JPH1123398A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH1123398A JPH1123398A JP9174953A JP17495397A JPH1123398A JP H1123398 A JPH1123398 A JP H1123398A JP 9174953 A JP9174953 A JP 9174953A JP 17495397 A JP17495397 A JP 17495397A JP H1123398 A JPH1123398 A JP H1123398A
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- diaphragm
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 方位測定の機能を備えた小型の圧力センサを
提供する。 【解決手段】 ダイアフラム構造を有するシリコンチッ
プ１がガラス台座２に接合されてなる圧力センサであっ
て、ダイアフラム１１あるいはガラス台座２上にホール
素子５を設けた。
提供する。 【解決手段】 ダイアフラム構造を有するシリコンチッ
プ１がガラス台座２に接合されてなる圧力センサであっ
て、ダイアフラム１１あるいはガラス台座２上にホール
素子５を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイアフラム構造
を有するシリコンチップがガラス台座に接合されてなる
圧力センサに関し、圧力と方位の計測ができる機能を備
えたものであり、スポーツ時計や自動車用等に利用され
るものである。
を有するシリコンチップがガラス台座に接合されてなる
圧力センサに関し、圧力と方位の計測ができる機能を備
えたものであり、スポーツ時計や自動車用等に利用され
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の圧力センサ、例えば、静
電容量型の圧力センサは、図７に示すように、基板７上
に台座２を介してダイアフラム構造を有するシリコンチ
ップ１が設けられる。ダイアフラム１１の下面には可動
電極３が設けられ、台座２の上面には固定電極４が設け
られている。圧力によるダイアフラム１１の歪みを可動
電極３と固定電極４との間の静電容量の変化として検出
することにより、圧力が検出される。圧力センサとして
は上述の静電容量型の圧力センサの替わりにピエゾ抵抗
を用いたピエゾ抵抗型の圧力センサでも良い。
電容量型の圧力センサは、図７に示すように、基板７上
に台座２を介してダイアフラム構造を有するシリコンチ
ップ１が設けられる。ダイアフラム１１の下面には可動
電極３が設けられ、台座２の上面には固定電極４が設け
られている。圧力によるダイアフラム１１の歪みを可動
電極３と固定電極４との間の静電容量の変化として検出
することにより、圧力が検出される。圧力センサとして
は上述の静電容量型の圧力センサの替わりにピエゾ抵抗
を用いたピエゾ抵抗型の圧力センサでも良い。
【０００３】また、基板７上には、台座６を介してホー
ル素子５が設けられる。ホール素子５は２つの入力端子
と２つの出力端子を有した十字形状の素子であり、入力
端子に電圧を印加したときの出力端子間に発生するホー
ル電圧により方位を検出するものである。つまり、入力
端子に電圧を印加し電流Ｉが流れている場合、ホール素
子５に垂直に磁場が加わると、出力端子間にホール電圧
Ｖが発生する。今、ホール素子の厚みをｄとすると、ホ
ール電圧Ｖは、Ｖ＝Ｈ×Ｉ×Ｂ／ｄで表される。ここ
で、Ｈはホール係数であり材料に固有の定数である。こ
の式から明らかなように、ｄを小さくする程、高感度の
ホール素子を得ることができる。ホール素子５の材料と
してはインジウムアンチモン、ガリウムヒ素等が用いら
れる。
ル素子５が設けられる。ホール素子５は２つの入力端子
と２つの出力端子を有した十字形状の素子であり、入力
端子に電圧を印加したときの出力端子間に発生するホー
ル電圧により方位を検出するものである。つまり、入力
端子に電圧を印加し電流Ｉが流れている場合、ホール素
子５に垂直に磁場が加わると、出力端子間にホール電圧
Ｖが発生する。今、ホール素子の厚みをｄとすると、ホ
ール電圧Ｖは、Ｖ＝Ｈ×Ｉ×Ｂ／ｄで表される。ここ
で、Ｈはホール係数であり材料に固有の定数である。こ
の式から明らかなように、ｄを小さくする程、高感度の
ホール素子を得ることができる。ホール素子５の材料と
してはインジウムアンチモン、ガリウムヒ素等が用いら
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような圧力センサにあっては、圧力センサとホール素子
とが基板７上に別々のモジュールとして設けられている
ので、占有面積が大きくなり、時計等の小型機器に搭載
することが困難であった。
ような圧力センサにあっては、圧力センサとホール素子
とが基板７上に別々のモジュールとして設けられている
ので、占有面積が大きくなり、時計等の小型機器に搭載
することが困難であった。
【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、方位測定の機能を備え
た小型の圧力センサを提供することにある。
あり、その目的とするところは、方位測定の機能を備え
た小型の圧力センサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ダイアフラム構造を有するシリコンチップがガラス台座
に接合されてなる圧力センサであって、前記ダイアフラ
ムあるいはガラス台座上にホール素子を設けたことを特
徴とするものである。
ダイアフラム構造を有するシリコンチップがガラス台座
に接合されてなる圧力センサであって、前記ダイアフラ
ムあるいはガラス台座上にホール素子を設けたことを特
徴とするものである。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ダイアフラム上にピエゾ素子を形成し
たピエゾ抵抗型の圧力センサにおいて、ホール素子をガ
ラス台座上に設けたことを特徴とするものである。
明において、前記ダイアフラム上にピエゾ素子を形成し
たピエゾ抵抗型の圧力センサにおいて、ホール素子をガ
ラス台座上に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、前記固定電極をガラス台座の上面
に設け、前記可動電極をダイアフラムの下面に設け、ホ
ール素子をダイアフラムの上面に設けたことを特徴とす
るものである。
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、前記固定電極をガラス台座の上面
に設け、前記可動電極をダイアフラムの下面に設け、ホ
ール素子をダイアフラムの上面に設けたことを特徴とす
るものである。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、前記固定電極をガラス台座の上面
に設け、前記可動電極をダイアフラムの下面に設けると
ともに、前記シリコンチップの上部に上部ガラス台座を
設け、該上部ガラス台座にホール素子を設けたことを特
徴とするものである。
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、前記固定電極をガラス台座の上面
に設け、前記可動電極をダイアフラムの下面に設けると
ともに、前記シリコンチップの上部に上部ガラス台座を
設け、該上部ガラス台座にホール素子を設けたことを特
徴とするものである。
【００１０】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、前記可動電極をダイアフラムの上
面に設けるとともに、前記シリコンチップの上部に上部
ガラス台座を設け、前記固定電極を前記上部ガラス台座
の下面に設け、ホール素子を前記上部ガラス台座の上面
に設けたことを特徴とするものである。
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、前記可動電極をダイアフラムの上
面に設けるとともに、前記シリコンチップの上部に上部
ガラス台座を設け、前記固定電極を前記上部ガラス台座
の下面に設け、ホール素子を前記上部ガラス台座の上面
に設けたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、ホール素子をダイアフラムの下面
に設け、前記可動電極をダイアフラムの上面に設け、前
記シリコンチップの上部に上部ガラス台座を設け、前記
固定電極を該上部ガラス台座の下面に設けたことを特徴
とするものである。
明において、固定電極と可動電極を有する静電容量型の
圧力センサにおいて、ホール素子をダイアフラムの下面
に設け、前記可動電極をダイアフラムの上面に設け、前
記シリコンチップの上部に上部ガラス台座を設け、前記
固定電極を該上部ガラス台座の下面に設けたことを特徴
とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態
の一例に係る圧力センサの概略構成を示す断面の模式図
である。本実施形態では、台座２上にダイアフラム構造
を有するシリコンチップ１が設けられる。ダイアフラム
構造は、シリコンチップを堀り込み凹部を形成すること
によりダイアフラム１１を形成するようにして構成する
のである。ダイアフラム１１の下面には可動電極３が設
けられ、台座２の上面には固定電極４が設けられてい
る。圧力によるダイアフラム１１の歪みを可動電極３と
固定電極４との間の静電容量の変化として検出すること
により、圧力が検出されるようになっている。
を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態
の一例に係る圧力センサの概略構成を示す断面の模式図
である。本実施形態では、台座２上にダイアフラム構造
を有するシリコンチップ１が設けられる。ダイアフラム
構造は、シリコンチップを堀り込み凹部を形成すること
によりダイアフラム１１を形成するようにして構成する
のである。ダイアフラム１１の下面には可動電極３が設
けられ、台座２の上面には固定電極４が設けられてい
る。圧力によるダイアフラム１１の歪みを可動電極３と
固定電極４との間の静電容量の変化として検出すること
により、圧力が検出されるようになっている。
【００１３】ここで、ダイアフラム１１の上面には、ホ
ール素子５がインジウムアンチモン等の材料を蒸着やス
パッタ等の方法で形成することにより設けられる。ホー
ル素子５は図２の上面図に示すように、２つの入力端子
５１と２つの出力端子５２を有した十字形状の素子であ
り、ダイアフラム１１上に形成される。ホール素子５
は、入力端子５１に電圧を印加したときの出力端子５２
間に発生するホール電圧により方位を検出するものであ
り、この検出の原理は従来の技術で説明した通りであ
る。
ール素子５がインジウムアンチモン等の材料を蒸着やス
パッタ等の方法で形成することにより設けられる。ホー
ル素子５は図２の上面図に示すように、２つの入力端子
５１と２つの出力端子５２を有した十字形状の素子であ
り、ダイアフラム１１上に形成される。ホール素子５
は、入力端子５１に電圧を印加したときの出力端子５２
間に発生するホール電圧により方位を検出するものであ
り、この検出の原理は従来の技術で説明した通りであ
る。
【００１４】本実施形態においては、ダイアフラム１１
の上面側から圧力が導入され、導入された圧力によりダ
イアフラム１１に歪みが発生し、この歪みに基づいて可
動電極３と固定電極４との間の静電容量の変化を検出す
ることにより圧力が検出される。また、方位は、ダイア
フラム１１上に形成されたホール素子５により検出され
る。
の上面側から圧力が導入され、導入された圧力によりダ
イアフラム１１に歪みが発生し、この歪みに基づいて可
動電極３と固定電極４との間の静電容量の変化を検出す
ることにより圧力が検出される。また、方位は、ダイア
フラム１１上に形成されたホール素子５により検出され
る。
【００１５】本実施形態によれば、ホール素子５がダイ
アフラム１１の上面に形成されており、圧力センサの可
動電極３、固定電極４に対して垂直ライン上に形成され
ることになるので、基板上に別々に圧力センサとホール
素子とを形成する必要がなくなり、従来の圧力センサを
構成していた面積だけでホール素子５も形成できるので
ある。
アフラム１１の上面に形成されており、圧力センサの可
動電極３、固定電極４に対して垂直ライン上に形成され
ることになるので、基板上に別々に圧力センサとホール
素子とを形成する必要がなくなり、従来の圧力センサを
構成していた面積だけでホール素子５も形成できるので
ある。
【００１６】図３は本発明の他の実施形態に係る圧力セ
ンサの概略構成を示す断面の模式図である。本実施形態
では、圧力センサとして、ピエゾ抵抗型のものを使用し
ており、ダイアフラム１１の上面にピエゾ抵抗素子８を
形成することにより圧力センサを構成している。ホール
素子５は台座２の上面に形成されるのである。
ンサの概略構成を示す断面の模式図である。本実施形態
では、圧力センサとして、ピエゾ抵抗型のものを使用し
ており、ダイアフラム１１の上面にピエゾ抵抗素子８を
形成することにより圧力センサを構成している。ホール
素子５は台座２の上面に形成されるのである。
【００１７】本実施形態によれば、上述の実施形態と同
様に、ホール素子５が圧力センサのピエゾ抵抗素子８に
対して垂直ライン上に形成されることになるので、基板
上に別々に圧力センサとホール素子とを形成する必要が
なくなり、従来の圧力センサを構成していた面積だけで
ホール素子５も形成できるのである。
様に、ホール素子５が圧力センサのピエゾ抵抗素子８に
対して垂直ライン上に形成されることになるので、基板
上に別々に圧力センサとホール素子とを形成する必要が
なくなり、従来の圧力センサを構成していた面積だけで
ホール素子５も形成できるのである。
【００１８】図４は本発明の他の実施形態に係る圧力セ
ンサの概略構成を示す断面の模式図であり、図１で示し
た実施形態の圧力センサにおいて、ダイアフラム１１の
上に、凹部の形成された上部台座２１を設け、ホール素
子５を上部台座２１の上面に形成した構成になってい
る。
ンサの概略構成を示す断面の模式図であり、図１で示し
た実施形態の圧力センサにおいて、ダイアフラム１１の
上に、凹部の形成された上部台座２１を設け、ホール素
子５を上部台座２１の上面に形成した構成になってい
る。
【００１９】本実施形態によれば、上述の実施形態と同
様に、ホール素子５が圧力センサの可動電極３、固定電
極４に対して垂直ライン上に形成されることになるの
で、基板上に別々に圧力センサとホール素子とを形成す
る必要がなくなり、従来の圧力センサを構成していた面
積だけでホール素子５も形成できるのである。
様に、ホール素子５が圧力センサの可動電極３、固定電
極４に対して垂直ライン上に形成されることになるの
で、基板上に別々に圧力センサとホール素子とを形成す
る必要がなくなり、従来の圧力センサを構成していた面
積だけでホール素子５も形成できるのである。
【００２０】図５は本発明の他の実施形態に係る圧力セ
ンサの概略構成を示す断面の模式図である。図４で示し
た実施形態の圧力センサにおいて、可動電極３をダイア
フラム１１の上面に形成し、固定電極４を上部台座２２
の下面に形成した構成になっている。また、下部の台座
２には圧力導入孔９が形成されている。なお、本実施形
態では、ダイアフラム１１の形成に際し、上面側に凹部
を形成した構成になっているが、図４のように、上部台
座２１の下面側に凹部を形成するようにしても良い。
ンサの概略構成を示す断面の模式図である。図４で示し
た実施形態の圧力センサにおいて、可動電極３をダイア
フラム１１の上面に形成し、固定電極４を上部台座２２
の下面に形成した構成になっている。また、下部の台座
２には圧力導入孔９が形成されている。なお、本実施形
態では、ダイアフラム１１の形成に際し、上面側に凹部
を形成した構成になっているが、図４のように、上部台
座２１の下面側に凹部を形成するようにしても良い。
【００２１】本実施形態によれば、上述の実施形態と同
様に、ホール素子５が圧力センサの可動電極３、固定電
極４に対して垂直ライン上に形成されることになるの
で、基板上に別々に圧力センサとホール素子とを形成す
る必要がなくなり、従来の圧力センサを構成していた面
積だけでホール素子５も形成できるのである。また、下
部の台座に圧力導入孔９が形成されているので、圧力導
入孔９からダイアフラム１１に圧力を導入することがで
きる。
様に、ホール素子５が圧力センサの可動電極３、固定電
極４に対して垂直ライン上に形成されることになるの
で、基板上に別々に圧力センサとホール素子とを形成す
る必要がなくなり、従来の圧力センサを構成していた面
積だけでホール素子５も形成できるのである。また、下
部の台座に圧力導入孔９が形成されているので、圧力導
入孔９からダイアフラム１１に圧力を導入することがで
きる。
【００２２】図６は本発明の他の実施形態に係る圧力セ
ンサの概略構成を示す断面の模式図であり、図５で示し
た実施形態の圧力センサにおいて、ホール素子５をダイ
アフラム１１の下面に形成した構成になっている。
ンサの概略構成を示す断面の模式図であり、図５で示し
た実施形態の圧力センサにおいて、ホール素子５をダイ
アフラム１１の下面に形成した構成になっている。
【００２３】本実施形態によっても、上述の実施形態の
ものと同様の効果を奏する。
ものと同様の効果を奏する。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、請求項１乃至請求項６に
記載の発明によれば、ホール素子が圧力センサの可動電
極３、固定電極４やピエゾ抵抗素子等の圧力計測用の素
子対して垂直ライン上に形成されることになるので、基
板上に別々に圧力センサとホール素子とを形成する必要
がなくなり、従来の圧力センサを構成していた面積だけ
でホール素子５が形成できるようになり、方位測定の機
能を備えた小型の圧力センサが提供できた。
記載の発明によれば、ホール素子が圧力センサの可動電
極３、固定電極４やピエゾ抵抗素子等の圧力計測用の素
子対して垂直ライン上に形成されることになるので、基
板上に別々に圧力センサとホール素子とを形成する必要
がなくなり、従来の圧力センサを構成していた面積だけ
でホール素子５が形成できるようになり、方位測定の機
能を備えた小型の圧力センサが提供できた。
【図１】本発明の一実施形態に係る圧力センサの概略構
成を示す断面の模式図である。
成を示す断面の模式図である。
【図２】同上の圧力センサの上面の模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る圧力センサの概略
構成を示す断面の模式図である。
構成を示す断面の模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る圧力センサの概略
構成を示す断面の模式図である。
構成を示す断面の模式図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る圧力センサの概略
構成を示す断面の模式図である。
構成を示す断面の模式図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る圧力センサの概略
構成を示す断面の模式図である。
構成を示す断面の模式図である。
【図７】従来例に係る圧力センサの概略構成を示す断面
の模式図である。
の模式図である。
１ シリコンチップ ２ ガラス台座 ３ 可動電極 ４ 固定電極 ５ ホール素子 ８ ピエゾ抵抗素子 ９ 貫通孔 １１ ダイアフラム ２１ 上部台座 ２２ 上部台座 ５１ 入力端子 ５２ 出力端子
Claims (6)
- 【請求項１】 ダイアフラム構造を有するシリコンチッ
プがガラス台座に接合されてなる圧力センサであって、
前記ダイアフラムあるいはガラス台座上にホール素子を
設けたことを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 前記ダイアフラム上にピエゾ素子を形成
したピエゾ抵抗型の圧力センサにおいて、ホール素子を
ガラス台座上に設けたことを特徴とする請求項１記載の
圧力センサ。 - 【請求項３】 固定電極と可動電極を有する静電容量型
の圧力センサにおいて、前記固定電極をガラス台座の上
面に設け、前記可動電極をダイアフラムの下面に設け、
ホール素子をダイアフラムの上面に設けたことを特徴と
する請求項１記載の圧力センサ。 - 【請求項４】 固定電極と可動電極を有する静電容量型
の圧力センサにおいて、前記固定電極をガラス台座の上
面に設け、前記可動電極をダイアフラムの下面に設ける
とともに、前記シリコンチップの上部に上部ガラス台座
を設け、該上部ガラス台座にホール素子を設けたことを
特徴とする請求項１記載の圧力センサ。 - 【請求項５】 固定電極と可動電極を有する静電容量型
の圧力センサにおいて、前記可動電極をダイアフラムの
上面に設けるとともに、前記シリコンチップの上部に上
部ガラス台座を設け、前記固定電極を前記上部ガラス台
座の下面に設け、ホール素子を前記上部ガラス台座の上
面に設けたことを特徴とする請求項１記載の圧力セン
サ。 - 【請求項６】 固定電極と可動電極を有する静電容量型
の圧力センサにおいて、ホール素子をダイアフラムの下
面に設け、前記可動電極をダイアフラムの上面に設け、
前記シリコンチップの上部に上部ガラス台座を設け、前
記固定電極を該上部ガラス台座の下面に設けたことを特
徴とする請求項１記載の圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174953A JPH1123398A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174953A JPH1123398A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123398A true JPH1123398A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15987632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9174953A Pending JPH1123398A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1123398A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150090029A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Seiko Epson Corporation | Physical quantity sensor, pressure sensor, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP9174953A patent/JPH1123398A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150090029A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Seiko Epson Corporation | Physical quantity sensor, pressure sensor, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
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