CN116368625A - 压力传感器装置 - Google Patents
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Abstract
压力传感器装置是检测电极间的静电电容的变化的类型，包括：基部单元(10)，其包含用于与安装基板接合的接合部(11a～11d)；以及摆动单元(30)，其能够相对于基部单元(10)摆动。在摆动单元(30)设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的隔膜(21)和自该隔膜(21)分开地配置的相对电极(22)。在沿着隔膜(21)的法线方向观察到的俯视图中，隔膜(21)以不与基部单元(10)重叠的方式配置。利用这样的结构，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
Description
技术领域
本发明涉及测量气压、水压等压力及压力变化的压力传感器装置。
背景技术
压力传感器能够使用应用半导体制造技术的MEMS(微电子机械系统)技术来制造，例如能够实现约0.5mm～2mm见方的超小型传感器。典型的压力传感器具有具备两个电极的电容器构造，能够通过检测由周围压力的变化引起的静电电容的变化来进行压力测量。
在专利文献1中公开了一种使用焊球的表面安装型的压力传感器。该压力传感器具备以使压力传感器的隔膜部分与在安装基板时借助焊球施加的应力隔离为目的的构造。具备集成电路和隔膜一体化的构造，在搭载有焊球的接合基板和搭载有隔膜的支承基板之间存在用于与应力隔离的空隙。支承基板利用悬臂梁构造支承于接合基板。
在专利文献2中公开了一种在隔片配置有多个压电电阻元件的压力传感器。在隔片的周围保留连接部地形成有贯通槽，利用悬臂梁构造支承。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：欧洲发明专利公开第2871456A1号(图1)
专利文献2：日本特开2017-156241号公报(图2)
发明内容
发明要解决的问题
在制造智能手表、智能手机等电子设备的工序中将压力传感器安装于基板时，设想对传感器主体施加由芯片安装机产生的冲击。此外，在使用这样的电子设备时也设想由使用者的处理、下落等导致对传感器主体施加较大的冲击。
在专利文献1中，隔膜用的支承基板利用悬臂梁构造来支承。因此，若对传感器主体施加冲击，则支承基板会上下振动。若其振幅大于空隙，则支承基板有时会与接合基板碰撞而导致隔膜的变形、破损。此外，当在使用时施加振动的情况下，由空隙的变化引起隔膜上部的压力发生变化，因此隔膜特性发生变化。因此，设想由振动引起的气压值的误差比通常情况要大。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化的压力传感器装置。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案是一种检测电极间的静电电容的变化的压力传感器装置，其中，该压力传感器装置包括：基部单元，其包含用于与安装基板接合的接合部；以及摆动单元，其能够相对于该基部单元摆动，在该摆动单元设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的隔膜和自该隔膜分开地配置的相对电极，在沿着所述隔膜的法线方向观察到的俯视图中，所述隔膜以不与所述基部单元重叠的方式配置。
发明的效果
根据本发明，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
附图说明
图1的(A)是示出本发明的实施方式1的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图1的(B)～图1的(D)是沿着图1的(A)中的X1-X1线、X2-X2线、X3－X3线的剖视图。
图2的(A)是示出本发明的实施方式2的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图2的(B)～图2的(C)是沿着图2的(A)中的X1-X1线、X2-X2线的剖视图。
图3的(A)是示出本发明的实施方式3的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图3的(B)～图3的(C)是沿着图3的(A)中的X1-X1线、X2-X2线的剖视图。
图4的(A)是示出本发明的实施方式4的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图4的(B)～图4的(C)是沿着图4的(A)中的X1-X1线、X2-X2线的剖视图。
图5的(A)是示出本发明的实施方式5的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图5的(B)是沿着图5的(A)中的X1-X1线的剖视图。
图6是示出本发明的实施方式6的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。
图7是示出本发明的实施方式7的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。
图8是示出本发明的实施方式8的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。
图9是示出本发明的实施方式9的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。
具体实施方式
本发明的一技术方案是一种压力传感器装置，其中，该压力传感器装置包括：基部单元，其包含用于与安装基板接合的接合部；以及摆动单元，其能够相对于该基部单元摆动，在该摆动单元设有隔膜，该隔膜作为传感器电极能够根据周围压力差而变形，在沿着所述隔膜的法线方向观察到的俯视图中，所述隔膜以不与所述基部单元重叠的方式配置。
根据该结构，在沿着隔膜的法线方向观察到的俯视图中，隔膜以不与基部单元重叠的方式配置。因此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元上下振动的情况下，隔膜也不会与基部单元碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
在本发明中优选的是，在所述基部单元和所述摆动单元之间分别设有将所述基部单元和所述摆动单元分离的分离槽以及将所述基部单元和所述摆动单元弹性地连结的弹性连结部。
根据该结构，由于分离槽的存在，使截面惯性矩减小，能够使弹性连结部的弹性变形增加。由此能够简单地实现摆动单元能够相对于基部单元摆动的构造。
在本发明中优选的是，所述基部单元配置于所述摆动单元的外侧。
根据该结构，能够增长从用于与安装基板接合的接合部到隔膜的距离。例如在使用焊球作为接合部的情况下，能够减小由焊剂的扩散等引起的异物的影响。
在本发明中优选的是，所述摆动单元配置于所述基部单元的外侧。
根据该结构，能够增长从用于与安装基板接合的接合部到隔膜的距离。例如在使用焊球作为接合部的情况下，能够减小由焊剂的扩散等引起的异物的影响。
在本发明中优选的是，所述摆动单元包含：第1层，其与所述基部单元位于同一平面；第2层，其与该第1层之间隔着间隙地相对于该第1层固定，在该第2层设有所述隔膜；第3层，其与该第2层相对配置。
根据该结构，通过采用这样的层叠构造，能够减小传感器整体的设置面积。
在本发明中优选的是，在所述摆动单元设有并联连接的多个隔膜。
根据该结构，由于从多个隔膜获得的信号被平均化，因此隔膜特性的偏差也被平均化，其结果能够减小测量误差。
在本发明中优选的是，在所述摆动单元设有集成电路，该集成电路对因隔膜的变形而产生的电信号进行处理。
根据该结构，由于隔膜的输出是高阻抗，因此通过将集成电路靠近隔膜地配置，从而能够减少噪声的影响。
在本发明中优选的是，在摆动单元设有多个导通孔端子，该多个导通孔端子用于向所述集成电路供给电力，传送来自所述集成电路的输出信号，在所述基部单元设有与该导通孔端子相同数量的接合部，该导通孔端子和该接合部利用多个导体电连接。
根据该结构，由于集成电路的输出是低阻抗，因此即使信号线变长，也不易受到噪声的影响。
在本发明中优选的是，在所述摆动单元设有电容器，该电容器包含自所述隔膜离开地配置的相对电极，该压力传感器装置检测所述电容器的静电电容的变化。
根据该结构，通过检测电容器的静电电容的变化，从而能够计测周围压力的变化。
在本发明中优选的是，在所述第3层设有相对电极。
根据该结构，能够高效地配置电容器的相对电极。
(实施方式1)
图1的(A)是示出本发明的实施方式1的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图1的(B)～图1的(D)是沿着图1的(A)中的X1-X1线、X2-X2线、X3－X3线的剖视图。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于基部单元10的内侧的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有用于与组装到产品中的安装基板接合的多个(例如四个)接合部11a～11d。接合部11a～11d例如由焊球、导电性粘接剂等构成，起到电连接和机械连接的作用。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出悬臂梁构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的字母C字形的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。通过材料的杨氏模量、截面形状、截面惯性矩等的调整，能够将弹性连结部6的弹性模量设定为期望的数值。
如图1的(B)所示，摆动单元30包括作为第1层配置的摆动基板31、作为第2层配置的隔膜基板32、以及作为第3层配置的集成电路33和晶片34。通过采用这样的层叠构造，能够减小传感器整体的设置面积。
在摆动单元30设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的隔膜21和自隔膜21分开地配置的相对电极22。使用间隙的介电常数ε、电极面积S和电极间距离d，用Cs＝ε×S/d表示电极间的静电电容Cs。当隔膜21根据外部与间隙之间的压力差而弹性变形时，隔膜21与相对电极22之间的电极间距离d发生变化，静电电容Cs也与其相应地发生变化。通过计测该静电电容Cs的变化量，从而能够测量外部压力的变化量。
如图1的(B)所示，在摆动单元30设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路33。集成电路33例如由ASIC、FPGA、PLD、CPLD等构成，内置有模拟电路和能够程序化的数字电路。集成电路33搭载在晶片34之上。由于电容器的输出是高阻抗，因此通过将集成电路33靠近电容器地配置，从而能够减少噪声的影响。
电容器的相对电极22直接形成于集成电路33的上表面。此外，在集成电路33的上表面设有电绝缘性的间隔部32a，用于维持电容器的间隙。在间隔部32a之上设置有导电性的具有挠性的隔膜基板32，隔膜基板32的未与间隔部32a接触的区域作为能够变形的隔膜21发挥功能。
在隔膜基板32和间隔部32a设有用于与集成电路33的端子23电连接的导通孔24、导体25等，在导通孔24、导体25和隔膜基板32之间设有电绝缘层(未图示)。此外，如图1的(A)和图1的(C)所示，在隔膜基板32的上表面设有导电性的间隔件26，在摆动基板31设有导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板31的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。能够经由这些端子23、导通孔24、导体25、间隔件26、导通孔27a～27d、导体28和接合部11a～11d从产品的安装基板向集成电路33供给电力，或者将来自集成电路33的输出信号向安装基板传送。
作为集成电路33用的线路，通常设有电源线、接地线和两条信号线共计四条线。
在本实施方式中，在沿着隔膜21的法线方向观察到的俯视图(参照图1的(A))中，隔膜21以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
此外，基部单元10隔着分离槽5配置于摆动单元30的外侧。由此能够增长从用于与安装基板接合的接合部11a～11d到隔膜21的距离。例如在使用焊球作为接合部11a～11d的情况下，能够减小由焊剂的扩散等引起的异物的影响。
(实施方式2)
图2的(A)是示出本发明的实施方式2的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图2的(B)～图2的(C)是沿着图2的(A)中的X1-X1线、X2-X2线的剖视图。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在摆动单元30配置于基部单元10的外侧这一点上不同。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于基部单元10的外侧的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出悬臂梁构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的字母C字形的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
如图2的(B)所示，摆动单元30包括作为第1层配置的摆动基板31、作为第2层配置的隔膜基板32以及作为第3层配置的集成电路33和晶片34。
在摆动单元30设有多个(例如三个)电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的多个(例如三个)隔膜21a～21c和分别自隔膜21a～21c分开地配置的多个(例如三个)相对电极22a～22c(相对电极22c未图示)。这些电容器借助内部布线(未图示)并联连接。通过设置多个电容器，从而电容器的总设置面积增加，能够提高相对于压力变化的灵敏度。此外，由于从多个电容器获得的信号被平均化，因此电容器特性的偏差也被平均化，其结果能够减小测量误差。
如图2的(B)所示，在摆动单元30设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路33。
电容器的相对电极22a～22c直接形成于集成电路33的上表面。此外，在集成电路33的上表面设有电绝缘性的间隔部32a，用于维持电容器的间隙。在间隔部32a之上设置有导电性的具有挠性的隔膜基板32，隔膜基板32的未与间隔部32a接触的区域作为能够变形的隔膜21a～21c发挥功能。
在隔膜基板32和间隔部32a设有用于与集成电路33的端子23电连接的导通孔24、导体25等，在导通孔24、导体25和隔膜基板32之间设有电绝缘层(未图示)。此外，如图2的(A)和图2的(C)所示，在隔膜基板32的上表面设有导电性的间隔件26，在摆动基板31设有导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板31的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。能够经由这些端子23、导通孔24、导体25、间隔件26、导通孔27a～27d、导体28和接合部11a～11d从产品的安装基板向集成电路33供给电力，或者将来自集成电路33的输出信号向安装基板传送。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21a～21c的法线方向观察到的俯视图(参照图2的(A))中，隔膜21a～21c以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21a～21c也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
此外，基部单元10隔着分离槽5配置于摆动单元30的内侧。由此能够增长从用于与安装基板接合的接合部11a～11d到隔膜21a～21c的距离。例如在使用焊球作为接合部11a～11d的情况下，能够减小由焊剂的扩散等引起的异物的影响。
(实施方式3)
图3的(A)是示出本发明的实施方式3的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图3的(B)～图3的(C)是沿着图3的(A)中的X1-X1线、X2-X2线的剖视图。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在摆动单元30配置于基部单元10的侧方这一点上不同。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于基部单元10的侧方的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出悬臂梁构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的一对直线状的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
如图3的(B)所示，摆动单元30包括作为第1层配置的摆动基板31、作为第2层配置的隔膜基板32以及作为第3层配置的集成电路33和晶片34。
在摆动单元30设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的隔膜21和分别自隔膜21分开地配置的相对电极22。
如图3的(B)所示，在摆动单元30设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路33。
电容器的相对电极22直接形成于集成电路33的上表面。此外，在集成电路33的上表面设有电绝缘性的间隔部32a，用于维持电容器的间隙。在间隔部32a之上设置有导电性的具有挠性的隔膜基板32，隔膜基板32的未与间隔部32a接触的区域作为能够变形的隔膜21发挥功能。
在隔膜基板32和间隔部32a设有用于与集成电路33的端子23电连接的导通孔24、导体25等，在导通孔24、导体25和隔膜基板32之间设有电绝缘层(未图示)。此外，如图3的(A)和图3的(B)所示，在隔膜基板32的上表面设有导电性的间隔件26，在摆动基板31设有导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板31的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。能够经由这些端子23、导通孔24、导体25、间隔件26、导通孔27a～27d、导体28和接合部11a～11d从产品的安装基板向集成电路33供给电力，或者将来自集成电路33的输出信号向安装基板传送。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21的法线方向观察到的俯视图(参照图3的(A))中，隔膜21以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
此外，基部单元10隔着分离槽5配置于摆动单元30的侧方。由此能够增长从用于与安装基板接合的接合部11a～11d到隔膜21的距离。例如在使用焊球作为接合部11a～11d的情况下，能够减小由焊剂的扩散等引起的异物的影响。
(实施方式4)
图4的(A)是示出本发明的实施方式4的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图4的(B)～图4的(C)是沿着图4的(A)中的X1-X1线、X2-X2线的剖视图。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在基部单元10在摆动单元30的对角线上分开地配置于两个部位这一点上不同。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于两个基部单元10之间的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出两端支承梁构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的一对字母L字形的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
如图4的(B)所示，摆动单元30包括作为第1层配置的摆动基板31、作为第2层配置的隔膜基板32以及作为第3层配置的集成电路33和晶片34。
在摆动单元30设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的隔膜21和分别自隔膜21分开地配置的相对电极22。
如图4的(B)所示，在摆动单元30设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路33。
电容器的相对电极22直接形成于集成电路33的上表面。此外，在集成电路33的上表面设有电绝缘性的间隔部32a，用于维持电容器的间隙。在间隔部32a之上设置有导电性的具有挠性的隔膜基板32，隔膜基板32未与间隔部32a接触的区域作为能够变形的隔膜21发挥功能。
在隔膜基板32和间隔部32a设有用于与集成电路33的端子23电连接的导通孔24、导体25等，在导通孔24、导体25和隔膜基板32之间设有电绝缘层(未图示)。此外，在隔膜基板32的上表面设有导电性的间隔件26，在摆动基板31设有导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板31的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。能够经由这些端子23、导通孔24、导体25、间隔件26、导通孔27a～27d、导体28和接合部11a～11d从产品的安装基板向集成电路33供给电力，或者将来自集成电路33的输出信号向安装基板传送。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21的法线方向观察到的俯视图(参照图4的(A))中，隔膜21以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
此外，基部单元10隔着分离槽5在摆动单元30的对角线上分开地配置于两个部位。由此能够增长从用于与安装基板接合的接合部11a～11d到隔膜21的距离。例如在使用焊球作为接合部11a～11d的情况下，能够减小由焊剂的扩散等引起的异物的影响。
(实施方式5)
图5的(A)是示出本发明的实施方式5的压力传感器装置的构造的一例的俯视图，图5的(B)是沿着图5的(A)中的X1-X1线的剖视图。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在这一点上不同：在摆动单元30配置多个电容器。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于基部单元10的内侧的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出悬臂梁构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的字母C字形的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
如图5的(B)所示，摆动单元30包括作为第1层配置的摆动基板31、作为第2层配置的隔膜基板32以及作为第3层配置的集成电路33和晶片34。
在摆动单元30设有多个(例如四个)电容器，该多个电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的多个(例如四个)隔膜21a～21d和分别自隔膜21a～21d分开地配置的多个(例如四个)相对电极22a～22d(相对电极22c～22d未图示)。这些电容器借助内部布线(未图示)并联连接。通过设置多个电容器，从而电容器的总设置面积增加，能够提高相对于压力变化的灵敏度。此外，由于从多个电容器获得的信号被平均化，因此电容器特性的偏差也被平均化，其结果能够减小测量误差。
如图5的(B)所示，在摆动单元30设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路33。
电容器的相对电极22a～22d直接形成于集成电路33的上表面。此外，在集成电路33的上表面设有电绝缘性的间隔部32a，用于维持电容器的间隙。在间隔部32a之上设置有导电性的具有挠性的隔膜基板32，隔膜基板32的未与间隔部32a接触的区域作为能够变形的隔膜21a～21d发挥功能。
在隔膜基板32和间隔部32a设有用于与集成电路33的端子23电连接的导通孔24、导体25等，在导通孔24、导体25和隔膜基板32之间设有电绝缘层(未图示)。此外，在隔膜基板32的上表面设有导电性的间隔件26，在摆动基板31设有导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板31的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。能够经由这些端子23、导通孔24、导体25、间隔件26、导通孔27a～27d、导体28和接合部11a～11d从产品的安装基板向集成电路33供给电力，或者将来自集成电路33的输出信号向安装基板传送。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21a～21d的法线方向观察到的俯视图(参照图5的(A))中，隔膜21a～21d以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21a～21d也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
此外，基部单元10隔着分离槽5配置于摆动单元30的外侧。由此能够增长从用于与安装基板接合的接合部11a～11d到隔膜21a～21d的距离。例如在使用焊球作为接合部11a～11d的情况下，能够减小由焊剂的扩散等引起的异物的影响。
(实施方式6)
图6是示出本发明的实施方式6的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。由于表示内部构造的剖视图与在实施方式1～5中说明的图是同样的，因此省略重复说明。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在基部单元10在摆动单元30的左右两侧分开地配置于两个部位这一点上不同。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于两个基部单元10之间的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出两端支承梁构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的两对字母L字形的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
在摆动单元30设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的隔膜21和分别自隔膜21分开地配置的相对电极(未图示)。
在摆动单元30还设有用于对来自电容器的电信号进行处理的集成电路(未图示)。在摆动单元30的摆动基板设有与集成电路电连接的导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21的法线方向观察到的俯视图(参照图6)中，隔膜21以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
(实施方式7)
图7是示出本发明的实施方式7的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。由于表示内部构造的剖视图与在实施方式1～5中说明的图是同样的，因此省略重复说明。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在摆动单元30在基部单元10的左右两侧分开地配置于两个部位这一点上不同。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于基部单元10的左右两侧的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出悬臂梁构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的两对字母L字形的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
在摆动单元30设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的多个(例如两个)隔膜21a、21b和分别自隔膜21a、21b分开地配置的多个(例如两个)相对电极(未图示)。这些电容器借助内部布线(未图示)并联连接。
在摆动单元30还设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路(未图示)。在摆动单元30的摆动基板设有与集成电路电连接的导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21a、21b的法线方向观察到的俯视图(参照图7)中，隔膜21a、21b以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21a、21b也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
(实施方式8)
图8是示出本发明的实施方式8的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。由于表示内部构造的剖视图与在实施方式1～5中说明的图是同样的，因此省略重复说明。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在基部单元10配置于摆动单元30的内侧这一点上不同。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于基部单元10的内侧的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出四角支承构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离四个直线状的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
在摆动单元30设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的隔膜21和分别自隔膜21分开地配置的相对电极(未图示)。
在摆动单元30还设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路(未图示)。在摆动单元30的摆动基板设有与集成电路电连接的导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21的法线方向观察到的俯视图(参照图8)中，隔膜21以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
(实施方式9)
图9是示出本发明的实施方式9的压力传感器装置的构造的一例的俯视图。由于表示内部构造的剖视图与在实施方式1～5中说明的图是同样的，因此省略重复说明。本实施方式的基本的结构和动作与实施方式1类似，但在摆动单元30配置于基部单元10的上下左右侧这一点上不同。
压力传感器装置包括基部单元10和配置于基部单元10的外侧的摆动单元30。基部单元10具备电绝缘性的基板，在该基板上设有多个(例如四个)接合部11a～11d。
摆动单元30被支承为能够相对于基部单元10摆动，在此例示出四角支承构造。为了实现这样的摆动支承构造，在基部单元10和摆动单元30之间分别设有将两者之间的大部分分离的四个直线状的分离槽5和将两者弹性地连结的弹性连结部6。
在摆动单元30设有电容器，该电容器包含作为传感器电极能够根据周围压力差而变形的多个(例如四个)隔膜21a～21d和分别自隔膜21a～21d分开地配置的相对电极(未图示)。这些电容器借助内部布线(未图示)并联连接。
在摆动单元30还设有对来自电容器的电信号进行处理的集成电路(未图示)。在摆动单元30的摆动基板设有与集成电路电连接的导通孔27a～27d。导通孔27a～27d借助在摆动基板的上表面形成的多个(例如四个)导体28分别与接合部11a～11d电连接。
在本实施方式中也是，在沿着隔膜21a～21d的法线方向观察到的俯视图(参照图9)中，隔膜21a～21d以不与基部单元10重叠的方式配置。由此，即使在对传感器主体施加来自外部的冲击而使摆动单元30上下振动的情况下，隔膜21也不会与基部单元10碰撞。其结果为，能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够以其他各种技术方案来实施。例如，虽然是基于隔膜21与固定电极之间的静电电容计算对隔膜21施加的压力，但本发明并不限定于此。例如也可以是，在隔膜21设有具有多个压电电阻元件的电路，基于从该电路根据隔膜21的挠曲变形而输出的电信号计算对隔膜21施加的压力。
参照附图并与优选的实施方式相关联地充分记载了本发明，但对于熟悉该技术的人们来说各种变形、修改是显而易见的。这样的变形、修改只要不脱离由权利要求书限定的本发明的范围，就应理解为包括在本发明中。
产业上的可利用性
本发明能够抑制由来自外部的冲击引起的隔膜的变形、破损、特性变化，因此在产业上极为有用。
附图标记说明
5、分离槽；6、弹性连结部；10、基部单元；11a～11d、接合部；21、21a～21d、隔膜；22、22a～22d、相对电极；23、25、28、导体；24、27a～27d、导通孔；26、间隔件；30、摆动单元；31、摆动基板；32、隔膜基板；32a、间隔部；33、集成电路；34、晶片。
Claims (10)
1.一种压力传感器装置，其中，
该压力传感器装置包括：
基部单元，其包含用于与安装基板接合的接合部；以及
摆动单元，其能够相对于该基部单元摆动，
在该摆动单元设有隔膜，该隔膜作为传感器电极能够根据周围压力差而变形，
在沿着所述隔膜的法线方向观察到的俯视图中，所述隔膜以不与所述基部单元重叠的方式配置。
2.根据权利要求1所述的压力传感器装置，其中，
在所述基部单元和所述摆动单元之间分别设有将所述基部单元和所述摆动单元分离的分离槽以及将所述基部单元和所述摆动单元弹性地连结的弹性连结部。
3.根据权利要求1或2所述的压力传感器装置，其中，
所述基部单元配置于所述摆动单元的外侧。
4.根据权利要求1或2所述的压力传感器装置，其中，
所述摆动单元配置于所述基部单元的外侧。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的压力传感器装置，其中，
所述摆动单元包含：
第1层，其与所述基部单元位于同一平面；
第2层，其与该第1层之间隔着间隙地相对于该第1层固定，在该第2层设有所述隔膜；
第3层，其与该第2层相对配置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的压力传感器装置，其中，
在所述摆动单元设有并联连接的多个隔膜。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的压力传感器装置，其中，
在所述摆动单元设有集成电路，该集成电路对因隔膜的变形而产生的电信号进行处理。
8.根据权利要求7所述的压力传感器装置，其中，
在所述摆动单元设有多个导通孔端子，该多个导通孔端子用于向所述集成电路供给电力，传送来自所述集成电路的输出信号，
在所述基部单元设有与该导通孔端子相同数量的接合部，
该导通孔端子和该接合部利用多个导体电连接。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的压力传感器装置，其中，
在所述摆动单元设有电容器，该电容器包含自所述隔膜离开地配置的相对电极，
该压力传感器装置检测所述电容器的静电电容的变化。
10.根据权利要求9所述的压力传感器装置，其中，
在所述第3层设有相对电极。
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