專利名稱：壓力測(cè)定器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)定技術(shù)，涉及壓力測(cè)定器。
背景技術(shù)：
利用了半導(dǎo)體壓電電阻效應(yīng)的壓力測(cè)定器，由于小巧、輕便且靈敏度高而廣泛利用在機(jī)械設(shè)備等中(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。在這種壓力測(cè)定器中，由半導(dǎo)體構(gòu)成的振動(dòng)片上設(shè)有應(yīng)變計(jì)。當(dāng)應(yīng)變計(jì)因施加于振動(dòng)片的壓力而變形時(shí)，應(yīng)變計(jì)的電阻值由于壓電電阻效應(yīng)而發(fā)生變化。從而，通過(guò)測(cè)定應(yīng)變計(jì)的電阻值，能夠測(cè)定出壓力。專利文獻(xiàn)1 日本專利第3307觀1號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2006-170823號(hào)公報(bào)在壓力測(cè)定器中，在施加了除構(gòu)成測(cè)定對(duì)象以外的外力的情況下，有時(shí)在構(gòu)成零件的接合面產(chǎn)生應(yīng)力集中，壓力測(cè)定產(chǎn)生誤差。此外，以往所提出的用于緩和應(yīng)力集中的機(jī)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜，還存在制造成本上升這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠緩和應(yīng)力集中并準(zhǔn)確地測(cè)定壓力的壓力測(cè)定器。本發(fā)明的方式的壓力測(cè)定器具備承受壓力的撓性膜；固定撓性膜且設(shè)有底面為圓形的凸部的臺(tái)座；以及與凸部的圓形的底面接合的固定部件。按照本發(fā)明的方式的壓力測(cè)定器，固定部件隔著設(shè)置于臺(tái)座的底面為圓形的凸部固定于臺(tái)座。因此，在臺(tái)座與固定部件的接合面上很難產(chǎn)生應(yīng)力集中。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可準(zhǔn)確測(cè)定壓力的壓力測(cè)定器。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的壓力測(cè)定器的剖視圖。圖2為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的臺(tái)座的仰視圖。圖3為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的第一硅基板的仰視圖。圖4為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的第二硅基板的俯視圖。圖5為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的玻璃基板的俯視圖。圖6為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的撓性膜的俯視圖。圖7為本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例所涉及的壓力測(cè)定器的剖視圖。圖8為本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的壓力測(cè)定器的剖視圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1...撓性膜；2...臺(tái)座；3...固定部件；12、224...凸部；13、14、27J8、33...貫通孔；21,22,201,222. · ·硅基板；23,24. · ·凹部；31. · ·玻璃基板；51、52、53、54. · ·電阻應(yīng)變計(jì)；101...撓性膜的圓形部分；250...氧化硅膜。
具體實(shí)施例方式以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下附圖的記載中，相同或類似的部分用相同或類似的標(biāo)號(hào)表示。但附圖只是示意性的，因此具體的尺寸等應(yīng)參照以下的說(shuō)明進(jìn)行判斷。此外，附圖之間顯然也包含彼此的尺寸關(guān)系或比率不同的部分。如圖1所示，實(shí)施方式所涉及的壓力測(cè)定器具備承受壓力的撓性膜1、固定撓性膜 1且如圖2所示設(shè)有底面為圓形的凸部12的臺(tái)座2、與凸部12的圓形底面接合的圖1所示的固定部件3。撓性膜1例如由硅構(gòu)成，將(100)面作為主面。此外，撓性膜1被配置成由設(shè)有凹部23的硅基板21和設(shè)有凹部M的硅基板22所夾持。硅基板22被配置于臺(tái)座2 上。因此，撓性膜1隔著硅基板22被固定于臺(tái)座2。如圖1及圖3所示，在硅基板21上設(shè)有從凹部23的中心向上表面貫通的貫通孔 27。如圖1及圖4所示，在硅基板22上設(shè)有從凹部M的中心向底面貫通的貫通孔觀。例如，圖3所示的凹部23的外周和圖4所示的凹部M的外周相疊合。如圖1所示，硅基板21和硅基板22被配置成，凹部23的外周與凹部M的外周的橫向位置一致。在硅基板21上還可配置玻璃基板31。如圖5所示，在玻璃基板31上設(shè)有與硅基板21的貫通孔27連通的貫通孔33。配置于圖1所示的硅基板22的底面的臺(tái)座2由玻璃 (例如，TEMPAX(注冊(cè)商標(biāo))玻璃)等構(gòu)成。在臺(tái)座2上設(shè)有與硅基板22的貫通孔28連通的貫通孔13。設(shè)有凸部12的臺(tái)座2可通過(guò)例如切削或蝕刻而容易地制造。以與臺(tái)座2的凸部12的底面接觸的方式配置的固定部件3由不銹鋼等構(gòu)成。在固定部件3上設(shè)有與臺(tái)座2的貫通孔13連通的貫通孔14。固定部件3為例如包圍撓性膜1等的組件，并不限于板狀。覆蓋撓性膜1的凹部23及凹部M的圖6所示的圓形部分101，作為用于測(cè)定施加于上表面的壓力與施加于底面的壓力的壓差的振動(dòng)片發(fā)揮功能。在作為用于測(cè)定壓差的振動(dòng)片發(fā)揮功能的撓性膜1的圓形部分101上，以90°的間隔沿(110)方向設(shè)有四個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)51、52、53、54。撓性膜1由于壓差而撓曲，電阻應(yīng)變計(jì)51、52、53、54的電阻值發(fā)生變化。從而，通過(guò)計(jì)測(cè)電阻應(yīng)變計(jì)51、52、53、54的電阻值而能夠測(cè)定壓差。例如，通過(guò)向由硅構(gòu)成的撓性膜1注入雜質(zhì)離子而形成電阻應(yīng)變計(jì)51、52、53、54。在以上說(shuō)明的圖1所示的壓力測(cè)定器中，固定部件3與設(shè)置于臺(tái)座2的圖2所示的底面為圓形的凸部12接合而被固定。因此，在對(duì)固定部件3施加有外力的情況下，材料各不相同的臺(tái)座2與固定部件3的接合面很難產(chǎn)生應(yīng)力集中。從而，結(jié)合部很難被破壞。 此外，在相同直徑的情況下，圓形的接觸面積比四邊形的接觸面積小，能夠縮小發(fā)生應(yīng)力自身，并且通過(guò)采取縮徑構(gòu)造，還能縮小向上部構(gòu)造的應(yīng)力傳遞。從而，圖1所示的壓力測(cè)定器，抑制了由于應(yīng)力傳遞而可能產(chǎn)生的測(cè)定誤差。此外，很難產(chǎn)生由上部構(gòu)造的應(yīng)力集中而引起的破損等。(變形例)圖7所示的壓力測(cè)定器與圖1所示的壓力測(cè)定器不同，在臺(tái)座2及固定部件3上不設(shè)置貫通孔。因此，硅基板22的貫通孔觀被臺(tái)座2封閉。由于硅基板22的凹部M也被撓性膜1覆蓋，所以硅基板22的凹部M及貫通孔觀所形成的空間被封閉。此時(shí)，會(huì)對(duì)撓性膜1的底面施加一定的基準(zhǔn)壓力。因此，能夠從測(cè)定出的壓差，容易地求解出施加到撓性膜1的上表面的壓力。(其他實(shí)施方式)如上所述地按照實(shí)施方式記載了本發(fā)明，但構(gòu)成該公開(kāi)的一部分的記述及附圖不應(yīng)理解為限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)該公開(kāi)顯然可以想到各種代替實(shí)施方式、實(shí)施例及運(yùn)用技術(shù)。例如，只要設(shè)置于臺(tái)座的底面為圓形的凸部與固定部件接合，則壓力測(cè)定器可以采用各種各樣的形態(tài)。例如，圖8所示的壓力測(cè)定器為從包含硅基板222、配置于硅基板222上的氧化硅膜250、及配置于氧化硅膜250上的硅基板201的SOI (Silicon on hsulator，絕緣襯底上硅)基板制造出來(lái)的。從SOI基板的硅基板222，通過(guò)蝕刻等而設(shè)置凹部224。設(shè)有凹部224 的硅基板201部分實(shí)施薄膜化，作為承受壓力的振動(dòng)片發(fā)揮功能。在圖8所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置在臺(tái)座2的底面為圓形的凸部12也與固定部件3接合，所以能夠緩和接合面中的應(yīng)力集中。這樣，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明還包含此處未記載的各種實(shí)施方式等。
權(quán)利要求
1.一種壓力測(cè)定器，其特征在于，具備 撓性膜，該撓性膜承受壓力；臺(tái)座，該臺(tái)座固定上述撓性膜，并且設(shè)有底面為圓形的凸部；以及固定部件，該固定部件與上述凸部的圓形的底面接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)定器，其特征在于， 上述臺(tái)座由玻璃構(gòu)成，上述固定部件由金屬構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力測(cè)定器，其特征在于， 上述臺(tái)座隔著硅基板固定上述撓性膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力測(cè)定器，其特征在于， 在上述硅基板上設(shè)置有被上述撓性膜覆蓋的凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的壓力測(cè)定器，其特征在于， 上述撓性膜由硅構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的壓力測(cè)定器，其特征在于， 在上述撓性膜與上述臺(tái)座之間設(shè)置有封閉空間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠準(zhǔn)確測(cè)定壓力的壓力測(cè)定器。該壓力測(cè)定器具備承受壓力的撓性膜(1)；用于固定撓性膜(1)底面為圓形的凸部(12)的臺(tái)座(2)；以及與凸部(12)的圓形的底面接合的圖1所示的固定部件(3)。撓性膜(1)可以由硅構(gòu)成，將(100)面作為主面。此外，撓性膜(1)被配置成由設(shè)置有凹部(23)的硅基板(21)和設(shè)有凹部(24)的硅基板(22)所夾持。因此，撓性膜(1)隔著硅基板(22)被固定于臺(tái)座(2)。
文檔編號(hào)G01L1/22GK102374912SQ201110181429
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者住吉雄一朗, 德田智久 申請(qǐng)人:株式會(huì)社山武