[发明专利]测力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及用于载荷测定的压电电阻方式的测力传感器。

背景技术

近年来，在移动设备的触控面板和控制器等用户界面中使用载荷测定用的测力传感器。测力传感器虽有很多种，但是在例如专利文献1的图1所示的压电电阻方式中，其具备：具有隔膜部(diaphragm)的硅基板、由设置在边缘部的相反侧的隔膜部上的多个应变计电阻(gauge resistance)构成的桥接电路、在与隔膜粘接的中央部具有凹部且形成与桥接电路电连接的配线焊盘的绝缘性的基部(派莱克斯(注册商标)玻璃)、通过引线接合而与配线焊盘电连接的封装件、设置在隔膜部上的球(蓝宝石球)。对于该以往的测力传感器而言，隔膜部根据经由蓝宝石球受到的载荷而变位，桥接电路的输出根据该变位量而变化，由此，所述测力传感器能够检测载荷。具有以往结构的压电电阻式测力传感器在例如专利文献2-5也有所记载。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平5-77304号公报

专利文献2：日本特开平10-325772号公报

专利文献3：美国专利第4680606号

专利文献4：美国专利第4745812号

专利文献5：美国专利第4861420号

上述的测力传感器为了与所搭载的移动设备相匹配，要求小型化及低高度化。然而，在经由设置在变位部上的球而承受载荷的以往结构中，球大小较大而难以实现低高度化。若减小球的大小，则球的接触面积也减小，由此造成载荷集中于狭小的区域，导致传感器容易损坏。另外，在以往结构中，由于形成在基部(派莱克斯(注册商标)玻璃)上的配线焊盘与封装件的电连接采用引线接合，因此，为了设置接合引线并需确保罩等的空间，这也造成难以实现低高度化。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够以简单的结构实现低高度化的测力传感器。

用于解决课题的手段

本发明提出了压电电阻式测力传感器的新的结构，在构成变位部的硅基板的表背面的一方设置受压部，在另一方设置多个压电电阻元件和支承部，若将该支承部与多个压电电阻元件电连接，则能够在安装时将该支承部本身与外部安装基板直接连接，从而无需以往的球、基体基板、封装件及引线接合，因此，本发明的压电电阻式测力传感器是致力于能够低高度化而完成的测力传感器。

即，本发明的压电电阻式测力传感器的特征在于，具备：变位部，其由规定厚度的硅基板构成；受压部，其位于所述硅基板的表背面的一方且承受来自外部的载荷；多个压电电阻元件，其配置在成为该受压部的相反侧的所述硅基板的表背面的另一方上，且其电阻根据所述变位部的变位量而发生变化；多个电连接支承部，其突出形成在所述硅基板的表背面的另一方上，分别与所述多个压电电阻元件电连接，并且在比该多个压电电阻元件靠周缘侧的位置将所述变位部支承成变位自如。

优选所述多个电连接支承部设置在相对于所述变位部的平面中心对称的位置上。根据该形态，能够稳定地支承变位部。具体而言，例如，硅基板呈俯视下矩形状，所述多个电连接支承部可以分别设置在该俯视下矩形的角部。

所述电连接支承部实际由镍合金或具有导电性的硅构成。

优选所述受压部形成为在所述变位部上鼓起的圆柱状或多棱柱状。通过具有该受压部，能够实现传感器灵敏度稳定化。

发明效果

根据本发明，由于能够将支承变位部且与多个压电电阻元件电连接的电连接支承部与安装基板直接连接，因此无需以往的基体基板及引线接合，从而能够实现低高度化。

附图说明

图1是表示适用了本发明的测力传感器的一实施方式的剖视图。

图2是表示从上面侧观察该测力传感器得到的平面图。

图3是表示从下面侧观察该测力传感器得到的平面图。

图4是表示该测力传感器的安装状态的剖视图。

图5是表示电连接支承部的第一变形例的平面图。

图6是表示电连接支承部的第二变形例的平面图。

图7是表示电连接支承部的第三变形例的平面图。

图8是表示电连接支承部的第四变形例的平面图。

具体实施方式

图1是表示适用了本发明的测力传感器1的剖视图，图2是表示从上面侧观察测力传感器1得到的平面图，图3是表示从下面侧观察测力传感器1得到的平面图。测力传感器1为压电电阻方式的测力传感器，且具备宏观下没有凹凸的固定厚度的硅基板10。硅基板10呈俯视矩形状，其中央部构成因载荷而变位的变位部11。