壓力傳感器、便攜設(shè)備、電子設(shè)備以及移動體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種壓力傳感器以及具備了該壓力傳感器的便攜設(shè)備、電子設(shè)備以及移動體。所述壓力傳感器實現(xiàn)省電化并且具有優(yōu)異的檢測精度。本發(fā)明的壓力傳感器以通過受壓而進行撓曲變形的兩個隔膜部(66)的受壓面(661)朝向相互不同的方向的方式而被配置，且被配置于一方的隔膜部上的壓敏電阻元件(7)和被配置于另一方的隔膜部(66)上的壓敏電阻元件被串聯(lián)連接。
【專利說明】
壓力傳感器、便攜設(shè)備、電子設(shè)備以及移動體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及壓力傳感器、便攜設(shè)備、電子設(shè)備以及移動體。
【背景技術(shù)】
[0002]具備通過受壓而進行撓曲變形的隔膜的壓力傳感器被廣泛應(yīng)用。在這樣的壓力傳感器中，例如，根據(jù)被設(shè)置于隔膜上的壓敏電阻元件的電阻值，而對施加于隔膜上的壓力進行檢測。在此，存在如下的情況，即，在隔膜上施加了重力加速度等加速度時，會因受到該加速度的影響而使隔膜的撓曲量發(fā)生變動，從而導(dǎo)致檢測壓力的精度降低。
[0003]因此，一直以來，如在專利文獻I中所公開的那樣，以使受壓面朝向相互相反側(cè)的方式配置兩個壓力傳感器，并通過在從這兩個壓力傳感器各自輸出了電信號之后，對這些輸出進行加法運算，從而使由于重力加速度而產(chǎn)生的輸出成分相抵消，進而實現(xiàn)了檢測精度的提高。
[0004]但是，在專利文獻I所記載的結(jié)構(gòu)中，由于需要輸出來自兩個壓力傳感器中的每個壓力傳感器的電信號，因此電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，其結(jié)果為，存在難以省電化的問題。
[0005]專利文獻I:日本特開平8-261852號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種在實現(xiàn)省電化的同時具有優(yōu)異的檢測精度的壓力傳感器，另外，提供具備該壓力傳感器的便攜設(shè)備、電子設(shè)備以及移動體。
[0007]這樣的目的通過下述的本發(fā)明而被實現(xiàn)。
[0008]應(yīng)用例I
[0009]本發(fā)明的壓力傳感器的特征在于，具備:第一隔膜部，其具有第一受壓面，并且所述第一隔膜部通過在所述第一受壓面上的受壓而進行撓曲變形;第二隔膜部，其具有朝向與所述第一受壓面不同的方向而被配置的第二受壓面，并且所述第二隔膜部通過在所述第二受壓面上的受壓而進行撓曲變形;第一應(yīng)變檢測元件，其被配置于所述第一隔膜部上，并且根據(jù)所述第一應(yīng)變檢測元件的應(yīng)變而輸出信號；第二應(yīng)變檢測元件，其被配置于所述第二隔膜部上，并且根據(jù)所述第二應(yīng)變檢測元件的應(yīng)變而輸出信號，且所述第二應(yīng)變檢測元件與所述第一應(yīng)變檢測元件串聯(lián)連接。
[0010]根據(jù)這樣的壓力傳感器，由于第一隔膜部的第一受壓面和第二隔膜部的第二受壓面朝向相互不同的方向而被配置，因此能夠使在壓力傳感器上作用有重力加速度等加速度時所產(chǎn)生的第一應(yīng)變檢測元件的輸出和第二應(yīng)變檢測元件的輸出的變動量相互抵消或緩和。因此，能夠降低重力加速度等加速度的影響，從而高精度地對壓力進行檢測。
[0011 ]并且，由于第一應(yīng)變檢測元件和第二應(yīng)變檢測元件被電連接，因此，能夠從壓力傳感器輸出降低了如前文所述的重力加速度等加速度的影響的一個信號。因此，與從壓力傳感器輸出第一應(yīng)變檢測元件以及第二應(yīng)變檢測元件各自的信號的情況相比，能夠簡化壓力傳感器內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)，其結(jié)果為，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力傳感器的省電化。
[0012]應(yīng)用例2
[0013]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，串聯(lián)連接的所述第一應(yīng)變檢測元件和所述第二應(yīng)變檢測元件具備多組。
[0014]由此，能夠進一步提尚檢測精度。
[0015]應(yīng)用例3
[0016]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，具備:在所述第一受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將增加的所述第一應(yīng)變檢測元件;在所述第一受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將減少的所述第一應(yīng)變檢測元件;在所述第二受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將增加，并且與所述信號增加的所述第一應(yīng)變檢測元件串聯(lián)連接的所述第二應(yīng)變檢測元件;在所述第二受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將減少，并且與所述信號減少的所述第一應(yīng)變檢測元件串聯(lián)連接的所述第二應(yīng)變檢測元件。
[0017]由此，能夠進一步提尚檢測精度。
[0018]應(yīng)用例4
[0019]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，具備電橋電路，所述電橋電路具有所述第一應(yīng)變檢測元件以及所述第二應(yīng)變檢測元件。
[0020]由此，在一個電橋電路內(nèi)，能夠使在壓力傳感器上作用重力加速度等加速度時所產(chǎn)生的第一應(yīng)變檢測元件的輸出和第二應(yīng)變檢測元件的輸出的變動量相互抵消或緩和。
[0021]應(yīng)用例5
[0022]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，具備:第一壓力基準室，所述第一隔膜部構(gòu)成所述第一壓力基準室的壁部的一部分;第二壓力基準室，所述第二隔膜部構(gòu)成所述第二壓力基準室的壁部的一部分。
[0023]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)絕對壓力傳感器。
[0024]應(yīng)用例6
[0025]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，所述第一壓力基準室與所述第二壓力基準室連通。
[0026]由此，能夠簡易地使第一壓力基準室的壓力與第二壓力基準室的壓力相等，并能夠使第一隔膜部以及第二隔膜部以共同的壓力為基準而進行撓曲變形。因此，能夠使壓力傳感器的設(shè)計或制造變得容易。
[0027]應(yīng)用例7
[0028]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，所述第一壓力基準室和所述第二壓力基準室中的至少一方具有層疊結(jié)構(gòu)的壁部。
[0029]由此，能夠利用如CMOS工序那樣的半導(dǎo)體制造工序，來簡單且高精度地制造小型的壓力傳感器。
[0030]應(yīng)用例8
[0031]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，具備對包含所述第一隔膜部的第一結(jié)構(gòu)體和包含所述第二隔膜部的第二結(jié)構(gòu)體進行支承的基板。
[0032]由此，能夠以所期望的朝向來穩(wěn)定地維持第一受壓面以及第二受壓面。另外，能夠經(jīng)由基板而對第一應(yīng)變檢測元件以及第二應(yīng)變檢測元件進行電連接。而且，能夠從基板輸出降低了重力加速度等加速度的影響的一個信號。
[0033]應(yīng)用例9
[0034]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，所述第一結(jié)構(gòu)體被配置于所述基板的一面?zhèn)龋龅诙Y(jié)構(gòu)體被配置于所述基板的另一面?zhèn)取?br>[0035]由此，使第一受壓面以及第二受壓面朝向相互相反側(cè)這樣的、第一結(jié)構(gòu)體以及第二結(jié)構(gòu)體相對于基板的設(shè)置變得容易。
[0036]應(yīng)用例10
[0037]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，所述第一結(jié)構(gòu)體以及所述第二結(jié)構(gòu)體均被配置于所述基板的一側(cè)的面?zhèn)取?br>[0038]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力傳感器的扁平化。
[0039]應(yīng)用例11
[0040]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，具備容器，所述容器具有開口，并對包含所述第一隔膜部的第一結(jié)構(gòu)體和包含所述第二隔膜部的第二結(jié)構(gòu)體進行收納。
[0041]由此，能夠?qū)Φ谝唤Y(jié)構(gòu)體以及第二結(jié)構(gòu)體進行保護。
[0042]應(yīng)用例12
[0043]在本發(fā)明的壓力傳感器中，優(yōu)選為，在所述容器內(nèi)具備至少對所述第一受壓面和所述第二受壓面進行覆蓋的液體狀或凝膠狀的壓力傳遞介質(zhì)。
[0044]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)向第一受壓面以及第二受壓面的壓力傳遞并且能夠強化對第一結(jié)構(gòu)體以及第二結(jié)構(gòu)體的保護。
[0045]應(yīng)用例13
[0046]本發(fā)明的便攜設(shè)備的特征在于，具備本發(fā)明的壓力傳感器。
[0047]根據(jù)這樣的便攜設(shè)備，無論使用者的使用狀況(例如便攜設(shè)備的姿態(tài))或壓力傳感器的安裝方向等如何，壓力傳感器均能夠降低重力加速度等加速度的影響，從而高精度地對壓力進行檢測。另外，由于壓力傳感器較為省電，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)便攜設(shè)備的小型化，或者增加便攜設(shè)備的設(shè)計上的自由度。
[0048]應(yīng)用例14
[0049]本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于，具備本發(fā)明的壓力傳感器。
[0050]根據(jù)這樣的電子設(shè)備，壓力傳感器較為省電，且能夠降低重力加速度等加速度的影響，從而高精度地對壓力進行檢測。
[0051 ] 應(yīng)用例15
[0052]本發(fā)明的移動體的特征在于，具備本發(fā)明的壓力傳感器。
[0053]根據(jù)這樣的移動體，壓力傳感器較為省電，且能夠降低重力加速度等加速度的影響，從而高精度地對壓力進行檢測。
【附圖說明】
[0054]圖1為表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的壓力傳感器的剖視圖。
[0055]圖2為表示圖1所示的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0056]圖3為表示圖2所示的壓力傳感器元件的隔膜部中的壓敏電阻元件(應(yīng)變檢測元件)的配置的俯視圖。
[0057]圖4為表示包含圖3所示的壓敏電阻元件在內(nèi)的電路的圖。
[0058]圖5為用于對圖2所示的壓力傳感器元件的作用進行說明的圖，(a)為表示加壓狀態(tài)的剖視圖，(b)為表示加壓狀態(tài)的俯視圖。
[0059]圖6為對圖1所示的壓力傳感器的作用進行說明的圖，且為表示施加于壓力傳感器上的加速度與檢測壓力之間的關(guān)系的曲線圖。
[0060]圖7為表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0061]圖8為表示本發(fā)明的第三實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0062]圖9為表示本發(fā)明的第四實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0063]圖10為表示包括圖9所示的壓力傳感器元件的壓敏電阻元件在內(nèi)的電路的圖。
[0064]圖11為表示本發(fā)明的第五實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0065]圖12為表示圖11所示的主要部分的改變例的剖視圖。
[0066]圖13為表示本發(fā)明的第六實施方式所涉及的壓力傳感器的剖視圖。
[0067]圖14為表示圖13所示的壓力傳感器的主要部分的俯視圖。
[0068]圖15為表示本發(fā)明的便攜設(shè)備的一個示例的立體圖。
[0069]圖16為表示本發(fā)明的電子設(shè)備的一個示例的主視圖。
[0070]圖17為表不本發(fā)明的移動體的一個不例的立體圖。
【具體實施方式】
[0071]以下，根據(jù)附圖所示的各實施方式，而對本發(fā)明的壓力傳感器、便攜設(shè)備、電子設(shè)備以及移動體進行詳細說明。
[0072]第一實施方式
[0073]1.壓力傳感器
[0074]圖1為表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的壓力傳感器的剖視圖、圖2為表示圖1所示的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。圖3為表示圖2所示的壓力傳感器元件的隔膜部中的壓敏電阻元件(應(yīng)變檢測元件)的配置的俯視圖。圖4為表示包含圖3所示的壓敏電阻元件在內(nèi)的電路的圖。并且，以下，為了便于說明，將圖1中的上側(cè)稱為“上”，將下側(cè)稱為“下”。
[0075]圖1所示的壓力傳感器I具有:兩個壓力傳感器元件2(2a、2b)、對兩個壓力傳感器元件2進行支承的基板3、對兩個壓力傳感器元件2以及基板3進行收納的箱體4(容器)、填充于箱體4內(nèi)的壓力傳遞介質(zhì)1。以下，依次對這些各部進行說明。
[0076]箱體
[0077]箱體4具有對兩個壓力傳感器元件2以及基板3進行收納并對它們進行支承的功能。由此，能夠?qū)Ω鲏毫鞲衅髟?進行保護。
[0078]該箱體4具有開口431。由此，能夠通過開口 431，而對箱體4內(nèi)的各壓力傳感器元件2傳遞箱體4外部的壓力。
[0079]如圖1所示，箱體4具有:板狀的基座41、被接合在基座41的一側(cè)的面上的框狀的框體42、被接合于框體42的與基座41相反側(cè)的面上的筒狀的筒體43。
[0080]在基座41的下表面上，設(shè)置有由金屬構(gòu)成的多個外部端子54。另一方面，在基座41的上表面上接合有框體42 ο框體42的內(nèi)側(cè)的寬度窄于筒體43的下端的內(nèi)側(cè)的寬度，在基座41的上表面與框體42的上表面之間，形成有高低差421。在該高低差421上，設(shè)置有由金屬構(gòu)成的多個內(nèi)部端子(未圖示)，該內(nèi)部端子經(jīng)由被埋入基座41以及框體42內(nèi)的配線(未圖示)而與前文所述的外部端子54電連接。
[0081]作為這樣的基座41以及框體42的構(gòu)成材料，雖然不進行特別限定，但是，例如可舉出氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯等氧化物陶瓷、氮化硅、氮化鋁、氮化鈦等氮化物陶瓷的各種陶瓷、或乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、丙烯酸類樹脂、ABS樹脂、環(huán)氧樹脂的各種樹脂材料等絕緣性材料，可以使所述材料中的I種或者2種以上組合而使用。在這些材料之中，優(yōu)選為各種陶瓷。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異的機械強度的箱體4。并且，作為基座41以及框體42的俯視形狀，雖然不進行特別限定，但是，例如可以為圓形形狀、長方形形狀、五邊形以上的多邊形形狀等。
[0082]筒體43具有其內(nèi)外的各寬度(內(nèi)徑、外徑)從下端朝向上端側(cè)變窄的部分、和其內(nèi)外的各寬度(內(nèi)徑、外徑)從該部分起朝向上端而成為恒定的部分。并且，筒體43的形狀并不限定于此，例如，可以僅由寬度為恒定的部分構(gòu)成，也可以僅由寬度朝向上端而變狹的部分構(gòu)成。
[0083]作為這樣的筒體43的構(gòu)成材料，雖然不進行特別限定，但是，能夠使用與前文所述的基座41以及框體42的構(gòu)成材料相同的材料。
[0084]壓力傳遞介質(zhì)
[0085]壓力傳遞介質(zhì)10以對各壓力傳感器元件2等的外表面(至少后文所述的受壓面661)進行覆蓋的方式被填充于前文所述的箱體4內(nèi)，并具有將箱體4外部的壓力傳遞至各壓力傳感器元件2的功能。
[0086]壓力傳遞介質(zhì)10呈液體狀或凝膠狀，例如，由硅樹脂等的樹脂材料構(gòu)成。這樣的壓力傳遞介質(zhì)10具有從箱體4的開口 431露出的部分，并將施加于所涉及的部分上的壓力傳遞至各壓力傳感器元件2(更具體而言，為后文所述的隔膜部66的受壓面661)。并且，在構(gòu)成壓力傳遞介質(zhì)10的樹脂材料中，也可以包含由有機材料或無機材料構(gòu)成的固體狀的填料(粉體)。
[0087]另外，通過各壓力傳感器元件2以及其周邊結(jié)構(gòu)的外表面被凝膠狀或液體狀的壓力傳遞介質(zhì)10覆蓋，從而能夠?qū)Ω鲏毫鞲衅髟?以及其周邊結(jié)構(gòu)進行保護。
[0088]如此，通過使壓力傳遞介質(zhì)10呈液體狀或凝膠狀并在箱體4內(nèi)對各壓力傳感器元件2的至少后文所述的受壓面661進行覆蓋，從而能夠?qū)崿F(xiàn)向各受壓面661的壓力傳遞，并且能夠加強對各壓力傳感器元件2的保護。
[0089]基板
[0090]基板3具有分別對兩個壓力傳感器元件2進行支承的功能、和對兩個壓力傳感器元件2進行電連接的功能。該基板3例如為印刷配線基板，并具有:基材31、被設(shè)置于基材31的上表面上的多個端子32、被設(shè)置于基材31的下表面上的多個端子33、貫穿基材31并將端子32、33之間連接的配線34、被設(shè)置于基材31的上表面上的多個端子35。
[0091]作為基材31，雖然不進行特別限定，但是，例如，與通常的印刷基板的基材相同地，能夠使用含浸了樹脂的基材。
[0092]多個端子32經(jīng)由金屬凸點或?qū)щ娦哉澈蟿┑鹊慕雍喜牧?1而與壓力傳感器元件2(2a)連接。同樣地，多個端子33經(jīng)由金屬凸點或?qū)щ娦哉澈蟿┑鹊慕雍喜牧?1而與壓力傳感器元件2(2b)連接。另外，多個端子32、33以如后文所述那樣使兩個壓力傳感器元件2的壓敏電阻元件7構(gòu)成電橋電路70的方式(參照圖4)與配線34以及未圖示的配線電連接。
[0093]多個端子35經(jīng)由未圖示的配線而與電橋電路70電連接，并且，例如經(jīng)由由接合引線構(gòu)成的配線53而與前文所述的箱體4的內(nèi)部端子(未圖示)連接。由此，基板3經(jīng)由配線53而與箱體4的內(nèi)部端子電連接，并且相對于箱體4而被支承。
[0094]壓力傳感器元件
[0095]兩個壓力傳感器元件2由被設(shè)置于基板3的上表面?zhèn)鹊膲毫鞲衅髟?a、和被設(shè)置于基板3的下表面?zhèn)鹊膲毫鞲衅髟?b構(gòu)成。并且，在本實施方式中，壓力傳感器元件2a和壓力傳感器元件2b雖然相對于基板3的安裝位置不同，但是結(jié)構(gòu)互為相同。
[0096]各壓力傳感器元件2(2a、2b)具備基板6、和被設(shè)置于基板6的一個主面上的層疊結(jié)構(gòu)體8。在此，基板6具有隔膜部66，并在隔膜部66上形成有多個壓敏電阻元件7。另外，層疊結(jié)構(gòu)體8的與隔膜部66對置配置的部分相對于基板6而離開，由此，在所涉及的部分和基板6之間，形成有空洞部S(壓力基準室)。
[0097]以下，依次對構(gòu)成壓力傳感器元件2的各部進行說明。
[0098]基板6
[0099]基板6具有:半導(dǎo)體基板61;絕緣膜62，其被設(shè)置于半導(dǎo)體基板61的一側(cè)的主面上；絕緣膜63，其相對于絕緣膜62而被設(shè)置于與半導(dǎo)體基板61相反的一側(cè);導(dǎo)體層64，其相對于絕緣膜63而被設(shè)置于與半導(dǎo)體基板61相反的一側(cè)。
[0100]半導(dǎo)體基板61為，通過使由單晶硅構(gòu)成的硅層611(處理層)、由硅氧化膜構(gòu)成的氧化硅層612(盒層)、由單晶硅構(gòu)成的硅層613(裝置層)依次層疊而成的SOI基板。并且，半導(dǎo)體基板61并不限定于SOI基板，例如，也可以為單晶硅基板等的其他半導(dǎo)體基板。
[0101]絕緣膜62例如為硅氧化膜，并具有絕緣性。另外，絕緣膜63例如為硅氮化膜，并具有絕緣性，并且，還具有針對包含氫氟酸的蝕刻液(使用于脫模蝕刻中的蝕刻液)的耐性。在此，通過通過使絕緣膜62(硅氧化膜)介于半導(dǎo)體基板61(硅層613)與絕緣膜63(硅氮化膜)之間，從而能夠通過絕緣膜62來緩和絕緣膜63的成膜時所產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞至半導(dǎo)體基板61的情況。另外，在半導(dǎo)體基板61以及在其上方形成半導(dǎo)體電路的情況下，絕緣膜62能夠作為元件間分離膜來使用。并且，絕緣膜62、63并不限定于前文所述的構(gòu)成材料，另外，根據(jù)需要，也可以省略絕緣膜62、63中的任一方。
[0102]另外，在半導(dǎo)體基板61上，設(shè)置有在與絕緣膜62、63、64相反側(cè)開口的有底的凹部65，由此，在基板6上，設(shè)置有隔膜部66，隔膜部66與周圍的部分相比為薄壁，并且通過受壓而發(fā)生撓曲變形。該隔膜部66的下表面成為受壓面661。在本實施方式中，如圖3所示，隔膜部66的俯視形狀為大致正方形。
[0103]在本實施方式的基板6中，凹部65貫通硅層611，隔膜部66由氧化硅層612、硅層613以及絕緣膜62、63這四個層構(gòu)成。在此，氧化硅層612在壓力傳感器元件2的制造工序中能夠在通過蝕刻而形成凹部65時作為蝕刻阻止層而被利用，能夠減少隔膜部66的厚度的在每個產(chǎn)品上的偏差。
[0104]并且，也可以使凹部65不貫通硅層611，而使隔膜部66由硅層611的薄壁部、氧化硅層612、硅層613以及絕緣膜62、63這五個層構(gòu)成。
[0105]導(dǎo)體層64例如通過向單晶硅、多晶硅(聚硅)或非結(jié)晶硅參雜(擴散或注入)磷、硼等雜質(zhì)而被構(gòu)成，并具有導(dǎo)電性。該導(dǎo)體層64被進行圖案形成，例如，在空洞部S的外側(cè)處且在基板6上形成MOS晶體管的情況下，能夠?qū)?dǎo)體層64的一部分作為MOS晶體管的柵極電極來使用。另外，還能夠?qū)?dǎo)體層64的一部分作為配線來使用。另外，導(dǎo)體層64在俯視觀察時以包圍隔膜部66的周圍的方式而被形成，并形成導(dǎo)體層64的厚度量的高低差部。由此，當隔膜部66通過受壓而發(fā)生撓曲變形時，能夠使應(yīng)力集中于隔膜部66與高低差部之間的邊界部分。因此，通過在所涉及的邊界部分(或其附近)上配置壓敏電阻元件7，從而能夠提高檢測靈敏度。
[0106]壓敏電阻元件7
[0107]如圖2所示，多個壓敏電阻元件7分別形成于與硅層611的厚度中心相比靠隔膜部66的空洞部S側(cè)。另外，多個壓敏電阻元件7由以與在俯視觀察時呈大致四邊形的隔膜部66的四個邊分別對應(yīng)的方式被配置的壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d構(gòu)成。
[0108]壓敏電阻元件7a以沿著與隔膜部66的所對應(yīng)的邊平行的方向而延伸的一對壓敏電阻區(qū)域被串聯(lián)地電連接的方式而構(gòu)成。而且，壓敏電阻元件7a通過一對配線而向外側(cè)被引出。同樣地，壓敏電阻元件7b以沿著與隔膜部66的所對應(yīng)的邊平行的方向而延伸的兩對壓敏電阻區(qū)域串聯(lián)地被電連接的方式而構(gòu)成。而且，壓敏電阻元件7b通過I對配線而向外側(cè)被引出。
[0109]另一方面，壓敏電阻元件7c以沿著與隔膜部66的所對應(yīng)的邊垂直的方向而延伸的一對壓敏電阻區(qū)域串聯(lián)地被電連接的方式被構(gòu)成。而且，壓敏電阻元件7dl過一對配線而向外側(cè)被引出。同樣地，壓敏電阻元件7d以沿著與隔膜部66的所對應(yīng)的邊垂直的方向而延伸的一對壓敏電阻區(qū)域串聯(lián)地被電連接的方式而構(gòu)成。而且，壓敏電阻元件7d通過一對配線而向外側(cè)被引出。
[0110]這樣的壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d以及配線例如分別由參雜(擴散或注入)了磷、硼等雜質(zhì)的硅(單晶硅)構(gòu)成。在此，配線中的雜質(zhì)的參雜濃度高于壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d中的雜質(zhì)的參雜濃度。并且，配線也可以由金屬構(gòu)成。
[0111]如圖4所示，如以上說明的壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d構(gòu)成了電橋電路70 (惠斯通電橋電路)。在此，壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d分別對應(yīng)地成對，并經(jīng)由前文所述的基板3而分別被串聯(lián)連接。在該電橋電路70上，連接有供給驅(qū)動電壓AVDC的驅(qū)動電路(未圖示)。而且，在電橋電路70中，與壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d的電阻值變化相應(yīng)的輸出電壓Vciut作為檢測信號而被輸出。
[0112]層疊結(jié)構(gòu)體8
[0113]層疊結(jié)構(gòu)體8以劃分形成空洞部S的方式而被形成。該層疊結(jié)構(gòu)體8具有:層間絕緣膜81，其在基板6上以在俯視觀察時包圍壓敏電阻元件7的方式被形成;配線層82，其形成于層間絕緣膜81上；層間絕緣膜83，其形成于配線層82以及層間絕緣膜81上;配線層84，其形成于層間絕緣膜83上，且具有被覆層841，所述被覆層841上具備了多個細孔842(開孔)；表面保護膜85，其被形成于配線層84以及層間絕緣膜83上；密封層86，其被設(shè)置于被覆層841上。
[0114]在此，配線層82、84具有與壓敏電阻元件7電連接的部分。另外，配線層84具有經(jīng)由接合材料51而與基板3的端子32或端子33連接的端子843。
[0115]如此，由于構(gòu)成空洞部S的壁部的一部分的層疊結(jié)構(gòu)體8具有層疊結(jié)構(gòu)，因此能夠以使用如CMOS工藝那樣的半導(dǎo)體制造工藝的方式而被形成。由此，能夠簡單且高精度地制造小型的壓力傳感器I。另外，在形成層疊結(jié)構(gòu)體8時，能夠通過穿過細孔842的蝕刻(犧牲層蝕刻)，而形成空洞部S。并且，可以相對于硅層613而在配置有層疊結(jié)構(gòu)體8的一側(cè)制作并嵌入半導(dǎo)體電路。該半導(dǎo)體電路具有MOS晶體管等有源元件、其他根據(jù)需要而形成的電容器、電感器、電阻、二極管、配線(包括與壓敏電阻元件7連接的配線)等電路要素。
[0116]空洞部S
[0117]由基板6和層疊結(jié)構(gòu)體8劃分而成的空洞部S為密閉的空間。該空洞部S作為成為壓力傳感器元件2所檢測出的壓力的基準值的壓力基準室而發(fā)揮功能。在本實施方式中，空洞部S成為真空狀態(tài)(300Pa以下)。通過使空洞部S設(shè)為真空狀態(tài)，從而能夠?qū)毫鞲衅髟?作為以真空狀態(tài)作基準而對壓力進行檢測的“絕對壓傳感器”來使用，從而提高了其便利性。在此，壓力傳感器元件2a、2b中的一個壓力傳感器元件的空洞部S構(gòu)成“第一壓力基準室”，在所述“第一壓力基準室”中，隔膜部66(第一隔膜部)構(gòu)成壁部的一部分，而另一個壓力傳感器元件的空洞部S構(gòu)成“第二壓力基準室”，在所述“第二壓力基準室”中，隔膜部66(第二隔膜部)構(gòu)成壁部的一部分。
[0118]但是，空洞部S可以不是真空狀態(tài)，而可以是大氣壓，也可以是與大氣壓相比氣壓較低的減壓狀態(tài)，或是與大氣壓相比氣壓較高的加壓狀態(tài)。另外，在空洞部S中也可以封入氮氣、稀薄氣體等的惰性氣體。
[0119]以上，對壓力傳感器I的結(jié)構(gòu)進行了簡單說明。
[0120]圖5為用于對圖2所示的壓力傳感器元件的作用進行說明的圖。圖5(a)為表示加壓狀態(tài)的剖視圖，圖5(b)為表示加壓狀態(tài)的俯視圖。圖6為對圖1所示的壓力傳感器的作用進行說明的圖，且為表示施加于壓力傳感器上的加速度與檢測壓力之間的關(guān)系的曲線圖。
[0121]如圖5(a)所示，各壓力傳感器元件2中，對應(yīng)于隔膜部66的受壓面661所受到的壓力P而隔膜部66發(fā)生變形，由此，如圖5(b)所示，壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d發(fā)生應(yīng)變，壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d的電阻值發(fā)生變化。隨此，包含壓敏電阻元件7a、7b、7c、7d在內(nèi)的電橋電路70(參照圖4)的輸出電壓V-發(fā)生變化，根據(jù)該輸出電壓Vciut,能夠求出受壓面661所受到的壓力P的大小。
[0122]在此，在產(chǎn)生了如前文所述的隔膜部66的變形時，如圖5(b)所示，在壓敏電阻元件7a、7b上產(chǎn)生沿著其寬度方向的壓縮應(yīng)變以及沿著長度方向的拉伸應(yīng)變，并且在壓敏電阻元件7c、7d上產(chǎn)生沿著其寬度方向的拉伸應(yīng)變以及沿著其長度方向的壓縮應(yīng)變。因此，在產(chǎn)生了如前文所述的隔膜部66的變形時，在壓敏電阻元件7a、7b的電阻值和壓敏電阻元件7c、7d的電阻值中，一方的電阻值將增加，另一方的電阻值將減少。
[0123]可是，在隔膜部66上，根據(jù)隔膜部66的姿態(tài)，會由于重力或沖擊等而施加有重力加速度等的加速度。因此，存在如下的情況，即，實際上，隔膜部66的撓曲變形量與因施加于隔膜部66上的壓力而產(chǎn)生的撓曲變形量有所不同。
[0124]因此，在壓力傳感器I中，如前文所述，壓力傳感器元件2a的隔膜部66的受壓面661和壓力傳感器元件2b的隔膜部66的受壓面661以朝向互為相反側(cè)(不同方向)的方式被配置。由此，能夠使在壓力傳感器I上作用了重力加速度等加速度時所產(chǎn)生的、壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7的輸出和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的輸出的變動量相互抵消或緩和。因此，能夠降低重力加速度等加速度的影響，從而高精度地對壓力進行檢測。
[0125]具體地說，如圖2所示，在隔膜部66上施加有朝向下方向的加速度G時，壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7的應(yīng)變量與僅由壓力而產(chǎn)生的應(yīng)變量相比增大了與加速度G相應(yīng)的量，而壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的應(yīng)變量與僅由壓力而產(chǎn)生的應(yīng)變量相比減小了與加速度G相應(yīng)的量。相反地，在隔膜部66上施加了朝向上方向的加速度G時，壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7的應(yīng)變量與僅由壓力而產(chǎn)生的應(yīng)變量相比減小了與加速度G相應(yīng)的量，而壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的應(yīng)變量與僅由壓力而產(chǎn)生的應(yīng)變量相比增大了與加速度G相應(yīng)的量。
[0126]因此，在相對于壓力傳感器元件2a、2b的各隔膜部66而于上下方向(隔膜部66的厚度方向)上作用加速度G時，向下方的加速度G越大，則如圖6所示，僅基于壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7的檢測壓力越小于實際的壓力(真值Po)，另一方面，僅基于壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的檢測壓力越大于實際的壓力(真值Po)。相反地，向下方的加速度G越小，則僅基于壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7的檢測壓力越大于實際的壓力(真值Po)，另一方面，僅基于壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的檢測壓力越小于實際的壓力(真值Po)。
[0127]根據(jù)如上情況，在壓力傳感器I中，能夠使在壓力傳感器I上作用有重力加速度等加速度時所產(chǎn)生的、壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7的輸出和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的輸出的變動量相互抵消或緩和。因此，能夠降低重力加速度等加速度的影響，從而高精度地對壓力進行檢測。
[0128]并且，壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7具有串聯(lián)連接的部分。由此，能夠從壓力傳感器I輸出降低了如前文所述的重力加速度等加速度的影響的一個信號。在對壓力傳感器元件2a和壓力傳感器元件2b的各自的壓敏電阻元件7進行串聯(lián)連接時，選擇在未施加加速度G的狀態(tài)下受到了壓力P時電阻值將增加的壓敏電阻元件7彼此、或電阻值將減少的壓敏電阻元件7彼此。也就是說，選擇作為來自壓敏電阻元件7中的各個壓敏電阻元件的輸出信號的電壓將增加的壓敏電阻元件7彼此、或者所述電壓將減少的壓敏電阻元件7彼此，來進行串聯(lián)連接。另外，通過將電阻值增加的壓敏電阻元件7彼此、或電阻值將減少的壓敏電阻元件7彼此分別連接一組以上，從而能夠更加高精度地對壓力進行測量。而且，通過使電阻值將增加的壓敏電阻元件7彼此、或電阻值將減少的壓敏電阻元件7彼此分別連接兩組以上來構(gòu)成電橋電路70，從而能夠進一步實施高精度的壓力測量。因此，與從壓力傳感器I輸出壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的各自的信號相比，能夠使壓力傳感器I內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)簡化，其結(jié)果為，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力傳感器I的省電化。
[0129]尤其，在以包含壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的方式被構(gòu)成的一個電橋電路70內(nèi)，能夠使在壓力傳感器I上作用了重力加速度等加速度時所產(chǎn)生的、壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7的輸出和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7的輸出的變動量相互抵消或緩和。由此，能夠從電橋電路70輸出降低了重力加速度等的加速度的影響的一個信號。
[0130]并且，在此，在壓力傳感器元件2a以及壓力傳感器元件2b中，在一方的壓力傳感器元件中，受壓面661構(gòu)成“第一受壓面”，隔膜部66構(gòu)成通過受壓面661上的受壓而進行撓曲變形的“第一隔膜部”，壓敏電阻元件7構(gòu)成被配置于隔膜部66上且對應(yīng)于應(yīng)變而輸出信號的“第一應(yīng)變檢測元件”，另一方面，在另一方的壓力傳感器元件中，受壓面661構(gòu)成“第二受壓面”，隔膜部66構(gòu)成通過受壓面661上的受壓而進行撓曲變形的“第二隔膜部”，壓敏電阻元件7構(gòu)成與該一方壓力傳感器元件的壓敏電阻元件7電連接且被配置于隔膜部66上并對應(yīng)于應(yīng)變而輸出信號的“第二應(yīng)變檢測元件”。
[0131]另外，在本實施方式中，通過由基板3對壓力傳感器元件2a以及壓力傳感器元件2b一起進行支承，從而能夠以所期望的朝向來穩(wěn)定地維持壓力傳感器元件2a、2b雙方的受壓面661。另外，能夠經(jīng)由基板3而將壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7和壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7電連接。而且，能夠從基板3輸出降低了重力加速度等加速度的影響的一個信號。在此，在壓力傳感器元件2a以及壓力傳感器元件2b中，一方的壓力傳感器元件構(gòu)成包含隔膜部66 (第一隔膜部)在內(nèi)的“第一結(jié)構(gòu)體”，另一方的壓力傳感器元件構(gòu)成包含隔膜部66(第二隔膜部)在內(nèi)的“第二結(jié)構(gòu)體”。
[0132]另外，由于壓力傳感器元件2a被配置于基板3的一面?zhèn)?，壓力傳感器元?b被配置于基板3的另一面?zhèn)?，因此使彼此的受壓?61朝向互為相反側(cè)的、壓力傳感器元件2a、2b相對于基板3的設(shè)置變得容易。
[0133]第二實施方式
[0134]接下來，對本發(fā)明的壓力傳感器的第二實施方式進行說明。
[0135]圖7為表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0136]以下，雖然對本發(fā)明的壓力傳感器的第二實施方式進行說明，但是，以與前文所述的實施方式的不同點為中心而進行說明，關(guān)于同樣的事項則省略對其說明。并且，在圖7中，對于與前文所述的實施方式同樣的結(jié)構(gòu)，標記同一符號。
[0137]第二實施方式中，將兩個壓力傳感器元件配置于基板的一側(cè)的面上，除此之外，與前文所述的第一實施方式相同。
[0138]圖7所示的壓力傳感器IA具有:兩個壓力傳感器元件2、和對該兩個壓力傳感器元件2進行支承的基板3A。
[0139]該基板3A具有基材31A、和設(shè)置于基材31A的上表面上的多個端子32以及多個端子35ο
[0140]與前文所述的第一實施方式相同地，多個端子32經(jīng)由接合材料51而與壓力傳感器元件2a連接。在本實施方式中，壓力傳感器元件2b經(jīng)由由粘合劑等構(gòu)成的接合材料51A而被接合在基板3A的上表面上。在此，壓力傳感器元件2b以使受壓面661朝向下側(cè)的方式被設(shè)置，通過接合材料51A而在壓力傳感器元件2b與基板3A之間形成有隙間。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力傳感器元件2b的受壓面661的受壓。
[0141]另外，壓力傳感器元件2b的端子843經(jīng)由由接合引線構(gòu)成的配線55而與被設(shè)置于基板3A的上表面上的端子(未圖示)電連接。由此，壓力傳感器元件2b的壓敏電阻元件7具有經(jīng)由基板3A而與壓力傳感器元件2a的壓敏電阻元件7串聯(lián)連接的部分，從而構(gòu)成了與前文所述的第一實施方式同樣的電橋電路。
[0142]如此，通過將壓力傳感器元件2a以及壓力傳感器元件2b均配置于基板3A的一面?zhèn)?，從而能夠?qū)崿F(xiàn)壓力傳感器IA的扁平化。
[0143]通過如以上所說明的壓力傳感器1A，也能夠?qū)崿F(xiàn)省電化并且發(fā)揮優(yōu)異的檢測精度。
[0144]第三實施方式
[0145]接下來，對本發(fā)明的壓力傳感器的第三實施方式進行說明。
[0146]圖8為表示本發(fā)明的第三實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0147]以下，雖然對本發(fā)明的壓力傳感器的第三實施方式進行說明，但是，以與前文所述的實施方式的不同點為中心而進行說明，關(guān)于同樣的事項省略對其的說明。并且，在圖8中，對于與前文所述的實施方式同樣的構(gòu)成，標記同一符號。
[0148]第三實施方式中，兩個壓力傳感器元件的大小互為不同并且省略了兩個壓力傳感器元件間的基板，除此之外，與前文所述的第一實施方式相同。
[0149]圖8所示的壓力傳感器IB具備經(jīng)由導(dǎo)電性的接合材料51B而被接合在一起的兩個壓力傳感器元件2B。在此，兩個壓力傳感器元件2B由壓力傳感器元件2a、和經(jīng)由導(dǎo)電性的接合材料5IB而與壓力傳感器元件2a接合的壓力傳感器元件2c構(gòu)成。如此，在本實施方式中，壓力傳感器元件2a和壓力傳感器元件2c未經(jīng)由基板而被接合在一起。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)包含壓力傳感器元件2a、2c在內(nèi)的結(jié)構(gòu)體整體的小型化。
[0150]壓力傳感器元件2c具備:基板6B，其具有隔膜部66;層疊結(jié)構(gòu)體SB，其被設(shè)置于基板6B的上表面上。層疊結(jié)構(gòu)體8B具有:層間絕緣膜81，其在基板6B上以在俯視觀察時包圍壓敏電阻元件7的方式被形成;配線層82B，其被形成于層間絕緣膜81上;層間絕緣膜83，其被形成于配線層82B以及層間絕緣膜81上;配線層84B，其被形成于層間絕緣膜83上、且具有被覆層841，所述被覆層841具備了多個細孔(開孔)；表面保護膜85，其被形成于配線層84B以及層間絕緣膜83上;密封層86，其被設(shè)置于被覆層841上。
[0151]配線層84B具有經(jīng)由接合材料51B而與壓力傳感器元件2a的端子843接合的端子843。由此，壓力傳感器元件2c與壓力傳感器元件2a電連接。而且，配線層82B以及配線層84B以形成與前文所述的第一實施方式同樣的電橋電路的方式被構(gòu)成。
[0152]另外，配線層84B具有與配線53連接的端子844。在此，壓力傳感器元件2c與壓力傳感器元件2a相比寬度較大、且具有在俯視觀察時從壓力傳感器元件2a突出的部分，并且在該部分上設(shè)置有端子844。由此，能夠經(jīng)由配線53而容易與箱體4進行連接。
[0153]另外，在本實施方式中，在壓力傳感器元件2c的外周部側(cè)設(shè)置有電路部9。由此，能夠有效地利用如前文所述的壓力傳感器元件2c的突出部分，來配置電路部9。該電路部9例如能夠包含用于向電橋電路供給電壓的驅(qū)動電路、用于對來自電橋電路的輸出進行溫度補償?shù)臏囟妊a償電路、根據(jù)來自溫度補償電路的輸出而求出所施加的壓力的壓力檢測電路、將來自壓力檢測電路的輸出轉(zhuǎn)換為預(yù)定的輸出形式(CMOS、LV-PECL、LVDS等)并進行輸出的輸出電路等。
[0154]通過如以上所說明的壓力傳感器1B，也能夠?qū)崿F(xiàn)省電化并且發(fā)揮優(yōu)異的檢測精度。
[0155]第四實施方式
[0156]接下來，對本發(fā)明的壓力傳感器的第四實施方式進行說明。
[0157]圖9為表示本發(fā)明的第四實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。圖10為表示包含圖9所示的壓力傳感器元件的壓敏電阻元件在內(nèi)的電路的圖。
[0158]以下，雖然對本發(fā)明的壓力傳感器的第四實施方式進行說明，但是以與前文所述的實施方式的不同點為中心而進行說明，關(guān)于同樣的事項省略對其說明。并且，在圖9以及圖10中，對于與前文所述的施方式同樣的結(jié)構(gòu)，標記同一符號。
[0159]第四實施方式中，各壓力傳感器元件具有多個隔膜部，除此之外，與前文所述的第一實施方式相同。
[0160]圖9所示的壓力傳感器IC具有:兩個壓力傳感器元件2C、和對兩個壓力傳感器元件2C進彳丁支承的基板3C。
[0161]兩個壓力傳感器元件2C由被設(shè)置于基板3C的上表面?zhèn)鹊膲毫鞲衅髟?d、和被設(shè)置于基板3C的下表面?zhèn)鹊膲毫鞲衅髟?e構(gòu)成。并且，在本實施方式中，雖然壓力傳感器元件2d和壓力傳感器元件2e相對于基板3C的安裝位置不同，但是結(jié)構(gòu)互為相同。
[0162]各壓力傳感器元件2C具有:多個(在本實施方式中為兩個)隔膜部66、和與之對應(yīng)的多個空洞部S。并且，各壓力傳感器元件2C所具有的隔膜部66的數(shù)量并不限定于前文所述的數(shù)量，也可以為三個以上。另外，空洞部S也可以與兩個以上的隔膜部相對應(yīng)，或者與其他空洞部S連通。
[0163]基板3C具有:基材31C;多個端子32，它們被設(shè)置于基材31C的上表面上；多個端子33，它們被設(shè)置于基材31C的下表面上;配線34，其貫通基材31C而對端子32、33之間進行連接;多個端子35，它們被設(shè)置于基材31C的上表面上。由此，以構(gòu)成如圖10所示這樣的電橋電路70C的方式，兩個壓力傳感器元件2C經(jīng)由基板3C而被電連接。
[0164]如此，通過使各壓力傳感器元件2C具有多個隔膜部66，從而能夠提高S/N比。
[0165]根據(jù)如以上說明的壓力傳感器1C，也能夠?qū)崿F(xiàn)省電化并且發(fā)揮優(yōu)異的檢測精度。
[0166]第五實施方式
[0167]接下來，對本發(fā)明的壓力傳感器的第五實施方式進行說明。
[0168]圖11為表示本發(fā)明的第五實施方式所涉及的壓力傳感器的主要部分的剖視圖。
[0169]以下，雖然對本發(fā)明的壓力傳感器的第五實施方式進行說明，但是，以與前文所述的實施方式的不同點為中心而進行說明，關(guān)于同樣的事項省略對其說明。并且，在圖11中，對于與前文所述的實施方式同樣的構(gòu)成，標記同一符號。
[0170]第五實施方式中，通過基板的貼合而構(gòu)成壓力基準室，除此之外，與前文所述的第一實施方式相同。
[0171]圖11所示的壓力傳感器ID具有:使具有隔膜部66的兩個基板6的處理層側(cè)的面彼此經(jīng)由基板68而被接合在一起的壓力傳感器元件2D、和對壓力傳感器元件2D進行支承的基板3D。
[0172]壓力傳感器元件2D中，通過使各基板6的凹部被基板68封閉，從而構(gòu)成了作為壓力基準室而發(fā)揮功能的空洞部S。作為基板68，雖然不進行特別限定，但是，例如，能夠使用硅基板、玻璃基板等。另外，作為基板68和各基板6的接合方法，雖然不進行特別限定，但是，例如，在基板68為硅基板的情況下，能夠使用直接接合法，另外，在基板68為玻璃基板的情況下，能夠使用陽極接合法。
[0173]另外，各基板6所具有的隔膜部66的與基板68相反側(cè)的面構(gòu)成了受壓面661D。在此，兩個隔膜部66的受壓面661D朝向互為相反側(cè)，一側(cè)的受壓面661D構(gòu)成“第一受壓面”，另一側(cè)的受壓面661D構(gòu)成“第二受壓面”，并且具有該一側(cè)的受壓面661D的隔膜部66構(gòu)成“第一隔膜部”，具有該另一側(cè)的受壓面661D的隔膜部66構(gòu)成“第二隔膜部”。
[0174]另外，在本實施方式中，在基板6的與基板68相反側(cè)的面上設(shè)置有多個端子67，兩個基板6中的一方(在圖11中，相對于基板68而處于下側(cè))的基板6的端子67經(jīng)由導(dǎo)電性的接合材料59而與基板3D所具有的端子58連接。另外，兩個基板6中的另一方(在圖11中，相對于基板68而處于上側(cè))的基板6的端子67經(jīng)由由接合引線構(gòu)成的配線56而與基板3D所具有的端子57電連接。由此，以與前文所述的第一實施方式同樣地形成電橋電路的方式，壓力傳感器元件2D以及基板3D被相互電連接。
[0175]這樣的壓力傳感器元件2D能夠在一個元件上設(shè)置朝向互為相反側(cè)的受壓面661D。因此，能夠簡化壓力傳感器ID的結(jié)構(gòu)。
[0176]即使根據(jù)如以上說明的壓力傳感器1D，也能夠?qū)崿F(xiàn)省電化并且發(fā)揮優(yōu)異的檢測精度。
[0177]改變例
[0178]圖12為表示圖11所示的主要部分的改變例的剖視圖。
[0179]在前文所述的壓力傳感器ID中，也可以省略基板68，如圖12所示，使兩個基板6彼此直接接合在一起。在該情況下，一方的基板6的凹部和另一方的基板6的凹部被相互封閉，從而形成空洞部S(壓力基準室)。換言之，兩個壓力基準室(第一壓力基準室以及第二壓力基準室)連通。由此，能夠簡易地使第一壓力基準室的壓力與第二壓力基準室的壓力相等，并使一方的隔膜部66(第一隔膜部)以及另一方的隔膜部66(第二隔膜部)以共通的壓力為基準而進行撓曲變形。因此，能夠容易地進行壓力傳感器的設(shè)計和制造。
[0180]第六實施方式
[0181]接下來，對本發(fā)明的壓力傳感器的第六實施方式進行說明。
[0182]圖13為表示本發(fā)明的第六實施方式所涉及的壓力傳感器的剖視圖，圖14為表示圖13所示的壓力傳感器的主要部分的俯視圖。
[0183]以下，雖然對本發(fā)明的壓力傳感器的第六實施方式進行說明，但是，以與前文所述的實施方式的不同點為中心而進行說明，關(guān)于同樣的事項省略對其說明，并且，在圖13以及圖14中，對于與前文所述的實施方式同樣的構(gòu)成，標記同一符號。
[0184]第六實施方式中，利用撓性配線基板而對兩個壓力傳感器元件進行支承，除此之夕卜，與前文所述的第一實施方式相同。
[0185]圖13所示的壓力傳感器IE具有:兩個壓力傳感器元件2(2a、2b)、對兩個壓力傳感器元件2進行收納的箱體4E(容器)、填充于箱體4E內(nèi)的壓力傳遞介質(zhì)10。
[0186]箱體4E具有:板狀的基座41;框狀的框體42E，其被接合在基座41的一側(cè)的面上;撓性配線基板44(FPC:Flexible Printed Circuits)，其被接合于框體42E的與基座41相反側(cè)的面上;筒狀的筒體43，其被接合于撓性配線基板44的與框體42E相反側(cè)的面上。在此，撓性配線基板44以被夾在框體42E與筒體43之間的方式被設(shè)置，并通過粘合劑45而與框體42E以及筒體43接合。
[0187]撓性配線基板44具有如下的功能，S卩，在箱體4E內(nèi)對兩個壓力傳感器元件2進行支承的功能、與兩個壓力傳感器元件2—起構(gòu)成電橋電路且將來自該電橋電路的電信號向箱體4E的外部輸出的功能。這樣的撓性配線基板44由具有撓性的基材441、和形成于基材441的上表面?zhèn)鹊亩鄠€配線442構(gòu)成。
[0? 88] 如圖14所不，在俯視觀察時基材441的中央部具有開口部4411。另外，基材441具有從箱體4E內(nèi)向箱體4E的外部引出的部分。作為基材441的構(gòu)成材料，只要基材441具有撓性以及絕緣性，則不進行特別限定，但是，例如，可列舉出聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)等，也可以將所述材料中的I種或者2種以上進行組合使用。
[0189]各配線442的一部分成為從基材441上向開口部4411側(cè)突出的飛線4421。在該飛線4421的頂端部處，經(jīng)由未圖示的導(dǎo)電性的接合材料(例如，焊錫等金屬釬料、金凸點等的金屬凸點、導(dǎo)電性粘合劑等)，而與壓力傳感器元件2的端子843接合。由此，各壓力傳感器元件2被撓性配線基板44支承，并且與撓性配線基板44電連接。在此，壓力傳感器元件2a和壓力傳感器元件2b以使受壓面661朝向互為相反側(cè)的方式被配置。
[0190]另外，多個配線442以與壓力傳感器元件2a、2b—起形成電橋電路的方式被構(gòu)成。而且，多個配線442中的四個配線442為了向該電橋電路輸入驅(qū)動電壓以及取出輸出信號，從而在基材441上被引出至箱體4E的外部。
[0191]另外，作為配線442的構(gòu)成材料，只要具有導(dǎo)電性，則不進行特別限定，例如，可列舉出 N1、Pt、L1、Mg、Sr、Ag、Cu、Co、Al 等金屬、包含這些金屬的MgAg、AlL1、CuLi 等合金、ITO、SnO2等氧化物等，也可以將所述材料中的I種或者2種以上進行組合而使用。。
[0192]并且，配線442的數(shù)量以及配置等并不限定于圖示的內(nèi)容，能夠根據(jù)各壓力傳感器元件2內(nèi)的配線結(jié)構(gòu)等來適當?shù)剡M行設(shè)定。
[0193]如此，通過在撓性配線基板44上配置壓力傳感器元件2a、2b，從而能夠降低在壓力傳感器元件2a、2b上從外部作用應(yīng)力的情況。其結(jié)果為，能夠提高檢測精度。
[0194]即使根據(jù)如以上說明的壓力傳感器1E，也能夠?qū)崿F(xiàn)省電化并且發(fā)揮優(yōu)異的檢測精度。
[0195]2.便攜設(shè)備
[0196]接下來，對具備本發(fā)明的壓力傳感器的便攜設(shè)備(本發(fā)明的便攜設(shè)備)的一個示例進行說明。圖15為表示本發(fā)明的便攜設(shè)備的一個示例的立體圖。
[0197]便攜設(shè)備200為可佩帶于使用者的手腕上的手表型的便攜設(shè)備。在該便攜設(shè)備200的內(nèi)部搭載有壓力傳感器I，利用壓力傳感器I的檢測壓力，能夠在顯示部201上顯示當前地點的海拔高度，或者當前地點的氣壓等。
[0198]并且，在該顯示部201上，除上述內(nèi)容之外，還可以顯示當前時刻、使用者的心率、
天氣等各種信息。
[0199]根據(jù)這樣的便攜設(shè)備200，無論使用者的使用狀況(例如便攜設(shè)備200的姿態(tài))或壓力傳感器I的安裝方向等如何，壓力傳感器I都能夠降低重力加速度等加速度的影響從而高精度地對壓力進行檢測。另外，由于壓力傳感器I省電力，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)便攜設(shè)備200的小型化，或者增加便攜設(shè)備200的設(shè)計上的自由度。
[0200]并且，本發(fā)明的便攜設(shè)備并不限定于前文所述的手表型，例如，還能夠應(yīng)用于智能電話、手機、頭戴式顯示器等各種便攜設(shè)備。
[0201]3.電子設(shè)備
[0202]接下來，對應(yīng)用了具備本發(fā)明的壓力傳感器的電子設(shè)備的導(dǎo)航系統(tǒng)進行說明。圖16為表不本發(fā)明的電子設(shè)備的一個不例的主視圖。
[0203]在導(dǎo)航系統(tǒng)300具備:未圖示的地圖信息、來自GPS(全球定位系統(tǒng):G1baIPosit1ning System)的位置信息取得單元、基于陀螺傳感器以及加速度傳感器與車速數(shù)據(jù)而實施的自主導(dǎo)航單元、壓力傳感器1、對預(yù)定的位置信息或者前進信息進行顯示的顯示部301。
[0204]根據(jù)該導(dǎo)航系統(tǒng)，除了所取得的位置信息之外，還能夠取得高度信息。例如在沿著與一般道路在位置信息上顯示出大致相同的位置的高架道路行駛的情況下，在不具有高度信息的情況下，在導(dǎo)航系統(tǒng)中無法判斷是在一般道路上行駛還是在高架道路上行駛，作為優(yōu)先信息，而將一般道路的信息提供給使用者。因此，在本實施方式所涉及的導(dǎo)航系統(tǒng)300中，能夠通過壓力傳感器I而取得高度信息，能夠?qū)囊话愕缆废蚋呒艿缆愤M入而產(chǎn)生的高度變化進行檢測，并將高架道路的行駛狀態(tài)下的導(dǎo)航信息提供給使用者。
[0205]尤其是，在導(dǎo)航系統(tǒng)300中，壓力傳感器I為省電力且能夠降低重力加速度等加速度的影響從而高精度地對壓力進行檢測。
[°206] 并且，顯示部301例如成為液晶屏幕顯示器或有機EL(Electro Luminescence，電致發(fā)光)顯示器等可實現(xiàn)小型且薄型化的結(jié)構(gòu)。
[0207]并且，具備本發(fā)明的壓力傳感器的電子設(shè)備，并不局限于上述的電子設(shè)備，例如，可以應(yīng)用于個人計算機、手機、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計、血壓計、血糖儀、心電圖測量裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、各種測量設(shè)備、計量儀器類(例如、車輛、航空器、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器等。
[0208]4.移動體
[0209]接下來，對應(yīng)用了本發(fā)明的壓力傳感器的移動體(本發(fā)明的移動體)進行說明。圖17為表示本發(fā)明的移動體的一個示例的立體圖。
[0210]如圖17所示，移動體400具有車身401和四個車輪402，并被構(gòu)成為，通過設(shè)置于車身401上的未圖示的動力源(發(fā)動機)而使車輪402旋轉(zhuǎn)。在這樣的移動體400中，內(nèi)置有導(dǎo)航系統(tǒng)300(壓力傳感器I)。
[0211]根據(jù)這樣的移動體400，壓力傳感器I為省電力且能夠降低重力加速度等加速度的影響從而高精度地對壓力進行檢測。
[0212]以上，根據(jù)圖示的各實施方式而對本發(fā)明的壓力傳感器、便攜設(shè)備、電子設(shè)備以及移動體進行了說明，但是，本發(fā)明并不限定于此，各部的結(jié)構(gòu)可以置換為具有相同功能的任意的結(jié)構(gòu)。另外，也可以追加其他任意的結(jié)構(gòu)物或工序。
[0213]另外，在前文所述的實施方式中，設(shè)置于一個隔膜部上的壓敏電阻元件(應(yīng)變檢測元件)的數(shù)量并不限定于前文所述的實施方式，既可以為一個以上且三個以下，也可以為五個以上。另外，被設(shè)置于隔膜部的一處的壓敏電阻元件也可以不采用各由兩個壓敏電阻元件串聯(lián)連接而成的方式，也可以各由一個壓敏電阻元件串聯(lián)連接而成。另外，壓敏電阻元件的配置或形狀等也并不限定于前文所述的實施方式，例如，也可以在前文所述的實施方式中，在隔膜部的中央部配置壓敏電阻元件。
[0214]另外，雖然在前文所述的實施方式中，以第一受壓面和第二受壓面朝向互為正相反側(cè)的情況為例而進行了說明，但是，只要第一受壓面以及第二受壓面的朝向包含相互成為相反方向的成分，就能夠使在壓力傳感器上作用有重力加速度等加速度時所產(chǎn)生的第一應(yīng)變檢測元件的輸出和第二應(yīng)變檢測元件的輸出的變動量相互抵消或緩和。在該情況下，只要考慮到第一受壓面以及第二受壓面的相互傾斜角度而進行設(shè)計即可。在該情況下，即使需要用于補正的電路，可以使其成為比較簡易的電路。
[0215]另外，雖然在前文所述的實施方式中，以第一隔膜部和第二隔膜部具有互為相同的結(jié)構(gòu)的情況為例而進行了說明，但是，即使第一隔膜部和第二隔膜部具有互為不同的結(jié)構(gòu)，也能夠使在壓力傳感器上作用有重力加速度等加速度時所產(chǎn)生的第一應(yīng)變檢測元件的輸出和第二應(yīng)變檢測元件的輸出的變動量相互抵消或緩和。在該情況下，只要考慮到第一隔膜部以及第二隔膜部的寬度、厚度、材質(zhì)等的不同而進行設(shè)計即可。
[0216]符號說明
[0217]1......壓力傳感器；
[0218]IA......壓力傳感器；
[0219]IB......壓力傳感器；
[0220]IC......壓力傳感器；
[0221]ID......壓力傳感器；
[0222]IE......壓力傳感器；
[0223]2......壓力傳感器元件；
[0224]2B......壓力傳感器元件；
[0225]2C......壓力傳感器元件；
[0226]2D......壓力傳感器元件；
[0227]2a......壓力傳感器元件；
[0228]2b......壓力傳感器元件；
[0229]2c......壓力傳感器元件；
[0230]2d......壓力傳感器元件；
[0231]2e......壓力傳感器元件；
[0232]3......基板；
[0233]3A......基板；
[0234]3C......基板；
[0235]3D......基板；
[0236]4......箱體；
[0237]4E......箱體；
[0238]6......基板；
[0239]6B......基板；
[0240]7......壓敏電阻元件；
[0241]7a......壓敏電阻元件；
[0242]7b......壓敏電阻元件；
[0243]7c......壓敏電阻元件；
[0244]7d......壓敏電阻元件；
[0245]8......層疊結(jié)構(gòu)體；
[0246]8B......層疊結(jié)構(gòu)體；
[0247]9......電路部；
[0248]10......壓力傳遞介質(zhì)；
[0249]31......基材；
[0250]31A......基材；
[0251]31C......基材；
[0252]32......端子；
[0253]33......端子；
[0254]34......配線；
[0255]35......端子；
[0256]41......基座；
[0257]42......框體；
[0258]42E......框體；
[0259]43......筒體；
[0260]44......撓性配線基板；
[0261]45......粘合劑；
[0262]51......接合材料；
[0263]51A......接合材料；
[0264]51B......接合材料；
[0265]53......配線；
[0266]54......外部端子；
[0267]55......配線；
[0268]56......配線；
[0269]57......端子；
[0270]58......端子；
[0271]59......接合材料；
[0272]61......半導(dǎo)體基板；
[0273]62......絕緣膜；
[0274]63......絕緣膜；
[0275]64......導(dǎo)體層;
[0276]65......凹部；
[0277]66......隔膜部;
[0278]67......端子；
[0279]68......基板；
[0280]70......電橋電路；
[0281]70C......電橋電路；
[0282]81......層間絕緣膜；
[0283]82......配線層;
[0284]82B......配線層；
[0285]83......層間絕緣膜；
[0286]84......配線層;
[0287]84B......配線層；
[0288]85......表面保護膜；
[0289]86......密封層;
[0290]200......便攜設(shè)備；
[0291]201......顯示部；
[0292]300......導(dǎo)航系統(tǒng)；
[0293]301......顯示部；
[0294]400......移動體；
[0295]401......車身；
[0296]402......車輪；
[0297]421......高低差；
[0298]431......開口；
[0299]441......基材；
[0300]442......配線；
[0301]611......硅層；
[0302]612......氧化硅層；
[0303]613......硅層；
[0304]661......受壓面；
[0305]661D......受壓面；
[0306]841......被覆層；
[0307]842......細孔；
[0308]843......端子；
[0309]844......端子；
[0310]4411......開口部；
[0311]4421......飛線；
[0312]AVDC......驅(qū)動電壓；
[0313]G......加速度；
[0314]P......壓力；
[0315]P0......真值；
[0316]S......空洞部；
[0317]Vout......輸出電壓。
【主權(quán)項】
1.一種壓力傳感器，其特征在于，具備: 第一隔膜部，其具有第一受壓面，并且所述第一隔膜部通過在所述第一受壓面上的受壓而進行撓曲變形； 第二隔膜部，其具有朝向與所述第一受壓面不同的方向而被配置的第二受壓面，并且所述第二隔膜部通過在所述第二受壓面上的受壓而進行撓曲變形； 第一應(yīng)變檢測元件，其被配置于所述第一隔膜部上，并且根據(jù)所述第一應(yīng)變檢測元件的應(yīng)變而輸出信號； 第二應(yīng)變檢測元件，其被配置于所述第二隔膜部上，并且根據(jù)所述第二應(yīng)變檢測元件的應(yīng)變而輸出信號，且所述第二應(yīng)變檢測元件與所述第一應(yīng)變檢測元件被串聯(lián)連接。2.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其中， 串聯(lián)連接的所述第一應(yīng)變檢測元件和所述第二應(yīng)變檢測元件具備多組。3.如權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，具備: 在所述第一受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將增加的所述第一應(yīng)變檢測元件； 在所述第一受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將減少的所述第一應(yīng)變檢測元件； 在所述第二受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將增加，并且與所述信號增加的所述第一應(yīng)變檢測元件串聯(lián)連接的所述第二應(yīng)變檢測元件； 在所述第二受壓面所受到的壓力增加時輸出的所述信號將減少，并且與所述信號減少的所述第一應(yīng)變檢測元件串聯(lián)連接的所述第二應(yīng)變檢測元件。4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的壓力傳感器，其中， 具備電橋電路，所述電橋電路具有所述第一應(yīng)變檢測元件以及所述第二應(yīng)變檢測元件。5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的壓力傳感器，具備: 第一壓力基準室，所述第一隔膜部構(gòu)成所述第一壓力基準室的壁部的一部分； 第二壓力基準室，所述第二隔膜部構(gòu)成所述第二壓力基準室的壁部的一部分。6.如權(quán)利要求5所述的壓力傳感器，其中， 所述第一壓力基準室與所述第二壓力基準室連通。7.如權(quán)利要求5或6所述的壓力傳感器，其中， 所述第一壓力基準室與所述第二壓力基準室中的至少一方具有層疊結(jié)構(gòu)的壁部。8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的壓力傳感器，其中: 具備對包含所述第一隔膜部的第一結(jié)構(gòu)體和包含所述第二隔膜部的第二結(jié)構(gòu)體進行支承的基板。9.如權(quán)利要求8所述的壓力傳感器，其中， 所述第一結(jié)構(gòu)體被配置于所述基板的一面?zhèn)?，所述第二結(jié)構(gòu)體被配置于所述基板的另一面?zhèn)取?0.如權(quán)利要求8所述的壓力傳感器，其中， 所述第一結(jié)構(gòu)體以及所述第二結(jié)構(gòu)體均被配置于所述基板的一面?zhèn)取?1.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的壓力傳感器，其中， 具備容器，所述容器具有開口，并對包含所述第一隔膜部的第一結(jié)構(gòu)體和包含所述第二隔膜部的第二結(jié)構(gòu)體進行收納。12.如權(quán)利要求11所述的壓力傳感器，其中， 在所述容器內(nèi)具備至少對所述第一受壓面和所述第二受壓面進行覆蓋的液體狀或凝膠狀的壓力傳遞介質(zhì)。13.一種便攜設(shè)備，其特征在于， 具備權(quán)利要求1至12中任一項所述的壓力傳感器。14.一種電子設(shè)備，其特征在于， 具備權(quán)利要求1至12中任一項所述的壓力傳感器。15.—種移動體，其特征在于， 具備權(quán)利要求1至12中任一項所述的壓力傳感器。
【文檔編號】G01L1/22GK105938030SQ201610100018
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月23日
【發(fā)明人】竹內(nèi)淳, 竹內(nèi)淳一
【申請人】精工愛普生株式會社