JPH08240500A - 静電容量式圧力センサ及びその製造方法 - Google Patents
静電容量式圧力センサ及びその製造方法Info
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- JPH08240500A JPH08240500A JP7041624A JP4162495A JPH08240500A JP H08240500 A JPH08240500 A JP H08240500A JP 7041624 A JP7041624 A JP 7041624A JP 4162495 A JP4162495 A JP 4162495A JP H08240500 A JPH08240500 A JP H08240500A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定基板とダイアフラムとのギャップの寸法
精度を高めて特性ばらつきの小さい静電容量式圧力セン
サを提供する。 【構成】 表面に第一の電極３が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板１と、第二の電極４が表面に形成
された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラム２と、
前記第一の電極３と前記第二の電極４との少なくとも一
方の周縁部に形成したスペーサ層５及びスペーサ６とを
備え、前記第一の電極３と前記第二の電極４とが対向配
置しかつ前記スペーサ層５及び前記スペーサ６を介して
前記固定基板１と前記ダイアフラム２とを接合した構成
とした。
精度を高めて特性ばらつきの小さい静電容量式圧力セン
サを提供する。 【構成】 表面に第一の電極３が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板１と、第二の電極４が表面に形成
された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラム２と、
前記第一の電極３と前記第二の電極４との少なくとも一
方の周縁部に形成したスペーサ層５及びスペーサ６とを
備え、前記第一の電極３と前記第二の電極４とが対向配
置しかつ前記スペーサ層５及び前記スペーサ６を介して
前記固定基板１と前記ダイアフラム２とを接合した構成
とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧力変化をダイアフラム
に設けられた電極の静電容量変化に変換し、さらに電気
的出力に変換する小型・高性能の静電容量式圧力センサ
及びその製造方法に関する。
に設けられた電極の静電容量変化に変換し、さらに電気
的出力に変換する小型・高性能の静電容量式圧力センサ
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電容量式圧力センサは、圧力によって
ダイアフラムが変形し、電極間距離が変化することによ
って電極間に生ずる静電容量が変化することを利用した
ものである。従来の静電容量式圧力センサは、電極を形
成した基板とダイアフラムとの間のギャップをビーズを
含む封着ガラスでダイアフラムを基板に封着固定したも
の（特開昭５７−９７４２２号公報）であった。
ダイアフラムが変形し、電極間距離が変化することによ
って電極間に生ずる静電容量が変化することを利用した
ものである。従来の静電容量式圧力センサは、電極を形
成した基板とダイアフラムとの間のギャップをビーズを
含む封着ガラスでダイアフラムを基板に封着固定したも
の（特開昭５７−９７４２２号公報）であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】静電容量式圧力センサ
の小型・高性能化に対して電極間距離ギャップを小さく
することは有効であるが、図５のように電極１３、１４
を形成した基板１１とダイアフラム１２との間のギャッ
プを微小なビーズ１６を含む封着ガラス１５でダイアフ
ラム１２を基板１１に封着固定したもの（特開昭５７−
９７４２２号公報）は、高温で封着ガラス１５を軟化さ
せて基板１１とダイアフラム１２とを封着固定させると
ともに、封着ガラス１５中の微小なビーズ１６によって
基板１１とダイアフラム１２間の数１０μm以下のギャ
ップをコントロールしている。しかしながらガラスを封
着する温度ではガラスの粘度が大きいためにガラスが十
分拡がらず、微視的には基板１１、封着ガラス、微小な
ビーズ１６、封着ガラス１５、ダイアフラム１２のよう
に、基板１１と微小なビーズ１６との間及び微小なビー
ズ１６とダイアフラム１２との間に、封着ガラス１５が
わずかに存在する。したがって微小なビーズ１６のみで
微小なギャップを形成することができないので微小なギ
ャップの寸法精度が悪く静電容量がばらつくという問題
点があった。
の小型・高性能化に対して電極間距離ギャップを小さく
することは有効であるが、図５のように電極１３、１４
を形成した基板１１とダイアフラム１２との間のギャッ
プを微小なビーズ１６を含む封着ガラス１５でダイアフ
ラム１２を基板１１に封着固定したもの（特開昭５７−
９７４２２号公報）は、高温で封着ガラス１５を軟化さ
せて基板１１とダイアフラム１２とを封着固定させると
ともに、封着ガラス１５中の微小なビーズ１６によって
基板１１とダイアフラム１２間の数１０μm以下のギャ
ップをコントロールしている。しかしながらガラスを封
着する温度ではガラスの粘度が大きいためにガラスが十
分拡がらず、微視的には基板１１、封着ガラス、微小な
ビーズ１６、封着ガラス１５、ダイアフラム１２のよう
に、基板１１と微小なビーズ１６との間及び微小なビー
ズ１６とダイアフラム１２との間に、封着ガラス１５が
わずかに存在する。したがって微小なビーズ１６のみで
微小なギャップを形成することができないので微小なギ
ャップの寸法精度が悪く静電容量がばらつくという問題
点があった。
【０００４】容量はＣ＝εＡＸ-1（ここでＣは容量、Ａ
は電極面積、εは誘電率、Ｘは電極間隔である）で表さ
れ、、電極間隔が小さいほど容量が大きい。またｄＣ／
ｄＸ＝−εＡＸ-2であり、電極間隔が小さいほど感度が
よいことがわかる。スペーサ層５及びスペーサ６によっ
て形成されるギャップ高さは、通常約０．１μm〜数１
０μmが好ましく、高容量化、高感度化のために約０．
１μm〜数１０μmがさらに好ましい。しかしながら、高
容量化、高感度化のためにギャップ高さを約０．１μm
〜数１０μmにすると、わずかなギャップ高さの変動が
容量の変動、ばらつきを引き起こすために、ギャップ高
さを非常に厳密に管理する必要がある。
は電極面積、εは誘電率、Ｘは電極間隔である）で表さ
れ、、電極間隔が小さいほど容量が大きい。またｄＣ／
ｄＸ＝−εＡＸ-2であり、電極間隔が小さいほど感度が
よいことがわかる。スペーサ層５及びスペーサ６によっ
て形成されるギャップ高さは、通常約０．１μm〜数１
０μmが好ましく、高容量化、高感度化のために約０．
１μm〜数１０μmがさらに好ましい。しかしながら、高
容量化、高感度化のためにギャップ高さを約０．１μm
〜数１０μmにすると、わずかなギャップ高さの変動が
容量の変動、ばらつきを引き起こすために、ギャップ高
さを非常に厳密に管理する必要がある。
【０００５】本発明は、かかる従来の問題点を解消する
もので、スペーサとスペーサ層とを分離することで静電
容量式圧力センサの容量ばらつきを小さくすることを第
１の目的としたものである。
もので、スペーサとスペーサ層とを分離することで静電
容量式圧力センサの容量ばらつきを小さくすることを第
１の目的としたものである。
【０００６】また、静電容量式圧力センサのダイアフラ
ムのたわみ径を一定にして容量ばらつきを小さくするこ
とを第２の目的としたものである。
ムのたわみ径を一定にして容量ばらつきを小さくするこ
とを第２の目的としたものである。
【０００７】また、静電容量式圧力センサのダイアフラ
ムのたわみ径を一定にするとともに、微小なギャップの
寸法を安定させて容量ばらつきを小さくすることを第３
の目的としたものである。
ムのたわみ径を一定にするとともに、微小なギャップの
寸法を安定させて容量ばらつきを小さくすることを第３
の目的としたものである。
【０００８】また、静電容量式圧力センサの容量ばらつ
きを小さくして電気信号変換時のばらつきを小さくする
ことを第４の目的としたものである。
きを小さくして電気信号変換時のばらつきを小さくする
ことを第４の目的としたものである。
【０００９】また、静電容量式圧力センサのダイアフラ
ムのたわみ径を一定にして容量ばらつきを小さくして電
気信号変換時のばらつきを小さくすることを第５の目的
としたものである。
ムのたわみ径を一定にして容量ばらつきを小さくして電
気信号変換時のばらつきを小さくすることを第５の目的
としたものである。
【００１０】また、静電容量式圧力センサのダイアフラ
ムのたわみ径を一定にするとともに、微小なギャップの
寸法を安定させて容量ばらつきを小さくして電気信号変
換時のばらつきを小さくすることを第６の目的としたも
のである。
ムのたわみ径を一定にするとともに、微小なギャップの
寸法を安定させて容量ばらつきを小さくして電気信号変
換時のばらつきを小さくすることを第６の目的としたも
のである。
【００１１】また、スペーサとスペーサ層とを分離形成
することで静電容量式圧力センサの容量ばらつきを小さ
くして製造することを第７の目的としたものである。
することで静電容量式圧力センサの容量ばらつきを小さ
くして製造することを第７の目的としたものである。
【００１２】また、スペーサとスペーサ層とを寸法精度
よく分離形成することで静電容量式圧力センサの容量ば
らつきを小さくして製造することを第８の目的としたも
のである。
よく分離形成することで静電容量式圧力センサの容量ば
らつきを小さくして製造することを第８の目的としたも
のである。
【００１３】また、スペーサとスペーサ層とを寸法精度
よく簡便に分離形成することで静電容量式圧力センサの
容量ばらつきを小さく容易に製造することを第９の目的
としたものである。
よく簡便に分離形成することで静電容量式圧力センサの
容量ばらつきを小さく容易に製造することを第９の目的
としたものである。
【００１４】また、スペーサ形成装置にスペーサが詰ま
ることなく、スペーサとスペーサ層とを寸法精度よく簡
便に分離形成することで静電容量式圧力センサの容量ば
らつきを小さく容易に製造することを第１０の目的とし
たものである。
ることなく、スペーサとスペーサ層とを寸法精度よく簡
便に分離形成することで静電容量式圧力センサの容量ば
らつきを小さく容易に製造することを第１０の目的とし
たものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するために、表面に第一の電極が形成された電気
絶縁性材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形
成された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、
前記第一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の
周縁部に形成したスペーサ層及びスペーサとを備え、第
一の電極と第二の電極とが対向配置しかつ前記スペーサ
層及び前記スペーサを介して前記固定基板とダイアフラ
ムとを接合したものである。
を達成するために、表面に第一の電極が形成された電気
絶縁性材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形
成された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、
前記第一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の
周縁部に形成したスペーサ層及びスペーサとを備え、第
一の電極と第二の電極とが対向配置しかつ前記スペーサ
層及び前記スペーサを介して前記固定基板とダイアフラ
ムとを接合したものである。
【００１６】また、本発明は上記第２の目的を達成する
ために、スペーサ層の外周にスペーサを設けたものであ
る。
ために、スペーサ層の外周にスペーサを設けたものであ
る。
【００１７】また、本発明は上記第３の目的を達成する
ために、電極の周縁部に複数形成したスペーサ層と、ス
ペーサ層の間隙にスペーサを設けたものである。
ために、電極の周縁部に複数形成したスペーサ層と、ス
ペーサ層の間隙にスペーサを設けたものである。
【００１８】また、本発明は上記第４の目的を達成する
ために、表面に第一の電極が形成された電気絶縁性材料
からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成された電
気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第一の
電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部に形
成したスペーサ層及びスペーサとを備え、第一の電極と
第二の電極とが対向配置しかつ前記スペーサ層及び前記
スペーサを介して前記固定基板とダイアフラムとを接合
しスペーサ層の外周にスペーサを設け、圧力変化に対応
した容量変化を電気信号に変換したものである。
ために、表面に第一の電極が形成された電気絶縁性材料
からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成された電
気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第一の
電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部に形
成したスペーサ層及びスペーサとを備え、第一の電極と
第二の電極とが対向配置しかつ前記スペーサ層及び前記
スペーサを介して前記固定基板とダイアフラムとを接合
しスペーサ層の外周にスペーサを設け、圧力変化に対応
した容量変化を電気信号に変換したものである。
【００１９】また、本発明は上記第５の目的を達成する
ために、スペーサ層の外周にスペーサを設け、圧力変化
に対応した容量変化を電気信号に変換したものである。
ために、スペーサ層の外周にスペーサを設け、圧力変化
に対応した容量変化を電気信号に変換したものである。
【００２０】また、本発明は上記第６の目的を達成する
ために、電極の周縁部に複数形成したスペーサ層と、ス
ペーサ層の間隙にスペーサを設け、圧力変化に対応した
容量変化を電気信号に変換したものである。
ために、電極の周縁部に複数形成したスペーサ層と、ス
ペーサ層の間隙にスペーサを設け、圧力変化に対応した
容量変化を電気信号に変換したものである。
【００２１】また、本発明は上記第７の目的を達成する
ために、固定基板とダイアフラムとの上に所定の電極パ
ターンを形成する工程と、固定基板とダイアフラムとの
少なくとも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを形成
する工程と、固定基板とダイアフラム上の電極パターン
がスペーサ層とスペーサによって分離され互いに対向配
置した状態で固定基板とダイアフラムとを結合する工程
によって静電容量式圧力センサを製造するものである。
ために、固定基板とダイアフラムとの上に所定の電極パ
ターンを形成する工程と、固定基板とダイアフラムとの
少なくとも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを形成
する工程と、固定基板とダイアフラム上の電極パターン
がスペーサ層とスペーサによって分離され互いに対向配
置した状態で固定基板とダイアフラムとを結合する工程
によって静電容量式圧力センサを製造するものである。
【００２２】また、本発明は上記第８の目的を達成する
ために、スペーサを含有した樹脂ペーストで描画してス
ペーサを形成して静電容量式圧力センサを製造するもの
である。
ために、スペーサを含有した樹脂ペーストで描画してス
ペーサを形成して静電容量式圧力センサを製造するもの
である。
【００２３】また、本発明は上記第９の目的を達成する
ために、スペーサを含有した樹脂ペーストでスクリーン
印刷してスペーサを形成して静電容量式圧力センサを製
造するものである。
ために、スペーサを含有した樹脂ペーストでスクリーン
印刷してスペーサを形成して静電容量式圧力センサを製
造するものである。
【００２４】また、本発明は上記第１０の目的を達成す
るために、樹脂ペーストでパターンを形成したあとスペ
ーサを散布してスペーサを形成して静電容量式圧力セン
サを製造するものである。
るために、樹脂ペーストでパターンを形成したあとスペ
ーサを散布してスペーサを形成して静電容量式圧力セン
サを製造するものである。
【００２５】
【作用】本発明は上記構成によって、下記の作用を有す
る。
る。
【００２６】すなわち、固定基板とダイアフラムとの少
なくとも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離す
ることによって、製造時は固定基板とダイアフラムとの
間隔を変形のしないスペーサで保持しながら、スペーサ
層を形成することができるので、スペーサ層の厚みをほ
ぼ一定にすることができる。すなわち、固定基板とダイ
アフラムとのギャップを高精度にコントロールすること
ができる。
なくとも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離す
ることによって、製造時は固定基板とダイアフラムとの
間隔を変形のしないスペーサで保持しながら、スペーサ
層を形成することができるので、スペーサ層の厚みをほ
ぼ一定にすることができる。すなわち、固定基板とダイ
アフラムとのギャップを高精度にコントロールすること
ができる。
【００２７】また固定基板とダイアフラムとの少なくと
も一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形成
することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定にし
て固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペーサ
だけで管理されるので、固定基板とダイアフラムとのギ
ャップを高精度にコントロールすることができる。
も一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形成
することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定にし
て固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペーサ
だけで管理されるので、固定基板とダイアフラムとのギ
ャップを高精度にコントロールすることができる。
【００２８】また固定基板とダイアフラムとの少なくと
も一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを分
離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一
定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップはス
ペーサだけで管理されるので、固定基板とダイアフラム
とのギャップを高精度にコントロールすることができ
る。
も一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを分
離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一
定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップはス
ペーサだけで管理されるので、固定基板とダイアフラム
とのギャップを高精度にコントロールすることができ
る。
【００２９】また固定基板とダイアフラムとの少なくと
も一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離形成する
ことによって、固定基板とダイアフラムとのギャップを
高精度にコントロールすることができ、電極間の容量変
化を高精度に電気的出力に変換することができる。
も一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離形成する
ことによって、固定基板とダイアフラムとのギャップを
高精度にコントロールすることができ、電極間の容量変
化を高精度に電気的出力に変換することができる。
【００３０】また固定基板とダイアフラムとの少なくと
も一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形成
することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定にし
て固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペーサ
だけで管理されるので、固定基板とダイアフラムとのギ
ャップを高精度にコントロールすることができ、電極間
の容量変化を高精度に電気的出力に変換することができ
る。
も一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形成
することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定にし
て固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペーサ
だけで管理されるので、固定基板とダイアフラムとのギ
ャップを高精度にコントロールすることができ、電極間
の容量変化を高精度に電気的出力に変換することができ
る。
【００３１】また固定基板とダイアフラムとの少なくと
も一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを分
離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一
定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップはス
ペーサだけで管理されるので、固定基板とダイアフラム
とのギャップを高精度にコントロールすることができ、
電極間の容量変化を高精度に電気的出力に変換すること
ができる。
も一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを分
離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一
定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップはス
ペーサだけで管理されるので、固定基板とダイアフラム
とのギャップを高精度にコントロールすることができ、
電極間の容量変化を高精度に電気的出力に変換すること
ができる。
【００３２】また固定基板とダイアフラムとの間のギャ
ップを正確かつ容易に形成できるため、素子間ばらつき
の低減、小型化、大容量化、高精度化を実現でき、製造
工程の簡略化、大量生産化が可能になる。
ップを正確かつ容易に形成できるため、素子間ばらつき
の低減、小型化、大容量化、高精度化を実現でき、製造
工程の簡略化、大量生産化が可能になる。
【００３３】またスペーサを描画で形成することで固定
基板とダイアフラムとの間のギャップを正確かつ容易に
形成できるため、素子間ばらつきの低減、小型化、大容
量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡略化、大量生
産化が可能になる。
基板とダイアフラムとの間のギャップを正確かつ容易に
形成できるため、素子間ばらつきの低減、小型化、大容
量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡略化、大量生
産化が可能になる。
【００３４】またスペーサをスクリーン印刷で形成する
ことで固定基板とダイアフラムとの間のギャップを正確
かつ容易に形成できるため、素子間ばらつきの低減、小
型化、大容量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡略
化、大量生産化が可能になる。
ことで固定基板とダイアフラムとの間のギャップを正確
かつ容易に形成できるため、素子間ばらつきの低減、小
型化、大容量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡略
化、大量生産化が可能になる。
【００３５】また樹脂ペーストを印刷したあとスペーサ
を散布してスペーサを形成することで固定基板とダイア
フラムとの間のギャップを正確かつ容易に形成できるた
め、素子間ばらつきの低減、小型化、大容量化、高精度
化を実現でき、製造工程の簡略化、大量生産化が可能に
なる。
を散布してスペーサを形成することで固定基板とダイア
フラムとの間のギャップを正確かつ容易に形成できるた
め、素子間ばらつきの低減、小型化、大容量化、高精度
化を実現でき、製造工程の簡略化、大量生産化が可能に
なる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとずいて説
明する。
明する。
【００３７】まず、本発明の特徴であるスペーサによる
正確なギャップ管理方法について述べる。例えば(1)高
融点のスペーサを含有した樹脂ペーストを電極周縁部に
スクリーン印刷で形成する。(2)ガラスフリットからな
るスペーサ層を脱脂、焼成する際に有機物である樹脂ペ
ーストが先に燃焼、分解してなくなり、スペーサのみが
あとに残る。(3)スペーサ層が脱脂、焼成されて低融点
のガラス層が残る。(4)荷重成形によって低融点のガラ
ス層が変形するが、高融点のスペーサは変形しないの
で、ギャップはスペーサで管理される。
正確なギャップ管理方法について述べる。例えば(1)高
融点のスペーサを含有した樹脂ペーストを電極周縁部に
スクリーン印刷で形成する。(2)ガラスフリットからな
るスペーサ層を脱脂、焼成する際に有機物である樹脂ペ
ーストが先に燃焼、分解してなくなり、スペーサのみが
あとに残る。(3)スペーサ層が脱脂、焼成されて低融点
のガラス層が残る。(4)荷重成形によって低融点のガラ
ス層が変形するが、高融点のスペーサは変形しないの
で、ギャップはスペーサで管理される。
【００３８】図１において、表面に第一の電極３が形成
された電気絶縁性材料の固定基板１と、第二の電極４が
表面に形成された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフ
ラム２と、前記第一の電極３と前記第二の電極４との少
なくとも一方の周縁部に形成したスペーサ層５及びスペ
ーサ６とを備え、前記第一の電極３と前記第二の電極４
とが対向配置し、かつ前記スペーサ層５及び前記スペー
サ６を介して前記固定基板１と前記ダイアフラム２とを
接合した。また電極形状として図４のように、表面に第
一の電極３が形成された電気絶縁絶縁性材料の固定基板
１と、測定用電極４ａと参照用電極４ｂとが表面に形成
された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラム２と
が、第一の電極３と測定用電極４ａ及び参照用電極４ｂ
とが対向配置し、かつスペーサ層５及び前記スペーサ６
を介して固定基板１とダイアフラム２とを接合してい
る。ここで第二の電極４のかわりに測定用電極４ａ及び
参照用電極４ｂを用いたのは、温度変化等の外乱によっ
て電極間距離が変化することによるセンサ特性変化を防
止するためものであり、測定用容量と参照用容量とを演
算して補償することで温度特性、非直線性を非常に小さ
くすることができる。以下実施例を示す。
された電気絶縁性材料の固定基板１と、第二の電極４が
表面に形成された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフ
ラム２と、前記第一の電極３と前記第二の電極４との少
なくとも一方の周縁部に形成したスペーサ層５及びスペ
ーサ６とを備え、前記第一の電極３と前記第二の電極４
とが対向配置し、かつ前記スペーサ層５及び前記スペー
サ６を介して前記固定基板１と前記ダイアフラム２とを
接合した。また電極形状として図４のように、表面に第
一の電極３が形成された電気絶縁絶縁性材料の固定基板
１と、測定用電極４ａと参照用電極４ｂとが表面に形成
された電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラム２と
が、第一の電極３と測定用電極４ａ及び参照用電極４ｂ
とが対向配置し、かつスペーサ層５及び前記スペーサ６
を介して固定基板１とダイアフラム２とを接合してい
る。ここで第二の電極４のかわりに測定用電極４ａ及び
参照用電極４ｂを用いたのは、温度変化等の外乱によっ
て電極間距離が変化することによるセンサ特性変化を防
止するためものであり、測定用容量と参照用容量とを演
算して補償することで温度特性、非直線性を非常に小さ
くすることができる。以下実施例を示す。
【００３９】（実施例１）固定基板１（厚み１．１mm）
及びダイアフラム２（厚み０．２５mm）として、シリカ
（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ
3）からなるホウケイ酸バリウムガラス板（ガラス転移
点６３０℃）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に
第一の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金をスパッ
タリング法で０．１μmの厚みで形成した。図１のよう
にガラスの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低
融点のガラスフリット（軟化点４７０℃）をスクリーン
印刷で約１２μmの厚みで固定基板１に印刷してスペー
サ層５を形成したあと、スペーサ層５の余白部にガラス
ビーズ（ガラス転移点６３０℃、粒子径１０±０．０５
μm）からなるスペーサ６を０．１重量％含有した樹脂
ペーストでスクリーン印刷してスペーサ６を形成した。
第一の電極３と第二の電極４とが対向するように配置し
た状態で、加熱温度４８０℃、荷重０．２kg重、加熱時
間１０分の条件で荷重成形を行って、スペーサ６を介し
て固定基板１とダイアフラム２とをスペーサ層５で一体
接合した。固定基板１とダイアフラム２とのギャップを
段差計で測定すると、１０±０．０５μmであり、ギャ
ップの寸法精度が極めて良好であった。このような工程
で１００個のサンプルを作製して、測定圧力５００mmＨ
2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測定して１
００個の平均値とそのばらつき３σとを求め、その結果
を（表１）に示した。
及びダイアフラム２（厚み０．２５mm）として、シリカ
（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ
3）からなるホウケイ酸バリウムガラス板（ガラス転移
点６３０℃）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に
第一の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金をスパッ
タリング法で０．１μmの厚みで形成した。図１のよう
にガラスの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低
融点のガラスフリット（軟化点４７０℃）をスクリーン
印刷で約１２μmの厚みで固定基板１に印刷してスペー
サ層５を形成したあと、スペーサ層５の余白部にガラス
ビーズ（ガラス転移点６３０℃、粒子径１０±０．０５
μm）からなるスペーサ６を０．１重量％含有した樹脂
ペーストでスクリーン印刷してスペーサ６を形成した。
第一の電極３と第二の電極４とが対向するように配置し
た状態で、加熱温度４８０℃、荷重０．２kg重、加熱時
間１０分の条件で荷重成形を行って、スペーサ６を介し
て固定基板１とダイアフラム２とをスペーサ層５で一体
接合した。固定基板１とダイアフラム２とのギャップを
段差計で測定すると、１０±０．０５μmであり、ギャ
ップの寸法精度が極めて良好であった。このような工程
で１００個のサンプルを作製して、測定圧力５００mmＨ
2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測定して１
００個の平均値とそのばらつき３σとを求め、その結果
を（表１）に示した。
【００４０】本発明の工程によって作製した静電容量式
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
【００４１】（実施例２）９６％アルミナからなる固定
基板１（厚み１．１mm）及びダイアフラム２（厚み０．
１５mm）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に第一
の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金レジネートを
スクリーン印刷法で２５μmの厚みで形成し、脱脂・焼
成して０．１μmの厚みとした。図２のように９６％ア
ルミナの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融
点のガラスフリット（軟化点５５０℃）をスクリーン印
刷で約１２μmの厚みで固定基板１にスペーサ層５を形
成したあと、スペーサ層５の余白部にガラスビーズ（ガ
ラス転移点７１０℃、粒子径１０±０．０５μm）から
なるスペーサ６を０．１重量％含有した樹脂ペーストで
スクリーン印刷してスペーサ６を形成した。第一の電極
３と第二の電極４とが対向するように配置した状態で、
加熱温度５８０℃、荷重０．２kg重、加熱時間１０分の
条件で荷重成形を行って、スペーサ６を介して固定基板
１とダイアフラム２とをスペーサ層５で一体接合した。
固定基板１とダイアフラム２とのギャップを段差計で測
定すると、１０±０．０５μmであり、ギャップの寸法
精度が極めて良好であった。このような工程で１００個
のサンプルを作製して、測定圧力５００mmＨ2Ｏの時の
センサ単体のそれぞれの容量値を測定して１００個の平
均値とそのばらつき３σとを求め、その結果を（表１）
に示した。
基板１（厚み１．１mm）及びダイアフラム２（厚み０．
１５mm）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に第一
の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金レジネートを
スクリーン印刷法で２５μmの厚みで形成し、脱脂・焼
成して０．１μmの厚みとした。図２のように９６％ア
ルミナの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融
点のガラスフリット（軟化点５５０℃）をスクリーン印
刷で約１２μmの厚みで固定基板１にスペーサ層５を形
成したあと、スペーサ層５の余白部にガラスビーズ（ガ
ラス転移点７１０℃、粒子径１０±０．０５μm）から
なるスペーサ６を０．１重量％含有した樹脂ペーストで
スクリーン印刷してスペーサ６を形成した。第一の電極
３と第二の電極４とが対向するように配置した状態で、
加熱温度５８０℃、荷重０．２kg重、加熱時間１０分の
条件で荷重成形を行って、スペーサ６を介して固定基板
１とダイアフラム２とをスペーサ層５で一体接合した。
固定基板１とダイアフラム２とのギャップを段差計で測
定すると、１０±０．０５μmであり、ギャップの寸法
精度が極めて良好であった。このような工程で１００個
のサンプルを作製して、測定圧力５００mmＨ2Ｏの時の
センサ単体のそれぞれの容量値を測定して１００個の平
均値とそのばらつき３σとを求め、その結果を（表１）
に示した。
【００４２】本発明の工程によって作製した静電容量式
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
【００４３】（実施例３）固定基板１（厚み１．１mm）
及びダイアフラム２（厚み０．２５mm）としてシリカ
（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ
3）からなるホウケイ酸バリウムガラス板（ガラス転移
点６３０℃）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に
第一の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金レジネー
トをスクリーン印刷法で約２０μmの厚みで形成し、脱
脂・焼成して０．１μmの厚みとした。図３のようにガ
ラスの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融点
のガラスフリット（軟化点５５０℃）をスクリーン印刷
で約１０μmの厚みで固定基板１に印刷してスペーサ層
５を形成したあと、スペーサ層５の余白部にガラスファ
イバ（ガラス転移点７１０℃、ファイバ径７±０．０５
μm、ファイバ長さ２５μm）からなるスペーサ６を０．
５重量％含有した樹脂ペーストで描画してスペーサ６を
形成した。第一の電極３と第二の電極４とが対向するよ
うに配置した状態で、加熱温度５５０℃、荷重０．２kg
重、加熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、スペー
サ６を介して固定基板１とダイアフラム２とをスペーサ
層５で一体接合した。固定基板１とダイアフラム２との
ギャップを段差計で測定すると、７±０．０５μmであ
り、ギャップの寸法精度が極めて良好であった。このよ
うな工程で１００個のサンプルを作製して、測定圧力５
００mmＨ2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測
定して１００個の平均値とそのばらつき３σとを求め、
その結果を（表１）に示した。
及びダイアフラム２（厚み０．２５mm）としてシリカ
（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ
3）からなるホウケイ酸バリウムガラス板（ガラス転移
点６３０℃）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に
第一の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金レジネー
トをスクリーン印刷法で約２０μmの厚みで形成し、脱
脂・焼成して０．１μmの厚みとした。図３のようにガ
ラスの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融点
のガラスフリット（軟化点５５０℃）をスクリーン印刷
で約１０μmの厚みで固定基板１に印刷してスペーサ層
５を形成したあと、スペーサ層５の余白部にガラスファ
イバ（ガラス転移点７１０℃、ファイバ径７±０．０５
μm、ファイバ長さ２５μm）からなるスペーサ６を０．
５重量％含有した樹脂ペーストで描画してスペーサ６を
形成した。第一の電極３と第二の電極４とが対向するよ
うに配置した状態で、加熱温度５５０℃、荷重０．２kg
重、加熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、スペー
サ６を介して固定基板１とダイアフラム２とをスペーサ
層５で一体接合した。固定基板１とダイアフラム２との
ギャップを段差計で測定すると、７±０．０５μmであ
り、ギャップの寸法精度が極めて良好であった。このよ
うな工程で１００個のサンプルを作製して、測定圧力５
００mmＨ2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測
定して１００個の平均値とそのばらつき３σとを求め、
その結果を（表１）に示した。
【００４４】本発明の工程によって作製した静電容量式
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
【００４５】（実施例４）９６％アルミナからなる固定
基板１（厚み１．１mm）及びダイアフラム２（厚み０．
１５mm）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に第一
の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金レジネートを
スクリーン印刷法で約１５μmの厚みで形成し、脱脂・
焼成して０．１μmの厚みとした。図４のように９６％
アルミナの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低
融点のガラスフリット（軟化点５５０℃）をスクリーン
印刷で約７μmの厚みで固定基板１に印刷してスペーサ
層５を形成したあと、スペーサ層５の余白部にガラスフ
ァイバ（ガラス転移点７８０℃、ファイバ径５±０．０
５μm、ファイバ長さ２５μm）からなるスペーサ６を
０．５重量％含有した樹脂ペーストで描画してスペーサ
６を形成した。第一の電極３と第二の電極４とが対向す
るように配置した状態で、加熱温度６５０℃、荷重０．
２kg重、加熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、ス
ペーサ６を介して固定基板１とダイアフラム２とをスペ
ーサ層５で一体接合した。固定基板１とダイアフラム２
とのギャップを段差計で測定すると５±０．０５μmで
あり、ギャップの寸法精度が極めて良好であった。この
ような工程で１００個のサンプルを作製して、測定圧力
５００mmＨ2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を
測定して１００個の平均値とそのばらつき３σとを求
め、その結果を（表１）に示した。
基板１（厚み１．１mm）及びダイアフラム２（厚み０．
１５mm）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に第一
の電極３と第二の電極４としてそれぞれ金レジネートを
スクリーン印刷法で約１５μmの厚みで形成し、脱脂・
焼成して０．１μmの厚みとした。図４のように９６％
アルミナの固定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低
融点のガラスフリット（軟化点５５０℃）をスクリーン
印刷で約７μmの厚みで固定基板１に印刷してスペーサ
層５を形成したあと、スペーサ層５の余白部にガラスフ
ァイバ（ガラス転移点７８０℃、ファイバ径５±０．０
５μm、ファイバ長さ２５μm）からなるスペーサ６を
０．５重量％含有した樹脂ペーストで描画してスペーサ
６を形成した。第一の電極３と第二の電極４とが対向す
るように配置した状態で、加熱温度６５０℃、荷重０．
２kg重、加熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、ス
ペーサ６を介して固定基板１とダイアフラム２とをスペ
ーサ層５で一体接合した。固定基板１とダイアフラム２
とのギャップを段差計で測定すると５±０．０５μmで
あり、ギャップの寸法精度が極めて良好であった。この
ような工程で１００個のサンプルを作製して、測定圧力
５００mmＨ2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を
測定して１００個の平均値とそのばらつき３σとを求
め、その結果を（表１）に示した。
【００４６】本発明の工程によって作製した静電容量式
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。このような方法で作製したセンサの
測定用電極４ａ及び参照用電極４ｂに充放電回路を形成
し、それぞれの容量の充電時間差に対応したパルス出力
を発生させる充放電時間検出型の検知回路に接続し、非
直線性補正及び利得、オフセット調整を施して所定の電
圧出力に変換した。その結果、総合精度が１％より小さ
いセンサ特性が得られた。
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。このような方法で作製したセンサの
測定用電極４ａ及び参照用電極４ｂに充放電回路を形成
し、それぞれの容量の充電時間差に対応したパルス出力
を発生させる充放電時間検出型の検知回路に接続し、非
直線性補正及び利得、オフセット調整を施して所定の電
圧出力に変換した。その結果、総合精度が１％より小さ
いセンサ特性が得られた。
【００４７】（実施例５）シリコンからなる固定基板１
（厚み１．１mm）及びダイアフラム２（厚み０．３０m
m）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に第一の電
極３と第二の電極４としてそれぞれ金をメッキ法で０．
２μm形成した。図１のようにシリコンの固定基板とほ
とんど同じ熱膨張係数をもつ低融点のガラスフリット
（軟化点３９０℃）をスクリーン印刷で固定基板１に約
８μmの厚みで印刷してスペーサ層５を形成したあと、
スペーサ層５の余白部に樹脂ペーストで描画し、その部
分にガラスファイバ（ガラス転移点５３０℃、ファイバ
径７±０．０５μm、ファイバ長さ２５μm）を微量散布
してスペーサ６を形成した。第一の電極３と第二の電極
４とが対向するように配置した状態で、加熱温度４００
℃、荷重０．２kg重、加熱時間１０分の条件で荷重成形
を行って、スペーサ６を介して固定基板１とダイアフラ
ム２とをスペーサ層５で一体接合した。固定基板１とダ
イアフラム２とのギャップを段差計で測定すると７±
０．０５μmであり、ギャップの寸法精度が極めて良好
であった。このような工程で１００個のサンプルを作製
して、測定圧力５００mmＨ2Ｏの時のセンサ単体のそれ
ぞれの容量値を測定して１００個の平均値とそのばらつ
き３σとを求め、その結果を（表１）に示した。
（厚み１．１mm）及びダイアフラム２（厚み０．３０m
m）を用意し、固定基板１とダイアフラム２に第一の電
極３と第二の電極４としてそれぞれ金をメッキ法で０．
２μm形成した。図１のようにシリコンの固定基板とほ
とんど同じ熱膨張係数をもつ低融点のガラスフリット
（軟化点３９０℃）をスクリーン印刷で固定基板１に約
８μmの厚みで印刷してスペーサ層５を形成したあと、
スペーサ層５の余白部に樹脂ペーストで描画し、その部
分にガラスファイバ（ガラス転移点５３０℃、ファイバ
径７±０．０５μm、ファイバ長さ２５μm）を微量散布
してスペーサ６を形成した。第一の電極３と第二の電極
４とが対向するように配置した状態で、加熱温度４００
℃、荷重０．２kg重、加熱時間１０分の条件で荷重成形
を行って、スペーサ６を介して固定基板１とダイアフラ
ム２とをスペーサ層５で一体接合した。固定基板１とダ
イアフラム２とのギャップを段差計で測定すると７±
０．０５μmであり、ギャップの寸法精度が極めて良好
であった。このような工程で１００個のサンプルを作製
して、測定圧力５００mmＨ2Ｏの時のセンサ単体のそれ
ぞれの容量値を測定して１００個の平均値とそのばらつ
き３σとを求め、その結果を（表１）に示した。
【００４８】本発明の工程によって作製した静電容量式
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
【００４９】（実施例６）９６％アルミナからなる固定
基板１（厚み１．１mm）と９６％アルミナとほとんど同
じ熱膨張係数をもつホウ珪酸ガラス（ガラス転移点５４
０℃）からなるダイアフラム２（厚み０．２５mm）を用
意し、固定基板１とダイアフラム２に第一の電極３と第
二の電極４としてそれぞれ金レジネートをスクリーン印
刷法で約１５μmの厚みで形成し、脱脂・焼成して０．
１μmの厚みとした。図２のように９６％アルミナの固
定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融点のガラス
フリット（軟化点４６０℃）をスクリーン印刷で固定基
板１に約７μmの厚みで印刷してスペーサ層５を形成し
たあと、スペーサ層５の余白部にガラスファイバ（ガラ
ス転移点５４０℃、ファイバ径５±０．０５μm、ファ
イバ長さ２５μm）からなるスペーサ６を０．５重量％
含有した樹脂ペーストで描画してスペーサ６を形成し
た。第一の電極３と第二の電極４とが対向するように配
置した状態で、加熱温度４５０℃、荷重０．２kg重、加
熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、スペーサ６を
介して固定基板１とダイアフラム２とをスペーサ層５で
一体接合した。固定基板１とダイアフラム２とのギャッ
プを段差計で測定すると、５±０．０５μmであり、ギ
ャップの寸法精度が極めて良好であった。このような工
程で１００個のサンプルを作製して、測定圧力５００mm
Ｈ2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測定して
１００個の平均値とそのばらつき３σとを求め、その結
果を（表１）に示した。
基板１（厚み１．１mm）と９６％アルミナとほとんど同
じ熱膨張係数をもつホウ珪酸ガラス（ガラス転移点５４
０℃）からなるダイアフラム２（厚み０．２５mm）を用
意し、固定基板１とダイアフラム２に第一の電極３と第
二の電極４としてそれぞれ金レジネートをスクリーン印
刷法で約１５μmの厚みで形成し、脱脂・焼成して０．
１μmの厚みとした。図２のように９６％アルミナの固
定基板とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融点のガラス
フリット（軟化点４６０℃）をスクリーン印刷で固定基
板１に約７μmの厚みで印刷してスペーサ層５を形成し
たあと、スペーサ層５の余白部にガラスファイバ（ガラ
ス転移点５４０℃、ファイバ径５±０．０５μm、ファ
イバ長さ２５μm）からなるスペーサ６を０．５重量％
含有した樹脂ペーストで描画してスペーサ６を形成し
た。第一の電極３と第二の電極４とが対向するように配
置した状態で、加熱温度４５０℃、荷重０．２kg重、加
熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、スペーサ６を
介して固定基板１とダイアフラム２とをスペーサ層５で
一体接合した。固定基板１とダイアフラム２とのギャッ
プを段差計で測定すると、５±０．０５μmであり、ギ
ャップの寸法精度が極めて良好であった。このような工
程で１００個のサンプルを作製して、測定圧力５００mm
Ｈ2Ｏの時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測定して
１００個の平均値とそのばらつき３σとを求め、その結
果を（表１）に示した。
【００５０】本発明の工程によって作製した静電容量式
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
圧力センサは、（表１）から明らかなように、特性ばら
つきが小さかった。
【００５１】（実施例７）固定基板１（厚み１．１mm）
及びダイアフラム２（厚み０．２５mm）としてシリカ
（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ
3）からなるホウケイ酸バリウムガラス板（ガラス転移
点６３０℃）を用意し、固定基板１に第一の電極３とし
て、またダイアフラム２に測定用電極４ａと参照用電極
４ｂとして金をスパッタリング法で０．０１μm形成し
た。図４のようにスペーサ層５としてガラスの固定基板
とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融点のガラス（軟化
点４８５℃）をスパッタ法で固定基板１とダイアフラム
２に１．５μmの厚みで形成したあと、スペーサ層５の
余白部にガラスビーズ（ガラス転移点５８０℃、粒子径
１±０．０２μm）からなるスペーサ６を０．１重量％
含有した樹脂ペーストでスクリーン印刷してスペーサ６
を形成した。第一の電極３と第二の電極４とが対向する
ように配置した状態で、加熱温度４８０℃、荷重０．２
kg重、加熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、スペ
ーサ６を介して固定基板１とダイアフラム２とをスペー
サ層５で一体接合した。固定基板１とダイアフラム２と
のギャップを段差計で測定すると１±０．０２μmであ
り、ギャップの寸法精度が極めて良好であった。このよ
うな方法で作製したセンサの測定用電極４ａ及び参照用
電極４ｂそれぞれに発振回路を接続し、それぞれの発振
回路の出力を比較する比較回路に接続し、参照用の信号
をキャンセルした。さらに比較回路の周波数信号を電圧
信号に変換する周波数／電圧変換回路に接続して所定の
電圧出力に変換した。その結果、総合精度が１％より小
さいセンサ特性が得られた。
及びダイアフラム２（厚み０．２５mm）としてシリカ
（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ
3）からなるホウケイ酸バリウムガラス板（ガラス転移
点６３０℃）を用意し、固定基板１に第一の電極３とし
て、またダイアフラム２に測定用電極４ａと参照用電極
４ｂとして金をスパッタリング法で０．０１μm形成し
た。図４のようにスペーサ層５としてガラスの固定基板
とほとんど同じ熱膨張係数をもつ低融点のガラス（軟化
点４８５℃）をスパッタ法で固定基板１とダイアフラム
２に１．５μmの厚みで形成したあと、スペーサ層５の
余白部にガラスビーズ（ガラス転移点５８０℃、粒子径
１±０．０２μm）からなるスペーサ６を０．１重量％
含有した樹脂ペーストでスクリーン印刷してスペーサ６
を形成した。第一の電極３と第二の電極４とが対向する
ように配置した状態で、加熱温度４８０℃、荷重０．２
kg重、加熱時間１０分の条件で荷重成形を行って、スペ
ーサ６を介して固定基板１とダイアフラム２とをスペー
サ層５で一体接合した。固定基板１とダイアフラム２と
のギャップを段差計で測定すると１±０．０２μmであ
り、ギャップの寸法精度が極めて良好であった。このよ
うな方法で作製したセンサの測定用電極４ａ及び参照用
電極４ｂそれぞれに発振回路を接続し、それぞれの発振
回路の出力を比較する比較回路に接続し、参照用の信号
をキャンセルした。さらに比較回路の周波数信号を電圧
信号に変換する周波数／電圧変換回路に接続して所定の
電圧出力に変換した。その結果、総合精度が１％より小
さいセンサ特性が得られた。
【００５２】（比較例１）固定基板１１（厚み１．１m
m）及びダイアフラム１２（厚み０．２５mm）として実
施例１と同じシリカ（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（Ｂａ
Ｏ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ 3）からなるホウケイ酸バリウムガ
ラス（ガラス転移点６３０℃）を用意し、固定基板１１
とダイアフラム１２に第一の電極１３と第二の電極１４
としてそれぞれ金をスパッタリング法で０．１μm形成
した。低融点ガラス（軟化点４８０℃）中にガラスビー
ズからなるスペーサ１６（ガラス転移点６３０℃、粒子
径１０±０．０５μm）を適量含ませたガラスペースト
を固定基板１１にスクリーン印刷した。第一の電極１３
と第二の電極１４とが対向するように配置した状態で、
加熱温度４８０℃、荷重０．２kg重、加熱時間１０分の
条件で荷重成形を行って、スペーサ１６を介して固定基
板１１とダイアフラム１２とをスペーサ層１５で一体接
合した。固定基板１とダイアフラム２とのギャップを段
差計で測定すると、１０±０．８μmであり、ギャップ
の寸法精度が悪かった。このような工程を繰り返して１
００個のサンプルを作製して、測定圧力５００mmＨ2Ｏ
の時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測定して１００
個の中心値とばらつき３σとを求め、その結果を（表
１）に示した。比較例の静電容量式圧力センサは、（表
１）から明らかなように、特性ばらつきが大きかった。
m）及びダイアフラム１２（厚み０．２５mm）として実
施例１と同じシリカ（ＳｉＯ2）、酸化バリウム（Ｂａ
Ｏ）、ホウ酸（Ｂ2Ｏ 3）からなるホウケイ酸バリウムガ
ラス（ガラス転移点６３０℃）を用意し、固定基板１１
とダイアフラム１２に第一の電極１３と第二の電極１４
としてそれぞれ金をスパッタリング法で０．１μm形成
した。低融点ガラス（軟化点４８０℃）中にガラスビー
ズからなるスペーサ１６（ガラス転移点６３０℃、粒子
径１０±０．０５μm）を適量含ませたガラスペースト
を固定基板１１にスクリーン印刷した。第一の電極１３
と第二の電極１４とが対向するように配置した状態で、
加熱温度４８０℃、荷重０．２kg重、加熱時間１０分の
条件で荷重成形を行って、スペーサ１６を介して固定基
板１１とダイアフラム１２とをスペーサ層１５で一体接
合した。固定基板１とダイアフラム２とのギャップを段
差計で測定すると、１０±０．８μmであり、ギャップ
の寸法精度が悪かった。このような工程を繰り返して１
００個のサンプルを作製して、測定圧力５００mmＨ2Ｏ
の時のセンサ単体のそれぞれの容量値を測定して１００
個の中心値とばらつき３σとを求め、その結果を（表
１）に示した。比較例の静電容量式圧力センサは、（表
１）から明らかなように、特性ばらつきが大きかった。
【００５３】なお本発明の静電容量式圧力センサ及びそ
の製造方法において、各種材料（ダイアフラム、固定基
板、電極、スペーサ、スペーサ層等）、接合条件（温
度、時間、圧力、雰囲気等）、センサ形状（円形、角
型、径、電極パターン、厚み、ギャップ等の寸法）、回
路構成等は本実施例に限定されるものではない。
の製造方法において、各種材料（ダイアフラム、固定基
板、電極、スペーサ、スペーサ層等）、接合条件（温
度、時間、圧力、雰囲気等）、センサ形状（円形、角
型、径、電極パターン、厚み、ギャップ等の寸法）、回
路構成等は本実施例に限定されるものではない。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電容量
式圧力センサ及びその製造方法によれば次の効果が得ら
れる。
式圧力センサ及びその製造方法によれば次の効果が得ら
れる。
【００５６】（１）固定基板とダイアフラムとの少なく
とも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離形成す
ることによって、固定基板とダイアフラムとのギャップ
を高精度にコントロールすることができるのでばらつき
の少ない圧力センサが得られる。
とも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離形成す
ることによって、固定基板とダイアフラムとのギャップ
を高精度にコントロールすることができるのでばらつき
の少ない圧力センサが得られる。
【００５７】（２）固定基板とダイアフラムとの少なく
とも一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形
成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定に
して固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペー
サだけで管理できるので、固定基板とダイアフラムとの
ギャップを高精度にコントロールすることができバラツ
キの少ない圧力センサが得られる。
とも一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形
成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定に
して固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペー
サだけで管理できるので、固定基板とダイアフラムとの
ギャップを高精度にコントロールすることができバラツ
キの少ない圧力センサが得られる。
【００５８】（３）固定基板とダイアフラムとの少なく
とも一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを
分離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を
一定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップは
スペーサだけで管理できるので、固定基板とダイアフラ
ムとのギャップを高精度にコントロールすることができ
バラツキの少ない圧力センサが得られる。
とも一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを
分離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を
一定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップは
スペーサだけで管理できるので、固定基板とダイアフラ
ムとのギャップを高精度にコントロールすることができ
バラツキの少ない圧力センサが得られる。
【００５９】（４）固定基板とダイアフラムとの少なく
とも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離形成す
ることによって、固定基板とダイアフラムとのギャップ
を高精度にコントロールすることができ、電極間の容量
変化を高精度に電気的出力に変換することができる。
とも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを分離形成す
ることによって、固定基板とダイアフラムとのギャップ
を高精度にコントロールすることができ、電極間の容量
変化を高精度に電気的出力に変換することができる。
【００６０】（５）固定基板とダイアフラムとの少なく
とも一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形
成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定に
して固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペー
サだけで管理できるので、固定基板とダイアフラムとの
ギャップを高精度にコントロールすることができ、電極
間の容量変化を高精度に電気的出力に変換することがで
きる。
とも一方の周縁にスペーサ層の外周にスペーサを分離形
成することによって、ダイアフラムのたわみ径を一定に
して固定基板とダイアフラムとの間のギャップはスペー
サだけで管理できるので、固定基板とダイアフラムとの
ギャップを高精度にコントロールすることができ、電極
間の容量変化を高精度に電気的出力に変換することがで
きる。
【００６１】（６）固定基板とダイアフラムとの少なく
とも一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを
分離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を
一定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップは
スペーサだけで管理できるので、固定基板とダイアフラ
ムとのギャップを高精度にコントロールすることがで
き、電極間の容量変化を高精度に電気的出力に変換する
ことができる。
とも一方の周縁に複数のスペーサ層の間隙にスペーサを
分離形成することによって、ダイアフラムのたわみ径を
一定にして固定基板とダイアフラムとの間のギャップは
スペーサだけで管理できるので、固定基板とダイアフラ
ムとのギャップを高精度にコントロールすることがで
き、電極間の容量変化を高精度に電気的出力に変換する
ことができる。
【００６２】（７）固定基板とダイアフラムとの間のギ
ャップを正確かつ容易に形成できるため、素子間ばらつ
きの低減、小型化、大容量化、高精度化を実現でき、製
造工程の簡略化、大量生産化が可能になる。
ャップを正確かつ容易に形成できるため、素子間ばらつ
きの低減、小型化、大容量化、高精度化を実現でき、製
造工程の簡略化、大量生産化が可能になる。
【００６３】（８）スペーサを描画で形成することで固
定基板とダイアフラムとの間のギャップを正確かつ容易
に形成できるため、素子間ばらつきの低減、小型化、大
容量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡略化、大量
生産化が可能になる。
定基板とダイアフラムとの間のギャップを正確かつ容易
に形成できるため、素子間ばらつきの低減、小型化、大
容量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡略化、大量
生産化が可能になる。
【００６４】（９）スペーサをスクリーン印刷で形成す
ることで固定基板とダイアフラムとの間のギャップを正
確かつ容易に形成できるため、素子間ばらつきの低減、
小型化、大容量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡
略化、大量生産化が可能になる。
ることで固定基板とダイアフラムとの間のギャップを正
確かつ容易に形成できるため、素子間ばらつきの低減、
小型化、大容量化、高精度化を実現でき、製造工程の簡
略化、大量生産化が可能になる。
【００６５】（１０）樹脂ペーストを印刷したあとスペ
ーサを散布してスペーサを形成することで固定基板とダ
イアフラムとの間のギャップを正確かつ容易に形成でき
るため、素子間ばらつきの低減、小型化、大容量化、高
精度化を実現でき、製造工程の簡略化、大量生産化が可
能になる。
ーサを散布してスペーサを形成することで固定基板とダ
イアフラムとの間のギャップを正確かつ容易に形成でき
るため、素子間ばらつきの低減、小型化、大容量化、高
精度化を実現でき、製造工程の簡略化、大量生産化が可
能になる。
【図１】（ａ）本発明の一実施例の静電容量式圧力セン
サの平面図 （ｂ）同静電容量式圧力センサの断面図
サの平面図 （ｂ）同静電容量式圧力センサの断面図
【図２】（ａ）本発明の他の実施例の静電容量式圧力セ
ンサの平面図 （ｂ）同静電容量式圧力の断面図
ンサの平面図 （ｂ）同静電容量式圧力の断面図
【図３】（ａ）本発明の他の実施例の静電容量式圧力セ
ンサの平面図 （ｂ）同静電容量式圧力センサの断面図
ンサの平面図 （ｂ）同静電容量式圧力センサの断面図
【図４】（ａ）本発明の他の実施例の静電容量式圧力セ
ンサ平面図 （ｂ）同静電容量式圧力センサの断面図
ンサ平面図 （ｂ）同静電容量式圧力センサの断面図
【図５】従来の静電容量式圧力センサの断面図
１ 固定基板 ２ ダイアフラム ３ 第一の電極 ４ 第二の電極 ４ａ 測定用電極 ４ｂ 参照用電極 ５ スペーサ層 ６ スペーサ
Claims (11)
- 【請求項１】表面に第一の電極が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成され
た電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第
一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部
に形成したスペーサ層及びスペーサとを備え、前記第一
の電極と前記第二の電極とが対向配置しかつ前記スペー
サ層及び前記スペーサを介して前記固定基板と前記ダイ
アフラムとを接合した静電容量式圧力センサ。 - 【請求項２】表面に第一の電極が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成され
た電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第
一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部
に形成したスペーサ層と、前記スペーサ層の外周に設け
たスペーサとを備え、前記第一の電極と前記第二の電極
とが対向配置しかつ前記スペーサ層及び前記スペーサを
介して前記固定基板と前記ダイアフラムとを接合した静
電容量式圧力センサ。 - 【請求項３】表面に第一の電極が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成され
た電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第
一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部
に複数形成したスペーサ層と、前記スペーサ層の間隙に
設けたスペーサとを備え、前記第一の電極と前記第二の
電極とが対向配置しかつ前記スペーサ層及び前記スペー
サを介して前記固定基板と前記ダイアフラムとを接合し
た静電容量式圧力センサ。 - 【請求項４】表面に第一の電極が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成され
た電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第
一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部
に形成したスペーサ層及びスペーサとを備え、前記第一
の電極と前記第二の電極とが対向配置しかつ前記スペー
サ層及び前記スペーサを介して前記固定基板と前記ダイ
アフラムとを接合した素子と、圧力変化によって生じた
前記ダイアフラムと前記固定基板との間の容量変化を電
気信号に変換する変換手段とを備えた静電容量式圧力セ
ンサ。 - 【請求項５】表面に第一の電極が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成され
た電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第
一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部
に形成したスペーサ層と、前記スペーサ層の外周に設け
たスペーサとを備え、前記第一の電極と前記第二の電極
とが対向配置しかつ前記スペーサ層及び前記スペーサを
介して前記固定基板と前記ダイアフラムとを接合した素
子と、圧力変化によって生じた前記ダイアフラムと前記
固定基板との間の容量変化を電気信号に変換する変換手
段とを備えた静電容量式圧力センサ。 - 【請求項６】表面に第一の電極が形成された電気絶縁性
材料からなる固定基板と、第二の電極が表面に形成され
た電気絶縁性弾性材料からなるダイアフラムと、前記第
一の電極と前記第二の電極との少なくとも一方の周縁部
に複数形成したスペーサ層と、前記スペーサ層の間隙に
設けたスペーサとを備え、前記第一の電極と前記第二の
電極とが対向配置しかつ前記スペーサ層及び前記スペー
サを介して前記固定基板と前記ダイアフラムとを接合し
た素子と、圧力変化によって生じた前記ダイアフラムと
前記固定基板との間の容量変化を電気信号に変換する変
換手段とを備えた静電容量式圧力センサ。 - 【請求項７】電気絶縁性弾性材料がアルミナ、シリコ
ン、またはガラスである請求項１ないし請求項６のいず
れか１項に記載の静電容量式圧力センサ。 - 【請求項８】固定基板とダイアフラムとの上に所定の電
極パターンを形成する工程と、固定基板とダイアフラム
との少なくとも一方の周縁にスペーサ層とスペーサとを
形成する工程と、固定基板とダイアフラム上の電極パタ
ーンがスペーサ層とスペーサによって分離され互いに対
向配置した状態で固定基板とダイアフラムとを結合する
工程と、を含む静電容量式圧力センサの製造方法。 - 【請求項９】固定基板とダイアフラムとの上に所定の電
極パターンを形成する工程と、固定基板とダイアフラム
との少なくとも一方の周縁にスペーサを含有した樹脂ペ
ーストで描画してスペーサを形成する工程と、固定基板
とダイアフラムとの少なくとも一方の周縁にスペーサ層
を形成する工程と、固定基板とダイアフラム上の電極パ
ターンがスペーサ層とスペーサによって分離され互いに
対向配置した状態で脱脂・焼成して固定基板とダイアフ
ラムとを結合する工程とを含む静電容量式圧力センサの
製造方法。 - 【請求項１０】固定基板とダイアフラムとの上に所定の
電極パターンを形成する工程と、固定基板とダイアフラ
ムとの少なくとも一方の周縁にスペーサを含有した樹脂
ペーストでスクリーン印刷してスペーサを形成する工程
と、固定基板とダイアフラムとの少なくとも一方の周縁
にスペーサ層を形成する工程と、固定基板とダイアフラ
ム上の電極パターンがスペーサ層とスペーサによって分
離され互いに対向配置した状態で脱脂・焼成して固定基
板とダイアフラムとを結合する工程とを含む静電容量式
圧力センサの製造方法。 - 【請求項１１】固定基板とダイアフラムとの上に所定の
電極パターンを形成する工程と、固定基板とダイアフラ
ムとの少なくとも一方の周縁に樹脂ペーストで所定パタ
ーンを形成したあとスペーサを散布してスペーサを形成
する工程と、固定基板とダイアフラムとの少なくとも一
方の周縁にスペーサ層を形成する工程と、固定基板とダ
イアフラム上の電極パターンがスペーサ層とスペーサに
よって分離され互いに対向配置した状態で脱脂・焼成し
て固定基板とダイアフラムとを結合する工程とを含む静
電容量式圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7041624A JPH08240500A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 静電容量式圧力センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7041624A JPH08240500A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 静電容量式圧力センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240500A true JPH08240500A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12613492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7041624A Pending JPH08240500A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 静電容量式圧力センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08240500A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10253478A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-09-25 | Texas Instr Inc <Ti> | 圧力トランスデューサ装置及びそれを作る方法 |
| EP1369676A3 (en) * | 2002-06-03 | 2006-01-18 | Omron Corporation | Capacitive pressure sensor and method for manufacturing the pressure sensor |
| CN103728066A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 吾土产业株式会社 | 使用陶瓷膜的压力传感器 |
| JP2014077793A (ja) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Auto Industrial Co Ltd | セラミックダイアフラム型圧力センサ |
| JP2018501472A (ja) * | 2014-11-27 | 2018-01-18 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 位置測定装置、及び測定対象物の位置を測定する方法 |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP7041624A patent/JPH08240500A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10253478A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-09-25 | Texas Instr Inc <Ti> | 圧力トランスデューサ装置及びそれを作る方法 |
| EP1369676A3 (en) * | 2002-06-03 | 2006-01-18 | Omron Corporation | Capacitive pressure sensor and method for manufacturing the pressure sensor |
| US7086287B2 (en) | 2002-06-03 | 2006-08-08 | Omron Corporation | Electrostatic condenser type pressure sensor, and method for manufacturing the pressure sensor |
| CN103728066A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 吾土产业株式会社 | 使用陶瓷膜的压力传感器 |
| JP2014077793A (ja) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Auto Industrial Co Ltd | セラミックダイアフラム型圧力センサ |
| US8943896B2 (en) | 2012-10-10 | 2015-02-03 | Auto Industrial Co., Ltd. | Pressure transducer using ceramic diaphragm |
| JP2018501472A (ja) * | 2014-11-27 | 2018-01-18 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 位置測定装置、及び測定対象物の位置を測定する方法 |
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