搭载于基板2a的压力传感器元件16。该压力传感器元件16是静电电容型，由SOI基板90和玻璃基板92构成。对玻璃基板92的材质不作特别地限定，在此，作为线膨胀系数接近硅的线膨胀系数的玻璃基板也使用IrWm (TEMPAX,注册商标)玻璃基板。SOI基板90是在硅基板中形成有Box层90b的基板，成为硅层90a、Box层90b以及娃层90c的三层构造。
[0085]利用Box层90b上的硅层90c形成膜片94，在膜片94上的玻璃基板92侧形成有下部电极96。在玻璃基板92的与膜片94相向的一侧形成有空洞，在该空洞内形成有与下部电极96相向的上部电极98。为了检测上部电极98和下部电极96之间的静电电容，设置有上部电极98的取出电极98a和下部电极96的取出电极96a。膜片94的上侧、即上部电极98与下部电极96之间的空间与绝缘基板2a内的内部流路42连接，膜片94的下侧的空间与大气侧连通通路49连接。
[0086]由于内部流路42内的压力与大气压的压差而膜片94在图7中在上下方向上变形，与此同时，两个电极96与98之间的间隔发生变化，从而两个电极96、98之间的静电电容发生变化。在利用电容数字转换器将静电电容转换为电压之后，转换为压力值。
[0087]本实施例具备彼此进行电连接的用于遮蔽噪声的金属层68a?68c。在不设置这种金属层的情况下，噪声水平大约为130aFp-p，与此相对地，在具备金属层68a?68d的本实施例中，噪声水平能够降低为大约90aFp-p。
[0088]在此，对各实施例中共用进行说明。根据需要对开出贯通孔和槽的半干状态的氧化铝陶瓷基板层嵌入过孔金属、印刷涂布钼等金属层。之后，将氧化铝陶瓷基板层重叠而成为层叠状态，在以1000°C?1500°C左右的温度进行烧结并对必要的位置实施镀金等之后形成基板2、2a。之后，在烧结出的基板的规定的位置处利用粘接剂粘着阀元件和压力传感器元件，并根据需要焊接静电电容数字转换器、连接器，来实施必要的用于电连接的引线焊接。
[0089]图8是概要性地示出在各实施例中共用的气体压力控制器的控制系统。作为压力传感器元件16的检测信号的静电电容被电容数字转换器18转换为电压后被取入控制部22的计算机。计算机22通过致动器26对压力阀14的打开状况进行反馈控制，使得压力传感器元件16的检测信号成为规定的值，由此以规定的固定压力供给压力阀出口侧的气体。28是储气瓶等气体供给部。在图8中，实线示出了气体的流动，虚线示出了信号的流动。
[0090]如图1所示，控制部22具备温度校正部23。利用内置于电容数字转换器的温度测量功能校正了由环境温度变化产生的影响。关于该温度校正，如下那样用软件对电子部件的温度校正进行了处理。
[0091]作为样本规格，电容数字转换器相对于基准温度25°C具有_laf/°C的温度特性。另外，假定电容器在基准温度20°C时为-40ppm/°C的温度特性。将由测量温度与基准温度的差产生的静电电容量设为校正值。
[0092]在图9中示出以这种方式进行的温度校正的结果。A是温度变动幅度，是2.6890C。在该情况下，静电电容值的校正前的变动幅度B为1.627pF，但通过进行校正能够使变动幅度C减小至0.301pFo
[0093]附图标记说曰月
[0094]2:基板；2a:绝缘性基板;2_1?2_3、2a_l?2a_6:基板层；4:气体入口 ；6:气体出口 ；8-1、8-2:成为内部流路的贯通槽；8-2a:流路阻力用的贯通槽；14:阀元件；16:压力传感器元件；18:电容数字转换器；22:控制部；23:温度校正部；26:致动器；30:固定基座；45:压力传感器元件搭载位置；60:阀元件搭载位置；68a、68b、68c、68d:金属层；75:电容数字转换器搭载位置。
【主权项】
1.一种气体压力控制器，具备: 绝缘性基板，其具有气体入口和气体出口且具有内部流路； 阀机构，其包括微机电系统阀元件即MEMS阀元件，该MEMS阀元件直接安装于上述绝缘性基板的表面或者背面，并经由连通于上述内部流路的端口而与上述内部流路连接； 压力传感器部，其包括微机电系统压力传感器元件即MEMS压力传感器元件，该MEMS压力传感器元件直接安装于上述绝缘性基板的表面或者背面，并经由连通于上述内部流路的端口而与上述内部流路连接；以及 控制部，其基于上述压力传感器部的检测信号对上述阀机构进行反馈控制。2.根据权利要求1所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述绝缘性基板是包括多个绝缘性基板层的层叠体。3.根据权利要求2所述的气体压力控制器，其特征在于， 在上述绝缘性基板的表面、背面以及内部接合面中的至少一个面形成有无助于电连接的用于电磁屏蔽的金属层。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述绝缘性基板包含氧化铝陶瓷。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述内部流路具有与连通于上述气体出口的流路相比流路宽度变窄的流路阻力部分。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述阀机构包括压电致动器来作为上述MEMS阀元件的驱动源。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述阀机构包括螺线管致动器来作为上述MEMS阀元件的驱动源。8.根据权利要求1至5中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述MEMS阀元件是静电驱动型MEMS阀元件。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述MEMS压力传感器元件是静电电容型压力传感器元件， 上述压力传感器部包括将上述静电电容型压力传感器元件的检测电容转换为电压输出的电容数字转换器。10.根据权利要求1至8中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述MEMS压力传感器元件是产生电压输出的压电电阻型压力传感器元件。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述控制部具备温度校正部，该温度校正部校正上述MEMS压力传感器元件的检测输出的基于温度的变动。12.根据权利要求11所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述电容数字转换器具备温度测量功能， 上述温度校正部构成为基于与利用上述电容数字转换器的温度测量功能测量出的温度对应的信号来校正上述MEMS压力传感器元件的检测输出的基于温度的变动。13.根据权利要求11所述的气体压力控制器，其特征在于， 上述绝缘性基板设置有温度测量用元件， 上述温度校正部构成为基于上述温度测量用元件的检测信号来校正上述MEMS压力传感器元件的检测输出的基于温度的变动。
【专利摘要】具备：绝缘性基板(2)，其具有气体入口(4)和气体出口(6)且具有内部流路；阀机构，其包括MEMS阀元件(14)，该MEMS阀元件(14)直接安装于上述绝缘性基板(2)的表面或者背面，并经由连通于上述内部流路的端口与上述内部流路连接；压力传感器部，其包括MEMS压力传感器元件(16)，该MEMS压力传感器元件(16)直接安装于上述绝缘性基板(2)的表面或者背面，并经由连通于上述内部流路的端口与上述内部流路连接；以及控制部(22)，其基于上述压力传感器部的检测信号对上述阀机构进行反馈控制。
【IPC分类】G05D16/20
【公开号】CN104956279
【申请号】CN201380071402
【发明人】樫原稔, 高桥一法, 柳林润, 西本尚弘
【申请人】株式会社岛津制作所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2013年1月28日
【公告号】US20150316937, WO2014115331A1