[發(fā)明專利]物理量檢測(cè)器及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210044634.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN102650559A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大戶正之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G01L7/08
• 分類號(hào): G01L7/08;G01L19/04
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種物理量檢測(cè)器及其制造方法，尤其是，涉及一種耐回流焊特性優(yōu)異的物理量檢測(cè)器及其制造方法。

背景技術(shù)

一直以來，存在一種隔膜式的壓力傳感器等的物理量檢測(cè)器，其具有：壓電振子，其作為力檢測(cè)元件而使用；隔膜，其承受壓力(氣體或液體的壓力等)、或通過外力被按壓從而發(fā)生撓曲。例如，在專利文獻(xiàn)1至4中所公開的隔膜式的壓力傳感器由隔膜層、基座層(蓋部)和作為中間層的壓敏元件層構(gòu)成。在壓敏元件層的中央部處配置有，通過雙音叉振子等而構(gòu)成的壓敏元件。在隔膜層上設(shè)置有一對(duì)用于對(duì)被配置在壓敏元件的壓敏部(振動(dòng)部)的兩端處的一對(duì)基部進(jìn)行固定的支承部，并且所述一對(duì)基部通過粘合劑等接合材料而被一對(duì)支承部固定并支承。當(dāng)承受了被檢測(cè)壓力的隔膜層撓曲并位移時(shí)，該位移將通過隔膜層而被轉(zhuǎn)換為力，并向作為物理量檢測(cè)元件的壓敏元件傳遞，所述壓敏元件的共振頻率將通過由于所傳遞的力而在內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力(牽拉應(yīng)力或壓縮應(yīng)力)，而發(fā)生變化，從而該隔膜式的壓力傳感器對(duì)該共振頻率的變動(dòng)進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而對(duì)所述被檢測(cè)壓力進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)制造壓力傳感器時(shí)，首先對(duì)隔膜層和壓敏元件層進(jìn)行接合，之后對(duì)壓敏元件層和基座層進(jìn)行接合。在專利文獻(xiàn)1中公開了一種使用粘合劑進(jìn)行接合的技術(shù)。

在此，當(dāng)用于接合的接合材料與隔膜層、壓敏元件層、基座層之間的熱膨脹系數(shù)不同時(shí)，將產(chǎn)生由于溫度變化而導(dǎo)致的熱變形，并且因?yàn)樵摕嶙冃螐亩鰞?nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化。壓敏元件的共振頻率由于該內(nèi)部應(yīng)力的變化而發(fā)生變動(dòng)，從而產(chǎn)生對(duì)被測(cè)定應(yīng)力的檢測(cè)精度降低的問題。

為了防止這種由于熱變形而導(dǎo)致的壓力檢測(cè)的精度降低，在專利文獻(xiàn)2至4中提出如下方案，即，當(dāng)用水晶基板分別形成隔膜層、基座層、壓敏元件層時(shí)，使接合材料的熱膨脹系數(shù)與水晶的熱膨脹系數(shù)大致相等。

由于在將隔膜層、壓敏元件層以及基座層的熱膨脹系數(shù)與接合材料的熱膨脹系數(shù)設(shè)定為大致相同時(shí)，即使被暴露的壓力傳感器所在的環(huán)境氣氛的溫度發(fā)生變化，并隨之產(chǎn)生了各個(gè)部件的膨脹或收縮，接合材料也會(huì)以相同的比例(膨脹率)進(jìn)行膨脹或收縮，因此不會(huì)產(chǎn)生因熱變形而引起的內(nèi)部應(yīng)力，其結(jié)果為，不會(huì)發(fā)生壓力檢測(cè)精度的劣化。

然而，當(dāng)將接合材料的熱膨脹系數(shù)設(shè)定為與壓力傳感器的各個(gè)部件的熱膨脹系數(shù)大致相等時(shí)，會(huì)產(chǎn)生如下的問題。

當(dāng)將壓力傳感器的各個(gè)部件設(shè)定為水晶時(shí)，因?yàn)樗榻Y(jié)晶材料，因此熱膨脹系數(shù)為約14(ppm/K)，且與被用于接合材料中的通常的PbO(氧化鉛)類低熔點(diǎn)玻璃相比較大。雖然PbO類低熔點(diǎn)玻璃通過混合金屬氧化物等填充物，從而能夠增大熱膨脹系數(shù)以與水晶的熱膨脹系數(shù)相一致，但熔點(diǎn)降低。當(dāng)在使用以此種方式使熱膨脹系數(shù)與水晶相一致從而熔點(diǎn)降低了的低熔點(diǎn)玻璃，對(duì)壓力傳感器的各個(gè)部件進(jìn)行了接合之后，通過回流焊等高溫處理而將該壓力傳感器安裝在電路基板等的安裝基板上時(shí)，對(duì)所述壓敏元件的所述一對(duì)基部和所述隔膜層進(jìn)行接合的低熔點(diǎn)玻璃將發(fā)生再熔融。由于該再熔融，從而所述壓敏元件的所述一對(duì)基部與所述隔膜的所述一對(duì)支承部之間的固定點(diǎn)產(chǎn)生偏移，由此導(dǎo)致所述低熔點(diǎn)玻璃在產(chǎn)生了該偏移的狀態(tài)下再固化。因此，存在如下的問題，即，由于在環(huán)境氣氛的溫度發(fā)生變化且隨之產(chǎn)生了各個(gè)部件的膨脹或收縮時(shí)所產(chǎn)生的熱變形的程度(水平)，與所述再熔融前的熱變形相比較產(chǎn)生差異，從而產(chǎn)生于壓敏元件中的內(nèi)部應(yīng)力將因該熱變形的差而發(fā)生變化，因此成為在應(yīng)當(dāng)檢測(cè)出的壓力值中產(chǎn)生漂移等的變動(dòng)的原因。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-275445號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2010-117342號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2010-164500號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2010-164362號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明是為了解決上述課題而實(shí)施的，其目的在于，提供一種減少由于回流焊等高溫處理而產(chǎn)生壓力檢測(cè)值的漂移的現(xiàn)象的、物理量檢測(cè)器及其制造方法。

而且，目的在于，提供一種能夠防止因由于溫度變化而導(dǎo)致的壓敏元件的熱變形所引起的內(nèi)部應(yīng)力的變動(dòng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的壓力檢測(cè)的物理量檢測(cè)器及其制造方法。

而且，目的在于，提供一種考慮到回流焊等高溫處理對(duì)接合材料的再熔融和熱膨脹系數(shù)的影響程度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的壓力檢測(cè)的物理量檢測(cè)器及其制造方法。

而且，目的在于，提供一種能夠通過接合材料而良好地對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行接合的物理量檢測(cè)器的制造方法。

本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而被實(shí)施的，并且能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用例1