JP2578148Y2 - 静電容量形圧力センサ - Google Patents
静電容量形圧力センサInfo
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- JP2578148Y2 JP2578148Y2 JP1992071183U JP7118392U JP2578148Y2 JP 2578148 Y2 JP2578148 Y2 JP 2578148Y2 JP 1992071183 U JP1992071183 U JP 1992071183U JP 7118392 U JP7118392 U JP 7118392U JP 2578148 Y2 JP2578148 Y2 JP 2578148Y2
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- pressure sensor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案はシリコン基板に可動電極
を設ける一方、ガラス基板に固定電極を設け、各電極面
を対向させてシリコン基板とガラス基板とを接合してセ
ンサチップを構成する静電容量圧力センサに関する。
を設ける一方、ガラス基板に固定電極を設け、各電極面
を対向させてシリコン基板とガラス基板とを接合してセ
ンサチップを構成する静電容量圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２（ａ）に示すとおり、従来の静電容
量形圧力センサである絶対圧用圧力センサは、測定圧力
により変形する可動電極を構成するダイアフラム部３１
ａ及びその下に設けたキャビティー部３２ａを有するシ
リコン基板３３ａと、固定電極３４ａを有するガラス基
板３５ａとから構成されるセンサチップ４６ａを備えて
いる。
量形圧力センサである絶対圧用圧力センサは、測定圧力
により変形する可動電極を構成するダイアフラム部３１
ａ及びその下に設けたキャビティー部３２ａを有するシ
リコン基板３３ａと、固定電極３４ａを有するガラス基
板３５ａとから構成されるセンサチップ４６ａを備えて
いる。
【０００３】このセンサチップ４６ａは、リード端子３
６ａを設置した台座３７ａに接着されている。前記リー
ド端子３６ａと前記固定電極３４ａはリードワイヤー３
８ａにより電気的に接続されている。センサチップ４６
ａは、前記ガラス基板３５ａ上に設けた固定電極３４ａ
の引出しのために、シリコン基板３３ａとガラス基板３
５ａとの間に横穴３９ａが形成されている。この横穴３
９ａには、前記キャビティー３２ａとセンサチップ外界
４０ａを隔離するために封止剤４１ａが配置される。前
記センサチップ４６ａが接着された台座３７ａ上には圧
力導入穴４２ａを有するキャップ４３ａがハーメチック
シールされている。
６ａを設置した台座３７ａに接着されている。前記リー
ド端子３６ａと前記固定電極３４ａはリードワイヤー３
８ａにより電気的に接続されている。センサチップ４６
ａは、前記ガラス基板３５ａ上に設けた固定電極３４ａ
の引出しのために、シリコン基板３３ａとガラス基板３
５ａとの間に横穴３９ａが形成されている。この横穴３
９ａには、前記キャビティー３２ａとセンサチップ外界
４０ａを隔離するために封止剤４１ａが配置される。前
記センサチップ４６ａが接着された台座３７ａ上には圧
力導入穴４２ａを有するキャップ４３ａがハーメチック
シールされている。
【０００４】図２（ｂ）はゲージ圧用圧力センサを示
す。このゲージ圧用圧力センサの基本構造は、図２
（ａ）に示す絶対圧用圧力センサとほぼ同じであるが、
次の点が異なっている。
す。このゲージ圧用圧力センサの基本構造は、図２
（ａ）に示す絶対圧用圧力センサとほぼ同じであるが、
次の点が異なっている。
【０００５】センサチップ４６ｂを構成するガラス基板
３５ｂ及びセンサチップ４６ｂが配置されている台座３
７ｂには、大気導入用の貫通穴４４ｂ，４５ｂが形成さ
れる。その他の構成は、絶対圧用圧力センサと同じであ
るため、同一部分には同様の符号を付して説明を省略す
る。
３５ｂ及びセンサチップ４６ｂが配置されている台座３
７ｂには、大気導入用の貫通穴４４ｂ，４５ｂが形成さ
れる。その他の構成は、絶対圧用圧力センサと同じであ
るため、同一部分には同様の符号を付して説明を省略す
る。
【０００６】次に、静電容量形圧力センサの動作原理に
ついて説明する。圧力導入穴４２ａ，４２ｂを通して可
動電極を構成する前記ダイアフラム部３１ａ，３１ｂに
圧力が加わると、前記ダイアフラム部３１ａ，３１ｂが
変形する。その変形により、前記ダイアフラム部３１
ａ，３１ｂと、それに対向して配置された前記固定電極
３４ａ，３４ｂとの間のギャップが変化する。前記ダイ
アフラム部３１ａ，３１ｂと前記固定電極３４ａ，３４
ｂ間のギャップと静電容量との関係は次の数１で表され
る。
ついて説明する。圧力導入穴４２ａ，４２ｂを通して可
動電極を構成する前記ダイアフラム部３１ａ，３１ｂに
圧力が加わると、前記ダイアフラム部３１ａ，３１ｂが
変形する。その変形により、前記ダイアフラム部３１
ａ，３１ｂと、それに対向して配置された前記固定電極
３４ａ，３４ｂとの間のギャップが変化する。前記ダイ
アフラム部３１ａ，３１ｂと前記固定電極３４ａ，３４
ｂ間のギャップと静電容量との関係は次の数１で表され
る。
【０００７】
【数１】
【０００８】この数１から分かるように、ギャップｄの
変化により静電容量Ｃが変化する。また圧力とギャップ
の間には一定の相関関係がある。従って、静電容量の変
化から圧力を検出することができる。
変化により静電容量Ｃが変化する。また圧力とギャップ
の間には一定の相関関係がある。従って、静電容量の変
化から圧力を検出することができる。
【０００９】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構造の場合、絶対圧用圧力センサにおいては、固定電極
３４ａの引出しのための横穴３９ａに、キャビティー３
２ａ内とセンサチップ外界４０ａを分離するために封止
剤４１ａを設ける必要があった。ゲージ圧用圧力センサ
においては、同様に封止剤４１ｂを設ける必要があるば
かりでなく、ガラス基板３５ｂ及び台座３７ｂに大気導
入用の貫通穴４４ｂ，４５ｂを設ける必要があった。
構造の場合、絶対圧用圧力センサにおいては、固定電極
３４ａの引出しのための横穴３９ａに、キャビティー３
２ａ内とセンサチップ外界４０ａを分離するために封止
剤４１ａを設ける必要があった。ゲージ圧用圧力センサ
においては、同様に封止剤４１ｂを設ける必要があるば
かりでなく、ガラス基板３５ｂ及び台座３７ｂに大気導
入用の貫通穴４４ｂ，４５ｂを設ける必要があった。
【００１０】従って、高度な技術を要するガラス基板３
５ｂの穴明け加工や封止剤４１ａ、４１ｂの投入といっ
た工程が増え、コストアップとなっていた。また、封止
剤４１ａ、４１ｂの投入の際に誤ってリードワイヤー３
８ａ，３８ｂを切断する危険性があるという欠点があっ
た。
５ｂの穴明け加工や封止剤４１ａ、４１ｂの投入といっ
た工程が増え、コストアップとなっていた。また、封止
剤４１ａ、４１ｂの投入の際に誤ってリードワイヤー３
８ａ，３８ｂを切断する危険性があるという欠点があっ
た。
【００１１】そこで、本考案の技術的課題は、上記欠点
に鑑み、シリコン基板とガラス基板との間の横穴に封止
剤を設ける必要がないとともに、ガラス基板に大気導入
穴を設ける必要がない静電容量形圧力センサを提供する
ことである。
に鑑み、シリコン基板とガラス基板との間の横穴に封止
剤を設ける必要がないとともに、ガラス基板に大気導入
穴を設ける必要がない静電容量形圧力センサを提供する
ことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本考案は、シリコン基板
に可動電極を設ける一方、ガラス基板に固定電極を設
け、前記可動電極および固定電極を対向させて前記シリ
コン基板と前記ガラス基板を接合してセンサチップを構
成し、このセンサチップをベース部材に設置する一方、
測定圧力導入穴を有するカバー部材を覆設し、前記可動
電極と前記固定電極との間の静電容量が測定圧力により
変化することを利用して圧力を測定する静電容量圧力セ
ンサであって、前記シリコン基板と前記カバー部材との
間に封止剤を設けて前記測定圧力導入穴と前記可動電極
とを連通させる測定圧力導入側キャビティー部を前記カ
バー部材内に形成してなることを特徴とするものであ
る。
に可動電極を設ける一方、ガラス基板に固定電極を設
け、前記可動電極および固定電極を対向させて前記シリ
コン基板と前記ガラス基板を接合してセンサチップを構
成し、このセンサチップをベース部材に設置する一方、
測定圧力導入穴を有するカバー部材を覆設し、前記可動
電極と前記固定電極との間の静電容量が測定圧力により
変化することを利用して圧力を測定する静電容量圧力セ
ンサであって、前記シリコン基板と前記カバー部材との
間に封止剤を設けて前記測定圧力導入穴と前記可動電極
とを連通させる測定圧力導入側キャビティー部を前記カ
バー部材内に形成してなることを特徴とするものであ
る。
【００１３】
【作用】シリコン基板とカバー部材との間に封止剤を設
けて、測定圧力導入穴と可動電極とを連通させる測定圧
力側キャビティー部をカバー部材内に形成したから、シ
リコン基板とガラス基板との間の横穴を封止剤を用いて
封止する必要がなくなるとともに、封止工程の際のリー
ドワイヤー切断の危険性がなくなる。さらに、ゲージ圧
用圧力センサにおいては、ガラス基板に大気導入穴を設
ける必要がなくなる。
けて、測定圧力導入穴と可動電極とを連通させる測定圧
力側キャビティー部をカバー部材内に形成したから、シ
リコン基板とガラス基板との間の横穴を封止剤を用いて
封止する必要がなくなるとともに、封止工程の際のリー
ドワイヤー切断の危険性がなくなる。さらに、ゲージ圧
用圧力センサにおいては、ガラス基板に大気導入穴を設
ける必要がなくなる。
【００１４】
【実施例】以下、本考案に係る静電容量形圧力センサの
一実施例について添付図面を参照して説明する。
一実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１５】図１（ａ）および（ｂ）は、本考案に係る
静電容量形センサを示す断面図であり、このうち図１
（ａ）は絶対圧測定用圧力センサを示す。
静電容量形センサを示す断面図であり、このうち図１
（ａ）は絶対圧測定用圧力センサを示す。
【００１６】絶対圧測定用圧力センサは、測定圧力によ
り変形する可動電極を構成するダイアフラム部１１ａ及
びその下に設けたキャビティー部１２ａを有するシリコ
ン基板１３ａと、固定電極１４ａを有するガラス基板１
５ａとから構成されるセンサチップ４６ａを備えてい
る。このセンサチップ２６ａはリード端子１６ａを配置
したベース部材としての台座１７ａ上に接着されてい
る。前記リード端子１６ａと前記固定電極１４ａはリー
ドワイヤー１８ａにより電気的に接続されている。前記
センサチップ２６ａが接着された台座１７ａ上には、測
定圧力を導入するための圧力導入穴１９ａを有するカバ
ー部材としてのキャップ２０ａがハーメチックシールさ
れている。
り変形する可動電極を構成するダイアフラム部１１ａ及
びその下に設けたキャビティー部１２ａを有するシリコ
ン基板１３ａと、固定電極１４ａを有するガラス基板１
５ａとから構成されるセンサチップ４６ａを備えてい
る。このセンサチップ２６ａはリード端子１６ａを配置
したベース部材としての台座１７ａ上に接着されてい
る。前記リード端子１６ａと前記固定電極１４ａはリー
ドワイヤー１８ａにより電気的に接続されている。前記
センサチップ２６ａが接着された台座１７ａ上には、測
定圧力を導入するための圧力導入穴１９ａを有するカバ
ー部材としてのキャップ２０ａがハーメチックシールさ
れている。
【００１７】前記センサチップ２６ａのシリコン基板１
３ａ側と前記キャップ２０ａの間には封止剤２１ａが配
置される。封止剤２１ａはシリコン基板１３ａとキャッ
プ２０ａの内面に密着している。この封止剤２１ａによ
り圧力導入側キャビティー部２２ａとその他のキャップ
内領域２３ａが分離されている。圧力導入側キャビティ
ー部２２ａは測定圧力を導入するための圧力導入穴１９
ａと、前記可動電極としてのダイアフラム部３１ａとを
連通させている。また、圧力導入側キャビティー部２２
ａ以外のキャップ内領域２３ａは封止剤２１ａにより密
封されている。前記センサチップ２６ａのシリコン基板
１３ａ側とキャップ２０ａの間に封止剤２１ａを配置す
る工程は、あらかじめ封止剤２１ａをセンサチップ２６
ａまたはキャップ２０ａ側に配置することにより、台座
１７ａとキャップ２０ａのハーメチックシール工程と同
時に行われる。
３ａ側と前記キャップ２０ａの間には封止剤２１ａが配
置される。封止剤２１ａはシリコン基板１３ａとキャッ
プ２０ａの内面に密着している。この封止剤２１ａによ
り圧力導入側キャビティー部２２ａとその他のキャップ
内領域２３ａが分離されている。圧力導入側キャビティ
ー部２２ａは測定圧力を導入するための圧力導入穴１９
ａと、前記可動電極としてのダイアフラム部３１ａとを
連通させている。また、圧力導入側キャビティー部２２
ａ以外のキャップ内領域２３ａは封止剤２１ａにより密
封されている。前記センサチップ２６ａのシリコン基板
１３ａ側とキャップ２０ａの間に封止剤２１ａを配置す
る工程は、あらかじめ封止剤２１ａをセンサチップ２６
ａまたはキャップ２０ａ側に配置することにより、台座
１７ａとキャップ２０ａのハーメチックシール工程と同
時に行われる。
【００１８】図１（ｂ）はゲージ圧用圧力センサを示
す。ゲージ圧用圧力センサの基本構造は、絶対圧測定用
圧力センサとほぼ同じであるが、次の点が異なる。すな
わち、センサチップ２６ｂが配置されている台座１７ｂ
に大気導入用の貫通穴２４ｂが設けてある。この貫通穴
２４ｂおよびキャップ内領域２３ａを介してセンサ用の
キャビティ部１２ｂが大気と連通している。その他の構
造は図１（ａ）に示す絶対圧測定用圧力センサと同じで
あるため、同一部分については同様の符号を付して重複
説明を省略する。
す。ゲージ圧用圧力センサの基本構造は、絶対圧測定用
圧力センサとほぼ同じであるが、次の点が異なる。すな
わち、センサチップ２６ｂが配置されている台座１７ｂ
に大気導入用の貫通穴２４ｂが設けてある。この貫通穴
２４ｂおよびキャップ内領域２３ａを介してセンサ用の
キャビティ部１２ｂが大気と連通している。その他の構
造は図１（ａ）に示す絶対圧測定用圧力センサと同じで
あるため、同一部分については同様の符号を付して重複
説明を省略する。
【００１９】上記のように封止剤２１ａ，２１ｂをセン
サチップ２６ａ，２６ｂのシリコン基板１３ａ，１３ｂ
側とキャップ２０ａ，２０ｂの間に設けることにより、
圧力導入側キャビティー部２２ａ，２２ｂとその他キャ
ップ内領域２３ａ，２３ｂの圧力を分離することができ
る。その結果、ガラス基板１５ａ，１５ｂ上の固定電極
１４ａ，１４ｂの引出しのための横穴２５ａ，２５ｂを
封止する必要がなくなるとともに、封止の際のリードワ
イヤーの切断の危険性がなくなる。また、ゲージ圧用圧
力センサに関しては、センサチップ４６ｂのガラス基板
１５ｂ側に大気導入用の貫通穴を設ける必要がなくな
り、ガラス穴明け加工の高度技術を使用することなくゲ
ージ圧用圧力センサを製作することができる。
サチップ２６ａ，２６ｂのシリコン基板１３ａ，１３ｂ
側とキャップ２０ａ，２０ｂの間に設けることにより、
圧力導入側キャビティー部２２ａ，２２ｂとその他キャ
ップ内領域２３ａ，２３ｂの圧力を分離することができ
る。その結果、ガラス基板１５ａ，１５ｂ上の固定電極
１４ａ，１４ｂの引出しのための横穴２５ａ，２５ｂを
封止する必要がなくなるとともに、封止の際のリードワ
イヤーの切断の危険性がなくなる。また、ゲージ圧用圧
力センサに関しては、センサチップ４６ｂのガラス基板
１５ｂ側に大気導入用の貫通穴を設ける必要がなくな
り、ガラス穴明け加工の高度技術を使用することなくゲ
ージ圧用圧力センサを製作することができる。
【００２０】
【考案の効果】以上説明したように、本考案はシリコン
基板とカバー部材との間に封止剤を設けて測定圧力導入
穴と可動電極とを連通させる測定圧力導入側キャビティ
ー部を前記カバー部材内に形成してなるから、リードワ
イヤーの切断の危険性のある横穴の封止を行う必要がな
くなるとともに、高度技術を要するガラス穴明け加工を
行う必要がなくなるため、製作が容易かつ安価な絶対圧
用、ゲージ圧用静電容量形センサを提供することができ
る。
基板とカバー部材との間に封止剤を設けて測定圧力導入
穴と可動電極とを連通させる測定圧力導入側キャビティ
ー部を前記カバー部材内に形成してなるから、リードワ
イヤーの切断の危険性のある横穴の封止を行う必要がな
くなるとともに、高度技術を要するガラス穴明け加工を
行う必要がなくなるため、製作が容易かつ安価な絶対圧
用、ゲージ圧用静電容量形センサを提供することができ
る。
【図１】本考案に係る静電容量形圧力センサの一実施例
を示す断面図であり、このうち（ａ）は絶対圧測定用圧
力センサを示し、（ｂ）はゲージ圧測定用圧力センサを
示す。
を示す断面図であり、このうち（ａ）は絶対圧測定用圧
力センサを示し、（ｂ）はゲージ圧測定用圧力センサを
示す。
【図２】従来の静電容量形圧力センサを示す断面図であ
り、このうち（ａ）は絶対圧測定用圧力センサを示し、
（ｂ）はゲージ圧測定用圧力センサを示す。
り、このうち（ａ）は絶対圧測定用圧力センサを示し、
（ｂ）はゲージ圧測定用圧力センサを示す。
１１ａ，１１ｂ ダイアフラム部 １２ａ，１２ｂ キャビティー部（センサ部） １３ａ，１３ｂ シリコン基板 １４ａ，１４ｂ 固定電極 １５ａ，１５ｂ ガラス基板 １６ａ，１６ｂ リード端子 １７ａ，１７ｂ 台座 １８ａ，１８ｂ リードワイヤー １９ａ，１９ｂ 圧力導入穴 ２０ａ，２０ｂ キャップ ２１ａ，２１ｂ 封止剤 ２２ａ，２２ｂ キャビティー部（圧力導入側） ２３ａ，２３ｂ キャップ内領域 ２４ｂ 大気導入穴 ２５ａ，２５ｂ 固定電極引出し用横穴 ２６ａ，２６ｂ センサチップ ３１ａ，３１ｂ ダイアフラム部 ３２ａ，３２ｂ キャビティー部（センサ部） ３３ａ，３３ｂ シリコン基板 ３４ａ，３４ｂ 固定電極 ３５ａ，３５ｂ ガラス基板 ３６ａ，３６ｂ リード端子 ３７ａ，３７ｂ 台座 ３８ａ，３８ｂ リードワイヤー ３９ａ，３９ｂ 固定電極引出し用横穴 ４０ａ，４０ｂ チップ外領域 ４１ａ，４１ｂ 封止剤 ４２ａ，４２ｂ 圧力導入穴 ４３ａ，４３ｂ キャップ ４４ｂ 大気導入穴（台座） ４５ｂ 大気導入穴（ガラス基板） ４６ａ，４６ｂ センサチップ
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン基板に可動電極を設ける一方、
ガラス基板に固定電極を設け、前記可動電極および固定
電極を対向させて前記シリコン基板と前記ガラス基板を
接合してセンサチップを構成し、このセンサチップをベ
ース部材に設置する一方、測定圧力導入穴を有するカバ
ー部材を覆設し、前記可動電極と前記固定電極との間の
静電容量が測定圧力により変化することを利用して圧力
を測定する静電容量圧力センサであって、前記シリコン
基板と前記カバー部材との間に封止剤を設けて前記測定
圧力導入穴と前記可動電極とを連通させる測定圧力導入
側キャビティー部を、前記カバー部材内に形成してなる
ことを特徴とする静電容量形圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992071183U JP2578148Y2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 静電容量形圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992071183U JP2578148Y2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 静電容量形圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0635935U JPH0635935U (ja) | 1994-05-13 |
| JP2578148Y2 true JP2578148Y2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=13453292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992071183U Expired - Lifetime JP2578148Y2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 静電容量形圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2578148Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1864054B (zh) * | 2003-08-11 | 2012-08-22 | 美国亚德诺半导体公司 | 电容传感器 |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP1992071183U patent/JP2578148Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0635935U (ja) | 1994-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980415 |