[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，特别地，详细地说是涉及具有隔膜(diaphragm)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、轻量、高灵敏度而广泛应用于工业测量、医疗等领域。在这样的压力传感器中，在半导体基板上形成有隔膜。进而，在隔膜上形成有应变片。通过对隔膜施加的压力，应变片发生变形。检测由压阻效应引起的应变片的电阻变化而测定压力。

公开了一种在同一基板上具备差压用隔膜和静压用隔膜的单芯片型的压力传感器(专利文献1)。在该文献中，在差压用的应变片和静压用的应变片之间形成有应变分离带。通过形成应变分离带，防止施加静压时在静压用隔膜上产生的应力波及到差压用隔膜，由此，防止因施加压力而对差压测量值造成影响。例如，在施加差压时，由于差压用隔膜的变化而在传感器芯片上产生多余的应力。静压用测定元件受到该应力的影响。并且，在施加静压时，由于静压用隔膜的变化而在传感器芯片上产生多余的应力。差压测定元件受到该应力的影响。利用应变分离带减少上述影响。

并且，公开了其他结构的压力传感器(专利文献2)。在该压力传感器中，采用在传感器芯片和基座之间的接合面的角部设置适当的非接合区域的构造。具体而言，在传感器芯片的中央部形成差压用的隔膜，并且，在传感器芯片的角部形成非接合区域。由此，能够使由温度引起的零点漂移及其偏差最小化，具有良好的温度特性。

【专利文献1】日本特开平5-72069号公报

【专利文献2】日本专利第3359493号公报

但是，在专利文献1中，在使传感器芯片小型化的情况下，由于设置应变分离带而难以确保充分的空间。即，传感器芯片增大应变分离带的量。并且，在将专利文献2的结构应用于单芯片型的压力传感器的情况下，难以在传感器芯片的角部确保用于形成非接合区域的空间。

这样，存在难以实现小型且高性能的压力传感器这样的问题点。

发明内容

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

本发明所涉及的压力传感器，具备：基板；差压用隔膜，该差压用隔膜设置于该基板的中央部；第1差压用测定元件，该第1差压用测定元件设置在该差压用隔膜的第1端边上，且沿着相对于差压用隔膜的中心的径向形成；第2差压用测定元件，该第2差压用测定元件在差压用隔膜的第1端边上设置在第1差压用测定元件的附近，且沿着与径向垂直的周方向形成；以及静压用隔膜，该静压用隔膜设置在差压用隔膜的外侧，且配置在差压用隔膜的除了第1端边以外的其他端边的任一个与基板的端部之间。

如果采用这样的结构，则2种差压用测定元件配置在差压用隔膜的一个端边(第1端边)上，静压用隔膜形成在差压用隔膜的没有形成差压用测定元件的端边(除了第1端边以外的其他端边)的外侧。因此，与将差压用测定元件配置在差压用隔膜的各端边的结构相比较，能够使差压用测定元件与静压用隔膜之间的距离长，因此能够减少施加静压时对差压用测定元件的影响。并且，与在差压用隔膜的外侧设置四个静压用隔膜的结构相比较，在采用相同尺寸的基板的情况下，能够使静压用隔膜与差压用隔膜之间的距离长，因此，能够减少施加差压时对静压用测定元件的影响以及施加静压时对差压用测定元件的影响。进而，相反地，在使静压用隔膜和差压用隔膜的距离相同的情况下，能够实现基板的小型化。结果，能够得到可抑制因静压和差压的干涉引起的串扰的小型且高性能的压力传感器。

在本发明所涉及的压力传感器中，优选还具备与基板接合的基座，在从差压用隔膜的第1端边到基板的端部之间形成基座与基板之间不接合的非接合区域。

如果采用这样的结构，则由于在非接合区域的周边未配置静压用隔膜，所以能够确保用于形成非接合区域的空间。进而，通过调整非接合区域和接合区域的尺寸，能够使因温度引起的零点漂移及其偏差最小化，能够实现良好的温度特性。因此，能够实现具有更高性能且小型的压力传感器。

并且，在本发明所涉及的压力传感器中，能够采用形成为在径向配置的端边比在周方向配置的端边短的形状的静压用隔膜。在这种情况下，优选在静压用隔膜的中央部和在周方向配置的端部分别设置静压用测定元件。

如果采用这样的结构，则一方的静压用测定元件形成在静压用隔膜的端部，另一方的静压用测定元件形成在静压用隔膜的中央部，由温度变化时产生的应力所引起的电阻变动在这两个静压用测定元件的双方中为相同的方向，因此，能够抑制因温度变化而引起的输出变动。