JPH04267566A - 高圧用半導体圧力センサ - Google Patents
高圧用半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPH04267566A JPH04267566A JP5063391A JP5063391A JPH04267566A JP H04267566 A JPH04267566 A JP H04267566A JP 5063391 A JP5063391 A JP 5063391A JP 5063391 A JP5063391 A JP 5063391A JP H04267566 A JPH04267566 A JP H04267566A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- diaphragm
- semiconductor
- pressure sensor
- silicon chip
- 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.)
- Pending
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧制御装置又は空気
圧制御装置等に使用される高圧用半導体圧力センサに関
し、特にブルドーザ及びショベルローダ等の大型油圧機
械、油圧制御サスペンション並びに高圧コンプレッサー
等に使用するのに好適の高圧用半導体圧力センサに関す
る。
圧制御装置等に使用される高圧用半導体圧力センサに関
し、特にブルドーザ及びショベルローダ等の大型油圧機
械、油圧制御サスペンション並びに高圧コンプレッサー
等に使用するのに好適の高圧用半導体圧力センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、単結晶シリコンチップを使用した
半導体圧力センサが開発されている（特開昭５８−４５
５３３号、特開昭５９−１３８３８３ 号、特開昭５９
−１３８３８４ 号、特開昭６０−５５６７２号）。
半導体圧力センサが開発されている（特開昭５８−４５
５３３号、特開昭５９−１３８３８３ 号、特開昭５９
−１３８３８４ 号、特開昭６０−５５６７２号）。
【０００３】図４は、従来の半導体圧力センサの１例を
示す断面図である。圧力導入管１１の先端には台座ガラ
ス１２が配設されている。この台座ガラス１２には、圧
力導入管１１の中心軸と同軸上に孔１２ａが設けられて
いる。この台座ガラス１２上には、シリコンチップ１３
が配置されている。このシリコンチップ１３には、台座
ガラス１２側の面をエッチングして薄肉化することによ
り形成されたダイヤフラム１４が設けられている。そし
て、このダイヤフラム１４には、例えばピエゾ抵抗素子
等の感圧素子１５が設けられている。
示す断面図である。圧力導入管１１の先端には台座ガラ
ス１２が配設されている。この台座ガラス１２には、圧
力導入管１１の中心軸と同軸上に孔１２ａが設けられて
いる。この台座ガラス１２上には、シリコンチップ１３
が配置されている。このシリコンチップ１３には、台座
ガラス１２側の面をエッチングして薄肉化することによ
り形成されたダイヤフラム１４が設けられている。そし
て、このダイヤフラム１４には、例えばピエゾ抵抗素子
等の感圧素子１５が設けられている。
【０００４】このように構成された半導体圧力センサに
おいて、例えば、ダイヤフラム１４の両側の気体の圧力
が異なると、ダイヤフラム１４は変形する。そうすると
、ダイヤフラム１４に設けられた感圧素子１５は、この
ダイヤフラム１４の変形に基づく電気信号を出力する。 この電気信号により、気体の圧力を知ることができる。
おいて、例えば、ダイヤフラム１４の両側の気体の圧力
が異なると、ダイヤフラム１４は変形する。そうすると
、ダイヤフラム１４に設けられた感圧素子１５は、この
ダイヤフラム１４の変形に基づく電気信号を出力する。 この電気信号により、気体の圧力を知ることができる。
【０００５】半導体チップを使用した圧力センサには、
圧力を高精度で測定できるという長所がある。また、セ
ンサの小型化が容易であるという長所もある。
圧力を高精度で測定できるという長所がある。また、セ
ンサの小型化が容易であるという長所もある。
【０００６】ところで、圧力導入管１１と台座ガラス１
２との間及び台座ガラス１２とシリコンチップ１３との
間はいずれも気密的に接合する必要がある。従来、これ
らの接合部には、接着剤としてガラス等が使用されてい
る。
２との間及び台座ガラス１２とシリコンチップ１３との
間はいずれも気密的に接合する必要がある。従来、これ
らの接合部には、接着剤としてガラス等が使用されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体圧力センサにおいては、シリコンの薄膜であるダ
イヤフラム１４に圧力が直接印加されると共に、シリコ
ンチップ１３と台座ガラス１２との間の接合強度が十分
でないため、高い圧力を測定しようとすると、圧力セン
サが破損してしまうという問題点がある。また、油又は
空気等の測定流体がシリコンチップ１３に直接接触する
ため、測定流体によりシリコンチップ１３が汚染される
虞れがあり、信頼性が低いという問題点もある。
半導体圧力センサにおいては、シリコンの薄膜であるダ
イヤフラム１４に圧力が直接印加されると共に、シリコ
ンチップ１３と台座ガラス１２との間の接合強度が十分
でないため、高い圧力を測定しようとすると、圧力セン
サが破損してしまうという問題点がある。また、油又は
空気等の測定流体がシリコンチップ１３に直接接触する
ため、測定流体によりシリコンチップ１３が汚染される
虞れがあり、信頼性が低いという問題点もある。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、測定流体による半導体チップの汚染を回避
できると共に、半導体チップに直接高い圧力が印加され
ることを回避できて、高い圧力の測定が可能な高圧用半
導体圧力センサを提供することを目的とする。
のであって、測定流体による半導体チップの汚染を回避
できると共に、半導体チップに直接高い圧力が印加され
ることを回避できて、高い圧力の測定が可能な高圧用半
導体圧力センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高圧用半導
体圧力センサは、圧力を受けて変形する金属製ダイヤフ
ラムと、このダイヤフラムに接合された半導体チップと
、この半導体チップに設けられた感圧素子とを有するこ
とを特徴とする。
体圧力センサは、圧力を受けて変形する金属製ダイヤフ
ラムと、このダイヤフラムに接合された半導体チップと
、この半導体チップに設けられた感圧素子とを有するこ
とを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明においては、金属製ダイヤフラムが設け
られており、半導体チップはこの金属製ダイヤフラムに
接合されている。この半導体チップには感圧素子が設け
られているため、前記ダイヤフラムが圧力を受けて変形
した場合に、この感圧素子からダイヤフラムの変形量に
応じた電気信号が出力される。つまり、本発明に係る半
導体圧力センサにおいては、圧力が直接半導体チップに
印加されないため、高圧測定時における半導体チップの
破損を抑制することができる。また、例えばダイヤフラ
ムを金属製圧力導入管に接合する場合に、ダイヤフラム
と圧力導入管とは金属同士の接合となるため、高い接合
強度を得ることができる。更にまた、油又は空気等の測
定流体と半導体チップとの間には金属製ダイヤフラムが
介在するため、測定流体による半導体チップの汚染を防
止することができる。
られており、半導体チップはこの金属製ダイヤフラムに
接合されている。この半導体チップには感圧素子が設け
られているため、前記ダイヤフラムが圧力を受けて変形
した場合に、この感圧素子からダイヤフラムの変形量に
応じた電気信号が出力される。つまり、本発明に係る半
導体圧力センサにおいては、圧力が直接半導体チップに
印加されないため、高圧測定時における半導体チップの
破損を抑制することができる。また、例えばダイヤフラ
ムを金属製圧力導入管に接合する場合に、ダイヤフラム
と圧力導入管とは金属同士の接合となるため、高い接合
強度を得ることができる。更にまた、油又は空気等の測
定流体と半導体チップとの間には金属製ダイヤフラムが
介在するため、測定流体による半導体チップの汚染を防
止することができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１２】図１は本発明の第１の実施例に係る半導体
圧力センサを示す断面図、図２は同じくそのシリコンチ
ップ２を示す上面図である。圧力導入管１の先端部には
ダイヤフラム１ａが設けられている。このダイヤフラム
１ａは、圧力導入管１と共に一体成形されたものである
。このダイヤフラム１ａ上には単結晶シリコンチップ２
が接合されている。このシリコンチップ２には、例えば
ピエゾ抵抗素子からなる感圧素子５が設けられている。
圧力センサを示す断面図、図２は同じくそのシリコンチ
ップ２を示す上面図である。圧力導入管１の先端部には
ダイヤフラム１ａが設けられている。このダイヤフラム
１ａは、圧力導入管１と共に一体成形されたものである
。このダイヤフラム１ａ上には単結晶シリコンチップ２
が接合されている。このシリコンチップ２には、例えば
ピエゾ抵抗素子からなる感圧素子５が設けられている。
【００１３】シリコンチップ２の大きさは、例えば１辺
が ２乃至４ｍｍの正方形であり、厚さが ０．３ｍｍ
である。また、ダイヤフラム１ａの厚さは、例えば０．
０５乃至１．０ ｍｍであり、圧力導入管１の長さは１
０ｍｍ乃至３０ｍｍである。
が ２乃至４ｍｍの正方形であり、厚さが ０．３ｍｍ
である。また、ダイヤフラム１ａの厚さは、例えば０．
０５乃至１．０ ｍｍであり、圧力導入管１の長さは１
０ｍｍ乃至３０ｍｍである。
【００１４】このシリコンチップ２は、例えばダイヤフ
ラム１ａ側の面にスパッタリングにより金属膜等を被着
した後、はんだ等によりダイヤフラム１ａに接合する。 又は、樹脂接着剤により、シリコンチップ２とダイヤフ
ラム１ａとを接合してもよい。
ラム１ａ側の面にスパッタリングにより金属膜等を被着
した後、はんだ等によりダイヤフラム１ａに接合する。 又は、樹脂接着剤により、シリコンチップ２とダイヤフ
ラム１ａとを接合してもよい。
【００１５】このように構成された本実施例に係る半導
体圧力センサにおいて、圧力導入管１の内側の圧力と外
側の圧力との圧力差によりダイヤフラム１ａが変形する
と、シリコンチップ２に設けられた感圧素子５がこれを
検出し、ダイヤフラム１ａの変形量に応じた電気信号を
出力する。この感圧素子５からの電気信号により、測定
流体（油又は空気等）の圧力を知ることができる。
体圧力センサにおいて、圧力導入管１の内側の圧力と外
側の圧力との圧力差によりダイヤフラム１ａが変形する
と、シリコンチップ２に設けられた感圧素子５がこれを
検出し、ダイヤフラム１ａの変形量に応じた電気信号を
出力する。この感圧素子５からの電気信号により、測定
流体（油又は空気等）の圧力を知ることができる。
【００１６】この場合に、ダイヤフラム１ａが金属製で
あると共に、このダイヤフラム１ａは圧力導入管１と一
体成形されたものであるため、ダイヤフラム１ａ自体の
強度及びダイヤフラム１ａと圧力導入管１との接合強度
が高い。従って、高圧測定においても圧力センサの破損
を回避できる。本実施例においては、１トン／ｃｍ２
程度の高圧測定が可能である。また、測定流体がシリコ
ンチップ２を汚染する虞れがないため、信頼性が高い。
あると共に、このダイヤフラム１ａは圧力導入管１と一
体成形されたものであるため、ダイヤフラム１ａ自体の
強度及びダイヤフラム１ａと圧力導入管１との接合強度
が高い。従って、高圧測定においても圧力センサの破損
を回避できる。本実施例においては、１トン／ｃｍ２
程度の高圧測定が可能である。また、測定流体がシリコ
ンチップ２を汚染する虞れがないため、信頼性が高い。
【００１７】図３は本発明の第２の実施例に係る半導体
圧力センサを示す断面図である。本実施例においては、
ダイヤフラム４は薄板状の金属からなり、圧力導入管３
とは別に形成されたものである。そして、このダイヤフ
ラム４は、圧力導入管３の先端部にろう付け接合されて
いる。このダイヤフラム４上には、第１の実施例と同様
に、ピエゾ抵抗素子等の感圧素子５が設けられた単結晶
シリコンチップ２が配設されている。
圧力センサを示す断面図である。本実施例においては、
ダイヤフラム４は薄板状の金属からなり、圧力導入管３
とは別に形成されたものである。そして、このダイヤフ
ラム４は、圧力導入管３の先端部にろう付け接合されて
いる。このダイヤフラム４上には、第１の実施例と同様
に、ピエゾ抵抗素子等の感圧素子５が設けられた単結晶
シリコンチップ２が配設されている。
【００１８】本実施例においては、ダイヤフラム４が金
属板により形成されているため、ダイヤフラム４の強度
が高い。また、ダイヤフラム４と圧力導入管３とがろう
付け接合されているため、ダイヤフラム４と圧力導入管
３との接着強度も高い。従って、本実施例に係る圧力セ
ンサにおいても、第１の実施例と同様の効果を得ること
ができる。
属板により形成されているため、ダイヤフラム４の強度
が高い。また、ダイヤフラム４と圧力導入管３とがろう
付け接合されているため、ダイヤフラム４と圧力導入管
３との接着強度も高い。従って、本実施例に係る圧力セ
ンサにおいても、第１の実施例と同様の効果を得ること
ができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属製ダイヤフラムが設けられており、このダイヤフラム
に接合された半導体チップには感圧素子が設けられてい
るから、ダイヤフラムの自体の強度が高いと共に、例え
ば金属製圧力導入管とダイヤフラムとを接合した場合に
高い接合強度を得ることができる。このため、本発明に
係る半導体圧力センサは、圧力による破損を抑制できて
、高圧測定が可能である。また、油又は空気等の測定流
体が半導体チップと直接接触しないため、半導体チップ
の汚染を防止でき、測定値の信頼性が高い。
属製ダイヤフラムが設けられており、このダイヤフラム
に接合された半導体チップには感圧素子が設けられてい
るから、ダイヤフラムの自体の強度が高いと共に、例え
ば金属製圧力導入管とダイヤフラムとを接合した場合に
高い接合強度を得ることができる。このため、本発明に
係る半導体圧力センサは、圧力による破損を抑制できて
、高圧測定が可能である。また、油又は空気等の測定流
体が半導体チップと直接接触しないため、半導体チップ
の汚染を防止でき、測定値の信頼性が高い。
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体圧力センサ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体圧力センサ
のシリコンチップを示す上面図である。
のシリコンチップを示す上面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る半導体圧力センサ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】従来の半導体圧力センサを示す断面図である。
【符号の説明】
１，３，１１；圧力導入管
１ａ，４，１４；ダイヤフラム
２，１３；シリコンチップ
５，１５；感圧素子
１２；台座ガラス
Claims (1)
- 【請求項１】 圧力を受けて変形する金属製ダイヤフ
ラムと、このダイヤフラムに接合された半導体チップと
、この半導体チップに設けられた感圧素子とを有するこ
とを特徴とする高圧用半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5063391A JPH04267566A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 高圧用半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5063391A JPH04267566A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 高圧用半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267566A true JPH04267566A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12864372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5063391A Pending JPH04267566A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 高圧用半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04267566A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310827A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-23 | Denso Corp | 圧力センサ |
| US6595065B2 (en) | 1997-07-25 | 2003-07-22 | Denso Corporation | Pressure detecting apparatus with metallic diaphragm |
| JP2007271280A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Denso Corp | 圧力センサ |
| US7559247B2 (en) | 2006-07-14 | 2009-07-14 | Denso Corporation | Pressure sensor with reduced size strain gauge mounting structure and manufacturing method of the same |
| JP2018031797A (ja) * | 2017-11-15 | 2018-03-01 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー素子、物理量センサーおよび電子機器 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP5063391A patent/JPH04267566A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6595065B2 (en) | 1997-07-25 | 2003-07-22 | Denso Corporation | Pressure detecting apparatus with metallic diaphragm |
| DE19833712B4 (de) * | 1997-07-25 | 2012-11-15 | Denso Corporation | Druckerfassungsvorrichtung mit Metallmembran |
| DE19833712B8 (de) * | 1997-07-25 | 2013-01-31 | Denso Corporation | Druckerfassungsvorrichtung mit Metallmembran |
| JP2002310827A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-23 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP2007271280A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Denso Corp | 圧力センサ |
| US7559247B2 (en) | 2006-07-14 | 2009-07-14 | Denso Corporation | Pressure sensor with reduced size strain gauge mounting structure and manufacturing method of the same |
| JP2018031797A (ja) * | 2017-11-15 | 2018-03-01 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー素子、物理量センサーおよび電子機器 |
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