JPH0319232Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0319232Y2 JPH0319232Y2 JP1984145399U JP14539984U JPH0319232Y2 JP H0319232 Y2 JPH0319232 Y2 JP H0319232Y2 JP 1984145399 U JP1984145399 U JP 1984145399U JP 14539984 U JP14539984 U JP 14539984U JP H0319232 Y2 JPH0319232 Y2 JP H0319232Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gauge
- gauge resistors
- temperature
- resistors
- diaphragm
- 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.)
- Expired
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、自動車、家庭電気、工業計測等各
種の分野において用いられる半導体圧力センサに
関する。
種の分野において用いられる半導体圧力センサに
関する。
第２図は半導体圧力センサの構成例を示す平面
図である。この図において、１はシリコン基板、
２はこのシリコン基板１に形成されたダイヤフラ
ム、３ａ〜３ｄはダイヤフラム２に拡散またはイ
オン打込みによつて形成されたゲージ抵抗であ
り、これらのゲージ抵抗３ａ〜３ｄは圧力検出感
度を高めるため、ダイヤフラム２の周縁部および
中心部に各々２個づつ配置され、周縁部のゲージ
抵抗３ａ，３ｃに対して中心部の２つのゲージ抵
抗３ｂ，３ｄは、互いに平行かつ双方が非常に近
接した状態で形成されている。また、４，４……
はアルミニウム蒸着によつて形成されたリード線
である。そして、ゲージ抵抗３ａ〜３ｄがブリツ
ジ接続され、定電流源によつて駆動される。
図である。この図において、１はシリコン基板、
２はこのシリコン基板１に形成されたダイヤフラ
ム、３ａ〜３ｄはダイヤフラム２に拡散またはイ
オン打込みによつて形成されたゲージ抵抗であ
り、これらのゲージ抵抗３ａ〜３ｄは圧力検出感
度を高めるため、ダイヤフラム２の周縁部および
中心部に各々２個づつ配置され、周縁部のゲージ
抵抗３ａ，３ｃに対して中心部の２つのゲージ抵
抗３ｂ，３ｄは、互いに平行かつ双方が非常に近
接した状態で形成されている。また、４，４……
はアルミニウム蒸着によつて形成されたリード線
である。そして、ゲージ抵抗３ａ〜３ｄがブリツ
ジ接続され、定電流源によつて駆動される。
ところで、この半導体圧力センサには、電源投
入時において、被測定圧力が一定であるにもかか
わらずブリツジ回路の出力電圧が変化する（通電
変動と称する）問題がある。この通電変動は、ダ
イヤフラム２の中央部に２個のゲージ抵抗３ｂ，
３ｄが近接して配置されているため、電源投入時
においてダイヤフラム面に熱勾配が生じ、ゲージ
抵抗３ｂ，３ｄの温度がゲージ抵抗３ａ，３ｃの
温度より高くなり、この温度差に起因して生じ
る。
入時において、被測定圧力が一定であるにもかか
わらずブリツジ回路の出力電圧が変化する（通電
変動と称する）問題がある。この通電変動は、ダ
イヤフラム２の中央部に２個のゲージ抵抗３ｂ，
３ｄが近接して配置されているため、電源投入時
においてダイヤフラム面に熱勾配が生じ、ゲージ
抵抗３ｂ，３ｄの温度がゲージ抵抗３ａ，３ｃの
温度より高くなり、この温度差に起因して生じ
る。
すなわち、ゲージ抵抗３ａ〜３ｄの常温におけ
る各抵抗値を各々Ra〜Rdとし、また、通電によ
る各抵抗値の変化分を各々ΔRa〜ΔRdとすると、
通電直後の出力電圧V1は、 V1＝−RbRd＋RaRc／Ra＋Rb＋Rc＋Rd ……(1) となり、また、通電後の出力電圧V2は、 V2＝−（Rb＋ΔRb）（Rd＋ΔRd）＋（
Ra＋ΔRa）（Rc＋ΔRc）／Ra＋Rb＋Rc＋Rd……(2) となり、 ΔRb，ΔRd＞ΔRa，ΔRc ……(3) なる関係が成立つ。なお、は定電流源の出力電
流である。ここで、簡単のため、 Ra＝Rb＝Rc＝Rd＝Ｒ ……(4) とすると、 V1＝−R2＋R2／4R＝０ ……(5) V2＝−Ｒ（ΔRb＋ΔRd）＋Ｒ（ΔRa＋ΔRc）／4R ……(6) となり、この第(5)式、第(6)式および前記第(3)式か
ら V2＜V1 ……(7) なる関係が得られる。すなわち、通電によりブリ
ツジ回路の出力電圧が低下する。
る各抵抗値を各々Ra〜Rdとし、また、通電によ
る各抵抗値の変化分を各々ΔRa〜ΔRdとすると、
通電直後の出力電圧V1は、 V1＝−RbRd＋RaRc／Ra＋Rb＋Rc＋Rd ……(1) となり、また、通電後の出力電圧V2は、 V2＝−（Rb＋ΔRb）（Rd＋ΔRd）＋（
Ra＋ΔRa）（Rc＋ΔRc）／Ra＋Rb＋Rc＋Rd……(2) となり、 ΔRb，ΔRd＞ΔRa，ΔRc ……(3) なる関係が成立つ。なお、は定電流源の出力電
流である。ここで、簡単のため、 Ra＝Rb＝Rc＝Rd＝Ｒ ……(4) とすると、 V1＝−R2＋R2／4R＝０ ……(5) V2＝−Ｒ（ΔRb＋ΔRd）＋Ｒ（ΔRa＋ΔRc）／4R ……(6) となり、この第(5)式、第(6)式および前記第(3)式か
ら V2＜V1 ……(7) なる関係が得られる。すなわち、通電によりブリ
ツジ回路の出力電圧が低下する。
従来、上述した通電変動を抑えるため、ゲージ
抵抗３ａ〜３ｄの発熱が小さくなるように駆動電
流１を小とし、感度を下げて使う必要があつた。
しかしながら、この場合、感度の低下を補償する
ため外部回路の増幅率を上げる等の処置が必要と
なり、外部回路が複雑になる問題があつた。
抵抗３ａ〜３ｄの発熱が小さくなるように駆動電
流１を小とし、感度を下げて使う必要があつた。
しかしながら、この場合、感度の低下を補償する
ため外部回路の増幅率を上げる等の処置が必要と
なり、外部回路が複雑になる問題があつた。
そこで、この考案は通電電流を小さくすること
なく、したがつて感度を下げることなく、しかも
通電変動の発生を可及的に小とすることができる
半導体圧力センサを提供することを目的としてい
る。
なく、したがつて感度を下げることなく、しかも
通電変動の発生を可及的に小とすることができる
半導体圧力センサを提供することを目的としてい
る。
この考案はダイヤフラムの中央部に形成された
ゲージ抵抗の周囲に放熱用のヒートシンクを形成
し、これによつてダイヤフラムの中央部の温度を
下げ、もつて通電変動の発生を可及的に小とした
ものである。
ゲージ抵抗の周囲に放熱用のヒートシンクを形成
し、これによつてダイヤフラムの中央部の温度を
下げ、もつて通電変動の発生を可及的に小とした
ものである。
第１図はこの考案の一実施例の構成を示す平面
図であり、この図において第２図の各部と同一の
部分には同一の符号が付してある。この図に示す
実施例が第２図に示す従来の圧力センサと異なる
点は、ダイヤフラム２の中央部の互いに近接する
２つのゲージ抵抗３ｂ，３ｄの周囲にヒートシン
ク５，５……が形成されていることである。この
ヒートシンク５，５……はアルミニウム蒸着によ
つて形成されており、リード線４，４……を形成
する際同時に形成される。次に、これらのヒート
シンク５，５……の作用について説明する。中心
部の２つのゲージ抵抗３ｂ，３ｄは、互いに平行
かつ双方が非常に近接した状態で形成されている
ために周縁部のゲージ抵抗３ａ，３ｃと比べて単
位面積あたりの発熱量が大きく、これらのゲージ
抵抗３ｂ，３ｄの温度はゲージ抵抗３ａ，３ｃと
比べて非常に高くなり、したがつて、これらのゲ
ージ抵抗３ｂ，３ｄの温度特性も大きく変化する
こととなる。上記のヒートシンク５，５……を２
つのゲージ抵抗３ｂ，３ｄの周囲に形成すること
により、ゲージ抵抗３ｂ，３ｄから発生する熱を
ダイヤフラム２の外方へ効果的かつ速やかに放熱
させ、ゲージ抵抗３ｂ，３ｄの温度を周縁部のゲ
ージ抵抗３ａ，３ｃの温度と同程度まで低下させ
ることとなる。したがつて、これらのヒートシン
ク５，５，……は、放熱する働きと同時にゲージ
抵抗３ｂ，３ｄの温度補償の働きも有する。
図であり、この図において第２図の各部と同一の
部分には同一の符号が付してある。この図に示す
実施例が第２図に示す従来の圧力センサと異なる
点は、ダイヤフラム２の中央部の互いに近接する
２つのゲージ抵抗３ｂ，３ｄの周囲にヒートシン
ク５，５……が形成されていることである。この
ヒートシンク５，５……はアルミニウム蒸着によ
つて形成されており、リード線４，４……を形成
する際同時に形成される。次に、これらのヒート
シンク５，５……の作用について説明する。中心
部の２つのゲージ抵抗３ｂ，３ｄは、互いに平行
かつ双方が非常に近接した状態で形成されている
ために周縁部のゲージ抵抗３ａ，３ｃと比べて単
位面積あたりの発熱量が大きく、これらのゲージ
抵抗３ｂ，３ｄの温度はゲージ抵抗３ａ，３ｃと
比べて非常に高くなり、したがつて、これらのゲ
ージ抵抗３ｂ，３ｄの温度特性も大きく変化する
こととなる。上記のヒートシンク５，５……を２
つのゲージ抵抗３ｂ，３ｄの周囲に形成すること
により、ゲージ抵抗３ｂ，３ｄから発生する熱を
ダイヤフラム２の外方へ効果的かつ速やかに放熱
させ、ゲージ抵抗３ｂ，３ｄの温度を周縁部のゲ
ージ抵抗３ａ，３ｃの温度と同程度まで低下させ
ることとなる。したがつて、これらのヒートシン
ク５，５，……は、放熱する働きと同時にゲージ
抵抗３ｂ，３ｄの温度補償の働きも有する。
しかして、上記構成によれば、ゲージ抵抗３
ｂ，３ｄによつて発生する熱がヒートシンク５，
５……を介して放熱され、したがつて、ゲージ抵
抗３ｂ，３ｄの温度がゲージ抵抗３ａ，３ｃの温
度より高くなる現象を防ぐことができる。また、
これらのゲージ抵抗３ｂ，３ｄの周囲の温度分布
を均一化することができ、この温度の経時変動を
小さく押さえることができる。これにより、ゲー
ジ抵抗３ｂ，３ｄの温度特性を周縁部のゲージ抵
抗３ａ，３ｃの温度特性と同一にすることがで
き、したがつて、圧力センサとしての特性を安定
化させ、測定精度を向上させることが可能にな
る。
ｂ，３ｄによつて発生する熱がヒートシンク５，
５……を介して放熱され、したがつて、ゲージ抵
抗３ｂ，３ｄの温度がゲージ抵抗３ａ，３ｃの温
度より高くなる現象を防ぐことができる。また、
これらのゲージ抵抗３ｂ，３ｄの周囲の温度分布
を均一化することができ、この温度の経時変動を
小さく押さえることができる。これにより、ゲー
ジ抵抗３ｂ，３ｄの温度特性を周縁部のゲージ抵
抗３ａ，３ｃの温度特性と同一にすることがで
き、したがつて、圧力センサとしての特性を安定
化させ、測定精度を向上させることが可能にな
る。
なお、ゲージ抵抗３ｂ，３ｄ間の距離を離して
もゲージ抵抗３ｂ，３ｄの温度の上昇を抑えるこ
とができるが、あまり離しすぎると、圧力検出感
度に影響を及ぼす問題がある。
もゲージ抵抗３ｂ，３ｄの温度の上昇を抑えるこ
とができるが、あまり離しすぎると、圧力検出感
度に影響を及ぼす問題がある。
以上説明したように、この考案によればダイヤ
フラムの中央部のゲージ抵抗の周囲にヒートシン
クを形成したので、ゲージ抵抗の通電電流を下げ
ることなくダイヤフラム中央部のゲージ抵抗の温
度を下げることができる。この結果、圧力センサ
の感度を下げることなく通電変動の発生を可及的
に小さくすることができる効果が得られる。
フラムの中央部のゲージ抵抗の周囲にヒートシン
クを形成したので、ゲージ抵抗の通電電流を下げ
ることなくダイヤフラム中央部のゲージ抵抗の温
度を下げることができる。この結果、圧力センサ
の感度を下げることなく通電変動の発生を可及的
に小さくすることができる効果が得られる。
また、これらのゲージ抵抗の周囲の温度分布を均
一化することができ、温度の経時変動を小さく押
さえることができる。これにより、ゲージ抵抗の
温度特性を周縁部のゲージ抵抗の温度特性と同一
にすることができ、したがつて、圧力センサとし
ての特性を安定化させ、測定精度を向上させるこ
とが可能になる。
一化することができ、温度の経時変動を小さく押
さえることができる。これにより、ゲージ抵抗の
温度特性を周縁部のゲージ抵抗の温度特性と同一
にすることができ、したがつて、圧力センサとし
ての特性を安定化させ、測定精度を向上させるこ
とが可能になる。
第１図はこの考案の一実施例の構成を示す平面
図、第２図は従来の圧力センサの構成を示す平面
図である。 ２……ダイヤフラム、３ａ〜３ｄ……ゲージ抵
抗、５……ヒートシンク。
図、第２図は従来の圧力センサの構成を示す平面
図である。 ２……ダイヤフラム、３ａ〜３ｄ……ゲージ抵
抗、５……ヒートシンク。
Claims (1)
- ダイヤフラムの中央部に第１、第２のゲージ抵
抗を形成し、前記ダイヤフラムの周縁部に第３、
第４のゲージ抵抗を形成してなる半導体圧力セン
サにおいて、前記第１、第２のゲージ抵抗の周囲
に放熱用のヒートシンクを形成してなる半導体圧
力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984145399U JPH0319232Y2 (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984145399U JPH0319232Y2 (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161848U JPS6161848U (ja) | 1986-04-25 |
| JPH0319232Y2 true JPH0319232Y2 (ja) | 1991-04-23 |
Family
ID=30703653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984145399U Expired JPH0319232Y2 (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0319232Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010032389A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 物理量センサ及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994573U (ja) * | 1972-12-08 | 1974-08-15 | ||
| JPS5468170A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-01 | Hitachi Ltd | Fine pattern element |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP1984145399U patent/JPH0319232Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161848U (ja) | 1986-04-25 |
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