JP2016099173A - Sensor element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メンブレン（ダイアフラム）がたわむことで物理量を検出するセンサ素子に関する。 The present invention relates to a sensor element that detects a physical quantity by bending a membrane (diaphragm).
従来から、メンブレンがたわむことで、圧力や音声、超音波、加速度、振動などの物理量を検出・検知するセンサ素子が知られている（例えば、特許文献１）。このセンサ素子は、例えば、固定電極に対向して、可動電極としてのメンブレンが可撓自在に配置されている。そして、圧力を受けてメンブレンがたわむと、固定電極とメンブレンとの間の距離が変わって、固定電極とメンブレンとの間の静電容量が変化し、これにより圧力を検出するものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, sensor elements that detect and detect physical quantities such as pressure, sound, ultrasonic waves, acceleration, and vibration by bending a membrane are known (for example, Patent Document 1). In this sensor element, for example, a membrane as a movable electrode is flexibly disposed so as to face the fixed electrode. When the membrane bends under pressure, the distance between the fixed electrode and the membrane changes, and the capacitance between the fixed electrode and the membrane changes, thereby detecting the pressure.
ところで、従来のセンサ素子では、メンブレンのたわみ係数（単位圧力当りのたわみ量、バネ定数）が固定値であった。つまり、１つのセンサ素子におけるメンブレンのたわみ係数が１値しかなく、検出可能な圧力範囲が狭かった。このため、検出対象の圧力範囲に適合したたわみ係数のメンブレンを備えたセンサ素子を選定して、使用しなければならず、手間と時間を要するばかりでなく、汎用性が低かった。 By the way, in the conventional sensor element, the deflection coefficient (the deflection amount per unit pressure, the spring constant) of the membrane is a fixed value. In other words, the deflection coefficient of the membrane in one sensor element was only one value, and the detectable pressure range was narrow. For this reason, it is necessary to select and use a sensor element provided with a membrane having a deflection coefficient suitable for the pressure range to be detected. This is not only labor and time-consuming but also low in versatility.
そこで本発明は、検出範囲を広くすることが可能なセンサ素子を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor element capable of widening the detection range.
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、メンブレンがたわむことで物理量を検出するセンサ素子において、前記メンブレンを複数備え、前記各メンブレンの単位圧力当りのたわみ量が、それぞれ異なるように設定されている、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a sensor element for detecting a physical quantity by bending a membrane, comprising a plurality of the membranes, each of which has a different deflection amount per unit pressure. It is set as follows.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンサ素子において、固定電極が複数配設され、前記メンブレンが前記固定電極に対向して配設され、前記メンブレンがたわんで前記固定電極との距離が変化することで前記物理量を検出する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the sensor element according to the first aspect, a plurality of fixed electrodes are disposed, the membrane is disposed to face the fixed electrode, and the membrane is bent to form the fixed electrode. The physical quantity is detected by changing the distance.
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のセンサ素子において、前記各メンブレンは、１つの電極板の一部を切り抜いて一体的に形成され、前記各メンブレンに対する切り抜き形状を変えることで、前記各メンブレンの単位圧力当りのたわみ量が異なるように設定されている、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the sensor element according to the first or second aspect, each of the membranes is integrally formed by cutting out a part of one electrode plate, and the cutout shape for each of the membranes is changed. Thus, the amount of deflection per unit pressure of each membrane is set to be different.
請求項１の発明によれば、１つのセンサ素子において複数のメンブレンを備え、各メンブレンの単位圧力当りのたわみ量（たわみ係数、バネ定数）がそれぞれ異なるように設定されているため、センサ素子全体としての検出範囲を広くすることが可能となる。この結果、検出対象の圧力範囲に適合したたわみ係数のメンブレンのみを備えたセンサ素子を選定する必要性が抑制され、利便性や汎用性が高まる。 According to the first aspect of the present invention, a single sensor element includes a plurality of membranes, and the amount of deflection per unit pressure of each membrane (deflection coefficient, spring constant) is set to be different from each other. It is possible to widen the detection range. As a result, the need to select a sensor element that includes only a membrane having a deflection coefficient suitable for the pressure range to be detected is suppressed, and convenience and versatility are enhanced.
請求項２の発明によれば、複数の固定電極とメンブレンとを対向して配設するだけの簡易な構成で、センサ素子の検出範囲を広くすることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to widen the detection range of the sensor element with a simple configuration in which a plurality of fixed electrodes and a membrane are disposed to face each other.
請求項３の発明によれば、１つの電極板の一部を切り抜いて、各メンブレンに対する切り抜き形状を変えるだけで、各メンブレンのたわみ係数が異なるように設定されているため、簡易な構成で、センサ素子の検出範囲を広くすることが可能となる。 According to the invention of claim 3, by cutting out a part of one electrode plate and changing the cutout shape for each membrane, the deflection coefficient of each membrane is set to be different. The detection range of the sensor element can be widened.
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
図１〜図６は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係るセンサ素子１の各メンブレン２１〜２４を示す平面図である。このセンサ素子１は、メンブレン２１〜２４がたわむことで、圧力や音声、超音波、加速度、振動などの物理量を検出する素子であり、この実施の形態では、静電容量式の素子の場合について、主として説明する。 1 to 6 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a plan view showing membranes 21 to 24 of a sensor element 1 according to this embodiment. The sensor element 1 is an element that detects physical quantities such as pressure, sound, ultrasonic waves, acceleration, vibration, etc., by bending the membranes 21 to 24. In this embodiment, the sensor element 1 is a capacitive element. The description will mainly be given.
センサ素子１は、図１に示すように、メンブレン２１〜２４を複数、この実施の形態では４つ備え、各メンブレン２１〜２４のたわみ係数（単位圧力当りのたわみ量、バネ定数）がそれぞれ異なるように設定されている。このセンサ素子１は、図４に示すように、下から順に、固定電極板３と可動電極板（電極板）２と外装板４とが積層されて構成されている。 As shown in FIG. 1, the sensor element 1 includes a plurality of membranes 21 to 24 (four in this embodiment), and each membrane 21 to 24 has a different deflection coefficient (a deflection amount per unit pressure, a spring constant). Is set to As shown in FIG. 4, the sensor element 1 is configured by laminating a fixed electrode plate 3, a movable electrode plate (electrode plate) 2, and an exterior plate 4 in order from the bottom.
可動電極板２は、シリコンで構成された平板状の薄膜で、一部を切り抜くことで複数のメンブレン２１〜２４が一体的にアレイ状に形成、配設され、かつ、各切り抜き部２１ａ〜２４ａの形状や数（各メンブレン２１〜２４に対する切り抜き形状）を変えることで、各メンブレン２１〜２４のたわみ係数が異なるように設定されている。 The movable electrode plate 2 is a flat thin film made of silicon, and a plurality of membranes 21 to 24 are integrally formed and arranged in an array by cutting out a part thereof, and the cutout portions 21a to 24a are formed. The deflection coefficients of the membranes 21 to 24 are set to be different by changing the shape and the number (the cutout shape for the membranes 21 to 24).
具体的には、各メンブレン２１〜２４は円板状で、第１のメンブレン２１と第２のメンブレン２２とが同径で、第３のメンブレン２３と第４のメンブレン２４とが同径となっている。また、第１のメンブレン２１と第２のメンブレン２２の外径は、第３のメンブレン２３と第４のメンブレン２４の外径よりも小さく設定されている。一方、第１のメンブレン２１と第３のメンブレン２３は、それぞれ４つのアーム２１ｂ、２３ｂで可撓自在に支持され、第２のメンブレン２２と第４のメンブレン２４は、それぞれ３つのアーム２２ｂ、２４ｂで可撓自在に支持されている。 Specifically, each of the membranes 21 to 24 has a disc shape, and the first membrane 21 and the second membrane 22 have the same diameter, and the third membrane 23 and the fourth membrane 24 have the same diameter. ing. The outer diameters of the first membrane 21 and the second membrane 22 are set smaller than the outer diameters of the third membrane 23 and the fourth membrane 24. On the other hand, the first membrane 21 and the third membrane 23 are flexibly supported by four arms 21b and 23b, respectively, and the second membrane 22 and the fourth membrane 24 are respectively three arms 22b and 24b. And is supported flexibly.
すなわち、可動電極板２に、約９０°の扇状で径長（扇面の径方向の長さ）が長い第１の切り抜き部２１ａが、円周状に４つ形成されて、４つの長い第１のアーム２１ｂで支持された小径の第１のメンブレン２１が形成されている。同様に、可動電極板２に、約１２０°の扇状で径長が長い第２の切り抜き部２２ａが、円周状に３つ形成されて、３つの長い第２のアーム２２ｂで支持された小径の第２のメンブレン２２が形成されている。また、可動電極板２に、約９０°の扇状で径長が短い第３の切り抜き部２３ａが、円周状に４つ形成されて、４つの短い第３のアーム２３ｂで支持された大径の第３のメンブレン２３が形成されている。さらに、可動電極板２に、約１２０°の扇状で径長が短い第４の切り抜き部２４ａが、円周状に３つ形成されて、３つの短い第４のアーム２４ｂで支持された大径の第４のメンブレン２４が形成されている。 That is, four first cutout portions 21 a having a fan shape of about 90 ° and a long diameter (length in the radial direction of the fan surface) are formed in the movable electrode plate 2 in a circumferential shape, and four long firsts are formed. A small-diameter first membrane 21 supported by the arm 21b is formed. Similarly, three second cutout portions 22a having a fan shape of about 120 ° and a long diameter are formed on the movable electrode plate 2 in a circumferential shape, and the small diameter is supported by the three long second arms 22b. The second membrane 22 is formed. Further, the movable electrode plate 2 is formed with four third cutout portions 23a having a fan shape of about 90 ° and a short diameter, which are circumferentially formed and supported by the four short third arms 23b. The third membrane 23 is formed. Furthermore, three fourth cutout portions 24a having a fan shape of approximately 120 ° and a short diameter are formed on the movable electrode plate 2 in a circumferential shape, and are supported by three short fourth arms 24b. The fourth membrane 24 is formed.
このようにして可動電極板２に各メンブレン２１〜２４が形成されていることで、各メンブレン２１〜２４を支持するアーム２１ｂ〜２４ｂの長さや数が異なり、これにより、各メンブレン２１〜２４のたわみ係数が異なるようになっている。具体的に、この実施の形態では、たわみ係数（たわみ量）が大きい順に、第２のメンブレン２２、第１のメンブレン２１、第４のメンブレン２４、第３のメンブレン２３となるように設定されている。 Since the membranes 21 to 24 are formed on the movable electrode plate 2 in this way, the lengths and the numbers of the arms 21b to 24b that support the membranes 21 to 24 are different. The deflection coefficient is different. Specifically, in this embodiment, the second membrane 22, the first membrane 21, the fourth membrane 24, and the third membrane 23 are set in descending order of deflection coefficient (deflection amount). Yes.
さらに、各メンブレン２１〜２４のたわみ係数は、所定の圧力範囲において各メンブレン２１〜２４が連続的にたわむように設定されている。すなわち、圧力が小さい場合には、まず、第２のメンブレン２２が所定量たわみ、圧力が上昇すると第１のメンブレン２１が所定量たわみ、さらに圧力が上昇すると第４のメンブレン２４が所定量たわみ、さらに圧力が上昇すると第３のメンブレン２３が所定量たわむようになっている。このようにして、広範囲の圧力において、いずれかの各メンブレン２１〜２４が所定量たわむようになっている。 Further, the deflection coefficients of the membranes 21 to 24 are set so that the membranes 21 to 24 are continuously bent in a predetermined pressure range. That is, when the pressure is small, first, the second membrane 22 bends by a predetermined amount, when the pressure increases, the first membrane 21 bends by a predetermined amount, and when the pressure further increases, the fourth membrane 24 bends by a predetermined amount, When the pressure further increases, the third membrane 23 bends a predetermined amount. In this way, any one of the membranes 21 to 24 bends a predetermined amount over a wide range of pressures.
一方、可動電極板２の下面（固定電極板３側の面）には、図５に示すように、突起２５が複数設けられている。これにより、各メンブレン２１〜２４と固定電極板３（後述する各固定電極３１〜３４）との間に所定の隙間が設けられ、各メンブレン２１〜２４が固定電極板３側にたわめるようになっている。また、各切り抜き部２１ａ〜２４ａ内には、圧力の漏洩を防止・抑制するためのＡｌ、Ａｕ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ポリイミドなどの封止材が充填されている。 On the other hand, a plurality of protrusions 25 are provided on the lower surface of the movable electrode plate 2 (surface on the fixed electrode plate 3 side) as shown in FIG. Thereby, a predetermined gap is provided between each membrane 21 to 24 and the fixed electrode plate 3 (each fixed electrode 31 to 34 described later), and each membrane 21 to 24 bends toward the fixed electrode plate 3 side. It is like that. Each of the cutout portions 21a to 24a is filled with a sealing material such as Al, Au, SiO2, Si3N4, and polyimide for preventing and suppressing pressure leakage.
固定電極板３は、ガラスで構成された平板で、上面（可動電極板２側の面）に４つの固定電極３１〜３４が配設されている。各固定電極３１〜３４は、同径の円板状で、第１の固定電極３１と第１のメンブレン２１とが同心で対向し、第２の固定電極３２と第２のメンブレン２２とが同心で対向し、第３の固定電極３３と第３のメンブレン２３とが同心で対向し、第４の固定電極３４と第４のメンブレン２４とが同心で対向するように配設されている。ここで、固定電極３１〜３４の外径は、メンブレン２１〜２４の外径よりも大きく設定されている。 The fixed electrode plate 3 is a flat plate made of glass, and four fixed electrodes 31 to 34 are arranged on the upper surface (surface on the movable electrode plate 2 side). Each of the fixed electrodes 31 to 34 has a disk shape with the same diameter, the first fixed electrode 31 and the first membrane 21 are concentrically opposed, and the second fixed electrode 32 and the second membrane 22 are concentric. The third fixed electrode 33 and the third membrane 23 are concentrically opposed, and the fourth fixed electrode 34 and the fourth membrane 24 are concentrically opposed. Here, the outer diameters of the fixed electrodes 31 to 34 are set larger than the outer diameters of the membranes 21 to 24.
また、各固定電極３１〜３４は、固定電極板３の上面に配設されたリード線３１１〜３４１を介して、それぞれ端子３１２〜３４２に接続されている。また、各端子３１２〜３４２は、外部回路・素子に接続可能となっており、各メンブレン２１〜２４と各固定電極３１〜３４とによる検出結果（物理量）が、各端子３１２〜３４２を介して外部回路に伝達されるようになっている。 The fixed electrodes 31 to 34 are connected to terminals 312 to 342 via lead wires 311 to 341 provided on the upper surface of the fixed electrode plate 3, respectively. Each terminal 312 to 342 can be connected to an external circuit / element, and the detection result (physical quantity) by each membrane 21 to 24 and each fixed electrode 31 to 34 is passed through each terminal 312 to 342. It is transmitted to the external circuit.
外装板４は、平板で、円形状の検出孔４１〜４３が、それぞれメンブレン２１〜２３と同心で対向するように形成されている。そして、検出孔４１〜４３を介して各メンブレン２１〜２３に圧力が印加されると、各メンブレン２１〜２３がたわんで各固定電極３１〜３３との距離が変化する。これにより、各メンブレン２１〜２３と各固定電極３１〜３３との間の静電容量が変化して、物理量が検出されるものである。 The exterior plate 4 is a flat plate, and circular detection holes 41 to 43 are formed so as to concentrically face the membranes 21 to 23, respectively. And when a pressure is applied to each membrane 21-23 via the detection holes 41-43, each membrane 21-23 will bend and the distance with each fixed electrode 31-33 will change. Thereby, the electrostatic capacitance between each membrane 21-23 and each fixed electrode 31-33 changes, and a physical quantity is detected.
ここで、第４のメンブレン２４に対向する位置には検出孔が形成されていない。これは、第４のメンブレン２４には圧力を印加しないで、第４のメンブレン２４と第４の固定電極３４とによる検出結果を基準値として、各メンブレン２１〜２３と各固定電極３１〜３３とによる各検出結果を校正・補正できるようにするためである。 Here, no detection hole is formed at a position facing the fourth membrane 24. This is because no pressure is applied to the fourth membrane 24, and the detection results of the fourth membrane 24 and the fourth fixed electrode 34 are used as reference values, and the membranes 21 to 23 and the fixed electrodes 31 to 33 are This is so that each detection result can be calibrated and corrected.
このような構成のセンサ素子１によれば、１つのセンサ素子１において複数のメンブレン２１〜２４を備え、各メンブレン２１〜２４のたわみ係数がそれぞれ異なるように設定されているため、センサ素子１全体としての検出範囲・ダイナミックレンジを広くすることが可能となる。具体的には、圧力が小さい場合には、第２のメンブレン２２と第２の固定電極３２とによって物理量が検出され、圧力が上昇すると、第１のメンブレン２１と第１の固定電極３１とによって物理量が検出され、さらに圧力が上昇すると、第３のメンブレン２３と第３の固定電極３３とによって物理量が検出され、広範囲・広レンジにわたって物理量を検出することができる。この結果、検出対象の圧力範囲に適合したたわみ係数のメンブレンのみを備えたセンサ素子を選定する必要性がなくなり、利便性や汎用性が高まる。 According to the sensor element 1 having such a configuration, the single sensor element 1 includes the plurality of membranes 21 to 24, and the deflection coefficients of the membranes 21 to 24 are set to be different from each other. As a result, it is possible to widen the detection range and dynamic range. Specifically, when the pressure is small, the physical quantity is detected by the second membrane 22 and the second fixed electrode 32, and when the pressure rises, the first membrane 21 and the first fixed electrode 31 When the physical quantity is detected and the pressure further increases, the physical quantity is detected by the third membrane 23 and the third fixed electrode 33, and the physical quantity can be detected over a wide range and a wide range. As a result, there is no need to select a sensor element including only a membrane having a deflection coefficient suitable for the pressure range to be detected, and convenience and versatility are enhanced.
また、複数のメンブレン２１〜２４と固定電極３１〜３４とを対向して配設するだけの簡易な構成で、センサ素子１の検出範囲を広くすることが可能となる。さらに、１つの可動電極板２の一部を切り抜いて、切り抜き部２１ａ〜２４ａの形状や数を変えるだけで、たわみ係数が異なる複数のメンブレン２１〜２４が形成されているため、簡易な構成で、センサ素子１の検出範囲を広くすることが可能となる。また、切り抜き部２１ａ〜２４ａの形状や数を変えるだけで、任意のたわみ係数のメンブレン２１〜２４を容易に形成することが可能となる。しかも、１つの可動電極板２に４つのメンブレン２１〜２４が一体的に形成されているため、センサ素子１の製作が容易となる。 In addition, the detection range of the sensor element 1 can be widened with a simple configuration in which the plurality of membranes 21 to 24 and the fixed electrodes 31 to 34 are disposed to face each other. Furthermore, since a plurality of membranes 21 to 24 having different deflection coefficients are formed simply by cutting out a part of one movable electrode plate 2 and changing the shape and number of the cutout portions 21a to 24a, the structure can be simplified. The detection range of the sensor element 1 can be widened. Moreover, it becomes possible to easily form the membranes 21 to 24 having an arbitrary deflection coefficient only by changing the shapes and the numbers of the cutout portions 21a to 24a. Moreover, since the four membranes 21 to 24 are integrally formed on one movable electrode plate 2, the sensor element 1 can be easily manufactured.
ここで、上記のように、検出範囲を広くすることが可能となる効果について検証する。まず、メンブレンの半径をｒ、膜厚をｈ、曲げ剛性をＤ、ヤング率をＥ、ポアソン比をν、印加圧力をＰとし、メンブレンの全周縁が支持されて全面に等分布荷重が印加された場合、最大たわみ量Ｗｍａｘは次式で算出される。
Ｗｍａｘ＝Ｐｒ４／６４Ｄ
Ｄ＝Ｅｈ／１２（１−ν２）
Here, as described above, the effect that can widen the detection range is verified. First, the radius of the membrane is r, the film thickness is h, the bending stiffness is D, the Young's modulus is E, the Poisson's ratio is ν, the applied pressure is P, the entire periphery of the membrane is supported, and an equally distributed load is applied to the entire surface. In this case, the maximum deflection amount Wmax is calculated by the following equation.
W max = Pr 4 / 64D
D = Eh / 12 (1-ν 2 )
そして、メンブレンをシリコン（Ｓｉ）で構成した構造Ａの最大たわみ量Ｗｍａｘ（Ｓｉ）と、同径のメンブレンをアルミニウム（Ａｌ）で構成した構造Ｂの最大たわみ量Ｗｍａｘ（Ａｌ）とを算出すると、図６（ａ）に示すような結果となり、最大たわみ量Ｗｍａｘ（Ａｌ）は最大たわみ量Ｗｍａｘ（Ｓｉ）の約３７倍となる。つまり、構造Ａと構造Ｂとによって、圧力感度が３７倍異なるセンサ素子を構成することが可能となる。 Then, calculate the maximum deflection amount W max of structure A which constitutes a membrane of silicon (Si) (Si), and a maximum deflection amount W max of structure B that constitute the membrane of the same diameter with aluminum (Al) (Al) Then, a result as shown in FIG. 6A is obtained, and the maximum deflection amount W max (Al) is approximately 37 times the maximum deflection amount W max (Si). That is, it is possible to configure sensor elements having a pressure sensitivity that is 37 times different between the structure A and the structure B.
このような感度のセンサ素子をシリコンのメンブレンのみで構成しようとする場合、同一材料の同一チップ上で厚みが異なるメンブレンを製作することが困難なため、メンブレンの半径を変える。つまり、構造Ｂと同じ感度のセンサを同一チップ上にシリコン製のメンブレンで製作する場合を考えると、図６（ｂ）に示すような構成Ｃとなる。しかしながら、構成Ｂのメンブレンの半径が２５０μｍであるのに対して、構成Ｃではメンブレンの半径が６１８μｍとなり、センサの面積を約６倍大きくする必要がある。 When the sensor element having such sensitivity is configured only by a silicon membrane, it is difficult to manufacture membranes having the same thickness on the same chip, and therefore the radius of the membrane is changed. In other words, considering a case where a sensor having the same sensitivity as that of the structure B is manufactured on the same chip with a silicon membrane, the configuration C is as shown in FIG. However, while the radius of the membrane of the configuration B is 250 μm, the radius of the membrane is 618 μm in the configuration C, and the sensor area needs to be increased about 6 times.
これに対して、この実施の形態のセンサ素子１によれば、アーム２１ｂ〜２４ｂの長さや数（支持形状）を変えてメンブレン２１〜２４のたわみ係数を変えることで、面積を大きくすることなく所望の感度の素子を構成することが可能となる。つまり、感度が異なるメンブレン２１〜２４をアレイ化しても、１チップで小型の素子を構成することが可能となる。 On the other hand, according to the sensor element 1 of this embodiment, the length and number (support shape) of the arms 21b to 24b are changed to change the deflection coefficients of the membranes 21 to 24 without increasing the area. An element having a desired sensitivity can be configured. That is, even if the membranes 21 to 24 having different sensitivities are arrayed, a small element can be configured with one chip.
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、各アーム２１ｂ〜２４ｂの幅寸法が一定となっているが、各アーム２１ｂ〜２４ｂの幅寸法を変えることで、各メンブレン２１〜２４のたわみ係数を設定・調整するようにしてもよい。また、センサ素子１が静電容量式の素子の場合について説明したが、圧力が印加されるとメンブレンがたわんで比抵抗値が変化することで物理量を検出する、ピエゾ抵抗式の素子にも適用することができる。一方、１つの可動電極板２に４つのメンブレン２１〜２４を一体的に形成しているが、独立した４つの電極板にそれぞれメンブレン２１〜２４を形成するようにしてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, in the above-described embodiment, the width dimension of each arm 21b to 24b is constant, but the deflection coefficient of each membrane 21 to 24 is set and adjusted by changing the width dimension of each arm 21b to 24b. You may make it do. Further, although the case where the sensor element 1 is a capacitance type element has been described, the present invention is also applicable to a piezoresistive type element that detects a physical quantity by bending a membrane and changing a specific resistance value when pressure is applied. can do. On the other hand, although the four membranes 21 to 24 are integrally formed on one movable electrode plate 2, the membranes 21 to 24 may be formed on four independent electrode plates, respectively.
１ センサ素子
２ 可動電極板（電極板）
２１〜２４ メンブレン
２５ 突起
２１ａ〜２４ａ 切り抜き部
２１ｂ〜２４ｂ アーム
３ 固定電極板
３１〜３４ 固定電極
３１１〜３４１ リード線
３１２〜３４２ 端子
４ 外装板
４１〜４３ 検出孔
1 Sensor element 2 Movable electrode plate (electrode plate)
21-24 Membrane 25 Protrusion 21a-24a Cutout part 21b-24b Arm 3 Fixed electrode plate 31-34 Fixed electrode 311-341 Lead wire 312-342 Terminal 4 Exterior plate 41-43 Detection hole
Claims (3)
前記メンブレンを複数備え、前記各メンブレンの単位圧力当りのたわみ量が、それぞれ異なるように設定されている、
ことを特徴とするセンサ素子。 In the sensor element that detects physical quantity by bending the membrane,
A plurality of the membranes, the amount of deflection per unit pressure of each membrane is set differently,
A sensor element characterized by that.
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ素子。 A plurality of fixed electrodes are arranged, the membrane is arranged to face the fixed electrodes, and the physical quantity is detected by changing the distance between the membrane and the fixed electrodes,
The sensor element according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のセンサ素子。
Each membrane is integrally formed by cutting out a part of one electrode plate, and the amount of deflection per unit pressure of each membrane is set different by changing the cutout shape for each membrane. ,
The sensor element according to any one of claims 1 and 2.
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| JP2014235048A JP2016099173A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Sensor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2014235048A JP2016099173A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Sensor element |
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|---|---|
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ID=56077696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
2014
- 2014-11-19 JP JP2014235048A patent/JP2016099173A/en active Pending
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