具体实施方式

本发明的一形态的压力传感器具有：基座基板；第1绝缘层，其设于所述基座基板；固定电极，其设于所述第1绝缘层；侧壁部，其设于所述第1绝缘层，包围所述固定电极；以及膜片，其具备导电性，与所述固定电极空开间隔地相对，并且支承于所述侧壁部，所述侧壁部包括配置于所述第1绝缘层上的屏蔽电极和配置于所述屏蔽电极上的第2绝缘层，所述固定电极与所述膜片之间的距离比所述屏蔽电极与所述膜片之间的距离小。

根据该形态，在支承膜片的侧壁部包含屏蔽电极的构造的静电电容型压力传感器中，能够不降低感测灵敏度地抑制在屏蔽电极与膜片之间的静电电容产生的电力消耗。

例如，也可以是，所述膜片的所述基座基板侧的表面是至少包含第1阶面和第2阶面的多阶构造，该第1阶面与所述固定电极相对，该第2阶面以在从所述固定电极与所述膜片的相对方向观察时包围所述第1阶面的方式设置且支承于所述侧壁部，所述第2阶面与所述第1阶面相比距所述基座基板的距离较远。

例如，也可以是，所述侧壁部是在从所述相对方向观察时具备长度方向和宽度方向的外形为矩形形状的框状，所述膜片的所述第1阶面在从所述相对方向观察时具备在所述长度方向和宽度方向中的至少一个方向上收窄的形状。由此，即使压力传感器持续承受压缩力等外力且膜片的长度方向的两端部分被维持在变形状态，也能够抑制与固定电极相对的第1阶面的变形。

例如，也可以是，所述固定电极的至少中央部分的厚度比所述屏蔽电极的厚度大。

例如，也可以是，在所述固定电极的与所述膜片相对的表面设有介电体层。由此，能够将压力传感器作为触摸模式压力传感器而使用。

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式1的压力传感器的立体图，图2是其分解立体图，并且图3是其剖视图。此外，附图所示的X-Y-Z正交坐标系用于使本发明容易理解，不限定发明。

如图1～图3所示，本实施方式1的压力传感器10是静电电容型压力传感器，具有：基座基板12；第1绝缘层14，其设于基座基板12；固定电极16，其设于第1绝缘层14；框状的侧壁部18，其以包围固定电极16的方式设于第1绝缘层14；以及膜片20，其支承于侧壁部18。

基座基板12是由绝缘材料制成且包括导体图案、外部连接端子(未图示)等的基板。在本实施方式1的情况下，基座基板12是硅基板。

第1绝缘层14是由绝缘材料制成的层，以覆盖基座基板12的膜片20侧的表面的方式设于该基座基板12。在本实施方式1的情况下，第1绝缘层14是通过对作为硅基板的基座基板12的表面进行热氧化处理而制成的氧化硅(SiO₂)膜。

固定电极16是由导电材料制成的电极，设于第1绝缘层14。在本实施方式1的情况下，固定电极16由导电性多晶硅制成。另外，固定电极16借助贯穿第1绝缘层14的导通孔导体22而与基座基板12上的导体图案电连接。

侧壁部18是设于第1绝缘层14的框状的构件，在从固定电极16与膜片20的相对方向(Z轴方向)观察时，以包围固定电极16的方式设于第1绝缘层14。在侧壁部18与固定电极16之间设有间隔。在本实施方式1的情况下，在从固定电极16与膜片20的相对方向观察时，侧壁部18的外形为矩形形状。

另外，侧壁部18以固定电极16与膜片20空开间隔地相对的方式支承膜片20。即，从第1绝缘层14起的侧壁部18的厚度比固定电极16的厚度大。

膜片20是由导电材料制成且具备挠性的薄板状的构件。在本实施方式1的情况下，膜片20由导电性硅制成。另外，膜片20包括供感测对象的压力作用的受压面20a。由于作用于受压面20a的压力，膜片20的未支承于侧壁部18的部分即隔膜部20b朝向固定电极16位移。

而且，侧壁部18包括屏蔽电极24和第2绝缘层26。

屏蔽电极24配置于第1绝缘层14上。屏蔽电极24是由导电材料制成的框状的电极。在本实施方式1的情况下，与固定电极16同样，由导电性多晶硅制成。

另外，在本实施方式1的情况下，屏蔽电极24通过与固定电极16相同的工序来制作。具体来说，在第1绝缘层14整体的范围形成多晶硅膜。通过蚀刻等而在该多晶硅膜制作环状槽，从而多晶硅膜被加工为固定电极16和包围该固定电极16的屏蔽电极24。因而，固定电极16的厚度与屏蔽电极24的厚度相同。此外，屏蔽电极24的作用见后述。

第2绝缘层26配置于屏蔽电极24上，支承膜片20。第2绝缘层26是由绝缘材料制成的层。在本实施方式1的情况下，第2绝缘层26是通过对由导电性硅制成的膜片20进行热氧化处理而形成的氧化硅(SiO₂)膜。

在本实施方式1的情况下，如图2所示，通过将设有第2绝缘层26的膜片20接合于设有第1绝缘层14、固定电极16以及屏蔽电极24的基座基板12，制作压力传感器10。它们例如通过熔融接合来接合。

图4是表示压力传感器与反相放大电路的连接的一例的图。

如图4中作为一例所示，压力传感器10例如连接于反相放大电路30来使用。具体来说，反相放大电路30由放大器32和反馈电路34构成。在该放大器32的反相输入端子连接有固定电极16。反馈电路34例如是具有预定的阻抗的电阻。膜片20连接于电源36。放大器32的非反相输入端子和屏蔽电极24接地。

根据这样的电路结构，作用于膜片20的受压面20a的压力，即与固定电极16和膜片20之间的距离对应的电压Vout从反相放大电路30输出。当作用于受压面20a的压力变化时，固定电极16与膜片20之间的距离变化，它们之间的静电电容变化。反相放大电路30的输出电压Vout与该静电电容的变化对应地变化。因而，基于反相放大电路30的输出电压Vout，能够计算作用于膜片20的受压面20a的压力。

此外，反相放大电路30既可以组装于压力传感器10，也可以设于搭载有压力传感器10的基板。

在这样的电路结构中，屏蔽电极24减小侧壁部18处的静电电容(寄生电容)的影响，即对压力传感器10的感测性能的影响。

具体来说，相对于固定电极16与膜片20之间的静电电容并联地存在侧壁部18处的静电电容。侧壁部18处的静电电容由于侧壁部18与压力传感器10的周围环境接触，因此容易根据其周围环境的变化而变动。当侧壁部18的静电电容变动时，对固定电极16与膜片20之间的静电电容造成影响。其结果，对压力传感器10的与固定电极16和膜片20之间的静电电容关联的感测性能，例如，静电电容的变化相对于感测灵敏度、压力的变化的线性造成影响。

作为其应对，在侧壁部18设有接地的屏蔽电极24。其结果，抑制侧壁部18处的静电电容的变化，压力传感器10的感测灵敏度提高，并且静电电容的变化相对于压力的变化的线性提高。

然而，若将屏蔽电极24设于侧壁部18，则压力传感器10的消耗电力增加。

具体来说，如图4所示，在固定电极16与膜片20之间形成有静电电容C1，并且在屏蔽电极24与膜片20之间也形成有静电电容C2。因此，从电源36供给的电流向静电电容C1流动，并且向静电电容C2流动。即，从电源36向压力传感器10供给的电力的一部分无助于感测，而是向静电电容C2充电而被消耗。

为了抑制在静电电容C2产生的电力消耗，如图3所示，在压力传感器10中，固定电极16与膜片20之间的距离L1比屏蔽电极24与膜片20之间的距离L2小。

因此，在本实施方式1的情况下，如图3所示，膜片20的基座基板12侧的表面20c(即与受压面20a相反的一侧的面)是多阶构造。具体来说，多阶构造的膜片20的表面20c包含与固定电极16相对的第1阶面20d和支承于侧壁部18的第2阶面20e。另外，第2阶面20e在从固定电极16与膜片20的相对方向(Z轴方向)观察时包围第1阶面20d。并且，第2阶面20e与第1阶面20d相比距基座基板12的距离较远。第1阶面20d在从固定电极16与膜片20的相对方向(Z轴方向)观察时为矩形形状。

根据这样的膜片20的多阶构造的表面20c，固定电极16与膜片20(即第1阶面20d)之间的距离L1比屏蔽电极24与膜片20(即第2阶面20e)之间的距离L2小。即，同距离L1与距离L2相同的情况相比，固定电极16与膜片20之间的静电电容C1比屏蔽电极24与膜片20之间的静电电容C2大。由此，同距离L1与距离L2相同的情况相比，向静电电容C2流动的来自电源36的电流量减少，向静电电容C1流动的电流量增加。其结果，同距离L1与距离L2相同的情况相比，抑制电力在屏蔽电极24与膜片20之间的静电电容C2被消耗的情况。与此同时，压力传感器10的感测灵敏度提高。

根据以上那样的本实施方式1，在支承膜片20的侧壁部18包含屏蔽电极24的构造的静电电容型压力传感器10中，能够不降低感测灵敏度地抑制在屏蔽电极24与膜片20之间的静电电容C2产生的电力消耗。

(实施方式2)

本实施方式2是上述的实施方式1的改良方式。因而，在本实施方式2的压力传感器中，对与上述的实施方式1的压力传感器10的构成要素实质相同的构成要素标注相同的附图标记。另外，以与上述的实施方式1不同的点为中心，说明本实施方式2的压力传感器。

图5是本发明的实施方式2的压力传感器的分解立体图。另外，图6是表示本发明的实施方式2的压力传感器的膜片的基座基板侧的表面的图。

如图2所示，在上述的实施方式1的压力传感器10的情况下，膜片20的第1阶面20d在从固定电极16与膜片20的相对方向(Z轴方向)观察时为矩形形状。然而，如图5和图6所示，本实施方式2的压力传感器110的膜片120的第1阶面120d在从固定电极16与膜片120的相对方向(Z轴方向)观察时是在长度方向(X轴方向)上收窄的形状，即在长度方向的两端具备收窄部120f的形状。

如图5所示，在本实施方式2的压力传感器110的情况下，长度方向(X轴方向)尺寸与宽度方向(Y轴方向)尺寸的比比上述的实施方式1的压力传感器10大。在这样的压力传感器110的情况下，当施加外力时膜片120的隔膜部120b的局部容易变形。例如，在压力传感器110以使隔膜部120b暴露于外部的状态埋设于树脂封装而被保护的情况下，由于该树脂封装的硬化(即收缩)而压力传感器110持续承受作为外力的压缩应力。在该情况下，如图6中的交叉阴影所示，隔膜部120b的长度方向的两端部分被维持在变形的状态。该变形的程度、形态根据制造的多个压力传感器110中的每个而不同。其结果，在多个压力传感器110中，隔膜部120b的两端部分各自与固定电极16之间的距离产生偏差，由此感测性能也产生偏差。

作为其应对，如图6所示，为了避免容易根据与固定电极16之间的距离而产生偏差(偏差的程度超过允许限度)的隔膜部120b的长度方向(X轴方向)的两端部分(交叉阴影)，第1阶面120d具备在长度方向上收窄的形状。由此，抑制在与固定电极16之间形成静电电容C1的第1阶面120d的变形。其结果，在多个压力传感器110中，抑制其感测性能的偏差。

根据以上那样的本实施方式2，也与上述的实施方式1同样，能够不降低感测灵敏度地抑制在屏蔽电极24与膜片20之间的静电电容产生的电力消耗。

(实施方式3)

本实施方式3是与上述的实施方式1不同的构造，固定电极与膜片之间的距离比屏蔽电极与膜片之间的距离小。此外，在本实施方式3的压力传感器中，对与上述的实施方式1的压力传感器10的构成要素实质相同的构成要素标注相同的附图标记。另外，以与上述的实施方式1不同的点为中心，说明本实施方式3的压力传感器。

图7是本发明的实施方式3的压力传感器的剖视图。

如图7所示，在压力传感器210中，固定电极216与膜片220之间的距离L1比屏蔽电极24与膜片220之间的距离L2小。

具体来说，在本实施方式3的情况下，膜片220的基座基板12侧的表面220c与上述的实施方式1不同，即不是多阶构造而是一个平面。作为代替，固定电极216的至少中央部分的厚度比屏蔽电极24的厚度大。其结果，固定电极216与膜片220之间的距离L1比屏蔽电极24与膜片220之间的距离L2小。

根据以上那样的本实施方式3，也与上述的实施方式1同样，能够不降低感测灵敏度地抑制在屏蔽电极24与膜片220之间的静电电容产生的电力消耗。

以上，列举上述的实施方式1～3而说明了本发明，但本发明的实施方式不限于此。

例如，在上述的实施方式1的情况下，如图3所示，膜片20的基座基板12侧的表面20c是由第1阶面20d和第2阶面20e构成的两阶构造。然而，本发明的实施方式不限于此。

图8是本发明的另一实施方式的压力传感器的剖视图。

如图8所示，在另一实施方式的压力传感器310中，膜片320的基座基板12侧的表面320c是多阶构造，包含第1阶面320d、第2阶面320e以及第3阶面320g。在从固定电极16与膜片320的相对方向(Z轴方向)观察时，在第1阶面320d与第2阶面320e之间且以包围第1阶面320d的方式设有第3阶面320g。另外，第1阶面320d与固定电极16的中央部分相对，第3阶面320g与固定电极16的外周缘部分相对，并且，第2阶面320e支承于侧壁部18。而且，在第1阶面～第3阶面320d、320e、320g中，第1阶面320d相对于基座基板12最近，第2阶面320e相对于基座基板12最远。

在这样的另一本实施方式中，也与上述的实施方式1同样，能够不降低感测灵敏度地抑制在屏蔽电极24与膜片320之间的静电电容产生的电力消耗。

关于膜片的基座基板侧的表面的多阶构造而言，在上述的实施方式1的情况下，第1阶面和第2阶面由与它们实质正交的壁面连接。作为代替，两个阶面也可以由斜坡状的倾斜面连接。

另外，例如，在上述的实施方式2的情况下，如图6所示，膜片120的第1阶面120d具备在长度方向(X轴方向)上收窄的形状。然而，使膜片的隔膜部的局部维持在变形状态的持续作用于压力传感器的外力根据该压力传感器的使用的形态而不同。

图9表示本发明的不同的实施方式的压力传感器的膜片的基座基板侧的表面。图10表示本发明的另一不同的实施方式的压力传感器的膜片的基座基板侧的表面。

如图9所示，不同的实施方式的压力传感器的膜片420的第1阶面420d在宽度方向(Y轴方向)上收窄。该实施方式在使膜片420的隔膜部420b的宽度方向的两端部分(交叉阴影部分)持续变形的外力持续作用于压力传感器的情况下被采用。

如图10所示，另一不同的实施方式的压力传感器的膜片520的第1阶面520d在长度方向(X轴方向)和宽度方向(Y轴方向)这两个方向上收窄。该实施方式在使膜片520的隔膜部520b的长度方向的两端部分和宽度方向的两端部分持续变形的外力持续作用于压力传感器的情况下被采用。

而且，在上述的实施方式1的情况下，压力传感器10能够测定达到使膜片20与固定电极16接触的压力为止的压力。然而，本发明的实施方式不限于此。

例如，也可以是，在固定电极的与膜片相对的表面设有介电体层。在该情况下，随着作用于膜片的压力增加，膜片靠近介电体层，然后接触。接触后，随着压力增加，膜片相对于介电体层的接触面积增加。直到接触为止，随着膜片与固定电极之间的距离的减少，它们之间的静电电容增加，接触后，由于接触面积的增加而静电电容增加。基于这样的两阶段的静电电容的变化，测定(计算)作用于膜片的压力。这样的压力传感器被称为触摸模式压力传感器。

即，本发明的实施方式的压力传感器在广义上具有：基座基板；第1绝缘层，其设于所述基座基板；固定电极，其设于所述第1绝缘层；侧壁部，其设于所述第1绝缘层，包围所述固定电极；以及膜片，其具备导电性，与所述固定电极空开间隔地相对，并且支承于所述侧壁部，所述侧壁部包括配置于所述第1绝缘层上的屏蔽电极和配置于所述屏蔽电极上的第2绝缘层，所述固定电极与所述膜片之间的距离比所述屏蔽电极与所述膜片之间的距离小。

以上，列举多个实施方式而说明了本发明，但能够对某个实施方式组合至少一个实施方式的整体或部分而作为本发明的另一个实施方式，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。

产业上的可利用性

本发明能够应用于静电电容型压力传感器。

附图标记说明

10、压力传感器；12、基座基板；14、第1绝缘层；16、固定电极；18、侧壁部；20、膜片；24、屏蔽电极；26、第2绝缘层；L1、距离；L2、距离。