JP2013217719A - 圧力センサー及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性を向上させることが可能な圧力センサー、及びこの圧力センサーを備えた電子機器の提供。
【解決手段】圧力センサー１は、振動梁部１３、振動梁部１３の両端に連結されている一対の基部１４、及び一対の基部１４に設けられている端子電極１５ａ，１５ｂ、を有する双音叉素子１０と、可撓性を有する可撓部２１、可撓部２１の一方の主面２１ａから突出して設けられ、双音叉素子１０の基部１４が固定されている一対の支持部２２、及び一対の支持部２２に設けられている電極パッド２４ａ，２４ｂ、を有するダイヤフラム２０と、を含み、端子電極１５ａ，１５ｂと電極パッド２４ａ，２４ｂとが、金属ワイヤー４１によって互いに接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力センサー及びこの圧力センサーを備えている電子機器に関する。

従来、圧力を検出する圧力センサーとして、一方の主面に第１の凹陥部、他方の主面に第１及び第２の肉厚部と端子部とを有する第２の凹陥部が形成された第１のダイヤフラムと、一方の主面に第３の凹陥部が形成された第２のダイヤフラムと、双音叉型圧電振動素子と、を備え、双音叉型圧電振動素子の両基端部が、第１及び第２の肉厚部に結合され、両基端部の端子電極と、第１のダイヤフラムの端子部とがボンディングワイヤーで接続された構成の絶対圧センサー（以下、圧力センサーという）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−７６０７５号公報

特許文献１の圧力センサーは、受圧時（外部から圧力が加わるとき）に変位する双音叉型圧電振動素子の基端部と、受圧時に殆ど変位しない第１のダイヤフラムの外周部の端子部とに、ボンディングワイヤーが跨って設けられている。
これにより、特許文献１の圧力センサーは、受圧の度にボンディングワイヤーに曲げ、圧縮、引張りなどの応力が生じ得ることから、間欠的または連続的に発生する応力によってボンディングワイヤーの基端部及び端子部との接続部分などが経時的に劣化する虞がある。
この結果、特許文献１の圧力センサーは、信頼性が低下する虞がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる圧力センサーは、感圧部、前記感圧部の両端に連結されている一対の基部、及び前記一対の基部の少なくとも一方に設けられている端子電極、を有する感圧素子と、可撓性を有する可撓部、前記可撓部の一方の主面から突出して設けられ、前記感圧素子の前記基部が固定されている一対の支持部、及び前記一対の支持部の少なくとも一方に設けられている電極パッド、を有するダイヤフラムと、を含み、前記端子電極と前記電極パッドとが、金属ワイヤーによって互いに電気的に接続されていることを特徴とする。

これによれば、圧力センサーは、感圧素子（双音叉型圧電振動素子に相当）と、ダイヤフラム（第１のダイヤフラムに相当）と、を含み、感圧素子の基部（基端部に相当）には、端子電極が設けられ、ダイヤフラムの支持部には、電極パッド（端子部に相当）が設けられ、端子電極と電極パッドとが、金属ワイヤー（ボンディングワイヤーに相当）によって互いに電気的に接続されている。
これにより、圧力センサーは、受圧時に同方向に変位する感圧素子の基部とダイヤフラムの支持部とに、金属ワイヤーが跨って設けられていることとなる。

この結果、圧力センサーは、相対的に見れば互いに殆ど変位しない感圧素子の基部と、ダイヤフラムの支持部とに、金属ワイヤーが跨って設けられていることから、金属ワイヤーには、受圧時に曲げ、圧縮、引張りなどの応力が生じ難くなる。
したがって、圧力センサーは、金属ワイヤーの基部及び支持部との接続部分などにおける受圧時の応力に伴う経時的な劣化が抑制されることから、従来技術（例えば、特許文献１の圧力センサー）よりも信頼性を向上させることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる圧力センサーにおいて、前記電極パッドから延在され、前記ダイヤフラムに設けられている配線パターンを含むことが好ましい。

これによれば、圧力センサーは、電極パッドから延在され、ダイヤフラムに設けられている配線パターンを含むことから、感圧素子からの検出信号を、電極パッド、配線パターンを介して外部に出力することが可能となる。

［適用例３］上記適用例にかかる圧力センサーにおいて、前記感圧部には、前記感圧部を励振し、前記端子電極と電気的に接続されている励振電極が配置されていることが好ましい。

これによれば、圧力センサーは、感圧部を励振し端子電極と電気的に接続されている励振電極が、感圧部に配置されていることから、受圧時における感圧部の振動周波数（共振周波数）の変化によって圧力を検出する構成が可能となる。

［適用例４］上記適用例にかかる圧力センサーにおいて、前記感圧素子の前記基部は、前記ダイヤフラムの前記支持部に直接接合されていることが好ましい。

これによれば、圧力センサーは、感圧素子の基部がダイヤフラムの支持部に直接接合されていることから、上記接合時に、例えば、クロム／金を用いてスパッタ法により形成された端子電極及び電極パッドが、他の接合方法よりも高温になり難い。
この結果、圧力センサーは、端子電極及び電極パッドのクロム成分が金成分中に拡散することを抑制できることから、例えば、ワイヤーボンディング法を用いた金属ワイヤーによる端子電極と電極パッドとの接続を確実に行うことができる。

［適用例５］上記適用例にかかる圧力センサーにおいて、前記金属ワイヤーは、平面視で、前記感圧素子の前記基部同士を結んだ方向と交差する方向に沿って延びていることが好ましい。

これによれば、圧力センサーは、金属ワイヤーが、平面視で感圧素子の基部同士を結んだ方向と交差する方向に沿って延びている。圧力センサーは、ダイヤフラムの特性から感圧素子の基部同士を結んだ方向の方が、感圧素子の基部同士を結んだ方向と交差する方向よりも、感圧素子の基部とダイヤフラムの支持部との変位差が大きくなる。
したがって、本構成の圧力センサーは、金属ワイヤーが感圧素子の基部同士を結んだ方向に沿って延びている場合と比較して、受圧時に金属ワイヤーに生じる応力を低減することができる。

［適用例６］上記適用例にかかる圧力センサーにおいて、前記ダイヤフラムの前記支持部には、前記感圧素子の前記基部を搭載可能な段差部が設けられていることが好ましい。

これによれば、圧力センサーは、ダイヤフラムの支持部に感圧素子の基部を搭載可能な段差部が設けられていることから、感圧素子の基部に設けられている端子電極と、ダイヤフラムの支持部に設けられている電極パッドとの段差を少なくすることが可能となる。
この結果、圧力センサーは、例えば、ワイヤーボンディング法を用いた金属ワイヤーによる端子電極と電極パッドとの接続を、容易且つ確実に行うことができる。
加えて、圧力センサーは、一対の段差部によって感圧素子の位置決めをすることが可能となる。

［適用例７］上記適用例にかかる圧力センサーにおいて、前記感圧部は、少なくとも１つ以上の振動梁を有していることが好ましい。

これによれば、圧力センサーは、感圧素子の感圧部が、少なくとも１つ以上の振動梁を有していることから、振動梁の特性によって圧力の変化を直線的に振動周波数（共振周波数）の変化に変換することができる。
この結果、圧力センサーは、他の感圧素子を用いる場合と比較して、圧力の検出精度が高い特性を有し、圧力センサーの検出精度を向上させることができる。

［適用例８］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の圧力センサーを備えていることを特徴とする。

これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の圧力センサーを備えていることから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

第１実施形態の圧力センサーの概略構成を示す模式斜視図。 図１の圧力センサーの模式平断面図であり、（ａ）は基台側から見た模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での模式断面図。 圧力センサーの基本動作を説明する模式断面図。 第１実施形態の変形例１の圧力センサーの概略構成を示す模式要部斜視図。 第１実施形態の変形例２の圧力センサーの概略構成を示す模式斜視図。 第２実施形態の圧力センサーの模式平断面図であり、（ａ）は基台側から見た模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での模式断面図。 第２実施形態の変形例の圧力センサーの概略構成を示す模式要部斜視図。 電子機器の一例としての特定保健指導用の活動量計を示す模式斜視図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の圧力センサーの概略構成を示す模式斜視図である。図２は、図１の圧力センサーの模式平断面図である。図２（ａ）は、基台側から見た模式平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線での模式断面図である。なお、図１では、説明の便宜上、基台を上方に展開してある。また、以下の各図において、分かり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。

図１、図２に示すように、圧力センサー１は、感圧素子としての双音叉素子（双音叉型圧電振動素子ともいう）１０と、双音叉素子１０が固定されているダイヤフラム２０と、双音叉素子１０を覆いダイヤフラム２０に接合（固定）されている基台３０と、を備えている。
圧力センサー１は、ダイヤフラム２０と基台３０とが、平面視において輪郭が互いに重なり合うように積層されることにより、略直方体形状に形成されている。
圧力センサー１の双音叉素子１０、ダイヤフラム２０、基台３０は、例えば、複数個取りが可能なウエハー状の水晶基板を基材として、フォトエッチング（フォトリソグラフィー及びウエットエッチング）、サンドブラストなどの加工方法により所定の形状に形成されている。

双音叉素子１０は、感圧部としての互いに略平行な角柱状の一対の振動梁部１３と、振動梁部１３の両端に連結されている一対の略矩形状の基部１４とを有している。
双音叉素子１０の一対の基部１４には、一方に端子電極１５ａ、他方に端子電極１５ｂが設けられている。端子電極１５ａ，１５ｂは、それぞれ基部１４の主面１４ａに略矩形状に設けられている。
双音叉素子１０の一対の振動梁部１３には、一対の振動梁部１３を短辺方向（一対の振動梁部１３の配列方向）に屈曲振動するように励振し、端子電極１５ａ，１５ｂと電気的に接続されている図示しない励振電極が配置されている。なお、端子電極１５ａ，１５ｂ、励振電極は、例えば、クロム／金（クロム層の上に金層が積層されている）などの金属膜からなる。

ダイヤフラム２０は、平面視において外形形状が略矩形状に形成されている。
ダイヤフラム２０は、可撓性を有する比較的薄い平板状の可撓部２１と、可撓部２１の一方の主面２１ａから突出して設けられ、双音叉素子１０の一対の基部１４が固定されている略直方体状の一対の支持部２２と、可撓部２１の外周にあって、可撓部２１の一方の主面２１ａから突出して設けられ、一対の支持部２２を囲む枠部２３とを一体で有している。
ダイヤフラム２０の一対の支持部２２には、一方に電極パッド２４ａ、他方に電極パッド２４ｂが設けられている。電極パッド２４ａ，２４ｂは、支持部２２における双音叉素子１０の基部１４を固定する面に略矩形状に設けられている。

ダイヤフラム２０の電極パッド２４ａ，２４ｂからは、支持部２２、可撓部２１の一方の主面２１ａ及び枠部２３を経由して配線パターン２５ａ，２５ｂが延在されている。
配線パターン２５ａ，２５ｂは、可撓部２１の他方の主面２１ｂの外周部に設けられている外部接続電極２６ａ，２６ｂと電気的に接続されている。
これにより、電極パッド２４ａは、外周部の一方の端部に設けられている外部接続電極２６ａと電気的に接続され、電極パッド２４ｂは、外周部の他方の端部に設けられている外部接続電極２６ｂと電気的に接続されていることとなる。なお、電極パッド２４ａ，２４ｂ、配線パターン２５ａ，２５ｂ、外部接続電極２６ａ，２６ｂは、例えば、クロム／金などの金属膜からなる。

基台３０は、平面視において外形形状が略矩形状に形成されている。基台３０は、双音叉素子１０との間に空間を形成するための凹部３１が、ダイヤフラム２０側に形成されている。
基台３０は、双音叉素子１０を覆うように配置され、凹部３１を囲む外周枠部３２がダイヤフラム２０の枠部２３と接合されるように構成されている。
基台３０には、ダイヤフラム２０と同材料、または線膨張係数が近似する材料を用いることが、周囲の温度変化に伴う両者間の熱応力を抑制する上で好ましい。

基台３０には、ダイヤフラム２０との接合後に、圧力センサー１の内部空間を減圧して（真空度の高い状態にして）、気密に封止するための封止部３３が設けられている。
封止部３３は、例えば、基台３０の凹部３１に設けられた外部側の直径が内部空間側の直径よりも大きい貫通孔３４に、例えば、金／ゲルマニウム合金などの封止材３５（加熱前は球状）を投入し、加熱溶融させて固化させることで、圧力センサー１の内部空間を気密に封止するように構成されている。

圧力センサー１は、ダイヤフラム２０の一対の支持部２２に、双音叉素子１０の一対の基部１４が、例えば、低融点ガラス４０を介して固定されている。
そして、圧力センサー１は、双音叉素子１０の端子電極１５ａ，１５ｂと、ダイヤフラム２０の電極パッド２４ａ，２４ｂとが、例えば、ワイヤーボンディング法などを用い、金属ワイヤー４１によって互いに電気的に接続されている。
金属ワイヤー４１は、平面視において、双音叉素子１０の基部１４同士を結んだ方向と交差する方向に沿って延びているように配置されている。
金属ワイヤー４１には、例えば、金やアルミニウムなどの線材が用いられている。

なお、双音叉素子１０の基部１４の支持部２２への固定方法としては、互いの接合面をプラズマ照射などにより親水化処理して表面を活性化させ、接合面同士を貼り合わせることで水素結合させるなどの直接接合方法や、アルコキシド、オルガノシロキシ基などを含む接合部材を用い、紫外線やプラズマ照射により接合する接合方法、金錫合金被膜などの金属被膜を接合部材に用いた共晶接合方法などを用いることができる。
なお、上記直接接合方法を用いる場合には、ダイヤフラム２０の電極パッド２４ａ，２４ｂは、平面視において双音叉素子１０の基部１４と重ならないように設けられていることが、ダイヤフラム２０の支持部２２を構成する水晶と、双音叉素子１０の基部１４を構成する水晶との、水晶同士の直接接合を確実に行う上で好ましい。

圧力センサー１は、ダイヤフラム２０に双音叉素子１０を固定し、金属ワイヤー４１で双音叉素子１０の端子電極１５ａ，１５ｂと、ダイヤフラム２０の電極パッド２４ａ，２４ｂとを電気的に接続後、ダイヤフラム２０の枠部２３に、基台３０の外周枠部３２を、例えば、低融点ガラス４０によって気密に接合（固定）する。なお、ダイヤフラム２０と基台３０との接合には、低融点ガラス４０以外にも、絶縁性を有し、気密に接合可能で、加熱時にガスの発生が少ない接合部材を用いることができる。

この後、圧力センサー１は、真空チャンバーなどを用いて、内部空間を所定の真空度まで減圧した状態で、封止部３３の貫通孔３４に、例えば、金／ゲルマニウム合金などの封止材３５を投入し、封止材３５にレーザービームや電子ビームを照射して、加熱溶融させて固化させることにより貫通孔３４を閉塞し、内部空間を気密に封止する。

上記の構成により、圧力センサー１は、ダイヤフラム２０と双音叉素子１０の振動梁部１３との間、及び双音叉素子１０と基台３０との間に空間が形成された状態で、双音叉素子１０の一対の基部１４が、ダイヤフラム２０の一対の支持部２２に接合されている。
これにより、圧力センサー１は、双音叉素子１０が一対の支持部２２間に架け渡された状態となっている。
以上のように構成された圧力センサー１は、内部空間が気密に封止され、且つ所定の真空度に保持されており、絶対圧を検出する圧力センサーとして機能する。

ここで、圧力センサー１の基本動作について、図面を参照して概略を説明する。
図３は、圧力センサーの基本動作を説明する模式断面図である。
圧力センサー１は、基台３０側が外部部材の搭載面５０などに搭載されるように構成されている。また、圧力センサー１は、外部からの圧力を双音叉素子１０の振動梁部１３の共振周波数の変化によって検出する構成となっている。

図３に示すように、圧力センサー１は、外部からの圧力を受けるとダイヤフラム２０の可撓部２１が、可撓性により２点鎖線で示すように矢印Ｃ方向に撓む（変位する）。
このとき、圧力センサー１は、このダイヤフラム２０の可撓部２１の撓みにより、ダイヤフラム２０の一対の支持部２２が、互いの間隔が広がる矢印Ｄ方向に変位する。
これにより、一対の支持部２２間に架け渡された状態で固定されている双音叉素子１０は、矢印Ｄ方向に引張力が加わり変位する。
この結果、双音叉素子１０は、例えば、巻き上げられた弦楽器の弦のように、振動梁部１３の共振周波数が高くなる方に変化する。

なお、仮に、外部の圧力が内部空間の圧力よりも低い場合（より真空度が高い場合）には、圧力センサー１は、ダイヤフラム２０の可撓部２１が、破線で示すように矢印Ｅ方向に撓み、一対の支持部２２が、互いの間隔が狭まる矢印Ｆ方向に変位する。
これにより、双音叉素子１０は、矢印Ｆ方向に圧縮力が加わって変位し、例えば、巻き戻された弦楽器の弦のように、振動梁部１３の共振周波数が低くなる方に変化する。
圧力センサー１は、この共振周波数の変化を検出している。外部からの圧力は、この検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。

ここで、従来の圧力センサーの構成では、図３に１点鎖線で示す金属ワイヤー１４１が、基部１４の端子電極１５ａ，１５ｂとダイヤフラム２０の枠部２３の配線パターン２５ａ，２５ｂとに跨って設けられていることになる。これにより、従来の圧力センサーの構成では、受圧時の基部１４の矢印Ｄ方向や矢印Ｆ方向への変位によって、金属ワイヤー１４１が連動して変位し（撓み）、金属ワイヤー１４１には、曲げ、圧縮、引張りなどの応力が生じることとなる。
このことから、従来の圧力センサーの構成では、間欠的または連続的に発生する応力によって金属ワイヤー１４１の端子電極１５ａ，１５ｂ及び配線パターン２５ａ，２５ｂとの接続部分などが経時的に劣化する虞があった。

これに対して、上述したように、第１実施形態の圧力センサー１は、双音叉素子１０と、ダイヤフラム２０と、を含み、双音叉素子１０の一対の基部１４には、端子電極１５ａ，１５ｂが設けられ、ダイヤフラム２０の一対の支持部２２には、電極パッド２４ａ，２４ｂが設けられている。そして、圧力センサー１は、端子電極１５ａ，１５ｂと電極パッド２４ａ，２４ｂとが、金属ワイヤー４１によって互いに電気的に接続されている。
これにより、圧力センサー１は、受圧時に同方向に変位する双音叉素子１０の基部１４と、ダイヤフラム２０の支持部２２とに、金属ワイヤー４１が跨って設けられていることとなる。

この結果、圧力センサー１は、受圧時において、相対的に見れば互いに殆ど変位しない双音叉素子１０の基部１４と、ダイヤフラム２０の支持部２２とに、金属ワイヤー４１が跨って設けられていることから、金属ワイヤー４１には、受圧時に曲げ、圧縮、引張りなどの応力が生じ難くなる。
したがって、圧力センサー１は、金属ワイヤー４１の基部１４及び支持部２２との接続部分などにおける受圧時の応力に伴う経時的な劣化が抑制されることから、従来技術（例えば、特許文献１の圧力センサー）よりも信頼性を向上させることができる。
また、配線パターン２５ａ，２５ｂは、ダイヤフラム２０の撓み領域である可撓部２１の外縁に設けられている。これにより、圧力センサー１は、受圧時において当該外縁に撓みがほとんど生じないため、配線パターン２５ａ，２５ｂの受圧時のストレスによるダイヤフラム２０からの剥離などの劣化が発生する虞はない。
したがって、圧力センサー１は、金属ワイヤー４１と配線パターン２５ａ，２５ｂとで、電気的な接続を確実なものとすることができる。

また、圧力センサー１は、ダイヤフラム２０の電極パッド２４ａ，２４ｂから延在され、ダイヤフラム２０に設けられている配線パターン２５ａ，２５ｂを含むことから、双音叉素子１０からの検出信号を、電極パッド２４ａ，２４ｂ、配線パターン２５ａ，２５ｂを介して外部接続電極２６ａ，２６ｂから外部に出力することが可能となる。

また、圧力センサー１は、振動梁部１３を励振し端子電極１５ａ，１５ｂと電気的に接続されている励振電極が、振動梁部１３に配置されていることから、外部から加わる圧力に伴う振動梁部１３の共振周波数の変化によって圧力を検出する構成が可能となる。

また、圧力センサー１は、双音叉素子１０の感圧部が、２つの振動梁を有する振動梁部１３で構成されていることから、圧力の変化を直線的に共振周波数の変化に変換することができる。
この結果、圧力センサー１は、他の感圧素子を用いる場合と比較して、圧力の検出精度が高い特性を有し、圧力センサー１の検出精度を向上させることができる。
なお、振動梁部１３における振動梁の数は、圧力の検出に支障がない範囲で、１つまたは３つ以上としてもよい。

また、圧力センサー１は、双音叉素子１０の一対の基部１４がダイヤフラム２０の一対の支持部２２に直接接合されている場合には、この直接接合時に、例えば、クロム／金を用いてスパッタ法により形成された端子電極１５ａ，１５ｂ及び電極パッド２４ａ，２４ｂが、他の接合方法の場合よりも高温になり難い。
この結果、圧力センサー１は、端子電極１５ａ，１５ｂ及び電極パッド２４ａ，２４ｂのクロム成分が金成分中に拡散することを抑制できることから、例えば、ワイヤーボンディング法を用いた金属ワイヤー４１による端子電極１５ａ，１５ｂと電極パッド２４ａ，２４ｂとの接続をより確実に行うことができる。

また、圧力センサー１は、双音叉素子１０及びダイヤフラム２０が水晶基板を基材としていることから、双音叉素子１０及びダイヤフラム２０の線膨張率が略同一である。
このことから、圧力センサー１は、周囲の温度変化に伴う両者の伸縮が発生した際に、両者の伸縮の度合いが略同一であることにより、両者の伸縮の差に起因する応力（熱応力）の発生が殆どない。
これにより、圧力センサー１は、周囲の温度変化に起因する検出感度、検出精度などの圧力検出特性の変化を抑制できる。

また、圧力センサー１は、平面視において、金属ワイヤー４１が双音叉素子１０の基部１４同士を結んだ方向と交差する方向に沿って延びている。
圧力センサー１は、ダイヤフラム２０の特性から双音叉素子１０の基部１４同士を結んだ方向の方が、双音叉素子１０の基部１４同士を結んだ方向と交差する方向よりも、双音叉素子１０の基部１４とダイヤフラム２０の支持部２２との変位差が大きくなる。
したがって、圧力センサー１は、金属ワイヤー４１が双音叉素子１０の基部１４同士を結んだ方向と交差する方向に沿って延びていることから、金属ワイヤー４１が双音叉素子１０の基部１４同士を結んだ方向に沿って延びている場合と比較して、受圧時に金属ワイヤー４１に生じる応力を低減することができる。
なお、圧力センサー１は、受圧時に金属ワイヤー４１に生じる応力が、信頼性に支障がない程度であれば、金属ワイヤー４１が双音叉素子１０の基部１４同士を結んだ方向に沿って延びている構成としてもよい。

（変形例１）
ここで、第１実施形態の圧力センサー１の変形例１について説明する。
図４は、第１実施形態の変形例１の圧力センサーの概略構成を示す模式要部斜視図である。

図４に示すように、変形例１の圧力センサー２は、ダイヤフラム２０の支持部２２に双音叉素子１０の基部１４を搭載可能な段差部（凹部）２２ａが設けられている。
これによれば、圧力センサー２は、双音叉素子１０の基部１４に設けられている端子電極１５ａ，１５ｂと、ダイヤフラム２０の支持部２２に設けられている電極パッド２４ａ，２４ｂとの段差を少なくすることが可能となる。
この結果、圧力センサー２は、第１実施形態の効果に加えて、例えば、ワイヤーボンディング法を用いた金属ワイヤー４１による端子電極１５ａ，１５ｂと電極パッド２４ａ，２４ｂとの接続を、容易且つ確実に行うことができる。
加えて、圧力センサー２は、一対の段差部２２ａによって双音叉素子１０の位置決めをすることができる。
なお、上記支持部２２の構成は、以下の実施形態及び変形例にも適用可能である。

（変形例２）
図５は、第１実施形態の変形例２の圧力センサーの概略構成を示す模式斜視図である。
図５に示すように、変形例２の圧力センサー３は、感圧素子として厚みすべり振動モードで振動する略矩形状の圧電振動片１１０を用いている。圧電振動片１１０は、感圧部としての厚みすべり振動が励起される振動部１１３と、振動部１１３の両端に連結されている一対の基部１１４と、を備えている。
一対の基部１１４には、振動部１１３に配置され、振動部１１３を励振する励振電極１１６ａ，１１６ｂから引き出された端子電極１１５ａ，１１５ｂが設けられ、金属ワイヤー４１により、ダイヤフラム２０の支持部２２の電極パッド２４ａ，２４ｂと電気的に接続されている。なお、本変形例では、圧電振動片１１０の基材に、ＡＴカットの水晶基板が用いられている。

圧力センサー３は、第１実施形態の圧力センサー１と同様に、外部から加わる圧力によりダイヤフラム２０が撓み、圧電振動片１１０に引張力や圧縮力が加わり、圧電振動片１１０の共振周波数が変化することによって、圧力を検出する構成となっている。
圧力センサー３は、圧電振動片１１０の使用により、圧力センサー１よりも低コスト化を図ることが可能であり、比較的要求精度が低い市場向けとして用いることができる。
なお、感圧素子として圧電振動片１１０を用いる構成は、上記変形例１や、以下の実施形態及び変形例にも適用可能である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の圧力センサーについて説明する。
図６は、第２実施形態の圧力センサーの模式平断面図である。図６（ａ）は、基台側から見た模式平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線での模式断面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線での模式断面図である。なお、第１実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図６に示すように、第２実施形態の圧力センサー４は、双音叉素子１０の端子電極１５ａ，１５ｂが、一方の基部１４にまとめて設けられている。これに対応して、圧力センサー４は、ダイヤフラム２０の電極パッド２４ａ，２４ｂが一方の支持部２２にまとめて設けられている。
詳述すると、圧力センサー４は、図６（ａ）において、端子電極１５ａが一方の基部１４の紙面下側に設けられ、端子電極１５ｂが一方の基部１４の紙面上側に設けられている。一方、電極パッド２４ａは、端子電極１５ａに対応して、一方の支持部２２の紙面下側に設けられ、電極パッド２４ｂは、端子電極１５ｂに対応して、一方の支持部２２の紙面上側に設けられている。

圧力センサー４は、上記電極パッド２４ａ，２４ｂの配置に伴い、外部接続電極２６ａ，２６ｂが、ダイヤフラム２０における紙面右側の一方の端部にまとめて設けられ、電極パッド２４ａ，２４ｂから延在された配線パターン２５ａ，２５ｂを介して電極パッド２４ａ，２４ｂと電気的に接続されている。

これによれば、圧力センサー４は、第１実施形態の効果に加えて外部接続電極２６ａ，２６ｂが、ダイヤフラム２０の一方の端部に設けられていることから、電子機器などの外部部材への実装に際して、実装スペースを一箇所にまとめることができる。
この結果、圧力センサー４は、電子機器などの外部部材へ効率的に実装することができる。

（変形例）
ここで、第２実施形態の圧力センサー４の変形例について説明する。
図７は、第２実施形態の変形例の圧力センサーの概略構成を示す模式要部斜視図である。

図７に示すように、変形例の圧力センサー５は、ダイヤフラム２０の枠部２３の外面側（外部側）に段差部２３ａが設けられ、この段差部２３ａに外部接続電極２６ａ，２６ｂが設けられている。
これによれば、圧力センサー５は、電子機器などの外部部材へ実装する際に、例えば、２点鎖線で示す金属ワイヤー４２を用いる場合には、段差部２３ａがない場合と比較して、金属ワイヤー４２を含めた実装高さを低くすることができる。
なお、この構成は、第１実施形態及び第１実施形態の各変形例にも適用可能である。

（電子機器）
上述した圧力センサー（１ないし５のいずれか）は、例えば、圧力計、気圧計、真空計、高度計、多機能電子時計、ゲーム機、ナビゲーション装置、ヘルスケアー用機器、車載用各種機器（例えば、燃焼ガス混合比調整器、タイヤ空気圧計測器など）、セキュリティー機器（例えば、室内の圧力変化によりドアの開閉を検知する機器など）などの電子機器（電子デバイスを含む）に好適に用いることができる。
これらの電子機器は、信頼性の高い圧力センサー（１ないし５のいずれか）を備えていることから、信頼性が高く優れた性能を発揮することができる。

図８は、上記電子機器（ヘルスケアー用機器）の一例としての特定保健指導用の活動量計を示す模式斜視図である。
活動量計２００は、上述した圧力センサー（１ないし５のいずれか）を備え、測定対象となる装着者の腰などに装着され、装着者が動く（移動する）ことで、例えば、気圧の僅かな変化から平坦な道路と坂道との判別や、立位と座位との判別などが可能となることから、従来の歩数計測のみの活動量計と比較して、装着者の動作をより詳細に検出することができる。
この結果、活動量計２００は、正確な強度（ＭＥＴｓ）算出により、装着者の活動量（消費エネルギー）をより正確に把握し、的確なメタボリック対策指導に資することができる。

なお、圧力センサー（１ないし５のいずれか）は、双音叉素子１０、圧電振動片１１０などの感圧素子を駆動する発振回路、感圧素子の共振周波数の変化を圧力の変化に換算する演算回路などを更に備えた圧力センサーモジュールとして、これらの電子機器に備えられていてもよい。

なお、上記各実施形態及び各変形例においては、ダイヤフラム２０に線膨張係数が水晶基板に近似するガラス基板、セラミック基板などを用いてもよい。
また、双音叉素子１０及び圧電振動片１１０の基材は、水晶基板に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電性を有する基板、またはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電膜が形成されたシリコン基板でもよい。

１，２，３，４，５…圧力センサー、１０…感圧素子としての双音叉素子、１３…感圧部としての振動梁部、１４…基部、１４ａ…主面、１５ａ，１５ｂ…端子電極、２０…ダイヤフラム、２１…可撓部、２１ａ…一方の主面、２１ｂ…他方の主面、２２…支持部、２２ａ…段差部、２３…枠部、２３ａ…段差部、２４ａ，２４ｂ…電極パッド、２５ａ，２５ｂ…配線パターン、２６ａ，２６ｂ…外部接続電極、３０…基台、３１…凹部、３２…外周枠部、３３…封止部、３４…貫通孔、３５…封止材、４０…低融点ガラス、４１，４２…金属ワイヤー、５０…搭載面、１１０…感圧素子としての圧電振動片、１１３…感圧部としての振動部、１１４…基部、１１５ａ，１１５ｂ…端子電極、１１６ａ，１１６ｂ…励振電極、１４１…金属ワイヤー、２００…電子機器としての活動量計。

Claims (8)

1. 感圧部、前記感圧部の両端に連結されている一対の基部、及び前記一対の基部の少なくとも一方に設けられている端子電極、を有する感圧素子と、
   可撓性を有する可撓部、前記可撓部の一方の主面から突出して設けられ、前記感圧素子の前記基部が固定されている一対の支持部、及び前記一対の支持部の少なくとも一方に設けられている電極パッド、を有するダイヤフラムと、
   を含み、
   前記端子電極と前記電極パッドとが、金属ワイヤーによって互いに電気的に接続されていることを特徴とする圧力センサー。
2. 請求項１において、
   前記電極パッドから延在され、前記ダイヤフラムに設けられている配線パターンを含むことを特徴とする圧力センサー。
3. 請求項１または２において、
   前記感圧部には、前記感圧部を励振し、前記端子電極と電気的に接続されている励振電極が配置されていることを特徴とする圧力センサー。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項において、
   前記感圧素子の前記基部は、前記ダイヤフラムの前記支持部に直接接合されていることを特徴とする圧力センサー。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項において、
   前記金属ワイヤーは、平面視で、前記感圧素子の前記基部同士を結んだ方向と交差する方向に沿って延びていることを特徴とする圧力センサー。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項において、
   前記ダイヤフラムの前記支持部には、前記感圧素子の前記基部を搭載可能な段差部が設けられていることを特徴とする圧力センサー。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項において、
   前記感圧部は、少なくとも１つ以上の振動梁を有していることを特徴とする圧力センサー。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の圧力センサーを備えていることを特徴とする電子機器。

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