[发明专利]压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及使用有传感器隔膜的压力传感器，该传感器隔膜输出与一边的面以及另一边的面所承受的压力差相应的信号。

背景技术

一直以来，使用有输出与一边的面以及另一边的面所承受的压力差相应的信号的传感器隔膜的压力传感器被用作工业用的压力传感器(例如，参照专利文献1)。

该压力传感器构成为：通过硅油等压力传导媒介(封入液)将施加于受压隔膜的被测流体的压力传导至传感器隔膜的一边的面，将由与另一边的面之间的压力差而产生的传感器隔膜的变形作为例如电阻应变计的电阻值变化而检测，并将该电阻值变化转换为电信号而取出。

图6示出了现有的压力传感器的主要部分。在该图中，1为金属中制的机身，2为受压隔膜，3为形成于机身1的内部的封入室，4为设置于封入室3的传感器芯片，5(5-1、5-2)为电极引脚。

在该压力传感器100中，机身1由基座体1-1和罩体1-2构成，封入室3由受压室3-1、导压路3-2以及传感器室3-3构成。受压隔膜2将其外周边缘面焊接在基座体1-1的上表面而固定，在该受压隔膜2的背面形成有受压室3-1，该受压室3-1通过导压路3-2与传感器室3-3连通。在由该受压室3-1、导压路3-2以及传感器室3-3构成的封入室3中封入有封入液6。

传感器芯片4由传感器隔膜4-1、夹持该传感器隔膜4-1而接合的第1保持构件4-2以及第2保持构件4-3构成。传感器隔膜4-1由硅、玻璃等构成，在形成为薄板状的隔膜的表面形成有电阻应变计。在图6中将传感器隔膜4-1中的电阻应变计的形成面用斜线表示。

保持构件4-2、4-3也由硅、玻璃等构成，在第1保持构件4-2上形成有凹部4-2a和与该凹部4-2a连通的压力导入孔(导压孔)4-2b，在第2保持构件4-3上形成有凹部4-3a和与该凹部4-3a连通的压力导入孔(导压孔)4-3b。第1保持构件4-2的凹部4-2a的底部形成为平坦面，第2保持构件4-3的凹部4-3a的底部形成为沿着传感器隔膜4-1的位移的曲面(非球面)。

第1保持构件4-2使凹部4-2a的边缘部4-2c与传感器隔膜4-1的一边的面4-1a相对，并接合于传感器隔膜4-1的一边的面4-1a。第2保持构件4-3使凹部4-3a的边缘部4-3c与传感器隔膜4-1的另一边的面4-1b相对，并接合于传感器隔膜4-1的另一边的面4-1b。

在该压力传感器100中，传感器芯片4设置于传感器室3-3内，该传感器芯片4的底面(第2保持构件4-3的下表面)4a涂布环氧系粘结剂，并接合于传感器室3-3的底面(罩体1-2的内壁面)3a。即，传感器芯片4的底面4a与传感器室3-3的底面3a通过环氧系粘结剂的粘结材料层(粘结层)7而接合。在罩体1-2上，在与传感器芯片4的第2保持构件4-3的导压孔4-3b相对应的位置，形成有向着该导压孔4-3b的大气压的导入路(导压路)1-2a。

另外，在该压力传感器100中，第1保持构件4-2和第2保持构件4-3的夹持传感器隔膜4-1并相对的面的面积不同，在该例子中，形成有相比于第2保持构件(下侧保持构件)4-3的面积，第1保持构件(上侧保持构件)4-2的面积较小的凸结构。在该传感器芯片4的凸结构中，从位于第1保持构件4-2以及第2保持构件4-3中向外侧露出的保持构件(第2保持构件4-3)的边缘部的传感器隔膜4-1的、形成有电阻应变计的面导出有引线8(8-1、8-2)，从该传感器隔膜4-1导出的引线8(8-1、8-2)连接于电极引脚5(5-1、5-2)。

电极引脚5的一侧的端部位于传感器室3-3的内部，另一侧的端部贯通罩体1-2位于传感器室3-3的外侧。为了罩体1-2与电极引脚5之间的电绝缘以及防止封入液6的泄漏，电极引脚5所贯通的罩体1-2的插通孔1-2b通过密封材料9密封。

在该压力传感器100中，受压隔膜2承受来自被测流体(流体、气体)的压力P1，该受压隔膜2承受的被测流体的压力P1传递给封入室3内的封入液6，经由受压室3-1、导压路3-2以及传感器室3-3进入第1保持构件4-2的导压孔4-2b，传导至传感器隔膜4-1的一边的面4-1a。传感器隔膜4-1的另一边的面4-1b通过第2保持构件4-3的导压孔4-3b而向大气开放。

由此，在传感器隔膜4-1上产生变形，该传感器隔膜4-1的变形作为电阻应变计的电阻值变化而被检测，该电阻值变化被转换为电信号(相应于压力差的信号)，并通过引线8(8-1、8-2)，经由电极引脚5(5-1、5-2)取出。