JPH01217821A - 半導体圧力スイッチ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、外部の圧力変化を検出する半導体圧力スイッ
チに関し、特に微小な圧力変化を検出できるようにした
半導体圧力スイッチに関する。

［従来の説明］ 従来、この種の半導体圧力スイッチは、ガス等の配管に
おける末端の弁の使用状態、あるいは、配管のピンホー
ル等により発生したガス漏れなどの検出に使用されてお
り、磁力等を利用して圧力を検知する圧力検知素子とス
テンレス等の金属部材で形成された薄膜ダイアフラム部
により構成されている。

第３図は、従来用いられている半導体圧力スイッチの構
成を示す断面図である。

同図において、６は基部、７は基部６に取り付けた圧力
検知素子としての封入スイッチ、８は基部６の端部に設
けた金属製の薄膜ダイアフラム部、９はＳＳダイアフラ
ム部８の下部に取り付けた磁石である。

上記構成からなる半導体圧力スイッチは外部の圧力変化
を次のような動作て検出していた。

すなわち、薄膜ダイアフラム部８は、外部から圧力を受
けると湾曲状に変形し、封入スイッチ７と磁石９の距離
を変化させる。この距離の変化によって生ずる磁力の変
化を封入スイッチ７内の検知素子（図示せず）が検知し
、封入スイッチ７内の端子（図示せず）を短絡させる。

これにより、外部の圧力変化を検出していた。

この半導体圧力スイッチによって検出できる最小の圧力
レンジは、金属加工等により製造した薄膜ダイアフラム
部８の精度によって決定されていた。

［解決すべき問題点］ 上述したように、従来の半導体圧力スイッチは、薄膜ダ
イアフラム部８の精度に対応して最小の圧力レンジを決
定していた。このため、最小の圧力レンジよりも外部の
圧力変化が小さく、微小な場合は、磁石の変化が微小な
ものとなるため、この圧力変化を検知することができな
かった。

この微小な磁石の変化を検知するためには、圧力検知素
子と薄膜ダイアフラム部の距離を数ルｍ程度にまで接近
させて配置するか、もしくは、薄膜ダイアフラム部の肉
厚を数十ＩＬｍ程度に形成しなければならなかった。

また、薄膜ダイアフラム部に取り付ける磁石は、圧力検
知素子と薄膜ダイアフラム部の圧力感度に影響を与えな
いように軽量なものを使用しなければならなかった。

しかし、圧力検知素子と薄膜ダイアフラム部の距離をこ
のような微小なものとすることは困難であり、また、薄
肉な薄膜ダイアフラム部の金属加工は難しいものであっ
た。さらに、圧力感度に影響を与えないように磁石等の
素子を薄膜ダイアフラム部に取り付けることも不可能で
あった。

このため、薄膜ダイアフラム部圧力検知素子の距離をミ
クロン単位で調整し、圧力レンジを選択して製作するこ
とは困難であり、外部の圧力変化が微小な場合には、外
部の圧力変化を検出することができないという問題があ
った。

本発明は、上述した問題点にかんがみてなされたもので
、微小な外部の圧力変化を検出できるようにした半導体
圧力スイッチの提供を目的とする。

［問題点の解決手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の半導体圧力スイ
ッチは、基板と、この基板に実装した圧力検知素子と、
上記基板上に設けたダイアフラム部と、１記基板の上記
圧力検知素子の実装位置に対応して上記ダイアフラム部
の下部に設けた゛突起部と、この突起部の先端に設けた
導電性の膜とを具備した構成としである。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本実施例の半導体圧力スイッチの縦断面図、第
２図は金属電極の拡大正面図を示す。

図面において、ｌはガラスあるいはシリコン等の部材で
形成した基板である。２は基板ｌに実装した圧力検知素
子であり、パイレックスガラス等の表面に形成される一
対の金属電極２１により構成されている。３はシリコン
ダイアフラム部であり、膜３ａを介在して基板ｌに両端
部を固定しである。このシリコンダイアフラム部３の下
部には、基板ｌの圧力検知素子２と対応する位置に突起
部４が設けである。また、この突起部４の先端には導電
性のｌｓが貼り付けである。

なお、基板ｌの圧力検知素子２と突起部４の導電性の膜
５との間には、任意の間隔が形成されるようにしである
。

また、矢印Ｆは、シリコンダイアフラム部３の上部より
印加される被測定流体（外部の圧力）を表わしている。

次に、上述した半導体圧力スイッチの動作を説明する。

まず、シリコンダイアフラム部３に被測定流体（外部の
圧力）Ｆが印加されると、その圧力変化によって、シリ
コンダイアフラム部３は変形する。この変形により、シ
ソコンダイアフラム部３の突起部４は基板ｌの圧力検知
素子２に接触する。これにより、圧力検知素子２に設け
た一対の金属電極２１の接点か突起部４先端の導電性の
膜５によって短絡され、半導体圧力スイッチは外部の圧
力変化を電気的に検出することかできる。

上述した半導体圧力スイッチによれば、圧力検知素子２
と導電性のＩｇ！５が接触することにより、外部の圧力
変化を検出しているので、圧力検知素子２と導電性の膜
５の間隔を半導体プロセスの技術を用いて調節すること
によって、測定できる圧力レンジを調整することがてき
る。

なお、微小な圧力変化を測定する場合には圧力検知素子
２と導電性の膜５の間隔を狭くすればよく、また、逆の
場合には間隔を広げて対応すればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の半導体圧力スイッチは、測
定レンジを細かく調節することかてきるので、微小な外
部の圧力変化を検出することができ、高い測定精度を得
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における半導体圧力スイッチの縦
断面図、第２図は金属電極の拡大正面図、第３図は従来
の半導体圧力スイッチの縦断面図を示す。 １：基板　　　　　２：圧力検知素子 ２１：金属電極 ３：シリコンダイアフラム部 ３ａ：膜　　　　　　４：突起部 ５：導電性の膜 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部の圧力変化を検出する半導体圧力スイッチであって
   、基板と、この基板に実装した圧力検知素子と、上記基
   板上に設けたダイアフラム部と、上記基板の上記圧力検
   知素子の実装位置に対応して上記ダイアフラム部の下部
   に設けた突起部と、この突起部の先端に設けた導電性の
   膜とを具備したことを特徴とする半導体圧力スイッチ。