JPH0447244A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH0447244A JPH0447244A JP15791890A JP15791890A JPH0447244A JP H0447244 A JPH0447244 A JP H0447244A JP 15791890 A JP15791890 A JP 15791890A JP 15791890 A JP15791890 A JP 15791890A JP H0447244 A JPH0447244 A JP H0447244A
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- diaphragm
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体圧力センサの構造に関するものであ
る。
る。
第２図は従来の半導体圧力センサを示す断面図であり、
この図において、１は、例えばシリコン等の半導体チッ
プ、２は圧力を検知する検出用ダイヤフラム、３はこの
検出用ダイヤフラム２上に形成された検出用歪ゲージ、
４は前記半導体チップ１を保持する台座、５は基準圧力
室、６はこの基準圧力室５を形成する蓋、７は前記台座
４を保持するベース、８は前記台座４とベース７を接合
する接着剤、９は外部リード、１ｏは前記半導体チップ
１と外部リード９を結ぶワイヤ、１１はキャップ、１２
は前記ペース７とキャップ１１を接合する接着剤、１３
は前記ペース７に設けられた圧力導入管である。
この図において、１は、例えばシリコン等の半導体チッ
プ、２は圧力を検知する検出用ダイヤフラム、３はこの
検出用ダイヤフラム２上に形成された検出用歪ゲージ、
４は前記半導体チップ１を保持する台座、５は基準圧力
室、６はこの基準圧力室５を形成する蓋、７は前記台座
４を保持するベース、８は前記台座４とベース７を接合
する接着剤、９は外部リード、１ｏは前記半導体チップ
１と外部リード９を結ぶワイヤ、１１はキャップ、１２
は前記ペース７とキャップ１１を接合する接着剤、１３
は前記ペース７に設けられた圧力導入管である。
次に、動作について説明する。
圧力導入管１３より導入された圧力が検出用ダイヤフラ
ム２に印加されると、この圧力と基準圧力室５の圧力差
により検出用ダイヤフラム２が歪んで、応力を受ける。
ム２に印加されると、この圧力と基準圧力室５の圧力差
により検出用ダイヤフラム２が歪んで、応力を受ける。
すると、検出用ダイヤフラム２上に形成された検出用歪
ゲージ３の抵抗値が変化する。これを電気信号としてワ
イヤ１０を介し外部リード９に伝達すれば、圧力を電気
信号に変換した出力を取り出す（とができる。検出用歪
ゲージ３はホイートストンブリッジ状に接続してあり、
出力はブリッジの両端の差電圧となる。したがって、検
出用歪ゲージ３が歪まなければ出力電圧は０となるはず
であるが、組立ての残留応力等により、ある電圧が出力
される。これをオフセット電圧というが、圧力に対する
半導体圧力センサの出力は常にオフセット電圧が重畳さ
れたものとなる。
ゲージ３の抵抗値が変化する。これを電気信号としてワ
イヤ１０を介し外部リード９に伝達すれば、圧力を電気
信号に変換した出力を取り出す（とができる。検出用歪
ゲージ３はホイートストンブリッジ状に接続してあり、
出力はブリッジの両端の差電圧となる。したがって、検
出用歪ゲージ３が歪まなければ出力電圧は０となるはず
であるが、組立ての残留応力等により、ある電圧が出力
される。これをオフセット電圧というが、圧力に対する
半導体圧力センサの出力は常にオフセット電圧が重畳さ
れたものとなる。
従来の半導体圧力センサは以上のように構成されている
ので、感度を上げようとして検出用ダイヤフラム２を薄
くしていくと、台座４や蓋６と半導体チップ１の接合部
、あるいは半導体チップ１上に構成された金属等の薄膜
の影響により、圧力導入管１３の圧力が基準圧力室５の
圧力と同等のときのオフセット電圧が大きくなり、しか
も、温度変化による応力を受はオフセット電圧が温度特
性あるいは残留応力による熱によるヒステリシスを持つ
といった問題点があった。
ので、感度を上げようとして検出用ダイヤフラム２を薄
くしていくと、台座４や蓋６と半導体チップ１の接合部
、あるいは半導体チップ１上に構成された金属等の薄膜
の影響により、圧力導入管１３の圧力が基準圧力室５の
圧力と同等のときのオフセット電圧が大きくなり、しか
も、温度変化による応力を受はオフセット電圧が温度特
性あるいは残留応力による熱によるヒステリシスを持つ
といった問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、オフセット電圧を電気的に補償し、かつそ
の温度特性あるいは熱ヒステリシスも補完した半導体圧
力センサを得ろことを目的とする。
れたもので、オフセット電圧を電気的に補償し、かつそ
の温度特性あるいは熱ヒステリシスも補完した半導体圧
力センサを得ろことを目的とする。
この発明に係る半導体圧力センサは、圧力を検知する検
出用ダイヤプラムの近傍にこの検出用ダイヤプラムと同
一形状の補償用ダイヤフラムを設け、前記各々のダイヤ
フラム上に同一形状の検出用歪ゲージと、この検出用歪
ゲージの出力を補償する補償用歪ゲージとを形成し、前
記補償用ダイヤフラムの両面には常に同一圧力が印加さ
れる構造としたものである。
出用ダイヤプラムの近傍にこの検出用ダイヤプラムと同
一形状の補償用ダイヤフラムを設け、前記各々のダイヤ
フラム上に同一形状の検出用歪ゲージと、この検出用歪
ゲージの出力を補償する補償用歪ゲージとを形成し、前
記補償用ダイヤフラムの両面には常に同一圧力が印加さ
れる構造としたものである。
この発明による半導体圧力センサは、圧力を検知する検
出用ダイヤフラムと、温度特性あるいは熱によるヒステ
リシスを補償する補償用ダイヤプラムを同一条件にて形
成し、しかも前記補償用ダイヤフラムの両面には同一の
圧力がかかる構造としているため、検出用ダイヤフラム
の両面に同一の圧力が印加されたときと同一の温度特性
を示す、すなわち同一のオフセラ１−電圧を発生させる
ので、これを電気的に減算することにより本来の半導体
圧力センサのオフセット電圧の温度特性あるいは熱によ
るヒステリシスを補償する。
出用ダイヤフラムと、温度特性あるいは熱によるヒステ
リシスを補償する補償用ダイヤプラムを同一条件にて形
成し、しかも前記補償用ダイヤフラムの両面には同一の
圧力がかかる構造としているため、検出用ダイヤフラム
の両面に同一の圧力が印加されたときと同一の温度特性
を示す、すなわち同一のオフセラ１−電圧を発生させる
ので、これを電気的に減算することにより本来の半導体
圧力センサのオフセット電圧の温度特性あるいは熱によ
るヒステリシスを補償する。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
第１図において、１４は温度特性あるいは熱によるヒス
テリシスを補償する補償用ダイヤフラム、１５ば補償用
歪ゲージ、１６は前記基準圧力室５と同一圧力を持った
補償用圧力室である。なお、その他の符号は第２図と同
じものを示す。
テリシスを補償する補償用ダイヤフラム、１５ば補償用
歪ゲージ、１６は前記基準圧力室５と同一圧力を持った
補償用圧力室である。なお、その他の符号は第２図と同
じものを示す。
次に、動作について説明する。
圧力導入１ｒ１３から導入される圧力が基準圧力室５の
圧力と等しいとき、ブリッジ接続された検出用歪ゲージ
３の出力はオフセット電圧となる。
圧力と等しいとき、ブリッジ接続された検出用歪ゲージ
３の出力はオフセット電圧となる。
また、補償用圧力室１６と基準圧力室５の圧力を等しく
しておけば、補償用ダイヤフラム１４ば圧力による応力
を受けないから、ブリッジ接続された補償用歪ゲージ１
５の出力もオフセット電圧となる。検出用ダイヤフラム
２と補償用ダイヤフラム１４、検出用歪ゲージ３と補償
用歪ゲージ１５を同一形状に形成すれば、双方のオフセ
ラ１〜電圧は同等となり、かつ温度特性や熱によるヒス
テリシスも同等となる。これをブリッジ回路、比較回路
等の手段により電気的に減算すれば半導体圧力センサの
出力はオフセット電圧の影響を受けなくなる。
しておけば、補償用ダイヤフラム１４ば圧力による応力
を受けないから、ブリッジ接続された補償用歪ゲージ１
５の出力もオフセット電圧となる。検出用ダイヤフラム
２と補償用ダイヤフラム１４、検出用歪ゲージ３と補償
用歪ゲージ１５を同一形状に形成すれば、双方のオフセ
ラ１〜電圧は同等となり、かつ温度特性や熱によるヒス
テリシスも同等となる。これをブリッジ回路、比較回路
等の手段により電気的に減算すれば半導体圧力センサの
出力はオフセット電圧の影響を受けなくなる。
なお、上記実施例では、基準圧力室５を設けた絶対圧計
測用のものを示したが、基準圧力室５を設けず、大気解
放とするゲージ圧形のものや、検出用ダイヤフラム２上
面に圧力導入管１３とは別の圧力導入管を設けた差圧形
のものについても、補償用ダイヤフラム１４の両面の圧
力を常に等しく保つような構造とすれば同様の効果が得
られる。
測用のものを示したが、基準圧力室５を設けず、大気解
放とするゲージ圧形のものや、検出用ダイヤフラム２上
面に圧力導入管１３とは別の圧力導入管を設けた差圧形
のものについても、補償用ダイヤフラム１４の両面の圧
力を常に等しく保つような構造とすれば同様の効果が得
られる。
以上説明したように、この発明は、検出用ダイヤプラム
の近傍にこの検出用ダイヤプラムと同一形状の補償用ダ
イヤフラムを設け、前記各々のダイヤプラムの上面に同
一形状の検出用歪ゲージと、この検出用歪ゲージの出力
を補償する補償用歪ゲージとを形成し、前記補償用ダイ
ヤプラムの両面には常に同一圧力が印加されるよう構成
したので、検出用ダイヤフラムの両面に同一圧力が印加
されたときのオフセット電圧を補償することができ、非
常に精度の高い半導体圧カセンサが得られる効果がある
。
の近傍にこの検出用ダイヤプラムと同一形状の補償用ダ
イヤフラムを設け、前記各々のダイヤプラムの上面に同
一形状の検出用歪ゲージと、この検出用歪ゲージの出力
を補償する補償用歪ゲージとを形成し、前記補償用ダイ
ヤプラムの両面には常に同一圧力が印加されるよう構成
したので、検出用ダイヤフラムの両面に同一圧力が印加
されたときのオフセット電圧を補償することができ、非
常に精度の高い半導体圧カセンサが得られる効果がある
。
第１図はこの発明の一実施例による半導体圧力センサを
示す断面図、第２図は従来の半導体圧力センサを示す断
面図である。 図において、１は半導体チップ、２は検出用ダイヤフラ
ム、３は検出用歪ゲート、５は基準圧力室、１４は補償
用ダイヤフラム、１５は補償用歪ゲージ、１６は補償用
圧力室である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第 図
示す断面図、第２図は従来の半導体圧力センサを示す断
面図である。 図において、１は半導体チップ、２は検出用ダイヤフラ
ム、３は検出用歪ゲート、５は基準圧力室、１４は補償
用ダイヤフラム、１５は補償用歪ゲージ、１６は補償用
圧力室である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第 図
Claims (1)
- 圧力を検知する検出用ダイヤフラムの近傍にこの検出用
ダイヤフラムと同一形状の補償用ダイヤフラムを設け、
前記各々のダイヤフラム上に同一形状の検出用歪ゲージ
と、この検出用歪ゲージの出力を補償する補償用歪ゲー
ジとを形成し、前記補償用ダイヤフラムの両面には常に
同一圧力が印加される構造としたことを特徴とする半導
体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15791890A JPH0447244A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15791890A JPH0447244A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0447244A true JPH0447244A (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=15660307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15791890A Pending JPH0447244A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0447244A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005252357A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Univ Of Tokyo | 撮像装置、及び撮像装置の制御方法 |
| JP2008532041A (ja) * | 2005-03-10 | 2008-08-14 | テミック オートモーティブ オブ ノース アメリカ インコーポレイテッド | 媒体から分離された絶対圧力センサ |
| JP2009250969A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Wika Alexander Wiegand Gmbh & Co Kg | 絶対圧を測定するための圧力センサアセンブリ |
| US8327712B2 (en) | 2009-02-27 | 2012-12-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor pressure sensor having symmetrical structure, and manufacturing method thereof |
| WO2013017569A1 (de) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | Ifm Electronic Gmbh | Verfahren zur überprüfung der funktion eines drucksensors |
| JP2014115210A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Seiko Epson Corp | Ｍｅｍｓ素子、電子デバイス、高度計、電子機器および移動体 |
| EP2362203A3 (en) * | 2010-02-27 | 2014-12-24 | Codman Neurosciences Sarl | Apparatus and method for minimizing drift of a piezo-resisitive pressure sensor due to the progressive release of mechanical stress over time |
| WO2015133101A1 (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
| JP2019105537A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP15791890A patent/JPH0447244A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005252357A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Univ Of Tokyo | 撮像装置、及び撮像装置の制御方法 |
| JP2008532041A (ja) * | 2005-03-10 | 2008-08-14 | テミック オートモーティブ オブ ノース アメリカ インコーポレイテッド | 媒体から分離された絶対圧力センサ |
| JP2009250969A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Wika Alexander Wiegand Gmbh & Co Kg | 絶対圧を測定するための圧力センサアセンブリ |
| US8327712B2 (en) | 2009-02-27 | 2012-12-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor pressure sensor having symmetrical structure, and manufacturing method thereof |
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| WO2013017569A1 (de) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | Ifm Electronic Gmbh | Verfahren zur überprüfung der funktion eines drucksensors |
| JP2014115210A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Seiko Epson Corp | Ｍｅｍｓ素子、電子デバイス、高度計、電子機器および移動体 |
| WO2015133101A1 (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
| US9983081B2 (en) | 2014-03-03 | 2018-05-29 | Denso Corporation | Pressure sensor |
| JP2019105537A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
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