压力传感器用芯片、压力传感器以及它们的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够在不使制造工序复杂化的前提下将两个隔膜集成于同一个芯片上的压力传感器用芯片。压力传感器用芯片(20)包括：基座(25)；第1层(21)，其接合于基座(25)的上表面(25A)，具有开口部(21B)；第2层(22)，其接合于第1层(21)的上表面(21A)；第3层(23)，其接合于第2层(22)的上表面(22A)，具有开口部(23B)；以及第4层(24)，其接合于第3层(23)的上表面(23A)，具有开口部(24B)。第2层(22)具备被开口部(21B)和开口部(23B)夹着的第1隔膜(26)。第4层(24)具备被开口部(23B)和与外部连通的空间夹着的第2隔膜(27)。开口部(24B)的上端部与外部连通。开口部(24B)的下端部与开口部(23B)连通。开口部(21B)密闭。开口部(21B)的压力比开口部(23B)的压力低。压力比开口部(23B)的压力低。压力比开口部(23B)的压力低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器用芯片、压力传感器以及它们的制造方法


[0001]本专利技术涉及用于测量来自外部的压力的压力传感器用芯片、具备该压力传感器用芯片的压力传感器、以及它们的制造方法。

技术介绍

[0002]作为压力传感器的一种，已知有用于测量两个压力的压力差的压力差传感器。例如，利用压力差传感器测量组装有节流构造的流路管中的节流构造的上游与下游的压力差。根据JIS标准的JISZ8762所记载的流量和压力差之间的关系式能够将测量出的压力差转换为流量。
[0003]但是，为了进行上述的转换，除了压力差以外还需要以大气压为基准的计示压力、以真空状态为基准的绝对压力等静压。
[0004]在专利文献1中公开了一种压力传感器，其包括能够测量压力差的压力差传感器芯片和能够测量静压的静压传感器芯片。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2003－42878号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]但是，就专利文献1所公开的压力传感器而言，由于压力差传感器芯片和静压传感器芯片彼此分离开，因此会大型化。
[0010]为了使压力传感器小型化，考虑使压力差传感器和静压传感器集成在同一个芯片上。但是，像专利文献1所记载的那样，所述的集成化存在以下的问题点。
[0011]在压力传感器中是基于隔膜的挠曲量来测量压力。设于静压传感器的隔膜需要与设于压力差传感器的隔膜相比增厚壁厚从而经得起较大的压力。在专利文献1所公开的压力传感器中，为了将压力差传感器和静压传感器集成在同一个芯片上，需要在同一个半导体基板上改变压力差传感器的隔膜和静压传感器的隔膜的厚度。但是，为了在同一个半导体基板上形成不同厚度的隔膜，需要复杂的制造工序。
[0012]因此，在专利文献1所公开的压力传感器中，想要通过将压力差传感器芯片和静压传感器芯片靠近地配置于同一个基座来实现小型化。但是，在专利文献1所公开的压力传感器中，由于压力差传感器芯片和静压传感器芯片是不同的芯片并且未集成在同一个芯片上，因此压力传感器的小型化有限度。
[0013]因而，本专利技术的目的在于解决所述问题，提供一种能够在不使制造工序复杂化的前提下将两个隔膜集成于同一个芯片上的压力传感器用芯片。
[0014]用于解决问题的方案
[0015]为了达到所述目的，本专利技术如下地构成。
[0016]本专利技术的一技术方案的压力传感器用芯片具备压力测量用的第1隔膜和第2隔膜，其中，
[0017]该压力传感器用芯片包括：
[0018]基座；
[0019]第1层，其接合于所述基座，具有第1开口部；
[0020]第2层，其接合于所述第1层的与所述基座所在侧相反的那一侧；
[0021]第3层，其接合于所述第2层的与所述第1层所在侧相反的那一侧，具有第2开口部；以及
[0022]第4层，其接合于所述第3层的与所述第2层所在侧相反的那一侧，具有第3开口部，
[0023]所述第2层具备被所述第1开口部和所述第2开口部夹着的所述第1隔膜，
[0024]所述第4层具备被所述第2开口部和与外部连通的空间夹着的所述第2隔膜，
[0025]所述第3开口部的第1端部与外部连通，
[0026]所述第3开口部的第2端部与所述第2开口部连通，
[0027]所述第1开口部密闭，
[0028]所述第1开口部的压力比所述第2开口部的压力低。
[0029]专利技术的效果
[0030]根据本专利技术，能够在不使制造工序复杂化的前提下将两个隔膜集成于同一个芯片上。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的第1实施方式的压力传感器的纵剖视图。
[0032]图2是图1的压力传感器所具备的压力传感器用芯片的俯视图。
[0033]图3是图1中的A－A剖视图。
[0034]图4是图1中的B－B剖视图。
[0035]图5是图1中的C－C剖视图。
[0036]图6是表示图1的压力传感器用芯片的等效电路的图。
[0037]图7是第4层的厚度比第2层薄的压力传感器的纵剖视图。
[0038]图8是本专利技术的第2实施方式的压力传感器的纵剖视图。
[0039]图9是图8的压力传感器所具备的压力传感器用芯片的俯视图。
[0040]图10是图8中的D－D剖视图。
[0041]图11是图8中的E－E剖视图。
[0042]图12是图8中的F－F剖视图。
[0043]图13是本专利技术的第3实施方式的压力传感器的纵剖视图。
[0044]图14是本专利技术的第4实施方式的压力传感器的纵剖视图。
具体实施方式
[0045]本专利技术的一技术方案的压力传感器用芯片具备压力测量用的第1隔膜和第2隔膜，其中，
[0046]该压力传感器用芯片包括：
[0047]基座；
[0048]第1层，其接合于所述基座，具有第1开口部；
[0049]第2层，其接合于所述第1层的与所述基座所在侧相反的那一侧；
[0050]第3层，其接合于所述第2层的与所述第1层所在侧相反的那一侧，具有第2开口部；以及
[0051]第4层，其接合于所述第3层的与所述第2层所在侧相反的那一侧，具有第3开口部，
[0052]所述第2层具备被所述第1开口部和所述第2开口部夹着的所述第1隔膜，
[0053]所述第4层具备被所述第2开口部和与外部连通的空间夹着的所述第2隔膜，
[0054]所述第3开口部的第1端部与外部连通，
[0055]所述第3开口部的第2端部与所述第2开口部连通，
[0056]所述第1开口部密闭，
[0057]所述第1开口部的压力比所述第2开口部的压力低。
[0058]根据该结构，对第1隔膜作用来自第1开口部的压力和来自第2开口部的压力。由此，能够利用第1隔膜测量以密闭的第1开口部的压力为基准的压力。此外，对第2隔膜作用来自第2开口部的压力和来自外部的压力。由此，能够利用第2隔膜测量这两个压力的压力差。也就是说，根据该结构，能够利用一个压力传感器用芯片测量两个压力的压力差和以真空状态为基准的绝对压力等。而且，在同一个压力传感器用芯片上集成有两个隔膜。因此，能够使压力传感器用芯片小型化。
[0059]根据该结构，第1隔膜和第2隔膜设于不同的层。因此，能够在不使制造工序复杂化的前提下将设有第1隔膜的第2层和设有第2隔膜的第4层的厚度设为不同的厚度。
[0060]根据该结构，所述第1开口部的内部是真空或者大致真空。因此，能够使第1隔膜作为绝对压力测量用的隔膜发挥功能。
[0061]所述第4层的厚度比所述第2层的厚度薄。根据该结构，由于第2隔膜比第1隔膜薄，因此利用微小的压力差就能够使第2隔膜挠曲。在作为第1隔膜的基准压力的第1开口部的压力较低的情况下，第1隔膜的挠曲量变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压力传感器用芯片，其具备压力测量用的第1隔膜和第2隔膜，其中，该压力传感器用芯片包括：基座；第1层，其接合于所述基座，具有第1开口部；第2层，其接合于所述第1层的与所述基座所在侧相反的那一侧；第3层，其接合于所述第2层的与所述第1层所在侧相反的那一侧，具有第2开口部；以及第4层，其接合于所述第3层的与所述第2层所在侧相反的那一侧，具有第3开口部，所述第2层具备被所述第1开口部和所述第2开口部夹着的所述第1隔膜，所述第4层具备被所述第2开口部和与外部连通的空间夹着的所述第2隔膜，所述第3开口部的第1端部与外部连通，所述第3开口部的第2端部与所述第2开口部连通，所述第1开口部密闭，所述第1开口部的压力比所述第2开口部的压力低。2.根据权利要求1所述的压力传感器用芯片，其中，所述第1开口部的内部是真空或者大致真空。3.根据权利要求1或2所述的压力传感器用芯片，其中，所述第4层的厚度比所述第2层的厚度薄。4.根据权利要求1～3中任一项所述的压力传感器用芯片，其中，所述基座、所述第2层及所述第4层是导体，所述第1层和所述第3层是电绝缘的绝缘体。5.根据权利要求1～4中任一项所述的压力传感器用芯片，其中，所述第1隔膜在俯视时不与所述第2隔膜重叠。6.根据权利要求1～4中任一项所述的压力传感器用芯片，其中，所述第1隔膜在俯视时与所述第2隔膜重叠。7.一种压力传感器，其中，该压力传感器包括：权利要求1～6中任一项所述的压力传感器用芯片；以及包覆部，其覆盖所述压力传感器用芯片，所述包覆部包括：第4开口部，其使所述第3开口部与外部连通；以及第5开口部，其使所述第4层的与所述第3层所在侧相反的那一侧的面向外部暴露，所述第2隔膜被所述第2开口部和所述第5开口部夹着。8.根据权利要求7所述的压力传感器，其中，所述包覆部包括：筒状的第1帽，其自所述第4开口部的周围以自所述压力传感器用芯片分离开的方式突出；以及筒状的...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻大喜，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：