专利名称：静电电容式压力传感器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及静电电容式压力传感器及其制造方法。
背景技术：
直到现在，静电电容式压力传感器都是在两片基板的各相对的面上分别设置平板电极，使平板电极以规定间隔平行相对。然后，通过检测上述基板一方受外部压力在板厚方向弹性弯曲产生静电电容变化，检测从外部施加的压力。
因而，要达到检测精度均匀，相对向的电极间的距离具有极其重要的意义。为此，例如在特开平5-288623号公报或者特开平10-111206号公报中，分别公开发表了使用陶瓷的微小球或者树脂小球，确保规定的电极间间隙的方法。
但是，无论哪种方法都是使用在流动性的粘合剂内混合微小球。为此，在相对向地粘接两片基板合成一体，使上述小球的直径成为基板间的距离时，在上述基板之间粘接剂过多地漫延固化。其结果，在支持作为基板的膜片(其受外部压力在板厚方向弹性弯曲)的支点间的距离产生偏移，出现难以得到均匀的检测精度，调整工作麻烦的问题。
另外，在特开平8-240500号公报中公开发表了在静电电容式压力传感器中使用间隔基确保规定的电极间隙的方法，即该静电电容式压力传感器在具有不连续的等高的间隔基的外周设置软化点比上述间隔基还低的熔结。
但是，在上述的压力传感器，当基板外径小时，必须在不连续的间隔基近处配置熔结，于是软化的熔结从间隔基之间流入而固化。结果在支持作为基板的膜片(其受外部压力在板厚方向弹性弯曲)的支点间产生距离不均匀，出现难以得到均匀检测精度的问题。

发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的是提供组装精度高、没有检测精度偏移的小型静电电容式压力传感器及其制造方法。
为达到上述目的本发明的静电电容式压力传感器结构如下在两片基板相对面分别设置以规定间隙相对的平板电极，在上述基板的相对面中的上述平板电极的周围设置环状的间隔基；同时在上述间隔基周围设有由软化点或熔点比上述间隔基低的材料形成的熔结。
从而，根据本发明，间隔基的软化点或熔点比熔结高且位于熔结的内侧，因此，在上述熔结软化或者熔化的温度即使接合设置熔结的基板和设置间隔基的基板而形成一体，间隔基也不会软化或者熔化，而被上述两片基板夹持，因此，能够确保规定的电极间隙。并且环状的上述间隔基阻止软化或熔化的上述熔结流入其内部。因此，作为基板的膜片(其受外部压力在板厚方向弹性弯曲)的支点间距离不会产生偏移，可以获得检测精度均匀的静电电容式压力传感器。特别地，根据本发明能够在间隔基的近处配置熔结，所以，可以获得基板面积小的小型静电电容式压力传感器。
根据本发明的另一实施例，也可以在环状的间隔基中与电极的引出线重合的部分设置切口部。
根据该实施方式，即使在设引出线的基板表面形成相同高度的间隔基，因为切去了和电极的引出线相重合的部分，间隔基也不会有部分的隆起，其高度相同，因此，在一方的基板上接合另一方的基板形成一体时，两者平行，基板没有倾斜，于是检测精度更加均匀。
本发明的再一实施例，也可以在环状的间隔基中降低与电极引出线重合的部分。这样，根据该实施方式，除了和电极引出线重合的部分之外，环状的间隔基高度相同，所以确保规定的电极间间隙且能平行地接合两片基板成一体。
涉及本发明的静电电容式压力传感器的制造方法包括在第一基板的单面的平板电极的周围设置环状的间隔基的工序；围着设在第二基板的单面的平板电极的周围且使用软化点或熔点温度比上述间隔基低的材料，设置内径比上述间隔基的外径大的熔结的工序；在软化或者熔化上述熔结的温度将上述第二基板和上述第一基板接合成一体的工序。
根据本发明，间隔基的软化点或熔点比熔结高并位于熔结的内侧，因此，在上述熔结软化或者熔化的温度，即使接合设置熔结的基板和设置间隔基的基板而形成一体，间隔基也不会软化或者熔化，而被上述两片基板夹持，因此，能够确保规定的电极间隙。并且，由于上述的间隔基设置于上述熔结的内侧，所以，上述间隔基阻止上述熔结流入其内部。因此，作为基板的膜片(其受外部压力在板厚方向弹性弯曲)的支点间距离不会产生偏移，可以获得小型的检测精度均匀的静电电容式压力传感器。特别地，根据本发明，由于能够在间隔基近处配置熔结，所以可以制成基板面积小的小型静电电容式压力传感器。


图1表示涉及本发明的静电电容式压力传感器的第一实施例，图1A是表示接合前的剖面图，图1B是表示接合后的剖面图；图2表示在图1中表示的第一实施方式的接合工程的剖面放大图，图2A是表示结合前的放大剖面图，图2B是表示结合后的放大剖面图；图3表示在图1中表示的构成部分，图3A是膜片的仰视图，图3B是基台俯视图；图4是说明在本发明中使用的网版印刷的工序流程图；图5表示本发明的第二实施例，图5A是表示接合前的基台的局部放大图，图5B是表示接合后的基台的局部放大图；图6是表示本发明的另一实施例的局部放大图。
具体实施例方式
按照图1～图6说明涉及本发明的实施例。
如图1～图4所示，涉及本发明的第一实施例是以规定间隔使膜片20和基台10相对向接合成一体的情况。
如图3B所示，上述基台10是在壁厚的陶瓷基板11的上面中央设置第一固定电极12，同时通过引出导线13与通孔14连接。再有，在上述第一固定电极12的周围配置的略呈C字形的第二固定电极15通过引出导线16和通孔17连接。因此，通过通孔14、17从陶瓷基板11的下面侧形成可通电的连接，可以在上述第二固定电极15的周围配置环状的间隔基18。
上述第一、第二固定电极12、15，引出导线13、16以及通孔14、17使用印刷或由镀金、银等导电材料的现有方法形成。
上述间隔基18在确保规定的电极间隙的同时阻止后述的膜片10的熔结23流入。上述的间隔基18，例如可以使用软化点是540℃玻璃、熔点是1455℃的镍(Ni)的糊料、熔点是1083℃的铜通过印刷或者电镀等现有的方法形成。
膜片20在薄的陶瓷基板21的下面形成可动电极22，同时在上述可动电极22的周围形成环状熔结23。上述熔结23用软化点或者熔点比上述间隔基18低的材料形成，其内径与上述间隔基18的外径几乎相同或略大。
能够用与形成上述第一、第二固定电极12、15相同的材料和方法形成上述可动电极22；另外，上述的熔结23，例如可以使用软化点是370℃的玻璃、熔点是280℃的锡金焊料通过印刷或者电镀等现有的方法形成。
上述的印刷方法，例如有如图4所示的网版印刷，也就是在网眼状的网版30的下面的印刷范围以外的区域涂布填满乳剂31，然后，在基板11(21)的上面确定上述网版30的位置之后，用橡胶制刮墨刀33拉伸糊状涂布剂32(图4A)，涂布剂32从网版30的没涂布乳剂31的区域通过，涂布在基板11(21)上(图4B)，接着，随着上述刮墨刀33的移动，已涂布在基板11(21)上的涂布剂34从网版30上面残存的涂布剂32分离；之后，由于网版30自身的张力作用，网版30很快脱离基板11(21)(图4C)，而且涂布在基板11(21)上的涂布剂34的表面由于表面张力作用形成圆弧面(图4D)。
作为通过上述的电镀工序形成电极12、22等的方法。举例如下用钯处理基板11的表面之后，在基板11(12)的全表面上无电解镀铜。接着，印刷抗蚀掩膜，然后依次无电解镀镍以及金。接着，通过剥离上述抗蚀掩膜除去无电解镀的铜，形成电极12、22、引出导线13、16以及通孔14、17。
作为通过上述的镀工序形成间隔基18的方法，举例如下用钯处理基板11的表面之后，在基板11(12)的全表面上无电解镀铜。接着，印刷抗蚀掩膜，然后电镀铜。接着，通过剥离上述抗蚀掩膜、除去无电解镀的铜，形成间隔基18。
然后，如图1所示，在基台10的上方确定膜片20的位置，接着在只能软化或者熔化熔结23的周围温度中将膜片20按压在基台10上，通过这样，熔结23边软化变形边粘接在基板11的表面上，同时粘接在间隔基18上。这时，因为在按压膜片20时上述的间隔基18也不变形，所以能够确保规定的电极间隙；再有，因为上述基台10的间隔基18阻止熔结23流入其内部，所以膜片20的支点间距离通过间隔基18的直径确定，能够确保高的组装精度。
另外，上述的熔结23也具有密封材料的作用。因此，通过形成环状的熔结23，接合两片基板成一体，将电极间的间隙完全密封，保持电极间间隙的真空，于是也可以作为能够测量绝对压力的传感器。再有，上述的熔结23不一定必须连续，也可以形成不连续。
第二实施例，如图5A、5B所示，是在设在基台10的间隔基18中引出导线13和引出导线16(在图5中没图示)重合的部分形成切口部19的情况。和上述的第一实施方式相同，通过在基台10上接合膜片20形成一体，熔结23遮盖间隔基18的切口部19。
通过该实施方式，没有间隔基18和引出导线13重合的部分。因此，即使采用印刷方法在基板11上面形成间隔基18，间隔基18也不会有部分的隆起，可以得到相同高度的间隔基18。结果，当在基台10上接合膜片20形成一体时，膜片20和基台10平行地接合成一体，不会倾斜，从而，组装精度高，具有可以获得检测精度均匀的压力传感器这样的优点。
再有，也不一定必须在间隔基上设置上述的切口部，例如图6所示，也可以将间隔基18和引出导线13重合的部分降低一些，只在熔结不流入的程度即可。
再有，即使在间隔基设置切口部时，也不一定必须用熔结遮盖，也可以开放。进而，也可以使熔结离开间隔基规定的距离组装。而且，通过将切口部的幅度形成必要最小的限度，只要能防止熔结流入即可。
发明的效果根据本发明，间隔基的软化点或熔点比熔结高且位于熔结的内侧，因此，在上述熔结软化或者熔化的温度，接合设置了熔结的基板和设置间隔基的基板而形成一体，间隔基也不会软化或者熔化，而被上述两片基板夹持，因此能够确保规定的电极间隙。并且，环状的上述间隔基阻止软化的或者熔化的上述熔结流入其内部，因此，作为基板的膜片(其受外部压力在板厚方向弹性弯曲)的支点间距离不会产生偏移，可以获得检测精度均匀的静电电容式压力传感器；特别地，根据本发明，能够在间隔基的近处配置熔结，所以，可以获得基板面积小的小型静电电容式压力传感器。
权利要求
1.一种静电电容式压力传感器，其结构是在两片基板相对面分别设置以规定间隙相对的平板电极，其特征在于在上述基板的相对面中的上述平板电极的周围设置环状的间隔基；同时在上述间隔基周围设有由软化点或熔点比上述间隔基低的材料形成的熔结。
2.如权利要求1所述的静电电容式压力传感器，其特征在于，在环状的间隙基中与电极的引出导线重合的部分设置切口部。
3.如权利要求1所述的静电电容式压力传感器，其特征在于，在环状的间隔基中，降低与电极的引出导线重合的部分。
4.一种静电电容式压力传感器的制造方法，其特征在于，包括在第一基板的单面的平板电极的周围设置环状的间隔基的工序，围着设在第二基板的单面的平板电极的周围，并且使用软化点或熔点温度比上述间隔基低的材料设置内径比上述间隔基的外径大的熔结的工序，在软化或者熔化上述熔结的温度将上述第二基板和上述第一基板接合成一体的工序。
全文摘要
一种静电电容式压力传感器及其制造方法。该传感器组装精度高，没有检测精度偏移。其在基板11、21的相对面中的平板电极12、22的周围设环状的间隔基18；同时在上述间隔基18的周围设有由软化点或者熔点比间隔基18低的材料形成熔结23。
文档编号G01L9/00GK1469109SQ0313127
公开日2004年1月21日 申请日期2003年5月12日 优先权日2002年6月3日
发明者森下贞治, 外谷高志, 吉田伸辅, 野添悟史, 葛山大介, 介, 史, 志, 辅 申请人:欧姆龙株式会社