静电电容式传感器制造技术

一种静电电容式传感器，具备被相对配置为相互不接触，且使两者的间隙相应于被检测量的变化而变化的第１电极（１０ａ、２０ｂ、１０ｃ、３０）和第２电极（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ），以及根据在这些第１和第２电极间形成的静电电容来计算上述被检测量的信号处理部分４，其特征是：第１电极具备因与第１电极平行的方向（ｘ，ｙ）上产生的定位误差而使与第２电极之间的相对面积增加的部分（１２ａ、１２ｂ）和减少的部分（１２ｂ、１４ｂ），这些部分具有相同的面积。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据相对配置的多个电极间的静电电容来测定物理量和化学量的静电电容式传感器，特别是涉及具备根据上述多个电极的定位来补偿静电电容误差的装置的静电电容式传感器。
技术介绍
作为采用检测静电电容的办法来测定压力、温度、湿度、变位、变量、加速度等的各种物理量和化学量的装置，人们知道静电电容式传感器。以下，以用来测定压力的压力传感器为例，说明现有的静电电容式传感器的构成。附图说明图13的斜视图示出了现有的静电电容式传感器的构成。在台座基板101的一个面上，形成有凹部。该台座基板101，用凹部周边的凸缘部分101a与隔板基板102接合。借助于此，凹部被隔板基板102闭塞，形成电容室103。在电容室103的台座基板101一侧配置固定电极110，在隔板基板102一侧，即在隔板基板的可动部分102a上配置可动基板120。各个电极110和120分别连接到配置在台座基板101的背面的信号处理部分104的输入一侧上。若给隔板基板102加上压力P，则可动部分将相应于该压力P发生变位。由于可动电极120与可动部分102a连动，故固定电极110和可动电极120之间的间隙将因此而变化，两电极110、120间的静电电容将发生变化。可以根据这时的电容值，用信号处理部分104计算压力P。图14的剖面图示出了图13所示的现有的静电电容式传感器的XIV-XIV’线方向的剖面。固定电极110由电极部分111和电极引出部分112构成。此外，在电容室103的台座基板104一侧，取出固定电极110，形成用来连接到图13所示的信号处理部分104上的电极焊盘113。固定电极110的电极引出部分112与电极焊盘113连接。同样，可动电极120由电极部分121和电极引出部分122构成，中间经过在电容室103的隔板基板102一侧形成的可动电极120，电极焊盘123连接到信号处理部分104上。在图13所示的静电电容式传感器的制造工序中，首先，在台座基板101的凹部内，用众所周知的成膜技术和光刻技术形成固定电极110。同样，在隔板基板102的一方的面上，形成可动电极。其次，使已附着固定电极110的台座基板101和已附着可动电极120的隔板基板102进行接合。借助于此，形成由固定电极110和可动电极120构成的电容器构造。在使各个基板101和102接合时，由于只要定位正确，两电极110和120的相对面积就会变成为所设计的那么大，故可以得到所希望的电容值。但是，现实情况是，要想象设计的那样组装台座基板101和隔板基板102是困难的，在各个电极110和120之间，将产生定位误差。这时，如果把各个电极110和120的大小作成为完全相同，则两电极110和120的相对面积会取决于定位误差而变化的很大。因此，在传感器中会产生不均匀性，得不到所希望的电容值。为此，在图13所示的静电电容式传感器中，如图14所示，在整个圆周的范围内都把固定电极110形成得比可动电极120小。借助于此，即便是产生了定位误差，固定电极110也不会从可动电极120的相对区域中伸出来，故可以抑制在传感器中产生的不均匀性。在图13所示的现有的静电电容式传感器中，如图14所示，电极焊盘113在可动电极120的相对区域外边形成。这是因为若在可动电极120的相对区域内形成电极焊盘113，则压力P的检测精度会变坏，同时，在电极的取出方面还会产生不方便的缘故。为此，固定电极110的电极引出部分112形成为超过可动电极120的相对区域。图15(a)、(b)是示出了在产生了定位误差的情况下的固定电极110和可动电极120之间的位置关系的示意图。在图15(a)、(b)中，把从电极焊盘113朝向电极部分111的方向定义为x方向，把从电极部分111朝向电极焊盘113的方向定义为-x方向。如图15(a)所示，当固定电极110(即电极引出部分112)偏向箭头x方向时，则电极引出部分112的一部分112a将进入可动电极120的相对区域内。反之，如图15(b)所示，当固定电极110偏向箭头-x方向时，则电极引出部分112的一部分112b将伸出到可动电极120的相对区域之外。电极引出部分112也可以在与可动电板120相对的部分形成静电电容。为此，电极引出部分112将成为因定位误差形成的不均匀性的要因。然而，要想使静电电容式传感器小型化，就必须把电极110、120制作得小。但是，在现有的静电电容式传感器中，当发生了定位误差时，如上所述，两电极110、120间的静电电容将因电极引出部分112而变化。为此，若把各个电极110和120制作得小，由于不均匀性会与之相对应地变大，故存在着不能得到高精度的小型传感器的问题。本专利技术就是为解决这样的课题而专利技术的，其目的是降低使静电电容式传感器小型化时的不均匀性。专利技术的公开为达到这样的目的，本专利技术具备第1和第2电极，该二电极相互不接触那样地相对配置，且根据被检测量的变化两者之间的间隙发生变化；信号处理部分，分别与这些第1和第2电极进行连接，且根据在第1和第2电极间形成的静电电容来检测被检测量。其特征是第1电极具备根据与第1电极平行的方向上产生的定位误差使与第2电极之间的相对面积增加和减少的部分，这些部分具有相同的面积。借助于此，即便是产生了定位误差，由于二电极的相对面积不会变化，故各个电极间的静电电容将变成恒定。因此可以降低使静电电容式传感器小型化时的不均匀性。特别是第1电极，作为整体也可以作成为比第2电极小。在这种情况下，第1电极的一个构成例，含有直线状的电极引出部分，和配置在与该电极引出部分不同的一侧，与电极引出部分宽度相同且平行形成的突出部分，第1电极配置成仅仅在电极引出部分和突出部分与第2电极交叉。借助于此，即便是在与电极引出部分平行的方向上产生了误差，由电极引出部分引起的二电极的相对面积的增减，也可以用突出部分进行补偿。因此，由于可以抑制对于电极引出部分的不均匀性的影响，故可以降低在小型的静电电容式传感器上产生的不均匀性。在这种情况下，第1电极的突出部分的长度，也可以根据定位误差的最大值决定。因此，可以确实地得到上述的效果。此外，第2电极的一个构成例，具备与第1电极的电极引出部分交叉的第1边沿部分和与第2电极的突出部分交叉的第2边沿部分，这些第1和第2边沿部分，作成为当平行移动时则相互重叠的形状，第2电极配置成仅仅在第1和第2边沿部分处与第1电极交叉。由于当第1和第2电极的边沿部分作成为当平行移动时则相互重叠的形状，故即便是与引出电极部分垂直的方向上产生了定位误差，二电极的相对面积也不会变化，因而各个电极间的静电电容变成为恒定。因此，可以降低静电电容式传感器小型化时的不均匀性。在这种情况下，第2电极也可以作成为具有从第1边沿部分朝向外侧切个缺口形成的第1切口部分，和从第2边沿部分朝向外侧切个缺口形成的第2切口部分。此外，第2电极的第1和第2边沿部分的尺寸和配置，也可以根据定位误差的最大值决定。借助于此，可以确实地得到上述效果。此外，第2电极的第1边沿部分既可以形成为与第1电极的电极引出部分垂直的直线状，也可以形成为圆弧状。特别是倘边沿部分形成为圆弧状，则可以减小二电极的相对面积对旋转方向的定位误差的变化。因此，可以降低在静电电容式传感器中产生的不均匀性。上边所说的静电电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电电容式传感器，具备： 第１和第２电极，该二电极被相对配置为相互不接触，且使两者之间的间隙相应于被检测量的变化而变化； 信号处理部分，分别连接到上述第１和第２电极上，且根据在上述第１和第２电极间形成的静电电容来计算上述被检测量， 其特征是： 上述第１电极，具备根据与上述第１电极平行的方向上产生的定位误差而使与上述第２电极之间的相对面积增加的部分和减少的部分； 这些部分具有相同的面积。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石仓义之，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]