JP2016206116A - Pressure sensor, pressure detection device, and sensor component for pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor, pressure detection device, and sensor component for pressure sensor Download PDF

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嘉宏 藤原
Yoshihiro Fujiwara
嘉宏 藤原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor capable of performing accurate pressure measurement without increasing the position accuracy of a depression member.SOLUTION: A pressure sensor 10 includes: a sensor chip 20; a package 22; and a pressure transmission member 30. The sensor chip 20 includes: a sensor part 20a for measuring a pressure from the outside, and for converting the pressure into an electric signal. The package 22 stores the sensor chip 20 in a state that the sensor part 20a is exposed. The pressure transmission member 30 transmits the pressure to the sensor part 20a. The pressure transmission member 30 is formed of another member from the sensor chip 20, and fixed to the sensor chip 20, and provided with a pressure receiving surface 31 which receives a pressure by a depressed depression member 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、一般に圧力センサ、圧力検出装置および圧力センサ用センサ部品、より詳細には外部からの圧力を測定し、電気信号に変換する圧力センサ、圧力検出装置および圧力センサ用センサ部品に関する。   The present invention generally relates to a pressure sensor, a pressure detection device, and a pressure sensor component, and more particularly to a pressure sensor, a pressure detection device, and a pressure sensor sensor component that measure pressure from the outside and convert it into an electrical signal.

従来、外部からの圧力を測定し電気信号に変換する圧力センサがある（特許文献１参照）。   Conventionally, there is a pressure sensor that measures pressure from the outside and converts it into an electrical signal (see Patent Document 1).

例えば、特許文献１の半導体力センサ（圧力センサ）では、断面Ｔ字形状の接触子（押下部材）が、ダイヤフラム（圧力センサのセンサ部）の突出部と接触している。接触子に対して突出部の方向に圧力を加えると、接触子はダイヤフラムにこの圧力を伝達する。   For example, in the semiconductor force sensor (pressure sensor) of Patent Document 1, the contact (pressing member) having a T-shaped cross section is in contact with the protruding portion of the diaphragm (sensor part of the pressure sensor). When pressure is applied to the contact in the direction of the protrusion, the contact transmits this pressure to the diaphragm.

これにより、特許文献１の半導体力センサは、外部からの圧力を接触子を用いて直接ダイヤフラムへ伝達することができる。   Thereby, the semiconductor force sensor of patent document 1 can transmit the pressure from the outside directly to a diaphragm using a contactor.

特開平３−２５５３２６号公報JP-A-3-255326

ところで、近年、圧力センサの小型化、言い換えると圧力センサのセンサ部の小型化が進んでいる。センサ部では、圧力が伝達される位置の違いによって、圧力の測定結果の精度が異なる。つまり、押下部材がセンサ部と接触する位置によって、センサ部の測定の精度が異なる。そのため、圧力の測定結果の精度を高めるためには、押下部材がセンサ部と接触する位置、つまり押下部材の位置精度を高める必要がある。   By the way, in recent years, downsizing of pressure sensors, in other words, downsizing of sensor portions of pressure sensors has been progressing. In the sensor unit, the accuracy of the pressure measurement result varies depending on the position where the pressure is transmitted. That is, the measurement accuracy of the sensor unit varies depending on the position where the pressing member contacts the sensor unit. Therefore, in order to increase the accuracy of the pressure measurement result, it is necessary to increase the position where the pressing member contacts the sensor unit, that is, the positional accuracy of the pressing member.

しかしながら、センサ部の小型化が進むにつれて、接触子の位置精度を高めることが困難となってきている。   However, as the size of the sensor unit is reduced, it has become difficult to increase the positional accuracy of the contact.

そこで、本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、押下部材の位置精度を高めることなく、精度の高い圧力の測定を行うことができる圧力センサ、圧力検出装置および圧力センサ用センサ部品を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described reasons, and the object thereof is a pressure sensor, a pressure detection device, and a pressure sensor capable of measuring pressure with high accuracy without increasing the positional accuracy of the pressing member. It is to provide sensor parts.

本発明の一態様である圧力センサは、外部からの圧力を測定し電気信号に変換するセンサ部を有するセンサチップと、前記センサ部を露出した状態で前記センサチップを収納するパッケージと、前記圧力を前記センサ部に伝達する圧力伝達部材とを備え、前記圧力伝達部材は、前記センサチップとは別部材で形成され、前記センサチップに対して固定されており、押下された押下部材による前記圧力を受ける受圧面を有していることを特徴とする。   A pressure sensor according to an aspect of the present invention includes a sensor chip having a sensor unit that measures an external pressure and converts the pressure into an electrical signal, a package that houses the sensor chip in a state where the sensor unit is exposed, and the pressure A pressure transmission member that transmits the pressure to the sensor unit, and the pressure transmission member is formed as a separate member from the sensor chip and is fixed to the sensor chip, and the pressure by the pressed down pressing member It has the pressure receiving surface which receives.

ここで、前記圧力伝達部材は、前記パッケージに対して突出した断面凸形状であることが好ましい。   Here, it is preferable that the pressure transmission member has a convex cross-sectional shape protruding from the package.

ここで、前記圧力伝達部材は、弾性体で形成されていることが好ましい。   Here, the pressure transmission member is preferably formed of an elastic body.

ここで、弾性体は、シリコーンゴムであることが好ましい。   Here, the elastic body is preferably silicone rubber.

ここで、圧力伝達部材は、成形品であることが好ましい。   Here, the pressure transmission member is preferably a molded product.

ここで、前記パッケージは、凹部を有しており、前記センサ部は、前記凹部で露出していることが好ましい。   Here, it is preferable that the package has a recess, and the sensor unit is exposed in the recess.

ここで、前記凹部は、前記パッケージの表面に平行な断面の面積が、前記パッケージの前記表面から前記センサ部に向かって小さくなるように形成されていることが好ましい。   Here, it is preferable that the concave portion is formed so that an area of a cross section parallel to the surface of the package decreases from the surface of the package toward the sensor portion.

ここで、前記受圧面の面積は、前記センサ部が露出している面積より小さいことが好ましい。   Here, it is preferable that an area of the pressure receiving surface is smaller than an area where the sensor unit is exposed.

また、本発明の一態様である圧力検出装置は、上述したいずれかの前記圧力センサと、前記受圧面を押下する前記押下部材とを備えることを特徴とする。   Moreover, the pressure detection apparatus which is 1 aspect of this invention is equipped with one of the said pressure sensors mentioned above, and the said pressing member which presses down the said pressure receiving surface, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明の一態様である圧力センサ用センサ部品は、上述したいずれかの前記圧力センサに用いられる圧力センサ用センサ部品であって、前記パッケージと、前記センサチップとを備えることを特徴とする。   In addition, a pressure sensor sensor component according to an aspect of the present invention is a pressure sensor sensor component used in any of the above-described pressure sensors, and includes the package and the sensor chip. To do.

上述した圧力センサ、圧力検出装置および圧力センサ用センサ部品によると、押下部材の位置精度を高めることなく、精度の高い圧力の測定を行うことができる。   According to the above-described pressure sensor, pressure detection device, and pressure sensor sensor component, it is possible to measure pressure with high accuracy without increasing the positional accuracy of the pressing member.

実施形態１における圧力センサを用いた装置の模式的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus using a pressure sensor in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における圧力センサの斜視図である。2 is a perspective view of a pressure sensor in Embodiment 1. FIG. 実施形態２における圧力センサを用いた装置の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the apparatus using the pressure sensor in Embodiment 2. FIG.

（実施形態１）
以下、本実施形態に係る圧力センサ１０について、図１、２を用いて説明する。図１は、本実施形態の圧力センサ１０を用いた装置（圧力検出装置）の模式的な断面図であり、図２は、圧力センサ１０の斜視図である。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the pressure sensor 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a device (pressure detection device) using the pressure sensor 10 of the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the pressure sensor 10.

圧力センサ１０は、図２に示すように、矩形状に形成されており、後述するパッケージ２２の表面２２ｂの略中央部位では、圧力伝達部材３０が突出している。   As shown in FIG. 2, the pressure sensor 10 is formed in a rectangular shape, and the pressure transmission member 30 protrudes at a substantially central portion of a surface 22 b of the package 22 described later.

圧力センサ１０は、絶縁性の樹脂で形成されたプリント基板１４上に設置されている。プリント基板１４上に設置された圧力センサ１０は、筐体１１と筐体１２とで形成された中空の箱状の内部に収納されている。   The pressure sensor 10 is installed on a printed circuit board 14 formed of an insulating resin. The pressure sensor 10 installed on the printed circuit board 14 is housed in a hollow box-shaped interior formed by the housing 11 and the housing 12.

圧力センサ１０は、センサチップ２０と、パッケージ２２と、圧力伝達部材３０とを主構成として含んでいる。なお、センサチップ２０の構成には本発明に係る特別な技術的特徴が含まれていないため、図１に示すセンサチップ２０の断面では、センサチップ２０の詳細な構成を省略して模式的に図示している。   The pressure sensor 10 includes a sensor chip 20, a package 22, and a pressure transmission member 30 as main components. Note that the configuration of the sensor chip 20 does not include special technical features according to the present invention, and therefore, in the cross section of the sensor chip 20 shown in FIG. It is shown.

センサチップ２０は、例えばコンデンサ式のセンサチップであり、外部からの圧力を測定し電気信号に変換するセンサ部２０ａを有している。センサチップ２０では、外部から圧力が加わるとセンサ部２０ａの表面（センサ面）がたわむ。センサ部２０ａは、このたわみによって生じる電気容量の変化に応じて、加えられた圧力を測定し、電気信号に変換する。センサ部２０ａは、変換した電気信号を、プリント基板１４と電気的に接続された一対のワイヤ２１を介してプリント基板１４へ出力する。   The sensor chip 20 is, for example, a capacitor type sensor chip, and has a sensor unit 20a that measures pressure from the outside and converts it into an electrical signal. In the sensor chip 20, when pressure is applied from the outside, the surface (sensor surface) of the sensor unit 20a bends. The sensor unit 20a measures the applied pressure according to the change in electric capacity caused by this deflection and converts it into an electric signal. The sensor unit 20 a outputs the converted electrical signal to the printed circuit board 14 through a pair of wires 21 electrically connected to the printed circuit board 14.

パッケージ２２は、例えば合成樹脂によって矩形状に形成されている。パッケージ２２は、開口した凹部２２ａ（貫通孔）を有し、センサチップ２０のセンサ部２０ａを露出した状態でセンサチップ２０を収納する。本実施形態では、凹部２２ａの形状は、図１に示すように、パッケージ２２の表面２２ｂに平行な断面の面積が、パッケージ２２の表面２２ｂからセンサ部２０ａに向かって小さくなるように形成、いわゆるすり鉢形状に形成されている。また、パッケージ２２は、一対のワイヤ２１を被覆することで保護している。   The package 22 is formed in a rectangular shape using, for example, a synthetic resin. The package 22 has an open recess 22a (through hole), and houses the sensor chip 20 with the sensor portion 20a of the sensor chip 20 exposed. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the shape of the recess 22a is formed so that the area of the cross section parallel to the surface 22b of the package 22 becomes smaller from the surface 22b of the package 22 toward the sensor unit 20a. It is formed in a mortar shape. The package 22 is protected by covering a pair of wires 21.

圧力伝達部材３０は、センサチップ２０とは別部材であるシリコーンゴムで形成され、センサ部２０ａを覆っている（封止している）。圧力伝達部材３０は、外部からの圧力を受ける受圧面３１を有している。圧力伝達部材３０は、パッケージ２２に対して突出した断面凸形状である。圧力伝達部材３０は、パッケージ２２の凹部２２ａに充填されると、例えば表面張力によりパッケージ２２に対して突出した形状になる。その後、圧力伝達部材３０は、熱硬化によりセンサチップ２０に対して固定される。   The pressure transmission member 30 is formed of silicone rubber, which is a separate member from the sensor chip 20, and covers (seals) the sensor portion 20a. The pressure transmission member 30 has a pressure receiving surface 31 that receives pressure from the outside. The pressure transmission member 30 has a convex cross section projecting from the package 22. When the pressure transmission member 30 is filled in the recess 22a of the package 22, the pressure transmission member 30 has a shape protruding from the package 22 due to surface tension, for example. Thereafter, the pressure transmission member 30 is fixed to the sensor chip 20 by thermosetting.

筐体１１は、開口部１１ａを有している。押下部材１３が開口部１１ａに挿入され、押下部材１３の一端が圧力伝達部材３０の受圧面３１と当接している。なお、本実施形態では、押下部材１３の一端が圧力伝達部材３０の受圧面３１と当接している面積は、センサ部２０ａが露出している面積より小さくなっている。   The housing 11 has an opening 11a. The pressing member 13 is inserted into the opening 11 a, and one end of the pressing member 13 is in contact with the pressure receiving surface 31 of the pressure transmission member 30. In the present embodiment, the area where one end of the pressing member 13 is in contact with the pressure receiving surface 31 of the pressure transmission member 30 is smaller than the area where the sensor unit 20a is exposed.

押下部材１３は、例えばシリコーンゴムなどのような弾性体で形成されている。押下部材１３が押下されると、押下部材１３の一端が圧力伝達部材３０の受圧面３１と当接しているので、押下された圧力が圧力伝達部材３０に伝達する。圧力伝達部材３０は、シリコーンゴムで形成されているので、押下部材１３からの圧力によりひずみが生じ、押下部材１３の圧力を、センサチップ２０へ伝達する。このとき、圧力伝達部材３０は、ひずみが生じることにより圧力を分散させてセンサチップ２０へ伝達するので、圧力伝達部材３０を備えていない圧力センサ（比較例）に比べて、センサ部２０ａに対して均等に圧力を伝達することができる。   The pressing member 13 is formed of an elastic body such as silicone rubber. When the pressing member 13 is pressed, one end of the pressing member 13 is in contact with the pressure receiving surface 31 of the pressure transmitting member 30, so that the pressed pressure is transmitted to the pressure transmitting member 30. Since the pressure transmission member 30 is formed of silicone rubber, distortion occurs due to the pressure from the pressing member 13, and the pressure of the pressing member 13 is transmitted to the sensor chip 20. At this time, since the pressure transmission member 30 disperses the pressure due to the distortion and transmits the pressure to the sensor chip 20, compared to the pressure sensor (comparative example) that does not include the pressure transmission member 30, Pressure can be transmitted evenly.

比較例の圧力センサでは、センサ部のセンサ面の中央で圧力が測定されるように押下部材の位置を決定する必要があった。しかしながら、本実施形態の圧力センサ１０では、押下部材１３の中央がセンサ部２０ａのセンサ面の中央からずれた位置であっても、圧力伝達部材３０が圧力を分散させてセンサチップ２０へ伝達するので、精度の高い測定を行うことができる。本実施形態の圧力センサ１０では、従来のように押下部材１３の正確な位置決めを行う必要がない。   In the pressure sensor of the comparative example, it is necessary to determine the position of the pressing member so that the pressure is measured at the center of the sensor surface of the sensor unit. However, in the pressure sensor 10 of this embodiment, even if the center of the pressing member 13 is shifted from the center of the sensor surface of the sensor unit 20a, the pressure transmission member 30 disperses the pressure and transmits it to the sensor chip 20. Therefore, highly accurate measurement can be performed. In the pressure sensor 10 of the present embodiment, it is not necessary to accurately position the pressing member 13 as in the prior art.

比較例の圧力センサでは、押下部材がセンサ部に直接接触しているので、センサ部に強い衝撃を与える可能性がある。しかしながら、圧力伝達部材３０はセンサ部２０ａを封止しているので、押下部材１３に強い衝撃を与えたとしても、その衝撃を圧力伝達部材３０が吸収してセンサ部２０ａに伝達するので、センサ部２０ａに強い衝撃を与える可能性が低くなる。   In the pressure sensor of the comparative example, since the pressing member is in direct contact with the sensor unit, there is a possibility of giving a strong impact to the sensor unit. However, since the pressure transmission member 30 seals the sensor portion 20a, even if a strong impact is applied to the pressing member 13, the pressure transmission member 30 absorbs the impact and transmits it to the sensor portion 20a. The possibility of giving a strong impact to the portion 20a is reduced.

ここで、本実施形態のセンサチップ２０と押下部材１３とを備える装置が、本発明に係る圧力検出装置に相当する。また、本実施形態のセンサチップ２０とパッケージ２２とを備える部品が、本発明に係る圧力センサ用センサ部品に相当する。   Here, an apparatus including the sensor chip 20 and the pressing member 13 according to the present embodiment corresponds to a pressure detection apparatus according to the present invention. Further, a component including the sensor chip 20 and the package 22 according to the present embodiment corresponds to a pressure sensor sensor component according to the present invention.

なお、本実施形態では、圧力伝達部材３０は、シリコーンゴムで形成されるとしたが、これに限定されない。圧力伝達部材３０は、圧力を加えることで変形する弾性体で形成されていればよい。押下部材がセンサ部に直接接触している比較例の圧力センサで、押下部材とセンサ部との間にゴミが存在する場合に圧力を加えると、センサ部のセンサ面のうちゴミが存在する位置に圧力が集中する。そのため、このような場合、比較例の圧力センサでは、精度の高い測定を行うことができない。しかしながら、シリコーンゴムなどのような弾性体で圧力伝達部材３０を形成することで、圧力が加えられると圧力伝達部材３０は変形する。そのため、本実施形態の圧力センサ１０は、圧力伝達部材３０とセンサ部２０ａとの間にゴミがある場合でも、圧力伝達部材３０と押下部材１３との間にゴミがある場合でも、ゴミが存在する位置に圧力が集中する度合を低くし、押下部材１３で押下された圧力をセンサ部２０ａのセンサ面全体に伝えることができる。つまり、このような場合であっても、本実施形態の圧力センサ１０は、精度の高い測定を行うことができる。   In the present embodiment, the pressure transmission member 30 is formed of silicone rubber, but is not limited thereto. The pressure transmission member 30 should just be formed with the elastic body which deform | transforms by applying a pressure. In the pressure sensor of the comparative example in which the pressing member is in direct contact with the sensor unit, when dust is present between the pressing member and the sensor unit, the position where the dust exists on the sensor surface of the sensor unit when pressure is applied Pressure concentrates on. Therefore, in such a case, the pressure sensor of the comparative example cannot perform highly accurate measurement. However, by forming the pressure transmission member 30 with an elastic body such as silicone rubber, the pressure transmission member 30 is deformed when pressure is applied. Therefore, the pressure sensor 10 according to the present embodiment has dust even when there is dust between the pressure transmission member 30 and the sensor unit 20a, or when there is dust between the pressure transmission member 30 and the pressing member 13. It is possible to reduce the degree of concentration of pressure at the position where the pressure is pressed, and to transmit the pressure pressed by the pressing member 13 to the entire sensor surface of the sensor unit 20a. That is, even in such a case, the pressure sensor 10 of this embodiment can perform highly accurate measurement.

また、本実施形態では、圧力伝達部材３０の受圧面３１は、パッケージ２２に対して突出した断面凸形状であるとしたが、これに限定されない。圧力伝達部材３０の受圧面３１は、パッケージ２２に対して突出した形状でなくてもよい。圧力伝達部材３０の受圧面３１は、パッケージ２２の表面に対して凹んだ形状であってもよく、要は押下部材１３の一端が圧力伝達部材３０の受圧面３１と当接している面積が、センサ部２０ａが露出している面積より小さくなっていればよい。   In the present embodiment, the pressure receiving surface 31 of the pressure transmission member 30 has a convex cross-sectional shape that protrudes with respect to the package 22, but is not limited thereto. The pressure receiving surface 31 of the pressure transmitting member 30 may not have a shape protruding from the package 22. The pressure receiving surface 31 of the pressure transmitting member 30 may be recessed with respect to the surface of the package 22. In short, the area where one end of the pressing member 13 is in contact with the pressure receiving surface 31 of the pressure transmitting member 30 is What is necessary is just to become smaller than the area which the sensor part 20a is exposed.

また、本実施形態では、パッケージ２２の凹部２２ａの形状は、すり鉢形状であるとしたが、これに限定されない。パッケージ２２の凹部２２ａの形状は、パッケージ２２の表面２２ｂに平行な断面の面積が同一となる形状であってもよい。または、パッケージ２２の凹部２２ａの形状は、パッケージ２２の表面２２ｂに平行な断面の面積が、パッケージ２２の表面２２ｂからセンサ部２０ａに向かって大きくなる形成であってもよい。つまり、パッケージ２２の凹部２２ａの形状は、センサ部２０ａを露出している状態であればその形状は問わない。   Moreover, in this embodiment, although the shape of the recessed part 22a of the package 22 was mortar shape, it is not limited to this. The shape of the recess 22a of the package 22 may be a shape in which the cross-sectional areas parallel to the surface 22b of the package 22 are the same. Alternatively, the shape of the recess 22a of the package 22 may be such that an area of a cross section parallel to the surface 22b of the package 22 increases from the surface 22b of the package 22 toward the sensor unit 20a. That is, the shape of the recess 22a of the package 22 is not limited as long as the sensor portion 20a is exposed.

また、本実施形態では、押下部材１３は、弾性体で形成されているとしたが、これに限定されない。例えばジュラコン（ポリオキシメチレン）などのような硬い材質で形成されてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the pressing member 13 was formed with the elastic body, it is not limited to this. For example, it may be formed of a hard material such as duracon (polyoxymethylene).

また、本実施形態では、センサチップ２０は、コンデンサ式のセンサチップであるとしたが、これに限定されない。センサチップ２０は、外部からの圧力を測定するセンサチップであればよく、例えば抵抗式のセンサチップであってもよい。   In the present embodiment, the sensor chip 20 is a capacitor type sensor chip, but is not limited thereto. The sensor chip 20 may be a sensor chip that measures pressure from the outside, and may be, for example, a resistance type sensor chip.

また、本実施形態では、凹部２２ａにおいて、パッケージ２２の表面と平行な断面の形状は円形状であるとしたが、これに限定されない。凹部２２ａにおいて、パッケージ２２の表面と平行な断面の形状は、楕円形状であってもよいし、多角形状であってもよい。つまり、凹部２２ａにおいて、パッケージ２２の表面と平行な断面の面積が、パッケージ２２の表面からセンサ部に向かって小さくなっていればよく、その形状は問わない。   In the present embodiment, the shape of the cross section of the recess 22a parallel to the surface of the package 22 is circular, but the present invention is not limited to this. In the recess 22a, the shape of the cross section parallel to the surface of the package 22 may be an elliptical shape or a polygonal shape. That is, in the recess 22a, the area of the cross section parallel to the surface of the package 22 only needs to be smaller from the surface of the package 22 toward the sensor unit, and the shape is not limited.

以上説明したように、本発明の一態様である圧力センサ１０は、センサチップ２０とパッケージ２２と圧力伝達部材３０とを備える。センサチップ２０は、外部からの圧力を測定し電気信号に変換するセンサ部２０ａを有する。パッケージ２２は、センサ部２０ａを露出した状態でセンサチップ２０を収納する。圧力伝達部材３０は、圧力をセンサ部２０ａに伝達する。圧力伝達部材３０は、センサチップ２０とは別部材で形成され、センサチップ２０に対して固定されており、押下された押下部材１３による圧力を受ける受圧面３１を有している。   As described above, the pressure sensor 10 according to one aspect of the present invention includes the sensor chip 20, the package 22, and the pressure transmission member 30. The sensor chip 20 has a sensor unit 20a that measures pressure from the outside and converts it into an electrical signal. The package 22 accommodates the sensor chip 20 with the sensor unit 20a exposed. The pressure transmission member 30 transmits pressure to the sensor unit 20a. The pressure transmission member 30 is formed as a separate member from the sensor chip 20, is fixed to the sensor chip 20, and has a pressure receiving surface 31 that receives pressure from the pressed down pressing member 13.

この構成によると、圧力センサ１０は圧力伝達部材３０を有し、圧力伝達部材３０は押下部材１３による圧力を受ける受圧面３１を有している。これにより、圧力センサ１０は、受圧面３１で受けた押下部材１３からの圧力を分散させてセンサチップ２０へ伝達するので、押下部材１３の位置精度を高めることなく、精度の高い圧力の測定を行うことができる。   According to this configuration, the pressure sensor 10 includes the pressure transmission member 30, and the pressure transmission member 30 includes the pressure receiving surface 31 that receives pressure from the pressing member 13. Thereby, the pressure sensor 10 disperses the pressure from the pressing member 13 received by the pressure receiving surface 31 and transmits the pressure to the sensor chip 20, so that the pressure can be measured with high accuracy without increasing the positional accuracy of the pressing member 13. It can be carried out.

ここで、圧力伝達部材３０は、パッケージ２２に対して突出した断面凸形状であることが好ましい。この構成によると、押下部材１３はパッケージ２２に接触することはないので、圧力センサ１０の圧力伝達部材３０は、押下部材１３からの圧力を精度よくセンサ部２０ａに伝達することができる。   Here, it is preferable that the pressure transmission member 30 has a convex cross-section projecting with respect to the package 22. According to this configuration, since the pressing member 13 does not contact the package 22, the pressure transmission member 30 of the pressure sensor 10 can accurately transmit the pressure from the pressing member 13 to the sensor unit 20a.

ここで、圧力伝達部材３０は、弾性体で形成されていることが好ましい。この構成によると、圧力伝達部材３０は、受圧面３１で受けた圧力を分散させてセンサ部２０ａへ伝達することができる。   Here, the pressure transmission member 30 is preferably formed of an elastic body. According to this configuration, the pressure transmission member 30 can disperse the pressure received by the pressure receiving surface 31 and transmit it to the sensor unit 20a.

ここで、弾性体は、シリコーンゴムであることが好ましい。この構成によると、圧力伝達部材３０をシリコーンゴムとすることで、受圧面３１で受けた圧力を分散させてセンサ部２０ａへ伝達することができる。   Here, the elastic body is preferably silicone rubber. According to this configuration, the pressure transmitting member 30 is made of silicone rubber, so that the pressure received by the pressure receiving surface 31 can be dispersed and transmitted to the sensor unit 20a.

ここで、パッケージ２２は、凹部２２ａを有しており、センサ部２０ａは、凹部２２ａで露出していることが好ましい。この構成によると、パッケージ２２が凹部２２ａを有することで、圧力伝達部材３０を充填しやすくなる。   Here, it is preferable that the package 22 has a recess 22a, and the sensor unit 20a is exposed at the recess 22a. According to this structure, it becomes easy to fill the pressure transmission member 30 because the package 22 has the recess 22a.

ここで、凹部２２ａは、パッケージ２２の表面２２ｂに平行な断面の面積が、パッケージ２２の表面２２ｂからセンサ部２０ａに向かって小さくなるように形成されていることが好ましい。この構成によると、圧力センサ１０は、外部からの圧力、すなわち受圧面３１で受けた圧力を逃げにくくすることができる。   Here, the recess 22a is preferably formed such that the cross-sectional area parallel to the surface 22b of the package 22 decreases from the surface 22b of the package 22 toward the sensor unit 20a. According to this configuration, the pressure sensor 10 can make it difficult for the pressure from the outside, that is, the pressure received by the pressure receiving surface 31 to escape.

ここで、受圧面３１の面積は、センサ部２０ａが露出している面積より小さいことが好ましい。この構成によると、圧力伝達部材３０は、受圧面３１で受けた圧力を確実に分散させてセンサ部２０ａへ伝達することができる。その結果、押下部材１３のどの部分が受圧面３１に接触しても受圧面３１で受けた圧力を同様にセンサ部２０ａへ伝達することができる。   Here, the area of the pressure receiving surface 31 is preferably smaller than the area where the sensor unit 20a is exposed. According to this configuration, the pressure transmission member 30 can reliably distribute the pressure received by the pressure receiving surface 31 and transmit the pressure to the sensor unit 20a. As a result, the pressure received by the pressure receiving surface 31 can be similarly transmitted to the sensor unit 20a regardless of which part of the pressing member 13 contacts the pressure receiving surface 31.

また、本発明の一態様である圧力検出装置は、上述したいずれかの圧力センサ１０と、受圧面３１を押下する押下部材１３とを備える。この構成によると、圧力検出装置は、押下部材１３の位置精度を高めることなく、精度の高い圧力の測定を行うことができる。   The pressure detection device according to one aspect of the present invention includes any one of the pressure sensors 10 described above and a pressing member 13 that presses the pressure receiving surface 31. According to this configuration, the pressure detection device can perform highly accurate pressure measurement without increasing the positional accuracy of the pressing member 13.

また、本発明の一態様である圧力センサ用センサ部品は、上述したいずれかの圧力センサ１０に用いられ、パッケージ２２と、センサチップ２０とを備える。この構成によると、圧力センサ用センサ部品は、押下部材１３の位置精度を高めることなく、精度の高い圧力の測定を行うことができる。   In addition, the sensor component for a pressure sensor that is one embodiment of the present invention is used for any of the pressure sensors 10 described above, and includes a package 22 and a sensor chip 20. According to this configuration, the pressure sensor sensor component can measure pressure with high accuracy without increasing the positional accuracy of the pressing member 13.

（実施形態２）
本実施形態では、圧力伝達部材３０として用いる部材が、実施形態１とは異なっている。なお、本実施形態では、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。 (Embodiment 2)
In the present embodiment, a member used as the pressure transmission member 30 is different from that in the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

図３は、本実施形態の圧力センサ１０を用いた装置（圧力検出装置）の模式的な断面図である。なお、本実施形態のセンサチップ２０の構成は本発明に係る技術的特徴を有するものではないため、図３に示すセンサチップ２０の断面では、センサチップ２０の詳細な構成を省略して模式的に図示している。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an apparatus (pressure detection apparatus) using the pressure sensor 10 of the present embodiment. Note that the configuration of the sensor chip 20 of the present embodiment does not have the technical features according to the present invention, and therefore, in the cross section of the sensor chip 20 shown in FIG. It is shown in the figure.

本実施形態では、パッケージ２２の凹部２２ａにシリコーンゴムを注入して充填することで圧力伝達部材を形成するのではなく、予め製造された成形品３２を圧力伝達部材として用いる。   In the present embodiment, the pressure transmission member is not formed by injecting and filling silicone rubber into the recess 22a of the package 22, but a pre-manufactured product 32 is used as the pressure transmission member.

成形品３２は、センサチップ２０とは別部材、例えばプラスチックまたは金属で形成されており、図３に示すように、パッケージ２２に対して突出した断面凸形状となっている。押下部材１３と当接する成形品３２の受圧面３３の面積は、成形品３２がセンサ部２０ａと接触している面（接触面）の面積よりも小さい、つまりセンサ部２０ａが露出している面積より小さい。成形品３２は、圧力センサ１０の製造過程、例えばセンサチップ２０のセンサ部２０ａが露出した状態でセンサチップ２０がパッケージ２２に収納された後で、接着剤を介してセンサ部２０ａに固定される。   The molded product 32 is formed of a member different from the sensor chip 20, for example, plastic or metal, and has a convex cross-section projecting from the package 22 as shown in FIG. 3. The area of the pressure receiving surface 33 of the molded product 32 that comes into contact with the pressing member 13 is smaller than the area of the surface (contact surface) where the molded product 32 is in contact with the sensor unit 20a, that is, the area where the sensor unit 20a is exposed. Smaller than. The molded product 32 is fixed to the sensor unit 20a via an adhesive after the sensor chip 20 is accommodated in the package 22 in the manufacturing process of the pressure sensor 10, for example, in a state where the sensor unit 20a of the sensor chip 20 is exposed. .

押下部材１３が押下されると、押下部材１３の一端が成形品３２の受圧面３３と当接しているので、押下された圧力が成形品３２に伝達する。上述した接触面の面積は、成形品３２の受圧面３３の面積よりも大きいので、受圧面３３で受けた圧力は、分散されて接触面を介してセンサ部２０ａに伝達される。   When the pressing member 13 is pressed, one end of the pressing member 13 is in contact with the pressure receiving surface 33 of the molded product 32, so that the pressed pressure is transmitted to the molded product 32. Since the area of the contact surface described above is larger than the area of the pressure receiving surface 33 of the molded product 32, the pressure received by the pressure receiving surface 33 is dispersed and transmitted to the sensor unit 20a via the contact surface.

なお、本実施形態では、成形品３２は、パッケージ２２に対して突出した断面凸形状であるとしたが、これに限定されない。成形品３２の受圧面３３は、パッケージ２２に対して突出していない断面凸形状であってもよい。   In the present embodiment, the molded product 32 has a convex cross-section projecting from the package 22, but is not limited thereto. The pressure receiving surface 33 of the molded product 32 may have a convex cross section that does not protrude with respect to the package 22.

以上説明したように、本実施形態の圧力センサ１０の圧力伝達部材は、成形品３２であることが好ましい。この構成によると、圧力センサ１０は、押下部材の位置精度を高めることなく、精度の高い圧力の測定を行うことができる。   As described above, the pressure transmission member of the pressure sensor 10 of the present embodiment is preferably the molded product 32. According to this configuration, the pressure sensor 10 can measure the pressure with high accuracy without increasing the positional accuracy of the pressing member.

１０ 圧力センサ
１３ 押下部材
２０ センサチップ
２０ａ センサ部
２２ パッケージ
２２ａ 凹部
２２ｂ 表面
３０ 圧力伝達部材
３１ 受圧面
３２ 成形品（圧力伝達部材）
３３ 受圧面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pressure sensor 13 Pushing member 20 Sensor chip 20a Sensor part 22 Package 22a Recessed part 22b Surface 30 Pressure transmission member 31 Pressure receiving surface 32 Molded article (pressure transmission member)
33 Pressure-receiving surface

Claims (10)

外部からの圧力を測定し電気信号に変換するセンサ部を有するセンサチップと、
前記センサ部を露出した状態で前記センサチップを収納するパッケージと、
前記圧力を前記センサ部に伝達する圧力伝達部材とを備え、
前記圧力伝達部材は、前記センサチップとは別部材で形成され、前記センサチップに対して固定されており、押下された押下部材による前記圧力を受ける受圧面を有している
ことを特徴とする圧力センサ。 A sensor chip having a sensor unit for measuring pressure from the outside and converting it into an electrical signal;
A package for storing the sensor chip with the sensor portion exposed;
A pressure transmission member that transmits the pressure to the sensor unit;
The pressure transmission member is formed of a member different from the sensor chip, is fixed to the sensor chip, and has a pressure receiving surface that receives the pressure by the pressed pressing member. Pressure sensor. 前記圧力伝達部材は、前記パッケージに対して突出した断面凸形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure transmission member has a convex cross-sectional shape protruding from the package. 前記圧力伝達部材は、弾性体で形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the pressure transmission member is formed of an elastic body. 前記弾性体は、シリコーンゴムである
ことを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 3, wherein the elastic body is silicone rubber. 前記圧力伝達部材は、成形品である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure transmission member is a molded product. 前記パッケージは、凹部を有しており、
前記センサ部は、前記凹部で露出している
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力センサ。 The package has a recess,
The pressure sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the sensor unit is exposed in the concave portion. 前記凹部は、前記パッケージの表面に平行な断面の面積が、前記パッケージの前記表面から前記センサ部に向かって小さくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 6, wherein the concave portion is formed so that an area of a cross section parallel to the surface of the package decreases from the surface of the package toward the sensor portion. 前記受圧面の面積は、前記センサ部が露出している面積より小さい
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力センサ。 The area of the said pressure receiving surface is smaller than the area which the said sensor part is exposed. The pressure sensor as described in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の前記圧力センサと、
前記受圧面を押下する前記押下部材とを備える
ことを特徴とする圧力検出装置。 The pressure sensor according to any one of claims 1 to 8,
And a pressing member that presses down the pressure receiving surface. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の前記圧力センサに用いられる圧力センサ用センサ部品であって、
前記パッケージと、前記センサチップとを備える
ことを特徴とする圧力センサ用センサ部品。 A sensor component for a pressure sensor used in the pressure sensor according to any one of claims 1 to 8,
A sensor component for a pressure sensor, comprising: the package; and the sensor chip.
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