JPS5983023A - 半導体圧力差圧検出器 - Google Patents
半導体圧力差圧検出器Info
- Publication number
- JPS5983023A JPS5983023A JP19245482A JP19245482A JPS5983023A JP S5983023 A JPS5983023 A JP S5983023A JP 19245482 A JP19245482 A JP 19245482A JP 19245482 A JP19245482 A JP 19245482A JP S5983023 A JPS5983023 A JP S5983023A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- parts
- pressure
- diaphragm
- convex
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
- G01L9/0054—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は圧力差圧検出器に係り、特に半導体自体をダイ
Ｖフラムとする圧力差圧検出器に関する。
Ｖフラムとする圧力差圧検出器に関する。
従来の８１ダイヤフラム形圧力差圧検出器に用いられる
測定ダイヤフラムはＳｉ単結晶よシなシ、肉薄の起歪部
およびそれを囲む肉厚の固定部を有し、該肉薄起歪部の
一生面側に複数のピエゾ抵抗素子が通常のＩＣプロセス
により形成されている、。
測定ダイヤフラムはＳｉ単結晶よシなシ、肉薄の起歪部
およびそれを囲む肉厚の固定部を有し、該肉薄起歪部の
一生面側に複数のピエゾ抵抗素子が通常のＩＣプロセス
により形成されている、。
このＳｉダイヤフラムの周囲肉厚部の裏面は、シリコン
と熱膨張係数の近似し、かつ中央に通気孔が形成された
７リコンあるいはカラスからなる支持体に結合されてい
る。
と熱膨張係数の近似し、かつ中央に通気孔が形成された
７リコンあるいはカラスからなる支持体に結合されてい
る。
この８１ダイヤフラム形圧力差圧検出器はＩＣ技術を応
用できることがら計度性に優れ、かつＳｉ単結晶が理想
的な弾性材料であるためヒステリシスがなくｐ＋−ｍ性
に優れている効果を有する。
用できることがら計度性に優れ、かつＳｉ単結晶が理想
的な弾性材料であるためヒステリシスがなくｐ＋−ｍ性
に優れている効果を有する。
しかしながら、かかる構成の測定タイヤフラムは、極め
て低い圧力を６１１定する場合において、圧力と出力の
面側性が悪くなる欠点紮有する。この理由は、低圧領威
の測定のためには、測ボタイヤフラムの起全部肉厚を薄
くする必要があるため、これにより圧力を印加したとき
のたわみが太きくなシ、測定タイヤフラム全体が伸ひる
という・・ル□−ン幼果が生じるためである。
て低い圧力を６１１定する場合において、圧力と出力の
面側性が悪くなる欠点紮有する。この理由は、低圧領威
の測定のためには、測ボタイヤフラムの起全部肉厚を薄
くする必要があるため、これにより圧力を印加したとき
のたわみが太きくなシ、測定タイヤフラム全体が伸ひる
という・・ル□−ン幼果が生じるためである。
本発明の目的は、上記した従来波ｊｌｌの欠点を・なく
シ、低圧測定時でも圧力と出力の直線関係に曖れた半導
体圧力差圧センサを提供するにある。
シ、低圧測定時でも圧力と出力の直線関係に曖れた半導
体圧力差圧センサを提供するにある。
上記目的を達成させるため、本発明においては、起歪部
内に厚さの異なった領域を設け、その９ちの肉厚起歪部
に歪感応素子を形成したものである。
内に厚さの異なった領域を設け、その９ちの肉厚起歪部
に歪感応素子を形成したものである。
以ド、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は差圧検出器の全体構成を示す断面図で、輌結晶
Ｓ１からなる測定ダイヤフラムｌＯがあり、この測定ダ
イヤフラム１０は中空の第］の支持部月１２、中空の第
２の支持部材１４を介してノ・ウジング１６に取り付け
られている。第１の支持部材１２は測定ダイヤフラム１
００ノ・ウノング１６からの電気的絶縁および測定タイ
ヤフラム１０との熱歪を考慮し、Ｓｌと熱膨張係数の近
似した、たとえば硼珪酸ガラスが使用されている。また
、第２の支持部材１４は、３ｉと熱膨張係数の近似た、
たとえばＦｅ−Ｎｉ合釜が使用されている。
Ｓ１からなる測定ダイヤフラムｌＯがあり、この測定ダ
イヤフラム１０は中空の第］の支持部月１２、中空の第
２の支持部材１４を介してノ・ウジング１６に取り付け
られている。第１の支持部材１２は測定ダイヤフラム１
００ノ・ウノング１６からの電気的絶縁および測定タイ
ヤフラム１０との熱歪を考慮し、Ｓｌと熱膨張係数の近
似した、たとえば硼珪酸ガラスが使用されている。また
、第２の支持部材１４は、３ｉと熱膨張係数の近似た、
たとえばＦｅ−Ｎｉ合釜が使用されている。
ここで測定タイヤフラムｌＯと第１の支持部材１２、及
び第１の支持部材１２と第２の支持部材１４間はたとえ
ば陽極結合法で接合されている。
び第１の支持部材１２と第２の支持部材１４間はたとえ
ば陽極結合法で接合されている。
測定タイヤフラム１０からの電気的出力は、リード線１
８及びハウ？ング１６にノ・−７チソクシールされた端
子２０を介して外部に取９出されている。
８及びハウ？ング１６にノ・−７チソクシールされた端
子２０を介して外部に取９出されている。
第２図は、ｉｉｓ記測短タイヤフクム１０ケ主教面すな
わちゲージ抵抗形成面側から見た平面図、第３図は第２
図のＩＩＩ −Ｉｎ ’線における断面図であるっ測定
ダイヤフラム１０は、たとえば（＋００）Ｄ￥Ｉのｎ形
単結晶３ｉで、外周を厚内の固定部３０で囲−まれた肉
薄のダイヤフラム部を有する。このダイヤフラム部は二
段の異なった厚さに形成され、比較的肉厚の起歪はシ部
３４とそれより肉薄の隔膜部３６を有し、前記起歪は・
シ部３４は端１部をｎｉＪ記固足固足部３０続された十
字形をなしている。
わちゲージ抵抗形成面側から見た平面図、第３図は第２
図のＩＩＩ −Ｉｎ ’線における断面図であるっ測定
ダイヤフラム１０は、たとえば（＋００）Ｄ￥Ｉのｎ形
単結晶３ｉで、外周を厚内の固定部３０で囲−まれた肉
薄のダイヤフラム部を有する。このダイヤフラム部は二
段の異なった厚さに形成され、比較的肉厚の起歪はシ部
３４とそれより肉薄の隔膜部３６を有し、前記起歪は・
シ部３４は端１部をｎｉＪ記固足固足部３０続された十
字形をなしている。
この起歪はり部３４の上面にはｐ形のゲージ抵抗３８が
４個＜１１０＞軸方向に、たとえば拡散法ヤイオンイン
７”う／チージョン法により形成されている。これらの
ゲージ抵抗３８は起歪はり部３４の固定端近傍に形成さ
れ、そのうちの２本は径方向に、他の２本は径と直角方
向に配置され、圧力によりフルブリッジ出力を取り出せ
るようになっている。測定ダイヤフラム１００表面には
図示しないゲージ抵抗３８を保護する酸化膜およびゲー
ジ抵抗３８の出力を敗り出すアルミ配線がそれぞれ設け
られている。
４個＜１１０＞軸方向に、たとえば拡散法ヤイオンイン
７”う／チージョン法により形成されている。これらの
ゲージ抵抗３８は起歪はり部３４の固定端近傍に形成さ
れ、そのうちの２本は径方向に、他の２本は径と直角方
向に配置され、圧力によりフルブリッジ出力を取り出せ
るようになっている。測定ダイヤフラム１００表面には
図示しないゲージ抵抗３８を保護する酸化膜およびゲー
ジ抵抗３８の出力を敗り出すアルミ配線がそれぞれ設け
られている。
このような構成において、測だダイヤフラム１０に圧力
Ｐを印加すると、起歪はり３４がたわみ、この際、隔膜
部３６は起歪はシ３４に比べ薄く、軟かくなっているた
め単なる気密膜として働き、受圧■積ＳＸ圧力Ｐの大半
の力は起歪はシ３４をたわます力として作用する。しだ
がって、起歪Ｃｊ：す３４は小さな力、すなわち低い圧
力で大きな歪を発生することができるようになる。
Ｐを印加すると、起歪はり３４がたわみ、この際、隔膜
部３６は起歪はシ３４に比べ薄く、軟かくなっているた
め単なる気密膜として働き、受圧■積ＳＸ圧力Ｐの大半
の力は起歪はシ３４をたわます力として作用する。しだ
がって、起歪Ｃｊ：す３４は小さな力、すなわち低い圧
力で大きな歪を発生することができるようになる。
第４図は本発明の第２の実施例を示す。第２図と異なる
点はダイヤフラムの中央に起歪はり部３８と同一の厚さ
の幅広領域を設けたことにある。
点はダイヤフラムの中央に起歪はり部３８と同一の厚さ
の幅広領域を設けたことにある。
このようにするとダイヤフラムの中央部が比較的ｆ朗く
なるので、圧力を加えた際に起歪はり部３４に発生する
ひずみはゲージ抵抗３８の配置領域に集中する。このた
め第２図と比較しさらに低い圧力領域まで楕匿良く測定
することができるようになる。
なるので、圧力を加えた際に起歪はり部３４に発生する
ひずみはゲージ抵抗３８の配置領域に集中する。このた
め第２図と比較しさらに低い圧力領域まで楕匿良く測定
することができるようになる。
第５図は本発明の第３の実施例を７廖す。ｉｇ２図と異
なる点は起歪はり部３４を一端を固定部３０に接続され
た片持ばり状としたことにある。かかる構成では、起歪
はり部が片持はシであるため、第２図と比較し、さらに
低い圧力領域凍で梢１及良く測定することができるよう
になる。
なる点は起歪はり部３４を一端を固定部３０に接続され
た片持ばり状としたことにある。かかる構成では、起歪
はり部が片持はシであるため、第２図と比較し、さらに
低い圧力領域凍で梢１及良く測定することができるよう
になる。
第６図は本発明の第４の実施例を示す。第２図と異なる
点はタイヤフラム部中の起歪に９部３４と隔膜部３６の
分離にあって、測定ダイヤフラム１０の裏面からのエツ
チング全採用したことにある。この形状では、ゲージ抵
抗面側は起歪部、固友部ともすべで平坦で表面が８１０
２で覆われているため、測定ダイヤフラム上の金鵡配線
引きまわしの自由度が増加する利点ヲ個する。Ｊ：うに
なる。
点はタイヤフラム部中の起歪に９部３４と隔膜部３６の
分離にあって、測定ダイヤフラム１０の裏面からのエツ
チング全採用したことにある。この形状では、ゲージ抵
抗面側は起歪部、固友部ともすべで平坦で表面が８１０
２で覆われているため、測定ダイヤフラム上の金鵡配線
引きまわしの自由度が増加する利点ヲ個する。Ｊ：うに
なる。
以上、述べた実施例では、タイヤフラム部上に起歪は９
部をたとえば十字形にする等、２個形成する場合を説明
したものであるが、起歪ｔより稀の数は１個でも良く、
さらに３個以上でも良いことはもちろんである。
部をたとえば十字形にする等、２個形成する場合を説明
したものであるが、起歪ｔより稀の数は１個でも良く、
さらに３個以上でも良いことはもちろんである。
以上述べたことから明らかなよりに、本発明による半導
体圧力差圧検出器によれば、低圧測定時であっても、圧
力と出力との関係を直線的にすることができるようにな
る。
体圧力差圧検出器によれば、低圧測定時であっても、圧
力と出力との関係を直線的にすることができるようにな
る。
第１図は本発明が適用される圧力差圧検出器の全体償成
を示す断面図、第２図および第３図ンよ本発明の圧力差
圧検出器の一実施例を示す構成図で、第２図は平面図、
第３図は第２図のＩＩＩ −ＩＩ ’にお＆−する断面
図、第４図ないし第６図はそれぞれ本発明ｆＣよる圧力
差圧検出器の他の実施例を示ず構成図である。 １０・・・測定タイヤフフム、３０・・・固定部、３２
・・ダイヤフラム部、３４・・・起φは９部、３６・・
・隔膜部、３８・・・ゲージ抵抗。 代理人 弁理士 旨橋明夫− 、キー９・′・、、、、：Ｊ、、、。 第 １ 口 第 ２ 口 第 ３ 阻 第 ４ 図 第 ５ 凶 −一〒〒〒〒〒Ｇ
を示す断面図、第２図および第３図ンよ本発明の圧力差
圧検出器の一実施例を示す構成図で、第２図は平面図、
第３図は第２図のＩＩＩ −ＩＩ ’にお＆−する断面
図、第４図ないし第６図はそれぞれ本発明ｆＣよる圧力
差圧検出器の他の実施例を示ず構成図である。 １０・・・測定タイヤフフム、３０・・・固定部、３２
・・ダイヤフラム部、３４・・・起φは９部、３６・・
・隔膜部、３８・・・ゲージ抵抗。 代理人 弁理士 旨橋明夫− 、キー９・′・、、、、：Ｊ、、、。 第 １ 口 第 ２ 口 第 ３ 阻 第 ４ 図 第 ５ 凶 −一〒〒〒〒〒Ｇ
Claims (1)
- １、周辺部に厚肉の固定部と、その内側に薄肉のダイヤ
フラム部とを有する半導体基板の前記ダイヤフラム部面
に歪感応素子を形成した半導体圧力差圧検出器において
、前記ダイヤフラム部は歪感応素子が形成された領域部
においてそれ以外の領域部よシも肉厚を厚くしたはり部
が前記固定部と接続させた状態にて形成されていること
を特徴とする半導体圧力差圧検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19245482A JPS5983023A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 半導体圧力差圧検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19245482A JPS5983023A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 半導体圧力差圧検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983023A true JPS5983023A (ja) | 1984-05-14 |
| JPH0419495B2 JPH0419495B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16291565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19245482A Granted JPS5983023A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 半導体圧力差圧検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983023A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2532806A (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-01 | Continental Automotive Systems Us Inc | Piezoresistive pressure sensor device |
| US20170328797A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Continental Automotive Systems, Inc. | Pressure sensor device with anchors for die shrinkage and high sensitivity |
| JP2021039043A (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | ミツミ電機株式会社 | 圧力感知素子及び圧力センサ |
| WO2023037832A1 (ja) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | ミネベアミツミ株式会社 | 脈波センサ |
| WO2023106197A1 (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | ミネベアミツミ株式会社 | 脈波測定装置 |
| WO2023167172A1 (ja) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | ミネベアミツミ株式会社 | 脈波センサ |
-
1982
- 1982-11-04 JP JP19245482A patent/JPS5983023A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2532806A (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-01 | Continental Automotive Systems Us Inc | Piezoresistive pressure sensor device |
| US9764947B2 (en) | 2014-11-25 | 2017-09-19 | Continental Automotive Systems, Inc. | Piezoresistive pressure sensor device |
| US20170328797A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Continental Automotive Systems, Inc. | Pressure sensor device with anchors for die shrinkage and high sensitivity |
| CN107421663A (zh) * | 2016-05-12 | 2017-12-01 | 大陆汽车***公司 | 用于模收缩和高灵敏度的具有锚定件的压力传感器装置 |
| US9964458B2 (en) | 2016-05-12 | 2018-05-08 | Continental Automotive Systems, Inc. | Pressure sensor device with anchors for die shrinkage and high sensitivity |
| GB2555768A (en) * | 2016-05-12 | 2018-05-16 | Continental automotive systems inc | Pressure sensor device with anchors for die shrinkage and high sensitivity |
| JP2021039043A (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | ミツミ電機株式会社 | 圧力感知素子及び圧力センサ |
| WO2023037832A1 (ja) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | ミネベアミツミ株式会社 | 脈波センサ |
| WO2023106197A1 (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | ミネベアミツミ株式会社 | 脈波測定装置 |
| WO2023167172A1 (ja) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | ミネベアミツミ株式会社 | 脈波センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0419495B2 (ja) | 1992-03-30 |
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