[發明專利]壓力傳感器芯片、壓力發送器以及壓力傳感器芯片的制造方法

有效

• 申請號: 201810236040.4
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108896233B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 德田智久
• 申請（專利權）人: 阿自倍爾株式會社
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本發明提供具有能夠實現測定量程的多元化的新的芯片結構的壓力傳感器芯片、壓力發送器以及壓力傳感器芯片的制造方法。本發明的壓力傳感器芯片具有：第1層，其具有在第1主面及第2主面開口的壓力導入路；第2層，其具有覆蓋壓力導入路的一端的膜片、第1應變片以及第2應變片，第2層配置在第1層的第2主面上；以及第3層，其具有第3主面以及形成于第3主面的凹部，第3主面配置在第2層上，凹部以隔著膜片與壓力導入路相對的方式形成，從與第1主面垂直的方向觀察，凹部形成于壓力導入路的內側，從與第1主面垂直的方向觀察，第1應變片形成于凹部的外側的區域，從與第1主面垂直的方向觀察，第2應變片形成于較第1應變片而言靠內側的區域。

技術領域

本發明涉及一種壓力傳感器芯片、壓力發送器以及壓力傳感器芯片的制造方法，例如涉及一種具有寬范圍的壓力測量范圍的單芯片式壓力傳感器芯片以及使用該壓力傳感器芯片的壓力發送器。

背景技術

以往，作為在各種工藝系統中測量流體壓力的設備，已知有壓力發送器(壓力傳送器)。例如，專利文獻1中揭示有一種使用如下壓力傳感器芯片的壓力發送器：對形成有作為應變片的壓阻元件的、由薄膜構成的膜片的一面施加來自作為測定對象的流體的壓力，由此，將由基于受到該壓力的膜片的位移的應力所引起的壓阻元件的電阻值的變化轉換為電信號而輸出。

通常，壓力傳感器芯片中，膜片的縱橫比決定了壓力的檢測靈敏度及耐壓即壓力測定范圍(測定量程)。因而，通過將改變了縱橫比的多個膜片形成于1個傳感器芯片，能夠實現可以測定多個壓力的單芯片式多變量傳感器。

例如，專利文獻1中揭示有一種單芯片式差壓/靜壓傳感器芯片，其具有差壓用膜片和靜壓用膜片，所述差壓用膜片形成于基板的中央部，檢測2個壓力的差，所述靜壓用膜片形成于上述基板上的差壓用膜片的外周，僅檢測上述2個壓力中的一個壓力。根據該差壓/靜壓傳感器芯片，通過使2個測定對象壓力中的導入至差壓用膜片的一面的一個壓力分支而導入至靜壓用膜片，不僅能檢測上述2個壓力的差壓，還能檢測上述一個壓力(靜壓)。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本專利特開2005-69736號公報

發明內容

【發明要解決的問題】

然而，在專利文獻1揭示的在同一基板上形成有多個膜片的芯片結構中，雖然像上述那樣能夠實現可以檢測差壓和靜壓兩方的多變量傳感器，但不容易實現將靜壓的測定量程多元化的多變量傳感器或者將差壓的測定量程多元化的多變量傳感器。

例如，于在同一基板上配置用以檢測低壓的低壓檢測用膜片和用以檢測高壓的高壓檢測用膜片并對各膜片分支導入測定對象壓力的芯片結構的壓力傳感器芯片中，在施加能由高壓檢測用膜片加以檢測的大小的壓力的情況下，對低壓檢測用膜片也會施加相同壓力，從而有低壓檢測用膜片被破壞之虞。

本發明是鑒于上述問題而成，本發明的目的在于提供一種具有能夠實現測定量程的多元化的新的芯片結構的壓力傳感器芯片。

【解決問題的技術手段】

本發明的壓力傳感器芯片(1)檢測作為測量對象的流體的壓力，其特征在于，具有：第1層(11)，其具有第1主面、該第1主面的相反側的第2主面以及在第1主面及第2主面開口的壓力導入路(111)；第2層(12)，其具有覆蓋壓力導入路的一端的膜片(124)、第1應變片(125)以及第2應變片(126)，所述第2層(12)配置在第1層的第2主面上；以及第3層(13)，其具有第3主面和形成于第3主面的凹部(131)，第3主面配置在第2層上，凹部隔著膜片與壓力導入路面對面地形成，從與第1主面垂直的方向(Z方向)觀察，凹部形成于壓力導入路的內側，從與第1主面垂直的方向觀察，第1應變片在第2層的作為膜片而發揮功能的區域內形成于凹部的外側的區域，從與第1主面垂直的方向觀察，第2應變片在第2層的作為所述膜片而發揮功能的區域內形成于較第1應變片而言靠內側的區域。