压力传感器制造技术

本发明专利技术提供一种在层叠方向上具有多个检测部而且检测精度提高的压力传感器。本发明专利技术的压力传感器(10)具有：膜(22)，其产生与压力对应的变形；第一测量层(40)，其形成在膜(22)上；中间绝缘层(50)，其形成在第一测量层(40)之上；以及第二测量层(60)，其形成在中间绝缘层(50)之上。第一测量层(40)及第二测量层(60)分别包括检测膜的变形的第一检测部(42)及第二检测部(62)。从膜(22)的表面至第二检测部(62)的距离在30μm以内。的距离在30μm以内。的距离在30μm以内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器


[0001]本专利技术涉及基于膜的变形来检测压力的压力传感器。

技术介绍

[0002]已知有一种利用压阻效应(也称为piezoresistive effect)，通过电阻变化来检测膜(也称为膜片)的应变的压力传感器。在这样的压力传感器中，通过设置在膜上的电阻体的电阻变化来检测膜的变形引起的应变。
[0003]为了提高这样的压力传感器的可靠性等，例如在下述的专利文献1中，提出将多个压力检测部层叠配置。
[0004]然而，在将多个检测部层叠配置的现有的压力传感器中，将检测部形成于刚体板的表面，层叠该刚体板而构成压力传感器，不考虑从膜表面至检测部的距离，在检测精度上存在问题。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2018
‑
40726号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的问题
[0009]本专利技术鉴于这样的实际情况而做出的，其目的在于，提供一种在层叠方向上具有多个检测部而且检测精度提高的压力传感器。
[0010]用于解决问题的技术方案
[0011]本专利技术人等，对在层叠方向上具有多个检测部而且检测精度提高的压力传感器进行深入探讨，作为结果发现：通过缩短从膜的表面至第二测量层(gauge layer)的检测部的距离而检测精度提高，直至完成本专利技术。
[0012]即，本专利技术提供一种压力传感器具有：
[0013]膜，其形成与压力对应的变形；
[0014]第一测量层，其形成在所述膜上；
[0015]中间绝缘层，其形成在所述第一测量层之上；以及
[0016]第二测量层，其形成在所述中间绝缘层之上，
[0017]所述第一测量层及所述第二测量层分别包括检测所述膜的变形的第一检测部及第二检测部，
[0018]从所述膜的表面至所述第二检测部的距离在30μm以内。
[0019]根据本专利技术人等的实验判明，如果从膜的表面至第二检测部的距离在30μm以内，则从膜的表面至第一检测部的距离也在30μm以内，由这些检测部检测的应力(应变)成为大致同等。其结果，由第一及第二检测部双方检测的检测信号的输出成为大致同等。因此，例如通过比较并监测由第一检测部检测的第一检测信号和由所述第二检测部检测的第二检
测信号，能够容易地检测一个检测部的故障，并且能够实现检测精度的提高。
[0020]另外，在本专利技术的压力传感器中，通过溅射或蒸镀等薄膜形成法，能够容易地较薄地形成第一测量层、中间绝缘层以及第二测量层，因此，能够实现压力传感器的小型化和低成本化。
[0021]优选为，所述第一测量层、所述中间绝缘层以及所述第二测量层的各层的厚度分别为10μm以下。通过设定为这样的厚度关系，变得容易将从膜的表面至第二检测部的距离设定为30μm以内。
[0022]在膜由金属等导电性构成的情况下，优选为，在所述膜和所述第一测量层之间形成有厚度为10μm以下的基底绝缘层。通过形成基底绝缘层，确保第一测量层和膜的绝缘性，并且由第一测量层的第一检测部的检测精度提高。
[0023]覆盖并连接所述第一测量层的一部分和所述第二测量层的一部分的电极层也可以形成在所述膜之上，所述电极层的厚度优选为10μm以下。通过形成这样构成的电极层，能够将用于从各测量层个别地取出的配线的至少一部分共用化，并且能够将取出配线简化。
[0024]也可以为，从所述膜的法线方向观察，所述第一测量层的图案配置和所述第二测量层的图案配置实质上相同。通过这样构成，第一定位部的第一检测部的位置和第二定位部的第二检测部的位置成为大致相同的位置，在大致相同的位置检测由施加至膜的压力而引起的应力，并且检测信号的精度进一步提高。
[0025]或者，也可以为，从述膜的法线方向观察，所述第一测量层的图案配置和所述第二测量层的图案配置在旋转方向上错位。通过这样配置，容易使来自各测量层的检测信号的取出电极部的位置偏移。
[0026]也可以为，本专利技术的压力传感器还具有：比较单元，其比较并监测由所述第一检测部检测的第一检测信号和由所述第二检测部检测的第二检测信号。通过使用比较单元来比较第一检测信号和第二检测信号，能够容易地检测一个检测部的故障，并且能够实现检测精度的提高。
[0027]或者，还可以为，本专利技术的压力传感器还还具有：切换单元，其切换并输出由所述第一检测部检测的第一检测信号和由所述第二检测部检测的第二检测信号。通过这样构成，例如在一个测量层的检测部发生故障的情况下，切换到另一个测量层的检测部，从而压力传感器的耐久性及冗余性提高。
[0028]另外，也可以为，在所述第二测量层之上，经由另外的中间绝缘层，层叠有其他的测量层。通过这样构成，压力传感器的耐久性及冗余性进一步提高。优选为，从所述膜的表面至所述其他的测量层的检测部的距离在50μm以内。如果到检测部的距离在规定距离的范围内，则由检测部检测的应力(应变)与由第一检测部及第二检测部检测的应力(应变)没有显著的差别，并且能够以较高精度进行检测。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的一实施方式的压力传感器的概略截面图。
[0030]图2A是图1的II所示的部分的放大截面图。
[0031]图2B是本专利技术的另一实施方式的与图2A对应的部分的放大截面图。
[0032]图2C是本专利技术的又一实施方式的与图2A对应的部分的放大截面图。
[0033]图3是示出沿着图2A所示的III－III线的第一测量层的图案排列的概略图。
[0034]图4A是示出沿着图2A所示的IV－IV线的第二测量层的图案排列的概略图。
[0035]图4B是示出本专利技术的另一实施方式的第二测量层的图案排列的概略图。
[0036]图5是示出根据本专利技术人等的实验的、距膜表面的距离(位置)和应力的关系的图表。
[0037]图6是示出本专利技术的一实施方式的压力传感器的使用例的电路图。
[0038]图7是示出本专利技术的另一实施方式的压力传感器的使用例的电路图。
具体实施方式
[0039]以下，基于附图所示的实施方式对本专利技术进行说明。
[0040]第一实施方式
[0041]如图1所示，压力传感器10具有产生与压力对应的变形的膜22。在本实施方式中，膜22由形成于中空筒状的心柱(steam)20的一端的端壁构成。心柱20的另一端为中空部的开放端，与连接构件12的流路12b连通，导入流路12b的流体被从心柱20的中空部引导至膜22的内表面22a，并将流体压力作用于膜22。心柱20例如由不锈钢等金属构成。
[0042]在心柱20的开放端的周围，凸缘部21以从心柱20的轴芯向外方突出的方式形成，凸缘部21夹在连接构件12和按压构件14之间，通往膜22的内表面的流路12b被密封。连接构件12具有：将压力传感器10相对于封入有成为测定对象的流体的压力室等固定的螺纹槽12a。通过经由螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压力传感器，其中，具有：膜，其产生与压力对应的变形；第一测量层，其形成在所述膜上；中间绝缘层，其形成在所述第一测量层之上；以及第二测量层，其形成在所述中间绝缘层之上，所述第一测量层及所述第二测量层分别包括检测所述膜的变形的第一检测部及第二检测部，从所述膜的表面至所述第二检测部的距离在30μm以内。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，所述第一测量层、所述中间绝缘层以及所述第二测量层的各层的厚度分别为10μm以下。3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其中，所述膜是导电性的，在所述膜和所述第一测量层之间形成有厚度为10μm以下的基底绝缘层。4.根据权利要求1～3中任一项所述的压力传感器，其中，覆盖并连接所述第一测量层的一部分和所述第二测量层的一部分的电极层形成在所述膜之上，所述电极层的厚度为10μm以下。5.根据权利要求1～4中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林正典，海野健，笹原哲也，绳冈孝平，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：