压力传感器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供压力传感器，在使用了利用压阻效应等的压力检测元件的压力传感器中，减少由温度变化引起的压力检测元件的形变，从而能够实现精度的提高以及温度响应性的改善。本发明专利技术的压力传感器(100)具备：检测流体的压力的压力检测元件(126)；支撑压力检测元件(126)的支撑部件(125)；以及粘结并固定压力检测元件(126)与支撑部件(125)的涂覆粘结剂而形成的粘结剂层(125A)，该压力传感器的特征在于，粘结剂层(125A)由初始固化层(125A1)和芯片安装固化层(125A2)这两层构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器
本专利技术涉及压力传感器，尤其涉及使用了利用压阻效应等的压力检测元件的压力传感器。
技术介绍
一直以来，作为检测流体的压力的压力传感器，例如公知专利文献1所公开的使用了利用压阻效应等的半导体压力传感器片等压力检测元件的压力传感器。压阻方式的压力检测元件具有具备膜片和电桥电路的构造，其中，膜片由具有压阻效应的材料(例如单晶硅)构成，电桥电路在膜片上形成多个半导体应变仪，并且桥接上述半导体应变仪而成。而且，通过从电桥电路以电信号的方式获取与膜片的变形对应的半导体应变仪的应变仪电阻的变化，能够检测流体的压力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5044896号公报专利文献2：日本专利第3987386号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在使用了上述的压力检测元件的压力传感器中，压力检测元件例如利用粘结剂而固定于由Fe·Ni系合金、不锈钢等金属材料形成的支柱、壳体等支撑部件。此处，若周围温度变化，则因压力检测元件、支柱部件以及粘结剂的线膨胀系数的差异而产生热应力。也就是说，例如在周围温度降低了的情况下，与压力检测元件相比，粘结剂收缩，并在周围温度上升了的情况下，与压力检测元件相比，粘结剂膨胀。若产生该热应力，则压力检测元件形变，并且压力检测元件的输出特性变化，从而有传感器输出的精度降低的问题。并且，因粘结剂的粘弹性的性质，在热应力变化后至应力成为平衡状态为止需要时间，从而也有温度响应性恶化的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种压力传感器，在使用了利用压阻效应等的压力检测元件的压力传感器中，能够减少由温度变化引起的压力检测元件的形变，从而能够实现精度的提高以及温度响应性的改善。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术的压力传感器具备：压力检测元件，其检测流体的压力；支撑部件，其支撑上述压力检测元件；以及粘结剂层，其涂覆粘结剂来形成，粘结并固定上述压力检测元件与上述支撑部件，上述压力传感器的特征在于，上述粘结剂层由初始固化层和芯片安装固化层这两层构成。并且，优选上述初始固化层平坦地形成于上述支撑部件的整个表面。并且，优选上述初始固化层形成为在上述支撑部件的表面的中央具有突起部分的形状。并且，优选上述支撑部件的线膨胀系数为2～22[10-6/℃]。并且，优选上述支撑部件的线膨胀系数为2.6～8.5[10-6/℃]。并且，优选包含上述初始固化层以及上述芯片安装固化层的上述粘结剂层的厚度为5μm以上。专利技术的效果如下。根据本专利技术的压力传感器，在使用了利用压阻效应等的压力检测元件的压力传感器中，能够减少由温度变化引起的压力检测元件的形变，从而能够实现精度的提高以及温度响应性的改善。附图说明图1是示出本专利技术的压力传感器的压力检测元件的安装构造的纵剖视图。图2是作为本专利技术的压力传感器的一个例子而示出液封式压力传感器的整体的纵剖视图。图3是示出现有的压力传感器的压力检测元件的安装构造的纵剖视图。图4A是示出无温度响应延迟的情况下的压力检测元件的输出特性的图。图4B是示出有温度响应延迟的情况下的压力检测元件的输出特性的图。图5A是示出比较有无粘结剂层的情况下的压力检测元件的输出精度的图。图5B是示出基于载重的位移的图。图6是示出粘结剂层的厚度与温度响应性的关联的图。图7是示出本专利技术的压力传感器的压力检测元件的安装构造的其它例子的纵剖视图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是示出本专利技术的压力传感器100的压力检测元件126的安装构造的纵剖视图。图1中，压力检测元件126经由涂覆粘结剂来形成的粘结剂层125A而安装于支柱125等支撑部件。之后，通过引线接合工序，压力检测元件126的引线端子(省略图示)与多个引线脚128利用金或者铝制的接合引线126a连接。作为压力检测元件126，此处使用利用压阻效应等的半导体压力传感器片。利用压阻效应的压力检测元件126主要由半导体基板部和台座部构成，其中，半导体基板部具有由有压阻效应的材料(例如单晶硅)构成的膜片，台座部由玻璃等构成。半导体基板部与台座部通过阳极接合法等接合，半导体基板部的膜片与台座部之间的空间成为基准压力腔室。在半导体基板部的膜片形成有多个半导体应变仪，构成桥接上述半导体应变仪而成的电桥电路。通过该电桥电路，将因外部气压与基准压力腔室的压力差而产生的膜片的变形作为半导体应变仪的应变仪电阻的变化，以电信号的方式获取，从而检测流体的压力。此处，支柱125由Fe·Ni系合金形成，但并不限定于此，也可以由不锈钢等其它金属材料形成。并且，也可以构成为直接固定于形成密封玻璃124的凹部的平坦面，而不设置支柱125。作为粘结剂层125A，也可以使用有机硅系粘结剂。例如优选是具有柔软性的加成型的单组分体系，但也可以是凝胶状的粘结剂。有机硅系粘结剂例如是具有低分子硅氧烷键的粘结剂。并且，有机硅系粘结剂例如可以是基础聚合物的聚硅氧烷的硅原子上的取代基为甲基、苯基、三氟丙基等氟化烃基等的有机硅系粘结剂。并且，也可以以具有下述的结构式的缩合型硅橡胶为主成分。(化学式1)有机硅系粘结剂例如也可以以具有下述的结构式的加成型硅橡胶为主成分。(化学式2)此外，有机硅系粘结剂既可以是双组分体系，也可以是缩合型、UV固化型。也可以使用双组分体系的聚氨酯系粘结剂来代替有机硅系粘结剂。并且，也可以使用氟系粘结剂，氟系粘结剂作为具有自粘结性的液状氟弹性体，但也可以是凝胶状的粘结剂。另外，例如也可以是作为填充材料而包括氟化聚醚骨架和末端的有机硅交联反应基团的具有下述的结构式的弹性体，来代替氟系粘结剂。(化学式3)另外，例如也可以是具有下述的结构式的全氟弹性体，来代替氟系粘结剂。(化学式4)另外，例如也可以是具有下述的结构式的氟橡胶，来代替氟系粘结剂。(化学式5)如图1所示，在本专利技术的压力传感器100中，粘结剂层125A由初始固化层125A1和芯片安装固化层125A2这两层构成。为了将粘结剂层125A维持为预定厚度，在粘结压力检测元件126前，预先涂覆初始固化层125A1并使之固化。此处，初始固化层125A1整体形成为平坦。在涂覆初始固化层125A1并使之固化后，在实际上安装压力检测元件126时涂覆芯片安装固化层125A2。此外，此处，初始固化层125A1和芯片安装固化层125A2的材质使用上述的粘结剂层125A的材质中相同的一种材质，但若是兼容性良好的材质，则也可以是不同材质。这样，粘结剂层125A由初始固化层125A1和芯片安装固化层125A2这两层构成，由此如在下文中说明那样，能够将粘结剂层125A的厚度维持为预定厚度，从而能够减少由温度变化引起的压力检测元件126的形变，进而能够实现精度的提高以及温度响应性的改善。此处，作为具有这样的压力检测元件126的安装构造的本专利技术的压力传感器的一个例子，对液封式压力传感器100的整体构造进行说明。图2是作为本专利技术的压力传感器的一个例子而示出液封式压力传感器100的整体的纵剖视图。图2中，液封式压力传感器100具备：流体导入部110，其将要被检测压力的流体导入至后述的压力室112A；压力检测部120，其检测压力室112A的流体的压力；信号送出部130，其将由压力检测部120检测到的压力信号送出至外部；以及罩部件140，其覆盖流体导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力传感器，具备：压力检测元件，其检测流体的压力；支撑部件，其支撑上述压力检测元件；以及粘结剂层，其涂覆粘结剂来形成，粘结并固定上述压力检测元件与上述支撑部件，上述压力传感器的特征在于，上述粘结剂层由初始固化层和芯片安装固化层这两层构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 JP 2016-1856781.一种压力传感器，具备：压力检测元件，其检测流体的压力；支撑部件，其支撑上述压力检测元件；以及粘结剂层，其涂覆粘结剂来形成，粘结并固定上述压力检测元件与上述支撑部件，上述压力传感器的特征在于，上述粘结剂层由初始固化层和芯片安装固化层这两层构成。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，上述初始固化层平坦地形成于上述支撑部件的整个表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：泷本和哉，森田将裕，堺理人，田中达也，
申请(专利权)人：株式会社鹭宫制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP