传感器器件、传感器模块、力检测装置、机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供传感器器件、传感器模块、力检测装置、机器人。传感器器件具备：封装；传感器元件，其配置于上述封装；以及盖体，其对上述封装进行密封，在上述盖体具备可挠部，在深度方向上俯视观察上述封装时，该可挠部包围上述传感器元件的周围并且具有可挠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器器件、传感器模块、力检测装置以及机器人。
技术介绍
以往，作为使用压电材料的力传感器，已知有专利文献I的装置。所公开的力传感器，利用压电材料即结晶圆板16夹持专利文献I的图15所示的信号电极15，并且如专利文献I的图4所示，通过焊接将多个被金属罩圆板17夹持的测定元件配置在金属环14内。另外，图14表示现有技术的传感器器件。如图14所示，传感器器件200整体包括传感器元件214、具有收容传感器元件214的凹部的金属制造的封装202、以及与封装202的凹部的开口部220的作为外周的上表面(接合面224)接合并且与传感器元件214接触的金属制造的板状的盖体204。传感器元件214是使两个具有相同切割面的水晶板216以相互对置的状态夹住检测电极218而成的元件。而且，水晶板216的上表面成为传感器元件214的受力面222，并与盖体204接触。另一方面，在封装202的侧面安装有同轴连接器206。同轴连接器206具有外周部208与中心导体210，并在两者之间填充有绝缘性树脂212，从而外周部208与中心导体210电绝缘。此处，外周部208与封装202以及盖体204短路，中心导体210与检测电极218电连接。该传感器器件200被增压板(未图示)夹住并施加增压，盖体204将力(压力)传递至传感器元件214的受力面222。于是，水晶板216通过伴随着增压而产生的压电效应而向检测电极218输出(诱发)电荷。而且,施加于水晶板216的力(压力)与施加于增压板的外力对应地变化。由此，以仅进行增压的情况下的信号的输出为基准，通过同轴连接器206监控由该力(压力)的变化所引起的输出电荷的变化量，从而能够检测施加于传感器器件200的外力。此处，在传感器器件200中，在利用干燥空气充满封装202内部的状态下，利用盖体204密封传感器元件214，以使从水晶板216诱发的电荷不会通过水分等泄漏到外部。专利文献1:日本特开平4-231827号公报专利文献I公开的力传感器是利用结晶圆板夹持信号电极并利用金属罩圆板夹持该结晶圆板的构造。在通过焊接将该力传感器安装于金属环的情况下，在信号电极等每一个零件存在尺寸误差，该尺寸误差可能会成为焊接位置的凹凸，在焊接中产生空隙。因此在湿度高等外部环境恶劣的状况下，可能会因水分浸入传感器元件而导致电荷外部漏泄从而难以进行稳定的测定。另外，在图14所示的现有技术的传感器器件中会出现下述情况，即:收容于封装202的传感器元件214的受力面222的高度，与封装202的凹部的开口部220的作为外周的接合面224的高度相互不一致的情况。图15表示对现有技术的传感器器件(受力面的高度<接合面的高度)施加力的情况的示意图，图15 (a)表示对盖体施加力之前的示意图，图15 (b)表示对盖体施加力之后的示意图。如图15 (a)所示，在传感器元件214的受力面222的高度比接合面224的高度低的情况下，将盖体204与封装202接合。于是，盖体204与传感器元件214的受力面222未接触而形成有空隙226。图16表示现有技术的传感器器件(受力面的高度>接合面的高度)的示意图，图16 (a)表示盖体接合前的示意图，图16 (b)表示盖体接合后且对盖体施加力之前的示意图，图16 (C)表示对盖体施加力之后的示意图。如图16 (a)所示，在传感器元件214的受力面222的高度比封装202的接合面224的高度高的情况下，若将盖体204与封装202接合则成为图16 (b)所示那样。S卩，成为盖体204的中央部凸起的状态，虽然传感器元件214的受力面222的周缘与盖体204接触，但是在传感器元件214的受力面222的中央部与盖体204之间形成空隙228。无论在何种情况下，若对盖体204施加力(包含上述的压力)，则上述的空隙226、228消失。但是，如图15 (b)所示，在封装202的凹部深度方向上俯视观察时，盖体204的成为比传感器元件214更靠外侧且比开口部220的缘更靠内侧的区域，在朝向盖体204的中心的方向(箭头230的方向)受到应力。另外，如图16 (c)所示，在上述俯视观察时，盖体204的成为比传感器元件214更靠外侧且比开口部220的缘更靠内侧的区域，受到从盖体204的中心放射状地扩散的方向(箭头232的方向)的应力。因此，无论在何种情况下，在盖体204与封装202接合的接合部(接合面224)的成为内侧的传感器元件侧内缘部集中地施加有剪切应力(箭头234的方向为应力的方向)。并且，在反复被施加力的传感器器件200中，在上述接合部的传感器元件侧内缘部应力集中加剧，从而可能会导致盖体204与封装202的接合变差而破坏气密密封。
技术实现思路
因此，本专利技术着眼于上述问题点，目的在于提供通过形成难以引起封装的破损的构造来长期而稳定地实现收容于封装的传感器元件的气密密封的传感器器件、传感器模块、力检测装置、机器人。本专利技术是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，并能够通过以下的应用例来实现。应用例I一种传感器器件，其特征在于具备:第一部件，其具有凹部；传感器元件，其配置于上述凹部，并具有压电体；以及第二部件，其与上述第一部件接合，并对上述第一部件的凹部进行密封，在上述第二部件，且是在上述凹部深度方向上进行俯视观察时位于比上述凹部的开口部的缘更靠内侧且比上述传感器元件更靠外侧的位置存在可挠部，该可挠部包围上述传感器元件的周围并具有可挠性。在上述结构中，即使在传感器元件的与第二部件对置的受力面和第一部件的与第二部件接合的接合面之间存在高低差，可挠部也能因增压而随着该高低差变形，因此能够使第二部件的比可挠部更靠内侧的力传递部与受力面接触，并且能够通过可挠部的弯曲变形来吸收伴随着力传递部的移位而在第二部件内产生的应力。因此，能够抑制应力向比可挠部更靠外侧的接合面传递，从而能够抑制对于第一部件与第二部件的接合部的应力集中。因此，可形成长期而稳定地实现收容于第一部件的传感器元件的气密密封的传感器器件。应用例2根据应用例I所记载的传感器器件，其特征在于，上述可挠部的厚度比上述第二部件的其他部分的厚度薄。根据上述结构，能够利用简单的结构形成可挠部。应用例3根据应用例I或2所记载的传感器器件，其特征在于，上述可挠部具有折皱构造。根据上述结构，能够利用简单的结构形成可挠部。应用例4根据应用例I至3中任一例所记载的传感器器件，其特征在于，在上述俯视观察时，上述可挠部为圆形形状、或角为圆弧状的多边形形状。根据上述结构，能够避免应力向可挠部的特定的部位集中并能够提高可挠部的耐久性。应用例5根据应用例I至4中任一例所记载的传感器器件，其特征在于，在将上述传感器元件的与上述第二部件接触的受力面的法线方向设为Z轴方向、将与上述Z轴方向正交并且相互正交的方向分别设为X轴方向、Y轴方向的情况下，上述传感器元件具备检测上述X轴方向的力的第一传感器元件，检测上述Y轴方向的力的第二传感器元件，检测上述Z轴方向的力的第三传感器元件中至少任意一个以上。根据上述结构，能够根据使用目的检测任意的方向的力。应用例6一种传感器模块，其特征在于，具备:具有凹部的第一部件；配置于上述凹部并具有压电体的传感器元件；与上述第一部件接合并对上述第一部件的凹部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器器件，其特征在于，具备：第一部件，其具有凹部；传感器元件，其配置于所述凹部，并具有压电体；以及第二部件，其与所述第一部件接合，并对所述第一部件的所述凹部进行密封，所述传感器元件具有与所述第二部件接触的接触面，所述第二部件具有：第一面区域，该第一面区域与所述传感器元件的所述接触面接触；和第二面区域，该第二面区域与所述第一部件接合，在所述第一面区域与所述第二面区域之间具备可挠部，该可挠部具有可挠性。

【技术特征摘要】
2011.12.20 JP 2011-2789681.一种传感器器件，其特征在于，具备: 第一部件，其具有凹部； 传感器元 件，其配置于所述凹部，并具有压电体；以及 第二部件，其与所述第一部件接合，并对所述第一部件的所述凹部进行密封， 所述传感器元件具有与所述第二部件接触的接触面， 所述第二部件具有: 第一面区域，该第一面区域与所述传感器元件的所述接触面接触；和 第二面区域，该第二面区域与所述第一部件接合， 在所述第一面区域与所述第二面区域之间具备可挠部，该可挠部具有可挠性。2.根据权利要求1所述的传感器器件，其特征在于， 所述可挠部的厚度比所述第二部件的其他部分的厚度薄。3.根据权利要求1或2所述的传感器器件，其特征在于， 所述可挠部具有折皱构造。4.根据权利要求Γ3中任一项所述的传感器器件，其特征在于， 在俯视观察所述第二部件时，所述可挠部为圆形形状、或者角为圆弧状的多边形形状。5.根据权利要求Γ4中任一项所述的传感器器件，其特征在于， 在将所述传感器元件的所述接触面的法线方向设为Y轴方向、将与所述Y轴方向正交并且相互正交的方向分别设为α轴方向、β轴方向的情况下， 所述传感器元件具备检测所述α轴方向上的力的第一传感器元件、检测所述β轴方向上的力的第二传感器元件、以及检测所述Y轴向上的力的第三传感器元件中的任意一个以上。6.—种传感器模块,其特征在于,具备: 传感器器件，该传感器器件具备:具有凹部的第一部件、配置于所述凹部并具有压电体的传感器元件、以及与所述第一部件接合并对所述第一部件的所述凹部进行密封的第二部件； 第一板，其与所述第一部件接触； 第二板，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈秀明，神谷俊幸，河合宏纪，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：