JP3384900B2

JP3384900B2 - 圧力センサ

Info

Publication number: JP3384900B2
Application number: JP00152595A
Authority: JP
Inventors: 誠一横山; 弘次伊東; 文男海瀬
Original assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Current assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 2003-03-10
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JPH08189870A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧力センサに関し、さら
に詳しくは主に気体の圧力を測定する静電容量検出型の
圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空調機器のフィルタの目詰ま
り検出等には静電容量検出型の圧力センサが広く用いら
れている。

【０００３】この静電容量検出型の圧力センサには、た
とえば図９及び図１０に示すようにダイアフラムの片側
に電極をもつもの（以下、これを片側電極型ということ
がある）と図１１に示すようにダイアフラムの両側に電
極をもつもの（以下、これを両側電極型ということがあ
る）とが知られている。

【０００４】前記片側電極型の圧力センサは、図９に示
すように、例えばシリコンからなり周縁に肉厚部１０１
ａを有するダイアフラム１０１と、このダイアフラム１
０１の一方の面との間に空隙１１０を形成しつつダイア
フラム１０１の周縁の肉厚部１０１ａと接合された絶縁
物１０２と、この絶縁物１０２におけるダイアフラム１
０１と対向する面に形成された電極１０３と、ダイアフ
ラム１０１における絶縁物１０２が接合されていない側
で該ダイアフラム１０１との間に空隙１２０を形成しつ
つ該ダイアフラム１０１における肉厚部１０１ａと接合
された支持体１０４とにより構成され、絶縁物１０２に
は測定圧を空隙１１０に導入する測定圧導入孔１０５が
形成され、支持体１０４には測定圧導入孔１０５から空
隙１１０内に導入された測定圧と比較される例えば大気
圧等の基準圧を空隙１２０内に導入する基準圧導入孔１
０６が形成されている。

【０００５】このような圧力センサにおいては、測定圧
導入孔１０５から空隙１１０内に導入された圧力と基準
圧導入孔１０６から空隙１２０内に導入された圧力との
差を計測している。具体的には、次のようにして圧力の
計測がなされる。

【０００６】先ず、測定圧は絶縁物１０２に設けられて
いる測定圧導入孔１０５からこの絶縁物１０２とダイア
フラム１０１との間に形成されている空隙１１０に導入
され、ダイアフラム１０１の電極１０３と対向する面に
圧力が印加される。一方、この測定圧に対して基準とな
る基準圧は支持体１０４に形成されている基準圧導入孔
１０６からこの支持体１０４とダイアフラム１０１との
間に形成されている空隙１２０に導入され、ダイアフラ
ム１０１の支持体１０４と対向する面に印加される。そ
して、測定圧と基準圧とに差があると、その差圧により
ダイアフラム１０１に変位が生じ、この変位によりダイ
アフラム１０１と電極１０３との間の静電容量が変化す
る。この静電容量の変化を電気的に検出することにより
圧力を電気信号に変換して計測する。

【０００７】すなわち、ダイアフラム１０１と電極１０
３とは圧力により静電容量が変化するコンデンサとみな
すことができる。したがって、このような圧力センサに
より正確な圧力測定を行なうためには、ダイアフラム１
０１と電極１０３との絶縁が保たれていなければならな
い。そのため、ダイアフラム１０１との対向面において
電極１０３の外周部外側には、通常、ドーナッツ状に絶
縁物１０２が露出している区域が形成され、これにより
ダイアフラム１０１と電極１０３との間の絶縁を保つよ
うにしている。

【０００８】一方、前記両側電極型の圧力センサは、図
１１に示すように、ダイアフラム１０１と、このダイア
フラム１０１との間に空隙１１０または１２０を形成し
つつダイアフラム１０１を挟持する一対の絶縁物１０
２，１０２′と、各絶縁物１０２，１０２′におけるダ
イアフラム１０１と対向する面に形成された電極１０
３，１０３′とにより構成され、一方の絶縁物１０２に
は空隙１１０に測定圧を導入するための測定圧導入孔１
０５が形成され、他方の絶縁物１０２′には例えば大気
圧等の基準圧を導入する基準圧導入孔１０６が形成され
ている。

【０００９】このような両側電極型の圧力センサにおい
ても、前述の片側電極型の圧力センサと同様に、測定圧
と基準圧との間に差があると、ダイアフラム１０１と電
極１０３，１０３′との間の静電容量が変化する。この
静電容量の変化を電気的に検出することにより圧力を電
気信号に変換して計測する。

【００１０】したがって、この両側電極型の圧力センサ
においても、前述の片側電極型の圧力センサと同様に、
ダイアフラム１０１と電極１０３，１０３′とは圧力に
より静電容量が変化するコンデンサとみなすことがで
き、正確な圧力測定を行なうためには、ダイアフラム１
０１と電極１０３，１０３′との間の絶縁が保たれてい
なければならず、ダイアフラム１０１との対向面におい
て電極１０３，１０３′の外周部外側には、通常、ドー
ナッツ状に絶縁物１０２，１０２′が露出している区域
が形成され、これによりダイアフラム１０１と電極１０
３，１０３′との間の絶縁を保つようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ば図９に示される上記構造の従来の圧力センサにおいて
は、圧力センサが高湿な雰囲気に晒されると、上述した
絶縁物の露出面に大気中の水が付着し、絶縁の低下を来
たす。かかる現象は、目に見える結露はもちろんのこ
と、分子層レベルの吸着においても同様である。

【００１２】すなわち、上記の構造の圧力センサでは高
湿環境での圧力測定が不可能な場合が多い。このような
高湿度下の絶縁低下を防ぐ方法として、たとえば図１０
に示すように、電極１０３の表面やダイアフラム１０１
の表面に例えば樹脂やガラス等をコーティングすること
により絶縁皮膜１０７を形成し、これにより電極１０３
やダイアフラム１０１に直接に水が触れないようにする
ことも行われている。

【００１３】しかし、この方法は圧力センサのサイズが
大きい場合は可能であるが、電極１０３とダイアフラム
１０１との間隔やダイアフラム１０１の厚さが１００μ
ｍ程度以下になると絶縁皮膜１０７の厚さが相対的に厚
くなり過ぎ、圧力センサの特性に悪影響が生じる。

【００１４】また、製造コストや工程の簡略化を考慮す
ると、圧力センサの組立が完成してから樹脂やガラスの
コーティングを行なって絶縁皮膜１０７を形成すること
が最も有効であるが、この絶縁皮膜１０７の形成を圧力
センサの組立後に行なうことはダイアフラム１０１と電
極１０３との間隔が１００μｍ程度以下である場合、圧
力センサの内側にあるダイアフラム１０１の表面および
電極１０３の表面に樹脂やガラスをコーティングして絶
縁皮膜１０７を形成することは非常に困難である。

【００１５】そして、これらの問題はたとえば図１１に
示す前述の両側電極型の圧力センサにおいても全く同様
である。本発明はかかる事情に基づいてなされてもので
あり、本発明の目的は、電極とダイアフラムとの間隔や
ダイアフラム厚さが１００μｍ程度以下である圧力セン
サの高湿度下での絶縁性の向上を図ることによって高湿
度下でも正確な圧力測定が可能な圧力センサを提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の圧力センサは、半導体または金属からなるダイ
アフラムが一対の絶縁物により挟持され、前記ダイアフ
ラムと一方の絶縁物との間及び前記ダイアフラムと他方
の絶縁物との間にはそれぞれ空隙が形成され、かつ各絶
縁物における前記ダイアフラムとの対向面には電極が形
成され、前記ダイアフラムの周縁部または前記一方の絶
縁物には一方の空隙に測定圧を導入する測定圧導入孔が
形成され、前記ダイアフラムの周縁部または前記他方の
絶縁物には他方の空隙に基準圧を導入する基準圧導入孔
が形成され、前記各電極と前記ダイアフラムとの間の静
電容量の変化を電気的に検出することにより圧力を計測
する圧力センサであって、前記各絶縁物における前記空
隙内での露出面を構成する分子または原子の少なくとも
一部に疎水基を有する分子を結合させることによりこれ
らの面に撥水性を付与してなり、前記疎水基を有する分
子をシランカップリング剤の分子とした構成とし、半導
体または金属からなるダイアフラムが絶縁物と支持体と
により挟持され、前記ダイアフラムと前記絶縁物との間
及び前記ダイアフラムと前記支持体との間にはそれぞれ
空隙が形成され、かつ前記絶縁物における前記ダイアフ
ラムとの対向面には電極が形成され、前記ダイアフラム
の周縁部または前記絶縁物にはこれら両者の間に形成さ
れている前記空隙に測定圧を導入する測定圧導入孔が形
成され、前記ダイアフラムの周縁部または前記支持体に
はこれら両者の間に形成されている前記空隙に基準圧を
導入する基準圧導入孔が形成され、前記電極と前記ダイ
アフラムとの間の静電容量の変化を電気的に検出するこ
とにより圧力を計測する圧力センサであって、前記絶縁
物における前記空隙内での露出面を構成する分子または
原子の少なくとも一部に疎水基を有する分子を結合させ
ることにより当該面に撥水性を付与してなり、前記疎水
基を有する分子をシランカップリング剤の分子とした構
成とし、必要に応じ、上記いずれかの圧力センサにおい
て、前記疎水基を有する分子がシランカップリング剤の
分子である構成とし、必要に応じ、上記いずれかの圧力
センサにおいて、前記絶縁物における前記空隙内での露
出面を構成する分子または原子の少なくとも一部に、蒸
気法によって、疎水基を有する分子を結合させる構成と
した。

【００１７】

【作用】本発明の圧力センサは、半導体または金属から
なるダイアフラムが一対の絶縁物により挟持され、ダイ
アフラムと一方の絶縁物との間及びダイアフラムと他方
の絶縁物との間にはそれぞれ空隙が形成され、かつ各絶
縁物におけるダイアフラムとの対向面には電極が形成さ
れ、ダイアフラムの周縁部または一方の絶縁物には一方
の空隙に測定圧を導入する測定圧導入孔が形成され、ダ
イアフラムの周縁部または他方の絶縁物には他方の空隙
に基準圧を導入する基準圧導入孔が形成され、各絶縁物
における前記空隙内での露出面を構成する分子または原
子の少なくとも一部に疎水基を有する分子であるシラン
カップリング剤の分子を結合させることによりこれらの
面に撥水性を付与してなり、また、半導体または金属か
らなるダイアフラムが絶縁物と支持体とにより挟持さ
れ、ダイアフラムと絶縁物との間及びダイアフラムと支
持体との間にはそれぞれ空隙が形成され、かつ絶縁物に
おけるダイアフラムとの対向面には電極が形成され、ダ
イアフラムの周縁部または絶縁物にはこれら両者の間に
形成されている空隙に測定圧を導入する測定圧導入孔が
形成され、ダイアフラムの周縁部または支持体にはこれ
ら両者の間に形成されている空隙に基準圧を導入する基
準圧導入孔が形成され、絶縁物における空隙内での露出
面を構成する分子または原子の少なくとも一部に疎水基
を有する分子であるシランカップリング剤の分子を結合
させることにより当該面に撥水性を付与してなるもので
ある。したがって、この圧力センサにおいては、分子層
レベルで水の吸着が確実に防止され、電極とダイアフラ
ムとの間隔やダイアフラムの厚さが１００μｍ程度以下
である場合にも高湿度環境下での絶縁性が確実に確保さ
れ、正確な圧力測定が可能である。また、疎水基を有す
る分子であるシランカップリング剤の分子により形成さ
れる撥水層の厚さは、通常、分子層レベルであり、ミク
ロンオーダーのダイアフラムや電極間距離に対しても無
視し得る厚さであるので、この撥水層がダイアフラムの
動きを妨げることがない。しかも、蒸気圧の比較的高い
シランカップリング剤を選択して使用することにより微
少間隔を形成する面にも隅無く撥水性を付与することが
可能であるので、圧力センサの組立後に撥水性を付与す
ることができ、コスト面および工程の簡略化の点で有利
である。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の圧力センサの一例を示
す説明図である。

【００１９】図１に示す圧力センサは、周縁に肉厚部１
ａを有するダイアフラム１と、それぞれが肉厚部１ａと
接合されてダイアフラム１との間に空隙を形成しつつダ
イアフラム１を挟持する一対の絶縁物２，２′と、各絶
縁物２，２′におけるダイアフラム１と対向する面に設
けられた電極３，３′とにより構成され、一方の絶縁物
２には、この絶縁物２とダイアフラム１との間の空隙に
測定圧を導入する測定圧導入孔４が形成され、他方の絶
縁物２′には、この絶縁物２′とダイアフラム１との間
の空隙に測定圧と比較される基準圧を導入する基準圧導
入孔５が形成されている。

【００２０】なお、図２に示すように、ダイアフラム１
の周縁に肉厚部１ａを設けるのに代えて絶縁物２，２′
の周縁に肉厚部２ａ，２′ａを設けてもよく、その場合
には、ダイアフラム１の形状は平板なものとなる。

【００２１】ダイアフラム１の形成材料としては、半導
体または金属が挙げられ、特に単結晶シリコンが好適に
用いられる。ダイアフラム１の厚さは、圧力センサの用
途や目的に応じて適宜に決定すればよく、例えば空調機
等に用いられるフィルタの前後の差圧を検出することに
よりフィルタの目詰りを検知する目的に使用する圧力セ
ンサの場合、このダイアフラム１の厚さは、通常、５〜
３０μｍ程度である。

【００２２】図１に示すように、このダイアフラム１は
中心に平板部１ｂが形成され、この平板部の外周には肉
厚部１ａが形成されている。たとえば、ダイアフラム１
が単結晶シリコンからなる場合、ダイアフラム１のこの
ような形状はエッチングにより成形することができる。

【００２３】ダイアフラム１は、肉厚部１ａにおいて対
向する一対の絶縁物２，２′と接合され、これによりこ
のダイアフラム１は平板部１ｂにおいて各絶縁物２，
２′との間に空隙を形成する状態でこれら一対の絶縁物
２，２′により挟持される。

【００２４】ここで、絶縁物２，２′の形成材料として
は、ガラスが好適に用いられる。なお、この実施例にお
いて、単結晶シリコンからなるダイアフラム１とガラス
からなる絶縁物２，２′との接合には、一般に陽極接合
と呼ばれる接合方法を用いている。この接合方法は、３
００〜５００℃程度の高温雰囲気下で積層状態のガラス
及びシリコンに数百〜１ｋｖ程度の高電圧を印加して接
合を行なう方法であり、接着剤等の介在物無しに材料同
士を直接に接合する方法である。

【００２５】図１に示すように、一対の絶縁物２，２′
のうち一方の絶縁物２には、この絶縁物２とダイアフラ
ム１の平板部１ｂとの間の空隙に測定圧を導入する測定
圧導入孔４が形成され、他方の絶縁物２′には、この測
定圧導入孔４から導入された測定圧と比較される例えば
大気圧等の基準圧を、この絶縁物２′とダイアフラム１
の平板部１ｂとの間の空隙に導入する基準圧導入孔５が
形成されている。

【００２６】ここで、測定圧導入孔４の形成位置は、一
方の絶縁物２とダイアフラム１の平板部１ｂとの間の空
隙に測定圧を導入することができればよく、例えば図３
に示すように、ダイアフラム１の周縁の肉厚部１ａに測
定圧導入孔４を設けてもよい。また、基準圧導入孔５の
形成位置についても、他方の絶縁物２′とダイアフラム
１の平板部１ｂとの間の空隙に例えば大気圧等の基準圧
を導入することができればよく、例えば図４に示すよう
に、ダイアフラム１の周縁の肉厚部１ｂに設けてもよ
い。したがって、図示はしないが測定圧導入孔４および
基準圧導入孔５のいずれもがダイアフラム１の周縁部１
ａに設けられていてもよい。また、図２に示すように、
絶縁物２，２′に肉厚部２ａ，２′ａが設けられている
場合には、測定圧導入孔４および／または基準圧導入孔
５を肉厚部２ａ，２′ａに設けてもよい。

【００２７】そして、一対の絶縁物２，２′のそれぞれ
には、ダイアフラム１の平板部１ｂと対向する面に電極
３，３′が設けられている。図１に示すように、一方の
電極３は一方の絶縁物２の外側表面における測定圧導入
孔４の開口部周縁から測定圧導入孔４の内周面を経て絶
縁物２におけるダイアフラム１との対向面にかけて連続
する薄膜状に形成されている。また、他方の電極３′は
他方の絶縁物２′の外側表面における基準圧導入孔５の
開口部周縁から基準圧導入孔５の内周面を経て絶縁物
２′におけるダイアフラム１との対向面にかけて連続す
る薄膜状に形成されている。

【００２８】これらの電極３，３′の形成材料として
は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、白
金（Ｐｔ）などが挙げられる。このような電極３，３′
の厚さは、通常、０．２〜数μｍ程度であり、好ましく
は１μｍ程度である。

【００２９】なお、各絶縁物２，２′とダイアフラム１
の平板部１ｂとの間に形成される各空隙内で電極３，
３′は各電極３，３′の外側外周に各絶縁物２，２′の
露出面を残して形成され、これにより各電極３，３′と
ダイアフラム１との絶縁が図られている。

【００３０】この圧力センサにおいて重要な点の一つ
は、空隙内における各絶縁物２，２′の露出面を構成す
る分子または原子の少なくとも一部に疎水基を有する分
子であるシランカップリング剤の分子を結合させること
によりこれらの面に撥水性を付与することにある。この
ようにして撥水性が付与された面を図中模式的に×印で
示す。

【００３１】

【００３２】ここで、シランカップリング剤は、次の一
般式で表され、１分子中に炭素官能基と珪素原子に結合
した加水分解性基とを併せもつ化合物である。

【００３３】

【化１】ここで、上記式において、Ｘは加水分解性基、Ｙは炭素
官能基、Ｒは１価の炭化水素基、Ｒ′は炭素官能基と珪
素原子とを結ぶ２価の炭化水素基である。

【００３４】上記一般式で表されるシランカップリング
剤の具体例としては、γ−（２−アミノエチル）アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチ
ル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノシ
ラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−
ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン・塩酸塩、γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシ
シラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ
−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシラン、オクタデシルジメチ１［３−（トリメト
キシシリル）プロピル］アンモニウムクロライド、γ−
クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロ
シラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシ
ランなどが挙げられる。これらのなかでも、特に好まし
いのはヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）［（Ｃ
Ｈ₃）₃Ｓｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＣＨ₃）₃］である。

【００３５】シランカップリング剤は、ガラスからなる
絶縁物２，２′の表面の吸着水と反応し、吸着水を除い
た後、次のシランカップリング剤分子がガラス表面の水
酸基（−ＯＨ）と反応することによりガラス表面に結合
し、その表面のエネルギーを低下させ、新たな水分の吸
着を防ぐ作用があるが、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭ
ＤＳ）はかかる作用が特に優れているからである。一例
を挙げれば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）で処
理したＳｉＯ₂表面の吸着水量は水１分子以上／μｍ²
であり、未処理表面の吸着水量；水３５分子以上／μｍ
²に対して耐水性が飛躍的に向上する。

【００３６】この実施例においては、空隙内での各絶縁
物２，２′の露出面を構成する分子または原子の少なく
とも一部に上記のヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）
の分子を結合させるシランカップリング処理により撥水
性の付与が行われている。

【００３７】ここで、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｓ）の分子と、空隙内での各絶縁物２，２′の露出面を
構成する分子または原子とは、次式で示される反応機構
により結合する。

【００３８】

【化２】シランカップリング処理の方法としては、組み立てが完
了し形状的に完成した圧力センサ（以下、これを圧力セ
ンサチップという）をシランカップリング剤の１００％
溶液中に浸した後、この圧力センサチップを引き上げる
浸漬法、上面が開放されている容器にシランカップリン
グ剤を入れ、このシランカップリング剤を入れた容器を
気密容器内に収納するとともにこの気密容器内に圧力セ
ンサチップを収納し、さらにこの気密容器内に例えばＮ
₂ガス等の不活性ガスを導入してこの不活性ガスとシラ
ンカップリング剤との混合ガスを圧力センサチップに導
く蒸気法、およびシランカップリング剤の１００％溶液
またはキシレン、トリクロロフロロエタン等を溶媒に用
いたシランカップリング剤の希釈液を圧力センサチップ
にスピンナー塗布するスピンナー法が挙げられる。これ
らのなかでも、好ましいのは蒸気法である。

【００３９】蒸気法を採用する場合、たとえば図５に示
すようなシランカップリング処理装置が好適に使用され
る。このシランカップリング処理装置を用いたシランカ
ップリング処理は次のようにして行なう。

【００４０】まず、上面が開放した容器１０内にシラン
カップリング剤２０を入れ、この容器１０を気密容器３
０内に収納する。組み立てが完了し形状的に完成した圧
力センサチップ４０を棚状の治具５０に並べ、気密容器
３０内に収納する。なお、このときバルブＶ₁、Ｖ₂は
いずれも閉じておく。その後、バルブＶ₁を開き、気密
容器３０内を真空排気する。次いで、バルブＶ₁を閉め
た後、バルブＶ₂を開き窒素（Ｎ₂）パージを行なう。
窒素（Ｎ₂）ガスが大気圧程度まで気密容器３０内に充
填されたら、バルブＶ₂を閉める。以後、このバルブ操
作を数回繰返す。これにより、圧力センサチップ４０を
構成するダイアフラム１と電極３，３′との微少間隔に
も気相のシランカップリング剤が行き渡り、空隙内での
各絶縁物２，２の露出面を構成する分子または原子にシ
ランカップリング剤の分子が結合し、シランカップリン
グ処理が完了する。最後に窒素（Ｎ₂）パージされた状
態でバルブＶ₂を閉め、気密容器３０を開放し、治具５
０を取り出して圧力センサの完成品を回収する。

【００４１】以上にダイアムラム１が一対の絶縁物２，
２′により挟持された構造の圧力センサについて説明し
たが、本発明の圧力センサは、図６に示すように、周縁
に肉厚部１ａを有するダイアフラム１と、このダイアフ
ラムの一方の面との間に空隙を形成しつつダイアフラム
１の肉厚部１ａと接合された絶縁物２と、このダイアフ
ラム１の他方の面との間に空隙を形成しつつダイアフラ
ム１の肉厚部１ａと接合された支持体６と、絶縁物２に
おけるダイアフラム１との対向面に形成された電極３と
により構成され、絶縁物２には、この絶縁物２とダイア
フラム１との間の空隙に測定圧を導入する測定圧導入孔
４が形成され、支持体６には、この支持体６とダイアフ
ラム１との間の空隙に例えば大気圧等の基準圧を導入す
る基準圧導入孔５が形成されている。すなわち、この圧
力センサは、図１に示す圧力センサにおける他方の絶縁
物２′の代わりに支持体６を用いて構成されたものであ
り、この支持体６以外は図１に示す圧力センサと同様に
構成されている。また、図７に示すように、ダイアフラ
ム１の周縁に肉厚部１ａを設けるのに代えて絶縁物２お
よび支持体６にそれぞれ肉厚部２ａ，６ａを設けてもよ
い。

【００４２】ここで、支持体６の形成材料としては、金
属またはガラスが好適に用いられる。なお、この支持体
６以外は、図１に示す圧力センサと同様であるので説明
を省略する。

【００４３】図６に示す構造の圧力センサについて２５
℃における相対湿度（６０〜９５％ＲＨ）と電極−ダイ
アフラム間の絶縁抵抗との関係を調べたところ図８に示
す結果が得られた。

【００４４】図８から明らかなように、９５％ＲＨにお
いて、シランカップリング処理を行なわない圧力センサ
の電極−ダイアフラム間の絶縁抵抗は２０ＧΩ程度であ
るのに対し、この実施例の圧力センサの電極−ダイアフ
ラム間の絶縁抵抗は２０００ＧΩ以上であり、高湿環境
下でも絶縁が保たれていることが確認された。なお、図
８においては、便宜上、２０００ＧΩ以上を２０００Ｇ
Ωとして表わしてある。

【００４５】

【発明の効果】以上に詳述したことから明らかなよう
に、本発明の圧力センサは、ダイアフラムを挟持すると
ともにこのダイアフラムとの対向面にそれぞれ電極が形
成されている一対の絶縁物、またはダイアフラムの一方
の面との間に空隙を形成しつつこのダイアフラムに接合
された絶縁物とダイアフラムの他方の面との間に空隙を
形成しつつこのダイアフラムに接合された支持体との組
合わせにおける絶縁物の空隙内での露出面を構成する分
子または原子の少なくとも一部に疎水基を有する分子で
あるシランカップリング剤の分子を結合させることによ
りこれらの面に撥水性を付与してなる構成としたので、
本発明によれば、電極とダイアフラムとの間隔やダイア
フラム厚さが１００μｍ程度以下である場合にも高湿度
下での絶縁性が確実に確保され、高湿度下でも正確な圧
力測定が可能な圧力センサが提供される。

【００４６】また、組立後に撥水性を付与する処理を行
なうことができるので、この圧力センサはコストや工程
の簡略化の点で有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【図２】本発明の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【図３】本発明の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【図４】本発明の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【図５】本発明の圧力センサについてシランカップリン
グ処理を行なう場合に好適に使用可能なシランカップリ
ング装置の一例を示す説明図である。

【図６】本発明の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【図７】本発明の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【図８】シランカップリング処理を行なった本発明の圧
力センサおよびシランカップリング処理を行なう前の圧
力センサについて相対湿度と電極間絶縁抵抗との関係を
示すグラフである。

【図９】従来の圧力センサの一例を示す断面説明図であ
る。

【図１０】従来の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【図１１】従来の圧力センサの一例を示す断面説明図で
ある。

【符号の説明】１…ダイアフラム１ａ…肉厚部２，２′…絶縁物２ａ…肉厚部３，３′…電極４…測定圧導入孔５…基準圧導入孔６…支持体６ａ…肉厚部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−88904（ＪＰ，Ａ) 特開平６−213925（ＪＰ，Ａ) 特開平２−275331（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−110330（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体または金属からなるダイアフラム
が一対の絶縁物により挟持され、前記ダイアフラムと一
方の絶縁物との間及び前記ダイアフラムと他方の絶縁物
との間にはそれぞれ空隙が形成され、かつ各絶縁物にお
ける前記ダイアフラムとの対向面には電極が形成され、
前記ダイアフラムの周縁部または前記一方の絶縁物には
一方の空隙に測定圧を導入する測定圧導入孔が形成さ
れ、前記ダイアフラムの周縁部または前記他方の絶縁物
には他方の空隙に基準圧を導入する基準圧導入孔が形成
され、前記各電極と前記ダイアフラムとの間の静電容量
の変化を電気的に検出することにより圧力を計測する圧
力センサであって、前記各絶縁物における前記空隙内で
の露出面を構成する分子または原子の少なくとも一部に
疎水基を有する分子を結合させることによりこれらの面
に撥水性を付与してなり、前記疎水基を有する分子がシ
ランカップリング剤の分子であることを特徴とする圧力
センサ。
【請求項２】半導体または金属からなるダイアフラム
が絶縁物と支持体とにより挟持され、前記ダイアフラム
と前記絶縁物との間及び前記ダイアフラムと前記支持体
との間にはそれぞれ空隙が形成され、かつ前記絶縁物に
おける前記ダイアフラムとの対向面には電極が形成さ
れ、前記ダイアフラムの周縁部または前記絶縁物にはこ
れら両者の間に形成されている前記空隙に測定圧を導入
する測定圧導入孔が形成され、前記ダイアフラムの周縁
部または前記支持体にはこれら両者の間に形成されてい
る前記空隙に基準圧を導入する基準圧導入孔が形成さ
れ、前記電極と前記ダイアフラムとの間の静電容量の変
化を電気的に検出することにより圧力を計測する圧力セ
ンサであって、前記絶縁物における前記空隙内での露出
面を構成する分子または原子の少なくとも一部に疎水基
を有する分子を結合させることにより当該面に撥水性を
付与してなり、前記疎水基を有する分子がシランカップ
リング剤の分子であることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】前記絶縁物における前記空隙内での露出
面を構成する分子または原子の少なくとも一部に、蒸気
法によって、疎水基を有する分子を結合させることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧力センサ。