[发明专利]物理量检测器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物理量检测器及其制造方法，尤其是，涉及一种耐回流焊特性优异的物理量检测器及其制造方法。

背景技术

一直以来，存在一种隔膜式的压力传感器等的物理量检测器，其具有：压电振子，其作为力检测元件而使用；隔膜，其承受压力(气体或液体的压力等)、或通过外力被按压从而发生挠曲。例如，在专利文献1至4中所公开的隔膜式的压力传感器由隔膜层、基座层(盖部)和作为中间层的压敏元件层构成。在压敏元件层的中央部处配置有，通过双音叉振子等而构成的压敏元件。在隔膜层上设置有一对用于对被配置在压敏元件的压敏部(振动部)的两端处的一对基部进行固定的支承部，并且所述一对基部通过粘合剂等接合材料而被一对支承部固定并支承。当承受了被检测压力的隔膜层挠曲并位移时，该位移将通过隔膜层而被转换为力，并向作为物理量检测元件的压敏元件传递，所述压敏元件的共振频率将通过由于所传递的力而在内部产生的内部应力(牵拉应力或压缩应力)，而发生变化，从而该隔膜式的压力传感器对该共振频率的变动进行测定，进而对所述被检测压力进行检测。

当制造压力传感器时，首先对隔膜层和压敏元件层进行接合，之后对压敏元件层和基座层进行接合。在专利文献1中公开了一种使用粘合剂进行接合的技术。

在此，当用于接合的接合材料与隔膜层、压敏元件层、基座层之间的热膨胀系数不同时，将产生由于温度变化而导致的热变形，并且因为该热变形从而所述内部应力发生变化。压敏元件的共振频率由于该内部应力的变化而发生变动，从而产生对被测定应力的检测精度降低的问题。

为了防止这种由于热变形而导致的压力检测的精度降低，在专利文献2至4中提出如下方案，即，当用水晶基板分别形成隔膜层、基座层、压敏元件层时，使接合材料的热膨胀系数与水晶的热膨胀系数大致相等。

由于在将隔膜层、压敏元件层以及基座层的热膨胀系数与接合材料的热膨胀系数设定为大致相同时，即使被暴露的压力传感器所在的环境气氛的温度发生变化，并随之产生了各个部件的膨胀或收缩，接合材料也会以相同的比例(膨胀率)进行膨胀或收缩，因此不会产生因热变形而引起的内部应力，其结果为，不会发生压力检测精度的劣化。

然而，当将接合材料的热膨胀系数设定为与压力传感器的各个部件的热膨胀系数大致相等时，会产生如下的问题。

当将压力传感器的各个部件设定为水晶时，因为水晶为结晶材料，因此热膨胀系数为约14(ppm/K)，且与被用于接合材料中的通常的PbO(氧化铅)类低熔点玻璃相比较大。虽然PbO类低熔点玻璃通过混合金属氧化物等填充物，从而能够增大热膨胀系数以与水晶的热膨胀系数相一致，但熔点降低。当在使用以此种方式使热膨胀系数与水晶相一致从而熔点降低了的低熔点玻璃，对压力传感器的各个部件进行了接合之后，通过回流焊等高温处理而将该压力传感器安装在电路基板等的安装基板上时，对所述压敏元件的所述一对基部和所述隔膜层进行接合的低熔点玻璃将发生再熔融。由于该再熔融，从而所述压敏元件的所述一对基部与所述隔膜的所述一对支承部之间的固定点产生偏移，由此导致所述低熔点玻璃在产生了该偏移的状态下再固化。因此，存在如下的问题，即，由于在环境气氛的温度发生变化且随之产生了各个部件的膨胀或收缩时所产生的热变形的程度(水平)，与所述再熔融前的热变形相比较产生差异，从而产生于压敏元件中的内部应力将因该热变形的差而发生变化，因此成为在应当检测出的压力值中产生漂移等的变动的原因。

专利文献1：日本特开2008-275445号公报

专利文献2：日本特开2010-117342号公报

专利文献3：日本特开2010-164500号公报

专利文献4：日本特开2010-164362号公报

发明内容

因此，本发明是为了解决上述课题而实施的，其目的在于，提供一种减少由于回流焊等高温处理而产生压力检测值的漂移的现象的、物理量检测器及其制造方法。

而且，目的在于，提供一种能够防止因由于温度变化而导致的压敏元件的热变形所引起的内部应力的变动，从而能够实现高精度的压力检测的物理量检测器及其制造方法。

而且，目的在于，提供一种考虑到回流焊等高温处理对接合材料的再熔融和热膨胀系数的影响程度，从而能够实现更高精度的压力检测的物理量检测器及其制造方法。

而且，目的在于，提供一种能够通过接合材料而良好地对各个部件进行接合的物理量检测器的制造方法。

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而被实施的，并且能够作为以下的方式或应用例而实现。

应用例1