CN101726375A - 压力传感器及受压单元 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供压力传感器及受压单元,能够在不使挠性部的弯曲灵敏度劣化的情况下抑制膜片的振动。本发明的压力传感器(10)具有:感压元件,其具有感压部和与该感压部的两端连接的一对基部(36);受压单元,其在一个主面上具有受压面(43),并在该受压面背侧的另一个主面上设置有一对支撑部(45),一对支撑部(45)覆盖上述感压元件的一个主面侧并分别支撑上述感压元件的上述一对基部(36),其特征在于,上述受压单元在相对于通过上述另一个主面的中心并朝上述一对支撑部(45)的排列方向延伸的第1假想线、以及通过上述中心并朝与上述第1假想线垂直的方向延伸的第2虚拟线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上具有厚壁部(50)。
Description
技术领域
本发明特别涉及将压电元件用作压力检测元件的压力传感器及受压单元。
背景技术
作为由膜片(diaphragm)和双音叉振动片构成的压力传感器,公开有专利文献1和2,其中,膜片作为具有接受被测定压力而弯曲的挠性部的受压单元,双音叉振动片作为支撑固定在该膜片的支撑部上的感压元件。
对于专利文献1公开的压力传感器而言,当受到压力的膜片发生了弯曲时,由该弯曲引起的力经由上述支撑部而传递到双音叉振子,使上述双音叉振子也发生弯曲,由此在振子的振动臂(梁)方向上产生弹力作用。通过由该弹力作用产生的内部应力,使双音叉振子的谐振频率发生变化。可以通过将该谐振频率的变化转换成压力变化来检测压力变动。
上述感压元件具有感压部和连接在感压部两端的一对基部,将力的检测方向设定为检测轴,感压元件的上述一对基部的排列方向与上述检测轴成平行关系。对于双音叉型压电振子而言,梁(beam)的延伸方向与检测轴成平行关系。
但是存在这样的问题:当膜片的弯曲增大时,弯曲成圆弧状的膜片的中央部接触到双音叉振动片,导致双方发生损伤等。
因此,在专利文献2中,为了解决该问题,如图9所示在膜片1的中央区域设置厚壁部2,从而即使在膜片1的弯曲变大时,膜片1的弯曲也不会导致膜片1的中央区域变形成圆弧状。由此,能够防止膜片1的中央部3接触到双音叉振动片4。
【专利文献1】日本特开2004-132913号公报
【专利文献2】日本特开2007-327992号公报
这里,如专利文献1所述,在膜片的厚度均匀的情况下,当双音叉振动片的振动经由支撑部向膜片传递时,膜片自身开始振动,膜片的固有频率耦合到双音叉振子的谐振频率中。此时存在如下问题:当膜片的固有振动的谐振频率接近双音叉振子的谐振频率时,膜片的谐振频率在双音叉振子的谐振频率附近作为复谐振、乱真而出现,导致从与双音叉振子电连接的振荡电路振荡产生的频率发生变动。
此外,双音叉振子的振动状态可以由CI值来表示。图10(1)是表示CI值与压力之间的关系的曲线图。(2)是示意性地表示膜片的平面状振动状态的图。如(1)所示,当压力(kPa)发生变化时,存在在特定压力下CI(k-ohm)发生变化的位置(点A等)。在CI值发生变化的位置(CI值异常点,即发生了Dip的位置),膜片的振动十分剧烈。
接下来,(2)表示发生了Dip的压力30(kPa)的点A和未发生Dip的压力100(kPa)的点B处的矩形的膜片的振动状态。对于存在Dip的点A情况,观测到膜片中央部的振动较大,与此相对,对于不存在Dip的点B的情况,与点A相比观测到膜片中央部的振动较小。
根据以上检验结果可推断出,在压力测定环境下,在压力发生变动的过程中,如图11(1)所示,在未发生Dip的压力下,不会由于压力变化而导致双音叉振动片的谐振频率发生移动。但是,如(2)所示,在发生了Dip的压力下,由于双音叉振动片的谐振频率接近膜片的频率而导致频率发生偏移和变动。
因此,像用手指触压振动的弦乐器的弦时抑制了振动那样,可以期待专利文献2所公开的如下效果,即:为了防止上述挠性部发生弯曲时上述中央部的变形,在上述中央部设置厚壁部,由此来抑制膜片的谐振。
这里,在为了抑制膜片振动而在膜片上配置厚壁部时,本发明人对膜片的挠性部的灵敏度与厚壁部的配置场所之间的相关关系进行了仿真,结果认识到,对于专利文献2所示的在膜片中央部配置厚壁部的结构而言,存在挠性部的弯曲灵敏度损失变大的问题。
发明内容
本发明的目的在于,为了解决上述现有技术的问题,提供一种能够在不使挠性部的弯曲灵敏度劣化的情况下抑制膜片的振动的压力传感器及受压单元。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,可以作为以下方式或应用例来实现。
[应用例1]一种压力传感器,该感压传感器具有:感压元件,其具有感压部和与该感压部的两端连接的一对基部;以及受压单元,其在一个主面上具有受压面,并在该受压面背侧的另一个主面上设置有一对支撑部,所述一对支撑部覆盖上述感压元件的一个主面侧,并且分别支撑上述感压元件的上述一对基部,该压力传感器的特征在于,上述受压单元在相对于第1假想线和第2假想线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上具有厚壁部,其中,所述第1假想线通过所述另一个主面的中心并朝上述一对支撑部的排列方向延伸,所述第2假想线通过上述中心并朝与上述第1假想线垂直的方向延伸。
由此,具有抑制受压单元振动的效果的厚壁部形成在相对于第1假想线和第2假想线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上,其中,第1假想线通过另一个主面的中心并朝一对支撑部的排列方向延伸,第2假想线通过上述中心并朝与第1假想线垂直的方向延伸。因此,抑制了Dip,同时不会使受压单元的弯曲灵敏度劣化。
[应用例2]根据应用例1所述的压力传感器,其特征在于,上述厚壁部一体形成在上述受压单元的上述一个主面和上述另一个主面中的至少任意一个主面上。
由此,能够与受压单元的制造工序一起形成厚壁部,能够缩短简化厚壁部的制造工序。
[应用例3]根据应用例1所述的压力传感器,其特征在于,上述厚壁部形成为粘结在上述受压单元的上述一个主面和上述另一个主面中的至少任意一个主面上。
由此,能够与受压单元的厚度无关地调整厚壁部的厚度。此外,可以在受压单元的制造后,在后续工序中形成厚壁部。
[应用例4]一种受压单元,该受压单元在一个主面上具有受压面,在该受压面背侧的另一个主面上设置有一对支撑部,所述一对支撑部分别支撑与感压元件的两端连接的一对基部,该受压单元的特征在于,该受压单元在相对于第1假想线和第2假想线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上具有厚壁部,其中,所述第1假想线通过所述另一个主面的中心并朝上述一对支撑部的排列方向延伸,所述第2假想线通过上述中心并朝与上述第1假想线垂直的方向延伸。
由此,具有抑制受压单元振动的效果的厚壁部形成在相对于第1假想线和第2假想线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上,其中,第1假想线通过另一个主面的中心并朝一对支撑部的排列方向延伸,第2假想线通过上述中心并朝与第1假想线垂直的方向延伸。因此,抑制了Dip,同时不会使受压单元的弯曲灵敏度劣化。
附图说明
图1是本发明的压力传感器的分解立体图。
图2是压力传感器的剖视图。
图3是本发明的受压单元的俯视图。
图4是膜片的曲率的说明图。
图5是膜片的曲率微分的说明图。
图6是压力传感器用膜片的厚壁部的变形例的俯视图。
图7是厚壁部的说明图。
图8是对厚壁部进行局部放大的剖视图。
图9是表示现有压力传感器的概略结构的图。
图10是表示CI值与压力的关系的图。
图11是表示振动强度与频率的关系的图。
标号说明
1、膜片;2、厚壁部;3、中央部;4、双音叉振动片;10、压力传感器;20、基板;22、凹部;24、端面;30、带框振子;31、压电振动片;32、框状部;34、35、振动臂;36、基部;38、连接部;40、膜片;41、挠性部;42、周缘部;43、受压面;44、密闭侧主面;45、支撑部;50、厚壁部;51、切槽;60、粘结部件。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的压力传感器及受压单元的实施方式进行详细说明。图1是本发明的压力传感器的分解立体图。(A)是从上方观察基板内侧(凹部侧)的立体图,(B)是从上方观察膜片内侧(支撑部侧)的立体图。图2是压力传感器的剖视图。图3是受压单元的俯视图。如图所示,本发明的压力传感器10具有基板20、带框振子30和膜片(受压单元)40。
如图1所示,膜片40的一个主面为接受被测定压力的受压面43,该膜片40具有挠性部41和形成在该挠性部41的周缘的框部42,挠性部41当在上述受压面43上从垂直于该受压面的方向接受到被测定压力时,发生弯曲变形。在膜片40的另一个主面上,即,在作为上述挠性部41的上述受压面43的背面的密闭侧主面44上,具有用于固定作为感压元件的压电振动片31的一对支撑部45a、45b,通过支撑部45a、45b来支撑压电振动片31的一对基部36。
感压元件采用所谓的双音叉型振子。在双音叉型振子的两个端部上具有基部36,在这两个基部36之间的作为感压部的振动部上,形成有两个振动梁。上述振动梁从一个基部36朝另一个基部36延伸。双音叉型振子具有这样的特性:当对作为其感压部(振动臂34、35)的上述两个振动梁施加了拉伸应力(伸长应力)或压缩应力时,其谐振频率与所施加的应力大致成比例地变化。
上述压电振动片31具有感压部和形成在感压部两端的一对基部36,将力的检测方向设定为检测轴,压电振动片31的上述一对基部36的排列方向与上述检测轴成平行关系。对于双音叉型压电振子的情况而言,梁的延伸方向与检测轴为平行关系。
基板20是发挥封装或盖的作用的部件,即,用于对容纳带框振子30的压电振动片31的内部空间S进行密封。如图1或图2所示,在基板20的内侧形成凹部22,在作为该凹部22的开口侧周缘的环状围绕部的端面24上,依次层叠地接合带框振子30的框状部32和膜片40的周缘部42,由此形成将凹部22的内侧密封的内部空间S。
这种基板20可以由玻璃、陶瓷板、硬质塑料等非导电材料形成,例如在利用陶瓷的情况下,可以形成氧化铝质的陶瓷印刷电路基板(Ceramic Green Sheet),并制成图示的形状。在本实施方式的情况下,考虑到热膨胀系数等,从而利用与包围压电振动片31的框状部32同样的材料例如石英来形成基板20。
而且,图1所示的基板20的主面外形是由与石英晶轴的X轴方向并行延伸的两个边和与石英晶轴的Y方向并行延伸的两个边构成的大致四边形(即大致长方形)。
另外,未作图示,在露出到基板20外部的面上设置有电极端子,该电极端子经由未图示的导电图案与压电振动片31之间进行信号的输入输出。
带框振子30具有框状部32以及与该框状部32连接的压电振动片31。而且,带框振子30是通过对压电材料例如石英进行蚀刻而形成的,除了石英以外,还可以采用钽酸锂或铌酸锂等作为压电材料。此外,图1所示的框状部32的外形是由与X轴方向并行延伸的两个边和沿Y轴方向延伸的两个边构成的大致矩形形状。
在本实施方式中,压电振动片31采用频率相对于所施加的力变化较大、能够以较高的灵敏度来检测压力的双音叉振动片。即,双音叉振动片是具有弯曲振动模式的振动片,如图1所示,其具有使两个音叉振动片的自由端侧的端面彼此相对地结合而成的结构,并具有:长度方向与Y轴方向相互并行地延伸的2个振动臂34、35;以及与该振动臂34、35的长度方向的两端相连,并与振动臂34、35排成一列的两个基部36。
振动臂34、35是在Y轴方向上呈细长状、并通过由设置在其表面上的励振电极39a施加驱动电压而发生弯曲振动的部分,在对该部分施加压力或张力而使其在Y轴方向上伸长或压缩时,其频率发生变化。因此,能够通过检测其频率变化来感应压力变化。
基部36是用于将压电振动片31固定在膜片40上的两个端部,而且在本实施方式中,基部36还是具有电极39b的部分,该电极39b是用于在振动臂34、35与外部之间进行信号的输入输出的中继。
在后述的膜片40的支撑部45侧的表面上,具有用于与上述作为中继的电极39b导通的引出电极39c,该引出电极39c经由输入输出电极39d与设置在上述基板20上的端子电连接。
框状部32是形成基板20的凹部以及容纳压电振动片31的内部空间S的部件,并且是层叠固定在膜片40的周缘部42上的部件。具体而言,框状部32至少与振动臂34、35之间具有空间,经由连接部38与压电振动片31两端的基部36连接,并且与压电振动片31和连接部38一体形成。即,在本实施方式中,框状部32、连接部38和压电振动片31是利用例如光刻技术和蚀刻技术而由一片石英晶片形成的。
连接部(梁)38的形状比基部36窄。即,在基部36与膜片40的支撑部45接合后,连接部38会妨碍振动臂34、35的弯曲,因此希望连接部38不存在,因而在本实施方式中,较窄地形成连接部38,使得在对带框振子30和膜片40进行接合时能够将基部36与支撑部45对准地进行接合。
而且,连接部38在一对基部36的连接方向(Y轴方向)上,即在由连接部38和基部36构成的部分与框状部32的沿X轴方向延伸的框边之间,设置有沿它们的厚度方向贯通的贯通孔38a。这样,通过采用连接部38较窄且设有贯通孔38a的结构,从而在如图2所示膜片40的受压面43从外部接受到被测定压力P时,压电振动片31的振动臂34、35能够容易地向一对基部36排列的方向(Y轴方向)进行伸缩,能够防止连接部38妨碍这种向Y轴方向的伸缩的状况。
另外,连接部38是从各基部36的宽度方向(即图中与将基部彼此连接的Y轴方向垂直的X轴方向)的两端,分别沿着宽度方向相互背离地延伸而形成的梁。该梁以不妨碍Y轴方向弯曲的方式在Y轴方向上与框相交(在图1中示出了垂直相交的连接部38)。
利用这种梁的结构,使得带框振子30的结构(刚性)以沿Y轴方向的中心线为界左右对称。而且,利用这种左右对称的结构,使得压电振子的弯曲量以沿Y轴方向的中心线为界左右均等,因此,从膜片40传递到压电振动片31的力能够等量地分配给两个振动臂34、35。
此外,为了减轻漏振,该连接部38优选形成在与振动臂34、35尽量远的位置处,如图所示,其连接在基部36的与振动臂34、35相反侧的端部的宽度方向的两端。
形成在压电振子的振动臂34、35上的励振电极39a经由形成在连接部(梁)上的引出电极39c与形成在外框的端子电极电连接。
膜片40是将外部与内部空间S隔开并将从外部接受到的压力P传递给压电振动片31的部件。膜片40具有:为了能够传递细微压力P而形成为薄膜状的挠性部41;以及包围挠性部41的周缘部42。此外,膜片40在与挠性部41的受压面43的面相反侧的密闭侧主面(另一个主面)44上具有支撑部45和厚壁部50。
周缘部4比薄的挠性部41形成得厚,依次层叠地接合上述带框振子30的框状部32和基板20。
由于膜片40的周缘部42隔着带框振子30的框状部32与基板20上的开口侧的周围部42的端面24接合固定,因此,膜片40采用具有与框状部32的热膨胀系数同样的热膨胀系数的材料来形成。
这里,如图3所示,本发明的膜片40将挠性部41上的位移量最大的部位作为密闭侧主面44的中心C。
在密闭侧主面44上,以夹持上述密闭侧主面44的中心C的方式形成有一对支撑部45a、45b。支撑部45a、45b是接合压电振动片31的基部36的台座。通过将由支撑部45a、45b支撑固定的压电元件31配置成使所述压电元件31跨越密闭侧主面44的中心C,能够对作为感压部的振动臂34、35作用最大的压力,提高了压力变动的检测灵敏度。
俯视膜片40,在上述一对支撑部45a、45b之间的区域中,以及在与一对支撑部45a、45b的排列方向平行的膜片40的周缘部42和上述区域之间的区域中,形成有厚度比薄的挠性部41厚的厚壁部50。
接下来,对本发明的厚壁部50的配置位置进行说明。图4是说明膜片的挠性部41发生弯曲时膜片40的弯曲曲率的图。(1)是对沿通过受压面43的中心C和一对支撑部45的各中心的直线方向、以及沿通过受压面43的中心并且与上述直线方向垂直的方向切断膜片40后的一部分进行放大的立体图,(2)的曲线图的横轴表示(1)中箭头所示的膜片的从受压面43的中心C到挠性部41的端部的剖面的位置,纵轴表示曲率(虚线)以向Z轴方向的变形(实线)。
此外,图5是用曲率微分来表示膜片的弯曲曲率的变化率的解说图。(2)的横轴表示在将(1)所示的膜片40的从受压面43的中心C朝X轴方向即短边方向(箭头)的整个剖面中的膜片40的中心C设为0、将挠性部41的端部设为1时的剖面位置,纵轴表示曲率微分。如图4所示,膜片40的曲率在挠性部41的中心C和上述端部急剧增高,而在从朝向上述端部与中心C距离约0.5mm处起,到朝向上述中心C与上述端部距离约0.5mm处为止的范围内,即,在位置为大约0.5mm~大约4.0mm的范围中,曲率降低。此外,图5所示的膜片的曲率微分与图4所示的曲率同样,在从挠性部41的中心C起朝向上述端部距离大约0.05mm的范围内,以及在从端部起朝向上述中心C距离大约0.05mm的范围内,曲率微分急剧增加,在箭头S的范围(0.1到0.9的范围)内曲率微分显著降低。另外,虽然图4和图5针对膜片的短边方向的剖面位置进行了讨论,不过对于膜片的长边方向的剖面位置也是同样,具有在挠性部的中心C和端部,曲率和曲率微分增加的趋势。因此认识到,如果在该曲率较大的部位即挠性部的中心C和端部附近形成具有刚性的厚壁部50,则会严重妨碍膜片40的弯曲。
因此,本发明的厚壁部50采用了这样的结构:不将厚壁部50设置在图3所示的膜片40的密闭侧主面44的斜线区域中,该斜线区域未与密闭侧主面44上的支撑部45a、45b以及周缘部42接触。具体而言,关于厚壁部50,将通过密闭侧主面44的中心C和一对支撑部45a、45b的各中心的方向的直线设为直线(第1假想线)L1,将通过密闭侧主面44的中心C并与上述直线L1垂直的方向的直线设为直线(第2假想线)L2,以分别沿着上述直线L1、L2对厚壁部50进行分割的方式形成切槽51,将厚壁部50分成四部分。上述切槽51的宽度分别以直线L1和L2为中心呈线对称并具有规定宽度,形成十字形。
这样,上述受压单元在相对于第1假想线和第2假想线呈线对称的位置上具有厚壁部,其中,第1假想线通过另一个主面(密闭侧主面)的中心并朝上述一对支撑部的排列方向延伸,第2假想线通过上述中心并朝与上述第1假想线垂直的方向延伸。
此外,关于膜片40的支撑部45a、45b之间的受压面43上的、位于周缘部42和支撑部45a、45b附近的包围厚壁部50的矩形框状区域,该斜线区域是曲率较大的部位,因而未设置厚壁部50。
另外,厚壁部50的厚度比薄膜状的挠性部41的厚度形成得厚,使其具有刚性。
由此,具有抑制受压单元振动的效果的厚壁部形成在相对于第1假想线和第2假想线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上,其中,第1假想线通过另一个主面的中心并朝一对支撑部的排列方向延伸,第2假想线通过上述中心并朝与第1假想线垂直的方向延伸。因此,抑制了Dip,同时不会使受压单元的弯曲灵敏度下降。
图6是压力传感器用膜片的厚壁部的变形例的说明图。本发明的压力传感器用膜片40除了图3所示的结构之外,还可以采用以下结构。
(1)膜片的外形形状为圆形,与图3所示的膜片40同样,用于分割厚壁部50的切槽51分别以直线L1和直线L2为中心呈线对称并具有规定宽度,形成十字形,将厚壁部50分割成四部分。由此,能够得到与图3所示膜片同样的效果。
(2)膜片的外形形状为矩形,将厚壁部50分割成两部分的切槽51形成为以直线L1为中心呈线对称并具有规定宽度。
(3)膜片的外形形状为圆形,将厚壁部50分割成两部分的切槽51形成为以直线L1为中心呈线对称并具有规定宽度。
根据(2)、(3)所示的膜片,以直线L1为中心分割成两部分的厚壁部50形成为以直线L1为轴的线对称,因此,与图3和(1)的厚壁部相比,虽然膜片的挠性部的弯曲灵敏度有所减弱,但具有能够抑制CI值的Dip的效果。
(4)膜片的外形形状为矩形,将厚壁部50分割成两部分的切槽51形成为以与直线L1垂直的直线L2为中心呈线对称并具有规定宽度。
(5)膜片的外形形状为圆形,将厚壁部50分割成两部分的切槽51形成为以与直线L1垂直的直线L2为中心呈线对称并具有规定宽度。
根据图4、图5所示的膜片,以与直线L1垂直的直线L2为中心分割成两部分的厚壁部50形成为以直线L2为轴的线对称,因此,与图3和(1)的厚壁部相比,虽然膜片的挠性部的弯曲灵敏度有所减弱,但具有能够抑制CI值的Dip的效果。
此外,(2)和(3)的厚壁部的形成结构与(4)和(5)的形成结构相比,与厚壁部相对的感压部区域的面积更小,结果,厚壁部与压电振动片之间的距离变远,因此能够得到粘性阻抗变小,感压元件的谐振稳定的效果。
本发明的厚壁部50可以通过如下方法来制造。图7是厚壁部的说明图。(1)~(3)表示一体形成的膜片40的剖视图,(4)~(6)表示粘结形成的膜片40的剖视图。(1)和(4)是厚壁部形成在膜片40的挠性部41的密闭侧主面44上的结构。(2)和(5)是厚壁部形成在膜片40的挠性部41的两面、即受压面43和密闭侧主面44上的结构。(3)和(6)是厚壁部形成在膜片40的挠性部41的受压面43上的结构。
(1)~(3)所示的厚壁部50a是与膜片40的制造同时形成的。具体而言,膜片40利用掩模覆盖例如石英基板上的周缘部42、支撑部45和厚壁部50。然后,对未被掩模覆盖的部分进行蚀刻处理,直到形成周缘部42、支撑部45和厚壁部50所需的厚度。或者,在对基板上的周缘部42、支撑部45和厚壁部50施加了掩模后,对未被掩模覆盖的部分进行喷沙处理,直到形成周缘部42、支撑部45和厚壁部50所需的厚度。利用这种方法,可以一起进行膜片的制造工序和厚壁部的制造工序。由此,能够缩短简化只针对厚壁部的制造工序。
另一方面,(4)~(6)所示的支撑部50b优选采用热膨胀系数与膜片大致相等的材质。或者,可以采用环氧树脂等有机材料、低熔点玻璃或陶瓷等无机材料。使用粘结剂将这种材质的厚壁部50b接合在图3和图6所示的膜片40的安装位置上。利用这种方法,能够与膜片40的厚度无关地调整厚壁部50b的厚度。此外,可以在膜片40的制造后,在后续工序中形成厚壁部50b。
但是,在对晶体结构为各向异性的材料、例如石英基板进行湿蚀刻时,其剖面形状根据设置凹凸的位置的不同而变化,凸部的每单位长度的体积发生变化。图8是对厚壁部进行局部放大的剖视图。(A)和(B)是通过蚀刻处理制造的厚壁部的局部剖视图,(C)是通过喷沙处理制造的厚壁部的局部剖视图。如图所示,膜片采用相对于Z轴垂直切取的Z板石英。而且,(A)所示的厚壁部50形成在与由石英晶轴中的X轴和Z轴形成的XZ平面垂直的方向上。此外,(B)所示的厚壁部50形成在与由石英晶轴中的Y轴和Z轴形成的YZ平面垂直的方向上。如图(A)和(B)所示,根据设置厚壁部50的位置的不同,膜片的挠性部41与厚壁部50的下端部分52a、52b的倾斜角不同,因此截面积不同。这种比膜片的薄膜状的挠性部41的厚度更厚的部分的灵敏度低,因此在本实施方式中,厚壁部50包含较厚部分,即下端部分52。(C)所示的通过喷沙制造的厚壁部50带有下端部分52c平缓的坡度,即圆角。在这种情况下,将从挠性部41突出的厚壁部50的顶部的高度设为L,将L/10的间隔设为厚壁部50的下端部分52c。
此外,本发明的压力传感器10采用了通过基板20和膜片40来夹持带框振子30的框状部32,并利用粘结剂等接合材料进行接合而成的三层结构。具体而言,压力传感器10采用了可使膜片40、带框振子30和基板20与压电振动片的切角相配的、热膨胀系数α大致相同的材料,作为一例,采用了相对于Z轴垂直切取的Z板石英。而且,如图2所示,在膜片40与带框振子30之间、以及在带框振子30与基板20之间,使用了无机粘结剂作为粘结部件60。由此,在硬化后能够得到规定的硬度,因此CI值良好。此外,粘结部分的应力缓和较小,老化程度减小。
或者,可以使用热膨胀系数α与膜片等的材质相配的粘结剂,作为粘结部件60。由此能够得到良好的温度特性。
根据这样的本发明的压力传感器和受压单元,抑制了Dip,同时不会使膜片的弯曲灵敏度劣化。
Claims (4)
1.一种压力传感器,该感压传感器具有:
感压元件,其具有感压部和与该感压部的两端连接的一对基部;以及
受压单元,其在一个主面上具有受压面,并在该受压面背侧的另一个主面上设置有一对支撑部,所述一对支撑部覆盖上述感压元件的一个主面侧,并且分别支撑上述感压元件的上述一对基部,
该压力传感器的特征在于,
上述受压单元在相对于第1假想线和第2假想线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上具有厚壁部,其中,所述第1假想线通过所述另一个主面的中心并朝上述一对支撑部的排列方向延伸,所述第2假想线通过上述中心并朝与上述第1假想线垂直的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
上述厚壁部一体形成在上述受压单元的上述一个主面和上述另一个主面中的至少任意一个主面上。
3.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
上述厚壁部形成为粘结在上述受压单元的上述一个主面和上述另一个主面中的至少任意一个主面上。
4.一种受压单元,该受压单元在一个主面上具有受压面,在该受压面背侧的另一个主面上设置有一对支撑部,所述一对支撑部分别支撑与感压元件的两端连接的一对基部,该受压单元的特征在于,
该受压单元在相对于第1假想线和第2假想线中的至少任意一个假想线呈线对称的位置上具有厚壁部,其中,所述第1假想线通过所述另一个主面的中心并朝上述一对支撑部的排列方向延伸,所述第2假想线通过上述中心并朝与上述第1假想线垂直的方向延伸。
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