[发明专利]压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及压力传感器，特别是涉及具有隔膜(diaphragm)的压力传感器。

背景技术

利用半导体的压阻效应的压力传感器，由于小型、轻量、高灵敏度而广泛应用于工业测量、医疗等领域。在这样的压力传感器中，在半导体基板上形成有隔膜。进而，在隔膜上形成有应变片。利用对隔膜施加的压力，使应变片发生变形。检测由压阻效应引起的应变片的电阻变化，从而测定压力。

并且，公开了一种为了减少串扰(cross talk)而将静压检测用的测定元件设置在最佳位置的压力传感器(专利文献1)。在专利文献1的压力传感器中，在传感器芯片与基座之间的接合部的外侧设置静压检测用测定元件。具体而言，在传感器芯片的中央形成有正方形的差压用隔膜。进而，在差压用隔膜的周缘部或者中心部设置有差压检测用测定元件。在差压用隔膜的外侧设置有静压检测用测定元件。

进一步，公开了在半导体基板上设置有静压检测用的隔膜的压力传感器(专利文献2)。在专利文献2的压力传感器中，在圆形的差压用隔膜的外周形成有圆环状的静压用隔膜。进而，在静压用隔膜形成有4个静压用测定元件。在周方向等间隔地配置有4个静压用测定元件。即，两个静压用测定元件以夹着差压用隔膜对置的方式配置。通过形成静压用隔膜，能够提高静压的灵敏度。

如上所述，由应变而引起电阻变化的压阻元件作为测定元件使用。即，根据由压力产生的半导体基板的应变，压阻元件的电阻发生变化。利用电桥电路检测电阻的变化量，从而能够测定压力。

【专利文献1】日本特开2002-277337号公报

【专利文献2】日本特开平6-213746号公报

但是，作为测定元件使用的压阻元件会受到测定气氛温度的影响。例如，由于半导体基板和玻璃基座等的热膨胀系数的不同而产生热应力。由于该热应力，半导体基板上的测定元件产生应变。因此，在测定气氛温度不同的情况下，成为测定误差的原因。

并且，在压力传感器中，为了实现小型化，需要缩小隔膜。但是，如果缩小隔膜，则测定灵敏度下降。例如，如果使静压检测用隔膜的长宽比(长度和厚度的比)恒定，则应力的峰值恒定。但是，即便使长宽比恒定，如果缩小隔膜，则应力的峰宽变小。因此，难以充分取得灵敏度。换言之，如果为了增高测定灵敏度而增大隔膜，则难以实现压力传感器的小型化。

这样，存在难以实现小型且高性能的压力传感器这样的问题点。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种小型且高性能的压力传感器。

本发明所涉及的第1压力传感器，具备：基板；差压用隔膜，该压差用隔膜设置于该基板的中央部；压差用测定元件，该差压用测定元件设置于该差压用隔膜；两个静压用隔膜，这两个静压用隔膜设置于差压用隔膜的外周部；第1静压用测定元件，该第1静压用测定元件形成在两个静压用隔膜中的第1静压用隔膜的端部；以及第2静压用测定元件，该第2静压用测定元件形成在两个静压用隔膜中的第2静压用隔膜的中央部。在此，能够使连结差压用隔膜的中心和第1静压用隔膜的中心的直线，与连结差压用隔膜的中心和第2静压用隔膜的中心的直线正交。

并且，本发明所涉及的第2压力传感器，具备：基板；差压用隔膜，该差压用隔膜设置于该基板的中央部；差压用测定元件，该差压用测定元件设置于该差压用隔膜；一个静压用隔膜，该静压用隔膜设置于差压用隔膜的外周部；第1静压用测定元件，该第1静压用测定元件形成于静压用隔膜的端部；以及第2静压用测定元件，该第2静压用测定元件形成于静压用隔膜的中央部。在此，能够在静压用隔膜的基板中心侧的端部或者基板端侧的端部形成第1静压用测定元件。

如果采用这样的结构，则即便在压力传感器小型化的情况下也能够抑制测定灵敏度的下降。即，在本发明所涉及的压力传感器中，将第1静压用测定元件形成于静压用隔膜的端部，将第2静压用测定元件形成于静压用隔膜的中央部，因此，由施加压力产生的应变所引起的电阻变动在这两个静压用测定元件的一方中为正，在另一方中为负。因此，能够抑制相对于静压的测定灵敏度的下降。进而，这两个静压用测定元件能够配置在一个静压用隔膜的端部和中央部，至多具有两个静压用隔膜就足够了，因此能够将静压用隔膜的个数减少至一个或者两个。因此，能够实现压力传感器的小型化。