在固定电极(32)的上表面形成电介质层(33)。通过使电介质层(33)的上表面向下方凹陷，从而在电介质层(33)的上表面形成凹槽(33a)。凹槽(33a)的底面被电介质层(33)覆盖。在电介质层(33)的表面层叠上基板(35a)以覆盖凹槽(33a)。通过上基板(35a)的一部分，即位于凹槽(33a)的上方的区域，来形成呈薄膜状的导电性膜片(35)。在膜片(35)的上表面中央部设置突起(39)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】静电电容型压力传感器及输入装置
本专利技术涉及静电电容型压力传感器以及输入装置。具体而言，本专利技术涉及因压力而挠曲的膜片(diaphragm)与电介质层接触来探测压力的接触式的静电电容型压力传感器。另外，涉及利用该压力传感器的输入装置。
技术介绍
在一般的静电电容型压力传感器中，导电性的膜片(可动电极)与固定电极隔着间隙进行对置，并根据因压力而挠曲的膜片与固定电极之间的静电电容的变化来检测压力。在该压力传感器是使用玻璃基板或硅基板通过MEMS(微机电系统)技术制造的微器件的情况下，若对膜片施加大的压力而发生较大挠曲，则存在破坏膜片的风险。故而，提出了如下的压力传感器：在固定电极的表面设置电介质层，因压力而挠曲的膜片与电介质层接触，基于其接触面积的变化，膜片与固定电极之间的静电电容发生变化。该压力传感器有时也称为接触式静电电容型压力传感器。作为接触式静电电容型压力传感器，例如有记载在非专利文献1中的传感器。图1的(A)是表示非专利文献1所记载的压力传感器11的剖面图。在该压力传感器11中，在玻璃基板12的上表面形成由金属薄膜构成的固定电极13，从固定电极13之上起在玻璃基板12的上表面形成有电介质膜14。在电介质膜14的上表面，设置有电极焊盘(pad)16。在电介质膜14进行开口以形成通孔15，并将电极焊盘16通过通孔15与固定电极13连接。在电介质膜14的上表面层叠有硅基板17。在硅基板17的上表面设置凹陷部18，并在硅基板17的下表面设置凹槽19，从而在凹陷部18与凹槽19之间形成有薄膜状的膜片20。膜片20设置在与固定电极13交叠的位置。硅基板17的下表面成为掺杂了高浓度B(硼)的P+层21，由此对膜片20赋予了导电性并将膜片20作为可动电极。在膜片20的下表面与电介质膜14的上表面之间，通过凹槽19而产生了数μm的间隙22。图1B是表示压力传感器11的压力与静电电容的关系(压力－电容特性)的图，记载在非专利文献1中。若对压力传感器11的膜片20施加压力，则膜片20响应于该施加压力而挠曲，在一定压力下与电介质膜14接触。在图1B的横轴上，压力为0至Pa的区间(未接触区域)是膜片20未接触电介质膜14的区域。压力为Pa至Pb的区间(开始接触区域)是从膜片20与电介质膜14接触起至以一定程度的面积与电介质膜14可靠地接触为止的区域。在压力为Pb至Pc的区间(动作区域)，随着压力的增加，膜片20与电介质膜14接触的部分的面积逐渐增加。压力为Pc至Pd的区间(饱和区域)，是膜片20的几乎整面与电介质膜14接触、且即使压力增加而接触面积也几乎不增加的区域。根据图1B的压力－电容特性，在压力增加时，在膜片20未发生接触的未接触区域，静电电容的变化小，但一旦进入开始接触区域，则静电电容的变化率(增加速度)逐渐变大。在动作区域，虽然线性变好，但静电电容的变化率逐渐减少，若进入饱和区域，则静电电容几乎不再增加。在该接触式的压力传感器11中，膜片20与电介质膜14之间的静电电容C能根据以下的数式1来表示。C＝Co+ε·(S/d)…(数式1)其中，将膜片20与电介质膜14的接触面积设为S，将电介质膜14的厚度设为d，并以ε来表征电介质膜14的介电常数。Co是未接触区域中的静电电容。在压力变大时，电介质膜14的厚度d和介电常数ε不变化，膜片20的接触面积S增大，因此根据数式1可知，此时压力传感器11的静电电容C增加。但是，压力传感器11具有以下那样的问题。在压力传感器11中，根据对膜片20进行按压的按压体的前端形状等，膜片20与电介质膜14开始接触时的面积是不同的。其结果，压力－电容特性的上升部分(开始接触区域和动作区域当中接近Pb的区域)的特性(以下，称为上升特性。)根据按压体23的前端形状而变化。例如，如图2的(A)所示，在以前端面小的按压体23按压膜片20的情况下，膜片20与电介质膜14开始接触时的接触面积小。与此相对，如图2的(B)所示，在以前端面大的按压体23按压膜片20的情况下，即使是相同的按压力P，膜片20与电介质膜14开始接触时的接触面积也变大。其结果，压力－电容特性的上升特性根据按压体23的形状或大小而变化，存在无法确保压力传感器11的低压力区域中的测量精度这样的问题。接着，如图2的(C)所示，膜片20在远离其中央部的位置上被按压体23按压的情况下，即使是相同的压力P，如图2的(A)所示，有时静电电容也与中央部被按压的情况不同。故而，基于膜片20被按压的位置，压力传感器11的测量值发生变化，按压位置的偏差成为压力传感器11的测量精度下降的原因。现有技术文献非专利文献非专利文献1:山本敏，其他4名，“接触式电容型压力传感器”，藤仓技报，株式会社藤仓，2001年10月，第101号，p.71－74
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述那样的技术背景而提出，其目的在于，提供能降低按压体的大小、形状或者按压位置所带来的影响从而使测量精度得以提高的接触式的静电电容型压力传感器。用于解决课题的手段本专利技术所涉及的静电电容型压力传感器具备：固定电极；电介质层，其形成于所述固定电极的上方；导电性的膜片，其隔着空隙形成于所述电介质层的上方；以及1个或多个突起，其设置于所述膜片的上表面。本专利技术的静电电容型压力传感器在膜片的上表面具有突起，因此若以按压体来按压膜片，则基于突起，膜片被推压向电介质层。因此，在所施加的压力小时，与按压体的大小或形状无关，膜片随着压力以一定的形状进行变形。故而，压力传感器的上升特性的偏差变小，压力传感器的输出特性提高。另外，即使在按压体按压的位置发生了些许偏离的情况下，也基于设置于膜片的固定位置的突起，膜片被按压，因此能减小按压位置的偏离所致的输出的偏差，尤其能使上升特性得以提高。在以保护膜来覆盖所述膜片的表面的情况下，该突起可以通过与所述保护膜相同的材料来形成。通过将保护膜与突起设为同一材料，能以1个工序来制作保护膜和突起，因此制造工序变得简单。另外，所述突起可以通过与所述膜片相同的材料来与所述膜片一体形成。在此情况下，能通过对膜片进行加工来形成突起。本专利技术所涉及的静电电容型压力传感器的一实施形态中，将所述突起设置于所述膜片的上表面中央部。根据该实施形态，是将突起设置于膜片的中央部，因此基于按压力，膜片均匀地变形，从而在膜片不易发生塑性变形。本专利技术所涉及的静电电容型压力传感器的另一实施形态中，所述突起的高度为所述空隙的高度以下。若将突起的高度设为空隙的高度以下，则在按压膜片时，按压体不易被突起妨碍。其结果，压力传感器的输出的线性得以提高。本专利技术所涉及的静电电容型压力传感器的又一实施形态中，所述突起的宽度为所述膜片的宽度的0.2倍以下。另外，在该实施形态中，优选所述突起的宽度为所述膜片的宽度的0.15倍以下。根据该实施形态，设置有突起的压力传感器的输出特性变得良好。本专利技术所涉及的静电电容型压力传感器的又一实施形态中，从与所述膜片垂直的方向观察，在相对于相互正交的2条虚拟直线分别对称的位置处设置有通气路径。根据该实施形态，在按压膜片时，在膜片产生均匀的应力，从而能防止在局所产生大的应力而在膜片发生塑性变形。另外，在该实施形态中，所述通气路径可以屈曲或弯曲。若使通气路径屈曲或弯曲，则异物难以从本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种静电电容型压力传感器，其特征在于，具备：固定电极；电介质层，其形成于所述固定电极的上方；导电性的膜片，其隔着空隙形成于所述电介质层的上方；以及1个或多个突起，其设置于所述膜片的上表面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.08 JP 2013-0466611.一种静电电容型压力传感器，其特征在于，该静电电容型压力传感器为接触式的静电电容型压力传感器，该静电电容型压力传感器具备：固定电极；电介质层，其形成于所述固定电极的上方；导电性的膜片，其隔着空隙形成于所述电介质层的上方；以及1个或多个突起，其设置于所述膜片的上表面，所述突起的高度为所述空隙的高度以下。2.根据权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，所述突起设置于所述膜片的上表面中央部。3.根据权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，所述静电电容型压力传感器具有保护膜，该保护膜覆盖所述膜片的表面，所述突起是通过与所述保护膜相同的...
【专利技术属性】
技术研发人员：井上胜之，奥野敏明，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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