JPH10170376A - 静電容量型圧力センサ - Google Patents
静電容量型圧力センサInfo
- Publication number
- JPH10170376A JPH10170376A JP33331796A JP33331796A JPH10170376A JP H10170376 A JPH10170376 A JP H10170376A JP 33331796 A JP33331796 A JP 33331796A JP 33331796 A JP33331796 A JP 33331796A JP H10170376 A JPH10170376 A JP H10170376A
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- Japan
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- pressure sensor
- sensor
- capacitance
- sensor chip
- signal processing
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサの外部周辺に接近した導体により構成
される寄生容量を抑制し、入出力特性の直線性が良好
で、外部導体の影響による出力変動が小さい静電容量型
圧力センサを提供することである。 【解決手段】 センサチップ３０と信号処理回路７１を
導電性を有する樹脂材料で成型されたケース４１，４３
に収納し、ケースをガードとして用いる。ケース外部の
導体とケース内部の配線間に発生する静電容量を抑制す
る。つまり、センサチップ３０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、良好な直線性で
安定な入出力特性を得る。
される寄生容量を抑制し、入出力特性の直線性が良好
で、外部導体の影響による出力変動が小さい静電容量型
圧力センサを提供することである。 【解決手段】 センサチップ３０と信号処理回路７１を
導電性を有する樹脂材料で成型されたケース４１，４３
に収納し、ケースをガードとして用いる。ケース外部の
導体とケース内部の配線間に発生する静電容量を抑制す
る。つまり、センサチップ３０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、良好な直線性で
安定な入出力特性を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は対向した電極面の静
電容量の変化を検出する静電容量型圧力センサに関す
る。
電容量の変化を検出する静電容量型圧力センサに関す
る。
【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４および図５に示す圧力センサが知られている。
図４は圧力センサの断面図であり、図５は圧力センサの
上部封止筐体４３を除いた状態の外観斜視図である。
般に図４および図５に示す圧力センサが知られている。
図４は圧力センサの断面図であり、図５は圧力センサの
上部封止筐体４３を除いた状態の外観斜視図である。
【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、ダイアフラム部１１の下側にはキャビティー部
１２が形成されている。
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、ダイアフラム部１１の下側にはキャビティー部
１２が形成されている。
【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によってケースとしての下部封止
筐体４１上に接着されている。また、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
された下部封止筐体４１に大気圧導入用、または被測定
圧力と比較する圧力を導入する為の通路４２が形成され
ている。下部封止筐体４１には、モールド成型時に一緒
に作成されたボンディングパッド５１，５２，５３が配
置されている。ガラス基板２０の上面には固定電極２１
を引き出したボンディングパッド２３と、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。
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によってケースとしての下部封止
筐体４１上に接着されている。また、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
された下部封止筐体４１に大気圧導入用、または被測定
圧力と比較する圧力を導入する為の通路４２が形成され
ている。下部封止筐体４１には、モールド成型時に一緒
に作成されたボンディングパッド５１，５２，５３が配
置されている。ガラス基板２０の上面には固定電極２１
を引き出したボンディングパッド２３と、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。
【０００５】ボンディングパッド２２，２３は各々は信
号処理回路７１に形成されたボンディングパッド２４，
２５にリード線６１，６２によって接続される。
号処理回路７１に形成されたボンディングパッド２４，
２５にリード線６１，６２によって接続される。
【０００６】また、信号処理回路７１には、入出力パッ
ド２６，２７，２８が形成されており、これらボンディ
ングパッド２６，２７，２８は、下部封止筐体４１に植
設されたリード端子５１，５２，５３からリード線８
３，８４，８５によって接続されている。
ド２６，２７，２８が形成されており、これらボンディ
ングパッド２６，２７，２８は、下部封止筐体４１に植
設されたリード端子５１，５２，５３からリード線８
３，８４，８５によって接続されている。
【０００７】そして、下部封止筐体４１と被測定圧力導
入の為の導入路（穴）４４を設けた上部封止筐体４３と
は超音波溶着等によってシールされる。
入の為の導入路（穴）４４を設けた上部封止筐体４３と
は超音波溶着等によってシールされる。
【０００８】図示の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２１
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：電極面積、ｄ：電極間ギャップである。
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２１
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：電極面積、ｄ：電極間ギャップである。
【０００９】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、さらに、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。
電容量が変化することになり、さらに、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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の静電
容量形圧力センサでは、図６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Ｃ
ｓは、１，２ｐＦと微小であり、センサチップ３０及び
信号処理回路７１を封止筐体に配置し、センサチップ３
０のボンディングパッド２２，２３を信号処理回路７１
のボンディングパッド２４，２５とをリード線６１，６
２によって接続する。
容量形圧力センサでは、図６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Ｃ
ｓは、１，２ｐＦと微小であり、センサチップ３０及び
信号処理回路７１を封止筐体に配置し、センサチップ３
０のボンディングパッド２２，２３を信号処理回路７１
のボンディングパッド２４，２５とをリード線６１，６
２によって接続する。
【００１１】しかしながら、ボンディングパッド２２，
２３，２４，２５及びリード線６１，６２及び信号処理
回路７１の配線パターン周辺に、外部の導体９１が接近
した場合には、導体９１を介して構成される静電容量Ｃ
ｄ１、Ｃｄ２、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、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。
２３，２４，２５及びリード線６１，６２及び信号処理
回路７１の配線パターン周辺に、外部の導体９１が接近
した場合には、導体９１を介して構成される静電容量Ｃ
ｄ１、Ｃｄ２、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、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。
【００１２】また、周辺の外部導体の接近距離が変化し
た場合には、寄生容量が変化しセンサ出力が不安定にな
る欠点を有していた。
た場合には、寄生容量が変化しセンサ出力が不安定にな
る欠点を有していた。
【００１３】そこで、本発明の技術的課題（目的）は、
センサの外部周辺に接近した導体により構成される寄生
容量を抑制し、入出力特性の直線性が良好で、外部導体
の影響による出力変動が小さい静電容量型圧力センサを
提供することにある。
センサの外部周辺に接近した導体により構成される寄生
容量を抑制し、入出力特性の直線性が良好で、外部導体
の影響による出力変動が小さい静電容量型圧力センサを
提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、封止筐
体と、この封止筐体内に収納され電極部が形成された第
１の基板および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の基板から成り、前記ダイアフラム部お
よび前記電極部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と、このセンサチップにボ
ンディングワイヤを介して接続されるボンディングパッ
トが形成され、前記ダイアフラム部の変形を電気信号と
して処理する信号処理回路と、前記封止筐体に植設され
前記信号処理回路と接続するための入出力用リード端子
とを備えた圧力センサにおいて、前記封止筐体は、導電
性を有する樹脂材料を使用したことを特徴とする静電容
量型圧力センサが得られる。
体と、この封止筐体内に収納され電極部が形成された第
１の基板および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の基板から成り、前記ダイアフラム部お
よび前記電極部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と、このセンサチップにボ
ンディングワイヤを介して接続されるボンディングパッ
トが形成され、前記ダイアフラム部の変形を電気信号と
して処理する信号処理回路と、前記封止筐体に植設され
前記信号処理回路と接続するための入出力用リード端子
とを備えた圧力センサにおいて、前記封止筐体は、導電
性を有する樹脂材料を使用したことを特徴とする静電容
量型圧力センサが得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による静電容
量型圧力センサでは、センサチップと信号処理回路とを
収納するケースは、導電性を有する樹脂材料で成型され
てどり、ケースをガードとして用いる。すなわち、ケー
ス外部の導体とケース内部の配線間に発生する静電容量
を抑制するものである。
量型圧力センサでは、センサチップと信号処理回路とを
収納するケースは、導電性を有する樹脂材料で成型され
てどり、ケースをガードとして用いる。すなわち、ケー
ス外部の導体とケース内部の配線間に発生する静電容量
を抑制するものである。
【００１６】本発明の実施の形態による静電容量型圧力
センサを以下の実施例において図面に基づき説明する。
センサを以下の実施例において図面に基づき説明する。
【００１７】
【実施例】本発明の静電容量型圧力センサは、ケースと
しての下・上部封止筐体４１，４３にシリコン基板１０
およびガラス基板２０を収納している。シリコン基板１
０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２
０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。
しての下・上部封止筐体４１，４３にシリコン基板１０
およびガラス基板２０を収納している。シリコン基板１
０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２
０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。
【００１８】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によって下部封止筐体４１上に接
着されている。また、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
筐体４１に大気圧導入用、または被測定圧力と比較する
圧力を導入する為の通路４２が形成されている。下部封
止筐体４１は、モールド成型時に一緒に作成された絶縁
体部分４５を備え、リード端子５１，５２，５３が植設
・配置されている。ガラス基板２０の上面には固定電極
２１を引き出したボンディングパッド２３と、ダイアフ
ラム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。
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によって下部封止筐体４１上に接
着されている。また、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
筐体４１に大気圧導入用、または被測定圧力と比較する
圧力を導入する為の通路４２が形成されている。下部封
止筐体４１は、モールド成型時に一緒に作成された絶縁
体部分４５を備え、リード端子５１，５２，５３が植設
・配置されている。ガラス基板２０の上面には固定電極
２１を引き出したボンディングパッド２３と、ダイアフ
ラム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。
【００１９】ボンディングパッド２２，２３の各々は信
号処理回路７１に形成されたボンディングパッド２４，
２５にリード線（ボンディングワイヤー）６１，６２に
よって接続される。
号処理回路７１に形成されたボンディングパッド２４，
２５にリード線（ボンディングワイヤー）６１，６２に
よって接続される。
【００２０】また、信号処理回路７１には、入出力用ボ
ンディングパッド２６，２７，２８が形成されている。
これら入出力用パッド２６，２７，２８は、下部封止筐
体４１の絶縁体部分４５に植設されたリード端子５１，
５２，５３と入出力用リード線８３，８４，８５を介し
て接続されている。
ンディングパッド２６，２７，２８が形成されている。
これら入出力用パッド２６，２７，２８は、下部封止筐
体４１の絶縁体部分４５に植設されたリード端子５１，
５２，５３と入出力用リード線８３，８４，８５を介し
て接続されている。
【００２１】そして、下部封止筐体４１と被測定圧力導
入の為の導入路（穴）４４を設けた上部封止筐体４３と
は超音波溶着等によってシールされる。
入の為の導入路（穴）４４を設けた上部封止筐体４３と
は超音波溶着等によってシールされる。
【００２２】封止筐体４１，４３は、導電性を有する樹
脂材料による成型品であり、回路のＧＮＤあるいは回路
の安定電位に接続することによって、封止筐体４１，４
３の外部周辺に接近する導体９１とケース内部の配線間
に発生する静電容量を抑制する為のガードとする。
脂材料による成型品であり、回路のＧＮＤあるいは回路
の安定電位に接続することによって、封止筐体４１，４
３の外部周辺に接近する導体９１とケース内部の配線間
に発生する静電容量を抑制する為のガードとする。
【００２３】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
性で安定な入出力特性を得ることができる。
存在する寄生容量を減少させることにより、良好な直線
性で安定な入出力特性を得ることができる。
【００２４】従って、図３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、ボンディングパッド２２，２３，２４，２５
及びリード線６１，６２及び信号処理回路７１の配線パ
ターン周辺に、発生する静電容量Ｃｄを小さく抑制する
ことができる。
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、ボンディングパッド２２，２３，２４，２５
及びリード線６１，６２及び信号処理回路７１の配線パ
ターン周辺に、発生する静電容量Ｃｄを小さく抑制する
ことができる。
【００２５】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の静電容
量型圧力センサによれば、センサチップと信号処理回路
を導電性を有する樹脂材料で成型されたケースに収納
し、ケースをガードとして用いることにより、ケース外
部の導体とケース内部の配線間に発生する静電容量を抑
制することができる。
量型圧力センサによれば、センサチップと信号処理回路
を導電性を有する樹脂材料で成型されたケースに収納
し、ケースをガードとして用いることにより、ケース外
部の導体とケース内部の配線間に発生する静電容量を抑
制することができる。
【００２６】この結果、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良好な直線性で安定な
入出力特性を得ることができる。
に存在する寄生容量を減少させる良好な直線性で安定な
入出力特性を得ることができる。
【図１】本発明の静電容量型圧力センサによる一実施例
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図１の静電容量型圧力センサの上部封止筐体４
３を除いた外観斜視図である。
３を除いた外観斜視図である。
【図３】本発明の静電容量型圧力センサの等価回路であ
る。
る。
【図４】従来の静電容量型圧力センサの断面図である。
【図５】図４の従来の静電容量型センサの上部封止筐体
４３を除いた外観図である。
４３を除いた外観図である。
【図６】図４および図５の従来の静電容量型圧力センサ
の等価回路である。
の等価回路である。
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 ２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８ ボンデ
ィングパッド ３０ センサチップ ４１ 下部封止筐体 ４２ 通路 ４３ 上部封止筐体 ４４ 導入路（穴） ４５ 絶縁体部分 ５１，５２，５３ リード端子 ６１，６２ リード線（ボンディングワイヤ） ７１ 信号処理回路 ８３，８４，８５ 入出力用リード線
ィングパッド ３０ センサチップ ４１ 下部封止筐体 ４２ 通路 ４３ 上部封止筐体 ４４ 導入路（穴） ４５ 絶縁体部分 ５１，５２，５３ リード端子 ６１，６２ リード線（ボンディングワイヤ） ７１ 信号処理回路 ８３，８４，８５ 入出力用リード線
Claims (2)
- 【請求項１】 封止筐体と、この封止筐体内に収納され
電極部が形成された第１の基板および圧力に応じて変形
するダイアフラム部が形成された第２の基板から成り、
前記ダイアフラム部および前記電極部が互いに対向して
ギャップを形成するように構成されたセンサチップと、
このセンサチップにボンディングワイヤを介して接続さ
れるボンディングパットが形成され、前記ダイアフラム
部の変形を電気信号として処理する信号処理回路と、前
記封止筐体に植設され前記信号処理回路と接続するため
の入出力用リード端子とを備えた圧力センサにおいて、
前記封止筐体は、導電性を有する樹脂材料を使用したこ
とを特徴とする静電容量型圧力センサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の静電容量型圧力センサ
において、前記封止筐体は、絶縁体部分を備え、この絶
縁体部分に前記入出力用リード端子を植設したことを特
徴とする静電容量型圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33331796A JPH10170376A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 静電容量型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33331796A JPH10170376A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 静電容量型圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170376A true JPH10170376A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18264765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33331796A Withdrawn JPH10170376A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 静電容量型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10170376A (ja) |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP33331796A patent/JPH10170376A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |