線６１によって電気的に接続さ
れ、前記リード端子５１と前記ボンディングパッド２２
とは、リード線６２によって接続されている。The lead terminal 52 and the bonding pad 23 are electrically connected by a lead wire 61, and the lead terminal 51 and the bonding pad 22 are connected.
Are connected by a lead wire 62.
【０００６】下部封止匡体４１と被測定圧力導入のため
の導入路４４を設けた上部封止匡体４３とは、超音波溶
着によってシールされる。The lower sealing casing 41 and the upper sealing casing 43 provided with an introducing passage 44 for introducing the measured pressure are sealed by ultrasonic welding.
【０００７】図３に示す従来型の静電容量型圧力センサ
では、ダイアフラム部１１に圧力が加わると、圧力の大
きさに応じてダイアフラム部１１が変形する。ダイアフ
ラム部１１の変形によって、可動電極１３と固定電極２
１との間のギャップが変化することになる。ここで、可
動電極１３と固定電極２１との間には、ｃ＝ξ（Ａ／
ｄ）の関係がある。なお、ｃ：静電容量、ξ：空気の誘
電率、Ａ：電極間ギャップである。In the conventional capacitance type pressure sensor shown in FIG. 3, when pressure is applied to the diaphragm portion 11, the diaphragm portion 11 is deformed according to the magnitude of the pressure. Due to the deformation of the diaphragm portion 11, the movable electrode 13 and the fixed electrode 2
The gap between 1 and 1 will change. Here, between the movable electrode 13 and the fixed electrode 21, c = ξ (A /
There is a relationship of d). In addition, c: capacitance, ξ: permittivity of air, A: gap between electrodes.
【０００８】従って、電極間ギャップの変化によって静
電容量が変化することになり、更に、圧力と電極間ギャ
ップとの間には、一定の相関関係があるから、静電容量
を検出することによって、圧力を知ることができる。Therefore, the capacitance changes due to the change in the gap between the electrodes, and further, since there is a certain correlation between the pressure and the gap between the electrodes, the capacitance is detected. , You can know the pressure.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型圧力
センサでは、図４の等価回路に示すように、被検出圧力
によって変化するセンサチップの静電容量Ｃｓは、１，
２ｐＦと微小であり、センサチップを封止匡体に配置
し、前記センサチップの出力端子を外部回路と接続する
ために、封止匡体に形成されたリード端子に接続される
が、前記リード端子間には静電容量Ｃｄが存在するた
め、前記センサチップの静電容量Ｃｓと並列に存在する
寄生容量となり、前記センサチップの静電容量の逆数特
性を用いる場合に、直線性を低下させる欠点を有してい
た。In the conventional capacitance type pressure sensor, as shown in the equivalent circuit of FIG. 4, the capacitance Cs of the sensor chip, which changes depending on the pressure to be detected, is 1.
It is as small as 2 pF, and the sensor chip is arranged in a sealed casing, and the output terminal of the sensor chip is connected to a lead terminal formed in the sealed casing to connect to an external circuit. Since the electrostatic capacitance Cd exists between the terminals, it becomes a parasitic capacitance that exists in parallel with the electrostatic capacitance Cs of the sensor chip, and reduces linearity when using the reciprocal characteristic of the electrostatic capacitance of the sensor chip. It had drawbacks.
【００１０】本発明の技術的課題は、リード端子間の静
電容量に起因する寄生容量の発生を抑制し、出力特性の
直線性の良好な静電容量型圧力センサを提供することで
ある。A technical object of the present invention is to provide a capacitance type pressure sensor which suppresses the generation of parasitic capacitance due to the capacitance between lead terminals and has a good output characteristic linearity.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】電極部が形成された第１
の基板と、圧力に応じて変形するダイアフラム部が形成
された第２の基板とを有し、前記ダイアフラム部と前記
電極部とがギャップを挟んで互いに対向する関係となる
ように、前記第１及び前記第２の基板が接合されたセン
サチップを備え、前記ダイアフラム部に加わる圧力に応
じて前記ギャップの幅を変化させて、該ギャップ幅の変
化による前記ダイアフラム部と前記電極部との間の静電
容量の変化によって、前記圧力を検出するようにした静
電容量型圧力センサにおいて、前記センサチップを該セ
ンサチップの電極出力端子を接続するリード端子間に導
体を具備した封止匡体に配置することによって、センサ
チップの静電容量と並列に存在する寄生容量の発生を抑
制する。[Means for Solving the Problems] A first electrode portion is formed.
And a second substrate on which a diaphragm portion that deforms in response to pressure is formed, and the first and second electrodes are arranged so that the diaphragm portion and the electrode portion face each other with a gap in between. And a sensor chip to which the second substrate is bonded, the width of the gap is changed according to the pressure applied to the diaphragm part, and the gap between the diaphragm part and the electrode part is changed by the change of the gap width. In a capacitance type pressure sensor configured to detect the pressure by a change in capacitance, the sensor chip is a sealed casing provided with a conductor between lead terminals connecting electrode output terminals of the sensor chip. By arranging them, generation of parasitic capacitance existing in parallel with the electrostatic capacitance of the sensor chip is suppressed.
【００１２】[0012]
【作用】本発明によれば、センサチップの出力端子を接
続するリード端子間に導体を具備し、該導体を前記リー
ド端子間のガードとして用いることにより、リード端子
間に発生する静電容量を抑制することができる。つま
り、センサチップの静電容量と並列に存在する寄生容量
を減少させることにより、良好な直線性の出力特性を得
ることができる。According to the present invention, a conductor is provided between the lead terminals for connecting the output terminals of the sensor chip, and the conductor is used as a guard between the lead terminals, so that the capacitance generated between the lead terminals is reduced. Can be suppressed. That is, by reducing the parasitic capacitance existing in parallel with the electrostatic capacitance of the sensor chip, good linearity output characteristics can be obtained.
【００１３】[0013]
【実施例】以下に、本発明の静電容量型圧力センサにつ
いて、図面に基づき説明する。図１は、本発明の静電容
量型圧力センサを示し、図１（ａ）は外観斜視図、図１
（ｂ）は断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A capacitance type pressure sensor of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 shows a capacitance type pressure sensor of the present invention, FIG. 1 (a) is an external perspective view, FIG.
(B) is a sectional view.
【００１４】シリコン基板１０には圧力に応じて変形す
るダイアフラム部１１が形成され、ガラス基板２０上に
は固定電極２１が形成されている。図示のように、シリ
コン基板１０とガラス基板２０とは、その一部において
接合されており、これによって、ダイアフラム部１１の
下側には、キャビティー部１２が形成されることにな
る。A diaphragm portion 11 that deforms in response to pressure is formed on a silicon substrate 10, and a fixed electrode 21 is formed on a glass substrate 20. As shown in the figure, the silicon substrate 10 and the glass substrate 20 are joined together at a part thereof, whereby the cavity portion 12 is formed below the diaphragm portion 11.
【００１５】これらシリコン基板１０及びガラス基板２
０によってセンサチップ３０が構成され、センサチップ
３０はガラス基板２０の部分が接着するように下部封止
匡体４１上に配置されている。又、センサチップ３０を
構成するガラス基板２０、及びセンサチップ３０が配置
された下部封止匡体４１に、大気圧導入用、又は被測定
圧力と比較する圧力を導入するための通路４２が形成さ
れている。下部封止匡体４１には、モールド成型時に一
緒に作製されたリード端子５１，５２が配置されてい
る。ガラス基板２０の上面には、前記固定電極２１を引
き出したボンディングパッド２３と、前記ダイアフラム
部１１に形成した可動電極１３を引き出したボンディン
グパッド２２が形成されている。These silicon substrate 10 and glass substrate 2
The sensor chip 30 is constituted by 0, and the sensor chip 30 is arranged on the lower sealing casing 41 so that the glass substrate 20 is adhered. Further, the glass substrate 20 constituting the sensor chip 30 and the lower sealing housing 41 on which the sensor chip 30 is arranged are provided with a passage 42 for introducing atmospheric pressure or for introducing a pressure to be compared with the measured pressure. Has been done. On the lower sealing casing 41, lead terminals 51 and 52, which are produced together at the time of molding, are arranged. On the upper surface of the glass substrate 20, a bonding pad 23 from which the fixed electrode 21 is drawn and a bonding pad 22 from which the movable electrode 13 formed on the diaphragm portion 11 is drawn are formed.
【００１６】前記リード端子５２と前記ボンディングパ
ッド２３とは、リード線６１によって電気的に接続さ
れ、前記リード端子５１と前記ボンディングパッド２２
とは、リード線６２によって接続されている。The lead terminal 52 and the bonding pad 23 are electrically connected by a lead wire 61, and the lead terminal 51 and the bonding pad 22 are connected.
Are connected by a lead wire 62.
【００１７】前記リード端子５１，５２の間に導体７１
を形成し、該導体７１をＧＮＤあるいは回路上の安定電
位に接続することによって、前記リード端子５１，５２
間に発生する静電容量を抑制するためのガードとする。A conductor 71 is provided between the lead terminals 51 and 52.
And connecting the conductor 71 to GND or a stable potential on the circuit, thereby forming the lead terminals 51, 52.
It is used as a guard to suppress the electrostatic capacitance generated between them.
【００１８】従って、図２の等価回路に示すように、被
検出圧力によって変化するセンサチップの静電容量Ｃｓ
と並列に、前記リード端子５１，５２に発生する静電容
量Ｃｄを小さく抑制することができる。Therefore, as shown in the equivalent circuit of FIG. 2, the capacitance Cs of the sensor chip which changes depending on the pressure to be detected.
In parallel with this, the electrostatic capacitance Cd generated in the lead terminals 51 and 52 can be suppressed to be small.
【００１９】又、前記リード端子５１，５２の間に該リ
ード端子５１（あるいは５２）と同形状のリード端子を
配置し、該リード端子をＧＮＤあるいは回路上の安定位
置に接続することによってガードとする構成でもよい。Further, a lead terminal having the same shape as the lead terminal 51 (or 52) is arranged between the lead terminals 51 and 52, and the lead terminal is connected to GND or a stable position on a circuit to form a guard. It may be configured to.
【００２０】なお、下部封止匡体４１と被測定圧力導入
のための導入路４４を設けた上部封止匡体４３とは、超
音波溶着によってシールされる。The lower sealing casing 41 and the upper sealing casing 43 provided with the introduction passage 44 for introducing the measured pressure are sealed by ultrasonic welding.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、センサチップの出力端子を接続するリード端子間に
導体を具備し、該導体を前記リード端子間のガードとし
て用いることにより、リード端子間に発生する静電容量
を抑制することができる。つまり、センサチップの静電
容量と並列に存在する寄生容量を減少させることによ
り、良好な直線性の出力特性を得ることができる。As described above, according to the present invention, the conductor is provided between the lead terminals for connecting the output terminals of the sensor chip, and the conductor is used as a guard between the lead terminals, so that the lead is provided. Capacitance generated between the terminals can be suppressed. That is, by reducing the parasitic capacitance existing in parallel with the electrostatic capacitance of the sensor chip, good linearity output characteristics can be obtained.
【図１】本発明の静電容量型圧力センサの構造例を示
し、図１（ａ）は外観斜視図、図１（ｂ）は断面図。1A and 1B show a structural example of a capacitance type pressure sensor of the present invention, FIG. 1A is an external perspective view, and FIG. 1B is a sectional view.
【図２】本発明の静電容量型圧力センサの等価回路を示
す図。FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of the capacitance type pressure sensor of the present invention.
【図３】従来の静電容量型圧力センサの構造例を示し、
図３（ａ）は外観斜視図、図３（ｂ）は断面図。FIG. 3 shows a structural example of a conventional capacitance type pressure sensor,
3A is an external perspective view, and FIG. 3B is a sectional view.
【図４】従来の静電容量型圧力センサの等価回路を示す
図。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional capacitive pressure sensor.
１０ シリコン基板 １１ ダイアフラム部 １２ キャビティー部 １３ 可動電極 ２０ ガラス基板 ２１ 固定電極 ２２，２３ ボンディングパッド（出力端子） ３０ センサチップ ４１ 下部封止匡体 ４２ 通路 ４３ 上部封止匡体 ４４ 導入路 ５１，５２ リード端子 ６１，６２ リード線 ７１ 導体 Ｃｄ，Ｃｓ 静電容量 10 Silicon Substrate 11 Diaphragm Part 12 Cavity Part 13 Movable Electrode 20 Glass Substrate 21 Fixed Electrode 22, 23 Bonding Pad (Output Terminal) 30 Sensor Chip 41 Lower Sealing Body 42 Passage 43 Upper Sealing Body 44 Introductory Path 51, 52 lead terminal 61,62 lead wire 71 conductor Cd, Cs capacitance
Claims (1)
に応じて変形するダイアフラム部が形成された第２の基
板とからなり、前記ダイアフラム部と前記電極部とが互
いに対向してギャップを形成するように構成されたセン
サチップを具備する静電容量型圧力センサにおいて、前
記第１の基板と第２の基板とに接続したそれぞれのリー
ド端子の間に導体を配置したことを特徴とする静電容量
型圧力センサ。1. A first substrate on which an electrode portion is formed, and a second substrate on which a diaphragm portion that deforms in response to pressure is formed. The diaphragm portion and the electrode portion are opposed to each other. In a capacitance type pressure sensor having a sensor chip configured to form a gap, a conductor is arranged between respective lead terminals connected to the first substrate and the second substrate. Capacitive pressure sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28892394A JPH08128909A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Electrical capacitance type pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28892394A JPH08128909A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Electrical capacitance type pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128909A true JPH08128909A (en) | 1996-05-21 |
Family
ID=17736555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28892394A Pending JPH08128909A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Electrical capacitance type pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08128909A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103267153A (en) * | 2013-05-30 | 2013-08-28 | 莆田市清华园电器发展有限公司 | Water pressure inductive switch |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP28892394A patent/JPH08128909A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103267153A (en) * | 2013-05-30 | 2013-08-28 | 莆田市清华园电器发展有限公司 | Water pressure inductive switch |
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