[发明专利]压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及压力传感器，尤其涉及具有膜片的压力传感器。

背景技术

利用半导体的压阻效应的压力传感器，由于小型、轻质、灵敏度高，所以在工业测量、医疗等领域被广泛地利用。在这样的压力传感器中，在半导体基板上形成有膜片。而且，在膜片上形成有应变片。因施压于膜片的压力而使应变片变形。检测由压阻效应引起的应变片的电阻变化，来测量压力。

另外，公开有为了降低串扰，而将静压检测用应变片设置在最佳位置的压力传感器(专利文献1)。在专利文献1的压力传感器中，在传感器芯片与基座的接合部的外侧，设置有静压检测用应变片。具体而言，在传感器芯片的中央，形成正方形的差压用膜片。而且，在差压用膜片的周缘部或中心部设置差压检测用应变片。在差压用膜片的外侧设置有静压检测用应变片。

此外，公开有在半导体基板上，设置静压检测用膜片的传感器(专利文献2)。在专利文献2的压力传感器中，在圆形的差压用膜片的外周，形成有圆环状的静压用膜片。而且在静压用膜片上形成有四个静压应变片。四个静压应变片，在周向上等间隔地配置。即，两个静压应变片被配置为隔着差压用膜片相对置。通过形成静压用膜片，从而能够提高静压的灵敏度。

如上所述，将因变形使电阻变化的压电电阻元件用作应变片。即，根据由压力而产生的半导体基板的变形，来改变压电电阻元件的电阻。通过借助电桥电路检测电阻的变化量，就能测量压力。

专利文献1：日本特开2002-277337号公报

专利文献2：日本特开平6-213746号公报

压电电阻元件，受到测量环境温度的影响。例如，因半导体基板和玻璃基座等的热膨胀系数的不同，而产生热应力。因该热应力而使该半导体基板上的应变片产生变形。因此，在测量环境温度不同时，成为引起测量误差的原因。

另外，在压力传感器中，为了实现小型化，而需要减小膜片。然而，若减小膜片，则测量灵敏度会降低。例如，若将静压检测用膜片的高宽比(纵横比)设为恒定，则应力的峰值也为恒定。然而，即使高宽比为恒定，若减小膜片，则也会减小应力的峰值幅度。因此，获得足够的灵敏度变得困难。换而言之，若为了提高测量灵敏度而增大膜片，则难于实现压力传感器的小型化。

于是，存在难于实现小型且高性能的压力传感器这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而完成的，目的在于提供一种小型且高性能的压力传感器。

本发明的第一方式涉及的压力传感器，具备：基板；设置于上述基板的中央部的差压用膜片；设置于上述差压用膜片的差压应变片；设置于上述差压用膜片的外周部的静压用膜片；第一静压应变片对，其具有隔着上述差压用膜片而配置的两个静压应变片，且形成于上述静压用膜片的端部；第二静压应变片对，其具有隔着上述差压用膜片而配置的两个静压应变片，且形成于上述静压用膜片的中央部。由此，即使在将压力传感器小型化的情况下，也能够抑制测量灵敏度的降低。另外，能够抑制温度变化引起的测量误差。因此，能够实现小型且高性能的压力传感器。

本发明的第二方式涉及的压力传感器，是在上述的压力传感器的基础上，以连接上述第一静压应变片对的直线，与连接上述第二静压应变片对的直线正交的方式配置。由此，即使在将压力传感器小型化的情况下，也能够抑制测量灵敏度的降低。另外，能够抑制温度变化引起的测量误差。因此，能够实现小型且高性能的压力传感器。

本发明的第三方式涉及的压力传感器，是在上述的压力传感器的基础上，以连接上述第一静压应变片对的直线，与连接上述第二静压应变片对的直线一致的方式配置。由此，即使在将压力传感器小型化的情况下，也能够抑制测量灵敏度的降低。另外，能够抑制温度变化引起的测量误差。因此，能够实现小型且高性能的压力传感器。

本发明的第四方式涉及的压力传感器，是在上述的压力传感器的基础上，上述第一静压应变片对所包括的两个静压应变片，形成于上述静压用膜片的基板中心侧的端部，或者基板端侧的端部。由此，能够提高测量灵敏度以及温度特性。

本发明的第五方式涉及的压力传感器，是在上述第二方式涉及的压力传感器的基础上，与上述第一及第二静压应变片对所包括的四个静压应变片相对应地，设置四个上述静压用膜片，四个上述静压用膜片的短边方向，沿着相对于上述差压用膜片的中心的径向配置，由此，能够提高测量灵敏度以及温度特性。