JPH11337434A - 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
- JPH11337434A JPH11337434A JP16297298A JP16297298A JPH11337434A JP H11337434 A JPH11337434 A JP H11337434A JP 16297298 A JP16297298 A JP 16297298A JP 16297298 A JP16297298 A JP 16297298A JP H11337434 A JPH11337434 A JP H11337434A
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- JP
- Japan
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- pressure
- substrate
- measured
- diaphragm
- electrode
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲温度変化による圧力測定精度の変化を低
減した静電容量型圧力センサを提供する。 【解決手段】 第２の基板２に形成されたダイアフラム
部２１のギャップ形成側と反対面のダイアフラム部２１
にのみ被測定圧力媒体が接触する構造とすることによ
り、周囲温度変化による圧力測定精度の変化を低減す
る。
減した静電容量型圧力センサを提供する。 【解決手段】 第２の基板２に形成されたダイアフラム
部２１のギャップ形成側と反対面のダイアフラム部２１
にのみ被測定圧力媒体が接触する構造とすることによ
り、周囲温度変化による圧力測定精度の変化を低減す
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２に示す圧力センサが知られている。図２は
断面図である。
一般に、図２に示す圧力センサが知られている。図２は
断面図である。
【０００３】第１の基板３と、第２の基板４は、静電接
着などの手段にて接合されている。ここで、第２の基板
４を構成しているシリコン基板２０には、圧力に応じて
変形するダイヤフラム部２１が形成されている。
着などの手段にて接合されている。ここで、第２の基板
４を構成しているシリコン基板２０には、圧力に応じて
変形するダイヤフラム部２１が形成されている。
【０００４】第１の基板３を構成しているガラス基板１
０上には、固定電極１３が形成されている。図示のよう
に、シリコン基板２０とガラス基板１０とは、その一部
において接合されており、これによって、ダイヤフラム
部２１の下側には、キャビティ−部１４が形成される。
これらシリコン基板２０及びガラス基板１０によって、
センサチップ２５が構成され、センサチップ２５は、ガ
ラス基板１０によって、下部封止筐体５０上に接着され
ている。
０上には、固定電極１３が形成されている。図示のよう
に、シリコン基板２０とガラス基板１０とは、その一部
において接合されており、これによって、ダイヤフラム
部２１の下側には、キャビティ−部１４が形成される。
これらシリコン基板２０及びガラス基板１０によって、
センサチップ２５が構成され、センサチップ２５は、ガ
ラス基板１０によって、下部封止筐体５０上に接着され
ている。
【０００５】また、下部封止筐体５０には、モールド成
型時に一緒に作製されたリードフレーム４０が配置され
ている。ガラス基板１０の上面には、前記固定電極１３
を引き出したボンディングパッド１１と、前記ダイアフ
ラム２１に形成した可動電極２２を引き出したボンディ
ングパッド１２が形成されている。該ボンディングパッ
ド１１，１２は、各々は信号処理回路３０に形成された
ボンディングパッド３１，３２にワイヤ４３，４４によ
って接続される。
型時に一緒に作製されたリードフレーム４０が配置され
ている。ガラス基板１０の上面には、前記固定電極１３
を引き出したボンディングパッド１１と、前記ダイアフ
ラム２１に形成した可動電極２２を引き出したボンディ
ングパッド１２が形成されている。該ボンディングパッ
ド１１，１２は、各々は信号処理回路３０に形成された
ボンディングパッド３１，３２にワイヤ４３，４４によ
って接続される。
【０００６】また、前記信号処理回路３０には、入出力
パッド３３、３４、３５が形成されており、これらパッ
ド３３、３４、３５は、下部封止筐体５０に取り付けら
れたリードフレーム４０，４１，４２とワイヤ４５，４
６，４７によって接続されている。そして、下部封止筐
体５０と被測定圧力導入の為の導入路６１を設けた上部
封止筐体６０とは、超音波溶着等によってシールされ
る。
パッド３３、３４、３５が形成されており、これらパッ
ド３３、３４、３５は、下部封止筐体５０に取り付けら
れたリードフレーム４０，４１，４２とワイヤ４５，４
６，４７によって接続されている。そして、下部封止筐
体５０と被測定圧力導入の為の導入路６１を設けた上部
封止筐体６０とは、超音波溶着等によってシールされ
る。
【０００７】前記の導入路６１とのセンサー内部の境界
には、被測定圧力媒体に対して安定な材質で作られたベ
ローズ９０が設けられる。前記ベローズ９０によって仕
切られた圧力室９１の内部には、不活性ガスまたはシリ
コンオイル等が充填される。
には、被測定圧力媒体に対して安定な材質で作られたベ
ローズ９０が設けられる。前記ベローズ９０によって仕
切られた圧力室９１の内部には、不活性ガスまたはシリ
コンオイル等が充填される。
【０００８】図示の従来型の静電容量型圧力センサで
は、導入路６１に圧力が加わると、ベローズ９０が変形
し、圧力室９１の圧力が大きくなり、ダイアフラム部２
１に圧力が加わり、被測定圧力と大気圧力の差に応じて
ダイアフラム部２１が変形する。
は、導入路６１に圧力が加わると、ベローズ９０が変形
し、圧力室９１の圧力が大きくなり、ダイアフラム部２
１に圧力が加わり、被測定圧力と大気圧力の差に応じて
ダイアフラム部２１が変形する。
【０００９】ダイアフラム部２１の変形によって、可動
電極２２と固定電極１３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２２と固定電極１３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２２と固定電極１３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２２と固定電極１３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。
【００１０】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。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量形圧力
センサでは、圧力室と大気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、前記圧力室の内圧が変化するために、セ
ンサ出力が温特をもつ欠点を有していた。
センサでは、圧力室と大気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、前記圧力室の内圧が変化するために、セ
ンサ出力が温特をもつ欠点を有していた。
【００１２】従って、本発明は、上記のような課題を解
決すべく提案されたものであり、その目的は、センサの
周囲温度が変化した場合に、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。
決すべく提案されたものであり、その目的は、センサの
周囲温度が変化した場合に、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。
【００１３】
【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２の基板に形成された前記ダイアフ
ラム部の前記電極形成側と反対面にのみ被測定圧力媒体
が接触する構造とすることにより、センサ内部に密封し
た圧力室を持たないので、周囲温度変化による圧力測定
精度の変化を低減することが可能である。
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２の基板に形成された前記ダイアフ
ラム部の前記電極形成側と反対面にのみ被測定圧力媒体
が接触する構造とすることにより、センサ内部に密封し
た圧力室を持たないので、周囲温度変化による圧力測定
精度の変化を低減することが可能である。
【００１４】本発明によれば、被測定圧力媒体に対して
安定な部分のみを、前記被測定圧力媒体に露出する構造
とし、センサ内部に密封した圧力室を持たないので、周
囲温度変化による圧力測定精度の変化を低減することが
可能である。
安定な部分のみを、前記被測定圧力媒体に露出する構造
とし、センサ内部に密封した圧力室を持たないので、周
囲温度変化による圧力測定精度の変化を低減することが
可能である。
【００１５】すなわち、本発明は、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２の基板に形成された前記ダイ
アフラム部の前記電極形成側と反対面のダイアフラム部
にのみ被測定圧力媒体が接触する構造とした静電容量型
圧力センサである。
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２の基板に形成された前記ダイ
アフラム部の前記電極形成側と反対面のダイアフラム部
にのみ被測定圧力媒体が接触する構造とした静電容量型
圧力センサである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の静電容量型圧力
センサの実施の形態について図面に基づき説明する。
センサの実施の形態について図面に基づき説明する。
【００１７】図１は、本発明の静電容量型圧力センサの
実施の形態を示す断面図である。第２の基板２の構成要
素であるシリコン基板２０には、圧力に応じて変形する
ダイヤフラム部２１が形成され、第１の基板１の構成要
素であるガラス基板１０上には、固定電極１３が形成さ
れている。
実施の形態を示す断面図である。第２の基板２の構成要
素であるシリコン基板２０には、圧力に応じて変形する
ダイヤフラム部２１が形成され、第１の基板１の構成要
素であるガラス基板１０上には、固定電極１３が形成さ
れている。
【００１８】図示のように、シリコン基板２０とガラス
基板１０とは、その一部において接合されており、これ
によって、ダイヤフラム部２１の下側には、キャビティ
ー部１４が形成されることになる。
基板１０とは、その一部において接合されており、これ
によって、ダイヤフラム部２１の下側には、キャビティ
ー部１４が形成されることになる。
【００１９】これらシリコン基板２０及びガラス基板１
０によってセンサチップ２５が構成され、センサチップ
２５は、ガラス基板１０によってリードフレーム４０上
に接着されている。
０によってセンサチップ２５が構成され、センサチップ
２５は、ガラス基板１０によってリードフレーム４０上
に接着されている。
【００２０】また、下部封止筐体５０には、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５１が形成されている。上部封止筐体６０に固定され
たリードフレーム４０には、モールド成型時に一緒に作
製されたボンディングパッド４０，４１，４２が配置さ
れている。ガラス基板１０の上面には、前記固定電極１
３を引き出したボンディングパッド１１と、前記ダイア
フラム２１に形成した可動電極２２を引き出したボンデ
ィングパッド１２が形成されている。
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５１が形成されている。上部封止筐体６０に固定され
たリードフレーム４０には、モールド成型時に一緒に作
製されたボンディングパッド４０，４１，４２が配置さ
れている。ガラス基板１０の上面には、前記固定電極１
３を引き出したボンディングパッド１１と、前記ダイア
フラム２１に形成した可動電極２２を引き出したボンデ
ィングパッド１２が形成されている。
【００２１】該ボンディングパッド１１，１２は、前記
ガラス基板１０の裏面のボンディングパッド１５，１６
に各々へ導通し、該ボンディングパッド１５，１６は、
各々は信号処理回路３０に形成されたボンディングパッ
ド３１，３２にワイヤー４３，４４によって接続され
る。
ガラス基板１０の裏面のボンディングパッド１５，１６
に各々へ導通し、該ボンディングパッド１５，１６は、
各々は信号処理回路３０に形成されたボンディングパッ
ド３１，３２にワイヤー４３，４４によって接続され
る。
【００２２】また、前記信号処理回路３０には、入出力
パッド３３，３４，３５が形成されており、これらパッ
ド３３，３４，３５は、上部封止筐体６０に取り付けら
れたリードフレーム４０，４１，４２とワイヤ４５，４
６，４７によって接続されている。
パッド３３，３４，３５が形成されており、これらパッ
ド３３，３４，３５は、上部封止筐体６０に取り付けら
れたリードフレーム４０，４１，４２とワイヤ４５，４
６，４７によって接続されている。
【００２３】前記上部筐体６０には、モールド成型時
に、保護キャップ７０が取り付けられている。該保護キ
ャップ７０は、使用が想定される被測定圧力媒体に耐性
のある安定な材質で、尚且つ、前記シリコン基板２０と
熱膨張係数が近似した材質で構成する。
に、保護キャップ７０が取り付けられている。該保護キ
ャップ７０は、使用が想定される被測定圧力媒体に耐性
のある安定な材質で、尚且つ、前記シリコン基板２０と
熱膨張係数が近似した材質で構成する。
【００２４】該保護キャップ７０と前記シリコン基板２
０は、封止材８０で、接着、封止される。該封止材８０
は、低融点ガラスや樹脂系封止材等から、使用が想定さ
れる被測定圧力媒体に耐性のある安定な材質を選定して
使用する。
０は、封止材８０で、接着、封止される。該封止材８０
は、低融点ガラスや樹脂系封止材等から、使用が想定さ
れる被測定圧力媒体に耐性のある安定な材質を選定して
使用する。
【００２５】前記シリコン基板２０に構成されたダイア
フラム２１の表面は、酸化膜で覆われており、このシリ
コン酸化膜に対して非腐食性であり、且つ前記保護キャ
ップ７０、封止材８０に対しても非腐食性の圧力媒体で
あれば、センサに直接圧力媒体を接触させて使用が可能
である。
フラム２１の表面は、酸化膜で覆われており、このシリ
コン酸化膜に対して非腐食性であり、且つ前記保護キャ
ップ７０、封止材８０に対しても非腐食性の圧力媒体で
あれば、センサに直接圧力媒体を接触させて使用が可能
である。
【００２６】以上、説明したように、本発明によれば、
被測定圧力室と基準圧力室の周囲温度変化による圧力変
化を差動的に打ち消すことにより、圧力測定精度の変化
を抑制することができる。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。
被測定圧力室と基準圧力室の周囲温度変化による圧力変
化を差動的に打ち消すことにより、圧力測定精度の変化
を抑制することができる。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。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被測定圧力媒体に対して安定な部分のみを、前記被測定
圧力媒体に露出する構造とし、センサ内部に密封した圧
力室を持たないので、周囲温度変化による圧力測定精度
の変化を低減した静電容量型圧力センサを提供できる。
被測定圧力媒体に対して安定な部分のみを、前記被測定
圧力媒体に露出する構造とし、センサ内部に密封した圧
力室を持たないので、周囲温度変化による圧力測定精度
の変化を低減した静電容量型圧力センサを提供できる。
【図１】本発明の静電容量型圧力センサの実施の形態を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】従来の静電容量型圧力センサの構造例を示す断
面図。
面図。
１，３ 第１の基板 ２，４ 第２の基板 １０ ガラス基板 １３ 固定電極 １４ キャビティ−部 ２０ シリコン基板 ２１ ダイアフラム部 ２２ 可動電極 ２５ センサチップ ３０ 信号処理回路 ５０ 下部封止筐体 ５１ 通路 ６０ 上部封止筐体 ６１ 導入路 ７０ 保護キャップ ８０ 封止材 ９０ ベローズ ９１ 圧力室 １１，１２，１５，１６，３１，３２，３３，３４，３
５ ボンディングパッド ４０，４１，４２ リードフレーム ４３，４４，４５，４６，４７ ワイヤ
５ ボンディングパッド ４０，４１，４２ リードフレーム ４３，４４，４５，４６，４７ ワイヤ
Claims (2)
- 【請求項１】 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２の基板に形成された前記ダイアフラム部の前記電
極形成側と反対面のダイアフラム部にのみ被測定圧力媒
体が接触する構造としたことを特徴とする静電容量型圧
力センサ。 - 【請求項２】 前記第２の基板には、ギャップを形成し
ている面と反対側の面の周辺部に封止材が設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の静電容量型圧力セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16297298A JPH11337434A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 静電容量型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16297298A JPH11337434A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 静電容量型圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337434A true JPH11337434A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15764788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16297298A Pending JPH11337434A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 静電容量型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11337434A (ja) |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP16297298A patent/JPH11337434A/ja active Pending
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