JPH10213505A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH10213505A JPH10213505A JP2963297A JP2963297A JPH10213505A JP H10213505 A JPH10213505 A JP H10213505A JP 2963297 A JP2963297 A JP 2963297A JP 2963297 A JP2963297 A JP 2963297A JP H10213505 A JPH10213505 A JP H10213505A
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- Japan
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- pressure chamber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲温度が変化した場合でも、出力変動が小
さい静電容量型の圧力センサを提供すること。 【解決手段】 固定電極２１が形成されたガラス基板２
０と、圧力に応じて変形するダイアフラム部１１が形成
されたシリコン基板１０とからなり、前記ダイアフラム
部１１と前記固定電極２１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３０を具備
し、前記センサチップ３０に被測定圧力を印加するため
に圧力の導入穴４４を設けた被測定圧力室４８、及び前
記ダイアフラム部を境界面として、前記被測定圧力室４
８と接する基準圧力を印加するための基準圧力室４２を
構成する圧力センサにおいて、前記被測定圧力室４８と
基準圧力室４２を連通孔４７にて接続した構造、又は前
記基準圧力室４２と外部雰囲気を連通孔４７にて接続し
た構造によって、周囲温度の変化による基準圧力室４２
の圧力変化を低減する。
さい静電容量型の圧力センサを提供すること。 【解決手段】 固定電極２１が形成されたガラス基板２
０と、圧力に応じて変形するダイアフラム部１１が形成
されたシリコン基板１０とからなり、前記ダイアフラム
部１１と前記固定電極２１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３０を具備
し、前記センサチップ３０に被測定圧力を印加するため
に圧力の導入穴４４を設けた被測定圧力室４８、及び前
記ダイアフラム部を境界面として、前記被測定圧力室４
８と接する基準圧力を印加するための基準圧力室４２を
構成する圧力センサにおいて、前記被測定圧力室４８と
基準圧力室４２を連通孔４７にて接続した構造、又は前
記基準圧力室４２と外部雰囲気を連通孔４７にて接続し
た構造によって、周囲温度の変化による基準圧力室４２
の圧力変化を低減する。
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の圧力センサに関
する。
静電容量の変化を検出する静電容量型の圧力センサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】この種の静電容量型の圧力センサとし
て、一般に、図３に示す圧力センサが知られている。
て、一般に、図３に示す圧力センサが知られている。
【０００３】図３に示すように、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。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が形成されて
いる。
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。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が形成されて
いる。
【０００４】これらシリコン基板１０及びガラス基板２
０から、センサチップ３０が構成される。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。
０から、センサチップ３０が構成される。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。
【０００５】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筐体
４１には、基準圧力室４２が設けられている。
板２０及びセンサチップ３０が配置された下部封止筐体
４１には、基準圧力室４２が設けられている。
【０００６】又、下部封止筐体４１には、モールド成型
時に一緒に作製されたリード端子５１，５２，５３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。
時に一緒に作製されたリード端子５１，５２，５３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。
【０００７】該ボンディングパッド２２，２３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２
４，２５とリード線６１，６２によって接続されてい
る。
信号処理回路７１に形成されたボンディングパッド２
４，２５とリード線６１，６２によって接続されてい
る。
【０００８】又、前記信号処理回路７１には、入出力パ
ッド２６，２７，２８が形成されている。これらの入出
力パッド２６，２７，２８は、下部封止筐体４１に取り
付けられたリード端子５１，５２，５３とリード線８
３，８４，８５によって接続されている。
ッド２６，２７，２８が形成されている。これらの入出
力パッド２６，２７，２８は、下部封止筐体４１に取り
付けられたリード端子５１，５２，５３とリード線８
３，８４，８５によって接続されている。
【０００９】そして、下部封止筐体４１と被測定圧力導
入のための導入穴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ている。
入のための導入穴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ている。
【００１０】従来の静電容量型の圧力センサでは、ダイ
アフラム部１１に圧力が加わると、被測定圧力と前記基
準圧力室４２の基準圧力の差に応じてダイアフラム部１
１が変形する。
アフラム部１１に圧力が加わると、被測定圧力と前記基
準圧力室４２の基準圧力の差に応じてダイアフラム部１
１が変形する。
【００１１】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。
電極１３と固定電極２１と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。
【００１２】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。
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。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型の圧
力センサでは、被測定圧力と前記基準圧力室４２の基準
圧力の差に応じて変化するセンサチップの静電容量Ｃｓ
を検出しており、周囲温度の変化によって、前記基準圧
力室の内圧が変化するために、センサ出力が温度特性を
持つ欠点を有していた。
力センサでは、被測定圧力と前記基準圧力室４２の基準
圧力の差に応じて変化するセンサチップの静電容量Ｃｓ
を検出しており、周囲温度の変化によって、前記基準圧
力室の内圧が変化するために、センサ出力が温度特性を
持つ欠点を有していた。
【００１４】本発明の目的は、周囲温度が変化した場合
でも、出力変動が小さい静電容量型の圧力センサを提供
することにある。
でも、出力変動が小さい静電容量型の圧力センサを提供
することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極が形成さ
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の基板とからなり、前記ダイアフラ
ム部と前記電極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し、前記センサチ
ップに被測定圧力を印加するために圧力の導入穴を設け
た被測定圧力室、及び前記ダイアフラム部を境界面とし
て、前記被測定圧力室と接する基準圧力を印加するため
の基準圧力室を有する圧力センサであって、前記被測定
圧力室と前記基準圧力室を連通孔にて接続した構造、又
は前記基準圧力室と外部雰囲気を連通孔にて接続した構
造によって、周囲温度の変化による基準圧力室の圧力変
化を低減することができる圧力センサである。
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の基板とからなり、前記ダイアフラ
ム部と前記電極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し、前記センサチ
ップに被測定圧力を印加するために圧力の導入穴を設け
た被測定圧力室、及び前記ダイアフラム部を境界面とし
て、前記被測定圧力室と接する基準圧力を印加するため
の基準圧力室を有する圧力センサであって、前記被測定
圧力室と前記基準圧力室を連通孔にて接続した構造、又
は前記基準圧力室と外部雰囲気を連通孔にて接続した構
造によって、周囲温度の変化による基準圧力室の圧力変
化を低減することができる圧力センサである。
【００１６】ここで、前記連通孔の断面積は、前記被測
定圧の圧力の導入穴の断面積と比較して、十分小さく設
定し、被測定圧の圧力変化を安定して検出することが可
能である。
定圧の圧力の導入穴の断面積と比較して、十分小さく設
定し、被測定圧の圧力変化を安定して検出することが可
能である。
【００１７】本発明によれば、基準圧力室を断面積の十
分小さい連通孔を用いて、被測定圧力側、又は大気雰囲
気側に解放することにより、被測定圧力の変化周期と比
較して、変化周期の大きい周囲温度の変化による基準圧
力室の内圧変化を抑制することができる。
分小さい連通孔を用いて、被測定圧力側、又は大気雰囲
気側に解放することにより、被測定圧力の変化周期と比
較して、変化周期の大きい周囲温度の変化による基準圧
力室の内圧変化を抑制することができる。
【００１８】つまり、周囲温度の影響の小さいセンサ出
力を得ることができる。
力を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の静電容量型の圧
力センサについて、図面に基づき説明する。
力センサについて、図面に基づき説明する。
【００２０】図１は、本発明の静電容量型の圧力センサ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【００２１】図１に示すように、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。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。
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。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。
【００２２】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。
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。
【００２３】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筐体
４１に、大気導入用、又は被測定圧力と比較する圧力を
導入するための通路が形成されている。
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が形成されている。
【００２４】下部封止筐体４１には、モールド成型時に
一緒に作製されたリード端子５１，５２，５３が配置さ
れている。
一緒に作製されたリード端子５１，５２，５３が配置さ
れている。
【００２５】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。
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。
【００２６】該ボンディングパッド２２，２３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２
４，２５とワイヤー６１，６２によって接続されてい
る。
信号処理回路７１に形成されたボンディングパッド２
４，２５とワイヤー６１，６２によって接続されてい
る。
【００２７】又、前記信号処理回路７１には、入出力パ
ッド２６，２７，２８が形成されている。これら入出力
パッド２６，２７，２８は、下部封止筐体４１に取り付
けられたリード端子５１，５２，５３とリード線８３，
８４，８５によって接続されている。
ッド２６，２７，２８が形成されている。これら入出力
パッド２６，２７，２８は、下部封止筐体４１に取り付
けられたリード端子５１，５２，５３とリード線８３，
８４，８５によって接続されている。
【００２８】そして、下部封止筐体４１と被測定圧力導
入のための導入穴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ている。
入のための導入穴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ている。
【００２９】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筐
体４１には、基準圧力室４２が設けられている。
板２０、及びセンサチップ３０が配置された下部封止筐
体４１には、基準圧力室４２が設けられている。
【００３０】又、上部封止筐体４３によって、被測定圧
力室４８が設けられている。
力室４８が設けられている。
【００３１】前記基準圧力室４２と被測定圧力室４８
は、連通孔４７によって接続されている。
は、連通孔４７によって接続されている。
【００３２】ここで、連通孔４７の断面積は、前記圧力
の導入穴４４の断面積と比較して、十分小さく設定し、
被測定圧の変化速度には、前記基準圧力室４２の圧力は
追従せず、ほぼ一定と見なすことができる。
の導入穴４４の断面積と比較して、十分小さく設定し、
被測定圧の変化速度には、前記基準圧力室４２の圧力は
追従せず、ほぼ一定と見なすことができる。
【００３３】又、周期の長いセンサ周囲温度の変化によ
って生じる前記基準圧力室４２内の気体の膨張収縮する
体積は、前記連通孔４７を通じて移動するため、基準圧
力室４２の圧力は、周囲温度に依存せず、一定に保たれ
る。
って生じる前記基準圧力室４２内の気体の膨張収縮する
体積は、前記連通孔４７を通じて移動するため、基準圧
力室４２の圧力は、周囲温度に依存せず、一定に保たれ
る。
【００３４】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。
【００３５】図２に、前記基準圧力室４２と大気雰囲気
を連通孔４７によって接続した他の実施の形態を示す。
この例でも、図１の圧力センサと同様に、良好な直線性
で安定な入出力特性を得ることができる。
を連通孔４７によって接続した他の実施の形態を示す。
この例でも、図１の圧力センサと同様に、良好な直線性
で安定な入出力特性を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、周囲温度が変化した場合でも、出力変動が小さい静
電容量型の圧力センサを得ることができる。
ば、周囲温度が変化した場合でも、出力変動が小さい静
電容量型の圧力センサを得ることができる。
【図１】本発明の静電容量型の圧力センサを示す断面
図。
図。
【図２】本発明の他の静電容量型の圧力センサを示す断
面図。
面図。
【図３】従来の静電容量型の圧力センサの構造例を示す
断面図。
断面図。
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 ボンディングパッド ２６，２７，２８ 入出力パッド ３０ センサチップ ４１ 下部封止筐体 ４２ 基準圧力室 ４３ 上部封止筐体 ４４ 導入穴 ４５ 絶縁体 ４７ 連通孔 ４８ 被測定圧力室 ５１，５２，５３ リード端子 ６１，６２，８３，８４，８５ リード線 ７１ 信号処理回路
Claims (2)
- 【請求項１】 電極が形成された第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
とからなり、前記ダイアフラム部と前記電極とが互いに
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
ップを具備し、前記センサチップに被測定圧力を印加す
るために圧力の導入穴を設けた被測定圧力室、及び前記
ダイアフラム部を境界面として、前記被測定圧力室と接
する基準圧力を印加するための基準圧力室を有する圧力
センサにおいて、前記被測定圧力室と前記基準圧力室を
連通孔にて接続した構造を有することを特徴とする圧力
センサ。 - 【請求項２】 電極が形成された第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
とからなり、前記ダイアフラム部と前記電極とが互いに
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
ップを具備し、前記センサチップに被測定圧力を印加す
るために圧力の導入穴を設けた被測定圧力室、及び前記
ダイアフラム部を境界面として、前記被測定圧力室と接
する基準圧力を印加するための基準圧力室を有する圧力
センサにおいて、前記基準圧力室と外部雰囲気を連通孔
にて接続した構造を有することを特徴とする圧力セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2963297A JPH10213505A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2963297A JPH10213505A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10213505A true JPH10213505A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=12281471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2963297A Pending JPH10213505A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10213505A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1875774A1 (en) * | 2006-05-09 | 2008-01-09 | BSE Co., Ltd. | Directional silicon condenser microphone having additional back chamber |
| JP2008533950A (ja) * | 2006-05-09 | 2008-08-21 | ビーエスイー カンパニー リミテッド | 付加的なバックチェンバを有し、基板に音響ホールが形成されたシリコンコンデンサマイクロホン |
| CN109374194A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-22 | 华中科技大学 | 一种参考压力可调的柔性压力传感器阵列及其制备方法 |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP2963297A patent/JPH10213505A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1875774A1 (en) * | 2006-05-09 | 2008-01-09 | BSE Co., Ltd. | Directional silicon condenser microphone having additional back chamber |
| JP2008533950A (ja) * | 2006-05-09 | 2008-08-21 | ビーエスイー カンパニー リミテッド | 付加的なバックチェンバを有し、基板に音響ホールが形成されたシリコンコンデンサマイクロホン |
| EP1875774A4 (en) * | 2006-05-09 | 2014-09-24 | Bse Co Ltd | DIRECTIONAL MICROPHONE WITH SILICON CONDENSER AND ADDITIONAL REAR CHAMBER |
| CN109374194A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-22 | 华中科技大学 | 一种参考压力可调的柔性压力传感器阵列及其制备方法 |
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