JP2010151468A - 圧力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】センサチップのセンシング部を気密封止するための封止部材の破損を抑制し得る圧力センサを提供する。
【解決手段】センシング部が長手方向一側端部に形成されるセンサチップ４０において、このセンサチップ４０の長手方向中央部４０ｃは、長手方向に直交する断面の角部５５が湾曲状に形成されている。そして、センサチップ４０は、この長手方向中央部４０ｃにて接着剤６０を介してハウジング３０における他端部側の内周面３０ｃ支持されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、センサチップのうち圧力媒体の圧力を検出可能なセンシング部を含む部位が圧力導入通路内に露出する圧力センサに関するものである。

従来より、センサチップのうち圧力媒体の圧力を検出可能なセンシング部を含む部位が圧力導入通路内に露出する圧力センサとして、例えば、下記特許文献１に開示される半導体圧力センサがある。この半導体圧力センサのセンサチップは、台座用ガラスの上にシリコン基板を設け、このシリコン基板の被測定媒体（圧力媒体）と接触する部位に、被測定媒体の圧力に応じて変位するダイアフラム部を形成してなるセンシング部を備えている。そして、センサチップのうちセンシング部を含む部位のみが被測定媒体中に露出するように、センサチップとハウジングとの間が低融点ガラスからなる封止部材で気密封着されている。
特許第２７９２１１６号公報

ところで、上記特許文献１に開示される圧力センサでは、高温環境など使用環境に応じてセンサチップと封止部材との間で応力が発生する。そのため、このような応力が急激に変化して応力集中が生じると、封止部材に割れ等の破損が生じる可能性がある。とくに、センサチップの角部に応力が集中しやすいため、この角部を起点として、封止部材に割れが生じやすくなる。また、例えば、車両のエンジン近傍等、温度変化が著しい環境にて使用される場合には、センサチップと封止部材との熱膨張係数の差に起因する応力集中が高頻度で発生するため、封止部材の破損の可能性が大きくなってしまう。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、センサチップのセンシング部を気密封止するための封止部材の破損を抑制し得る圧力センサを提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の圧力センサでは、圧力媒体の圧力を検出可能なセンシング部が長手方向一側端部に形成されるセンサチップと、前記圧力媒体を導入するための圧力導入通路が形成されるケースと、前記センサチップのうち前記長手方向一側端部が前記圧力導入通路内に露出するとともに長手方向他側端部が配置される空間と前記圧力導入通路との連通を遮断するために当該センサチップの長手方向中央部と前記ケースとの間に介在される封止部材と、を備える圧力センサであって、前記長手方向中央部は、長手方向に直交する断面形状が鈍角の内角のみからなる多角形状に形成されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の圧力センサにおいて、前記ケースは、前記封止部材を介して前記長手方向中央部に対向する部位と当該長手方向中央部との間の最短距離が一定になるように形成されることを特徴とする。

請求項３の圧力センサでは、圧力媒体の圧力を検出可能なセンシング部が長手方向一側端部に形成されるセンサチップと、前記圧力媒体を導入するための圧力導入通路が形成されるケースと、前記センサチップのうち前記長手方向一側端部が前記圧力導入通路内に露出するとともに長手方向他側端部が配置される空間と前記圧力導入通路との連通を遮断するために当該センサチップの長手方向中央部と前記ケースとの間に介在される封止部材と、を備える圧力センサであって、前記ケースは、前記封止部材を介して前記長手方向中央部に対向する部位と当該長手方向中央部との間の最短距離が一定になるように形成されることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、前記センサチップは、圧力検出部が形成される薄肉部を有する第１の基板と凹部が形成される第２の基板とを備えており、前記センシング部は、前記薄肉部と前記凹部とを近接させるように前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせることで前記薄肉部および前記凹部により形成される圧力基準室を備え、この圧力基準室の圧力と前記圧力媒体の圧力との圧力差に基づく前記薄肉部の変位に応じた信号を前記圧力検出部から出力するように構成されることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、前記長手方向中央部は、長手方向に直交する断面の角部が湾曲状に形成されることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、前記長手方向中央部は、長手方向に直交する断面形状の断面積が前記長手方向に沿い変化するように形成されることを特徴とする。

請求項１の発明では、センシング部が長手方向一側端部に形成されるセンサチップにおいて、このセンサチップの長手方向中央部は、長手方向に直交する断面形状が鈍角の内角のみからなる多角形状に形成されている。そして、センサチップは、この長手方向中央部にて封止部材を介してケースに支持されている。

これにより、長手方向に直交する断面形状が四角形状等の鋭角を含むように形成される場合と比較して、センサチップと封止部材との間で応力集中が発生しやすい部位を減らし、両部材間で発生した応力を分散させることができる。
したがって、センサチップのセンシング部を気密封止するための封止部材の破損を抑制することができる。

請求項２の発明では、さらにケースが、封止部材を介してセンサチップの長手方向中央部に対向する部位と長手方向中央部との間の最短距離が一定になるように形成されている。これにより、センサチップと封止部材との間で発生する応力が確実に分散されることから両部材間における応力集中を確実に防止して、封止部材の破損を確実に抑制することができる。

請求項３の発明では、センサチップが封止部材を介して支持されているケースは、封止部材を介してセンサチップの長手方向中央部に対向する部位と長手方向中央部との間の最短距離が一定になるように形成されている。これにより、ケースの長手方向中央部に対向する部位と長手方向中央部との間の最短距離がばらつく場合と比較して、センサチップと封止部材との間で応力集中が発生しやすい部位を減らし、両部材間で発生した応力を分散させることができる。
したがって、センサチップのセンシング部を気密封止するための封止部材の破損を抑制することができる。

請求項４の発明では、センサチップは、圧力検出部が形成される薄肉部を有する第１の基板と凹部が形成される第２の基板とを備えている。そして、センシング部は、薄肉部と凹部とを近接させるように第１の基板と第２の基板とを貼り合わせることで薄肉部および凹部により形成される圧力基準室を備えており、この圧力基準室の圧力と圧力媒体の圧力との圧力差に基づく薄肉部の変位に応じた信号を圧力検出部から出力するように構成されている。

これにより、２枚の基板を貼り合わせることでセンシング部が形成されるセンサチップを圧力センサに用いた場合でも、センサチップと封止部材との間で発生する応力が分散され、封止部材の破損を抑制することができる。

請求項５の発明では、センサチップの長手方向中央部は、長手方向に直交する断面の角部が湾曲状に形成されている。これにより、上記効果に加え、センサチップの表面にセンシング部やこのセンシング部からの信号を処理する回路部等を形成するための素子形成領域を大きくすることができる。

請求項６の発明では、センサチップの長手方向中央部は、長手方向に直交する断面形状の断面積が長手方向に沿い変化するように形成されている。これにより、センサチップと封止部材との間で発生する応力が分散され封止部材の破損が抑制されるとともに、センサチップが封止部材に対して応力集中を生じさせることなく接触する面積が増えるため、封止部材に対するセンサチップの位置ずれをなくすことができる。

以下、本発明に係る圧力センサの各実施形態について図を参照して説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本第１実施形態に係るセンサチップ４０を採用する圧力センサ１０の全体概略断面図である。

圧力センサ１０は、たとえば自動車に搭載され、燃料圧力、エンジンや駆動系の潤滑用オイル圧、あるいはエアコンの冷媒圧、さらには排気ガス圧等の圧力媒体の被測定圧力を検出する圧力センサ等に適用できる。

図１に示すように、圧力センサ１０は、主に、圧力媒体の圧力に応じた電気信号を出力可能なセンシング部４０ａを有するセンサチップ４０と、このセンシング部４０ａからの信号を取り出すためのリード２２を有するコネクタケース２０と、センサチップ４０が接着剤６０を介して支持されて当該センサチップ４０に圧力媒体を導入するための圧力導入通路３１が形成されるハウジング３０と、を備えている。

コネクタケース２０は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより略円柱状に形成されている。このコネクタケース２０の一端部側２０ａの下端面中央には、コネクタケース２０の収納空間を構成する凹部２１が形成されている。

また、図１に示すように、コネクタケース２０には、センサチップ４０と外部の回路等とを電気的に接続するための複数個の金属製棒状のリード２２が設けられている。各リード２２の一側端部は、センサチップ４０の電極４７とボンディングワイヤ２６を介してそれぞれ電気的に接続されており、それによって、センサチップ４０は、各リード２２を介して外部と電気的に接続可能になっている。例えば、各リード２２の一側端部は、コネクタケース２０の凹部２１の内部に露出し、この露出部にてボンディングワイヤ２６に接続されている。

各リード２２は、例えば、黄銅にＮｉメッキ等のメッキ処理を施した材料よりなり、インサートモールドによりコネクタケース２０と一体に成形されてコネクタケース２０内にて保持されている。

また、図１に示すように、コネクタケース２０の他端部側２０ｂには、開口部２３が形成されており、この開口部２３内に各リード２２の他側端部が突出した形でそれぞれ露出している。

このようにコネクタケース２０の開口部２３に露出する各リード２２の他側端部は、例えば、ワイヤハーネス等の図略の外部配線部材を介して外部回路（車両のＥＣＵ等）に電気的に接続されるようになっている。つまり、コネクタケース２０の他端部側は、各リード２２の他端部とともに、外部との接続を行うための接続部、すなわち、コネクタ部１２として構成されている。

また、コネクタケース２０には、当該コネクタケース２０の凹部２１と外部とを遮断する蓋部２４が設けられている。この蓋部２４は、凹部２１と外部とを連通する開口部を遮蔽するように、コネクタケース２０に対して取り付けられている。

蓋部２４は、特に材質を限定するものではないが、コネクタケース２０と同様の樹脂あるいは金属、セラミックなどよりなり、コネクタケース２０に対して溶着や接着などにより、接合されている。

次に、ハウジング３０について説明すると、このハウジング３０は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料をプレスや切削加工により図１中の上下方向に延びる中空筒状に成形されている。

圧力導入通路３１は、ハウジング３０の中空部として構成されたものである。つまり、圧力導入通路３１は、ハウジング３０の一端部側３０ａおよび他端部側３０ｂにそれぞれ開口部３１ａ，３１ｂを有し、ハウジング３０の内部にて両端部側間３０ａ，３０ｂを連通するように設けられたものである。

また、ハウジング３０の一端部側３０ａの外面には、圧力センサ１０を自動車の適所、例えば、エアコンの冷媒配管や自動車の燃料配管などの被検出体の適所に固定するためのネジ部３２が形成されている。

そして、この被検出体から圧力導入通路３１を介して圧力媒体が導入されるようになっている。この圧力媒体は、例えば、上述したエアコンの冷媒、ガソリンなどのエンジンの燃料、エンジンや駆動系の潤滑用オイル、あるいは排気ガスなどである。

そして、コネクタケース２０の一端部側２０ａは、ハウジング３０の他端部側３０ｂに連結されている。コネクタケース２０とハウジング３０との連結方法は特に限定するものではないが、溶接、接着、かしめなどが挙げられる。

本第１実施形態では、ハウジング３０の他端部側３０ｂにコネクタケース２０の一端部側２０ａが挿入された状態で、ハウジング３０の他端部側３０ｂの一部３３がコネクタケース２０にかしめ固定されている。これにより、コネクタケース２０およびハウジング３０は一体に組み付けられ、本第１実施形態のケース１１が構成されている。

また、ハウジング３０の他端部側３０ｂとコネクタケース２０の一端部側２０ａとの間には、ハウジング３０とコネクタケース２０の間を気密的に封止するためのＯリング２５が配設されている。このＯリング２５は、例えば、シリコンゴム等の弾性材料よりなる。

次に、センサチップ４０の構造について図２および図３を参照して説明する。図２は、図１のセンサチップ４０の詳細断面図である。図３は、図１中の一点鎖線Ａ−Ａ部分概略断面図である。なお、図３および後述する図４〜図８、図１０においては、導電部４３、絶縁層４４ａ、接着層４４ｂについて、説明の便宜上、省略して図示する。

図２に示すように、センサチップ４０は、第１のシリコン基板４１と第２のシリコン基板４２とを貼り合わせたものである。これら両シリコン基板４１，４２はともに、シリコン半導体よりなる。

ここで、センサチップ４０における第１のシリコン基板４１側の外面としての板面を第１の板面５１、第２のシリコン基板４２側の外面としての板面を第２の板面５２とする。また、両板面５１，５２が長手方向においてそれぞれ連結される側面を第１の側面５３（図３中の上側面）および第２の側面５４（図３中の下側面）とする。

両シリコン基板４１，４２の貼り合わせ界面にて、第１のシリコン基板４１側から第２のシリコン基板４２側へ向かって、導電部４３、絶縁層４４ａ、接着層４４ｂが順次介在している。ここで、導電部４３は、後述する歪みゲージ４５、回路部４６、および電極４７を電気的に接続する配線として機能するものである。この導電部４３は、例えばアルミニウムなどよりなる。

絶縁層４４ａおよび接着層４４ｂは、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）などよりなる電気絶縁性の膜であり、第１のシリコン基板４１と第２のシリコン基板４２を接合固定するとともに、導電部４３や回路部４６などの電気絶縁を担う絶縁性接合層として機能するものである。ここでは、両シリコン基板４１，４２の貼り合わせは、絶縁層４４ａおよび接着層４４ｂの２層にて行っているが、シリコン酸化膜などよりなる１層により行ってもよい。なお、図２では省略しているが、導電部４３と第１のシリコン基板４１との間には、導電部４３と第１のシリコン基板４１との短絡（ショート）を防止するために、絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）が配置されている。そして、この絶縁膜にコンタクトホールを設けることで、導電部４３と、歪みゲージ４５および回路部４６とを電気的に接続している。

第１のシリコン基板４１は、薄肉状に形成されており、その長手方向一側端部である薄肉部４８には、不純物の注入・拡散などにより形成された歪みゲージ４５が圧力検出部として機能するように形成されている。この歪みゲージ４５によりブリッジ回路が形成されており、後述するダイアフラム４８の歪みによるブリッジ回路の抵抗値変化が検出できるようになっている。

第２のシリコン基板４２の長手方向一側端部であって、両シリコン基板４１，４２を貼り合わせるとき歪みゲージ４５に対応する位置にはエッチングなどにより形成された凹部４９ａが形成されている。この凹部４９ａと薄肉部４８とを近接させるように第１のシリコン基板４１と第２のシリコン基板４２とを貼り合わせることにより、気密に区画される圧力基準室４９が形成される。そして、圧力基準室４９の周壁の一部である薄肉部４８が、圧力基準室４９の圧力と圧力媒体の圧力との圧力差に基づいて歪むように変位するダイアフラム４８として機能する。

これにより、センシング部４０ａは、ダイアフラム４８が受けた圧力を歪みゲージ４５によって電気信号に変換し、この電気信号をセンサ信号として出力する半導体ダイアフラム式のものとして構成される。

また、第１のシリコン基板４１には、回路部４６が設けられている。この回路部４６は、半導体プロセスなどにより形成されたトランジスタ素子や各種配線などによって構成されたものであり、センサ信号の処理などを行うものである。

また、上述したように、これら歪みゲージ４５と回路部４６とが上記導電部４３によって電気的に接続されている。また、センサチップ４０には、導電部４３と電気的に接続された電極４７が設けられている。この電極４７は、ボンディングワイヤ２６と接続されて、センサ信号を基板の外部に取り出すためのものである。

ここでは、電極４７は、アルミニウムなどより構成されたもので、第１のシリコン基板４１の外面である第１の板面５１側に設けられている。具体的には、第１の板面５１から導電部４３まで貫通する開口部を第１のシリコン基板４１に設け、この開口部内に電極４７を設けることにより、第１の板面５１側にて電極４７が露出している。それにより、電極４７とボンディングワイヤ２６との接続が可能となっている。

このように、本実施形態のセンサチップ４０は、圧力媒体からの圧力を検出するセンシング部４０ａとセンサ信号の処理回路である回路部４６とが一体化したものである。

図３に示すように、センサチップ４０は、長手方向に直交する断面の角部５５が湾曲状に形成されている。具体的には、第１の板面５１と第１の側面５３とを連結する角部、第１の板面５１と第２の側面５４を連結する角部、第２の板面５２と第１の側面５３とを連結する角部、第２の板面５２と第２の側面５４とを連結する角部がそれぞれ湾曲状に形成されている。

上述のように構成されるセンサチップ４０は、センシング部４０ａを含む長手方向一側端部４０ｂのみがハウジング３０の圧力導入通路３１内に露出するように、長手方向中央部４０ｃにてハウジング３０における他端部側３０ｂの内周面３０ｃに低融点ガラスなどよりなる接着剤６０を介して支持されている。すなわち、長手方向中央部４０ｃおよび開口部３１ｂの間に介在する接着剤６０により、センサチップ４０の長手方向他側端部４０ｄが収容されるコネクタケース２０の凹部２１と圧力導入通路３１との間が気密に封止されて、凹部２１と圧力導入通路３１との連通が遮断される。この接着剤６０は封止部材として機能し、圧力導入通路３１におけるハウジング３０の一端部側の開口部３１ａから導入される圧力媒体は、コネクタケース２０側には侵入しないようになっている。

このように、センサチップ４０とハウジング３０との間に接着剤６０が介在する状態において、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃは、角部５５が湾曲状に形成されているため、長手方向に直交する断面形状が四角形状等の鋭角を含むように形成される場合と比較して、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃと接着剤６０との間で応力集中が発生しやすい部位を減らすことができる。

以上説明したように、本第１実施形態の圧力センサ１０によれば、センシング部４０ａが長手方向一側端部４０ｂに形成されるセンサチップ４０において、このセンサチップ４０の長手方向中央部４０ｃは、長手方向に直交する断面の角部５５が湾曲状に形成されている。そして、センサチップ４０は、この長手方向中央部４０ｃにて接着剤６０を介してハウジング３０における他端部側３０ｂの内周面３０ｃに支持されている。

これにより、長手方向に直交する断面形状が四角形状等の鋭角を含むように形成される場合と比較して、センサチップ４０と接着剤６０との間で応力集中が発生しやすい部位を減らし、両部材４０，６０間で発生した応力を分散させることができる。そのため、車両のエンジン近傍等、温度変化が著しい環境で使用される場合であっても、センサチップ４０のセンシング部４０ａを気密封止するための接着剤６０の破損を抑制することができる。

また、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃは、各角部５５が湾曲状に形成されているので、センサチップ４０の表面である第１の板面５１や第２の板面５２上にセンシング部４０ａやこのセンシング部４０ａからの信号を処理する回路部４６等を形成するための素子形成領域を大きくすることができる。

さらに、センサチップ４０は、歪みゲージ４５が形成される薄肉部４８を有する第１のシリコン基板４１と凹部４９ａが形成される第２のシリコン基板４２とを備えている。そして、センサチップ４０のセンシング部４０ａは、薄肉部４８と凹部４９ａを近接させるように第１のシリコン基板４１と第２のシリコン基板４２とを貼り合わせることで薄肉部４８および凹部４９ａより形成される圧力基準室４９を備え、この圧力基準室４９の圧力と圧力媒体の圧力との圧力差に基づく薄肉部４８の変位、すなわち、ダイアフラム４８に応じた信号を歪みゲージ４５から出力するように構成されている。

このように、２枚のシリコン基板４１，４２を貼り合わせることでセンシング部４０ａが形成されるセンサチップ４０を圧力センサ１０に用いた場合でも、センサチップ４０と接着剤６０との間で発生する応力が分散され、接着剤６０の破損を抑制することができる。なお、１枚の基板にて形成されるセンサチップであっても、長手方向に直交する断面の角部を湾曲状に形成することにより、上記作用・効果を奏する。

次に、本発明の第１実施形態における第１の変形例に係る圧力センサについて、図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態と同様に、図１中の一点鎖線Ａ−Ａに沿ったセンサチップ４０の長手方向中央部４０ｃの部分概略断面図である。

図４に示すように、本第１実施形態における第１の変形例では、上記第１実施形態においてセンサチップ４０の長手方向の断面形状の形状が異なる以外は、上記第１実施形態と同様である。以下、これ以外の上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。なお、第１実施形態のセンサチップ４０と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

センサチップ４０は、長手方向に直交する断面形状が鈍角の内角のみからなる多角形状に形成されている。具体的には、センサチップ４０は、長手方向に直交する断面において、その断面形状を形成する各角部５６ａ〜５６ｈが鈍角で形成されている。なお、図４では、８つの角部を有する断面形状のセンサチップを例示しているが、５〜７つまたは９つ以上の角部を有する断面形状のセンサチップを採用してもよい。

したがって、本第１実施形態における第１の変形例に係る圧力センサ１０によれば、センサチップ４０は、長手方向に直交する断面形状が鈍角の内角のみからなる多角形状に形成されているので、長手方向に直交する断面形状が四角形状等の鋭角を含むように形成される場合と比較して、センサチップ４０と接着剤６０との間で発生する応力が分散され、センサチップ４０と接着剤６０との間で発生する応力集中を緩和することができ、接着剤６０の破損を抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る圧力センサについて、図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態と同様に、図１中の一点鎖線Ａ−Ａに沿ったセンサチップ４０の長手方向中央部４０ｃの部分概略断面図である。

図５に示すように、本第２実施形態では、ハウジング３０の内周面（以下、内周面３０ｄという）の形状が異なる以外は、上記第１実施形態と同様である。以下、これ以外の上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。なお、第１実施形態のセンサチップ４０と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

ハウジング３０の内周面３０ｄは、接着剤６０を介してセンサチップ４０が支持されるとき、対向する長手方向中央部４０ｃとの間の最短距離が一定になるように形成されている。

具体的には、センサチップ４０の第１の板面５１とこの第１の板面５１に対向するハウジング３０の内周面３０ｄとの最短距離をＸ_１、第２の板面５２とこの第２の板面５２に対向する内周面３０ｄとの最短距離をＸ_２、第１の側面５３とこの第１の側面５３に対向する内周面３０ｄとの最短距離をＸ_３、第２の側面５４とこの第２の側面５４に対向する内周面３０ｄとの最短距離をＸ_４、とすると、Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，Ｘ_４が全て所定の距離Ｘに等しくなるように、内周面３０ｄが形成されている。さらに、各角部５５とこれら各角部に対向する内周面３０ｄとの最短距離Ｘ_５が、全て上記所定の距離Ｘに等しくなるように、内周面３０ｄが形成されている。

上述のように形成されるハウジング３０の内周面３０ｄには、上記第１実施形態と同様に、センサチップ４０が長手方向中央部４０ｃにて接着剤６０を介して支持されている。

したがって、本第２実施形態の圧力センサ１０によれば、センサチップ４０とハウジング３０との間に接着剤６０が介在する状態において、ハウジング３０は、内周面３０ｄとこの内周面３０ｄに対向する長手方向中央部４０ｃとの間の最短距離が一定になるように形成されているため、ハウジング３０の内周面と長手方向中央部４０ｃとの間の最短距離がばらつく場合と比較して、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃと接着剤６０との間で応力集中が発生しやすい部位を減らして、接着剤６０の破損を抑制することができる。さらに、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃの角部が湾曲状に形成されているので、応力集中がより緩和されやすくなる。

なお、ハウジング３０の内周面３０ｄとこの長手方向中央部４０ｃとの間の最短距離は、ハウジング３０の他端部側の開口部３１ｂが気密封止され、センサチップ４０がハウジング３０に対してがたつくことなく固定される程度の厚さがあれば、特に限定されない。

また、図６は第２実施形態の変形例であり、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃの角部が鋭角状であり、これら各角部に対向するハウジング３０の内周面（以下、内周面３０ｅという）との最短距離Ｘ_６が、全て上記所定の距離Ｘに等しくなるように、内周面３０ｅが形成される以外は、上記第２実施形態と同様である。

このような構成により、上記第２実施形態に比べセンサチップ４０と接着剤６０との間に生じる応力集中の緩和の効果はやや劣るものの、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃの角部を湾曲状に加工する必要がないため、圧力センサ１０の製造コストを抑えることができる。また、長手方向中央部４０ｃの角部が鋭角状である既存のセンサチップを本発明の圧力センサに用いることもできる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る圧力センサについて、図７を参照して説明する。図７は、センサチップ４０の長手方向中央部４０ｃを長手方向に平行に切断したときの断面図である。

図７に示すように、本第３実施形態では、センサチップ４０に代えてセンサチップ４０ｅを採用する点が、上記第１実施形態にて述べた圧力センサと主に異なる。なお、第１実施形態のセンサチップ４０と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

センサチップ４０ｅは、長手方向に直交する断面の角部が湾曲状に形成されるとともに、長手方向中央部４０ｃに湾曲状の凸部４０ｆが形成されている。この凸部４０ｆは、長手方向に直交する断面形状の断面積が長手方向に沿い連続的に変化するようになっている。そして、センサチップ４０ｅは、凸部４０ｆと長手方向一側端部４０ｂおよび長手方向他側端部４０ｄとの連結部位が、上述のような応力集中を避けるため、滑らかになるように形成されている。

このように、本第３実施形態の圧力センサ１０によれば、センサチップ４０ｅの長手方向中央部４０ｃは、当該センサチップ４０ｅの長手方向に直交する断面形状の断面積が長手方向に沿い変化するように形成されている。したがって、センサチップ４０ｅと接着剤６０との間で発生する応力が分散され接着剤６０の破損が抑制されることは勿論のこと、接着剤６０に対してセンサチップ４０ｅの接触面積が増えるため、接着剤６０に対するセンサチップ４０ｅの位置ずれを抑えることができる。

また、第３実施形態の変形例として、図８に示すように、センサチップ４０ｅの長手方向中央部４０ｃは、凸部４０ｆに代えて凹部４０ｇが形成されていてもよい。この場合も、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）上記第１、２実施形態におけるセンサチップ４０の各角部５５は、長手方向中央部４０ｃのみ湾曲状に形成されていてもよい。また、上記第１実施形態における第１の変形例の各角部５６ａ〜５６ｈも同様に、長手方向中央部４０ｃのみ湾曲状に形成されていてもよい。

（２）上記第１実施形態において、センサチップ４０の各角部５５は、例えば、その形状に沿う刃部を有するダイシングブレードを用いた切断工程により形成されてもよい。具体的には、図９に示すように、各角部５５の形状に対応する刃部７１を有するダイシングブレード７０を用意する（図９（Ａ）参照）。そして、ダイシングブレード７０でセンサチップ４０を切断することにより、刃部７１に沿う形状の各角部５５を形成することができる（図９（Ｂ）参照）。

また、センサチップ４０の各角部５５は、刃先がＶ字状に形成されたダイシングブレート（図示略）による切断時に、センサチップ４０の切断面に対して直交する方向であって、所望の各角部５５の形状に沿うように刃先の先端部分を双方向移動させることで、形成されてもよい。

さらに、センサチップ４０の各角部５５は、その形状に応じて、センサチップ４０の一部をエッチング等により除去することで形成されてもよい。

なお、上記第１実施形態における第１の変形例における各角部５６ａ〜５６ｈ、上記第２実施形態における各角部５５、および上記第３実施形態における凸部４０ｆまたは凹部４０ｇについても、上述のごとく形成されていてもよい。

（３）図１０は、本発明の第１実施形態における第２の変形例に係る圧力センサの部分概略断面図である。
図１０に示すように、上記第１実施形態におけるセンサチップ４０に代えてセンサチップ８０を採用してもよい。このセンサチップ８０は、長手方向に直交する断面の角部が湾曲状に形成されるとともに、長手方向一側端部（圧力導入側端部）８０ａが長手方向他側端部（反圧力導入側端部）８０ｂよりも大きくなるようにテーパ状に形成されている。これにより、センサチップ８０と接着剤６０との間で発生する応力が分散され接着剤６０の破損が抑制されることは勿論のこと、長手方向一側端部（圧力導入側端部）８０ａが圧力媒体により押圧されるため、接着剤６０に対するセンサチップ８０の圧力導入方向（長手方向）の位置ずれを抑制することができる。

（４）図１１は、本発明の第１実施形態における第３の変形例に係る圧力センサの部分概略断面図である。
図１１に示すように、上記第１実施形態におけるセンサチップ４０において、隣接する歪みゲージ４５同士の中間位置（図１１中のα参照）とセンサチップ４０の長手方向に直交する断面における中心Ｐ１とを通る直線Ｌが両板面５１，５２に直交するようにセンサチップが形成されるとともに、この中心Ｐ１と接着剤６０の中心位置Ｐ２が一致するようにセンサチップ４０が接着剤６０を介して支持されてもよい。これにより、接着剤６０を介する応力が各歪みゲージ４５に均等に伝達されるため、接着剤６０の破損防止に加えて、圧力検出精度の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。 図１中のセンサチップ４０の詳細断面図である。 図１中の一点鎖線Ａ−Ａ部分概略断面図である。 本発明の第１実施形態における第１の変形例に係る圧力センサの部分概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサの部分概略断面図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る圧力センサの部分概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る圧力センサにおいて、長手方向中央部に湾曲状の凸部が形成されたセンサチップを長手方向に平行に切断したときの断面図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係る圧力センサにおいて、長手方向中央部に湾曲状の凹部が形成されたセンサチップを長手方向に平行に切断したときの断面図である。 ダイシングブレードを用いてセンサチップの角部を形成する工程を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における第２の変形例に係る圧力センサの部分概略断面図である。 本発明の第１実施形態における第３の変形例に係る圧力センサの部分概略断面図である。

符号の説明

１０…圧力センサ
２０…コネクタケース
３０…ハウジング
３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ…内周面
３１…圧力導入通路
４０，４０ｅ，…センサチップ
４０ａ…センシング部
４０ｂ…長手方向一側端部
４０ｃ…長手方向中央部
４０ｄ…長手方向他側端部
４０ｆ…凸部
４０ｇ…凹部
４１…第１のシリコン基板（第１の基板）
４２…第２のシリコン基板（第２の基板）
４５…歪みゲージ（圧力検出部）
４８…薄肉部，ダイアフラム
４９…圧力基準室
５１…第１の板面
５２…第２の板面
５３…第１の側面
５４…第２の側面
５５，５６ａ〜５６ｈ…角部
６０…接着剤

Claims (6)

1. 圧力媒体の圧力を検出可能なセンシング部が長手方向一側端部に形成されるセンサチップと、
   前記圧力媒体を導入するための圧力導入通路が形成されるケースと、
   前記センサチップのうち前記長手方向一側端部が前記圧力導入通路内に露出するとともに長手方向他側端部が配置される空間と前記圧力導入通路との連通を遮断するために当該センサチップの長手方向中央部と前記ケースとの間に介在される封止部材と、
   を備える圧力センサであって、
   前記長手方向中央部は、長手方向に直交する断面形状が鈍角の内角のみからなる多角形状に形成されることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記ケースは、前記封止部材を介して前記長手方向中央部に対向する部位と当該長手方向中央部との間の最短距離が一定になるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 圧力媒体の圧力を検出可能なセンシング部が長手方向一側端部に形成されるセンサチップと、
   前記圧力媒体を導入するための圧力導入通路が形成されるケースと、
   前記センサチップのうち前記長手方向一側端部が前記圧力導入通路内に露出するとともに長手方向他側端部が配置される空間と前記圧力導入通路との連通を遮断するために当該センサチップの長手方向中央部と前記ケースとの間に介在される封止部材と、
   を備える圧力センサであって、
   前記ケースは、前記封止部材を介して前記長手方向中央部に対向する部位と当該長手方向中央部との間の最短距離が一定になるように形成されることを特徴とする圧力センサ。
4. 前記センサチップは、圧力検出部が形成される薄肉部を有する第１の基板と凹部が形成される第２の基板とを備えており、
   前記センシング部は、前記薄肉部と前記凹部を近接させるように前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせることで前記薄肉部および前記凹部により形成される圧力基準室を備え、この圧力基準室の圧力と前記圧力媒体の圧力との圧力差に基づく前記薄肉部の変位に応じた信号を前記圧力検出部から出力するように構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧力センサ。
5. 前記長手方向中央部は、長手方向に直交する断面の角部が湾曲状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力センサ。
6. 前記長手方向中央部は、長手方向に直交する断面形状の断面積が前記長手方向に沿い変化するように形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力センサ。

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