JPH0798257A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、基台に半導体圧力変換素子を載置し
た台座を接合し、前記半導体圧力変換素子及び台座を前
記基台に接合したハウジング内に空間を有して封入して
成る圧力センサにおいて、被測定媒体の圧力による影響
で半導体圧力変換素子及び台座の歪みの発生と、密閉空
間に封止されている基準圧のリークを抑止し、検出精度
を向上することを目的とする。 【構成】半導体圧力変換素子３３を一定圧の基準圧を封
止して台座３５に載置し、前記台座３５の基台３１への
接合面に圧力導入口３２とハウジング３６内の空間３７
とを連通する圧力導入溝３８を設け、ハウジング３６内
の空間３７に導入した被測定媒体の圧力Ｐを半導体圧力
変換素子３３の上面のダイヤフラム受圧側に作用するよ
うにした構成ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体圧力変換素子を
内蔵した圧力センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの吸気圧等を制御する圧
力センサには基準圧型と差圧型がある。この２種類のう
ち、図４で示すように基準圧型の圧力センサ２０は被測
定媒体の圧力Ｐに対して出力信号を出力する半導体圧力
変換素子２５と、その半導体圧力変換素子２５を載置す
る台座２６と、これらを載置する基台２７とをそれぞれ
共晶接合し、半導体圧力変換素子２５の受圧側と反対側
である背圧側は大気解放穴の無いハウジング２１と基台
２７とにより空間２４を有して封止し、その空間２４に
真空又は一定圧の基準圧が封入され、基台２７には被測
定媒体の圧力Ｐを半導体圧力変換素子２５のダイヤフラ
ム受圧側に導くための圧力導入パイプ２３を鑞付けし、
基台２７を貫通した導線２２によって半導体圧力変換素
子２５の出力信号をハウジング２１外に取り出すように
した構造である。また、差圧型の圧力センサはハウジン
グ２１内に大気圧を導入して圧力Ｐと大気圧の差圧を測
定するようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の基準圧型
の圧力センサ２０の構造では、被測定媒体の圧力Ｐを受
圧する半導体圧力変換素子２５のダイヤフラム受圧側は
台座２６に接合されている側である。従って、殊に高圧
用では半導体圧力変換素子２５に作用する被測定媒体の
圧力Ｐの負荷サイクルにより、半導体圧力変換素子２５
は台座２６から、台座２６は基台２７からそれぞれ剥離
方向に引張応力が繰り返され、歪みが発生して出力の変
動が大きくなる。また、ハウジング２１と基台２７との
接合部や導線２２の基台貫通部からハウジング２１の空
間２４内の基準圧がリークする問題がある。

【０００４】また、このため、ハウジング２１の上部か
らハウジング２１内に圧力Ｐを導入して台座内に基準圧
を封入してやることでリークや出力の変動を防止するこ
とも考えられるが、ハウジング２１の上部から圧力を導
入すると、圧力センサを取り付ける際の配管の取り回し
や圧力センサから出力される信号を処理する処理回路の
配置を変えなければならない問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
に鑑みてなされたもので、その特徴とする構成は、圧力
導入口を有する基台に半導体圧力変換素子を載置した台
座を接合し、前記半導体圧力変換素子及び台座を前記基
台に接合したハウジング内に空間を有して封入して成る
圧力センサにおいて、前記半導体圧力変換素子を一定圧
の基準圧を封止して台座に載置し、前記台座の基台への
接合面に前記圧力導入口とハウジング内の空間とを連通
する圧力導入溝を設けたものである。

【０００６】

【作用】上記の構成により、基台の圧力導入口から入っ
た被測定媒体の圧力は台座の基台への接合面に設けた圧
力導入溝よりハウジング内の空間に導かれ、半導体圧力
変換素子の上面のダイヤフラム受圧側に圧力が作用し、
半導体圧力変換素子と台座及び台座と基台の各接合部に
引張応力が発生せず、耐圧性を向上する。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、圧力センサ３０は被測定媒体の圧力
Ｐに対して出力信号を出力する半導体圧力変換素子３３
と、その半導体圧力変換素子３３を載置する台座３５
と、これらを載置する基台３１とをそれぞれ陽極接合
し、半導体圧力変換素子３３と台座３５とによって形成
される密閉された空間３４に一定圧の基準圧が封止され
ている。

【０００８】前記基台３１には圧力導入口３２が開口
し、これに圧力導入パイプ２３が鑞付けされている。ま
た、前記基台３１には大気解放穴の無いハウジング３６
が空間３７を有して接合されている。３９は半導体圧力
変換素子３３の出力信号をハウジング２１外に取り出す
ために基台３１を貫通した導線である。

【０００９】前記台座３５の基台３１への接合面には前
記圧力導入口３２とハウジング３６内の空間３７とを連
通する圧力導入溝３８が設けられている。この圧力導入
溝３８は例えば図２で示すように、台座３５の基台３１
への接合面、すなわち、半導体圧力変換素子３３が載置
接合される面とは反対側の下面側に、台座３５の下部側
面に開口する十字溝が好ましい。しかし、十字溝に限定
するものではない。

【００１０】本発明は上記のような構成であるから、被
測定媒体の圧力Ｐは圧力導入パイプ２３を通って基台３
１の圧力導入口３２から台座３５の基台３１への接合面
に設けた圧力導入溝３８よりハウジング３６内の空間３
７に導かれ、半導体圧力変換素子３３の上面のダイヤフ
ラム受圧側に圧力が作用して出力信号を導線３９により
ハウジング２１外に取り出す。

【００１１】上記のように台座３５の下面の基台３１へ
の接合面に設けた圧力導入溝３８よりハウジング３６内
の空間３７に導かれた被測定媒体の圧力Ｐは半導体圧力
変換素子３３の上面のダイヤフラム受圧側に作用するた
め、半導体圧力変換素子３３と台座３５及び台座３５と
基台３１の各接合部には押し付ける作用が働き、引張応
力は発生しないので、歪みが生じることがなくなり、半
導体圧力変換素子３３と台座３５とによって形成される
密閉された空間３４に封止されている基準圧のリークが
抑止され、出力の変動がなくなる。

【００１２】前記台座３５に半導体圧力変換素子３３を
載置接合したセンサ構造体を製造するには、図３で示す
ように、各個に分割するためのスリット３５Ｂを入れた
複数個の台座３５が連続する圧力導入溝３８付の台座素
材３５Ａの上面に、複数個の半導体圧力変換素子３３が
前記スリット３５Ｂと同一位置で対応する切り離し線３
３により連続した半導体圧力変換素子材３３Ａを載置
し、これを真空ポンプ４１によって真空圧にした真空容
器４０内で、一方に半導体圧力変換素子材３３Ａを接続
し、他方に台座素材３５Ａを接続して電源４２によって
９００Ｖ程度の電圧を印加することで、台座素材３５Ａ
と半導体圧力変換素子材３３Ａを接合する。そして、ス
リット３５Ｂ及び切り離し線３３を切断することによ
り、単体のセンサ構造体が得られる。この場合、半導体
圧力変換素子３３と台座３５とによって形成される密閉
された空間３４の一定圧の基準圧が全て同一に封止さ
れ、センサの均一化ができる。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、半導体圧力
変換素子を一定圧の基準圧を封止して台座に載置し、前
記台座の基台への接合面に圧力導入口とハウジング内の
空間とを連通する圧力導入溝を設け、ハウジング内の空
間に導入した被測定媒体の圧力を半導体圧力変換素子の
上面のダイヤフラム受圧側に作用するようにした構成で
あるから、歪みの発生と半導体圧力変換素子と台座との
間に封止されている基準圧のリークを抑止し、出力の変
動が防止され検出精度を向上する。また、同一形状のパ
ッケージで基準圧タイプと差圧タイプが台座形状のみで
使い分けすることができ、パッケージに対し台座接合面
積が小さく、台座上の半導体圧力変換素子に伝達する歪
みが小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧力センサの断面図

【図２】本発明による圧力センサに用いられている台座
の１例を示す要部斜視図

【図３】本発明による圧力センサの台座に半導体圧力変
換素子を載置接合したセンサ構造体の製造例を示す説明
図

【図４】従来の圧力センサの断面図

【符号の説明】

３０ 圧力センサ ３１ 基台 ３２ 圧力導入口 ３３ 半導体圧力変換素子 ３５ 台座 ３６ ハウジング ３７ 空間 ３８ 圧力導入溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力導入口を有する基台に半導体圧力変
   換素子を載置した台座を接合し、前記半導体圧力変換素
   子及び台座を前記基台に接合したハウジング内に空間を
   有して封入して成る圧力センサにおいて、前記半導体圧
   力変換素子を一定圧の基準圧を封止して台座に載置し、
   前記台座の基台への接合面に前記圧力導入口とハウジン
   グ内の空間とを連通する圧力導入溝を設けたことを特徴
   とする圧力センサ。