[发明专利]压力传感器

说明书

本发明所涉及的压力传感器的特征在于，其具有：隔膜(3)，其具有第1主表面(3A)和其相反侧的第2主表面(3B)；以及至少三个支承构件(2a、2b、2c)，它们垂设在第2主表面而支承半导体芯片，由绝缘材料构成，且一端固定在第2主表面，另一端固定在半导体芯片(1)上，支承构件中的一个支承构件(2a)在俯视下设置在隔膜的中心(30)，其它至少2个支承构件(2b、2c)分别设置在当比第2主表面上施加的压力更大的压力施加到第1主表面上时隔膜发生变形的区域内的、俯视下相对于隔膜的中心呈点对称的位置。

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，例如涉及一种卫生用压力传感器。

背景技术

一般而言，对于在必须考虑卫生的食品、医药品等的生产现场等使用的卫生用压力传感器，要求关于耐腐蚀性、清洁性、可靠性、及通用性等满足严格的条件。

例如，为了满足耐腐蚀性的要求，卫生用压力传感器的压力的测定对象的流体(例如液体)所接触的接液部分必须使用例如不锈钢(SUS，Steel Use Stainless)、陶瓷、及钛等高耐腐蚀性材料。另外，为了满足清洁性的要求，卫生用压力传感器必须具有容易清洁的平膜片结构，且必须具有相对于蒸汽清洁的高耐热冲击性。还有，为了满足可靠性的要求，卫生用压力传感器必须具有不使用封入剂的结构(无油结构)、及隔膜不易损坏的结构(高防护刚性)。进而，为了满足通用性的要求，卫生用压力传感器的与测定对象的流体所流经的配管连接的连接部分必须是接头形状。

这样一来，卫生用压力传感器因为所使用的材料、结构同其它压力传感器相比更受限，因而卫生用压力传感器难以高灵敏度化。例如，若为了实现隔膜不易损坏的结构而增大隔膜的膜厚(缩小隔膜的直径相对于厚度的宽高比)，则隔膜的变形量就会变小，而有传感器灵敏度下降的问题。因此，对于卫生用压力传感器，期望找到一种高精度地检测隔膜的细微变形的技术。

例如，专利文献1、2中公开的称重转换型压力传感器，其仅将隔膜的中心部分的位移传递给形成有由扩散电阻构成的应变仪的Si等半导体芯片(梁构件)，并检测由基于上述半导体芯片的应变的压阻效应所引起的扩散电阻的电阻值的变化，由此来谋求传感器的高灵敏度化。

具体而言，专利文献1、2所揭示的先前的称重转换型压力传感器中，一边在隔膜的中心部分支承半导体芯片的中心部分，一边将上述半导体芯片的两端固定在实际上不变动的位置。例如，专利文献1中，用被称为枢轴的棒状构件在隔膜的中心支承条形的半导体芯片的中心，并将半导体芯片的长边方向的两端借助绝缘台架固定在隔膜的外周缘所形成的厚壁部分。另外，在专利文献2中，将矩形的半导体芯片的中心固定在隔膜的中心，并将半导体芯片的长边方向的两端固定在不变动的基座上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-45140号公报

专利文献2：日本专利特开昭63-217671号公报

发明内容

发明要解决的问题

像上述专利文献1、2所揭示的压力传感器那样，通过在隔膜的中心支承半导体芯片的中心部分，并且将半导体芯片的长边方向的两端固定在隔膜的实际上不变动的位置，能够将隔膜弯曲时的隔膜的中心部分的较大位移有效地传递到半导体芯片。由此，能够实现传感器的高灵敏度化。

然而，上述压力传感器中存在半导体芯片尺寸变大的问题。例如，在专利文献1所揭示的压力传感器的情况下，是在圆形的隔膜的外周缘形成厚壁部，在其上固定条形的半导体芯片的两端。因此，在例如将与配管连接的压力传感器的接头的直径扩大了的情况下，隔膜的直径也会变大，所以必须相应地增大芯片尺寸从而加长半导体芯片。

本发明是鉴于上述的问题而完成的，本发明的目的在于，提供一种兼顾形成有应变仪的半导体芯片的小型化和高灵敏度化的压力传感器。