[发明专利]传感器器件、传感器模块、力检测装置、机器人

说明书

技术领域

本发明涉及传感器器件、传感器模块、力检测装置以及机器人。

背景技术

以往，作为使用压电材料的力传感器，已知有专利文献1的装置。所公开的力传感器，利用压电材料即结晶圆板16夹持专利文献1的图15所示的信号电极15，并且如专利文献1的图4所示，通过焊接将多个被金属罩圆板17夹持的测定元件配置在金属环14内。

另外，图14表示现有技术的传感器器件。如图14所示，传感器器件200整体包括传感器元件214、具有收容传感器元件214的凹部的金属制造的封装202、以及与封装202的凹部的开口部220的作为外周的上表面（接合面224）接合并且与传感器元件214接触的金属制造的板状的盖体204。

传感器元件214是使两个具有相同切割面的水晶板216以相互对置的状态夹住检测电极218而成的元件。而且，水晶板216的上表面成为传感器元件214的受力面222，并与盖体204接触。

另一方面，在封装202的侧面安装有同轴连接器206。同轴连接器206具有外周部208与中心导体210，并在两者之间填充有绝缘性树脂212，从而外周部208与中心导体210电绝缘。此处，外周部208与封装202以及盖体204短路，中心导体210与检测电极218电连接。

该传感器器件200被增压板（未图示）夹住并施加增压，盖体204将力（压力）传递至传感器元件214的受力面222。于是，水晶板216通过伴随着增压而产生的压电效应而向检测电极218输出（诱发）电荷。而且，施加于水晶板216的力（压力）与施加于增压板的外力对应地变化。由此，以仅进行增压的情况下的信号的输出为基准，通过同轴连接器206监控由该力（压力）的变化所引起的输出电荷的变化量，从而能够检测施加于传感器器件200的外力。

此处，在传感器器件200中，在利用干燥空气充满封装202内部的状态下，利用盖体204密封传感器元件214，以使从水晶板216诱发的电荷不会通过水分等泄漏到外部。

专利文献1：日本特开平4-231827号公报

专利文献1公开的力传感器是利用结晶圆板夹持信号电极并利用金属罩圆板夹持该结晶圆板的构造。在通过焊接将该力传感器安装于金属环的情况下，在信号电极等每一个零件存在尺寸误差，该尺寸误差可能会成为焊接位置的凹凸，在焊接中产生空隙。因此在湿度高等外部环境恶劣的状况下，可能会因水分浸入传感器元件而导致电荷外部漏泄从而难以进行稳定的测定。

另外，在图14所示的现有技术的传感器器件中会出现下述情况，即：收容于封装202的传感器元件214的受力面222的高度，与封装202的凹部的开口部220的作为外周的接合面224的高度相互不一致的情况。

图15表示对现有技术的传感器器件（受力面的高度＜接合面的高度）施加力的情况的示意图，图15（a）表示对盖体施加力之前的示意图，图15（b）表示对盖体施加力之后的示意图。如图15（a）所示，在传感器元件214的受力面222的高度比接合面224的高度低的情况下，将盖体204与封装202接合。于是，盖体204与传感器元件214的受力面222未接触而形成有空隙226。

图16表示现有技术的传感器器件（受力面的高度＞接合面的高度）的示意图，图16（a）表示盖体接合前的示意图，图16（b）表示盖体接合后且对盖体施加力之前的示意图，图16（c）表示对盖体施加力之后的示意图。

如图16（a）所示，在传感器元件214的受力面222的高度比封装202的接合面224的高度高的情况下，若将盖体204与封装202接合则成为图16（b）所示那样。即，成为盖体204的中央部凸起的状态，虽然传感器元件214的受力面222的周缘与盖体204接触，但是在传感器元件214的受力面222的中央部与盖体204之间形成空隙228。