[发明专利]压力传感器用框体及具备该框体的压力传感器

说明书

本发明提供一种在配置于加热器部件的内侧使用时，在压力传感器内部难以产生温度分布的压力传感器用的框体。压力传感器用框体100由沿着规定的轴心CL1延伸的中空的筒状构件(框体(100))形成，在筒状构件(100)的内侧收容有检测流体的压力的压力传感器元件，筒状构件的侧面(100SW)形成为，在圆筒状的空间(500V)的内侧配置有筒状构件(100)时，在空间(500V)的轴心(CL500)与规定的轴心(CL1)一致的第一姿势下，全周被空气层(A)覆盖，在规定的轴心(CL1)相对于空间(500V)的轴心(CL500)偏心的姿势中的至少一个姿势即第二姿势下，在多个部位(接触位置(P1、P2))同时与划分空间(500V)的壁面(500W)接触。

技术领域

本发明涉及检测流体等的压力的压力传感器中使用的框体以及具备该框体的压力传感器。

背景技术

作为用于测定流体压力的传感器，广泛使用具有膜片的压力传感器。在该压力传感器中，作为测定对象的流体(以下称为“被测定流体”。)的压力变化，通过膜片以机械位移的形式捕捉，进而将该机械位移作为电信号进行检测，由此测定被测定流体的压力。例如，在静电电容式的压力传感器元件以及使用该压力传感器元件的压力传感器中，将膜片的变形作为一对电极间的静电电容的变化来检测，并基于该静电电容的变化来测定被测定流体的压力。在此，上述膜片以相互非连通的状态被分离并面向两个空间的方式配置，成为通过被测定流体在这两个空间的一方流入流出而产生的压力差，带来上述位移的结构。

在上述构成的压力传感器元件和使用该压力传感器元件的压力传感器中，承受被测定流体的压力的膜片的受压面与被测定流体接触。因此，在将上述压力传感器元件和使用该压力传感器元件的压力传感器用作例如制造半导体器件等的装置的成膜、蚀刻工艺中的真空计的情况下，假定被测定流体中含有的成膜物质附着在膜片的受压面上。该成膜物质伴随着连续的化学反应而形成膜，并且以较强的力附着在膜片的受压面上。在伴随这样的化学反应的成膜过程中，产生在分子间或晶格间作用的力、所谓的膜的内部应力。该内部应力通过以较强的力作用于附着的膜片而使膜片变形，使传感器输出的零点偏移，从而成为使测定精度降低的主要原因。因此，为了防止成膜物质层叠在膜片上，以包围框体的外周面的方式设置加热器来对框体内进行加热，由此，将膜片的周边的温度保持为成膜物质不会析出的高温(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2018-205259号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以上述专利文献1所记载的压力传感器为首的以往的压力传感器中，构成为将压力传感器插入到具有圆筒状的内部空间的加热器部件中。此时，在加热器部件的内周侧壁面与压力传感器之间，更具体地说，在加热器部件的内周侧壁面与压力传感器的框体的侧壁面之间形成空气层(即，以包围框体的周围的方式形成空气层)，通过利用加热器对该空气层内的空气进行加热，使框体内以均匀的温度被加热。但是，在加热器部件的设计、制造或施工不适当的情况下，例如，在作为加热器部件的内部空间不适合于配置在内侧的压力传感器的大小而设计尺寸等的情况下，或者，在由于加热器部件的加工精度不适当而形成变形的内部空间的情况下，或者，在由于加热器部件的设置不适当而配置在内侧的压力传感器不配置在内部空间的中央的情况下，可能会发生加热器部件的内周面与压力传感器的框体的一部分接触的情况。

在这样的情况下，热量不通过空气层而传递到框体的一部分(通过固体之间的热传导而将热量传递到压力传感器)，进而，由于空气层局部变薄而在热流通量中产生紊乱(不均)。该现象在压力传感器的内部、即框体内部及收容于其中的压力传感器元件中产生温度分布(各处的温度的偏差)。特别是，在具有图12所示的圆筒状的框体的以往的压力传感器1000中，如图13所示，在与加热器部件的内周侧壁的接触部附近，在大范围内形成空气层变薄的区域(图13中的接触位置P1000附近的S1000所示的区域)，因此，热流通量的紊乱(不均)显著地表现出来，成为容易产生上述温度分布的结构。