JPH07218364A - 半導体圧力計 - Google Patents

半導体圧力計

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JPH07218364A
JPH07218364A JP1161394A JP1161394A JPH07218364A JP H07218364 A JPH07218364 A JP H07218364A JP 1161394 A JP1161394 A JP 1161394A JP 1161394 A JP1161394 A JP 1161394A JP H07218364 A JPH07218364 A JP H07218364A
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JP
Japan
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substrate
semiconductor pressure
detecting element
silicon semiconductor
pressure detecting
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JP1161394A
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English (en)
Inventor
Toshio Aga
敏夫 阿賀
Toshiyuki Sarutani
敏之 猿谷
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化が図れ、温度特性が良好な半導体圧力
計を提供する。 【構成】 基板と、基板の一面に一面が接して設けられ
たシリコン半導体圧力検出素子と、基板を挟持する第1
と第2のボディとを具備する半導体圧力計において、シ
リコン半導体圧力検出素子に近接してシリコン半導体圧
力検出素子を覆いシリコン半導体圧力検出素子と基板と
封入室を構成する弾性材料からなる隔膜と、封入室に封
入されたゲル状物質或いは弾性を有する樹脂或いは液状
物質よりなる封入物質と、基板の一面側に接して設けら
れ隔膜と測定室を構成する第1のボディと、基板の他面
側に接して設けられ基板に設けられた導圧孔を介してシ
リコン半導体圧力検出素子と基準室を構成する第2のボ
ディとを具備したことを特徴とする半導体圧力計であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小型化が図れ、温度特
性が良好な半導体圧力計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来より一般に使用されている
従来例の構成説明図で、例えば、実開平2―60045
号に示されている。図において、1は半導体よりなるセ
ンサチップである。
【0003】11は、センサチップ1に設けられ、セン
サチップ1に、ダイアフラム12を形成する凹部であ
る。13はダイアフラム12に設けられた歪検出センサ
である。2はセンサチップ1に一面が固定され凹部11
と大気圧基準室21を構成する基板である。
【0004】22は、基板2を貫通し大気圧基準室21
に連通する貫通孔である。3は基板2の他面に一端が接
続され貫通孔22と連通し他端が大気に開放される大気
導通パイプである。
【0005】4は、大気導通パイプが固定されるベース
である。5は,ベース4に固定され、センサチップ1と
測定室51を構成し、接液ダイアフラム52と接液ダイ
アフラム室53を構成するボディである。54は、測定
室51と接液ダイアフラム室53とを連通する連通孔で
ある。
【0006】55は測定室51と接液ダイアフラム室5
3と連通孔54とを満たす封入液である。56はベース
4を覆うケースである。57はボディ5を覆うケースで
ある。
【0007】以上の構成において、接液ダイアフラム5
2に測定圧Pmが加わると、封入液55を介して、ダイ
アフラム12に測定圧Pmが加わり、大気圧基準室21
の大気圧との差圧が歪検出センサ13により検出され
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置において、接液ダイアフラム52はボディ5の外
表面に設けられているので、装置が大型化してしまう。
また、封入液55も多くなり、周囲温度の影響を受けや
すく、温度特性が良好でない。本発明は、この問題点
を、解決するものである。
【0009】本発明の目的は、小型化が図れ、温度特性
が良好な半導体圧力計を提供するにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 (1)基板と、該基板の一面に一面が接して設けられた
シリコン半導体圧力検出素子と、該基板を挟持する第1
と第2のボディとを具備する半導体圧力計において、前
記シリコン半導体圧力検出素子に近接して該シリコン半
導体圧力検出素子を覆い該シリコン半導体圧力検出素子
と前記基板と封入室を構成する弾性材料からなる隔膜
と、前記封入室に封入されたゲル状物質或いは弾性を有
する樹脂或いは液状物質よりなる封入物質と、前記基板
の前記一面側に接して設けられ該隔膜と測定室を構成す
る第1のボディと、前記基板の他面側に接して設けられ
前記基板に設けられた導圧孔を介して前記シリコン半導
体圧力検出素子と基準室を構成する第2のボディとを具
備したことを特徴とする半導体圧力計。 (2)基板と、該基板の一面に一面が接して設けられた
シリコン半導体圧力検出素子と、該基板を挟持する第1
と第2のボディとを具備する半導体圧力計において、平
板状の基板と、前記シリコン半導体圧力検出素子に近接
して該シリコン半導体圧力検出素子を覆い該シリコン半
導体圧力検出素子と前記基板と封入室を構成し弾性を有
する合成樹脂あるいはゴムからなる隔膜と、前記封入室
に封入されたゲル状物質或いは弾性を有する樹脂或いは
液状物質よりなる封入物質と、前記基板の前記一面側に
接して設けられ該隔膜と測定室を構成する第1のボディ
と、前記基板の他面側に接して設けられ前記基板に設け
られた導圧孔を介して前記シリコン半導体圧力検出素子
と基準室を構成する第2のボディとを具備したことを特
徴とする半導体圧力計。 (3)基板と、該基板の一面に一面が接して設けられた
シリコン半導体圧力検出素子と、該基板を挟持する第1
と第2のボディとを具備する半導体圧力計において、凹
部を有する基板と、前記シリコン半導体圧力検出素子に
近接し且つ該シリコン半導体圧力検出素子と該基板の凹
部開口部を覆い該シリコン半導体圧力検出素子と前記基
板と封入室を構成し弾性を有する合成樹脂あるいはゴム
からなる平板状の弾性材からなる隔膜と、前記封入室に
封入されたゲル状物質或いは弾性を有する樹脂或いは液
状物質よりなる封入物質と、前記基板の前記一面側に接
して設けられ該隔膜と測定室を構成する第1のボディ
と、前記基板の他面側に接して設けられ前記基板に設け
られた導圧孔を介して前記シリコン半導体圧力検出素子
と基準室を構成する第2のボディとを具備したことを特
徴とする半導体圧力計。を構成したものである。
【0011】
【作用】以上の構成において、測定圧力が加わると、測
定ダイアフラムは測定圧力によって変位する。測定ダイ
アフラムの変位によって、測定圧力に対応した電気信号
出力が得られる。以下、実施例に基づき詳細に説明す
る。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例の要部構成説明図で
ある。図において、図6と同一記号の構成は同一機能を
表わす。以下、図6と相違部分のみ説明する。61は平
板状の基板で、この場合は、プリント基板が使用されて
いる。
【0013】62は、基板61の一面に一面が接して設
けられたシリコン半導体圧力検出素子である。この場合
は、センサチップ1に歪検出センサ13が設けられた素
子が使用されている。63は、シリコン半導体圧力検出
素子62に近接して、シリコン半導体圧力検出素子62
を覆い、シリコン半導体圧力検出素子62と基板61と
封入室64を構成し、弾性を有する合成樹脂あるいはゴ
ムからなる隔膜である。
【0014】この場合は、ゴムからなり、半球状をなし
ている。隔膜63の周囲は、この場合は、基板61と共
に、後述の第1のボディ66と第2のボディ68との締
め付けにより、固定とシールとが確保される。65は、
封入室64に封入されたゲル状物質或いは弾性を有する
樹脂或いは液状物質よりなる封入物質である。
【0015】この場合は、シリコンのゲル状物質が使用
されている。66は、基板61の一面側に接して設けら
れ、隔膜63と測定室67を構成する第1のボディであ
る。68は、基板61の他面側に接して設けられ、基板
61に設けられた導圧孔611を介して、シリコン半導
体圧力検出素子62と基準室69を構成する第2のボデ
ィである。
【0016】なお、第1のボディ66と第2のボディ6
8とは、この場合は、プラスチックが使用されている
が、金属でも良いことは勿論である。71は、第1のボ
ディ66に設けられた取付ねじ、72は第1のボディ6
6に設けられたOリングである。
【0017】73は、基板61に取付られたプリントに
搭載された電気回路部品で構成された信号処理回路であ
る。シリコン半導体圧力検出素子62で発生した電気信
号は、細いリード線によって、基板61に送られ、基板
61上のスルーホールで信号処理回路73に伝えられ
る。信号処理回路73において、必要な信号処理がなさ
れ、測定圧Pmに比例した電気信号が出力される。
【0018】以上の構成において、隔膜63に測定圧P
mが加わると、封入物質65を介して、ダイアフラム1
2に測定圧Pmが加わり、大気圧基準室21の大気圧と
の差圧が歪検出センサ13により検出される。而して、
隔膜63は第1のボディ66内にシリコン半導体圧力検
出素子に近接
【0019】して設けられている。この結果、装置が小
型化できる。また、封入物質65の量も少なくでき、周
囲温度の影響を受けにくくなり、温度特性が向上でき
る。
【0020】図2は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては、隔膜81をベローズで
構成したものである。隔膜81の変位量を大きく取るこ
とができる。
【0021】図3は本発明の別の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては、基板91に凹部92を
設け、この凹部92にシリコン半導体圧力検出素子62
と封入物質65が設けられたものである。平板状の隔膜
93が使用でき、隔膜93の製作が容易安価にすること
が出来る半導体圧力計が得られる。
【0022】図4は本発明の別の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては、基板61とセンサチッ
プ1との間にガラス基板95が設けられたものである。
この場合には、外部の振動や、熱変化等による機械的な
外乱が、このガラス基板により十分に減衰され、外乱ノ
イズ等の測定環境が悪い場合でも、S/N比が良好な信
号が得られるという特徴を有する。
【0023】図5は本発明装置の実際使用の一例を示す
図である。図において、Aは配管、Bは配管A内を流れ
る測定流体、Cは配管Aに取付ねじ71を介して取付ら
れた本発明の半導体圧力計である。
【0024】なお、前述の実施例においては、封入物質
65はゲル状物質と説明したが、これに限ることはな
く、例えば、弾性を有する樹脂或いは液状物質でも良
い。要するに、測定圧力Pmが伝達出来るものであれば
よい。
【0025】但し、例えば、液状物質としてのシリコン
オイルに対して、ゲル状物質或いは弾性を有する樹脂と
してのシリコンは、体積膨張係数が約1/2である。一
般的に、体積膨張係数は液状物質に対して、ゲル状物質
或いは弾性を有する樹脂は小さいと考えられるので、封
入物質65が液状物質に対して、ゲル状物質或いは弾性
を有する樹脂の場合は、より温度特性が向上し得る。
【0026】なお、前述の実施例においては、隔膜63
はゴムと説明したが、これに限ることはなく、例えば、
弾性を有する樹脂或いは金属でも良い。要するに、測定
室67と封入室64とを分け、圧力Pmが伝達出来るも
のであればよい。
【0027】但し、例えば、衝撃的な測定圧に対して、
金属の隔膜63の場合、シリコン半導体圧力検出素子6
2にぶつかった場合に、シリコン半導体圧力検出素子6
2を破壊する恐れがある。これに対して、ゴムや弾性を
有する樹脂の場合は、その恐れがない。
【0028】従って、ゴムや弾性を有する樹脂の場合
は、シリコン半導体圧力検出素子62により近接して隔
膜63を設けることが出来、より小型化、温度特性が向
上した半導体圧力計が得られる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、 (1)基板と、該基板の一面に一面が接して設けられた
シリコン半導体圧力検出素子と、該基板を挟持する第1
と第2のボディとを具備する半導体圧力計において、前
記シリコン半導体圧力検出素子に近接して該シリコン半
導体圧力検出素子を覆い該シリコン半導体圧力検出素子
と前記基板と封入室を構成する弾性材料からなる隔膜
と、前記封入室に封入されたゲル状物質或いは弾性を有
する樹脂或いは液状物質よりなる封入物質と、前記基板
の前記一面側に接して設けられ該隔膜と測定室を構成す
る第1のボディと、前記基板の他面側に接して設けられ
前記基板に設けられた導圧孔を介して前記シリコン半導
体圧力検出素子と基準室を構成する第2のボディとを具
備したことを特徴とする半導体圧力計。 (2)基板と、該基板の一面に一面が接して設けられた
シリコン半導体圧力検出素子と、該基板を挟持する第1
と第2のボディとを具備する半導体圧力計において、平
板状の基板と、前記シリコン半導体圧力検出素子に近接
して該シリコン半導体圧力検出素子を覆い該シリコン半
導体圧力検出素子と前記基板と封入室を構成し弾性を有
する合成樹脂あるいはゴムからなる隔膜と、前記封入室
に封入されたゲル状物質或いは弾性を有する樹脂或いは
液状物質よりなる封入物質と、前記基板の前記一面側に
接して設けられ該隔膜と測定室を構成する第1のボディ
と、前記基板の他面側に接して設けられ前記基板に設け
られた導圧孔を介して前記シリコン半導体圧力検出素子
と基準室を構成する第2のボディとを具備したことを特
徴とする半導体圧力計。 (3)基板と、該基板の一面に一面が接して設けられた
シリコン半導体圧力検出素子と、該基板を挟持する第1
と第2のボディとを具備する半導体圧力計において、凹
部を有する基板と、前記シリコン半導体圧力検出素子に
近接し且つ該シリコン半導体圧力検出素子と該基板の凹
部開口部を覆い該シリコン半導体圧力検出素子と前記基
板と封入室を構成し弾性を有する合成樹脂あるいはゴム
からなる平板状の弾性材からなる隔膜と、前記封入室に
封入されたゲル状物質或いは弾性を有する樹脂或いは液
状物質よりなる封入物質と、前記基板の前記一面側に接
して設けられ該隔膜と測定室を構成する第1のボディ
と、前記基板の他面側に接して設けられ前記基板に設け
られた導圧孔を介して前記シリコン半導体圧力検出素子
と基準室を構成する第2のボディとを具備したことを特
徴とする半導体圧力計。を構成した。
【0030】この結果、請求項1によれば、隔膜は第1
のボディ内にシリコン半導体圧力検出素子に近接して設
けられている。従って、装置が小型化できる。また、封
入物質の量も少なくでき、周囲温度の影響を受けにくく
なり、温度特性が向上できる。
【0031】請求項2によれば、平板状の基板上にシリ
コン半導体圧力検出素子と封入物質と隔膜が構成された
ので基板の製作が容易で安価な半導体圧力計が得られ
る。
【0032】請求項3によれば、基板に凹部を設け、こ
の凹部にシリコン半導体圧力検出素子と封入物質が設け
られたものである。平板状の隔膜が使用でき、隔膜の製
作が容易安価にすることが出来る半導体圧力計が得られ
る。
【0033】従って、本発明によれば、小型化が図れ、
温度特性が良好な半導体圧力計が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図3】本発明の別の実施例の要部構成説明図である。
【図4】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図5】本発明の装置の使用例の要部構成説明図であ
る。
【図6】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
【符号の説明】
1…センサチップ11…凹部 12…ダイアフラム 13…歪検出センサ 61…基板 62…シリコン半導体圧力検出素子 63…隔膜 64…封入室 65…封入物質 66…第1のボディ 67…測定室 68…第2のボディ 69…基準室 71…取付ねじ 72…Oリング 73…プリント板 81…隔膜 91…基板 92…凹部 93…隔膜 95…ガラス基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、 該基板の一面に一面が接して設けられたシリコン半導体
    圧力検出素子と、 該基板を挟持する第1と第2のボディとを具備する半導
    体圧力計において、 前記シリコン半導体圧力検出素子に近接して該シリコン
    半導体圧力検出素子を覆い該シリコン半導体圧力検出素
    子と前記基板と封入室を構成する弾性材料からなる隔膜
    と、 前記封入室に封入されたゲル状物質或いは弾性を有する
    樹脂或いは液状物質よりなる封入物質と、 前記基板の前記一面側に接して設けられ該隔膜と測定室
    を構成する第1のボディと、 前記基板の他面側に接して設けられ前記基板に設けられ
    た導圧孔を介して前記シリコン半導体圧力検出素子と基
    準室を構成する第2のボディとを具備したことを特徴と
    する半導体圧力計。
  2. 【請求項2】基板と、 該基板の一面に一面が接して設けられたシリコン半導体
    圧力検出素子と、 該基板を挟持する第1と第2のボディとを具備する半導
    体圧力計において、 平板状の基板と、 前記シリコン半導体圧力検出素子に近接して該シリコン
    半導体圧力検出素子を覆い該シリコン半導体圧力検出素
    子と前記基板と封入室を構成し弾性を有する合成樹脂あ
    るいはゴムからなる隔膜と、 前記封入室に封入されたゲル状物質或いは弾性を有する
    樹脂或いは液状物質よりなる封入物質と、 前記基板の前記一面側に接して設けられ該隔膜と測定室
    を構成する第1のボディと、 前記基板の他面側に接して設けられ前記基板に設けられ
    た導圧孔を介して前記シリコン半導体圧力検出素子と基
    準室を構成する第2のボディとを具備したことを特徴と
    する半導体圧力計。
  3. 【請求項3】基板と、 該基板の一面に一面が接して設けられたシリコン半導体
    圧力検出素子と、 該基板を挟持する第1と第2のボディとを具備する半導
    体圧力計において、 凹部を有する基板と、 前記凹部に設けられ一面が前記凹部の底面に接して設け
    られたシリコン半導体圧力検出素子と、 該シリコン半導体圧力検出素子に近接し且つ該シリコン
    半導体圧力検出素子と該基板の凹部開口部とを覆い該シ
    リコン半導体圧力検出素子と前記基板と封入室を構成し
    弾性を有する合成樹脂あるいはゴムからなる平板状の弾
    性材からなる隔膜と、 前記封入室に封入されたゲル状物質或いは弾性を有する
    樹脂或いは液状物質よりなる封入物質と、 前記基板の前記一面側に接して設けられ該隔膜と測定室
    を構成する第1のボディと、 前記基板の他面側に接して設けられ前記基板に設けられ
    た導圧孔を介して前記シリコン半導体圧力検出素子と基
    準室を構成する第2のボディとを具備したことを特徴と
    する半導体圧力計。
JP1161394A 1994-02-03 1994-02-03 半導体圧力計 Pending JPH07218364A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000513447A (ja) * 1996-06-28 2000-10-10 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト プリント配線板の実装表面へ実装するための圧力センサ装置
WO2016137027A1 (ko) * 2015-02-25 2016-09-01 (주)파트론 압력센서 패키지 및 그 제조 방법
WO2024219096A1 (ja) * 2023-04-17 2024-10-24 株式会社村田製作所 圧力センサ及び電子機器

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