CN106164638A - 压力传感器芯片 - Google Patents

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Abstract

在本发明的压力传感器芯片中，在阻挡构件(11‑2)的内部设置与导压孔(11‑2b)的周部连通的非接合区域(SA)。在该非接合区域(SA)的相对的第1面(PL1)和第2面(PL2)中的至少一面上，离散地形成多个凸部(12)，将该多个凸部(12)与凸部(12)之间的通路(13)设为导压孔(11‑2b)的周部与非接合区域(SA)的周端部(14)之间的连通路径。据此，能够防止应力向隔膜边缘集中，确保期待的耐压。

Description

压力传感器芯片
技术领域
本发明涉及一种使用输出与在一面和另一面受到的压力差相应的信号的传感器隔膜的压力传感器芯片，例如涉及在受到压力而进行位移的薄片状的隔膜上形成电阻应变计并根据形成于隔膜的电阻应变计的电阻值变化来检测施加于隔膜的压力的压力传感器芯片。
背景技术
以往以来，作为工业用的差压传感器，使用组装了压力传感器芯片的差压传感器，该压力传感器芯片使用输出与在一面和另一面受到的压力差相应的信号的传感器隔膜。
该差压传感器构成为通过作为压力传递介质的封入液体将对高压侧和低压侧的受压隔膜施加的各测定压力传导到传感器隔膜的一面和另一面，将该传感器隔膜的应变作为例如电阻应变计的电阻值变化来检测，将该电阻值变化变换成电信号并取出。
这样的差压传感器在通过检测例如石油精炼厂中的高温反应塔等储藏被测定流体的密闭罐内的上下2个位置的差压来测定液面高度时等使用。
图12中示出以往的差压传感器的概略构成。该差压传感器100是将具有传感器隔膜(未图示)的压力传感器芯片1并入到仪表体2而构成的。压力传感器芯片1中的传感器隔膜由硅、玻璃等构成。在薄片状地形成的隔膜的表面形成有电阻应变计。仪表体2由金属制的主体部3和传感器部4构成。在主体部3的侧面设置有构成一对受压部的屏障隔膜(受压隔膜)5a、5b。在传感器部4中并入压力传感器芯片1。
在仪表体2中，并入到传感器部4中的压力传感器芯片1与设置于主体部3的屏障隔膜5a、5b之间经由被大直径的中心隔膜6隔离开的压力缓冲室7a、7b而分别连通。在连接压力传感器芯片1与屏障隔膜5a、5b的连通路径8a、8b中封入硅油等压力传递介质9a、9b。
此外，需要硅油等压力介质的理由是为了防止计测介质中的异物附着到传感器隔膜、并且将具有耐腐蚀性的受压隔膜与具有应力(压力)灵敏度的传感器隔膜分离而防止传感器隔膜的腐蚀。
在该差压传感器100中，如在图13A中示意性地示出稳定状态时的动作方式的那样，将来自工艺的第1流体压力(第1测定压力)Pa施加到屏障隔膜5a，将来自工艺的第2流体压力(第2测定压力)Pb施加到屏障隔膜5b。由此，屏障隔膜5a、5b进行位移，所施加的该压力Pa、Pb经由被中心隔膜6隔离开的压力缓冲室7a、7b，通过压力传递介质9a、9b，分别传导到压力传感器芯片1的传感器隔膜的一面和另一面。其结果，压力传感器芯片1的传感器隔膜呈现出与该被传导的压力Pa、Pb的差压ΔP相当的位移。
相对于此，例如，如果对屏障隔膜5a施加过大压力Pover，则如图13B所示，屏障隔膜5a较大程度地进行位移，与此相伴地，中心隔膜6进行位移以吸收过大压力Pover。然后，当屏障隔膜5a在仪表体2的凹部10a的底面(过大压力保护面)触底而其位移被限制时，阻止差压ΔP进一步经由屏障隔膜5a向传感器隔膜传递。在对屏障隔膜5b施加过大压力Pover的情况下，也与对屏障隔膜5a施加过大压力Pover的情况同样地，当屏障隔膜5b在仪表体2的凹部10b的底面(过大压力保护面)触底而其位移被限制时，阻止差压ΔP进一步经由屏障隔膜5b向传感器隔膜传递。其结果，能够将由于施加过大压力Pover而导致的压力传感器芯片1的破损、即压力传感器芯片1中的传感器隔膜的破损防止于未然。
在该差压传感器100中，将压力传感器芯片1内置于仪表体2，所以能够保护压力传感器芯片1免受工艺流体等外部腐蚀环境的影响。然而，差压传感器100具有通过用于限制中心隔膜6、屏障隔膜5a、5b的位移的凹部10a、10b来保护压力传感器芯片1免受过大压力Pover的影响的构造，所以无法避免其形状大型化。
因此，提出如下构造：在压力传感器芯片处设置第1阻挡构件和第2阻挡构件，使该第1阻挡构件和第2阻挡构件的凹部与传感器隔膜的一面和另一面对峙，从而阻止施加过大压力时的传感器隔膜的过度的位移，由此防止传感器隔膜的破损和破坏(例如，参照专利文献1)。
图14中示出采用专利文献1所示的构造的压力传感器芯片的概略。在该图中，51-1是传感器隔膜，51-2和51-3是隔着传感器隔膜51-1而接合的第1和第2阻挡构件，51-4和51-5是与阻挡构件51-2和51-3接合的第1和第2台座。阻挡构件51-2、51-3、台座51-4、51-5由硅、玻璃等构成。
在该压力传感器芯片51中，在阻挡构件51-2、51-3处形成凹部51-2a、51-3a，使阻挡构件51-2的凹部51-2a与传感器隔膜51-1的一面对峙，使阻挡构件51-3的凹部51-3a与传感器隔膜51-1的另一面对峙。凹部51-2a、51-3a被设为沿着传感器隔膜51-1的位移的曲面(非球面)，在其顶部形成压力导入孔(导压孔)51-2b、51-3b。另外，在台座51-4、51-5处，也在与阻挡构件51-2、51-3的导压孔51-2b、51-3b对应的位置，形成有压力导入孔(导压孔)51-4a、51-5a。
如果使用这样的压力传感器芯片51，则在对传感器隔膜51-1的一面施加过大压力而传感器隔膜51-1进行位移时，其位移面的整体被阻挡构件51-3的凹部51-3a的曲面挡住。另外，在对传感器隔膜51-1的另一面施加过大压力而传感器隔膜51-1进行位移时，其位移面的整体被阻挡构件51-2的凹部51-2a的曲面挡住。
由此，阻止对传感器隔膜51-1施加过大压力时的过度的位移，避免应力集中于传感器隔膜51-1的周缘部，能够有效地防止由于施加过大压力而导致的传感器隔膜51-1的不希望的破坏，提高其过大压力保护动作压力(耐压)。另外，在图12所示的构造中，去掉中心隔膜6、压力缓冲室7a、7b，从屏障隔膜5a、5b对传感器隔膜51-1直接传导测定压力Pa、Pb，能够实现仪表体2的小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-69736号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在图14所示的压力传感器芯片11的构造中，阻挡构件51-2和51-3使其周缘部51-2c和51-3c的整个面与传感器隔膜51-1的一面和另一面接合。即，使阻挡构件51-2的包围凹部51-2a的周缘部51-2c与传感器隔膜51-1的一面相对，使该相对的周缘部51-2c的全部区域与传感器隔膜51-1的一面直接接合。另外，使阻挡构件51-3的包围凹部51-3a的周缘部51-3c与传感器隔膜51-1的另一面相对，使该相对的周缘部51-3c的全部区域与传感器隔膜51-1的另一面直接接合。
在这样的构造的情况下，如果被施加超过阻挡构件51-2的过大压力保护动作压力(耐压)的过大压力，则在传感器隔膜51-1发生挠曲而在阻挡构件51-2的凹部51-2a触底之后，在该状态下传感器隔膜51-1与阻挡构件51-2一起进一步地进行挠曲。于是，最容易产生拉伸应力的被施加了压力的一侧的传感器隔膜51-1的边缘附近(图14中的由单点划线包围的部位)在两面都处于约束状态，所以存在应力集中于该部位、无法确保所期待的耐压这样的问题。
进而，如果阻挡构件51-2、51-3的凹部51-2a、51-3a的开口尺寸存在制作上的偏差，则在传感器隔膜51-1的约束部位发生位置偏差，所以有时由于该影响而应力集中变得更加显著。在该情况下，有可能还发生伴随着传感器隔膜51-1的触底异常的应力集中，造成耐压进一步下降。
本发明的目的在于，提供一种能够减少由于传感器隔膜的约束而产生应力的情况、防止应力向隔膜边缘集中并确保期待的耐压的压力传感器芯片。
解决技术问题的技术手段
本发明涉及一种压力传感器芯片，具备：传感器隔膜，其输出与在一面和另一面受到的压力差相应的信号；以及第1保持构件和第2保持构件，其使其周缘部相对地分别接合到所述传感器隔膜的一面和另一面，分别具有向所述传感器隔膜传导测定压力的导压孔，所述第1保持构件具有：非接合区域，其在所述第1保持构件的内部与所述传感器隔膜的受压面平行地形成，与所述导压孔的周部连通；以及多个凸部，其离散地形成于所述第1保持构件的内部的所述非接合区域的相互相对的第1面和第2面中的至少一面上，形成于所述第1保持构件的所述多个凸部之间的通路形成所述导压孔的周部与所述非接合区域的周端部之间的连通路径，所述第2保持构件具备形成于与所述传感器隔膜的所述另一面接合的一侧的面的凹部。
发明效果
根据本发明，在第1保持构件的内部设置与导压孔的周部连通的非接合区域，将该第1保持构件的内部的非接合区域设置为将与传感器隔膜的受压面平行的面的一部分分成相对的第1面的第2面的区域，所以，第1保持构件的内部的非接合区域成为受压面，能够抑制对第1保持构件施加的反方向的力，使得在隔膜边缘不产生开口，减少由于传感器隔膜的约束而产生应力的情形，防止应力向隔膜边缘集中，确保期待的耐压。
另外，根据本发明，在第1保持构件的内部的非接合区域的相对的第1面和第2面中的至少一面上，离散地形成多个凸部，将该多个凸部与凸部之间的通路设为导压孔的周部与非接合区域的周端部之间的连通路径，所以，容易封入通常使用的油等压力传递介质。进而，通过使所封入的压力传递介质的传递阻力下降，能够消除由传递速度差造成的动作不良的影响，进而，针对来自相反侧的压力施加，对凸部的面积进行最佳设计，从而能够确保耐压。
附图说明
图1是示出本发明的压力传感器芯片的第1实施方式(实施方式1)的概略的图。
图2是示出在实施方式1的压力传感器芯片中的阻挡构件的内部的非接合区域的第1面上离散地形成的多个凸部的形状的俯视图。
图3是示出在实施方式1的压力传感器芯片中的阻挡构件的内部的非接合区域的第1面上离散地形成的多个凸部的形状的另一例的俯视图。
图4是示出在实施方式1的压力传感器芯片中，传感器隔膜在阻挡构件的凹部触底之后的状态的图。
图5是示出在实施方式1的压力传感器芯片中的第1保持构件的内部的非接合区域的第2面上离散地形成多个凸部的例子的图。
图6是示出在实施方式1的压力传感器芯片中的第1保持构件的内部的非接合区域的相对的第1面和第2面这两个面上离散地形成多个凸部的例子的图。
图7是示出本发明的压力传感器芯片的第2实施方式(实施方式2)的概略的图。
图8是示出在实施方式2的压力传感器芯片中，将阻挡构件的内部的环状的槽设为狭缝状(矩形形状剖面)的环状槽的例子的图。
图9是示出在实施方式2的压力传感器芯片中，传感器隔膜在阻挡构件的凹部触底之后的状态的图。
图10是示出本发明的压力传感器芯片的第3实施方式(实施方式3)的概略的图。
图11是示出本发明的压力传感器芯片的第4实施方式(实施方式4)的概略的图。
图12是示出以往的差压传感器的概略构成的图。
图13A是示意性地示出以往的差压传感器的动作方式的图。
图13B是示意性地示出以往的差压传感器的动作方式的图。
图14是示出采用专利文献1所示的构造的传感器芯片的概略的图。
具体实施方式
首先，说明本发明的压力传感器芯片的概要。
本发明的压力传感器芯片具备：传感器隔膜，其输出与在一面和另一面受到的压力差相应的信号；以及第1保持构件和第2保持构件，其使其周缘部相对地分别接合到所述传感器隔膜的一面和另一面，分别具有向所述传感器隔膜传导测定压力的导压孔，所述第1保持构件具有：非接合区域，其在所述第1保持构件的内部与所述传感器隔膜的受压面平行地形成，与所述导压孔的周部连通；以及多个凸部，其离散地形成于所述第1保持构件的内部的所述非接合区域的相互相对的第1面和第2面中的至少一面上，形成于所述第1保持构件的所述多个凸部之间的通路形成所述导压孔的周部与所述非接合区域的周端部之间的连通路径，所述第2保持构件具备形成于与所述传感器隔膜的所述另一面接合的一侧的面的凹部。
根据本发明的压力传感器芯片，在对传感器隔膜的一面施加高压的测定压力的情况下，传感器隔膜向第2保持构件侧发生挠曲，在隔膜边缘将产生开口。在该情况下，在本发明中，通过导压孔将测定压力传导到设置于第1保持构件的内部的非接合区域，所以，该非接合区域成为测定压力的受压面，使第1保持构件向与第2保持构件和隔膜相同的方向发生挠曲而进行跟随变形，从而使得在隔膜边缘不产生开口。由此，减少由于传感器隔膜的约束而产生应力的情况，防止应力向隔膜集中。
另外，根据本发明的压力传感器芯片，在第1保持构件的内部的非接合区域的相对的第1面和第2面中的至少一面上，离散地形成有多个凸部，将该多个凸部与凸部之间的通路设为导压孔的周部与非接合区域的周端部之间的连通路径，所以，容易封入通常使用的油等压力传递介质。进而，通过使该压力传递介质的传递阻力下降，能够消除由传递速度差造成的动作不良的影响。进而，针对来自相反侧的压力施加，对凸部的面积进行最佳设计，从而能够确保耐压。
另外，在本发明的压力传感器芯片中，所述第1保持构件如果在所述第1保持构件的所述非接合区域的周缘部还具有向所述第1保持构件的壁厚方向挖进而成的环状的槽，则应力分散于与该非接合区域连续的环状的槽的内部，所以能够得到更高的耐压。
另外，在本发明的上述压力传感器芯片中，当在传感器隔膜上受到高压侧的测定压力的面一定确定的情况下，将传感器隔膜的一面设为高压侧的测定压力的受压面，将另一面设为低压侧的测定压力的受压面。即，当在传感器隔膜上受到高压侧的测定压力的面一定确定的情况下，将传感器隔膜的一面设为高压侧的测定压力的受压面，通过导压孔将高压侧的测定压力传导到第1保持构件的内部的非接合区域。
在本发明的上述压力传感器芯片中，在第1保持构件处也具备阻止对传感器隔膜施加过大压力时的传感器隔膜的过度的位移的凹部，在此基础上，关于第2保持构件，也可以与第1保持构件同样地，在内部设置非接合区域。在该情况下，也可以与第1保持构件的内部的非接合区域同样地，在第2保持构件的内部的非接合区域的相对的第1面和第2面中的至少一面上，也离散地形成多个凸部，将该多个凸部与凸部之间的通路设为导压孔的周部与第2保持构件的内部的非接合区域的周端部之间的连通路径。
这样一来，无论传感器隔膜的哪个面成为高压侧的测定压力的受压面，都能够使得在隔膜边缘不产生开口，减少由于传感器隔膜的约束而产生应力的情况，防止应力向隔膜边缘集中。另外，无论针对传感器隔膜的哪个面，都容易封入通常使用的油等压力传递介质。进而，通过使所封入的压力传递介质的传递阻力下降，能够消除由传递速度差造成的动作不良的影响，进而，针对来自相反侧的压力施加，对凸部的面积进行最佳设计，从而能够确保耐压。
以下，根据附图，详细说明本发明的压力传感器芯片的实施方式。
〔实施方式1〕
图1是示出本发明的压力传感器芯片的第1实施方式(实施方式1)的概略的图。
在图1所示的压力传感器芯片11A中，11-1是传感器隔膜、11-2和11-3是隔着传感器隔膜11-1而接合的作为保持构件的第1和第2阻挡构件、11-4和11-5是与阻挡构件11-2和11-3接合的第1和第2台座。阻挡构件11-2、11-3、台座11-4、11-5由硅、玻璃等构成。
在该压力传感器芯片11A中，在阻挡构件11-2、11-3处形成有凹部11-2a、11-3a，使阻挡构件11-2的凹部11-2a与传感器隔膜11-1的一面对峙，使阻挡构件11-3的凹部11-3a与传感器隔膜11-1的另一面对峙。凹部11-2a、11-3a被设为沿着传感器隔膜11-1的位移的曲面(非球面)，在其顶部形成有压力导入孔(导压孔)11-2b、11-3b。另外，在台座11-4、11-5处，也在与阻挡构件11-2、11-3的导压孔11-2b、11-3b对应的位置形成有压力导入孔(导压孔)11-4a、11-5a。
在该压力传感器芯片11A中，阻挡构件11-2在内部具有与导压孔11-2b的周部连通的非接合区域SA。该非接合区域SA设置为将与传感器隔膜11-1的受压面平行的面PL的一部分分成相对的第1面PL1和第2面PL2的区域。
另外，如图2所示，在该非接合区域SA的相对的第1面PL1和PL2中的至少一面(在该例子中，第1面PL1)上，离散地形成有多个凸部(柱)12，将该多个凸部12与凸部12之间的通路(槽)13设为导压孔11-2b的周部与非接合区域SA的周端部14之间的连通路径。在该例子中，凸部12被设为圆柱状，但也可以如图3所示，设为六楞柱状等。
在该例子中，阻挡构件11-2被与传感器隔膜11-1的受压面平行的面PL一分为二。即，将设置有非接合区域SA的面PL的除了非接合区域SA以外的区域SB彼此接合，从而将该一分为二的一个阻挡构件11-21与另一个阻挡构件11-22形成1个阻挡构件11-2。由此，与传感器隔膜11-1的受压面平行的面PL被分成与导压孔11-2b的周部连通的非接合区域SA以及与导压孔11-2b的周部不连通的接合区域SB。
在实施方式1的压力传感器芯片11A中，在将测定压力Pa设为高压侧的测定压力、将测定压力Pb设为低压侧的测定压力的情况下，如果对传感器隔膜11-1的一面施加高压侧的测定压力Pa，则传感器隔膜11-1向阻挡构件11-3侧发生挠曲。此时，针对阻挡构件11-2，向与传感器隔膜11-1发生挠曲的方向相反的一侧施加力，在隔膜边缘(图中点G所示的部位)将产生开口。此外，在以下的说明中，在图1中，将传感器隔膜11-1发生挠曲的方向称为上方向，将与发生挠曲的方向相反的一侧称为下方向。
在该情况下，在本实施方式中，通过导压孔11-2b将测定压力Pa传导到设置于阻挡构件11-2的内部的非接合区域SA，所以，该非接合区域SA成为测定压力Pa的受压面，抑制对阻挡构件11-2施加的向下方向的力，使得在隔膜边缘不产生开口。由此，减少由于传感器隔膜11-1的约束而产生应力的情形，防止应力向隔膜边缘集中。
另外，在阻挡构件11-2的内部的非接合区域SA的第1面PL1的面上，离散地形成有多个凸部12，将该多个凸部12与凸部12之间的通路13设为导压孔11-2b的周部与非接合区域SA的周端部14之间的连通路径，所以，容易封入通常使用的油等压力传递介质。进而，通过使该压力传递介质的传递阻力下降，能够消除由传递速度差造成的动作不良的影响。进而，针对来自相反侧的压力施加，对凸部12的面积进行最佳设计，从而能够确保耐压。
在该压力传感器芯片11A中，当传感器隔膜11-1在阻挡构件11-3的凹部11-3a触底之后，过大压力变大那样的情况下，非接合区域SA发挥更大的效果。下面，使用图4进行详细说明。
图4中示出传感器隔膜11-1在阻挡构件11-3的凹部11-3a触底之后的状态。如果对传感器隔膜11-1的一面施加过大压力，则传感器隔膜11-1向阻挡构件11-3侧发生挠曲，在阻挡构件11-3的凹部11-3a触底。在该传感器隔膜11-1在凹部11-3a触底之后，如果过大压力变大，则由于对阻挡构件11-2施加的向下方向的力，阻挡构件11-2发生变形，在隔膜边缘将产生开口。
在该情况下，在本实施方式的压力传感器芯片11A中，通过导压孔11-2b在多个凸部12与凸部12之间的通路13内无遗漏地将过大压力也传导到设置于阻挡构件11-2的内部的非接合区域SA，所以，该非接合区域SA成为过大压力的受压面，对阻挡构件11-21施加向上方向的力，抑制阻挡构件11-21的变形，或者使其向反方向变形。在图4的例子中，以跟随隔膜11-1向上方向的变形的形式，使阻挡构件11-21向上方向变形。
由此，即使在传感器隔膜11-1在阻挡构件11-3的凹部11-3a触底后，过大压力变大，在隔膜边缘也不产生开口，能够避免应力向隔膜边缘集中，确保所期待的耐压。
此外，在本实施方式中，为了抑制阻挡构件11-2向下方向的变形，或者使其向反方向变形，期望将设置于阻挡构件11-2的内部的非接合区域SA的面积、即阻挡构件11-2的内部的受压面积设为比阻挡构件11-2的凹部11-2a的受压面积充分大的面积。
另外，在本实施方式中，在阻挡构件11-2中的非接合区域SA的第1面PL1的面上离散地形成多个凸部12，但例如也可以如图5所示，在第2面PL2的面上离散地形成多个凸部12。另外，例如如图6所示，也可以在第1面PL1和第2面PL2这两个面上离散地形成多个凸部12。
〔实施方式2〕
图7中示出本发明的压力传感器芯片的第2实施方式(实施方式2)的概略。在该实施方式2的压力传感器芯片11B中，在阻挡构件11-2的内部，形成与非接合区域SA连续的向阻挡构件11-3的壁厚方向被挖进而成的环状的槽11-2d。其结果，槽11-2d被形成为向阻挡构件11-3的壁厚方向伸出。期望该环状的槽11-2d不是离散地分段的槽，而是连续的槽，增大槽剖面的直径。
此外，在图7所示的例子中，将环状的槽11-2d的与非接合区域SA正交的剖面形状设为圆形，但也可以不一定设为圆形，例如如图8所示，也可以设为狭缝状(矩形)等。
图9中示出在实施方式1的压力传感器芯片11B中传感器隔膜11-1接触到阻挡构件11-3的凹部11-3a之后的状态。通过形成这样的环状的槽11-2d，使应力分散于该环状的槽11-2d的内部，所以能够得到更高的耐压。
〔实施方式3〕
图10中示出本发明的压力传感器芯片的第3实施方式(实施方式3)的概略。该实施方式3的压力传感器芯片11C与实施方式2的压力传感器芯片11B同样地，在阻挡构件11-2的内部具备非接合区域SA以及与该非接合区域SA连续的环状的槽11-2d，但在以下方面与实施方式2的压力传感器芯片11B不同。
在该压力传感器芯片11C中，阻挡构件11-2的周缘部11-2c中的与传感器隔膜11-1的一面相对的区域S1包括外周侧的区域S1a和内周侧的区域S1b。外周侧的区域S1a被设为与传感器隔膜11-1的一面的接合区域，内周侧的区域S1b被设为与传感器隔膜11-1的一面的非接合区域。
另外，阻挡构件11-3的周缘部11-3c中的与传感器隔膜11-1的另一面相对的区域S2包括外周侧的区域S2a和内周侧的区域S2b。外周侧的区域S2a被设为与传感器隔膜11-1的另一面的接合区域，内周侧的区域S2b被设为与传感器隔膜11-1的另一面的非接合区域。
阻挡构件11-2的周缘部11-2c的外周侧的区域S1a通过与传感器隔膜11-1的一面直接接合而被设为接合区域，阻挡构件11-3的周缘部11-3c的外周侧的区域S2a通过与传感器隔膜11-1的另一面直接接合而被设为接合区域。
阻挡构件11-2的周缘部11-2c的内周侧的区域S1b通过用等离子体、药液等来使表面变粗糙，从而被设为与传感器隔膜11-1的一面相接但未接合的非接合区域。阻挡构件11-3的周缘部11-3c的内周侧的区域S2b也通过用等离子体、药液等来使表面变粗糙，从而被设为与传感器隔膜11-1的另一面相接但未接合的非接合区域。
在该压力传感器芯片11C中，传感器隔膜11-1的下表面的比非接合区域S1b更靠内侧的区域被设为隔膜的感压区域D1，同样地，传感器隔膜11-1的上表面的比非接合区域S2b更靠内侧的区域被设为隔膜的感压区域D2。在该隔膜的感压区域D1中，对与阻挡构件11-2相对的面施加一个测定压力Pa，并且，在隔膜的感压区域D2中，对与阻挡构件11-3相对的面施加另一个测定压力Pb。此外，感压区域D1和D2的直径是隔膜的有效直径。
在该压力传感器芯片11C中，在将测定压力Pa设为高压侧的测定压力、将测定压力Pb设为低压侧的测定压力的情况下，如果对传感器隔膜11-1的下表面的感压区域D1施加高压侧的测定压力Pa，则能够以在与阻挡构件11-2的周缘部11-2c的非接合区域S1b、不从阻挡构件11-2产生由约束导致的过渡的拉伸应力的方式，传感器隔膜11-1发生挠曲，所以，降低在该部分产生的应力。
另外，在该压力传感器芯片11C中，在将测定压力Pb设为高压侧的测定压力、将测定压力Pa设为低压侧的测定压力的情况下，如果对传感器隔膜11-1的上表面的感压区域D2施加高压侧的测定压力Pb，则能够以在与阻挡构件11-3的周缘部11-3c的非接合区域S2b、不从阻挡构件11-3产生由约束导致的过渡的拉伸应力的方式，传感器隔膜11-1发生挠曲，所以，降低在该部分产生的应力。
〔实施方式4〕
图11是示出本发明的压力传感器芯片的第4实施方式(实施方式4)的概略的图。
在图10所示的例子中，仅在阻挡构件11-2的内部设置非接合区域SA，但例如也可以如在图11中作为实施方式4的压力传感器芯片11D而示出的那样，在阻挡构件11-3的内部也设置非接合区域SA，并设置与该非接合区域SA连续的环状槽11-3d。
在该情况下，关于阻挡构件11-3的内部的非接合区域SA，也在其相对的第1面PL1和PL2中的至少一面(在该例子中，第1面PL1)上，离散地形成多个凸部(柱)12。将该多个凸部12与凸部12之间的通路(槽)13设为导压孔11-2b的周部与非接合区域SA的周端部14之间的连通路径。
在该实施方式4的压力传感器芯片11D中，将设置于阻挡构件11-2的内部的环状槽11-2d和设置于阻挡构件11-3的内部的环状槽11-3d设为相同的剖面形状，并且在相同的位置相对地设置，但也可以改变环状的槽11-2d与11-3d的剖面形状。另外，也可以使环状的槽11-2d与11-3d的横向的位置不同。另外，环状的槽11-2d、11-3d的剖面形状不限于上述圆形、狭缝状，考虑设为椭圆形等各种形状。
另外，在上述实施方式1～4中，在阻挡构件11-2、11-3处设置凹部11-2a、11-3a，但也并不一定要具备凹部11-2a、11-3a，也可以是仅保持传感器隔膜11-1的简单的保持构件。在这样的情况下，设置于该保持构件内的非接合区域也作为施加与传感器隔膜11-1发生挠曲的方向相反的一侧的力的受压面而发挥作用。
另外，在上述实施方式中，将传感器隔膜11-1设为形成有与压力变化相应地电阻值发生变化的电阻应变计的类型，但也可以设为静电电容式的传感器芯片。静电电容式的传感器芯片具备具有规定的空间(电容室)的基板、配置于该基板的空间上的隔膜、形成于基板的固定电极以及形成于隔膜的可动电极。隔膜受到压力而发生变形，可动电极与固定电极的间隔变化而它们之间的静电电容变化。
〔实施方式的扩展〕
以上，参照实施方式而说明了本发明，但本发明不限定于上述实施方式。能够在本发明的技术思想的范围内，针对本发明的结构、详细情况进行本领域技术人员能够理解的各种变更。另外，关于各实施方式，能够在不矛盾的范围任意组合来实施。
产业上的可利用性
本发明的压力传感器芯片能够应用于例如工业用的差压传感器等各种用途。
符号说明
11C～11D…压力传感器芯片；11-1…传感器隔膜；11-2(11-21、11-22)、11-3(11-31、11-32)、11-2a、11-3a…凹部；11-2b、11-3b…压力导入孔(导压孔)；11-2c、11-3c…周缘部；11-2d、11-3d…环状的槽；11-4、11-5…台座；11-4a、11-5a…压力导入孔(导压孔)；SA…非接合区域；SB…接合区域；S1a、S2a…外周侧的区域(接合区域)；S1b、S2b…内周侧的区域(非接合区域)；D1、D2…感压区域；PL1…第1面；PL2…第2面；12…凸部(柱)；13…通路(槽)；14…周端部。

Claims (6)

1.一种压力传感器芯片，其特征在于，具备：
传感器隔膜，其输出与在一面和另一面受到的压力差相应的信号；以及
第1保持构件和第2保持构件，其使其周缘部相对地分别接合到所述传感器隔膜的一面和另一面，分别具有向所述传感器隔膜传导测定压力的导压孔，
所述第1保持构件具有：
非接合区域，其在所述第1保持构件的内部与所述传感器隔膜的受压面平行地形成，与所述导压孔的周部连通；以及
多个凸部，其离散地形成于所述第1保持构件的内部的所述非接合区域的相互相对的第1面和第2面中的至少一面上，
形成于所述第1保持构件的所述多个凸部之间的通路形成所述导压孔的周部与所述非接合区域的周端部之间的连通路径，
所述第2保持构件具备形成于与所述传感器隔膜的所述另一面接合的一侧的面的凹部。
2.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于，
所述第1保持构件还具有在所述第1保持构件的所述非接合区域的周缘部向所述第1保持构件的壁厚方向被挖进而成的环状的槽。
3.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于，
所述第1保持构件被设置有所述非接合区域的与所述传感器隔膜的受压面平行的面一分为二，
将所述第1保持构件的除了形成所述非接合区域的所述第1面和所述第2面以外的区域彼此接合。
4.根据权利要求2所述的压力传感器芯片，其特征在于，
形成于所述第1保持构件的内部的非接合区域的所述环状的槽的与其延伸方向垂直的剖面形状包含有圆弧。
5.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于，
所述传感器隔膜的所述一面被设为高压侧的测定压力的受压面，所述另一面被设为低压侧的测定压力的受压面。
6.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于，
所述第1保持构件具备形成于与所述传感器隔膜的所述一面接合的一侧的面的凹部，
所述第2保持构件具有：
非接合区域，其在所述第2保持构件的内部与所述传感器隔膜的受压面平行地形成，与所述导压孔的周部连通；以及
多个凸部，其离散地形成于所述第2保持构件的内部的所述非接合区域的相互相对的第1面和第2面中的至少一面上，
形成于所述第2保持构件的所述多个凸部之间的通路形成所述导压孔的周部与所述非接合区域的周端部之间的连通路径。
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