压力传感器元件以及压力传感器制造技术

本发明专利技术提供压力传感器元件以及压力传感器，其降低了加速度敏感度。具有：封装（４４）；第１膜片（４６），其设置在所述封装（４４）的一个面上；第２膜片（４８），其设置在所述封装（４４）的与所述一个面相对的面上；感压元件（３２），其配置在所述封装（４４）内部，所述感压元件（３２）具有：第１基部（３４），其形成在长度方向上的一端；第２基部（３８），其形成在所述长度方向上的所述一端的相反侧的另一端；振动部（３６），其形成在所述第１基部（３４）与所述第２基部（３８）之间，该感压元件（３２）被配置成所述长度方向与各膜片的位移方向垂直，所述第１基部（３４）与所述第１膜片（４６）连接，所述第２基部（３８）与所述第２膜片（４８）连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用了感压元件和膜片的压力传感器元件以及压力传感器，特别涉及 减小了因加速度变化引起的压力测定值误差的技术。
技术介绍
以往，公知有液压计、气压计、压差计等使用压电振动元件作为感压元件的压力传 感器。所述压电振动元件例如在板状的压电基板上形成有电极图案，将检测轴设定在力的 检测方向上，当在所述检测轴的方向上施加压力时，所述压电振子的谐振频率发生变化，根 据所述谐振频率的变化来检测压力。以往，已经公开了用于使这种压力传感器的精度更高的现有技术。图13示出了专 利文献1公开的第1现有技术的压力传感器元件。如图13所示，公开了如下结构压力传 感器元件220被载置在具有膜片212的压力传感器210中的形成在所述膜片212上的成对 的支承部218上，其中，所述压力传感器元件220具有固定在所述支承部218上的2个基部 222以及位于所述基部间的振动部224，从所述基部222的固定部到所述振动部224之间设 置有切口 222a、222b。由此，膜片212相对于振动部224的弯曲变形即厚度方向上的位移集 中在所述切口 222a、222b的形成部位，所以，作用于振动部224的非线性的力得到抑制，降 低了对压电传感器元件220的振动部224的不良影响。另外，图14示出了专利文献2公开的第2现有技术的压力传感器元件。图14(a) 是从正面观察的示意图，图14(b)是图14(a)的A-A线剖视图。如图14所示，公开了如下 结构压力传感器元件320搭载有压电振动片330作为感压元件，其中，在作为挠性部的薄 壁部322的一个面上具有用于固定所述压电振动片330的成对的支承部324，在成对的所述 支承部324之间具有用于使壁厚加厚的突出部326。由此，形成在支承部324之间的突出部 326能够抑制其变形，能够避免该部位变形为圆弧状。因此，不会由于因压力负荷引起的突 出部326的变形，而导致位于支承部324之间的突出部326与压电振动片330的振动部发 生接触。由此，能够抑制该接触所致的频率变化量的检测精度即压力检测精度的劣化。此外，图15示出了专利文献3公开的第3现有技术的压力传感器元件。如图15所示，压力传感器元件具有如下结构该压力传感器元件具有在振动臂434、435的两端具 有基部436、437的压电振动片431 ；以及薄板状的膜片440，其具有分别与所述两端的基部 436,437接合的台座部444、445，且周缘部442被固定，其中，所述膜片440的整体外形形 成为大致长方形或大致正方形，所述台座部444、445被配置在隔着所述膜片440的中央部 440b的两侧，并形成为向着所述中央部440b，与该朝向方向正交的宽度方向上的尺寸逐渐 减小。由此，膜片440向着中央部440b而逐渐容易发生挠曲，所以在承受压力的情况下，越 靠近中央部440b，位移量越大。因此，基部436、437与隔着中央部440b配置在两侧的台座 部444、445相接合的压电振动片431容易发生变形，所以，成为能够以良好的灵敏度测定压 力的压力传感器元件。这些压力传感器的结构要素构成了将膜片的位移量传递给双音叉元件等感压元件的结构，所以，基于承受的被测定压力的位移量越大，越能够得到更高的灵敏度。而且，最近提出了将包含这种高精度化的结构要素的压力传感器用于汽车的 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)及汽车导航用高低差检测装置等的方案。专利文献1日本特开2007-333452号公报专利文献2日本特开2007-327922号公报专利文献3日本特开2008-241287号公报但是，在汽车行驶中，特别是在高速路等上高速行驶时，在轧到台阶的瞬间等会产 生加速度，在压力传感器的膜片承受被测定压力时的挠曲中，还增加了因所述加速度引起 的挠曲量，所以，在感压元件的谐振频率中产生了与因所述加速度引起的多余的挠曲量相 应的变动，因此，存在由压力传感器检测出的压力检测值产生误差的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，着眼于上述问题，提供一种高灵敏度的压力传感器，该 压力传感器能够防止因加速度而导致压力传感器产生压力检测值误差。本专利技术是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，其能够作为以下的应用例 来实现。一种压力传感器元件，其特征在于，该压力传感器元件具有封装；第 1膜片，其设置在所述封装的一个面上；第2膜片，其设置在所述封装的与所述一个面相对 的面上；以及感压元件，其配置在所述封装内部，所述感压元件具有第1基部，其形成在长 度方向上的一端；第2基部，其形成在所述长度方向上的所述一端的相反侧的另一端；以及 振动部，其形成在所述第1基部与所述第2基部之间，该感压元件被配置成所述长度方向与 各膜片的位移方向垂直，所述第1基部与所述第1膜片连接，所述第2基部与所述第2膜片 连接。根据上述结构，压力传感器元件由感压元件承受来自第1膜片和第2膜片的位移 从而受力，由此，能够测定绝对压力。这里，当第1膜片和第2膜片受到来自于外部的压力 时，第1膜片和第2膜片向彼此靠近的方向发生位移，因此感压元件的第1基部与第2基部 向相互分离的方向发生位移，承受拉伸应力，由此，能够检测压力。另一方面，在压力传感器元件承受加速度的情况下，第1膜片与第2膜片的位移方 向一致，第1基部与第2基部的位移方向大致一致。因此，基本不存在由此产生的针对感压 元件的应力，所以，能够降低因加速度引起的压力测定值误差。—种压力传感器元件，该压力传感器元件具有受力而发生位移的第 1层和第2层；以及形成在所述第1层与第2层之间的检测所述位移的感压元件层，其特征 在于，所述感压元件层具有振动部，其检测所述位移；第1基部，其形成在所述振动部的长 度方向上的一端；第2基部，其形成在所述长度方向上的所述一端的相反侧的另一端；感压 元件框，其围住所述振动部、所述第1基部和所述第2基部；第1连接部，其将所述感压元件 框与所述第1基部连接起来；以及第2连接部，其将所述感压元件框与所述第2基部连接起 来，所述第1层具有第1周缘部，其形成在与所述感压元件层相对的面上；第1凹部，其形 成在所述第1周缘部的内侧，承受所述力而发生位移；以及第1凸部，其形成在所述第1凹 部的与所述第1基部相对的位置处，所述第2层具有第2周缘部，其形成在与所述感压元件层相对的面上；第2凹部，其形成在所述第2周缘部的内侧，承受所述力而发生位移；以 及第2凸部，其形成在所述第2凹部的与所述第2基部相对的位置处，其中，按照所述第1 周缘部、所述感压元件框、所述第2周缘部的顺序进行层叠，并且，所述第1基部与所述第1 凸部连接，所述第2基部与所述第2凸部连接。根据上述结构，能够通过层叠结构简单的部件，来量产应用例1的压力传感器元件。根据应用例2所述的压力传感器元件，其特征在于，所述第1连接部和 所述第2连接部具有相对于所述长度方向垂直地延伸的部分。由此，能够抑制第1连接部和第2连接部分别对第1基部和第2基部的移动造成 妨碍的情况，能够提高压力传感器元件的灵敏度。根据应用例2或3所述的压力传感器元件，其特征在于，所述第1层具 有第1膜片层与第1支承部层的层叠结构，所述第2层具有第2支承部层与第2膜片层的 层叠结构，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器元件，其特征在于，该压力传感器元件具有：封装；第１膜片，其设置在所述封装的一个面上；第２膜片，其设置在所述封装的与所述一个面相对的面上；以及感压元件，其配置在所述封装内部，所述感压元件具有：第１基部，其形成在长度方向上的一端；第２基部，其形成在所述长度方向上的所述一端的相反侧的另一端；以及振动部，其形成在所述第１基部与所述第２基部之间，该感压元件被配置成所述长度方向与各膜片的位移方向垂直，所述第１基部与所述第１膜片连接，所述第２基部与所述第２膜片连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤健太，
申请(专利权)人：爱普生拓优科梦株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]