JP2018536845A - 相対圧センサ - Google Patents

Abstract

いくつかの例は、基板と該基板の面内のキャビティとを有する相対圧センサを備える装置を提供する。該キャビティは該基板内に床部を有している。通路が該キャビティから伸びている。膜が、圧力検出デバイスを支持し、該膜は、該床部に対向して該基板に取り付けられている。【選択図】図１

Description

相対圧センサは、異なる領域間の相対的な圧力を検出するために使用される。インク容器やインクカートリッジなどの液体容器は、該液体容器内の過度の圧力を識別するために相対圧センサを備えている場合がある。

（補充可能性あり）

例示的な相対圧センサの平面図である。 図１の例示的な相対圧センサの端面図である。 図１の例示的な相対圧センサの線３−３に沿った断面図である。 相対圧センサを形成するための例示的な方法のフローチャートである。 例示的な相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第１の段階の平面図であり、該例示的な相対圧センサ用の例示的な基板が示されている。 図５Ａの例示的な基板の線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図である。 図５Ａの例示的な基板の端面図である。 該例示的な相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第２の段階の平面図であり、該基板のチャンネルの上でかつ該基板のキャビティの近くないし周囲に例示的なカバーを加えた後の図５Ａの例示的な基板が示されている。 図６Ａの例示的な基板の線６Ｂ−６Ｂに沿った断面図である。 図６Ａの基板の端面図である。 例示的な圧力検出ダイの平面図である。 図７Ａの例示的な圧力検出ダイの断面図である。 該例示的な相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第３の段階の平面図であり、図７Ａの圧力検出ダイを取り付けた後の図６Ａの例示的な基板が示されている。 該例示的な相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第４の段階の平面図であり、ワイヤーボンディング及び封入後の図８の例示的な基板が示されている。 相対圧センサを形成するための別の例示的な基板の断面図である。 図１０の例示的な基板の平面図である。 圧力検出ダイを該例示的な基板に取り付けてカバーを該例示的な基板に固定した後の図１０の例示的な基板を含む例示的な相対圧センサの断面図である。 図１２の相対圧センサの端面図である。 別の例示的な相対圧センサの断面図である。 例示的な検出ユニットを含む例示的な液体供給源の断面図である。 例示的な検出ユニットを含む別の例示的な液体供給源の断面図である。 図１６の線１７−１７に沿った例示的な検出ユニットの断面図である。 図１６の線１８−１８に沿った例示的な検出ユニットの断面図である。 キャビティ及びチャンネルを有する基板を形成し、及び、圧力検出デバイスを該キャビティに対して位置決めするための例示的な方法のフローチャートである。 相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第１の段階の断面図である。 図２０Ａに示されている例示的な第１の段階の平面図である。 該相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第２の段階の断面図である。 図２１Ａに示されている例示的な第２の段階の平面図である。 該相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第３の段階の断面図である。 該相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第４の段階の断面図である。 図２３Ａに示されている例示的な第４の段階の平面図である。 該相対圧センサを形成するための例示的な方法の例示的な第５の段階の断面図である。 図２４Ａに示されている例示的な第５の段階の平面図である。 該相対圧センサを含む例示的な検出ユニットの一部の正面図である。

相対圧センサは、異なる領域に関する相対的な圧力を検出するために使用される。そのような相対圧センサを形成するための現行の技術のいくつかは、複雑かつ高価である。図１は、多くの現在利用可能な相対圧センサと比べて製造がより単純で簡単な例示的な相対圧センサを示している。

図１〜図３は、例示的な相対圧センサ２０を示している。図１は、例示的な相対圧センサ２０の平面図である。図２は、例示的な相対圧センサ２０の端面図である。図３は、図１の例示的な相対圧センサ２０の線３−３に沿った平面図である。相対圧センサ２０は、基板３０、キャビティ（空洞）３２、通路３４、膜３８、及び圧力検出デバイス４０を備えている。基板３０は、相対圧センサ２０用の台（支持台。キャリアともいう。以下同じ）、ベース（土台）またはプラットホームを備えている。基板３０は本体部を有しており、該本体部内に、キャビティ３２及び通路３４が形成されている。キャビティ３２は、基板３０の面（表面）４４から基板３０内へと伸びている。キャビティ３２は床部（たとえば平坦な底面部。フロアともいう）４８及び側壁５０を有している。図示の例では、側壁５０は、面４４に垂直に伸び、かつ、膜３８及び圧力検出デバイス４０の主要寸法を含む（収容する）平面に垂直に伸びている。本開示では、「主要寸法」は、物体の最も大きい寸法、たとえば、物体の長さ、幅、及び高さのうちの最も大きな寸法（または、物体の最も寸法が大きい長さもしくは幅もしくは高さ）を意味する。

１実施例では、基板３０を成形してキャビティ３２を形成する。別の実施例では、基板３０に微細加工などの材料除去プロセスを施してキャビティ３２を形成する。１実施例では、基板３０はポリマーから形成される。１実施例では、基板３０は、エポキシモールディングコンパウンド（epoxy molded compound）などの熱硬化性ポリマーから形成される。１実施例では、基板３０は、ガラス、もしくはシリコン、もしくはその他の材料から形成され、または、ガラス、もしくはシリコン、もしくはその他の材料を含む。

通路３４は、キャビティ３２内のポート（出入口）を形成する第１の開口５４及び第２の開口５６を有するコンジット（導管）から構成される。１実施例では、キャビティ３２、上を覆う膜３８、及び圧力検出デバイス４０は、第１の領域内に配置され、ポート５６は第２の領域と連絡（連通）し、この場合、圧力検出デバイス４０は、第１の領域と第２の領域の間の圧力差を示す信号を出力する。図示の例では、通路３４は、キャビティ３２の床部４８に平行な平面内にある線に沿って伸びている。他の実施例では、通路３４は、キャビティ３２の床部４８に対して傾斜した平面内を伸びる線に沿ってキャビティ３２まで伸びている。

１実施例では、通路３４は、基板３０の本体部を貫通して（ドリルなどで）開けられたかまたはその他のやり方で形成された穴を有しており、通路３４は、開口５４、５６を除いて、基板３０によって周囲を囲まれている。別の実施例では、後述するように、通路３４は、基板３０の面（表面）に形成された溝またはチャンネル（流路）を含み、該チャンネルは、基板３０によって三方を囲まれており、カバーが、該チャンネルの上のまたは該チャンネルに対向する基板３０の面（表面）に固定されて、完全に囲まれたすなわち完全に包囲された通路３４を形成する。

膜３８は、弾性的に可撓性の材料からなるパネルから構成される。１実施例では、膜３０は、薄いシリコン膜から構成される。膜３８は、対向する側壁５０を過ぎてキャビティ３２を覆うために、キャビティ３２の上にキャビティ３２を横断して、床部４８に対向して基板３０に（直接または間接に）固定される。膜３８は圧力検出デバイス４０を支持する。

圧力検出デバイス４０は、第１の領域内の膜３８の外側に加えられている圧力と、膜３８の内側（すなわち、通路３４を介してポート５６と連絡（連通）する隣接するキャビティ３２）に加えられている圧力との差によって引き起こされる膜３０の曲がり（屈曲）を検出するデバイスから構成される（ないし該曲がりを検出するデバイスである）。１実施例では、圧力検出デバイス４０は、ピエゾ抵抗素子を有するホイートストンブリッジを備える。１実施例では、ホイートストンブリッジを形成するピエゾ抵抗素子及び電気トレース（電気配線）を提供するために、膜３８の一部にドープする。他の実施例では、圧力検出デバイス４０を、他のタイプの圧力検出デバイスから構成することができる。膜３８及び圧力検出デバイス４０は共に、後で基板３０に取り付けられる別個のユニットとして個別に形成することができる圧力検出ダイを形成する。

図４は、図１〜図３に示されているセンサ２０などの相対圧センサを形成するために使用できる例示的な方法１００のフローチャートである。方法１００に関して、ブロック１０４、１０６、及び１０８によって示されているステップの順番は、図示のブロックの順番に限定されない。ブロック１０４によって示されているように、キャビティ３２などのキャビティ、チャンネル３４などのチャンネルは、基板３０などの基板内に形成される。該チャンネルは、該チャンネルが、同じく基板３０内のキャビティ３２などのキャビティに接続するように形成される。形成されたチャンネルは、その周囲のすべてを囲まれているわけではないが、該基板の面内へ伸びる（すなわち、該基板の面から該基板内へと伸びる）溝を備えている。

ブロック１０６に示されているように、圧力検出デバイス４０などの圧力検出デバイスが、該キャビティに対向して設けられる。１実施例では、該圧力検出デバイスは膜によって支持され、この場合、該膜は、該キャビティに対向して（たとえば、該基板内の該キャビティの床部に対向して）配置される。後述するように、１実施例では、ブロック１０４はブロック１０６に先行し、この場合、該キャビティ及び該チャンネルが該基板内に形成された後で、該圧力検出デバイス（及び膜）が該基板に固定される。別の実施例では、ブロック１０４はブロック１０６に進み、この場合、該圧力検出デバイス（及び膜）は台（支持台）によって支持され、該基板は、該圧力検出デバイス（及び膜）の上及び犠牲層の上の該台上に形成される。ここで、該犠牲層は、該基板内の形成されることになる該キャビティ及び該チャンネルを一時的に充填して画定する。

ブロック１０８によって示されているように、カバーが、該チャンネルに対向して該基板に固定され、これによって、該キャビティに通じる通路３４などの通路を形成する。１実施例では、該カバーは、完全に液体形態（液状）の接着剤の層を備えることができ（または、該カバーを該層から構成することができ）、この場合、該液体は、該液体が該チャンネル内に完全に流れて該チャンネルを充填してしまうことがないようにするための、及び該チャンネル用の天井すなわち覆い（屋根）を形成するための粘性を有する。別の実施例では、該カバーは、フィルム接着剤、または繊維メッシュなどの薄膜（フィルム）、または固体高分子パネル、または、該基板に固定するための接着剤でコーティングされた層を備えることができる（または、該カバーをフィルム接着剤、または繊維メッシュなどの薄膜（フィルム）、または固体高分子パネル、または、該基板に固定するための接着剤でコーティングされた層から構成することができる）。１実施例では、該カバーは、シートまたはパネルを備えることができ（または、該カバーをシートまたはパネルから構成することができ）、該シートまたはパネルは、十分に刺激されるかまたは活性化されるとその物理的状態が変化して、該基板に接着または溶接しまたは融合しまたはその他のやり方で該基板に結合すると共に、該チャンネルを完全に充填することなく該チャンネルの上に該チャネルを横断して広がる。さらに別の実施例では、該カバーは、該チャンネルの上の基板４０に留められるかまたはスナップ係合するかまたは溶接されるかまたはその他のやり方で基板４０に固定されるパネルを備えることができる（または、該カバーを該パネルから構成することができる）。

図５〜図９は、（図９に示されている）完成した相対圧センサ２２０を形成するために実行される方法１００の１実施例の種々の段階を示している。図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されているように、基板２３０が設けられ、該基板中に、キャビティ２３２及びチャンネル２３３が形成される。１実施例では、キャビティ２３２及びチャンネル２３３は基板２３０中に微細加工（マイクロマシニング）される。別の実施例では、基板２３０を成形してキャビティ２３２を形成し、チャンネル２３３が成形される。１実施例では、基板２３０は、（エポキシモールディングコンパウンド（epoxy mold compound）などの）熱硬化性ポリマーなどのポリマーから構成される。別の実施例では、基板２３０はガラスまたはシリコン材料から構成される。

図示の例では、キャビティ２３２は、床部（たとえば平坦な底面部。フロアともいう）２４８及び側壁２５０を備えている。側壁２５０は、基板２３０の面２４４から斜めに伸びており、床部２４８に対しても傾斜している。側壁２５０は、キャビティ２３２内の面２４４の平面に対して鋭角（９０度より小さい角度）をなしている。側壁２５０は、床部２４８の平面に対して鈍角（９０度より大きな角度）をなしている。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示されているように、カバー２３５は、完全に囲まれた通路２３４を形成するために、チャンネル２３３に対向して、またはチャンネル２３３の上において（及び／又は該チャンネルを覆うように）、基板２３０に固定される。図示の例では、該カバーは、チャンネル２３３を覆う液状接着剤の層を含み（または、該カバーを該層から構成することができ）、該液状接着剤は、（該液状接着剤の）液体がチャンネル２３３を完全に充填するのを阻止して、通路２３４が残るようにする粘性を有している。図示の例では、チャンネル２３３の上に加えられる液状接着剤はさらに、キャビティ２３２の周囲の基板２３０の面２４４に加えられ、その場合、該液状接着剤は、その後、圧力検出デバイスを、キャビティ２３２の床部２４８に対向させて、キャビティ２３２の上の基板２３０に固定するために使用される。該液状接着剤は、後で取り付けられる圧力検出デバイスと基板２３０の面２４４との間にシールを形成する（それらの間を封止する）のを支援する。他の実施例では、カバー２３５は、対向する（両側の）面が接着剤でコーティングされたパネルまたは薄膜（フィルム）を備えることができ（または、該カバーを該パネルまたは該薄膜（フィルム）から構成することができ）、この場合、一方の面上の接着剤は、基板２３０の面２４４に接着し、他方の面上の接着剤は、圧力検出デバイスを支持する膜に接着する。上記したように、いくつかの実施例では、いずれかの面上の接着剤を、熱または光または化学的相互作用またはその他の触媒によって選択的に活性化させることができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、１つの例示的な圧力検出デバイスを示している。図７Ａ及び図７Ｂは、膜２３８及び圧力検出デバイス２４０を含む例示的な圧力検出ダイ２３６を示している。膜２３８は、上記の膜３８に類似している。圧力検出デバイス２４０は、上記の圧力検出デバイス４０に類似している。図示の例では、圧力検出デバイス２４０は、ピエゾ抵抗素子を有するホイートストンブリッジを備えている。他の実施例では、圧力検出ダイ２３６は、他のタイプの圧力検出デバイス２４０を含むことができる。

図８は、基板２３０にダイ２３６を取り付けた状態を示す平面図である。図示の例では、ダイ２３６は、キャビティ２３２の周囲に広がるカバー２３５の一部として提供された接着剤を用いて、基板２３０の面２４４に固定される。他の実施例では、ダイ２３６を基板２３０に固定するために、カバー２３５を形成する接着剤の付加とは異なる接着剤の別個の付加を利用することができる。１実施例では、該接着剤を硬化させて該接着を完了する。図示の例では、該接着剤は、ダイ２３６と基板２３０の面２４４の間にシールを形成する（それらの間を封止する）。

図９は、相対圧センサ２２０を完成させるためのワイヤーボンディング及びエンキャッピング（被覆）を示す平面図である。具体的には、ワイヤーボンドまたは結線２５７が、圧力検出デバイス２４０の接触パッド（導体パッド）２５８に対してなされる。その後、そのようなワイヤーボンド２５７及び接触パッド２５８が、高分子封止用エポキシまたはその他の材料などの電気絶縁性のワイヤー封入材料２６０によって封入される。

図１０〜図１３は、図１２及び図１３に示されている例示的な完成した相対圧センサ３２０を形成するための（図４に示されている）方法１００の別の例示的な実施例を示している。図１０及び図１１に示されているように、キャビティ３３２及びチャンネル３３３がその中に形成されている基板３３０が提供される。キャビティ３３２は、基板３３０の面（表面）３４４内（すなわち面３４４から基板３３０内）へと伸び、チャンネル３３３は、基板３３０の面（表面）３４５内（すなわち面３４５から基板３３０内）へと伸びて、面３４４と３４５の間の接続部でチャンネル３３２の下側部分と連絡（連通）する。他の実施例では、チャンネル３３３を、面３４４と対向する面３４５に形成するのではなく、面３４４と３４５の間の基板３３０の側面に沿って形成して、基板３３０のそれぞれの面からある距離だけ離れた内部の位置において、キャビティ３３２の内部と連絡（連通）するようにすることができる。

１実施例では、キャビティ３３２及びチャンネル３３３は、基板３３０内に微細加工される。別の実施例では、基板３３０を成形して、キャビティ３３２及びチャンネル３３３を形成する。１実施例では、基板３３０は、（エポキシモールディングコンパウンド（epoxy mold compound）などの）熱硬化性ポリマーなどのポリマーから構成される。別の実施例では、基板３３０は、ガラスまたはシリコン材料から構成される。

図１２及び図１３によって示されているように、（上記の）ダイ２３６は、キャビティ３３２の上に（及び／又は該キャビティを覆うように）該キャビティを横断して、キャビティ３３２の床部３４８に対向する基板３３０の面３４４に固定される。１実施例では、ダイ２３６は、膜２３６と面３４４の間に広がる接着剤によって基板３３０の面３４４に固定される。

カバー３３５は、カバー３３５が、チャンネル３３３に対向する基板３３０の面３４５に固定されることを除いてカバー２３５と同様である。カバー３３５は、完全に囲まれた通路３３４を形成するために、チャンネル３３３を横断して広がって、チャンネル３３３を覆っている。１実施例では、カバー３３５は、チャンネル３３３を覆う液状接着剤の層を含み（または、該カバーは該層から構成され）、該液状接着剤は、（該液状接着剤の）液体がチャンネル３３３を完全に充填するのを阻止して、通路３３４が残るようにする粘性を有している。他の実施例では、カバー３３５は、基板２３０の面３４５に接着する一方の面が接着剤でコーティングされたパネルまたは薄膜（フィルム）を含むことができる（または、該カバーを、該パネルまたは該薄膜（フィルム）から構成することができる）。上記したように、いくつかの実施例では、該接着剤を、熱または光または化学的相互作用またはその他の触媒によって選択的に活性化させることができる。

図１４は、相対圧センサ２０の別の例示的な実施例である相対圧センサ４２０の断面図である。相対圧センサ４２０は、キャビティ３３２が、通路もしくは開口４５１及びカバー４３５によって形成されるキャビティ４３２で置き換えられていることを除いて相対圧センサ３２０と同様である。開口４５１は、面４４４から面４４５まで基板４３０を貫通して伸びている。１実施例では、開口４５１は、図１１に示されているキャビティ３３２と同様に、基板４３０の外周すなわち側面からある距離を置いて配置されている。開口４５１は、基板４３０を貫通しているので、深さ制御をすることなく、成形または材料除去プロセスによって、開口４５１を形成することができる。

カバー４３５は、カバー４３５がさらに、開口４５１の下端部を横断して広がって該下端部を覆うことを除いてカバー３３５と同様である。カバー３３５と同様に、カバー４３５は、通路４３４の床部４３７を形成するために、チャンネル３３３に対向する基板４３０の面４４５に固定される。図１４に示されているように、カバー４４５はさらに、圧力検出ダイ２３６の膜２３８及び圧力検出デバイス２４０に対向して広がるキャビティ４３２の床部４４８を形成する。１実施例では、カバー４３５は、開口４５１のサイズに依存して、開口４３２を横断するかまたはその上に（及び／又は該開口を覆うように）連続して（途切れることなく）広がる液状接着剤の層を含み（または、該カバーは該層から構成され）、この場合、該液状接着剤は、（該液状接着剤の）液体が開口４５１を完全に充填するのを阻止して、キャビティ４３２が残るようにする粘性を有している。他の実施例では、カバー４３５は、基板４３０の面４４５に接着する一方の面が接着剤でコーティングされたパネルまたは薄膜（フィルム）を含むことができる（または、該カバーを、該パネルまたは該薄膜（フィルム）から構成することができる）。上記したように、いくつかの実施例では、該接着剤を、熱または光または化学的相互作用またはその他の触媒によって選択的に活性化させることができる。

図１５は、相対圧センサを備える例示的な液体供給源５００の断面図である。液体供給源５００は、液体容器５０２及び検出ユニット５０４を備えている。容器５０２は、検出ユニット５０４を受け、内部チャンバー(内部室）５０６及び流体インターフェース５０８を形成する。チャンバー５０６は、液体を受け入れるすなわち収容するための体積を有している。流体インターフェース５０８はポートを備えており、該ポートを介して、液体はチャンバー５０６から排出される。１実施例では、チャンバー５０６は、ポート５０８を介して流体で満たされる。他の実施例では、チャンバー５０６は、代替のポートを介して（流体で）満たされる。１実施例では、流体インターフェース５０８は、流体インターフェース５０８によって提供される支持部を選択的に開閉する弁（バルブ）を備えている。

検出ユニット５０４は、容器５０２に取り付けられて、チャンバー５０６の液体及び内容物の特性を検出するために、部分的に、チャンバー５０６内に伸びている。図示の例では、検出ユニット５０４は、相対圧センサ５２０、内圧センサ５７０、液体レベル（液位）センサ５７２、及び電気的相互接続部５７４を備えている。相対圧センサ５２０を、上記の相対圧センサ２０、２２０、３２０、４２０のうちの任意のセンサから構成することができる。相対圧センサ５２０は、基板５３０（該基板中に、キャビティ５３２及び通路５３４が形成される）、及び上記の圧力検出ダイ２３６を備えている。キャビティを、上記のキャビティ３２、２３２、３３２、４３２のうちの任意のキャビティから構成することができ、この場合、通路５３４を、上記の通路３４、２３４、３３４、４３４のうちの任意の通路から構成することができる。図１５に示されている例では、キャビティ５３２及び圧力検出ダイ２３６は、チャンバー５０６内に配置されており、通路５３４は、キャビティ５３２から、容器５０２の壁を横断して、環境または周囲の空気と連絡（連通）するポート５５６まで伸びている。この結果、相対圧センサ５２０は、チャンバー５０６の内部と容器５０２の外部の間の相対的な圧力（相対圧力）を検出する。他の実施例では、キャビティ５３２及び圧力検出ダイ２３６を、代替的に、容器５０２の外側で支持することができ、一方、ポート５０８は、チャンバー５０６内で終了する。

基板５３０は、基板５３０がさらに、内圧センサ５７０、液体レベルセンサ５７２、及び電気的相互接続部５７４を支持することを除いて、上記の基板３０、２３０、３３０、４３０のうちの任意の基板と同様である。内圧センサ５７０は、容器５０２内で支持されて、容器５０２内の絶対圧を検出する。１実施例では、内圧センサ５７０は、チャンバー（室）を備えており、該チャンバーの上で、可撓性のダイヤフラムが、ピエゾ抵抗素子を有するホイートストンブリッジなどの圧力検出デバイスを支持する。

液体レベルセンサ５７２は、チャンバー５０６内の液位を示す信号を出力するために、チャンバー５０６内に突き出したデバイスを備えている。電気的相互接続部５７４は、センサ５２０、５７０、及び５７２の各々と外部のコントローラまたはコンピューティング装置との電気的接続を容易にする電気接触パッド５７８を備えている。電気的相互接続部５７４は、ワイヤーボンディングによって、センサ５２０、５７０、及び５７２の各々（及び、アキュメンコントローラ（acumen controller）ＡＳＩＣチップ５７３）に電気的に接続され、この場合、該ワイヤーボンディング及び該アキュメン５７３は、エンキャップ層５７７で封入される。他の実施例では、センサ５７０及び５７２を基板５３０とは別個に支持することができる。他の実施例では、センサ５７０、５７２を、それぞれ、他の形態の内圧センサ、液体レベルセンサから構成することができる。他の実施例では、電気的相互接続部５７４を他の形態の通信インターフェースから構成することができる。他の実施例では、センサ５７０及び５７２を省くことができる。

図１６は、別の例示的な液体供給源６００を示す断面図である。液体供給源６００は、液体供給源６００が、検出ユニット５０４の代わりに検出ユニット６０４を備えることを除いて液体供給源５００と同様である。図１７及び図１８は、検出ユニット６０４の断面図である。液体供給源５００のコンポーネントまたは要素に対応する液体供給源６００のコンポーネントまたは要素には、同じように番号が付されている。

検出ユニット６０４は、基板５３０が、チャンバー５０６の外部のキャビティ２３２及び圧力検出ダイ２３６を支持し、通路２３４が容器５０２の壁を貫通して、チャンバー５０６内にあるポート６５６で終了することを除いて、検出ユニット５０４と同様である。図示の例では、検出ユニット６０４は、基板２３０が基板５３０で置き換えられていることを除いて、上記の相対圧センサを含むものとして具体的に示されている。基板５３０は、基板５３０がさらに、センサ５７０、５２７及び電気的相互接続部５７４を支持することを除いて基板２３０と同様である。他の実施例では、検出ユニット６０４は、代替的に、上記の相対圧センサ３２０、４２０のうちの任意のセンサを備えることができる。図示の例では、検出ユニット６００は、検出ユニット６００と容器５０２の間にシールを形成する（それらの間を封止する）のを支援するカラー（留め輪などの環状の部品）６５９を備えている。

図１９は、上記の相対圧センサ２０、２２０のキャビティ及びチャンネルを形成し、並びに、圧力検出デバイスを該キャビティに対して位置決めするための例示的な方法７００のフローチャートである。図２０〜図２５は、方法７００にしたがって（図２５に示されている）完成した相対圧センサ２２０を形成するための例示的な方法の種々の段階を示している。図２０Ａ及び図２０Ｂは、台（支持台）８０２の上に圧力検出ダイ２３６を位置決めした状態を示している。ダイ２３６及び覆い構造を後で取り外すのを容易にするために、熱剥離テープなどの解放機構８０４が、台８０２とダイ２３６の間の台８０２上に位置決め（ないし配置）される。

図１９に記載されている方法７００のブロック７０２、並びに図２１Ａ及び図２１Ｂに示されているように、犠牲層８０６が、圧力検出デバイス２４０を支持する膜２３８の上において（及び／又は該膜を少なくとも部分的に覆うように）台８０２上に形成される。図２１Ｂに示されているように、後で形成されるキャビティ２３２及びチャンネル２３３を画定するネガ型のレリーフパターンを有するように、犠牲層８０６は配置され及び形づくられる。１実施例では、犠牲層８０６は、ロストワックスの層から構成される。他の実施例では、犠牲層８０６を他の犠牲材料から構成することができる。

図１９のブロック７０４及び図２２に示されているように、基板２３０は、台８０２によって支持された犠牲層８０６上に、または該犠牲層の上に（及び／又は該犠牲層を覆うように）形成される。１実施例では、基板２３０は、成形可能なポリマーから構成される。１実施例では、基板２３０は、硬化すると固体を形成するエポキシモールディングコンパウンドから構成される。

図１９のブロック７０６及び７０８、並びに図２３Ａ及び図２３Ｂに示されているように、犠牲層８０６が除去されて、基板２３０が、ダイ２３６を形成する支持膜２３８及び圧力検出デバイス２４０と共に、台８０２から分離される。犠牲層８０６がロストワックスから構成される実施例では、該ロストワックスは、溶かし出されるか、溶剤によって現像除去されるか、またはその他のやり方で除去される。解放機構８０４が熱剥離テープを備える実施例では、そのような分離を容易にするために該テープに熱が加えられる。図２３Ａ及び図２３Ｂに示されているように、犠牲層８０６が除去されると、（圧力検出ダイ２３６の下にある）キャビティ２３２とチャンネル２３３とが残される。

図２４Ａ及び図２４Ｂに示されているように、キャビティ２３２及びチャンネル２３３が、上記のように基板２３０内に形成されると、図８及び図９に示されているステップと同様のステップを実行することによって、相対圧センサ２３０が完成する。具体的には、カバー２３５が、チャンネル２３３に対向して形成されて通路２３４が完成する。図２５に示されているように、１実施例では、相対圧センサ２２０を、上記の検出ユニット６０４の一部として提供することができ、この場合、ブロック７０４にしたがって形成された基板はさらに、図１６に関して上記した圧力センサ５７０及び液体レベルセンサ５７２などの他のセンサを支持する。

本開示を例示的な実施例に関して説明したが、当業者には、本発明の主題の思想及び範囲から逸脱することなく形態及び細部を変更できることが理解されよう。たとえば、それぞれの異なる例示的な実施例は、１以上の利益をもたらす１以上の特徴を含むものとして説明されている場合があるが、説明した例示的な実施例または他の代替の実施例において、説明した特徴を互いと交換することまたは互いに組み合わせることができることも意図されている。本開示の技術は比較的複雑であるため、本技術における変更を全て予測できるというわけではない。例示的な実施例に関して説明され、及び特許請求の範囲に記載されている本開示は、可能な限り広義であることが明白に意図されている。たとえば、特に断りのない限り、１つの特定の要素を記述している請求項は、複数の該特定の要素も含んでいる。請求項における「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、異なる要素を単に区別しており、特に断りのない限り、本開示における要素の特定の順番もしくは特定の番号付けに具体的に関連付けられているわけではない。

Claims (15)

1. 相対圧センサを備える装置であって、
   前記相対圧センサは、
   基板と、
   該基板の面内のキャビティであって、該基板内に床部を有するキャビティと、
   前記キャビティから伸びる通路と、
   圧力検出デバイスを支持する膜であって、前記床部に対向して前記基板に取り付けられた膜
   を備えることからなる、装置。
2. 前記基板の前記面内のチャンネルと、
   前記通路を形成するために前記チャンネルに対向して前記基板に固定されたカバー
   をさらに備える、請求項１の装置。
3. 前記カバーは接着剤を含む、請求項２の装置。
4. 前記カバーは薄膜から構成される、請求項２の装置。
5. 前記キャビティは、
   前記基板によって形成された床部と、
   前記基板によって形成された側壁
   を備えることからなる、請求項１の装置。
6. 前記膜は平面内を伸びる主要寸法を有し、前記側壁は該平面に垂直に伸びる、請求項５の装置。
7. 前記膜は、平面内を伸びる主要寸法を有し、前記側壁と該平面は、前記キャビティ内で鋭角をなす、請求項５の装置。
8. 液体室をさらに備える請求項１の装置であって、前記通路は、該液体室の内部及び外部から伸びる、請求項１の装置。
9. 前記圧力検出デバイスは、ピエゾ抵抗素子を有するホイートストンブリッジを備える、請求項１の装置。
10. 液体室と相対圧センサとカバーを備える液体供給源であって、
    前記相対圧センサは、
    基板と、
    前記基板内のキャビティと、
    前記キャビティに対向する圧力検出デバイスと、
    前記基板内のチャンネルであって、前記キャビティに接続されたチャンネル
    を備え、
    前記カバーは、通路を形成するために前記チャンネルに対向して前記基板に固定され、
    前記通路は、前記液体室の内部から外部へと伸びることからなる、液体供給源。
11. 相対圧センサを形成するための方法であって、
    基板内にチャンネルを形成するステップであって、該チャンネルは、該基板内のキャビティに接続されることからなる、ステップと、
    圧力検出デバイスを前記キャビティに対向させて設けるステップと、
    前記キャビティから通じる通路を形成するために、カバーを前記チャンネルに対向させて前記基板に固定するステップ
    を含む方法。
12. 基板内にチャンネルを形成する前記ステップ及び圧力検出デバイスを設ける前記ステップが、
    前記圧力検出デバイスを支持する膜の上において、台上に犠牲層を形成するステップであって、該犠牲層は、前記キャビティ及び前記チャンネルを画定することからなる、ステップと、
    前記犠牲層の上に前記基板を形成するステップと、
    前記犠牲層を除去するステップと、
    前記基板、前記膜、及び前記圧力検出デバイスを前記台から分離するステップ
    を含むことからなる、請求項１１の方法。
13. 圧力検出デバイスを設ける前記ステップが、前記圧力検出デバイスを支持する膜を、前記基板内の前記キャビティに対向させて、前記基板に取り付けるステップを含むことからなる、請求項１１の方法。
14. 前記チャンネルは、前記キャビティの床部に平行な面内を伸びる、請求項１１の方法。
15. 前記膜は、前記キャビティに対向する面を有し、該キャビティは、該面に対して直角と鋭角のいずれかをなす側壁を有する、請求項１１の方法。
    

Images