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    重庆时时彩龙虎真假: 压力传感器以及具备该压力传感器的传感器单元.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201380054448.5

    申请日:

    2013.10.15

    公开号:

    CN104736983A

    公开日:

    2015.06.24

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01L 9/00申请日:20131015|||公开
    IPC分类号: G01L9/00 主分类号: G01L9/00
    申请人: 株式会社鹭宫制作所; 富士电机株式会社
    发明人: 石川琢郎; 金井佑二; 松并和宏
    地址: 日本东京都
    优先权: 2012-230043 2012.10.17 JP
    专利代理机构: 北京银龙知识产权代理有限公司11243 代理人: 张敬强; 严星铁
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201380054448.5

    授权公告号:

    104736983B||||||

    法律状态公告日:

    2017.05.31|||2015.07.22|||2015.06.24

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    传感器芯片(1)中,在其主体部接地的状态下,形成于电路层(72)的上方的构成屏蔽电极的屏蔽层(71)经由电阻体(46)接地。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种压力传感器,其特征在于,构成为具备:
    传感器芯片,其构成为包含:具备具有多个压力检测元件且能够根据作用 的压力来位移的可动部和与该可动部连接的固定部的主体部、形成于在该主体 部上层叠的第一层且经由导电层与该压力检测元件连接的电路、以及形成于在 该第一层上层叠的第二层的屏蔽层;以及
    电阻体,其连接于上述屏蔽层与规定的电位之间。

    2.  根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
    在上述第二层中,在形成于上述第一层的电路的上方形成有与上述电阻体 连接的铝制的屏蔽层。

    3.  根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
    上述第二层中的上述屏蔽层由多晶硅形成,且覆盖上述多个压力检测元件 的正上方的规定的区域。

    4.  根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,
    在上述第二层中,在形成于上述第一层的电路中的多个半导体元件的正上 方的位置,形成有与上述电阻体连接的铝制的屏蔽层。

    5.  一种传感器单元,其特征在于,构成为具备:
    权利要求1至权利要求3中任一项所述的压力传感器;
    通过密封件收纳上述压力传感器的壳体;
    将需要检测压力的压力室与上述壳体的内周部隔绝的膜片;
    填充于上述膜片与上述压力传感器的传感器芯片之间的压力传递介质;以 及
    与上述压力传感器的传感器芯片的电路电连接的端子组。

    说明书

    说明书压力传感器以及具备该压力传感器的传感器单元
    技术领域
    本发明涉及具备传感器芯片的压力传感器以及具备该压力传感器的传感 器单元。
    背景技术
    液封型的单芯片半导体压力传感器例如如专利文献1所示,构成传感器单 元的一部分。传感器单元配置在形成于金属制的接头部的内侧的压力检测室 内。这样的传感器单元例如构成为作为主要要素包含:支承于接头部内且将上 述的压力检测室和后述的液封室隔绝的膜片;形成于膜片的下方且存积作为压 力传递介质的硅油的液封室;配置在液封室内且检测根据膜片的位移的硅油的 压力变动的传感器芯片;支承传感器芯片的芯片安装部件;将壳体的贯通孔中 的芯片安装部件的周围密封的密封玻璃;进行从传感器芯片的输出信号的送出 以及对传感器芯片的电力供给的端子组。
    这样的传感器芯片中,如专利文献1中的图10所示,提出了包含如下部 件的传感器芯片,即,包含:多个压力检测元件一体形成的可动部(压力检测 部);与可动部的周围的基台一体形成且与压力检测元件电连接的电路;覆盖 该可动部以及基台的上表面的氧化膜;除了氧化膜中的与可动部对应的部分以 外覆盖氧化膜整体的金属制薄膜。这样的金属制薄膜为了防止在电路产生负面 影响而由铝蒸镀形成。另外,金属制薄膜构成为除了与可动部对应的部分以外 覆盖氧化膜整体是为了防止压力传感器的特性的恶化。
    上述的单芯片半导体压力传感器中,近来也要求电磁兼容性(以下,也称 为EMC(Electro Magnetic Compatibility))。
    现有技术文献
    专利文献
    专利文献1:专利第3987386号说明书
    发明内容
    上述的传感器芯片中,通过铝蒸镀形成的金属制薄膜构成为除了与可动部 对应的部分以外覆盖氧化膜整体的情况下,有可能由通过金属制薄膜的布线形 成的电感、和在形成电路的输出电压线的导电层和金属制薄膜之间形成的电容 器来形成共振电路。这样的情况下,EMC的性能有可能因共振电路产生的噪 声而恶化。
    考虑以上的问题点,本发明的目的在于,提供压力传感器以及具备该压力 传感器的传感器单元,其为能够良好地维持EMC的性能并且还能够防止在电 路产生负面影响的压力传感器以及具备该压力传感器的传感器单元。
    为了实现上述的目的,本发明的压力传感器构成为具备:
    传感器芯片,其构成为包含:具备具有多个压力检测元件且能够根据作用 的压力来位移的可动部和与可动部连接的固定部的主体部、形成于在主体部上 层叠的第一层且经由导电层与压力检测元件连接的电路、以及形成于在第一层 上层叠的第二层的屏蔽层;以及
    电阻体,其连接于屏蔽层与规定的电位之间。
    具备本发明的压力传感器的传感器单元,构成为具备:上述压力传感器; 通过密封件收纳压力传感器的壳体;将需要检测压力的压力室与壳体的内周部 隔绝的膜片;填充于膜片与压力传感器的传感器芯片之间的压力传递介质;以 及与压力传感器的传感器芯片的电路电连接的端子组。
    根据本发明的压力传感器以及具备该压力传感器的传感器单元,具备形成 于在第一层上层叠的第二层的屏蔽层、和连接于屏蔽层与规定的电位之间的电 阻体,所以能够良好地维持EMC的性能,并且能够防止在电路产生负面影响。
    附图说明
    图1A是表示本发明的压力传感器的第一实施例的传感器芯片的俯视图。
    图1B是图1A中的剖视图。
    图2是示意性地表示图1A以及图1B所示的例子中的电路结构的示意图。
    图3是表示图2所示的例子中的等效电路的电路图。
    图4是表示适用于图1A以及图1B所示的例子的等效电路的另一个例子 的电路图。
    图5是概略地表示适用本发明的压力传感器以及具备该压力传感器的传 感器单元的多个实施例的压力检测装置的主要部分的局部剖视图。
    图6A是表示本发明的压力传感器的第二实施例中的传感器芯片的俯视 图。
    图6B是图6A中的剖视图。
    图7是表示图2所示的例子中作为电阻体使用的导体图案的一个例子的 图。
    具体实施方式
    图5概略地表示适用本发明的压力传感器以及具备该压力传感器的传感 器单元的第一实施例以及后述的其他的实施例的压力检测装置的主要部分。
    图5中,压力检测装置构成为包含:与引导需要检测压力的流体的配管连 接的接合部10;以及与接合部10连结且将检测输出信号从接合部10供给到 规定的压力测定装置的连接器部12。
    接合部10具有:与上述的配管的内部连通的流体导入通路10a;在流体 导入通路10a的一端以圆锥状扩大地形成的压力室10A;与压力室10A邻接 地形成为圆柱状且收纳后述的传感器单元的传感器收纳室;以及连结连接器部 12的端部的连接器连结部。
    在压力室10A内经由流体导入通路10a供给作为流体的空气或者液体。 另外,配置于压力室10A的膜片?;ふ?4通过用后述的壳体18的端面夹持 后述的膜片16的缘部且焊接于壳体18,从而与壳体18一体化。
    在与上述的接合部10的连接器连结部连接的连接器部12的一方的端部的 内侧,形成有供后述的输入输出端子组24以及油填充用管22配置的凹部12A。 另外,连接器部12的端部具有与输入输出端子组24连接的端子组26。端子 组26与规定的压力测定装置连接。
    配置在传感器收纳室内的传感器单元通过O型密封圈被夹持在传感器收 纳室中的与连接器部12的一方的端部对置的内表面和连接器部12的一方的端 部之间。
    如图5所示,检测压力室10A内的压力且送出检测输出信号的传感器单 元构成为作为主要要素包含:圆筒状的壳体18;支承于与上述的压力室10A 对置的壳体18的一方的端面且将压力室10A和壳体18的内周部隔绝的膜片 16;具有多个压力检测元件32GR1、32GR2、32GR3、32GR4的传感器芯片1; 经由玻璃层80而支承传感器芯片1的金属制的芯片安装部件28;与传感器芯 片1电连接的输入输出端子组24;将输入输出端子组24以及油填充用管22 固定于芯片安装部件28的外周面与壳体18的内周面之间的密封玻璃20。
    在与金属制的膜片16对置的传感器芯片1以及密封玻璃20的端面之间形 成的液封室经由油填充用管22填充有例如作为压力传递介质的规定量的硅 油。此外,油填充用管22的一方的端部在油填充后被关闭。另外,压力传递 介质不限于这种例子,例如,也可以是惰性液体的氟系油,氟系凝胶,氟系惰 性液体,硅系凝胶,硅系惰性液体。
    输入输出端子组24由两个电源用端子、一个输出用端子、五个调整用端 子构成。各端子的两端部分别向上述的液封室和凹部12A内突出。此外,图5 中,示出了八个端子中的四个端子。
    如图1A以及图1B放大所示,传感器芯片1经由玻璃层80支承于芯片安 装部件28的上端面。传感器芯片1构成为包含:具有多个压力检测元件32GR1、 32GR2、32GR3、32GR4,且例如用硅形成为大致矩形状的主体部;形成于主 体部的上端面且形成处理电路的电路层72;层叠于作为第一层的电路层72的 上表面的作为第二层的绝缘膜层;形成于该绝缘膜层的铝制的屏蔽层71;以 及?;て帘尾?1的上层部的?;げ?6。
    主体部由与玻璃层80抵接且被支承的固定部64C和可动部64B构成。薄 壁的可动部64B与固定部64C的中央部一体形成,该固定部64C的中央部处 于与上述的膜片16的中央部对应的位置。在可动部64B与玻璃层80之间形 成有保持为规定的真空度的凹部64A??啥?4B中,如图1A放大所示,例 如,压力检测元件32GR1、32GR2、32GR3、32GR4在共用的圆周上以相等间 隔形成在四个部位构成惠斯登电桥电路。此外,压力检测元件32GR1~32GR4 的配置以构成惠斯登电桥电路的方式形成即可,不限于这种例子,例如,也可 以不是在共用的圆周上以相等间隔配置。
    在电路层72,包含由用多晶硅形成的栅极38A,38B、漏极、源极等构成 的MOSFET(metal-oxide-semiconductor field effect transistor)的电路 经由铝制的导体层与压力检测元件32GR1~32GR4电连接地形成。由此,例 如,在压力检测元件32GR1和压力检测元件32GR2的连接端、与压力检测元 件32GR3和压力检测元件32GR4的连接端之间施加规定的电压Vcc的情况 下,压力检测元件32GR2和压力检测元件32GR3的连接端、以及压力检测元 件32GR1和压力检测元件32GR4的连接端相互间,得到与作用于可动部64B 的压力呈比例的输出电压Vout。
    在上述的绝缘膜层,如图1A所示,在导体层,栅极38A、38B正上方的 规定的范围(斜线部分)例如形成有铝制的矩形状的屏蔽层71。屏蔽层71如 图1B所示,在压力检测元件32GR1、32GR2、32GR3、32GR4的正上方的位 置具有开口部71a。
    构成屏蔽电极的屏蔽层71,如图2所示的示意图以及图3所示的等效电 路所示,经由电阻体46接地。电阻体46例如也可以作为用于连接屏蔽层71 和其他的部位的布线用导体层而构成。这种情况下,布线层也可以是以与屏蔽 层71的材质不同的材质,例如多晶硅形成的电阻体。另外,布线用导体层如 图7放大所示,也可以作为导体图案80而形成。导体图案80具有规定的厚度 T以及宽度W,例如,以与屏蔽层71的材质相同的材质形成为矩形波的形状。 此外,导体图案80的形状不限于这种例,例如也可以形成为雷纹、漩涡等的 其他的形状。
    此外,图2中,示意性地表示形成于构成电容器C1、C2的铝层的电极 E1以及E2和上述的屏蔽电极的代表性的关系。另外,可动部64B以及固定 部64C也接地。
    此时,电阻体46的电阻值R2被设定为比作为上述的压力传递介质的硅 油的电阻值相当小的值。电阻体46的电阻值R2例如为10Ω以上1MΩ以下, 优选,设定为1kΩ以上100kΩ以下。通常,信号的衰减量由电容器容量和电 阻值的关系决定。在电阻值R2小于1kΩ的情况下,电容器容量小时,不能确 保能成为噪声对策的衰减量,所以对外部噪声的信号的衰减量不足,其结果, 不易成为噪声对策。另一方面,电阻值R2超过100kΩ的情况下,能够确保上 述的信号的衰减量,然而电阻体46的面积变大,所以难以减小芯片尺寸,其 结果,其制造成本变高。由于以上的理由,电阻体46的电阻值R2优选设定 为1kΩ以上100kΩ以下。
    电阻体46为上述的导体图案80的情况下,导体图案80整体的电阻值R2 (=ρ·L/WT)设定为10Ω以上1MΩ以下。其中,在电阻值的关系式中,ρ 是电阻率,L是带状片的全长,W是宽度(参照图7),T是厚度。此外,导 体图案80的电阻率、全长、宽度、厚度分别适当地选择,以使电阻值R2为 10Ω以上1MΩ以下。
    本申请的发明者确认到例如,如图3所示,即使由作为电感L1的屏蔽电 极的布线、和形成于输出电压线(铝层)屏蔽电极之间的电容器C3形成共振 电路的情况下,电阻体46也作为EMC对策而有效。
    作为上述的EMC对策,不限于这种例子,例如,如图4所示,也可以是 如下的构成,即在还具备形成于屏蔽电极与地线(GND)之间的电容器C4的 结构中,在构成屏蔽电极的屏蔽层71与输入电压线之间并列设置有分别具有 规定的电阻值R3、R4的电阻体48以及50。电阻值R3、R4例如分别为10Ω 以上1MΩ以下,优选设定为,1kΩ以上100kΩ以下。如上所述,通常,信号 的衰减量由电容器容量和电阻值的关系决定。在电阻值R3、R4小于1kΩ的情 况下,电容器容量小时,不能确保能成为噪声对策的衰减量,所以对外部噪声 的信号的衰减量不足,其结果,不易成为噪声对策。另一方面,在电阻值R3、 R4超过100kΩ的情况下,虽然能够确保上述的信号的衰减量,但电阻体48、 50的面积变大,所以难以减小芯片尺寸,其结果,其制造成本变高。由于以 上的理由,电阻体48、50的电阻值R3、R4优选设定为1kΩ以上100kΩ以下。
    本申请的发明者确认到,即使由这样形成于地线(GND)与屏蔽电极之 间的电容器C4形成共振电路的情况下,电阻体48以及50也作为EMC对策 而有效。此外,图4中,省略了输出电压线的图示。
    图6A以及图6B概略地表示用于本发明的压力传感器以及具备该压力传 感器的传感器单元的第二实施例的传感器芯片1和玻璃层。
    图1A以及图1B所示的例子中,屏蔽层71在压力检测元件32GR1、32GR2, 32GR3、32GR4的正上方的位置具有开口部71a,但在图6A以及6B所示的 例子中,除此之外,在开口部71a内的压力检测元件32GR1、32GR2、32GR3、 32GR4的正上方的位置形成有多晶硅制的屏蔽层73。
    此外,图6A以及图6B中,对于与图1A以及图1B所示的例子中相同的 构成要素标注相同的符号,省略其重复说明。
    构成屏蔽电极的屏蔽层73如图6A所示,例如,形成于屏蔽层71的开口 部71a内成为压力检测元件32GR1、32GR2、32GR3、32GR4的正上方的大致 矩形状的区域(斜线部分)。此时,屏蔽层73形成为在屏蔽层71的开口部71a 内位于大致共用的平面内。构成屏蔽电极的屏蔽层73也经由上述的电阻体46 接地。
    此外,屏蔽层73不限于这种例子,也可以形成为在绝缘膜层中不位于与 屏蔽层71大致共用的平面内,而位于比该位置靠下方的位置。
    这样,屏蔽层73通过多晶硅来形成,从而能够防止作为压力传递介质的 硅油中包含的离子性杂质附着于与可动部对应的部分、其结果产生电路的误动 作,各压力检测元件的灵敏度以及直线性不会降低,并且,各压力检测元件的 温度特性也不会恶化。

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    压力传感器 以及 具备 传感器 单元
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