[发明专利]压力传感器

说明书

提供一种高灵敏度的压力传感器，其能够减小输出值的迟滞，并且能够用保护膜可靠地覆盖并保护表面。该压力传感器具备具有压敏部(11)的膜片(3)。压敏部(11)通过在下表面(11a)(表面和背面中的一个)形成凹部(13)而分成厚度厚的区域(B)和薄的区域。在压敏部(11)的厚度厚的区域(B)，即在未形成有凹部(13)的上表面(11b)，设有包括压阻元件的传感器应变片(21)。

技术领域

本发明涉及具有压阻元件的压力传感器。

背景技术

压阻式压力传感器具备：膜片，其构成压力腔的壁的一部分；以及传感器应变片，其由设置于该膜片的压阻元件构成。在该压力传感器中，检测膜片周围部产生的应力变化作为传感器应变片的电阻值变化。在该压力传感器中，为了提高灵敏度，通过增大膜片的纵横比(直径/厚度)从而增大产生的应力是有效手段。通过上述手段提高灵敏度时，优选增大整个膜片的纵横比。但是，例如，如专利文献1所述，也可以通过使膜片的局部厚度小于其它部分而增大膜片局部的纵横比来实现。

专利文献1公开的压力传感器具有：硅基板，其具有作为压力腔的凹陷部；以及膜片，其与硅基板接合而封闭凹陷部的开口部分。为了提高灵敏度，在该膜片的压敏部设有凹部。该凹部形成为在压敏部的表面和背面中与硅基板相反的表面上产生高度差的形状。通过这样形成凹部，可以在压敏部局部形成厚度薄的区域，从而提高灵敏度。

该压力传感器的压阻元件与上述凹部一起设置于压敏部的上述表面。

一般来说，膜片设有压阻元件的表面往往被氧化膜覆盖。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-142086号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1公开的压力传感器中，由于凹部形成于与压阻元件相同的表面上，因此出现问题。即在膜片受到外力按压而弯曲时以及在通过其自身的弹力而恢复时，膜片表面产生的应力不同，压力传感器的输出值的迟滞可能增大。

另外，在该压力传感器中，覆盖膜片凹部的开口部分的氧化膜可能形成有角部，膜片变形导致应力集中在该角部处，从而可能导致氧化膜产生裂缝。一旦氧化膜产生裂缝，则无法保护压力传感器免受例如钠离子或钾离子等外来物质的影响。

进一步地，在专利文献1所示的压力传感器中，为了提高灵敏度而使膜片容易弯曲，因此当过大的压力作用在膜片时，膜片可能会损坏。

本发明的第一目的在于，提供一种高灵敏度的压力传感器，其能够减小输出值的迟滞，并且能够用保护膜可靠地覆盖并保护表面。第二目的在于，提供一种压力传感器，其采用提高灵敏度的结构，同时能够防止膜片损坏。

解决问题的技术手段

为了实现该目的，本发明的压力传感器具备具有压敏部的膜片，所述压敏部通过在表面和背面中的一个上形成凹部而分成厚度厚的区域和厚度薄的区域，在所述压敏部的厚度厚的区域，即在表面和背面中未形成所述凹部的面上，设有包括压阻元件的传感器应变片。

在本发明的所述压力传感器中，从所述膜片的厚度方向观察，所述厚度厚的区域形成为连结所述压敏部的中心与远离所述中心的多个端部的形状，从所述膜片的厚度方向观察，所述多个端部形成为大于所述传感器应变片的形成范围，所述传感器应变片分别设置于所述多个端部。

在本发明的所述压力传感器中，从所述膜片的厚度方向观察，所述厚度厚的区域中未设置所述传感器应变片的部分形成为比设有所述传感器应变片的部分细。

在本发明的所述压力传感器中，还具备与所述膜片的未形成所述凹部的面接合的止动部件，所述止动部件在与所述压敏部相对的部位具有通过凹曲面形成的凹部，所述凹部形成为与变形后的所述压敏部匹配的形状。