JP3431533B2 - 圧力センサ装置および製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサ装置に
関し、特に耐腐食性の圧力センサチップを用いた圧力セ
ンサ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧力センサ装置として、半導体圧
力センサチップを用いた圧力センサ装置がある。この半
導体圧力センサチップは、外部からの圧力に応じて変化
する半導体の抵抗成分を検出することにより、外部の圧
力変化を測定するものであり、接着剤などで圧力センサ
装置のボディ部に固定されて用いられる。

【０００３】この種の半導体圧力センサチップのほとん
どはセンサ自身がシリコンなどから構成されており腐食
性物質に弱いため、外側に耐腐食性のダイヤフラムを設
け、その内側に封入液を介在させて半導体への圧力伝達
を行っていた。しかしながら、封入液を用いているため
それが漏れる可能性があり、食品などを加工する場所な
ど不純物の混入を許さない場所において使用できない場
合もあった。

【０００４】また、温度変化によって封入液の体積が変
化して誤差となったり、ダイヤフラムを水素などの気体
が透過して封入液中で気化し、圧力の伝達に誤差を与え
る場合もあった。これに対して、最近では、センサチッ
プをサファイアなどの腐食に強い材料で構成することが
可能となり、これを用いれば封入液や外部のダイヤフラ
ムを用いる必要がなくなり、使用場所が飛躍的に広がる
ことが期待されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな耐腐食性を有するセンサチップをボディ部に固定す
る場合に、従来の半導体圧力センサチップと同様に樹脂
製の接着剤を用いて固定した場合は、腐食性を有する物
質により接着剤が腐食することから、このような腐食性
物質と接触する場所では直接使用できず、センサチップ
の有する耐腐食性を十分に生かすことができないという
問題点があった。本発明はこのような課題を解決するた
めのものであり、腐食性を有する物質と接触する場所で
も安定して測定できる圧力センサ装置および製造方法を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による圧力センサ装置は、筐体がサフ
ァイヤからなり、感圧部が設けられている受圧面の表面
に耐腐食性を有するセンサチップと、受圧面側に開口部
を有し、その内側にセンサチップを支持する耐腐食性の
ボディ部と、金属を拡散させたサファイアを介してセン
サチップの筐体と接合される耐腐食性の薄膜からなり、
センサチップの感圧部を除く受圧面側表面とボディ部の
受圧面側内壁面とを覆うカバーとを備えるものである。
したがって、耐食性を有する薄膜のカバーによりセンサ
チップとボディ部との接合部分が覆われて密閉され、腐
食性物質に接触することなく圧力測定が行われる。

【０００７】また、それぞれ感圧部が設けられている対
向する２つの受圧面の表面に耐腐食性を有するセンサチ
ップと、このセンサチップとほぼ同じか薄い厚さを有
し、中央の穴にセンサチップが配置される支持部材と、
耐腐食性の薄膜からなり、センサチップの感圧部を除く
受圧面側表面と支持部材の受圧面側表面とを上下両方の
面側から覆う２つのカバーと、両受圧面側にそれぞれ開
口部を有し、これら開口部の中間にセンサチップが位置
するように、センサチップ周辺の支持部材を支持する耐
腐食性のボディ部とを備えるものである。したがって、
支持部材とセンサチップとの隙間がカバーで覆われて密
封されるとともに、支持部材の中央の穴に、耐食性を有
する薄膜のカバーを介してセンサチップがフローティン
グ状態で支持される。

【０００８】また、本発明による圧力センサ装置の製造
方法は、サファイアからなる筐体を用いて構成されたセ
ンサチップ表面のうち、感圧部が設けられた受圧面側の
サファイア表面に金属薄膜を形成し、感圧部を除く領域
の金属薄膜上にステンレスの溶接リングを圧接して加熱
することにより溶接リングとサファイアとを接合し、そ
の溶接リングとステンレスからなる薄膜のカバーとを溶
接することによりセンサチップにカバーを接合し、カバ
ーが接合されたセンサチップを、受圧面側に開口部を有
する耐腐食性のボディ部の内側に支持し、センサチップ
に接合されているカバーとボディ部の受圧面側内壁面と
を溶接するようにしたものである。また、金属薄膜とし
て、加熱により溶接リング側およびサファイア側の両方
に拡散する金属、具体的にはＣｒ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｎｂ，
Ｍｎ，Ｍｏ，Ｍｇ，Ａｌのいずれかまたはこれらを含む
合金を用いるようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態による
圧力センサ装置を示す構成図であり、（ａ）は受圧面側
（接液面側）から見た平面図、（ｂ）は側面断面図、
（ｃ）は底面側から見た平面図を示している。

【００１０】本実施の形態による圧力センサ装置は、耐
腐食性の材料からなる容量式圧力センサチップ（以下、
センサチップという）２、センサチップ２を支持するボ
ディ部１、センサチップ２とボディ部１との接合部分を
受圧面側から密閉するカバー３とから構成されている。

【００１１】センサチップ２としては、例えば、図５に
示すような容量式圧力センサチップが用いられる。図５
はセンサチップの構成例を示す説明図であり、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は平面透視図である。このセンサチップ
は、サファイア基板からなる基台１０１と、ダイヤフラ
ム１０２とから構成されている。

【００１２】基台１０１のほぼ中央には、凹部すなわち
容量室１０１ａが設けられており、ダイヤフラム１０２
は、この容量室１０１ａを取り巻くリム部１０１ｂの主
表面に接合され、容量室１０１ａを密閉している。容量
室１０１ａの底部には固定電極１０３が設けられてお
り、またこれに対向してダイヤフラム１０２の容量室１
０１ａ側に可動電極１０４が設けられており、これら固
定電極１０３と可動電極１０４とで容量素子（コンデン
サ）が形成される。

【００１３】ここで、外部から圧力を受けた場合、ダイ
ヤフラム１０２が容量室１０１ａ方向にたわむため、固
定電極１０３と可動電極１０４との距離が小さくなり、
その間の容量が変化する。したがって、この容量変化を
外部から電気的に検出することにより、ダイヤフラム１
０２が受けた圧力を測定できる。

【００１４】図１において、ボディ部１は貫通孔を有す
る筒体からなり、ステンレスなどの耐腐食性の金属部材
から構成されている。ボディ部１の貫通孔内側には、そ
の受圧面側開口部１Ｃ側にカバー３を支持する支持部１
Ａが設けられており、また底面側開口部１Ｄ側にセンサ
チップ２の底部を支持する支持部１Ｂが設けられてい
る。

【００１５】支持部１Ｂの内径は円盤形状のセンサチッ
プ２の外径より小さく、センサチップ２の底部外周側２
Ｃが支持部１Ｂの段部に係止され、その接合部６が軟ロ
ウ付けまたは硬ロウ付け（以下、これらをロウ付けとい
う）や接着剤で接着されている。また、センサチップ２
の電極取り出し配線２Ｐが、ボディ部１の底面側開口部
１Ｄを介して外部に導かれている。

【００１６】支持部１Ａの内径はセンサチップ２の外径
より僅かに大きく、支持部１Ａの内周面とセンサチップ
２の外周面との接合部７が、ロウ付けや接着剤で接着さ
れている。この支持部１Ａの受圧面側開口部１Ｃ側の側
面１Ｅとセンサチップ２の受圧面側周部２Ｂとがカバー
３で密閉されている。

【００１７】カバー３は、ステンレスなどの耐腐食性を
有するドーナツ板状の金属箔（ダイヤフラム）からな
り、その外径は受圧面側開口部１Ｃの内径より僅かに小
さくなっている。また、内径はセンサチップ２の感圧部
２Ａの外径より僅かに大きくなっており、感圧部２Ａに
よる正確な圧力測定の妨げにならない。

【００１８】そして、カバー３の外周部は溶接５により
ボディ部１の内壁に固着され、センサチップ２の受圧面
周辺部２Ｂと接触する内周部は、ステンレス薄膜からな
るドーナツ状の溶接リング４を介してレーザ溶接などに
より固着されている。したがって、ボディ部１とセンサ
チップ２との接合部７が、受圧面側から耐腐食性のカバ
ー３で覆われているため、その接合部７に腐食性の物質
が接触しなくなる。

【００１９】これにより、接合部７の接着技術として耐
腐食性のあるものに限定されず、適用できる接着技術の
自由度が大幅に拡大され、例えば耐腐食性の低い接着剤
やハンダあるいは銀などの低融点金属を充填してもよ
く、腐食性を有する物質と接触する場所でも安定して圧
力測定できる。

【００２０】なお、接合部７を充填せずクリアランスと
して微細な隙間を設けておいてもよく、このような場合
もカバー３によりその隙間への不純物の滞留が阻止さ
れ、衛生面が重要視される食品加工などサニタリーの分
野でも有効に利用できる。また、センサチップ２の受圧
面周辺部２Ｂと支持部１Ａの受圧面側開口部１Ｃ側の側
面１Ｅとが、ほぼ同一面上に位置するように両者を面一
に配置してもよく、これにより接合部７での段差がなく
なって不純物の付着を抑制でき、サニタリーの分野でも
有効に利用できる。

【００２１】なお、以上の説明では、ボディ部１にセン
サチップ２を直接固定する場合を例にして説明したが、
図２に示すように、金属、セラミックあるいはガラスな
どからなる台座を介して、ボディ部１にセンサチップ２
を固定する場合にも適用できる。図２は他の圧力センサ
装置を示す構成図であり、（ａ）は受圧面側（接液面
側）から見た平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は底
面側から見た平面図を示している。

【００２２】支持部材８の受圧面側中央には、センサチ
ップ２を支持する凹部８Ａが設けられており、凹部８Ａ
の底面８Ｂとセンサチップ２の底面２Ｄとの接合部９
が、接着剤やロウ付け、またはガラスハーメチックシー
ルで接着されている。また、支持部１Ｂの内径は円筒形
の支持部材８の外径より小さく、支持部材８の底部外周
側８Ｃが支持部１Ｂの段部に係止され、その接合部１０
が接着剤やロウ付けで接着されている。

【００２３】なお、センサチップ２の電極取り出し配線
２Ｐが、支持部材８の凹部８Ａと底部８Ｃとを連結する
絶縁処理された穴、およびボディ部１の底面側開口部１
Ｄを介して外部に導かれている。この場合も図１と同様
に、カバー３により、センサチップ２の外周面と支持部
材８との微細な隙間と、支持部材８とボディ部１との接
合部１０とが、一括して覆われて密閉されているため、
前述と同様の作用効果が得られる。

【００２４】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施の形態について説明する。図３は本発明の第２の実施
の形態による圧力センサ装置を示す構成図であり、
（ａ）は上側から見た平面図、（ｂ）は側面断面図、
（ｃ）は下側から見た平面図を示している。ここでは、
差圧タイプの圧力センサ装置を例にして説明する。な
お、図１と同じまたは同様部分には同一符号を付してあ
る。

【００２５】本実施の形態による圧力センサ装置は、対
向する２つの受圧面にそれぞれ感圧部２Ａを有するセン
サチップ２、このセンサチップ２をフローティング状態
で配置する穴を有するドーナツ板状の支持部材８、この
支持部材８を支持するボディ部１、センサチップ２と支
持部材８との僅かな隙間を両面側から密閉するドーナツ
板状のカバー３とから構成されている。

【００２６】なお、以下で説明する圧力センサ装置は、
センサチップ２を中心として、その上側および下側とも
対象構造をなしている。特に、上下２つのボディ部１の
筒端面で支持部材８を挟持することにより、差圧が生じ
る２つの受圧面側にそれぞれ開口部１Ｆ，１Ｇを形成
し、これら開口部１Ｆ，１Ｇの中間にセンサチップ２が
配置されるようにしたものである。

【００２７】ボディ部１は貫通孔を有する筒体からな
り、ステンレスなどの耐腐食性の金属部材から構成され
ている。支持部材８は、セラミック、ガラス、樹脂、あ
るいはこれら材料と金属との合成部材などから構成され
るドーナツ板状をなしており、センサチップ２とほぼ同
じ厚さを有している。内径は、円盤形状のセンサチップ
２の外径より僅かに大きくなっており、その外径はボデ
ィ部１の外径とほぼ同じである。

【００２８】カバー３は、ステンレスなどの耐腐食性を
有するドーナツ板状の金属箔から構成されている。内径
はセンサチップ２の感圧部２Ａの外径より僅かに大きく
なっており、感圧部２Ａによる正確な圧力測定の妨げに
ならない。外径はボディ部１の外径とほぼ同じである。

【００２９】支持部材８の中央の穴には、センサチップ
２が配置され、支持部材８とセンサチップ２との隙間１
２が、上下から２つのカバー３により覆われ密閉されて
いる。カバー３のうち、センサチップ２の受圧面周辺部
２Ｅ（受圧面側表面）と接触する内周部は、ステンレス
薄膜からなるドーナツ板状の溶接リング４を介してレー
ザ溶接などにより固着され、外周部は接合部１１を介し
てカバー３の外周側上下面（受圧面側表面）とロウ付け
されている。

【００３０】そして、支持部材８およびその上下に設け
られた２つのカバー３が、２つのボディ部１により上下
から挟持されている。なお、カバー３とボディ部１と
は、溶接５により固着されている。このように、支持部
材８の両面に設けられた２つのカバー３で、支持部材８
とセンサチップ２との隙間１２を密閉するようにしたの
で、その接合部には腐食性の物質が接触しなくなる。

【００３１】これにより、間隔１２を耐腐食性のある材
料で充填する必要がなくなり、腐食性を有する物質と接
触する場所でも安定して圧力測定できる。また、空間の
ままであってもその隙間１２への不純物の滞留を阻止で
き、衛生面が重要視される食品加工などサニタリーの分
野でも有効に利用できる。

【００３２】また、支持部材８とセンサチップ２との厚
さをほぼ同一としたので、これにより隙間１２での段差
がなくなって不純物の付着を抑制でき、サニタリーの分
野でも有効に利用できる。なお、隙間１２を充填しても
よく、この場合、樹脂製の接着剤など耐腐食性を持たな
い材料を用いることができる。

【００３３】また、図４は電極取り出し配線部分の構成
を示す平面図であり、支持部材８とセンサチップ２との
隙間１２を上側から見た場合が示されている。ここで
は、センサチップ２内部の配線パターン１３に接続され
ている電極取り出し配線２Ｐが、隙間１２を介して支持
部材８に設けられた配線パターン１４に接続されてい
る。

【００３４】そして、支持部材８の外周部に設けられた
端子部８Ｔ（図３参照）から圧力測定装置（図示せず）
に接続される。これにより、センサチップ２からの電極
取り出し配線２Ｐを外部に導くための構成を別途設ける
必要がなくなり、圧力センサ装置を大幅に小型化でき
る。

【００３５】また、ボディ部１の各開口部１Ｆ，１Ｇの
内壁であってセンサチップ２（すなわち支持部材８）の
上下近傍に凸部１Ｈが設けられており、ここで圧力変化
によるセンサチップ２の変位が規制される。これによ
り、圧力測定時にセンサチップ２が受圧した場合、その
圧力によりセンサチップ２の受圧面外周部がいずれか低
圧側の凸部１Ｈに当接する。

【００３６】したがって、センサチップ２が凸部１Ｈに
押圧固定されるものとなり、安定した圧力測定が可能と
なる。なお、凸部１Ｈは、ボディ部１の内壁の全周にわ
たって設けてもよく、複数に分割して周方向に等配して
もよい。

【００３７】以上の説明において、センサチップ２は耐
腐食性のある材料から構成されており、この材料として
は例えば、サファイアの他に、ＳｉＣ，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ
₂Ｏ₂，ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂などが用いられる。
また、カバー３の溶接については、熱圧接、熱＋超音波
圧接、レーザ溶接、電気抵抗溶接などを適用できる。

【００３８】特に、カバー３とセンサチップ２との接合
部分において、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｎｉなどのクラッド
材を用いてもよく、接合性能を向上させることができ、
カバー３による密閉性を高めることができる。なお、こ
れらクラッド材は微量でよく、カバー３側あるいはセン
サチップ２側、さらにはこれら両方に、メッキ、蒸着あ
るいはスパッタなどで部分的に成膜しておいてもよい。

【００３９】また、センサチップ２として、図１，３で
は円盤形状のものを用いた例を示し、図２では正方形板
形状のものを用いた例を示したが、それぞれセンサチッ
プ２の形状について限定されるものではなく、センサチ
ップ２の外形および感圧部の形状に応じてカバー３の形
状を決定すればよく、前述と同じ作用効果が得られる。
また、ボディ部１の外形についても同様であり、円筒に
限定されるものではなく、他の筒状形状であってもよ
い。

【００４０】次に、図６を参照して、本発明の圧力セン
サ装置の製造方法について説明する。図６は、本発明に
よる圧力センサ装置の製造方法を示す説明図であり、特
にセンサチップ２とカバー３の接合工程が断面図により
示されている。以下では、図１に示した圧力センサ装置
において、ステンレスの溶接リング４のほかにサファイ
アのカバー６１を用いて、センサチップ２とカバー３を
接合する場合を例に説明する。

【００４１】まず、溶接リング４と同様に、センサチッ
プ２の感圧部２Ａの外径より大きな貫通穴６１Ａを有す
るリング状のカバー６１を用意する。このカバー６１
は、センサチップ２の基台１０１やダイヤフラム１０２
（図５参照）と同様のサファイアから構成されている。
このカバー６１の表面に、図６（ａ）に示すように、蒸
着やスパッタリングなどにより、膜厚２０Å〜１０００
Åの金属薄膜６２を形成する。

【００４２】この金属薄膜６２としては、カバー６１の
サファイア内部に拡散するとともに、溶接リング４のス
テンレス内部にも拡散する金属部材、例えばＣｒ，Ｎ
ｉ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｍｇ，Ａｌやこれら金属
を含む合金が用いられる。Ｃｒ系合金としてはステンレ
ス鋼などがあげられ、Ｎｉ系合金としてはハステロイ，
モネル，インコネルなどがあげられる。

【００４３】次に、図６（ｂ）に示すように、この金属
薄膜６２の上にステンレスの溶接リング４を配置して、
その境界面が一様で十分接触するように圧接し、高真空
中、不活性ガス中または水素還元ガス中で加熱する。金
属薄膜６２としてＣｒを用いた場合の加熱温度は、サフ
ァイアのＡｌ₂ Ｏ₃のＯがＡｌとＣｒにより共有される
とともに、Ｃｒがステンレスの溶接リング４内部に十分
拡散する温度、例えば１２００℃〜１４００℃が選択さ
れる。

【００４４】なお、Ｎｉを用いた場合の加熱温度は、サ
ファイア内部にＮｉが十分拡散するとともに、Ｎｉがス
テンレスの溶接リング４内部に十分拡散する温度、例え
ば１１００℃〜１３００℃が選択される。この加熱によ
り、図６（ｃ）に示すように、金属薄膜６２は、サファ
イアのカバー６１およびステンレスの溶接リング４の両
方に拡散してなくなり、両者は異種材料を含まず直接接
合された状態と等価となる。

【００４５】続いて、図６（ｄ）に示すように、カバー
６１の溶接リング４接合側とは反対側の面に、センサチ
ップ２を接合する。この場合、カバー６１とセンサチッ
プ２のダイヤフラム１０２は、ともにサファイアである
ことから、その境界面を鏡面磨きして例えば３００℃前
後に加熱することにより、両者が直接接合される。

【００４６】次に、図６（ｅ）に示すように、カバー６
１を介してセンサチップ２に接合された溶接リング４の
表面に、ステンレスのカバー３を抵抗溶接やＹＡＧレー
ザー溶接などの入熱密度の高い方法を用いて溶接する。
そして、カバー３が接合されたセンサチップ２を、図１
で示したようにボディ部１内部の支持部１Ｂに支持し、
カバー３の外周部とボディ部１の内壁とを溶接５により
固着する。

【００４７】このように、センサチップ２の筐体として
用いられているサファイアと、溶接リング４に用いられ
ているステンレスの両方に拡散しうる金属薄膜、例えば
ＣｒやＮｉなどを用いてセンサチップ２と溶接リング４
を接合し、この溶接リング４とカバー３とを溶接するよ
うにしたので、受圧面側においてカバー３とセンサチッ
プ２との接合部分での接触電位に起因して発生しうるガ
ルバニック腐食を抑制でき、高い腐食性が得られる。

【００４８】また、金属薄膜６２を介してサファイアの
カバー６１と溶接リング４とを接合した後、カバー６１
とセンサチップ２とを接合するようにしたので、ステン
レスのカバー３からセンサチップ２が受ける応力を緩和
することができる。なお、センサチップ２の筐体がサフ
ァイアであることから、カバー６１を用いずに、金属薄
膜６２を介して溶接リング４とセンサチップ２の筐体、
例えばダイヤフラム１０２とを直接接合するようにして
もよく、これにより製造工程が削減される。

【００４９】また、１つのウエハーにそれぞれ貫通穴６
１Ａを有する複数のカバー６１を形成しておき、前述し
た図６（ａ）〜（ｄ）の工程を行った後で個々に切断
し、図６（ｅ）の工程を行うようにしてもよい。これに
より、図６（ａ）〜（ｄ）の工程を複数のセンサチップ
について一括して実施でき、工数を削減できる。

【００５０】また、図６（ｄ）の工程において、カバー
６１にセンサチップ２を接合する際に、センサチップ２
の組立を行ってもよい。この場合、カバー６１、ダイヤ
フラム１０２および基台１０１の各境界面を鏡面磨きし
て例えば３００℃前後に加熱することにより、これら３
者が一括して直接接合される。これにより、カバー６１
とセンサチップ２との接合、およびセンサチップ２の組
立とが、１つの工程で一括して実施でき、工数を削減で
きる。

【００５１】さらに、センサチップ２がボディ部１に取
り付けられ、その接合部分がカバー３で覆われた後、少
なくとも受圧面側、例えばカバー３とセンサチップ２と
の接合部分やカバー３とボディ部１との接合部分、さら
には一般的な活性金属ろう付けされた接合部分につい
て、ＡｕやＰｔなど耐食性の高い電解メッキを行っても
よく、これにより、圧力センサ装置全体の耐腐食性がさ
らに向上する。この場合、電界メッキを用いるため、絶
縁体であるサファイア表面にはメッキ膜が形成されなく
なり、メッキ膜の機械的性質による圧力センサ特性への
影響を抑止できる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、金属を
拡散させたサファイアを介してセンサチップの筐体と接
合される耐腐食性の薄膜からなるカバーを用いて、筐体
がサファイヤからなるセンサチップの感圧部を除く受圧
面側表面とボディ部の受圧面側内壁面とを覆うようにし
たので、そのカバーによりセンサチップとボディ部との
接合部分が密閉され、腐食性物質に接触することなく圧
力測定が行われる。これにより、腐食性を有する物質と
接触する場所でも安定して圧力測定できるとともに、接
合部分の接着技術として耐腐食性のあるものに限定され
ず、適用できる接着技術の自由度が大幅に拡大される。
さらに、接合部分への不純物の滞留を阻止でき、衛生面
が重要視される食品加工などサニタリーの分野でも有効
に利用できる。

【００５３】また、支持部材の中央の穴に対向する受圧
面にそれぞれ感圧部を有するセンサチップを配置し、耐
腐食性の薄膜からなるカバーを用いて、センサチップの
感圧部を除く受圧面側表面と支持部材の受圧面側表面と
を上下両方の面側から覆うようにしたので、支持部材と
センサチップとの隙間が両方の受圧面側からカバーで覆
われて密封され、その隙間に腐食性物質が接触しなくな
る。これにより、その隙間を耐腐食性のある材料で充填
する必要がなくなり、腐食性を有する物質と接触する場
所でも安定して圧力測定できる。また、その隙間への不
純物の滞留を阻止でき、サニタリーの分野でも有効に利
用できる。

【００５４】また、センサチップのサファイア表面に金
属薄膜を形成し、その金属薄膜上にステンレスの溶接リ
ングを圧接して加熱することにより溶接リングとサファ
イアとを接合し、この溶接リングにステンレスからなる
薄膜のカバーを溶接することによりセンサチップにカバ
ーを接合し、これを受圧面側に開口部を有する耐腐食性
のボディ部の内側に支持し、センサチップに接合されて
いるカバーとボディ部の受圧面側内壁面とを溶接するこ
とにより、圧力センサ装置を製造するようにしたもので
ある。

【００５５】したがって、金属薄膜として、センサチッ
プの筐体として用いられているサファイアと、溶接リン
グに用いられているステンレスの両方に拡散しうる金属
薄膜、例えばＣｒやＮｉなどを用いてセンサチップと溶
接リングを接合し、この溶接リングとステンレスのカバ
ーとを溶接するようにしたので、受圧面側においてカバ
ーとセンサチップとの接合部分での接触電位に起因して
発生しうるガルバニック腐食を抑制でき、高い腐食性が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態による圧力センサ
装置を示す構成図である。

【図２】 他の圧力センサ装置を示す構成図である。

【図３】 本発明の第２の実施の形態による圧力センサ
装置を示す構成図である。

【図４】 電極取り出し配線部分の構成を示す平面図で
ある。

【図５】 センサチップの構成例を示す説明図である。

【図６】 圧力センサ装置の製造方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…ボディ部、１Ａ，１Ｂ…支持部、１Ｃ…受圧面側開
口部、１Ｄ…底面側開口部、１Ｇ，１Ｆ…受圧面側開口
部、１Ｈ…凸部、２…センサチップ、２Ａ…感圧部、２
Ｐ…電極取り出し配線、３…カバー、６，７，９，１
０，１１…接合部、４…溶接リング、５…溶接、８…支
持部材、６１…カバー、６２…金属薄膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 9/12 G01L 19/06

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体がサファイヤからなり、感圧部が設
   けられている受圧面の表面に耐腐食性を有するセンサチ
   ップと、 受圧面側に開口部を有し、その内側にセンサチップを支
   持する耐腐食性のボディ部と、金属を拡散させたサファイアを介して前記センサチップ
   の筐体と接合される 耐腐食性の薄膜からなり、前記セン
   サチップの感圧部を除く受圧面側表面とボディ部の受圧
   面側内壁面とを覆うカバーとを備えることを特徴とする
   圧力センサ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧力センサ装置におい
   て、 カバーにより覆われるセンサチップの受圧面とボディ部
   の受圧面側内壁面とが面一に配置されていることを特徴
   とする圧力センサ装置。
3. 【請求項３】 それぞれ感圧部が設けられている対向す
   る２つの受圧面の表面に耐腐食性を有するセンサチップ
   と、 このセンサチップとほぼ同じ厚さを有し、中央の穴にセ
   ンサチップが配置される支持部材と、 耐腐食性の薄膜からなり、センサチップの感圧部を除く
   受圧面側表面と支持部材の受圧面側表面とを上下両方の
   面側から覆う２つのカバーと、 両受圧面側にそれぞれ開口部を有し、これら開口部の中
   間にセンサチップが位置するように、センサチップ周辺
   の支持部材を支持する耐腐食性のボディ部とを備えるこ
   とを特徴とする圧力センサ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の圧力センサ装置におい
   て、 支持部材は、センサチップからの電極取り出し配線を外
   部に導く配線パターンを有することを特徴とする圧力セ
   ンサ装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の圧力センサ装置におい
   て、 ボディ部は、それぞれの開口部内壁であってかつセンサ
   チップ近傍に設けられ、センサチップの受圧面外周部に
   当接して、受圧によるセンサチップの変位を規制する凸
   部を有することを特徴とする圧力センサ装置。
6. 【請求項６】 サファイアからなる筐体を用いて構成さ
   れたセンサチップ表面のうち、感圧部が設けられた受圧
   面側のサファイア表面に金属薄膜を形成し、 感圧部を除く領域の金属薄膜上にステンレスの溶接リン
   グを圧接して加熱することにより溶接リングとサファイ
   アとを接合し、 その溶接リングとステンレスからなる薄膜のカバーとを
   溶接することによりセンサチップにカバーを接合し、 カバーが接合されたセンサチップを、受圧面側に開口部
   を有する耐腐食性のボディ部の内側に支持し、 センサチップに接合されているカバーとボディ部の受圧
   面側内壁面とを溶接することを特徴とする圧力センサ装
   置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の圧力センサ装置の製造方
   法において、 金属薄膜として、 加熱により溶接リング側およびサファイア側の両方に拡
   散する金属を用いることを特徴とする圧力センサ装置の
   製造方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載の圧力センサ装置の製造方
   法において、 金属薄膜として、 Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｍｇ，Ａｌのい
   ずれかまたはこれらを含む合金を用いることを特徴とす
   る圧力センサ装置の製造方法。