[发明专利]压力传感器芯片、压力发送器以及压力传感器芯片的制造方法

说明书

本发明提供具有能够实现测定量程的多元化的新的芯片结构的压力传感器芯片、压力发送器以及压力传感器芯片的制造方法。本发明的压力传感器芯片具有：第1层，其具有在第1主面及第2主面开口的压力导入路；第2层，其具有覆盖压力导入路的一端的膜片、第1应变片以及第2应变片，第2层配置在第1层的第2主面上；以及第3层，其具有第3主面以及形成于第3主面的凹部，第3主面配置在第2层上，凹部以隔着膜片与压力导入路相对的方式形成，从与第1主面垂直的方向观察，凹部形成于压力导入路的内侧，从与第1主面垂直的方向观察，第1应变片形成于凹部的外侧的区域，从与第1主面垂直的方向观察，第2应变片形成于较第1应变片而言靠内侧的区域。

技术领域

本发明涉及一种压力传感器芯片、压力发送器以及压力传感器芯片的制造方法，例如涉及一种具有宽范围的压力测量范围的单芯片式压力传感器芯片以及使用该压力传感器芯片的压力发送器。

背景技术

以往，作为在各种工艺系统中测量流体压力的设备，已知有压力发送器(压力传送器)。例如，专利文献1中揭示有一种使用如下压力传感器芯片的压力发送器：对形成有作为应变片的压阻元件的、由薄膜构成的膜片的一面施加来自作为测定对象的流体的压力，由此，将由基于受到该压力的膜片的位移的应力所引起的压阻元件的电阻值的变化转换为电信号而输出。

通常，压力传感器芯片中，膜片的纵横比决定了压力的检测灵敏度及耐压即压力测定范围(测定量程)。因而，通过将改变了纵横比的多个膜片形成于1个传感器芯片，能够实现可以测定多个压力的单芯片式多变量传感器。

例如，专利文献1中揭示有一种单芯片式差压/静压传感器芯片，其具有差压用膜片和静压用膜片，所述差压用膜片形成于基板的中央部，检测2个压力的差，所述静压用膜片形成于上述基板上的差压用膜片的外周，仅检测上述2个压力中的一个压力。根据该差压/静压传感器芯片，通过使2个测定对象压力中的导入至差压用膜片的一面的一个压力分支而导入至静压用膜片，不仅能检测上述2个压力的差压，还能检测上述一个压力(静压)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2005-69736号公报

发明内容

【发明要解决的问题】

然而，在专利文献1揭示的在同一基板上形成有多个膜片的芯片结构中，虽然像上述那样能够实现可以检测差压和静压两方的多变量传感器，但不容易实现将静压的测定量程多元化的多变量传感器或者将差压的测定量程多元化的多变量传感器。

例如，于在同一基板上配置用以检测低压的低压检测用膜片和用以检测高压的高压检测用膜片并对各膜片分支导入测定对象压力的芯片结构的压力传感器芯片中，在施加能由高压检测用膜片加以检测的大小的压力的情况下，对低压检测用膜片也会施加相同压力，从而有低压检测用膜片被破坏之虞。

本发明是鉴于上述问题而成，本发明的目的在于提供一种具有能够实现测定量程的多元化的新的芯片结构的压力传感器芯片。

【解决问题的技术手段】

本发明的压力传感器芯片(1)检测作为测量对象的流体的压力，其特征在于，具有：第1层(11)，其具有第1主面、该第1主面的相反侧的第2主面以及在第1主面及第2主面开口的压力导入路(111)；第2层(12)，其具有覆盖压力导入路的一端的膜片(124)、第1应变片(125)以及第2应变片(126)，所述第2层(12)配置在第1层的第2主面上；以及第3层(13)，其具有第3主面和形成于第3主面的凹部(131)，第3主面配置在第2层上，凹部隔着膜片与压力导入路面对面地形成，从与第1主面垂直的方向(Z方向)观察，凹部形成于压力导入路的内侧，从与第1主面垂直的方向观察，第1应变片在第2层的作为膜片而发挥功能的区域内形成于凹部的外侧的区域，从与第1主面垂直的方向观察，第2应变片在第2层的作为所述膜片而发挥功能的区域内形成于较第1应变片而言靠内侧的区域。