JPH01503002A - 硬取付け用ストレス分離を有する圧力変換器 - Google Patents

硬取付け用ストレス分離を有する圧力変換器

Info

Publication number
JPH01503002A
JPH01503002A JP62503473A JP50347387A JPH01503002A JP H01503002 A JPH01503002 A JP H01503002A JP 62503473 A JP62503473 A JP 62503473A JP 50347387 A JP50347387 A JP 50347387A JP H01503002 A JPH01503002 A JP H01503002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
layer
pressure sensor
rim
stress
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP62503473A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2660247B2 (ja
Inventor
ネット,トーマス エー
ラフ,ジェイムズ
シュールト,ジョン ピー
Original Assignee
ローズマウント インコ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローズマウント インコ filed Critical ローズマウント インコ
Publication of JPH01503002A publication Critical patent/JPH01503002A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2660247B2 publication Critical patent/JP2660247B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/145—Housings with stress relieving means
    • G01L19/146—Housings with stress relieving means using flexible element between the transducer and the support
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

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】 発明の名称 硬取付は用ストレス分離を有する圧力変換器発明の背景 1、発明の分野 この発明は、支持面上においてストレスまたはひずみによって影響されることな しに、偏向ダイアフラムタイプのセンサーを、支持面と物理的に接触して取付け ることのできるストレス分離取付は部を有する圧力変換器に関する。
2、先行技術の説明 先行技術においては、圧力を感知するための偏向ダイアフラムを有し、バッチ処 理で形成することができるセンサーを使用する種々のソリッドステート(固体) 圧力変換器が改善されてきた。半導体材料のような比較的剛性の材料でソリッド ステートセンサーが製造され、しかもそれらが、支持面上に非弾性的に取付けら れる取付は面を有することを意味する“硬取付け°をされていることが望ましい 。
センサーに対して影響を与えるばかりでなく、さらには測定ダイアフラムにも望 ましくないストレスを引き起す、支持表面内の外部ひずみをできる限り少くする に当っては、多くの困難性があった。
バッチ製造技術は、先行技術においても開示されてきており、半導体圧力変換器 組立体(アセンブリ)を作るのに望ましいものである。バッチ製造技術を使用す るストレス分離部材の製造は、価格を安くし、より良い結果を保証する。
発明の要約 この発明は、変形を受ける支持面に非弾性的に、すなわち“硬取付け”された圧 力変換器に関する。この圧力変換器は、ストレス分離層を有し、このストレス分 離層はダイアフラムを支持し、かつストレス分離層が取付けられている支持面上 のストレスで誘起されたひずみによって影響されない基準位置にダイアフラムを 保持する。ひずみ分離層は、硬取付けされたセンサーにおいて、センサー出力と して通常あられれる支持面のストレスまたはひずみによる誤差の量を減じ、この ようにして、感知されている圧力に直接に関係する、より正確な出力を与える。
種々の形態の変換器が利用できるが、すべての場合、細くて、ストレス分離層上 に一体的に形成されたネックと、周囲のリムとが使用されている。ストレス分離 層は、支持面に直かにセンサーを硬取付けするために用いられる取付は面を有す る。“板ばね°部分は、取付は面と、その上にダイアフラムが支持される本体と の間のストレス分離エレメントを構成する。
ストレス分離層は、ネックをリムからひずみ的に分離するためのひずみ分離スロ ットすなわち溝を備えることができる。
ダイアフラムを支持する本体はストレス分離層に直接に取付けてもよく、または 偏向(振れ)に抵抗する剛性ベース層がストレス分離層上に取付けられてから、 ダイアフラムを支持する本体がその剛性ベース層に取付けられてもよい。
感知ダイアフラムにはまた、感知ダイアフラムの一方の側に、室の排気ができる ようなカバーカップが備えられることができる。そして、ダイアフラムの前記の 側には基準圧力が与えられる。カップのベース壁は内側にくぼむことができ、こ れによって真空が基準圧力室内に維持されていることを示す。
感知ダイアフラム上の感知エレメントは、公知の方法で感知ダイアフラム上の適 当な位置に形成された後、同様に公知である適当な回路に接続されたストレンゲ ージ抵抗とすることもできる。その代りに、ダイアフラムがキャパシター板より なり、このキャパシター板が第2のキャパシター板から間隔をおいて配置され、 ダイアフラムの偏向(振れ)の関数として容量性出力を与えるものであってもよ い。
図面の簡単な説明 第1図は代表的シリコンウェーハーの部分図であり、その上にバッチ製造された ストレス分離層の輪郭を示す平面図である。
第2図は第1図の線2−2に沿った断面図である。
第3図は分離層上に取付けられた、分離層の外部形態に調和する感知ダイアフラ ム本体を有するセンサーの部分断面図である。
第4図は変更を加えられたストレス分離層上に取付けられたセンサーの変形例を 示す、センサー組立体の断面図である。
第5図は、第4図とは上下を逆にし、この発明によって作られたストレス分離層 を用いる、更に他の変形例を示すセンサーの断面図である。
第6図はこの発明のストレス分離層を利用するセンサーのさらに別の変形を含み 、圧力マニフォルド上に取付けたセンサーの代表的応用を示す変換器組立体の断 面図である。
第7図は分離溝を含む代表的なストレス分離層の底面図である。
第8図は第7図に示すストレス分離層を利用するセンサーの断面図である。
な分離溝を有するストレス分離層の底面図である。
第10図は、センサーを形成するように所定位置に取付けられた感知ダイアフラ ム本体を有し、第9図に示されたストレス分離層の中心を通して見た断面図であ る。
好ましい実施例の詳細な説明 この発明のストレス分離層はバッチ製造技術を利用して作られる。シリコンウェ ーハーまたは層はストレス分離の特徴を形成するように、従来の方法でエツチン グされ、それから適当な材料の付加的層と共にサンドイッチ構造にしてセンサー を形成する。ウェーハーまたは層形成後にそれらは個々のセンサーに切り分けら れる。このようなバッチ製造技術が、一般には望ましい。
現在知られている処理技術は、ガラスや金属および、シリコンや他の適当な半導 体の様な半導体を、陽極ボンディングによるか、またはガラスフリットを有する 材料を用いるかのいずれかで一体に接合する能力を含んでいる。適当なエポキ高 性能センサーを作るのに好ましい。材料層の接着を論するに当り、特定形態の接 着に言及する必要は必ずしもなく、上記の公知形態のものが含まれている。
さらにミダイアフラムの縁の周りに一体的なリムをつけて、シリコンウェーハー 内に、より薄いダイアフラムを形成することは、よく知られたエツチング技術を 必要とする。
エツチングまたはその他の既知の技術によって、このようなウェーハーに開口お よび開口部の周りのネック部を形成することは、技術水準内で十分可能なことで ある。
第1図には、シリコンウェーハー10が断片的に示されている。ストレス分離層 15の外部輪郭は周囲線11で定められる。周囲線11は、センサーを作るため に、必要な層に仕上げられた後に、分離層がウェーハーから切り出される場所を 示している。この正方形は、バッチ処理法において、種々の圧力センサーに使用 される外形である。第1および第2図に示す分離層は、例えば符号16の部分で 、1つの面をエツチングされ、中心から外側の周囲支持リム18へひろがるうす い板ばね部分17を形成する。
中心ポストすなわち突起19が、第2図に示すように、層の下側に設けられてお り、大多数の用途の場合に、分離層15の反対側にある凹部16にそれを通して 圧力がかかるのを可能とする開口20(第1図に、点線で示す)を有するもので ある。第2図、第3図には開口20は示してないが、その他の図には示されてい る。
ポスト19と凹部16を形成し、さらにうすい板ばね部17を形成するエツチン グ技術はよく知られているところである。
簡単な圧力センサーは、分離層15(開口20なしで)と、支持面26上に分離 層15を支持するための取付はポスト19とを利用することにより、第3図に符 号25で示すように形成される。ポスト19の端の取付は面19Aは支持面26 に接着される。圧力センサー25を形成するのに、ダイアフラム組立体すなわち 本体27が、符号28で示すようにリム18に接着される。
ダイアフラム組立体27は、リム18と一線にならぶ外側リム部分30上に縁が 支持されている、うすい中心偏向ダイアフラム部分29を有する。うすいダイア フラム部分29は、図示のように、その表面上に(拡散、蒸着、エツチングその 他のような半導体処理技術によって)形成されたピエゾ抵抗ストレンゲージ抵抗 32を有し、適当な接点およびリード線33および34を抵抗32から取り出す ことができる。
これらリード線は、ダイアフラム29の基準位置に対する振れを判定するための 適当な回路に接続される。この振れは、ダイアフラム部分に形成された抵抗32 の抵抗値に変化を引き起す。さらにダイアフラムアセンブリ27は、薄いダイア フラム部分29および周囲リム30を形成するために、選定した場所でシリコン 、水晶、サファイアまたはその他の適当な材料をエツチングして形成される。こ れらの層は線11に沿ってセンサーを切取る前に一体に接着される。
ポストすなわち突起19には、第3図に示すように、そこを貫通する開口はない 。したがって、凹部16とダイアフラム部分29に向って開いている凹部によっ て形成される内室35は、排気されてダイアフラム29の一側に基準圧力を与え ることができる。ダイアフラム部29は、第3図に示すように、その上表面には たらく圧力または力(支持された負荷のような)を感知できる。
板ばね部17はストレス分離をする単一板ばね型スプリング(実際には、ベルヴ イル: Be1leville ニスプリングに似ている)を形成するので、ハ ウジング壁等であることのできる支持面26の中のストレスはダイアフラム組立 体に伝達されず、かえってむしろダイアフラム組立体は面26内のひずみによっ て誘導される負荷から絶縁されることになるであろう。
ここに用いられる“ひずみ”とは、もしも層15の全下面が面26上に接触して そこに支持されている場合に、層15に取付けられたセンサーのダイアフラムの ストレスに変化を招来するような、支持面26の外部負荷により誘導された運動 を意味する。
突起またはネック19はさらに、ストレスからダイアフラムを絶縁するのに役立 ち、板ばね部17はさらにこういう絶縁を助ける。ダイアフラム組立体27は、 その縁で支持された一体構成のダイアフラムを有する本体部を形成する。そして 出力は、ストレンゲージ抵抗32.32で感知されるような、ダイアフラムの振 れの関数として変化する。
第4図は、同様に分離層15を利用するセンサー変形例を示す。この変形例に示 すように、センサー組立体40は中間剛性ベース層41に接着された分離層15 を有する。この層41は、ガラス製でもよい。発明のこの形態においては、ポス ト19は貫通口20を有し、圧力開口42が支持部体43に設けられている。ポ スト19は支持部体43の支持面に固定的に、かつ非弾性的に取付けられている 。
分離層15のリム部分18はベース層41に接着される。
ベース層41には貫通開口44がある。符号25で示した組立体と実際上同一構 成であるダイアフラム組立体45が、ベース層41の上表面に接着され、前記ダ イアフラム組立体45は周囲リム48と一体に形成されているうすいダイアフラ ム部分47上に形成されたストレンゲージ抵抗46.46を有する。ダイアフラ ム部分47は、開口42.20および44を通って入って来た圧力の下で振れる (偏向する)のに十分な、薄い部分を有する。
適当なリード線49がこのダイアフラム組立体45に付けてあり、感知回路に信 号を送る。
ストレス分離層15は、ポストすなわち突起19および、支持面43内のひずみ が取付けられたセンサー組立体の振れを引き起させる時に振れる板ばね部17を 備えている。リム18に取付けられた剛性ベース層41は、その周辺近くに分離 層15を支持することにより、分離層15を剛性化する傾向を有し、さらに外部 ストレスがダイアフラム47に伝えられないことを保証する。
開口42.20および44を通してダイアフラム47に作用する圧力はダイアフ ラムを振れさせる。この振れはひずみ感知抵抗46に変化を生じさせてセンサー 出力を発生させる。
第5図は更に別の変形例であるセンサーを示す。第5図において、ストレス分離 層15は、第4図に示した分離層を上下ひっくり返したものであり、ストレス分 離層のリム部分18は、感知されるべき圧力の通路のための貫通口51をも有す る支持面50に接着された取付は面を構成する表面を有する。
分離層15のリム18は周辺支持を形成し、板ばね部分17は支持面51から一 定間隔をおいて配置されると共に、リム18を介して支持面50に対して支持さ れている。ポストすなわち突起19は貫通口20を有しており、第5図に示すよ うに上方にのびていると共に、剛性ベース層54はポスト19の外部端取付は面 19Aに接着されている。ベース層54はガラスでもよく、感知されるべき圧力 用の中心開口55を有する。
ダイアフラム組立体45および25と本質的に類似に構成されたダイアフラム組 立体56はベース層54に接着された外部リム57を有する。偏向ダイアフラム 部58は、適当な技術を用いてリム57と一体に形成された薄い部分である。
符号60のような適切なリード線が偏向感知ストレンゲージを適切な回路に接続 する。
この発明のこの実施形態においては、偏向ダイアフラム部分58は、選択的にそ の上に取付けられた表示カップ61を備えている。表示カップ61は周囲壁62 および、比較的薄くて圧力印加時に振れる中心すなわちベース壁63を有する。
周囲壁62の縁が、例えば62Aでダイアフラム組立体56の表面に接着された 時、カップ61は密封室63Aを形成する。
カップが真空中で所定位置に接着されると、カップ61の上方のベース壁63は 、第5図に点線で誇張して示しであるように、大気圧によって下方に振られるこ とになり、ベース63の底面に形成され、かつ壁62で囲まれた室62Aに真空 が存在することを表示する。この真空表示カップ61は、ダイアフラムのリム5 7上の壁63により支持されるので、センサー組立体をさらに剛性化する偏向を 有する、別個の部材である。これは更に、ダイアフラムのストレス分離を助長す る。
基準圧力もまた室63Aに確立され、偏向ダイアフラム部58の取り囲まれた表 面に作用するので、リム57によって取囲まれ、ベース層54に関連して形成さ れた感知室66内の任意の圧力が、基準圧力に関して感知されることになる。
ベース63がくぼんでいる(indented)ことが判る時には、基準圧力が 存在することが判定できる。
室66内の圧力(開口51を経て加えられる)によりダイアフラム部58に何ら かの振れを生ずると、これはストレンゲージ抵抗59とリード線60に接続され た適当な回路によって感知される。リム18と支持50の接触面は公知の技術で 接着されるので、支持面50に対する硬取付け(hardmountig)がで きる。リム18で支持される板ばね部17と、分離層15のポスト19とは、こ のようにして、支持50内のひずみによって引き起されたストレスを分離し、感 知ダイアフラム部58に作用することがないようにする。
第6図は、圧力マニフォールドに関して取付けられた外部ハウジング内に収納さ れた代表的なセンサー組立体を示す。
センサー組立体70は第3図に示すセンサー本体と類似しており、センサーハウ ジング74のベース73に硬取付けされた端取付は面?2Aを有するストレス分 離ポスト、すなわち突起72を持っているストレス分離層71を具備している。
ポスト72を貫通する開ロア5は圧力感知室76に開いている。
ダイアフラム組立体すなわち本体77は、適当な方法により、ダイアフラム組立 体のリム部分78で分離層71上に取付けられている。ダイアフラム組立体77 には、偏向ダイアフラム部の運動を感知するための、ストレンゲージ抵抗80を 有する偏向ダイアフラム部79を備えている。
真空表示カップ82はダイアフラム部79を覆うように、その上に取付けられて いる。カップ82は表示壁であるベース壁83と、その縁がリム78に整合する ようにダイアフラム組立体77に接着されている周囲壁84を有する。カップ8 2の壁84が真空中で、ダイアフラム組立体77に溶着または接着される場合に は、カップ壁83は、点線で示すように、大気圧の下で内方に振れることになる 。
かくして、ベース壁83の下の室における基準圧力が真空である場合の指示(表 示)が得られる。
ハウジングベース壁73は、その上に固定された周囲ハウジング壁85を備え、 カバー86はセンサー組立体70を囲む囲み87を形成する。符号88で示す適 当な貫通電気接続リードを、抵抗80から適当な感知回路への接続のために、ハ ウジング74に取付けることができる。
図に示すように、ハウジングベース壁73は感知されるべき圧力を保持する圧力 マユフォールド90上に取付けられ、ストレス分離層71内の開ロア5と一列に 並ぶ壁73内の開口92に通ずる圧力出口開口91を有する。適当な0型リング 94を使用して一列に並ぶ開口91および92をシールすることができる。
それ故に、圧力がマユフォールド90中に存在すると、それは感知室76へ通過 させられ、カップ82で形成される基準圧力に対してダイアフラム部79を振れ させる。
センサーハウジング・ベース73に加わるどんなストレスも、分離層71によっ て、特に、分離層の中間部?2Aを経てダイアフラムリム78に結合されるネッ ク72によってダイアフラムから分離される。
第7〜10図には、バッチ製造法で製造されるストレス分離層の更に他の変形例 を示す。これらは、先に述べたのと本質的には同じように作用する分離層を具備 しているが、これらは、感知ダイアフラムから取付はポストすなわち突起をスト レス分離するための、ばねまたはヒンジ部を形成するひずみ分離スリットで実現 される。
第7図には、分離層100の底面図が示される。それは、前述の様に、シリコン ウェーハーから形成されている。形成に当っては、適当な圧力開口102をもっ た突起101が、中心部に作られる。1対の一定間隔だけ離れて平行な、分離ス リットまたはスロット103が、層100の表面に形成されて、層の端から端ま で延びている。
スロット103に垂直な方向に延びる、1対の交さするスリットまたはスロット 104が、さらに分離層の底面に形成される。
ポスト101を囲む分離層の中心部(符号105で示す)を分離するため、スロ ットは周囲分離スロットを形成する。
ポストすなわち突起101は、分離層100のリム部107から実質的に厚さを 減じであるスプリング・ヒンジ部分106を通じてのみ、分離層の残りの部分に 接続される(第8図参照)。
第8図で、ポストすなわち突起101は下方にのびている。
ダイアフラム組立体すなわち本体110は、薄い偏向ダイアフラム部111およ び一体構成のリム112を有する。リム112は分離層100の周囲リム107 に接着される。所望ならば、適当な真空表示カップを、前に示したように、この ダイアフラム組立体すなわち本体上に設けることができる。
この発明のこの実施形態においては、ダイアフラム組立体は、公知の方法でダイ アフラムの振れを感知するため、その上にストレンゲージビエゾ抵抗113を備 えている。適当なリード線114が抵抗113に接続され、適当な感知回路に接 続される。
ポスト101は取付は面102Aを有し、この面はひずみを受けることのある適 当な支持面115上に硬(非弾性的に)取付けされる。しかし、ダイアフラム1 11内のひずみで誘導されたストレスは、ポストすなわち突起101がダイアフ ラムにストレスを伝達しないように分離する分離スロット103および104に よって、ダイアフラム111から分離される。せまい部分106は、ポスト10 1にとってはスプリング・ヒンジの役目をし、ダイアフラムにストレスを伝達し て抵抗113の値に影響を与えることなしに、動くことができる。
第9図は、シリコンウェーハー製の分離層120よりなり、中心ボストすなわち 突起121を有する、ストレス分離層のさらに別の変形例を示す。
突起121には、センサー組立体に圧力を導入するための開口122が、前と同 じように形成される。第1の方向にのびる、1対の一定間隔で配置した分離スロ ットまたはスリット123が、ポストの2側面を決定し、第2の垂直方向にのび る第2の対のスロットまたはスリット124が、ポスト121の2つの反対側面 を定めて、取り囲み溝125を形成する。
ポストの範囲を限定するスロット123および124は、エツチングではじめに 形成された突起の部分であるが、スロットが作られる時に分離形成された4つの 壁126を分離形成する。スロットは、分離層がエツチングされた後に、通常は 鋸で切って作られる。ストレス分離層120が支持面127上に取付けられる場 合(第10図参照)、それは2つの領域で(すなわち、1つはポスト121の端 面121Aに直接に、またもう1つは周囲壁126の端上で)支持される。
分離スロット128がスロット123に平行に形成され、周囲の方へ一定間隔を おいて配置されて分離層の外縁部を更に分離することになる。スロット129は スロット124に平行であり、スロット124から外方に間隔をおいて配置され る。スロット128および129は、突起121とリム部分135との間に、こ れらのスロット128および129で形成された可撓性のある、または間隔をお いた分離部を形成する。
偏向ダイアフラム131が圧力下で分離層に対して振れるように、ダイアフラム 組立体130が、第10図のように、分離層120上に取付けられるとき、支持 面127内のどんなひずみもダイアフラムから分離され、感知ダイアフラム部の 感知出力に実質的に影響を与えないようになる。
感知ダイアフラム組立体130にはリム132があり、これは分離層のリム13 5の上表面に接着されている。分離層の外縁にある分離溝128および129は 、第10図に示すように、リム132のすぐ内側に位置されている。スロットは 、ストレス分離に必要な弾性すなわちスプリング効果を与えるような、厚みの減 ぜられた部分を形成する。
第7ないし第10図に示す切込み(cuts)は鋸で行うことができるが、機械 的な鋸作業の後に化学的エツチングを行なうことは、図示の切込みの底端での微 小クラックを除去するのに推奨できるかもしれない。第7ないし第10図に開示 した構造は、取付は用突起とダイアフラムのリムの間にスプリング部を有してお り、ひずみで誘起されたストレスが伝わるのを減少させる。
リムは剛性に維持されるが、一方では、分離層用の支持面とリムとの間では振れ が許容される。第6図に示すように、突起またはポストが均一の厚さの層を支持 する場合には、ポストまたは突起の寸法は、それが可撓性を持ち、かつストレス を分離し、取付けによって誘導されるストレスがダイアフラムに影響を与えるこ とを防止できるように選定される。
ダイアフラムの振れ検知のために、容量性または抵抗性の感知技術を使用できる 。硬取付けされたセンサーのためのストレス分離は簡単な方法で達成される。
センサーは比較的小さく、バッチ製造技術を用いて、200もの装置を3インチ のウェーハーから作り出すことができる。このウェーハーは感知ダイアフラム、 およびもしも所望ならば、ガラス中間層を提供するのに必要とされる付加的層と 積み重ねられ、またはサンドイッチにされる。
国際調査報告

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.取付け面と、 縁を支持されたダイアフラム部分を有する第1体部と、ダイアフラム部分の振れ の関数として変化する出力を与えるための手段と、 ストレスが取付け面からダイアフラム部分に伝達されるのを防止するため、取付 け面と第1体部との間に接続されたストレス分離手段とを具備したことを特徴と する圧力センサー。
  2. 2.ストレス分離手段は、層の第1表面から延びて、中心に位置された突起上に 支持された部材の層と、周囲の縁部と、突起および縁部の間の偏向(振れ)可能 な部分とよりなることを特徴とする請求の範囲1記載の圧力センサー。
  3. 3.前記ストレス分離手段は、そこから延びている突起を有する部材の層を具備 し、 第1体部の縁は、前記突起から一定間隔をおいて配置された縁において、前記ス トレス分離層上に支持されており、前記突起は取付け面を定める突起表面を有し 、前記ストレス分離手段は、突起表面と第1体部を支持する縁との間に弾力性の スプリング部分を備えるように構成されたことを特徴とする請求の範囲1記載の 圧力センサー。
  4. 4.前記ストレス分離手段は板ばね部分よりなることを特徴とする請求の範囲1 記載の圧力センサー。
  5. 5.前記の部材の層は、第1体部のダイアフラム部分を支持する縁と実質的に一 列をなす周囲リム部、ならびに前記ストレス分離層部材のボスおよび周囲リム部 分間に形成された板ばね手段を具備したことを特徴とする請求の範囲3記載の圧 力センサー。
  6. 6.前記弾力性のあるスプリング部分は、前記突起をかこむ前記部材層内の、厚 さを減じた部分よりなり、前記厚さを減じた部分は前記層を通して部分的に延び 、かつ前記突起の周囲を囲むスロットによって形成されていることを特徴とする 請求の範囲3記載の圧力センサー。
  7. 7.前記ストレス分離手段は、その1表面から延びるリム部を有する層で構成さ れる第1のストレス分離層および、その他方の表面から延びる突起部分を具備し 、前記リム部は前記ストレス分離層の周囲に実質的にひろがり、 突起部分は前記ストレス分離層の実質上中心に位置しており、リム部と突起部の 間に弾性的コンプライアンスを呈するように、板ばね手段はリム部と突起部を接 続し、前記部分の1つは前記取付け面を構成し、前記第1体部は前記部分の他方 に取付けられていることを特徴とする請求の範囲1記載の圧力センサー。
  8. 8.前記第1体部は剛性部材層および前記剛性層上に取付けられた別個のダイア フラム層を具備し、前記ダイアフラム層は、前記剛性層から一定間隔をおいて配 置された関係でダイアフラム部を支持するリムを有することを特徴とする請求の 範囲7記載の圧力センサー。
  9. 9.さらに、カップ部体が剛性層とは反対側の面上で前記ダイアフラム部分上に 配設され、前記カップ部は前記ダイアフラムのための支持リムと実質的に一列に ならぶ周囲壁を有し、かつ前記ダイアフラムから一定間隔で置かれたベース壁を 有することを特徴とする請求の範囲8記載の圧力センサー。
  10. 10.縁を支持されたダイアフラム部を有する第1体部と、静止位置からのダイ アフラム部分の振れの関数として変化する出力を発生する手段と、 周囲壁および、支持面に第1体部を接続するための取付け面を形成する手段を備 えるストレス分離層とを具備し、前記ストレス分離層は、スプリング部をその周 囲縁および取付け面を形成する手段の間に有しており、前記取付け面からダイア フラム部へのストレスの伝達を減ずるようにされたことを特徴とする圧力センサ ー。
  11. 11.取付け面を形成する手段はストレス分離層の第1表面からのびる突起を備 え、 ストレス分離層は周囲リム部および、突起とリム部間にあって振れることのでき る部分を備えていることを特徴とする請求の範囲1記載の圧力センサー。
  12. 12.さらにカップ部体がストレス分離層とは反対の側の面で、前記ダイアフラ ム部上に横たわり、前記カップ部は前記ダイアフラムを支持する縁と実質的に一 列に並び、かつ第1体部にシール結合された周囲壁と、前記ダイアフラムから隔 離されたベース壁とを有し、前記カップ部のベース壁は、カップ部ベース壁とダ イアフラムとの間の空間が真空である場合に、前記ダイアフラムの方へ振れるこ とができることを特徴とする請求の範囲11記載の圧力センサー。
JP62503473A 1986-06-23 1987-06-01 圧力センサー Expired - Fee Related JP2660247B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US877,278 1986-06-23
US06/877,278 US4800758A (en) 1986-06-23 1986-06-23 Pressure transducer with stress isolation for hard mounting

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9070907A Division JP2775430B2 (ja) 1986-06-23 1997-03-10 真空表示装置付き圧力センサー

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01503002A true JPH01503002A (ja) 1989-10-12
JP2660247B2 JP2660247B2 (ja) 1997-10-08

Family

ID=25369620

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62503473A Expired - Fee Related JP2660247B2 (ja) 1986-06-23 1987-06-01 圧力センサー
JP9070907A Expired - Fee Related JP2775430B2 (ja) 1986-06-23 1997-03-10 真空表示装置付き圧力センサー

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9070907A Expired - Fee Related JP2775430B2 (ja) 1986-06-23 1997-03-10 真空表示装置付き圧力センサー

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4800758A (ja)
EP (1) EP0311613B1 (ja)
JP (2) JP2660247B2 (ja)
BR (1) BR8707718A (ja)
CA (1) CA1311365C (ja)
DE (1) DE3772992D1 (ja)
IL (1) IL82882A (ja)
WO (1) WO1987007948A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134427A (ja) * 2013-01-09 2014-07-24 Denso Corp 物理量センサおよびその製造方法

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2638524B1 (fr) * 1988-10-27 1994-10-28 Schlumberger Prospection Capteur de pression utilisable dans les puits de petrole
DE3932618A1 (de) * 1989-09-29 1991-04-18 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zur messung mechanischer kraefte und kraftwirkungen
US5094109A (en) * 1990-12-06 1992-03-10 Rosemount Inc. Pressure transmitter with stress isolation depression
US5421956A (en) * 1991-11-20 1995-06-06 Nippondenso Co., Ltd. Method of fabricating an integrated pressure sensor
DE4321804A1 (de) * 1993-06-30 1995-01-12 Ranco Inc Verfahren zur Herstellung von Kleinbauelementen
US5483834A (en) * 1993-09-20 1996-01-16 Rosemount Inc. Suspended diaphragm pressure sensor
US5424650A (en) * 1993-09-24 1995-06-13 Rosemont Inc. Capacitive pressure sensor having circuitry for eliminating stray capacitance
EP0720733B1 (en) * 1993-09-24 1999-03-17 Rosemount Inc. Pressure transmitter with isolation diaphragm
US5520054A (en) * 1994-03-29 1996-05-28 Rosemount Inc. Increased wall thickness for robust bond for micromachined sensor
US5637802A (en) * 1995-02-28 1997-06-10 Rosemount Inc. Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates
US5731522A (en) * 1997-03-14 1998-03-24 Rosemount Inc. Transmitter with isolation assembly for pressure sensor
US6484585B1 (en) 1995-02-28 2002-11-26 Rosemount Inc. Pressure sensor for a pressure transmitter
US5587601A (en) * 1995-06-05 1996-12-24 Kulite Semiconductor Products, Inc. Support structure for a semiconductor pressure transducer
US5665899A (en) * 1996-02-23 1997-09-09 Rosemount Inc. Pressure sensor diagnostics in a process transmitter
US5763787A (en) * 1996-09-05 1998-06-09 Rosemont Inc. Carrier assembly for fluid sensor
US6059254A (en) * 1997-03-27 2000-05-09 Rosemount Inc. Process instrument mount
US5808205A (en) * 1997-04-01 1998-09-15 Rosemount Inc. Eccentric capacitive pressure sensor
US6029525A (en) * 1998-02-04 2000-02-29 Mks Instruments, Inc. Capacitive based pressure sensor design
US20020003274A1 (en) * 1998-08-27 2002-01-10 Janusz Bryzek Piezoresistive sensor with epi-pocket isolation
US6006607A (en) * 1998-08-31 1999-12-28 Maxim Integrated Products, Inc. Piezoresistive pressure sensor with sculpted diaphragm
DE19844808C1 (de) * 1998-09-30 2000-04-20 Bosch Gmbh Robert Drucksensorvorrichtung
US6351996B1 (en) 1998-11-12 2002-03-05 Maxim Integrated Products, Inc. Hermetic packaging for semiconductor pressure sensors
US6346742B1 (en) 1998-11-12 2002-02-12 Maxim Integrated Products, Inc. Chip-scale packaged pressure sensor
US6229190B1 (en) 1998-12-18 2001-05-08 Maxim Integrated Products, Inc. Compensated semiconductor pressure sensor
US6255728B1 (en) 1999-01-15 2001-07-03 Maxim Integrated Products, Inc. Rigid encapsulation package for semiconductor devices
US6508129B1 (en) 2000-01-06 2003-01-21 Rosemount Inc. Pressure sensor capsule with improved isolation
US6561038B2 (en) 2000-01-06 2003-05-13 Rosemount Inc. Sensor with fluid isolation barrier
US6505516B1 (en) 2000-01-06 2003-01-14 Rosemount Inc. Capacitive pressure sensing with moving dielectric
DE60108217T2 (de) 2000-01-06 2005-12-29 Rosemount Inc., Eden Prairie Kornwachstumsverfahren zur herstellung einer elektrischen verbindung für mikroelektromechanische systeme (mems)
US6520020B1 (en) 2000-01-06 2003-02-18 Rosemount Inc. Method and apparatus for a direct bonded isolated pressure sensor
RU2169912C1 (ru) * 2000-03-30 2001-06-27 Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Микроэлектронный датчик давления
US6848316B2 (en) * 2002-05-08 2005-02-01 Rosemount Inc. Pressure sensor assembly
US7166911B2 (en) 2002-09-04 2007-01-23 Analog Devices, Inc. Packaged microchip with premolded-type package
US6946742B2 (en) * 2002-12-19 2005-09-20 Analog Devices, Inc. Packaged microchip with isolator having selected modulus of elasticity
US20040041254A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-04 Lewis Long Packaged microchip
US6768196B2 (en) * 2002-09-04 2004-07-27 Analog Devices, Inc. Packaged microchip with isolation
US20050056870A1 (en) * 2002-12-19 2005-03-17 Karpman Maurice S. Stress sensitive microchip with premolded-type package
AU2004202234B2 (en) * 2003-07-18 2009-12-17 St. Jude Medical Coordination Center Bvba Sensor and guide wire assembly
SE0302097L (sv) * 2003-07-18 2005-03-08 Radi Medical Systems Sensor- och styrtrådsanordning för intravaskulär mätning av fysiologiska variabler
DE10349540A1 (de) * 2003-10-22 2005-05-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Halbleiterdrucksensor und Verfahren zu seiner Herstellung
FR2881224B1 (fr) * 2005-01-21 2007-11-23 Auxitrol Sa Sa Ensemble de detection de la pression absolue d'un fluide
US20070013014A1 (en) * 2005-05-03 2007-01-18 Shuwen Guo High temperature resistant solid state pressure sensor
US7622782B2 (en) * 2005-08-24 2009-11-24 General Electric Company Pressure sensors and methods of making the same
US7661318B2 (en) * 2006-02-27 2010-02-16 Auxitrol S.A. Stress isolated pressure sensing die, sensor assembly inluding said die and methods for manufacturing said die and said assembly
US7475597B2 (en) * 2006-02-27 2009-01-13 Auxitrol S.A. Stress isolated pressure sensing die
US8344487B2 (en) * 2006-06-29 2013-01-01 Analog Devices, Inc. Stress mitigation in packaged microchips
US7694610B2 (en) * 2007-06-27 2010-04-13 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Photo-multiplier tube removal tool
US7798010B2 (en) * 2007-10-11 2010-09-21 Honeywell International Inc. Sensor geometry for improved package stress isolation
WO2009108230A1 (en) * 2007-12-13 2009-09-03 The Timken Company Sensor module with stress isolated temperature compensation and method of manufacture
US8614491B2 (en) * 2009-04-07 2013-12-24 Honeywell International Inc. Package interface plate for package isolation structures
DE102009046692A1 (de) * 2009-11-13 2011-05-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druck-Messeinrichtung
GB2501431B (en) 2011-01-31 2015-04-15 Bae Systems Plc Mounting arrangements
US9676614B2 (en) 2013-02-01 2017-06-13 Analog Devices, Inc. MEMS device with stress relief structures
US10167189B2 (en) 2014-09-30 2019-01-01 Analog Devices, Inc. Stress isolation platform for MEMS devices
US10131538B2 (en) 2015-09-14 2018-11-20 Analog Devices, Inc. Mechanically isolated MEMS device
DE102016107856A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmesseinrichtung
US10481025B2 (en) 2017-01-26 2019-11-19 Rosemount Aerospace Inc. Piezoresistive sensor with spring flexures for stress isolation
CN110546516B (zh) 2017-05-08 2022-11-15 赛峰蜂鸟股份有限公司 用于加速度计的去耦结构
US11153985B2 (en) * 2017-06-29 2021-10-19 Rosemount Inc. Modular hybrid circuit packaging
DE102017127704A1 (de) 2017-11-23 2019-05-23 Endress+Hauser SE+Co. KG Druckmesseinrichtung
JP6810680B2 (ja) * 2017-12-20 2021-01-06 株式会社鷺宮製作所 圧力センサ
JP2021517969A (ja) 2018-05-17 2021-07-29 ローズマウント インコーポレイテッド 測定素子およびこれを具備する測定機器
CN109738098A (zh) * 2018-12-29 2019-05-10 菲比蓝科技(深圳)有限公司 压力传感器及其形成方法
US11417611B2 (en) 2020-02-25 2022-08-16 Analog Devices International Unlimited Company Devices and methods for reducing stress on circuit components
US11981560B2 (en) 2020-06-09 2024-05-14 Analog Devices, Inc. Stress-isolated MEMS device comprising substrate having cavity and method of manufacture
CN112082681B (zh) * 2020-09-18 2021-11-23 重庆齿轮箱有限责任公司 一种风电主齿轮箱无应力安装方法
US11607589B1 (en) 2020-10-01 2023-03-21 Mark E. Van Denend Device for accurately measuring string bed stiffness in a racket
US11692895B2 (en) * 2021-03-30 2023-07-04 Rosemount Aerospace Inc. Differential pressure sensor
EP4469388A4 (en) 2022-01-25 2026-01-28 Analog Devices Inc Stress isolation for integrated circuit package integration

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59100833A (ja) * 1982-11-30 1984-06-11 Shimadzu Corp 半導体圧力センサ
JPS59217126A (ja) * 1983-05-25 1984-12-07 Mitsubishi Electric Corp 絶対圧形半導体圧力変換素子

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB189402006A (ja) *
US3390579A (en) * 1966-09-06 1968-07-02 Bourns Inc Over-pressure diaphragm protection
US4021766A (en) * 1975-07-28 1977-05-03 Aine Harry E Solid state pressure transducer of the leaf spring type and batch method of making same
US4085620A (en) * 1975-09-30 1978-04-25 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. Pressure-electric transducers
JPS5339191A (en) * 1976-09-22 1978-04-10 Hitachi Ltd Structure of electrode for oxygen concentration detector
JPS5365089A (en) * 1976-11-24 1978-06-10 Toshiba Corp Semiconductor pressure transducer
DE2709858B2 (de) * 1977-03-07 1979-01-04 Hebel Gasbetonwerk Gmbh, 8080 Emmering Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton
JPS6022638B2 (ja) * 1977-06-24 1985-06-03 富士写真フイルム株式会社 記録材料
JPS54131892A (en) * 1978-04-05 1979-10-13 Hitachi Ltd Semiconductor pressure converter
US4454440A (en) * 1978-12-22 1984-06-12 United Technologies Corporation Surface acoustic wave (SAW) pressure sensor structure
US4389895A (en) * 1981-07-27 1983-06-28 Rosemount Inc. Capacitance pressure sensor
JPS58146827A (ja) * 1982-02-25 1983-09-01 Fuji Electric Co Ltd 半導体式圧力センサ
US4527428A (en) * 1982-12-30 1985-07-09 Hitachi, Ltd. Semiconductor pressure transducer
DE3313259A1 (de) * 1983-04-13 1984-10-25 Ermeto Armaturen Gmbh, 4800 Bielefeld Sensor
DE3313261A1 (de) * 1983-04-13 1984-10-25 Ermeto Armaturen Gmbh, 4800 Bielefeld Sensor
US4536820A (en) * 1984-03-29 1985-08-20 General Signal Corporation Electrical feedthrough means for pressure transducer
DE3436440A1 (de) * 1984-10-04 1986-04-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiter-messeinrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59100833A (ja) * 1982-11-30 1984-06-11 Shimadzu Corp 半導体圧力センサ
JPS59217126A (ja) * 1983-05-25 1984-12-07 Mitsubishi Electric Corp 絶対圧形半導体圧力変換素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134427A (ja) * 2013-01-09 2014-07-24 Denso Corp 物理量センサおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0311613B1 (en) 1991-09-11
IL82882A0 (en) 1987-12-20
IL82882A (en) 1991-05-12
WO1987007948A1 (en) 1987-12-30
BR8707718A (pt) 1989-08-15
CA1311365C (en) 1992-12-15
EP0311613A4 (en) 1989-04-27
DE3772992D1 (de) 1991-10-17
JP2775430B2 (ja) 1998-07-16
EP0311613A1 (en) 1989-04-19
JP2660247B2 (ja) 1997-10-08
US4800758A (en) 1989-01-31
JPH102824A (ja) 1998-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2775430B2 (ja) 真空表示装置付き圧力センサー
CA1297701C (en) Capacitance pressure sensor
US7057247B2 (en) Combined absolute differential transducer
US4454771A (en) Load cell
US3739315A (en) Semiconductor transducers having h shaped cross-sectional configurations
US6813956B2 (en) Double stop structure for a pressure transducer
US8796746B2 (en) Method and structure of monolithically integrated pressure sensor using IC foundry-compatible processes
JP2503290B2 (ja) 半導体圧力・差圧測定ダイヤフラム
US4295117A (en) Pressure sensor assembly
US7436037B2 (en) Moisture resistant pressure sensors
JPH0565015B2 (ja)
JPH09503056A (ja) 懸架ダイアフラム圧力センサ
JP2002530641A (ja) 半導体デバイスのための集積化応力分離装置および技術
GB2204412A (en) Capacitor construction for use in pressure transducers
JP2003125495A (ja) エレクトレットコンデンサマイクロフォン
US3900811A (en) Economical pressure transducer assemblies, methods of fabricating and mounting the same
US3924322A (en) Economical pressure transducer assemblies, methods of fabricating and mounting the same
JPH0412436Y2 (ja)
JPH06258342A (ja) 半導体加速度センサ及び半導体圧力センサ
JP2003078997A (ja) エレクトレットコンデンサマイクロフォン
JPS5821380A (ja) 半導体圧力変換器の製造方法
JPH0749396Y2 (ja) 圧力センサ
JPS61226627A (ja) 圧力検出器
JP2000009573A (ja) 静電容量式圧力センサ
JPH11183516A (ja) 半導体加速度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees