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公開番号2024138847
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023049553
出願日2023-03-27
発明の名称差圧計
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類G01L 13/00 20060101AFI20241002BHJP(測定;試験)
要約【課題】半導体による基体の上にガラス板を介して配置されるセンサチップに組み込まれた差圧計における出力のゼロ点シフトを抑制する。
【解決手段】第1半導体層103とガラス板102とを接合する第1接合領域111の周囲に第1未接合領域112が設けられ、ガラス板102と基体101とを接合する第2接合領域121の周囲に、第2未接合領域122が設けられている。第1接合領域111は、第1圧力室105の領域を囲って配置され、第2接合領域121は、第1導圧路109の領域を囲って配置されている。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
半導体から構成された基体と、
前記基体の上に接合された耐熱ガラスからなるガラス板と、
前記ガラス板の上面に配置された第１圧力室を備える第１半導体層と、
前記第１半導体層の上に配置された第２圧力室を備える第２半導体層と、
前記第１圧力室と前記第２圧力室との間を隔てる状態に形成されたダイアフラムと、
前記ガラス板および前記基体を貫通して形成され、前記第１圧力室と連通する導圧路と、
前記ダイアフラムの周端部近傍に設けられ、前記ダイアフラムの歪みを測定する歪計測部と、
前記第１半導体層と前記ガラス板との間で、前記第１圧力室を囲い平面視で前記第１圧力室の周方向に均一な幅とされた前記第１半導体層と前記ガラス板とを接合する第１接合領域と、
前記第１接合領域の周囲に設けられた第１未接合領域と、
前記ガラス板と前記基体との間で、前記導圧路の領域を囲い平面視で前記導圧路の領域の周方向に均一な幅とされて、前記ガラス板と前記基体とを接合する第２接合領域と、
前記第２接合領域の周囲に設けられた第２未接合領域と
を備え、
前記第２接合領域は、前記第１未接合領域の内側に設けられ、
前記第２未接合領域は、前記第１接合領域から前記第１未接合領域にかけて形成されている差圧計。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
請求項１記載の差圧計において、
前記ガラス板と前記基体との間で、前記第２未接合領域の周囲に、少なくとも１か所、設けられて、前記ガラス板と前記基体とを接合する第３接合領域をさらに備える差圧計。
【請求項３】
請求項１または２記載の差圧計において、
前記基体、前記第１半導体層、および前記第２半導体層はシリコンから構成され、
前記ガラス板はテンパックスガラスから構成されている
差圧計。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、差圧計に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
工業用の差圧計は、小型化や耐食性などの要望により、センサチップ本体をシリコンなどの半導体やサファイアなどから構成している。例えば、ピエゾ抵抗素子などによる歪計測部が形成された半導体（シリコン）の膜から構成されたダイアフラムの一方の面および他方の面の各々に、第１圧力室および第２圧力室を設けた差圧計がある。この差圧計では、第１圧力室および第２圧力室の２方向から受ける圧力の差を測定している。第１圧力室、第２圧力室、およびこれらの圧力室の各々に接続する圧力伝達のための導管には、オイルなどの圧力伝達物質が充填され、圧力は、圧力伝達物質を介してダイアフラムに作用する。
【０００３】
一方で、上述したダイアフラムおよび圧力室が形成されたセンサチップは、パッケージに収容されて用いられている。センサチップを半導体から構成する場合、主に金属から構成されるパッケージとの間を電気的に分離するために、耐熱ガラスによるガラス板を挟んでパッケージに固定している。
【０００４】
しかしながら、金属から構成されるパッケージと耐熱性ガラスとの間には線膨張係数差があり、また、耐熱性ガラスは強度があまり高くない。このため、パッケージにガラス板を直接接合した場合、熱応力によりガラス板が割れるなどの問題が起き場合がある。このため、ガラス板とパッケージとの間にシリコン板を挟んで接合している。この構成では、パッケージの上に、シリコン板、ガラス板、センサチップの順に積層されたものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－０６０３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような構成の圧力センサにおいて、ゼロ点シフトの発生が確認され、問題となっている。このゼロ点シフトを防止するために、ガラス板と半導体からなるセンサチップとの接合面の一部に、接合していない空洞を設ける技術がある（特許文献１）。しかしながら、特許文献１の技術では、センサチップを搭載するガラス板を、さらにシリコンなどの半導体による基体の上に配置する構成については考慮されていない。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、半導体による基体の上にガラス板を介して配置されるセンサチップに組み込まれた差圧計における出力のゼロ点シフトの抑制を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る差圧計は、半導体から構成された基体と、基体の上に接合された耐熱ガラスからなるガラス板と、ガラス板の上面に配置された第１圧力室を備える第１半導体層と、第１半導体層の上に配置された第２圧力室を備える第２半導体層と、第１圧力室と第２圧力室との間を隔てる状態に形成されたダイアフラムと、ガラス板および基体を貫通して形成され、第１圧力室と連通する導圧路と、ダイアフラムの周端部近傍に設けられ、ダイアフラムの歪みを測定する歪計測部と、第１半導体層とガラス板との間で、第１圧力室を囲い平面視で第１圧力室の周方向に均一な幅とされた第１半導体層とガラス板とを接合する第１接合領域と、第１接合領域の周囲に設けられた第１未接合領域と、ガラス板と基体との間で、導圧路の領域を囲い平面視で導圧路の領域の周方向に均一な幅とされて、ガラス板と基体とを接合する第２接合領域と、第２接合領域の周囲に設けられた第２未接合領域とを備え、第２接合領域は、第１未接合領域の内側に設けられ、第２未接合領域は、第１接合領域から第１未接合領域にかけて形成されている。
【０００９】
上記差圧計の一構成例において、ガラス板と基体との間で、第２未接合領域の周囲に、少なくとも１か所、設けられて、ガラス板と基体とを接合する第３接合領域をさらに備える。
【００１０】
上記差圧計の一構成例において、基体、第１半導体層、および第２半導体層はシリコンから構成され、ガラス板はテンパックスガラスから構成されている。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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