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【発明の名称】 圧力センサ
【発明者】 【氏名】豊田 稲男
【要約】 【課題】圧力検出用の４つの拡散ゲージで構成されるブリッジ回路から出力されるオフセット電圧を小さくする。

【解決手段】ブリッジ回路を構成する４つの拡散ゲージ４１ａ〜４１ｄのうち、アース側の２つの拡散ゲージ４１ｃ、４１ｄに複数の調整用抵抗４６ａ〜４６ｆを直列に接続し、これら複数の調整用抵抗４６ａ〜４６ｆのそれぞれの間にワイヤボンディング用のパッド４３ｄ〜４３ｊを接続した。そして、パッド４３ａ〜４３ｊを順次アース電位にしていき、パッド４３ｂ、４３ｃ間の電位を測定して、オフセット電圧が最も小さくなるパッドを決定し、それを電源部７２のパッド７２ｂとワイヤボンディングすれば、ブリッジ回路から出力されるオフセット電圧を小さくすることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シリコン基板に４つの拡散ゲージ（４１ａ〜４１ｄ）を形成し、それらをブリッジ回路を構成するように結線して、前記ブリッジ回路から圧力に応じた電気信号を出力させるようにした圧力センサにおいて、前記４つの拡散ゲージ（４１ａ〜４１ｄ）のうち前記ブリッジ回路の電源側若しくはアース側の２つの拡散ゲージ（４１ｃ、４１ｄ）に複数の調整用抵抗（４６ａ〜４６ｆ）を直列に接続し、前記複数の調整用抵抗（４６ａ〜４６ｆ）のそれぞれの間にワイヤボンディング用のパッド（４３ｄ〜４３ｊ）を接続したことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】 前記複数の調整用抵抗（４６ａ〜４６ｆ）は、前記シリコン基板に形成された拡散ゲージであることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力を検出する圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置においては、シリコン基板に４つの拡散ゲージを形成し、それらをブリッジ回路を構成するように結線して、前記ブリッジ回路から圧力に応じた電気信号を出力させるようにした圧力センサが種々提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した圧力センサにおいて、拡散ゲージは、通常、ホトマスクを用いて形成されるが、ホトマスクの線幅ばらつき、あるいはホトエッチング時のレジストの線幅ばらつきなどによって、４つの拡散ゲージの抵抗値は必ずしも等しくなっていない。このため、４つの拡散ゲージにより構成されるブリッジ回路において、圧力が印加されていない場合でも出力に電位差が生じ、これがオフセット電圧となる。
【０００４】この場合、従来では、信号処理回路による回路処理にてオフセット電圧の影響をなくすように調整されるが、オフセット電圧が大きいと調整量が大きくなる。例えば、ＥＰＲＯＭ等により調整量を書き込んで電気的に調整を行う場合には、調整のためのビット数が多く必要となる。本発明は上記問題に鑑みたもので、ブリッジ回路から出力されるオフセット電圧を小さくすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、ブリッジ回路を構成する４つの拡散ゲージ（４１ａ〜４１ｄ）うち、ブリッジ回路の電源側若しくはアース側の２つの拡散ゲージ（４１ｃ、４１ｄ）に複数の調整用抵抗（４６ａ〜４６ｆ）を直列に接続し、これら複数の調整用抵抗（４６ａ〜４６ｆ）のそれぞれの間にワイヤボンディング用のパッド（４３ｄ〜４３ｊ）を接続したことを特徴としている。
【０００６】従って、オフセット電圧が小さくなるパッドを選択してワイヤボンディングを行うようにすれば、ブリッジ回路から出力されるオフセット電圧を小さくすることができる。この場合、請求項２に記載の発明のように、上記した複数の調整用抵抗（４６ａ〜４６ｆ）を拡散ゲージで形成すれば、圧力検出用の拡散ゲージと同一工程で形成することができるため、簡単な構成とすることができる。
【０００７】なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１に、本発明の一実施形態を示す圧力センサの断面構造を示す。この圧力センサは、車両における燃料噴射装置の燃料圧やブレーキ装置のブレーキオイル圧等の高圧（例えば２０ＭＰａ）の流体の圧力を測定するものである。
【０００９】図において、ハウジング１は、耐食性が良好で溶接可能な金属（例えばＳＵＳ４３０）で構成されており、ねじ１ａを有し、図示しない被検出体（例えば、燃料配管）にねじ締めで固定されるようになっている。センシングボディ２は、熱膨張率が小さい低熱膨張率金属（例えばコバール等の線熱膨張係数がシリコンに近い材質のもの）で構成され、内側に圧力導入孔２ｂを有し、その終端に肉薄のダイヤフラム２ａが形成されている。このセンシングボディ２は、ハウジング１の内側空洞部に圧入されて、ハウジング１に組付けられる。
【００１０】センシングボディ２におけるダイヤフラム２ａの上面、すなわち圧力導入側と反対側の面には、シリコンチップ（センサチップ）４が低融点ガラスによるガラス層５を介して接合されている。また、センシングボディ２の先端部の周囲には、図１に示すように、シリコンチップ４からの電気信号を処理する信号処理回路基板７が配置されている。そして、シリコンチップ４と信号処理回路基板７の間はワイヤ８により電気的に接続されている。なお、信号処理回路基板７は、積層セラミック基板７ａ、回路チップ７ｂ、およびポスト７ｃから構成されている。
【００１１】信号処理回路基板７におけるポスト７ｃは、ターミナルアッセンブリ１０のコネクタターミナル１０ａと電気溶接等で接続されており、ターミナルアッセンブリ１０とコネクタケース１１は、Ｏリング１２を介しハウジング１のかしめ部１ｂによってハウジング１にかしめ固定されている。また、センシングボディ２および積層セラミック基板７の上面には、コーティング材（例えばシリコーンゲル）９によりコーティングが施されている。
【００１２】図２に、シリコンチップ４の平面構成を示す。シリコンチップ４は、シリコン基板を用いて構成され、下側にダイヤフラム２ａが存在する領域（以下、単にダイヤフラム領域という）には、圧力検出用の４つの拡散ゲージ４１ａ〜４１ｄが形成されている。これら拡散ゲージ４１ａ〜４１ｄは、圧力に応じて抵抗値が変化するようになっており、図示しないコンタクトホールを介してアルミ配線４２ａ〜４２ｅと電気接続されている。
【００１３】また、シリコンチップ４におけるダイヤフラム領域の外側には、オフセット電圧調整用の拡散ゲージ４４ａ、４４ｂが形成されている。これら拡散ゲージ４４ａ、４４ｂは、図示しないコンタクトホールを介してアルミ電極４５ａ〜４５ｇと図に示すように電気接続されている。アルミ配線４２ａはパッド４３ａに接続され、アルミ配線４２ｂはパッド４３ｂに接続され、アルミ配線４２ｃはパッド４３ｃに接続されている。また、拡散ゲージ４１ｃは、アルミ配線４２ｄによりアルミ電極４５ａに接続され、拡散ゲージ４１ｄは、アルミ配線４２ｅによりアルミ電極４５ｇに接続されている。さらに、アルミ電極４５ａ〜４５ｇは、アルミ配線４２ｆ〜４２ｌによりパッド４３ｄ〜４３ｊにそれぞれ接続されている。
【００１４】従って、上記した構成によれば、シリコンチップ４の電気回路は図３に示すようになる。この図３において、抵抗４６ａはアルミ電極４５ａとアルミ電極４５ｂの間の拡散ゲージ４４ａによって形成され、同様に、抵抗４６ｂはアルミ電極４５ｂとアルミ電極４５ｃの間の拡散ゲージ４４ａによって形成され、抵抗４６ｃはアルミ電極４５ｃとアルミ電極４５ｄの間の拡散ゲージ４４ａによって形成され、抵抗４６ｄはアルミ電極４５ｄとアルミ電極４５ｅの間の拡散ゲージ４４ｂによって形成され、抵抗４６ｅはアルミ電極４５ｅとアルミ電極４５ｆの間の拡散ゲージ４４ｂによって形成され、抵抗４６ｆはアルミ電極４５ｆとアルミ電極４５ｇの間の拡散ゲージ４４ｂによって形成される。
【００１５】また、信号処理回路基板７には、信号処理回路部７１と電源部７２が設けられており、信号処理回路部７１のパッド７１ａ、７１ｂは、パッド４３ｂ、４３ｃとそれぞれワイヤボンディングされ、電源部７２の電源側のパッド７２ａは、パッド４３ａとワイヤボンディングされる。また、電源部７２のアース側のパッド７２ｂは、パッド４３ａ〜４３ｊと選択的にワイヤボンディングされる。この場合、ダイヤフラム２ａに圧力を印加しない状態で、パッド４３ａ〜４３ｊを順次アース電位にしていき、パッド４３ｂ、４３ｃ間の電位を測定して、オフセット電圧が最も小さくなるパッドを決定し、それを電源部７２のパッド７２ｂとワイヤボンディングするようにする。例えば、抵抗４６ａ〜４６ｆの抵抗値を拡散ゲージ４１ａ〜４１ｄの抵抗値の２００分の１で形成しておけば、拡散ゲージ４１ｃの抵抗値が抵抗４６ｄ〜４６ｆに比べて約１００分の１小さくなった場合、パッド４３ｈと電源部７２のパッド７２ｂとを接続すれば、拡散ゲージ４１ｃ、抵抗４６ａ〜４６ｄの抵抗値の和と，拡散ゲージ４１ｄ、抵抗４６ｆ、４６ｅの抵抗値の和がほぼ等しくなる。
【００１６】このようにすればブリッジ回路から出力されるオフセット電圧を小さくすることができるため、信号処理回路部７１におけるオフセット電圧の調整量を少なくすることができる。なお、上記した実施形態においては、抵抗４６ａ〜４６ｆを、拡散ゲージ４１ａ〜４１ｄによって構成されるブリッジ回路のアース側の拡散ゲージ４１ｃ、４１ｄに直列接続するものを示したが、電源側の拡散ゲージ４１ａ、４１ｂに直列接続するようにしてもよい。
【００１７】また、パッド４３ａ〜４３ｊは、シリコンチップ４のいずれかの１辺に集中して形成されていてもよい。この場合、信号処理回路基板７とのワイヤボンディングを行いやすくすることができる。また、上記した実施形態によれば、オフセット電圧調整用の抵抗４６ａ〜４６ｆを拡散ゲージ４４ａ、４４ｂで形成しているため、圧力検出用の拡散ゲージ４１ａ〜４１ｄと同一工程で形成することができ、簡単な構成とすることができるが、本発明はこれに限らず、拡散ゲージ以外で抵抗４６ａ〜４６ｆを形成するようにしてもよい。。
【００１８】さらに、本発明は、上記した金属ダイヤフラム２ａを用いた圧力センサに限らず、シリコン基板にダイヤフラムを形成した圧力センサにも同様に適用することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【出願日】 平成１０年６月２６日（１９９８．６．２６）
【代理人】 【識別番号】１００１０００２２
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二 （外１名）
【公開番号】 特開２０００−９５６７（Ｐ２０００−９５６７Ａ）
【公開日】 平成１２年１月１４日（２０００．１．１４）
【出願番号】 特願平１０−１８０７５３