CN111684253B - 压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的压力传感器(100)中,在支柱(125)的与半导体压力传感器片(126)面对面的面,形成有作为形成于中央的平坦的突起部的槽内凸部(125a)和作为与槽内凸部(125a)之间隔开槽(125b)地形成于支柱(125)的周围的圆环形状的突起部的传感器片支撑部(125c)。粘接剂层(125A)的厚度根据槽内凸部(125a)与抵接于半导体压力传感器片(126)的传感器片支撑部(125c)之间的间隙Δg来决定。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力传感器,尤其涉及如压阻效应方式那样使用了半导体压力传感器片的压力传感器。
背景技术
一直以来,作为检测流体的压力的压力传感器,例如公知有使用了压阻效应方式、其它静电电容检测方式或者硅谐振方式之类的半导体压力传感器片的压力传感器。
在其中最普通的压阻效应方式的半导体压力传感器片中,在具有压阻效应的材料(例如单晶硅)形成膜片部,并在该膜片部的表面形成多个半导体应变计,上述半导体应变计桥接,形成电桥电路。而且,根据应检测的流体的压力的变动,膜片部变形,与此对应地半导体应变计的应变计电阻变化,该变化经由电桥电路而作为电信号被取出,由此检测流体的压力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5044896号公报
专利文献2:日本专利第3987386号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在使用了上述的半导体压力传感器片的压力传感器中,若周围温度变化,则因半导体压力传感器片、支撑该半导体压力传感器片的支撑部件、以及粘接剂的线膨胀系数的差异而产生热应力。也就是说,例如在周围温度降低了的情况下,与半导体压力传感器片相比线膨胀系数较大的粘接剂收缩,相反在周围温度上升了的情况下,与半导体压力传感器片相比,粘接剂膨胀。在该情况下,半导体压力传感器片被粘接剂限制,从而在半导体压力传感器片与粘接剂之间产生热应力。并且,因相同的理由在粘接剂与支撑部件之间也产生热应力。
一直以来已知以下问题:半导体压力传感器片因这样的热应力的产生而产生形变,半导体压力传感器片的输出特性变化,从而半导体压力传感器片的传感器输出的精度降低。在半导体压力传感器片中,如上所述地向形成于内部的膜片部导入流体来检测压力,从而若半导体压力传感器片产生形变,则内部的膜片部也产生形变,从而无法准确地检测压力,这成为半导体压力传感器片的传感器输出的精度降低的原因。并且,一直以来也已知以下问题:因粘接剂的粘弹性的性质,并且因压力传感器的温度响应性的延迟,精度恶化。
专利文献1中,针对这样的现有问题,公开了以下压力检测装置的发明:通过具备以400%以上的拉伸伸长率进行连接的连接部和设于元件储存部的底面的与压力检测元件的底面的外周部对应的位置的突起部,利用良好的伸长特性来缓冲应力,从而热响应性极其良好。然而,专利文献1中,由于压力检测元件配置于作为设于装置基体部的矩形孔的元件储存部,所以有元件储存部限制压力检测元件的侧壁的担忧,另外有矩形孔内部的突起部的尺寸精度的维持管理较难的问题。并且,也有以下问题:粘接剂涂覆量因粘接剂的粘度而不稳定,从矩形孔溢出的粘接剂限制压力检测元件,或者粘接剂层厚度比设于矩形孔底部的突起的高度低而压力检测元件未粘接等,粘接状态产生差别,从而传感器输出的温度响应性、传感器输出的精度变得不稳定。
因此,本发明的目的在于提供一种压力传感器,在使用了压阻效应方式之类的半导体压力传感器片的压力传感器中,通过管理零件的形状、加工精度,能够得到均匀的粘接剂层的厚度,减少半导体压力传感器片因现有的温度变化所引起的半导体压力传感器片、支撑部件、粘接剂等的线膨胀系数的差异而产生的形变,从而能够提高传感器输出的精度。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明的压力传感器具备:半导体压力传感器片,其在内部具有膜片部;支撑部件,其支撑上述半导体压力传感器片;以及粘接剂层,其将上述半导体压力传感器片与上述支撑部件粘接并固定,上述压力传感器的特征在于,在上述支撑部件,形成有不与上述半导体压力传感器片抵接的突起部和与上述半导体压力传感器片抵接的传感器片支撑部,上述粘接剂层形成于上述突起部,上述粘接剂层的厚度根据上述突起部与上述传感器片支撑部之间的间隙来决定。
并且,优选上述传感器片支撑部经由形成于上述突起部与上述传感器片支撑部之间的槽而形成于上述突起部的周围。
并且,优选形成于上述支撑部件的上述突起部的粘接区域成为上述半导体压力传感器片的上述膜片部相对于支撑部件的投影部位的内侧。
并且,优选上述支撑部件是相对于外部绝缘地固定的金属制的支柱。
并且,优选上述支撑部件是构成上述压力传感器的箱体的基座。
并且,优选上述基座由导电性材质形成。
并且,优选上述基座由绝缘性材质形成。
并且,优选上述支撑部件还包括配置于液封室且支撑上述半导体压力传感器片的安装基板。
并且,优选上述安装基板由绝缘性材料形成。
并且,优选在上述安装基板的固定上述半导体压力传感器片的一方的面接合有导电性材料。
并且,优选在上述支撑部件且在抵接于上述半导体压力传感器片的传感器片支撑部的周围形成突起部,并且在该突起部形成有粘接剂层。
发明的效果如下。
根据本发明的压力传感器,在使用了压阻效应方式之类的半导体压力传感器片的压力传感器中,通过管理零件的形状、加工精度,能够得到一样的粘接剂层的厚度,减少半导体压力传感器片因现有的温度变化所引起的半导体压力传感器片、支撑部件、粘接剂等的线膨胀系数的差异而产生的形变,从而能够提高传感器输出的精度。
附图说明
图1是示出本发明的压力传感器的第一实施方式亦即液封式压力传感器的整体的纵剖视图。
图2是示出现有的压力传感器的半导体压力传感器片的安装构造的纵剖视图。
图3是示出图1所示的压力传感器的半导体压力传感器片的安装构造的纵剖视图。
图4是示出本发明的压力传感器的第二实施方式的半导体压力传感器片的安装构造的纵剖视图。
图5是示出本发明的压力传感器的第三实施方式的半导体压力传感器片的安装构造的纵剖视图。
图6是示出本发明的压力传感器的第四实施方式的半导体压力传感器片的安装构造的纵剖视图。
图7是示出本发明的压力传感器的第五实施方式的半导体压力传感器片的安装构造的纵剖视图。
图8是示出本发明的压力传感器的第六实施方式的半导体压力传感器片的安装构造的纵剖视图。
图9是示出粘接剂层的厚度与温度响应性的关联的图。
图10是示出本发明的压力传感器的第一实施方式的半导体压力传感器片的安装构造的变形例的纵剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。
此外,以下的说明中的上下方向或左右方向的概念与附图中的上下左右对应,示出各部件的相对位置关系,并非示出绝对位置关系。
首先,说明本发明的第一实施方式。
图1是示出本发明的压力传感器的第一实施方式亦即液封式压力传感器100的整体的纵剖视图。
图1中,液封式压力传感器100具备:流体导入部110,其将要进行压力检测的流体导入至下述的压力室112A;压力检测部120,其检测压力室112A的流体的压力;信号送出部130,其将由压力检测部120检测出的压力信号送出至外部;以及罩部件140,其覆盖流体导入部110、压力检测部120、及信号送出部130。
流体导入部110具备:金属制的接头部件111,其与引导要进行压力检测的流体的配管连接;以及金属制的基座板材112,其具有碗形状,通过焊接等与和接头部件111的连接于配管的端部不同的端部连接。
在接头部件111,形成有旋入配管的连接部的外螺纹部的内螺纹部111a和将从配管导入的流体引导至压力室112A的端口111b。端口111b的开口端通过焊接等与设于基座板材112的中央的开口部连接。此外,此处,设为在接头部件111设置内螺纹部111a,但也可以设置外螺纹,或者也可以连接铜制的连接管来代替接头部件111。基座板材112具有朝向与接头部件111对置的一侧扩展的碗形状,并在与下述的膜片122之间形成压力室112A。
压力检测部120具备:壳体121,其具有贯通孔;膜片122,其将上述的压力室112A与下述的液封室124A隔绝;膜片保护罩123,其配置于膜片122的压力室112A侧;密封玻璃124,其嵌入在壳体121的贯通孔内部;液封室124A,其在密封玻璃124的靠压力室112A侧的凹部与膜片122之间填充有硅油或者氟系惰性液体等压力传递介质124PM;支柱125,其配置于密封玻璃124的中央的贯通孔;半导体压力传感器片126,其固定于支柱125并配置于液封室124A内部;电位调整部件127,其配置于液封室124A的周围;多个引线脚128,其固定于密封玻璃124;以及油填充用管129,其固定于密封玻璃124。
壳体121例如由Fe、Ni系合金、不锈钢等金属材料形成。膜片122和膜片保护罩123均由金属材料形成,并且均焊接于壳体121的靠压力室112A侧的贯通孔的外周缘部。为了保护膜片122,在压力室112A内部设有膜片保护罩123,并且膜片保护罩123设有用于使从流体导入部110导入的流体通过的多个连通孔123a。在组装压力检测部120后,壳体121通过焊接等连接在流体导入部110的基座板材112的外周缘部处。
支柱125在液封室124A侧利用粘接剂层125A粘接地固定半导体压力传感器片126。半导体压力传感器片126经由膜片122检测如上所述地从流体导入部110导入至压力室112A的流体的压力作为液封室124A内的压力传递介质124PM的压力变动。使用下述的图3来详细地说明半导体压力传感器片126的安装构造。
如在专利文献2所记载,将半导体压力传感器片126放置在无电场(零电位)内,为了使芯片内的电路等不会因在框架接地与二次电源之间产生的电位的影响而受到负面影响,设置电位调整部件127。电位调整部件127配置于液封室124A内的半导体压力传感器片126与膜片122之间,由金属等导电性材料形成,并与半导体压力传感器片126的连接于零电位的端子连接。
在密封玻璃124,在贯通状态下通过密封处理来固定多个引线脚128和油填充用管129。在本实施方式中,作为引线脚128,全部设有八根引线脚128。即,设有外部输入输出用(Vout)、驱动电压供给用(Vcc)、接地用(GND)的三根引线脚128、以及作为半导体压力传感器片126的调整用的端子的五根引线脚128。此外,图1中,示出八根引线脚128中的四根。多个引线脚128例如利用金或铝制的接合引线126A而与半导体压力传感器片126连接,从而构成半导体压力传感器片126的外部输入输出端子。
为了向液封室124A的内部填充压力传递介质124PM,设置油填充用管129。此外,油填充用管129的一方端部在填充油后如图1的虚线所示地被压瘪而封闭。
信号送出部130具备:端子台131,其设于压力检测部120的与压力室112A对置的一侧,且排列多个引线脚128;多个连接端子132,其利用粘接剂132a而固定于端子台131,且与多个引线脚128连接;多个电线133,其通过锡焊等与多个连接端子132的外端部电连接;以及静电保护层134,其利用有机硅系粘接剂而形成在壳体121的上端部与端子台131之间。此外,静电保护层134也可以是环氧树脂等粘接剂。
端子台131大致呈圆柱形状,形成为在该圆柱的中段附近具有用于对上述的多个引线脚128进行导向的导向壁的形状,并由树脂材料例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成。端子台131例如利用静电保护层134所使用的粘接剂而固定于压力检测部120的壳体121的上部。
连接端子132由金属材料形成,并利用粘接剂132a而垂直地固定于端子台131的比上述的固定壁靠上方的圆柱侧壁。此外,在本实施方式中,设有外部输入输出用(Vout)、驱动电压供给用(Vcc)、接地用(GND)这三根连接端子132。三根连接端子132的内端部通过焊接等与分别对应的引线脚128电连接,但不限定于该连接方法,也可以用其它方法来连接。
并且,在本实施方式中,为了与三根连接端子132连接,设有三根电线133。对于电线133而言,预先对电线133的剥去由聚氯乙烯(PVC)等形成的外皮后的芯线133a进行预备焊锡,将其绞线捆扎,之后通过锡焊、焊接等将其与上述的连接端子132电连接,但不限定于该连接方法,也可以用其它方法来连接。并且,三根电线133在从覆盖压力传感器100的周围的罩部件140引出后,形成三根捆扎的状态,之后由聚氯乙烯(PVC)等所形成的保护管(省略图示)覆盖。
为了不会受到ESD保护电路有无的影响,并且提高压力检测部120的静电耐力,设置静电保护层134。静电保护层134主要由环状的粘接层134a和包覆层134b构成,其中,粘接层134a由有机硅系粘接剂形成并具有预定厚度,并且以覆盖密封玻璃124的上端面的方式涂覆于壳体121的上端面,包覆层134b由有机硅系粘接剂构成,并且涂覆于多个引线脚128所突出的密封玻璃124的上端面整体。在形成端子台131的空洞部且与密封玻璃124的上端面面对面的内周面,形成有朝向密封玻璃124突出的环状突起部131a。环状突起部131a的突出长度根据包覆层134b的粘性等来设定。通过像这样形成环状突起部131a,涂覆后的包覆层134b的一部分因表面张力而被拉动地保持在环状突起部131a与端子台131的形成空洞部的内周面中大致正交于密封玻璃124的上端面的部分之间的狭小空间内,从而包覆层134b不会向端子台131的空洞部内的一方侧偏向地涂覆。并且,包覆层134b以预定厚度形成于密封玻璃124的上端面,但也可以如图1的部分134c所示地形成为进一步覆盖从密封玻璃124的上端面突出的多个引线脚128的一部分。
罩部件140具备:防水外壳141,其大致呈圆筒形状,并覆盖压力检测部120及信号送出部130的周围;端子台盖142,其覆盖在端子台131的上部;以及密封剂143,其填充防水外壳141的内周面与壳体121的外周面及端子台131的外周面之间。
端子台盖142例如由树脂材料形成。在本实施方式中,端子台盖142形成为封堵上述的圆柱形状的端子台131的上部的形状,并在填充氨酯系树脂等密封剂143前覆盖在端子台131的上部。然而,端子台盖142不限定于该形状,可以形成为将端子台131的上部及防水外壳141的上部作为一体来封堵的形状,并在填充密封剂143后覆盖,或者也可以与端子台盖142相独立地设置新的盖部件,并在配置端子台盖142及密封剂143后,在防水外壳141的上部覆盖新的盖部件。
防水外壳141由树脂材料例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成,并大致形成为圆筒形状,在圆筒形状的下端部设有朝向内侧的凸缘部。连接有从防水外壳141的上部的开口部插入的信号送出部130及压力检测部120的流体导入部110的基座板材112的外周部抵接于该凸缘部。通过在该状态下填充密封剂143,来固定压力检测部120等内部零件。
接下来,详细地说明半导体压力传感器片126的安装构造。首先,使用图2来说明现有的半导体压力传感器片126的安装构造。
图2是示出现有的压力传感器200的半导体压力传感器片126的安装构造的纵剖视图。
图2中,现有的压力传感器200的半导体压力传感器片126利用涂覆于支柱225的整个面的粘接剂层225A来固定。这样,在半导体压力传感器片126利用粘接剂层225A来固定后,半导体压力传感器片126的引线端子(省略图示)与多个引线脚128通过引线接合工序而利用金或铝制的接合引线126A来连接。
如图2所示,在现有的压力传感器200中,由于粘接剂层225A形成于支柱225的整个面,所以粘接剂层225A及支柱225对半导体压力传感器片126的限制力变强。因此,因上述线膨胀系数的差异所产生的热应力的影响,半导体压力传感器片126有时产生形变。也就是说,例如在周围温度降低了的情况下,与半导体压力传感器片126相比线膨胀系数较大的粘接剂层225A收缩,相反在周围温度上升了的情况下,与半导体压力传感器片126相比,粘接剂层225A膨胀。在该情况下,在半导体压力传感器片126与粘接剂层225A之间产生热应力,另外,因相同的理由在粘接剂层225A与支柱225之间也产生热应力。因像这样产生的热应力,半导体压力传感器片126有时产生形变。
这样,在半导体压力传感器片126产生了形变的情况下,半导体压力传感器片126的输出特性变化,从而有半导体压力传感器片126的传感器输出的精度降低的问题。并且,也已知因粘接剂层225A的粘弹性的性质,在热应力变化后至应力达到平衡状态为止需要时间,从而压力传感器200的温度响应性恶化,但还有以下问题:如上所述,由于限制力较强,所以也应该考虑该影响。
使用图3,详细地说明对这样的现有的问题实施了对策的本发明的压力传感器的半导体压力传感器片126的安装构造。
图3是示出图1所示的压力传感器100的半导体压力传感器片126的安装构造的纵剖视图。
在图1及图3所示的压力传感器100中,半导体压力传感器片126经由粘接剂层125A而固定于作为支撑部件的支柱125。
作为半导体压力传感器片126,此处使用如压阻效应方式那样在内部形成膜片部的部件。利用了压阻效应的半导体压力传感器片126主要由半导体基板部126a和台座部126b构成,其中,半导体基板部126a具有由有压阻效应的材料(例如单晶硅)构成的膜片部126a1,台座部126b由玻璃等构成。半导体基板部126a和台座部126b通过阳极接合法等来接合,从而半导体基板部126a的膜片部126a1与台座部126b之间的空间成为基准压力腔室。在半导体基板部126a的膜片部126a1形成有多个半导体应变计,将上述半导体应变计桥接来构成电桥电路。利用该电桥电路,将因外部气压与基准压力腔室的压力差而产生的膜片部126a1的变形作为半导体应变计的应变计电阻的变化,取出电信号,从而检测流体的压力。
作为粘接剂层125A,也可以使用有机硅系、氨酯系、氟系粘接剂、凝胶、橡胶、弹性体。
此处,支柱125由Fe、Ni系合金、不锈钢等金属材料形成。在支柱125的与半导体压力传感器片126相对的面,形成有槽内凸部125a和传感器片支撑部125c,其中,槽内凸部125a是形成于中央的平坦的突起部,传感器片支撑部125c是与槽内凸部125a之间隔开槽125b并形成于支柱125的周围的圆环形状的突起部。此处,半导体压力传感器片126紧贴于支柱125的传感器片支撑部125c,但不与槽内凸部125a接触。此外,此处,传感器片支撑部125c呈圆环形状,但不限定于此,当然可以呈多棱柱形状,也可以形成为多次中断的环状突起部。
粘接剂层125A形成于支柱125所形成的槽内凸部125a,并非形成于传感器片支撑部125c。因此,粘接剂层125A的厚度根据槽内凸部125a与抵接于半导体压力传感器片126的传感器片支撑部125c之间的间隙Δg来决定。
图9是示出粘接剂层125A的厚度与温度响应性的关联的图。
图9中,纵轴示出温度从高温向低温变化后的半导体压力传感器片126的输出精度,横轴示出粘接剂层125A的厚度。其结果可知,若粘接剂层125A的厚度比5μm厚,则防止温度响应延迟所导致的半导体压力传感器片126的输出精度恶化。认为若粘接剂层125A的厚度比预定厚度薄,则因半导体压力传感器片126、支柱125、以及粘接剂层125A的线膨胀系数的差异所产生的热应力,半导体压力传感器片126产生形变,从而半导体压力传感器片126的输出精度恶化,但若粘接剂层125A的厚度比预定厚度厚,则利用粘接剂层125A的弹性来吸收线膨胀系数的差异所产生的热应力,从而抑制半导体压力传感器片126的形变。
这样,通过根据槽内凸部125a与传感器片支撑部125c之间的间隙Δg来决定粘接剂层125A的厚度,能够以稳定的厚度来容易地形成粘接剂层125A。并且,通过切削、蚀刻、激光照射、冲压等对支柱125的表面进行加工,能够形成槽内凸部125a和传感器片支撑部125c,从而制造工序变得容易,也容易管理上述高度尺寸,能够抑制制造工时。并且,由于在槽内凸部125a与传感器片支撑部125c之间设有槽125b,所以剩余的粘接剂向槽125b流入,粘接剂层125A的粘接区域不会变大,能够恒定地保持粘接剂层125A的厚度。
并且,在本实施方式中,形成于作为平坦的突起部的槽内凸部125的粘接剂层125A的粘接区域比半导体压力传感器片126内部的膜片部126a1投影到支柱125的投影面积小。通过像这样缩小粘接剂层125A的粘接区域,对半导体压力传感器片126的限制力变弱,从而能够抑制彼此的线膨胀系数的差异所产生的热应力,并且能够防止半导体压力传感器片126的形变。
也就是说,在仅将与为了进行检测而被导入流体并反复变形的膜片部126a1之类的变形部分对应的部分作为粘接区域的情况下,难以产生形变,而在将未变形的膜片部126a1的周围的部分作为粘接区域的情况下,半导体压力传感器片126更稳固地被限制,容易因热应力而产生形变,从而检测精度恶化。因此,通过使粘接剂层125A的粘接区域比半导体压力传感器片126内部的膜片部126a1投影到支柱125的投影面积小,能够提高传感器输出的精度。
并且,在本实施方式中,设为在支柱125的中央形成有槽内凸部125a,并且形成有传感器片支撑部125c,该传感器片支撑部125c是与槽内凸部125a之间隔开槽125b并形成于支柱125的周围的圆环形状的突起部,但不限定于此。也就是说,也可以如图10所示的本实施方式的变形例1000所示,在支柱1025的中央设有与半导体压力传感器片126抵接的传感器片支撑部1025c,并在其周围,经由槽1025b而不与半导体压力传感器片126接触地设有形成粘接剂层1025A的突起部1025a。并且,传感器片支撑部1025c可以具有能够以稳定的倾斜度来保持半导体压力传感器片126的程度的平坦面,另外,突起部1025a也可以形成为在与半导体压力传感器片126之间形成恒定厚度的粘接剂层1025A的高度。
如上所述,根据本发明的第一实施方式,粘接剂层形成于支撑部件所形成的突起部,并且该粘接剂层的厚度根据突起部与传感器片支撑部之间的间隙Δg来决定。该间隙Δg和突起部的大小由在支柱125上加工出的突起形状来形成,从而能够容易地管理粘接剂层的厚度以及粘接区域的大小。由此,在使用了压阻效应方式之类的半导体压力传感器片的压力传感器中,能够减少因现有的温度变化所引起的半导体压力传感器片、支撑部件、粘接剂等的线膨胀系数的差异而产生的半导体压力传感器片的形变,从而能够提高传感器输出的精度。
接下来,说明本发明的第二实施方式。
图4是示出本发明的压力传感器的第二实施方式的半导体压力传感器片126的安装构造的纵剖视图。
图4中,压力传感器400与图1及图3所示的压力传感器100相比,在支柱425与半导体压力传感器片126之间配置安装基板425B的结构不同,其它方面与压力传感器100相同。对相同的构成要素标注相同的符号,并省略说明。
安装基板425B例如由树脂、玻璃、陶瓷等绝缘材料形成,并利用粘接剂等固定于支柱425。
此处,也可以通过粘贴、蒸镀、电镀、光刻等在安装基板425B的固定半导体压力传感器片126的一方的面形成导电层。该导电层也可以由金、银、铜、铝等中任一种金属以及合金膜形成。导电层与半导体压力传感器片126的连接于零电位的端子连接。这样,通过在安装基板425B设置导电层,并与零电位连接,来将半导体压力传感器片126配置于控制电路侧的零电位,从而能够防止半导体压力传感器片126的电位成为不稳定的状态。
在本实施方式中,同样,在成为支撑部件的安装基板425B且在与半导体压力传感器片126面对面的面,形成槽内凸部425Ba和传感器片支撑部425Bc,其中,槽内凸部425Ba是形成于中央的平坦的突起部,传感器片支撑部425Bc是与槽内凸部425Ba之间隔开槽425Bb并形成于周围的圆环形状的突起部。粘接剂层425A形成于安装基板425B所形成的槽内凸部425Ba,并非形成于传感器片支撑部425Bc。因此,粘接剂层425A的厚度根据槽内凸部425Ba与抵接于半导体压力传感器片126的传感器片支撑部425Bc之间的间隙Δg来决定。此外,将传感器片支撑部425Bc形成为圆环形状的突起部,但不限定于此,经由槽425Bb在与槽内凸部425Ba之间形成间隙Δg即可,不必形成为突起部。
如上所述,根据本发明的第二实施方式的压力传感器400,也能够起到与第一实施方式的压力传感器100相同的作用效果。另外,由于对安装于支柱425的安装基板425B进行加工即可,所以加工进一步变得容易,能够抑制制造工时。
接下来,说明本发明的第三实施方式。
图5是示出本发明的压力传感器的第三实施方式的半导体压力传感器片126的安装构造的纵剖视图。
图5中,压力传感器500与图1及图3所示的压力传感器100相比,以下方面不同:作为支撑部件,设置构成压力传感器500的箱体的基座525来代替支柱125,并且半导体压力传感器片126经由粘接剂层525A固定于该基座525。
此外,在本实施方式中,基座525由包括不锈钢在内的金属之类的导电性材料形成。因此,多个引线脚528利用接合引线126A而与半导体压力传感器片126连接,并且该多个引线脚528分别经由绝缘性的密封玻璃524而贯通地固定于基座525。
在本实施方式中,同样,在成为支撑部件的基座525且在与半导体压力传感器片126面对面的面,形成有槽内凸部525a和传感器片支撑部525c,其中,槽内凸部525a是形成于中央的平坦的突起部,传感器片支撑部525c是与槽内凸部525a之间隔开槽525b并形成于周围的圆环形状的突起部。粘接剂层525A形成于基座525所形成的槽内凸部525a,并非形成于传感器片支撑部525c。因此,粘接剂层525A的厚度根据槽内凸部525a与抵接于半导体压力传感器片126的传感器片支撑部525c之间的间隙Δg来决定。此外,传感器片支撑部525c形成为圆环形状的突起部,但不限定于此,经由槽525b在与槽内凸部525a之间形成间隙Δg即可,不必形成为突起部。
如上所述,根据本发明的第三实施方式的压力传感器500,也能够起到与第一实施方式的压力传感器100相同的作用效果。
接下来,说明本发明的第四实施方式。
图6是示出本发明的压力传感器的第四实施方式的半导体压力传感器片126的安装构造的纵剖视图。
图6中,压力传感器600与图5所示的压力传感器500相比,在由不锈钢制的导电性材料形成的基座625与半导体压力传感器片126之间配置安装基板625B的结构不同,其它方面与压力传感器500相同。对相同的构成要素标注相同的符号,并省略说明。
在本实施方式中,同样,在成为支撑部件的安装基板625B且在与半导体压力传感器片126面对面的面,形成有槽内凸部625Ba和传感器片支撑部625Bc,其中,槽内凸部625Ba是形成于中央的平坦的突起部,传感器片支撑部625Bc是与槽内凸部625Ba之间隔开槽625Bb并形成于周围的圆环形状的突起部。粘接剂层625A形成于安装基板625B所形成的槽内凸部625Ba,并非形成于传感器片支撑部625Bc。因此,粘接剂层625A的厚度根据槽内凸部625Ba与抵接于半导体压力传感器片126的传感器片支撑部625Bc之间的间隙Δg来决定。
如上所述,根据本发明的第四实施方式的压力传感器600,也能够起到与第三实施方式的压力传感器500相同的作用效果。另外,由于对安装于基座625的安装基板625B进行加工即可,所以加工进一步变得容易,能够抑制制造工时。
接下来,说明本发明的第五实施方式。
图7是示出本发明的压力传感器的第五实施方式的半导体压力传感器片126的安装构造的纵剖视图。
图7中,压力传感器700与图5所示的压力传感器500相比,以下方面不同:作为支撑部件,设置由树脂、陶瓷等绝缘性材料形成的基座725来代替由金属之类的导电性材料形成的基座525,并且半导体压力传感器片126经由粘接剂层725A固定于该基座725。
此外,在本实施方式中,通过使用树脂、陶瓷等绝缘材料作为基座725,能够提高材料的加工性并减少工时,另外,也不需要为了固定导电性的多个引线脚728而使用绝缘性的密封玻璃,从而也能够将制造原价抑制为低廉。
在本实施方式中,同样,在成为支撑部件的基座725且在与半导体压力传感器片126面对面的面,形成有槽内凸部725a和传感器片支撑部725c,其中,槽内凸部725a是形成于中央的平坦的突起部,传感器片支撑部725c是与槽内凸部725a之间隔开槽725b并形成于周围的圆环形状的突起部。粘接剂层725A形成于基座725所形成的槽内凸部725a,并非形成于传感器片支撑部725c。因此,粘接剂层725A的厚度根据槽内凸部725a与抵接于半导体压力传感器片126的传感器片支撑部725c之间的间隙Δg来决定。此外,传感器片支撑部725c形成为圆环形状的突起部,但不限定于此,经由槽725b在与槽内凸部725a之间形成间隙Δg即可,不必形成为突起部。
如上所述,根据本发明的第五实施方式的压力传感器700,也能够起到与第三实施方式的压力传感器500相同的作用效果,另外,由于对由树脂、陶瓷等绝缘性材料形成的基座725进行加工即可,所以能够提高材料的加工性并减少工时。
接下来,说明本发明的第六实施方式。
图8是示出本发明的压力传感器的第六实施方式的半导体压力传感器片126的安装构造的纵剖视图。
图8中,压力传感器800与图7所示的压力传感器700相比,在由树脂、陶瓷等绝缘性材料形成的基座825与半导体压力传感器片126之间配置安装基板825B的结构不同,其它方面与压力传感器700相同。对相同的构成要素标注相同的符号,并省略说明。
在本实施方式中,同样,在成为支撑部件的安装基板825B且在与半导体压力传感器片126面对面的面,形成有槽内凸部825Ba和传感器片支撑部825Bc,其中,槽内凸部825Ba是形成于中央的平坦的突起部,传感器片支撑部825Bc是与槽内凸部825Ba之间隔开槽825Bb并形成于周围的圆环形状的突起部。粘接剂层825A形成于安装基板825B所形成的槽内凸部825Ba,并非形成于传感器片支撑部825Bc。因此,粘接剂层825A的厚度根据槽内凸部825Ba与抵接于半导体压力传感器片126的传感器片支撑部825Bc之间的间隙Δg来决定。
如上所述,根据本发明的第六实施方式的压力传感器800,也能够起到与第五实施方式的压力传感器700相同的作用效果。另外,由于对安装于基座825的安装基板825B进行加工即可,所以加工进一步变得容易,能够抑制制造工时。
此外,以第一至第六实施方式的液封式压力传感器为例对本发明的压力传感器进行了说明,但不限定于此,也能够应用于使用压阻效应方式之类的半导体压力传感器片的其它压力传感器。
如上所述,根据本发明的压力传感器,粘接剂层形成于支撑部件所形成的突起部,并且根据突起部与传感器片支撑部之间的间隙Δg来决定该粘接剂层的厚度。该间隙Δg和突起部的大小由在支撑部件上加工出的形状来形成,从而能够容易地管理粘接剂层的厚度以及粘接区域的大小。由此,在使用了压阻效应方式之类的半导体压力传感器片的压力传感器中,能够减少因现有的温度变化所引起的半导体压力传感器片、支撑部件、粘接剂等的线膨胀系数的差异而产生的半导体压力传感器片的形变,从而能够提高传感器输出的精度。
符号的说明
100、400、500、600、700、800、1000—压力传感器,110—流体导入部,111—接头部件,111a—内螺纹部,111b—端口,112—基座板材,112A—压力室,120—压力检测部,121—壳体,122—膜片,123—膜片保护罩,123a—连通孔,124、524—密封玻璃,124A—液封室,125、425—支柱,125a、425Ba、525a、625Ba、725a、825Ba—槽内凸部,125b、425Bb、525b、625Bb、725b、825Bb、1025b—槽,125c、425Bc、525c、625Bc、725c、825Bc、1025c—传感器片支撑部,125A、425A、525A、625A、725A、825A、1025A—粘接剂层,126—半导体压力传感器片,126a—半导体基板部,126a1—膜片部,126b—台座部,126A—接合引线,127—电位调整部件,128、528、728—引线脚,129—油填充用管,130—信号送出部,131—端子台,132—连接端子,132a—粘接剂,133—电线,133a—芯线,134—静电保护层,134a—粘接层,134b—包覆层,134c—部分,140—罩部件,141—防水外壳,142—端子台盖,143—密封剂,525、625、725、825—基座,425B、625B、825B—安装基板,1025a—突起部。
Claims (10)
1.一种压力传感器,具备:
半导体压力传感器片,其在内部具有膜片部;
支撑部件,其支撑上述半导体压力传感器片;以及
粘接剂层,其将上述半导体压力传感器片与上述支撑部件粘接并固定,
上述压力传感器的特征在于,
在上述支撑部件,形成有不与上述半导体压力传感器片抵接的突起部和与上述半导体压力传感器片抵接的传感器片支撑部,
上述粘接剂层形成于上述突起部,
上述粘接剂层的厚度根据上述突起部与上述传感器片支撑部之间的间隙来决定,
上述传感器片支撑部经由形成于上述突起部与上述传感器片支撑部之间的槽而形成于上述突起部的周围。
2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
形成于上述支撑部件的上述突起部的粘接区域成为上述半导体压力传感器片的上述膜片部相对于支撑部件的投影部位的内侧。
3.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
上述支撑部件是相对于外部绝缘地固定的金属制的支柱。
4.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
上述支撑部件是构成上述压力传感器的箱体的基座。
5.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,
上述基座由导电性材质形成。
6.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,
上述基座由绝缘性材质形成。
7.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
上述支撑部件还包括配置于液封室且支撑上述半导体压力传感器片的安装基板。
8.根据权利要求7所述的压力传感器,其特征在于,
上述安装基板由绝缘性材料形成。
9.根据权利要求8所述的压力传感器,其特征在于,
在上述安装基板的固定上述半导体压力传感器片的一方的面接合有导电性材料。
10.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
在上述支撑部件且在抵接于上述半导体压力传感器片的传感器片支撑部的周围形成突起部,在该突起部形成有上述粘接剂层。
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