JP2006010539A - 容量式圧力センサ及びこの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 精度良く圧力測定できる圧力センサ及びこの圧力センサの製造方法を提供する。
【解決手段】 酸化アルミニウムの単結晶体でできており、貫通孔を有したプレート体１０からなるスペーサ１１と、酸化アルミニウムの単結晶体でできており、所定位置に可動電極が形成されてスペーサの片側面に直接接合されたセンサダイアフラムであって、当該センサダイアフラムの起歪領域の外径が貫通孔の孔径とほぼ等しいセンサダイアフラム２０と、酸化アルミニウムの単結晶体からなりかつ一部に固定電極が形成され、センサダイアフラムに直接接合されて当該センサダイアフラムとともに圧力測定用の容量室を形成するセンサ台座３０とを有する容量式圧力センサにおいて、スペーサの貫通孔のダイアフラム接合側開口部周縁全周にわたって当該貫通孔形成時のバリやデブリ形成領域を含む開口をなす凹み部を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば被測定圧力に応じた静電容量を圧力として検出するダイアフラム構造を備えた容量式圧力センサの製造方法及びこの製造方法で製造された容量式圧力センサに関する。

従来から被測定圧力の変化を静電容量の変化として検出するダイアフラム構造を備えた容量式圧力センサは広く知られている。かかる容量式圧力センサの一例として、ダイアフラムの起歪領域に可動電極を形成するとともに一部に凹み部を有しかつ凹み部の底面に固定電極を形成したセンサ台座をこの起歪領域の周囲に接合し、圧力がダイアフラム面に加わることでダイアフラムの起歪領域の変移に伴うダイアフラムの可動電極とセンサ台座の固定電極間における静電容量の変化を圧力の変化として検出する圧力センサがある。

なお、このような静電容量式圧力センサを用いて微差圧や真空及びその近傍の圧力を高精度に計測する場合、キャリブレーションが不可能である領域でのセンサ特性への悪影響を避けるため、可動電極の形成されたセンサダイアフラムと固定電極の形成されたセンサ台座間の間隔を厳密に管理するなど、センサ自体の構造を寸法上高精度に管理する必要がある。そのため、センサチップを構成するセンサダイアフラムとセンサ台座間の接合については界面に何も介在させない直接接合が行われている（例えば、特許文献１参照）。

以下、この特許文献１に記載の静電容量式圧力センサの構造について説明する。かかる静電容量式圧力センサ２００は、図５に示すように各周辺接合部がサファイア同士の直接接合により密着固定された第１のサファイア基板２０１、第２のサファイア基板２０２、及び第３のサファイア基板２０３を有している。そして、第１のサファイア基板２０１には、その下面側に深さの浅い凹み部２０１ａが形成され、凹み部２０１ａの底面には導電性の膜からなる固定電極２０１ｂが配置されている。また、第１のサファイア基板２０１の凹み部下面側には、凹み部２０１ａを塞ぐように第２のサファイア基板２０２が直接接合されている。そして、固定電極２０１ｂと対向する第２のサファイア基板２０２の上面側には可動電極２０２ｂ及び可動電極２０２ｂの取出し端子２０２ｃが形成されている。なお、第２のサファイア基板２０２は第１のサファイア基板２０１よりも板厚を薄くして形成され、可動ダイアフラム構造となっている。また、第２のサファイア基板２０２の下側面には、深さの浅い測定圧力印加用凹み部２０３ａが形成されるとともに凹み部２０３ａの外気と連通する測定圧力導入用の貫通孔２０３ｂが穿設された第３のサファイア基板２０３が直接接合されている。また、第３のサファイア基板２０３の下面側には、貫通孔２０３ｂに連通する開口２０４ｂが穿設された台座２０４が配置されている。

特許第２８５２５９３号公報（３頁、図４）

かかる静電容量式圧力センサの第３のサファイア基板２０３に貫通孔２０３ｂを形成するために、ＣＯ_２レーザー、エキシマレーザーなどのレーザー加工、超音波加工などの機械加工を行うが、この際、貫通孔開口部周囲近傍に数μｍ程度の高さを有するバリが形成されたり、貫通孔加工時に生成する加工粉の堆積物であるデブリが形成される。

以下、このような貫通孔（測定圧力導入孔）の開口部にバリやデブリが生じたまま静電容量式圧力センサの各構成要素を直接接合することで生じる不具合を図６及び図７に基づいて説明する。図６はスペーサ１１にセンサダイアフラム２０及びセンサ台座３０を直接接合して形成された静電容量式圧力センサの断面構成図である。スペーサ１１に測定圧力導入孔を形成するとその開口部にバリ１１Ａやデブリ１１Ｂ（図６ではバリ１１Ａのみ図示）が生じる。なお、センサダイアフラム２０が微差圧計測に用いるセンサダイアフラムの場合、特に撓み易い。そのため、このようなバリ１１Ａやデブリ１１Ｂが形成されたままの状態でセンサダイアフラム２０をスペーサ１１に直接接合すると、図６（ａ）に示すようになり、この状態でセンサ台座３０をセンサダイアフラム２０に直接接合すると、図６（ｂ）に示すようにセンサダイアフラム２０がセンサ台座３０の凹部３０ａに向かって反ってしまう（図６（ａ），（ｂ）の二点鎖線と比較参照）。また、バリ１１Ａが大きいと、センサダイアフラム２０がスペーサ１１に接合不可能となる。

一方、このようなセンサダイアフラム２０の反りを防止するために、スペーサ１１のバリやデブリ形成領域をその後に鏡面研磨することでこのバリ１１Ａやデブリ１１Ｂを除去することも行われている。しかしながら、この際、貫通孔開口部周縁近傍が開口部に向かうに従って貫通孔内に徐々に落ち込んでいくいわゆるダレと呼ばれる形状不良が生じる。これは鏡面研磨により表面粗さを小さくしようとするほど顕著になる。そして、この状態でセンサダイアフラム２０をスペーサ１１に直接接合すると、図７（ａ）に示すようにセンサダイアフラム２０がダレ１１Ｃに沿って中央部分が垂れ下がった状態で直接接合されてしまい、このままセンサ台座３０をセンサダイアフラム２０に直接接合すると、図７（ｂ）に示すようにセンサダイアフラム２０がセンサ台座３０の凹部３０ａと反対側に反ってしまう（図７（ａ），（ｂ）の二点鎖線と比較参照）。

センサダイアフラム２０にこのようなバリ１１Ａやデブリ１１Ｂ、またはダレ１１Ｃによる反りが生じると、センサダイアフラム２０に形成された可動電極２１，２２とセンサ台座３０に形成された固定電極３１，３２との間隔を規定通りの寸法に管理できず、センサダイアフラム２０の形状異常に起因するセンサ特性の異常を招く。

本発明の目的は、上述のような課題を解決し、微差圧域において精度良く圧力測定を行うことのできる圧力センサ及びこの圧力センサの製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１にかかる容量式圧力センサは、酸化アルミニウムの単結晶体でできており、貫通孔を有したプレート体からなるスペーサと、酸化アルミニウムの単結晶体でできており、所定位置に可動電極が形成されてスペーサの片側面に直接接合されたセンサダイアフラムであって、当該センサダイアフラムの起歪領域の外径が貫通孔の孔径とほぼ等しいセンサダイアフラムと、酸化アルミニウムの単結晶体からなりかつ一部に固定電極が形成され、前記センサダイアフラムに直接接合されて当該センサダイアフラムとともに圧力測定用の容量室を形成するセンサ台座とを有する容量式圧力センサにおいて、スペーサの貫通孔のダイアフラム接合側開口部周縁全周にわたって当該貫通孔形成時のバリやデブリ形成領域を含む開口をなす凹み部を備えていることを特徴としている。

また、本発明の請求項４にかかる容量式圧力センサの製造方法は、スペーサと、前記スペーサに接合されるダイアフラムと、前記ダイアフラムに接合されるセンサ台座とを備えた容量式圧力センサの製造方法において、酸化アルミニウムの単結晶体からなるプレート体に貫通孔を加工することで前記スペーサを形成し、前記スペーサの貫通孔開口縁部周囲のバリやデブリ形成領域を研磨することで当該バリやデブリを取り除き、研磨した領域であって貫通孔のダイアフラム接合側開口部全周にわたって凹み部をエッチングにより形成し、スペーサの凹み部周囲の平面に酸化アルミニウムの単結晶体からなるセンサダイアフラムであって当該センサダイアフラムの起歪領域の外径が貫通孔の孔径とほぼ等しいセンサダイアフラムを直接接合し、センサダイアフラムの所定位置に可動電極を形成し、酸化アルミニウムの単結晶体からなりかつ一部に固定電極が形成され、前記センサダイアフラムとともに圧力測定用の容量室を形成するセンサ台座をセンサダイアフラムに直接接合することを特徴としている。

センサダイアフラムをスペーサに直接接合する際、スペーサの貫通孔形成時にできるバリやデブリによってセンサダイアフラムがセンサ台座側に反るのを防止できる。また、かかるバリやデブリを除去するためにスペーサを研磨すると研磨面において貫通孔に向かってダレが生じるが、貫通孔の開口部周縁近傍にこの研磨面を含む凹み部を形成することでセンサダイアフラムがこのダレに沿ってセンサ台座と反対側に反るのを防止できる。これによってセンサダイアフラムの可動電極の備わった領域とセンサ台座の固定電極の備わった領域との間隔を厳密に管理でき、圧力を精度良く測定できる。

また、本発明の請求項２にかかる容量式圧力センサは、請求項１に記載の容量式圧力センサにおいて、スペーサの凹み部が当該貫通孔と協働して段部を形成し、当該段部の底面にはセンサダイアフラムが当該底面に密着するのを防止する密着防止用凹凸部が形成されていることを特徴としている。

センサダイアフラムが段部の底面に密着するのを密着防止用凹凸部によって阻止するので、可動電極の備わったセンサダイアフラムと固定電極の備わったセンサ台座の底面との間隔を凹み部の機能と合わせて厳密に管理でき、圧力を精度良く測定できる。

また、本発明の請求項５にかかる容量式圧力センサの製造方法は、請求項４に記載の容量式圧力センサの製造方法において、スペーサの凹み部をエッチングによって形成する代わりにバリ取りの機械加工によって形成することを特徴としている。

バリ取りの機械加工、即ち仕上げの面取り加工によって貫通孔の開口部周縁近傍に凹み部を形成しても上述した作用を発揮できる。

また、本発明の請求項３にかかる容量式圧力センサは、請求項１又は請求項２に記載の容量式圧力センサにおいて、プレート体、センサダイアフラム、及びセンサ台座が酸化アルミニウムの単結晶体でできている代わりに石英でできている。

また、本発明の請求項６にかかる容量式圧力センサの製造方法は、請求項４又は請求項５に記載の容量式圧力センサの製造方法において、酸化アルミニウムの単結晶体でできたプレート体、センサダイアフラム、及びセンサ台座を用いる代わりに石英でできたプレート体、センサダイアフラム、及びセンサ台座を用いている。

これらの構成要素が酸化アルミニウムの単結晶体でできている代わりに石英でできていても同様な作用を発揮することができる。

本発明の容量式圧力センサの製造方法によると、撓み易いセンサダイアフラムにおいても反りのない安定した形状が実現でき、特に微差圧を精度良く測定できる容量式圧力センサを得ることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる容量式圧力センサについて説明する。かかる容量式圧力センサの構造を説明するにあたって、理解の容易化を図るためにその製造方法について図面に基づいて説明する。かかる容量式圧力センサの製造方法は以下の手順からなる。なお、断面を示した各図中においては、説明の理解を容易にするために実線を一部省略して示している。

まず、酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなる平面視矩形状のプレート体１０を用意し（図１（ａ）参照）、このプレート体１０にＣＯ_２レーザー、エキシマレーザー、超音波加工などによって貫通孔１０ａを加工してスペーサ１１を形成する（図１（ｂ）参照）。

ここで、サファイアなどの硬い材料に貫通孔を加工すると、その貫通孔開口部周縁に例えば数μｍ程度の高さを備えたバリ１１Ａが生じる。また、貫通孔加工時に加工くずが飛散してこれが貫通孔開口部周縁近傍に堆積することで、いわゆるデブリ１１Ｂが生じる。なお、本実施形態においては説明の容易化のために、図中、スペーサ１１のセンサダイアフラム接合面側にバリ１１Ａやデブリ１１Ｂが形成されているものとする。

次いで、スペーサの貫通孔開口周縁のバリやデブリ形成領域を研磨することでこれらの領域に形成されたバリ１１Ａやデブリ１１Ｂを取り除く（図１（ｃ）参照）。

なお、このような後研磨によってバリ１１Ａやデブリ１１Ｂを取り除いた研磨領域にダレ１１Ｃが生じる。ダレ１１Ｃとは、貫通孔１０ａの開口縁部周囲に生じるもので、貫通孔１０ａに向かうに従って徐々に落ち込んでいく落ち込み領域をいう。

そして、研磨した領域であってスペーサ１１の少なくとも一側の領域、具体的には、少なくともセンサダイアフラム２０がその後に直接接合される側の領域において貫通孔１０ａの開口部周縁全周に上述したダレ１１Ｃの領域を含む開口を有する凹み部１１ａをエッチングにより形成する（図１（ｄ）参照）。なお、凹み部１１ａは、一例として深さＤが２μｍで幅Ｗは２５０μｍ程度の寸法を有している。また、凹み部１１ａの形成方法は好ましくはドライエッチングが良いが、ウエットエッチングで形成しても良い。また、凹み部１１ａは上面視で多角形であっても良く、円形であっても良い。

次いで、スペーサ１１の片側面であってこの凹み部周囲の平面に酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなり厚さ数十μｍ程度のセンサダイアフラム２０を直接接合する（図２（ａ）参照）。なお、センサダイアフラム２０の起歪領域（センサ台座３０との直接接合部を除いた領域で圧力の印加に応じて変移する領域）の外径とスペーサ１０の貫通孔１０ａの孔径はほぼ等しくなっている。

次いで、センサダイアフラム２０の所定の位置に金又は白金からなる可動電極２１，２２を形成する（図２（ｂ）参照）。

次いで、センサ台座３０を用意する（図２（ｂ）参照）。センサ台座３０は、酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなり、一部に凹部３０ａを有し、当該凹部３０ａの底面に固定電極３１，３２が形成され、センサダイアフラム２０と協働して圧力測定用の容量室を形成するようになっている。また、センサ台座３０の上面には検出信号取出し用の電極パッド３５，３６が形成されている。

次いで、センサ台座３０をセンサダイアフラム２０に直接接合する（図２（ｃ）参照）。

このようにして構成されたセンサチップ１は、センサダイアフラム２０がスペーサ１１のバリ１１Ａやデブリ１１Ｂによってセンサ台座３０の凹み部底面側に反ることはない（図２（ｃ）と図６（ｂ）を比較参照）。また、センサダイアフラム２０がスペーサ１１のバリ１１Ａやデブリ１１Ｂを取り除くための後研磨によって生じたダレ１１Ｃに沿って直接接合されることもなく、センサダイアフラム２０がセンサ台座３０の凹み部底面と反対側に反ることはない（図２（ｃ）と図７（ｂ）を比較参照）。すなわち、センサダイアフラム２０の可動電極２１，２２とセンサ台座３０の固定電極３１，３２とが規定の寸法間隔で対向配置される。これによって、電極間の容量値が適正な容量値となり、かかるセンサチップ１を後述するようにパッケージ内に収容すると正確な圧力測定を可能とする微差圧計や真空計などの容量式圧力計を実現できる。

続いて、かかるセンサチップ１をパッケージ内に収容した容量式圧力計１００について説明する。

容量式圧力計１００は、図３に示すように、アッパーハウジング１１１及びロアハウジング１１２からなるパッケージ１１０と、パッケージ内に収容されたアッパー台座プレート１２１及びロア台座プレート１２２からなる台座プレート１２０と、同じくパッケージ内に収容され台座プレート１２０に接合されたセンサチップ１と、パッケージ１１０に直接取付けられパッケージ内外を導通接続する電極リード部（図示せず）とを備えている。また、台座プレート１２０は、パッケージ１１０に対して隔間しており、支持ダイアフラム１５０のみを介してパッケージ１１０に支持されている。

一方、ロアハウジング１１２には図示しない圧力導入部が形成され、かかる圧力導入部を介して被測定流体である腐食性のプロセスガスがセンサダイアフラム２０に圧力を加えるようになっている。なお、センサチップ１は上述の製造方法で製造された容量式圧力センサである。

また、図３には詳細には示さないが、アッパーハウジング１１１、支持ダイアフラム１５０、アッパー台座プレート１２１、及びセンサチップ１が協働して内部が真空でありプロセスガスと独立した密閉空間を画成している。また、密閉空間にはいわゆるゲッター（図示せず）と呼ばれる気体吸着物質が備わり、真空度を維持している。

一方、支持ダイアフラム１５０はケーシング１１０の形状に合わせた多角形又は円形状の金属の薄板からなり、周囲縁部は上述したアッパーハウジング１１１とロアハウジング１１２の縁部に挟まれて溶接等により接合されている。また、支持ダイアフラム１５０の中央部分には、センサチップ１に圧力を導くための圧力導入孔１５０ａが形成されている。

支持ダイアフラム１５０の両面には、支持ダイアフラム１５０とケーシング１１０の接合部から周方向全体にわたってある程度隔間した位置に酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなる薄いリング状のアッパー台座プレート１２１とロア台座プレート１２２が接合されている。

また、支持ダイアフラム１５０のアッパー台座プレート１２１には上述した工程で製造されたセンサチップ１がガラス接合又は固液接合と呼ばれる接合後酸化アルミニウム系接合材料になる接合（特開２００２−１１１０１１号公報参照）などの比較的廉価な接合方法で接合されている。

センサチップ１は、上述したようにプレート体１０に貫通孔１０ａを穿設するとともに凹み部１１ａを形成したスペーサ１１と、スペーサ１１に直接接合されかつ圧力の印加に応じてひずみが生じるセンサダイアフラム２０と、センサダイアフラム２０に直接接合して本実施形態の場合、真空の容量室を形成するセンサ台座３０を有している。

また、センサダイアフラム２０とセンサ台座３０に形成された電極２１，２２，３１，３２は電極パット３５，３６を介してパッケージ内真空室側に導出され、パッケージ１１０の真空室内外を電気的に接続するリード線（ここでは図示せず）によって電気信号が外部に伝達されるようになっている。

上述したように、図３に示す容量式圧力計１００は、本実施形態の製造方法によって製造されたセンサチップ１を用いている。かかるセンサチップ１の製造方法によると、センサダイアフラム２０をスペーサ１１に直接接合する際、スペーサ１１の貫通孔形成時にできるバリ１１Ａやデブリ１１Ｂによってセンサダイアフラム２０がセンサ台座３０の凹部底面側に反るのを防止できる。また、かかるバリ１１Ａやデブリ１１Ｂを除去するためにスペーサ１１を研磨すると、研磨面において貫通孔に向かってダレ１１Ｃが生じるが、貫通孔１０ａの開口部周縁近傍に凹み部１１ａを形成することでセンサダイアフラム２０がセンサ台座３０の凹部底面と反対側に反るのを防止できる。これによって可動電極２１，２２の備わったセンサダイアフラム２０と固定電極３１，３２の備わったセンサ台座３０の凹部３０ａとの間隔を厳密に管理でき、圧力を精度良く測定できる。

また、このように測定精度の高いセンサチップ１を本実施形態では上述のように支持ダイアフラム１５０及び台座プレート１２０を介してパッケージ内に収容し、全体を容量式圧力計１００として構成している。このような構造をとることで、センサチップ１のダイシングによるセンサチップ分割時の端面をプロセスガスに直接接触させないようにし、センサチップ切断時に端面に残留した粒子や不純物等がセンサダイアフラム２０の起歪領域に堆積するのを防止している。また、センサダイアフラム２０とセンサ台座３０との直接接合部周縁がプロセスガスに直接接触しないので、圧力センサ自体の耐久性を高めている。

また、プロセスガスが充満する空間と隔離した真空室側に電極のリード線を取り出すことができるので、電極リード部の耐久性を確保することができる。さらには、支持ダイアフラム１５０のアッパー台座プレート１２１にスペーサ１１を介してセンサダイアフラム２０及びセンサ台座３０を接合しているので、支持ダイアフラム１５０から伝わる熱応力がセンサチップ１に伝わりにくくなっている。

従って、上述の製造方法で説明したようにセンサチップ１のスペーサ１１に工夫を施した点とかかるセンサチップ１を上述のような構造でパッケージ内に収容した点から本実施形態にかかる容量式圧力計１００は耐久性に優れるとともに高精度の圧力測定を可能とする。

なお、上述した実施形態においてスペーサ１１の貫通孔開口部周縁に形成された凹み部１１ａが当該貫通孔と協働して段部１１ｂ（図４参照）を形成しているが、この変形例として、図４（ａ）に示すように当該段部１１ｂの底面にセンサダイアフラム２０が密着するのを防止する凸部（密着防止用凹凸部）１１ｃが形成されるようにドライエッチングで凹み部１１ａを形成しても良い。

また、この段部１１ｂの底面に図４（ｂ）に示すように表面上に細かい凹凸部１１ｄを備えた薄膜（密着防止用凹凸部）を成膜しても良い。

このような付加的構成を備えることで、これらの密着防止用凹凸部が段部１１ｂの底面へのセンサダイアフラム２０の密着を阻止するので、凹み部１１ａの機能と合わせて可動電極２１，２２の備わったセンサダイアフラム２０と固定電極３１，３２の備わったセンサ台座３０の底面との間隔を厳密に管理でき、圧力をより精度良く測定できる。

また、スペーサ１１の貫通孔開口部周縁に形成された凹み部を、図４（ｃ）に示すように、当該貫通孔１０ａの所定位置から貫通孔開口部側に向かって拡径していくテーパ部１１ｔからなるように形成しても良い。なお、このテーパ部１１ｔのテーパ面とスペーサ１１のダイアフラム接合面との間にはエッジが形成され、かつテーパ部１１ｔは、スペーサ１１にダイアフラム２０が直接接合したときにダイアフラム２０がテーパ部１１ｔのテーパ面に沿わないような傾斜角度をスペーサ１１のダイアフラム接合面に対してなしている。このようなテーパ部１１ｔを貫通孔開口部周縁に備えても上述と同様の作用を発揮できる。

また、ここでは図示しないがスペーサ１１の台座プレート接合側も後研磨によってバリやデブリを除去した場合は、本実施形態のようにエッチングやバリ取り用の機械加工によってダレを取り除いても良い。スペーサ１１とアッパー台座プレート１２１とはいわゆる固液接合によって接合されていることと、スペーサ自体はセンサダイアフラム２０のように接合部の微妙な凹凸によってそりが発生するほどの薄さを有していないので、スペーサ１１とセンサダイアフラム２０を直接接合される場合に比べてバリやデブリなどによる影響は少ない。しかしながら、この部分のバリやデブリをエッチングやバリ取り用の機械加工などによって取り除くことで、台座プレート１２２とスペーサ１１との寸法関係をより厳密に管理することができ、センサ特性をさらに向上させることができる。

なお、上述の実施形態にかかる容量式圧力センサにおいては、プレート体１０、センサダイアフラム２０、及びセンサ台座３０が酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアでできていたが、必ずしもこれに限定されず、ルビーなど他の酸化アルミニウムの単結晶体でできていても良く、若しくは石英でできていても同様な作用を発揮することができる。

また、上述の実施形態ではセンサダイアフラム側に凹み部３０ａが形成されているが、この凹み部をセンサダイアフラム側に設けることで容量室を形成しても良い。

また、上述の容量式圧力計１００は真空域の測定を行う真空計として記載したが、本発明を微差圧計としての容量式圧力計に適用した場合も十分な効果を発揮することは言うまでもない。

本発明の一実施形態にかかる容量式圧力センサ（センサチップ）の製造方法を図１（ａ）乃至図１（ｄ）の順に断面で示した工程図である。 図１に続く容量式圧力センサ（センサチップ）の製造方法を図２（ａ）乃至図２（ｃ）の順に断面で示した工程図である。 本発明の一実施形態にかかる容量式圧力センサの製造方法によって製造された容量式圧力センサ（センサチップ）をパッケージ内に収容した状態で示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる容量式圧力センサの製造方法の第１変形例を示した断面図（図４（ａ））、及び第２変形例を示した断面図（図４（ｂ））、並びに第３変形例を示した断面図（図４（ｃ））である。 従来の容量式圧力センサの一例を示す断面図である。 本実施形態によらないで製造される容量式圧力センサ（センサチップ）の一例を部分的に示す断面図（図６（ａ））及び全体的に示す断面図（図６（ｂ））である。 本実施形態によらないで製造される容量式圧力センサの他の一例を部分的に示す断面図（図７（ａ））及び全体的に示す断面図（図７（ｂ））である。

符号の説明

１ センサチップ
１０ プレート体
１０ａ 貫通孔
１０ｂ 開口部
１１ スペーサ
１１ａ 凹み部
１１ｂ 段部
１１ｃ 密着防止用凸部
１１ｄ 凹凸部
１１ｔ テーパ部
１１Ａ バリ
１１Ｂ デブリ
１１Ｃ ダレ
２０ センサダイアフラム
２１，２２ 可動電極
３０ センサ台座
３０ａ 凹部
３１，３２ 固定電極
３５，３６ 電極パット
１００ 容量式圧力計
１１０ パッケージ
１１１ アッパーハウジング
１１２ ロアハウジング
１２０ 台座プレート
１２１ アッパー台座プレート
１２２ ロア台座プレート
１５０ 支持ダイアフラム
１５０ａ 圧力導入孔
２００ 静電容量式圧力センサ
２０１ 第１のサファイア基板
２０１ａ 凹み部
２０１ｂ 固定電極
２０２ 第２のサファイア基板
２０２ｂ 可動電極
２０２ｃ 取出し端子
２０３ 第３のサファイア基板
２０３ａ 測定圧力印加用凹み部
２０３ｂ 貫通孔
２０４ 台座
２０４ｂ 開口

Claims (6)

1. 酸化アルミニウムの単結晶体でできており、貫通孔を有したプレート体からなるスペーサと、
   酸化アルミニウムの単結晶体でできており、所定位置に可動電極が形成されて前記スペーサの片側面に直接接合されるセンサダイアフラムであって、当該センサダイアフラムの起歪領域の外径が前記貫通孔の孔径とほぼ等しいセンサダイアフラムと、
   酸化アルミニウムの単結晶体からなりかつ一部に固定電極が形成され、前記センサダイアフラムに直接接合されて当該センサダイアフラムとともに圧力測定用の容量室を形成するセンサ台座とを有する容量式圧力センサにおいて、
   前記スペーサの貫通孔のダイアフラム接合側開口部周縁全周にわたって当該貫通孔形成時のバリやデブリ形成領域を含む開口をなす凹み部を備えていることを特徴とする容量式圧力センサ。
2. 前記スペーサの凹み部が前記貫通孔と協働して段部を形成し、当該段部の底面には前記センサダイアフラムが当該底面に密着するのを防止する密着防止用凹凸部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の容量式圧力センサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の容量式圧力センサにおいて、プレート体、センサダイアフラム、及びセンサ台座が酸化アルミニウムの単結晶体でできている代わりに石英でできていることを特徴とする容量式圧力センサ。
4. スペーサと、前記スペーサに接合されるダイアフラムと、前記ダイアフラムに接合されるセンサ台座とを備えた容量式圧力センサの製造方法において、
   酸化アルミニウムの単結晶体からなるプレート体に貫通孔を加工することで前記スペーサを形成し、
   前記スペーサの貫通孔開口縁部周囲のバリやデブリ形成領域を研磨することで当該バリやデブリを取り除き、
   前記研磨した領域であって前記貫通孔のダイアフラム接合側開口部全周にわたって凹み部をエッチングにより形成し、
   前記スペーサの凹み部周囲の平面に酸化アルミニウムの単結晶体からなるセンサダイアフラムであって当該センサダイアフラムの起歪領域の外径が前記貫通孔の孔径とほぼ等しいセンサダイアフラムを直接接合し、
   前記センサダイアフラムの所定位置に可動電極を形成し、
   酸化アルミニウムの単結晶体からなりかつ一部に固定電極が形成され、前記センサダイアフラムとともに圧力測定用の容量室を形成するセンサ台座を前記センサダイアフラムに直接接合することを特徴とする容量式圧力センサの製造方法。
5. 請求項４に記載の容量式圧力センサの製造方法において、前記スペーサの凹み部をエッチングによって形成する代わりにバリ取りの機械加工によって形成することを特徴とする、容量式圧力センサの製造方法。
6. 請求項４又は請求項５に記載の容量式圧力センサの製造方法において、酸化アルミニウムの単結晶体でできたプレート体、センサダイアフラム、及びセンサ台座を用いる代わりに石英でできたプレート体、センサダイアフラム、及びセンサ台座を用いることを特徴とする、容量式圧力センサの製造方法。
   

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