JP5050392B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、半導体で構成されたセンサ素子にダイアフラムを構成すると共に、ダイアフラム内にゲージ抵抗を構成することで圧力検出用のセンシング部を設けた圧力センサに関するものである。

従来、例えば特許文献１において、外部との電機接続を行うためのターミナル（端子）備えられたコネクタケースと測定媒体が導入されるハウジングとをかしめ固定によって一体に組み付け、その内部に圧力検出用のセンシング部を設けてなる圧力センサが提案されている。

この特許文献１に示される圧力センサは、コネクタケースとハウジングとを備えて構成されるダイアフラムシールタイプのもので構成されている。図１７は、この圧力センサの部分拡大図である。この図に示すように、コネクタケースＪ１とハウジングＪ２との間にメタルダイアフラムＪ３を介在させた状態でハウジングＪ２の収容凹部Ｊ４内にコネクタケースＪ１を挿入したのち、ハウジングＪ２の収容凹部Ｊ４の入り口側をかしめることで、内部に圧力検出室Ｊ５が区画形成され、この圧力検出室Ｊ５内にセンシング部を有したセンサ素子Ｊ６などが設けられた構造となっている。そして、センサ素子Ｊ６とコネクタケースＪ１に形成されたターミナルＪ７との接続はボンディングワイヤＪ８を介して行われ、ボンディングワイヤＪ８の腐食による電気的接続不良を防止するために、圧力検出室内を保護用のオイルＪ９で封止した構造としている。

このような構造の圧力センサでは、ハウジングＪ２に導入された測定媒体による圧力がメタルダイアフラムＪ３に印加されると、メタルダイアフラムＪ３および圧力検出室Ｊ５内に充填されたオイルＪ９を介して測定媒体の圧力がセンサ素子Ｊ６に伝えられる。これにより、センサ素子Ｊ６に形成されたダイアフラムが歪み、ダイアフラムに形成されたゲージ抵抗の抵抗値が変化することに基づき、圧力検出が行われるようになっている。
特開平７−２４３９２６号公報

しかしながら、圧力検出室Ｊ５内をオイルＪ９で封止しているため、ボンディングワイヤＪ８の腐食による電気的接続不良を防ぐことができるが、測定媒体の圧力に大きな脈動があった場合等、ボンディングワイヤＪ８が破損し、電気的接続不良が発生するという問題がある。また、測定媒体の圧力をメタルダイアフラムＪ３やオイルＪ９を介してセンサ素子Ｊ６に伝える構造であるため、オイルＪ９の熱膨張などに起因する圧力特性の精度低下や温度応答性の低下の問題が発生する。

一方、メタルダイアフラムＪ３と封止用のオイルＪ９を廃止して、電気的接続をフリップチップ接合によって行うという手法も考えられる。図１８は、この様子を示した断面図であり、この図に示されるようにセンサ素子Ｊ１０を配線基板Ｊ１１側に向け、センサ素子Ｊ１０および配線基板Ｊ１１に形成された図示しないパッド同士の間にバンプＪ１３を配置した状態で台座Ｊ１２と共にセンサ素子Ｊ１０に図中矢印で示したように圧力を加えることで、バンプＪ１３を介してセンサ素子Ｊ１０と配線基板Ｊ１１とが電気的に接続されるようにする。そして、バンプＪ１３の周囲を絶縁性部材Ｊ１４で覆うことでバンプＪ１３の腐食による電気的接続不良を防止する。このような構成では、センサ素子Ｊ１０と配線基板Ｊ１１の間のうちバンプＪ１３および絶縁性部材Ｊ１４が形成されていない部分に関しては、空洞となるため、この空洞を通じて測定媒体を導入し、センサ素子Ｊ１０におけるダイアフラムに圧力を印加することができる。

しかしながら、このような構成の場合、センシングを行うダイアフラム形成面と電気的接続を行う面が同一面となるため、フリップチップ接合による応力がセンシングを行う面に印加され、圧力特性の精度を低下させることになる。また、圧力受圧方向とセンサ素子Ｊ１０の固定方向が受圧方向と逆方向であるため、受圧時に電気接続部に応力が加わり、電気的接続部が破損する可能性があるなど、圧力センサの信頼性が低下する可能性がある。

本発明は上記点に鑑みて、メタルダイアフラムや封止用のオイルを用いず、かつ、センシングを行うダイアフラム形成面と電気的接続を行う面が同一面とならない圧力センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、センサ素子（２０）には該センサ素子（２０）の表裏を貫通する貫通穴（２２）が形成されていると共に、該貫通穴（２２）内に配置され、かつ、ゲージ抵抗に電気的に接続された貫通電極（２３）が備えられており、センサ素子（２０）は、貫通電極（２３）を介して該センサ素子（２０）の裏面側においてターミナル（１２）のうちケーシング（１００）から露出している一端と電気的に接続されていると共に四角形で構成され、貫通電極（２３）は、ターミナル（１２）に対して直接的に金属−金属接合により接合されており、センサ素子（２０）の各辺内において各辺の中央位置に対して対称配置されていることを特徴としている。

このように、センサ素子（２０）を貫通する貫通電極（２３）を設け、圧力検出を行うため受圧面を構成するダイアフラム（２０ａ）とは反対側の面においてセンサ素子（２０）がケースシング（１００）に備えられたターミナル（１２）と接続される構造とされている。このため、圧力検出を行うときに圧力が印加される方向とセンサ素子（２０）をターミナル（１２）に接続する際に力を加える方向とが同じ方向となる。そして、これらの接続される面と圧力が加えられる受圧面とが異なった面となる。したがって、貫通電極（２３）とターミナル（１２）とを接合したことによる応力がセンシングを行う受圧面に印加され、圧力特性の精度を低下させることはない。また、圧力受圧方向とセンサ素子（２０）の固定方向が受圧方向と逆方向であるため、受圧時に電気接続部に応力が加わらないようにでき、電気的接続部が破損してしまうことを防止できるため、圧力センサの信頼性を低下させないようにできる。

そして、貫通電極（２３）を四角形で構成されたセンサ素子（２０）の各辺内において各辺の中央位置に対して対称配置されるようにすることで、応力の影響が均等に掛かるようにすることができ、圧力センサの高精度化を図ることができる。なお、貫通電極（２３）の断面形状、つまり貫通電極（２３）の中身自体を円形とすれば、より応力を緩和することが可能となる。

本発明において、センサ素子（２０）をケーシング（１００）に対して直接接続し、センサ素子（２０）とケーシング（１００）との間に基準大気圧室が形成されるようにすることができる。このようにすれば、部品点数の削減を図ることができ、引いてはコスト削減を図ることも可能となる。

また、本発明において、センサ素子（２０）の裏面に台座（２１）を接合し、貫通穴（２２）および貫通電極（２３）はセンサ素子（２０）の表裏を貫通して設けられた部分と台座（２１）の表裏を貫通して設けられた部分とによって構成され、台座（２１）を介してセンサ素子（２０）をケーシング（１００）に接合することも可能である。

本発明において、貫通穴（２２）および貫通電極（２３）を円錐台形状としても構わない。このような構成とする場合、貫通穴（２２）をドリル加工などによって形成できるため、貫通穴（２２）の形成工程の簡略化を図ることが可能となる。

本発明において、貫通電極（２３）を貫通穴（２２）の表面にのみ形成することもできる。このようにすれば、貫通電極（２３）を埋め込みによって形成する場合と比べて貫通電極（２３）の形成工程を簡略化することが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態が適用された圧力センサについて説明する。図１に、本実施形態における圧力センサＳ１の断面図を示すと共に、図２に図１の二点鎖線部分の拡大図を示し、これらの図に基づいて説明する。なお、この圧力センサＳ１は、例えば、自動車に搭載され自動車のエアコンの冷媒配管内の冷媒圧力を検出するものに適用される。

図１に示されるように、圧力センサＳ１にはコネクタケース１０が備えられている。このコネクタケース１０は、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作られ、本実施形態では略円柱状をなしている。このコネクタケース１０の一端部（図１中、下方側の端部）には、凹部１１が形成されており、凹部１１の底面には、圧力検出用のセンシング部としてのセンサ素子２０が配設されている。

センサ素子２０は、その表面に受圧面としてのダイアフラム２０ａを有し、このダイアフラム２０ａの表面に形成されたゲージ抵抗により、ダイアフラム２０ａが受けた圧力を電気信号に変換し、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である。

このセンサ素子２０は、ガラス等よりなる台座２１に陽極接合等により一体化されており、この台座２１を凹部１１の底面に接着することで、センサ素子２０はコネクタケース１０に搭載されている。

また、コネクタケース１０には、センサ素子２０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ターミナル１２が貫通している。

本実施形態では、ターミナル１２は黄銅（真鍮）にメッキ処理（例えばＮｉメッキ）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１０と一体に成形されることによってコネクタケース１０内にて保持されている。

各ターミナル１２の一端側（図１中、下方端側）の端部は、センサ素子２０の搭載領域の周囲において凹部１１の底面から露出して配置されている。一方、各ターミナル１２の他端側（図１中、上方端側）の端部は、コネクタケース１０の他端側の開口部１０ｂ内に露出している。

図２は、ターミナル１２の一端側およびセンサ素子２０との接続部近傍の部分拡大断面図である。また、図３は、センサ素子２０を上方から見たときのレイアウトを示した図である。

図２に示されるように、センサ素子２０およびセンサ素子２０を搭載する台座２１には、これらを貫通する貫通穴２２が形成されており、この貫通穴２２内に貫通電極２３が配置されている。この貫通電極２３は、センサ素子２０に形成された図示しないゲージ抵抗などとの電気的接続を行うためのものであり、センサ素子２０表面の配線またはセンサ素子２０を構成する半導体内に形成された拡散層と電気的に接続されている。貫通電極２３は、図３に示すように、４つ備えられており、それぞれが例えば四角形状で構成され、正方形で構成されるセンサ素子２０の各辺の中央位置に配置されることで、ダイアフラム２０ａに対して対称配置された構成とされている。これにより、貫通電極２３を備えることによる応力の影響などがあったとしても、それが均等に掛かるようにできるため、圧力センサＳ１の高精度化を図ることができる。

そして、貫通電極２３における台座２１から露出した部分がターミナル１２の一端側に電気的に接続されている。例えば、台座２１とコネクタケース１０における凹部１１との間のうち貫通電極２３以外の部分に塗布した接着剤によって台座２１およびコネクタケース１０が接着されることで、貫通電極２３とターミナル１２が電気的に接続された形態とされるか、もしくは、貫通電極２３とターミナル１２が直接的に金属−金属接合されることで電気的に接続された形態とされている。つまり、本実施形態では、従来のようなボンディングワイヤではなく、貫通電極２３にてゲージ抵抗などとの電気的接続が行われた構成とされている。

このように、本実施形態では、圧力検出を行うため受圧面を構成するダイアフラム２０ａとは反対側の面においてセンサ素子２０が台座２１に接合され、その台座２１がコネクタケース１０と接続もしくは台座２１の裏面において貫通電極２３がターミナル１２と接続される構造とされている。このため、圧力検出を行うときに圧力が印加される方向とセンサ素子２０および台座２１をコネクタケース１０やターミナル１２に接続する際に力を加える方向とが同じ方向となる。そして、これらの接続される面と圧力が加えられる受圧面とが異なった面となっている。

また、図１において、コネクタケース１０の他端部（図１中、上方側の端部）側は開口部１０ｂとなっており、この開口部１０ｂは、ターミナル１２の他端側を例えばワイヤハーネス等の外部配線部材（図示せず）を介して上記外部回路（車両のＥＣＵ等）に電気的に接続するためのコネクタ部となっている。

つまり、開口部１０ｂ内に露出する各ターミナル１２の他端側は、このコネクタ部によって外部と電気的に接続が可能となっている。このような構成により、センサ素子２０と外部との間の信号の伝達は、貫通電極２３およびターミナル１２を介して行えるようになっている。

また、図１に示されるように、コネクタケース１０の一端部にはハウジング３０が組み付けられている。具体的には、ハウジング３０には収容凹部３０ａが形成されており、この収容凹部３０ａ内にコネクタケース１０の先端面１０ａ側が挿入されることで、コネクタケース１０にハウジング３０が組みつけられた構成となっている。

これにより、コネクタケース１０とハウジング３０とが一体に組み付けられてなるケーシング１００が構成されており、このケーシング１００内にセンサ素子２０が設けられた形となっている。

このハウジング３０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料よりなるものであり、測定対象物からの測定圧力が導入される圧力導入孔３１と、圧力センサＳ１を測定対象物に固定するためのネジ部３２とを有する。上述したように、測定対象物としては、たとえば自動車エアコンの冷媒配管などであり、測定圧力は、その冷媒配管内の冷媒圧力などである。

そして、図１に示されるように、ハウジング３０のうち収容凹部３０ａ側の端部がコネクタケース１０の一端部にかしめられることで、かしめ部３３が形成され、それによって、ハウジング３０とコネクタケース１０とが固定され一体化されている。

このように構成されているため、圧力導入孔３１から導入された測定媒体の圧力は、センサ素子２０に直接印加され、その圧力に応じた電気信号が貫通電極２３およびターミナル１２を通じて外部に出力されることになる。

また、コネクタケース１０の先端面１０ａには、凹部１１の外周を囲むように構成された環状の溝（Ｏリング溝）１３が形成されている。この溝１３内には、コネクタケース１０とハウジング３０との間をシールするためのＯリング１４が配設されている。このＯリング１４は例えばシリコンゴム等の弾性材料よりなり、コネクタケース１０とハウジング３０とにより挟まれて押圧されている。

なお、凹部１１内において、センサ素子２０および台座２１の周囲を囲むようにシール剤１５が配置されている。このシール剤１５により、台座２１とコネクタケース１０との間の隙間から測定媒体が入り込むことによって貫通電極２３とターミナル１２との間の接合部分が腐食してしまうことを防止できる。

次に、上記圧力センサＳ１の製造方法について説明する。

まず、ターミナル１２がインサート成形されたコネクタケース１０を用意する。また、センサ素子２０と台座２１とを例えば真空雰囲気下における陽極接合などによって接合することで、センサ素子２０と台座２１との間に真空室で構成される基準大気圧室を形成する。続いて、例えばレーザなどを用いてセンサ素子２０および台座２１を貫通する貫通穴２２を形成する。そして、その貫通穴２２の表面を絶縁処理した後、金属を埋め込むことで貫通電極２３を形成する。なお、貫通電極２３とセンサ素子２０に形成されたゲージ抵抗などとの電気的な接続はこの後に形成されるパターン配線を介して行っても良いが、貫通穴２２全体を絶縁処理しないようにしておくことでセンサ素子２０に形成された拡散層と直接接続されるような形態としても良い。

次に、シリコン系樹脂等よりなる接着剤を用いて、コネクタケース１０の凹部１１内へセンサ素子２０を台座２１を介し接着固定するか、もしくは、貫通電極２３とターミナル１２とを金属−金属接合する。これにより、貫通電極２３とターミナル１２とが電気的に接続される。

次に、凹部１１内へシール剤１５を注入し、シール剤１５を凹部１１の底面まで行き渡らせたのち、硬化させる。このとき、シール剤１５がセンサ素子２０の表面に付着しないように、注入量を調整すると好ましい。

続いて、ハウジング３０を水平を保ったまま保持した状態で、コネクタケース１０を先端面１０ａ側がハウジング３０の凹部３０ａ内に挿入されるように嵌め込む。その後、ハウジング３０の端部をコネクタケース１０の一端側にかしめることにより、かしめ部３３を形成する。これにより、コネクタケース１０の先端面とハウジング３０とが十分接するようにする。

このようにして、ハウジング３０とコネクタケース１０とを一体化することにより、かしめ部３３によるコネクタケース１０とハウジング３０との組み付け固定がなされる。これにより、図１に示される圧力センサＳ１が完成する。

続いて、このように構成された本実施形態の圧力センサＳ１の基本的な圧力検出動作について述べる。

圧力センサＳ１は、例えば、ハウジング３０のネジ部３２を介して、車両におけるエアコンの冷媒配管系の適所に取り付けられる。そして、該配管内の測定媒体がハウジング３０の圧力導入孔３１を通じて導入され、センサ素子２０の受圧面を構成するダイアフラム２０ａに測定媒体の圧力が印加される。これにより、センサ素子２０から印加された圧力に応じたセンサ信号（電気信号）が出力される。

このセンサ信号は、センサ素子２０から貫通電極２３およびターミナル１２を介して、上記外部回路へ伝達されるため、これに基づいて、冷媒配管の冷媒圧力が検出される。このようにして、圧力センサＳ１における圧力検出が行われる。

以上説明したように、本実施形態の圧力センサＳ１では、圧力検出を行うため受圧面を構成するダイアフラム２０ａとは反対側の面においてセンサ素子２０が台座２１に接合され、その台座２１がコネクタケース１０と接続もしくは台座２１の裏面において貫通電極２３がターミナル１２と接続される構造とされている。このため、圧力検出を行うときに圧力が印加される方向とセンサ素子２０および台座２１をコネクタケース１０やターミナル１２に接続する際に力を加える方向とが同じ方向となる。そして、これらの接続される面と圧力が加えられる受圧面とが異なった面となっている。

このように、貫通電極２３とターミナル１２とを接合したことによる応力がセンシングを行う受圧面に印加され、圧力特性の精度を低下させることはない。また、圧力受圧方向とセンサ素子２０の固定方向が受圧方向と逆方向であるため、受圧時に電気接続部に応力が加わらないようにでき、電気的接続部が破損してしまうことを防止できるため、圧力センサＳ１の信頼性を低下させないようにできる。

そして、このような構成の圧力センサＳ１は、メタルダイアフラムや封止用のオイルを用いない構造で実現されるため、測定媒体の圧力に大きな脈動があった場合等、ボンディングワイヤが破損することにより電気的接続不良が発生するという問題も発生しないし、オイルの熱膨張などに起因する圧力特性の精度低下や温度応答性の低下の問題も発生しない。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサＳ１は、第１実施形態に対してセンサ素子２０とコネクタケース１０に備えられるターミナル１２との接続部の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図４は、本実施形態の圧力センサＳ１におけるセンサ素子２０の接続部近傍の部分拡大断面図である。この図に示されるように、本実施形態ではセンサ素子２０がコネクタケース１０上に直接搭載され、第１実施形態に示したような台座２１が備えられてない構成とされている。

例えば、センサ素子２０におけるダイアフラム２０ａの周囲の部分とコネクタケース１０における凹部１１との間に塗布した接着剤によってセンサ素子２０およびコネクタケース１０が接着されることで、貫通電極２３とターミナル１２が電気的に接続された形態とされるか、もしくは、貫通電極２３とターミナル１２が直接的に金属−金属接合されることで電気的に接続された形態とされている。つまり、本実施形態も、従来のようなボンディングワイヤではなく、貫通電極２３にてゲージ抵抗などとの電気的接続が行われた構成とされている。

このような構成は、基本的に第１実施形態に対して台座２１を無くした構成とするだけで可能であるが、基準大気室を構成するために、センサ素子２０をコネクタケース１０に固定する工程を真空雰囲気中で行うことになる。

このような圧力センサＳ１としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、台座２１を無くした構成とできるため、その分、部品点数削減が可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサＳ１は、第１実施形態に対してセンサ素子２０の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図５は、本実施形態の圧力センサＳ１におけるセンサ素子２０の近傍の部分拡大断面図である。この図に示すように、センサ素子２０の表面全面を保護膜２５で覆っている。このようにすれば、センサ素子２０の表面から貫通電極２３が露出しない構成にできるため、測定媒体による貫通電極２３等の腐食を防止することが可能となる。

なお、このような構成に関しても、上記第２実施形態で説明したような台座２１を無くす構成を採用できる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサＳ１は、第１実施形態に対してセンサ素子２０に備えられる貫通電極２３の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図６は、本実施形態の圧力センサＳ１におけるセンサ素子２０の近傍の部分拡大断面図である。この図に示すように、センサ素子２０に形成した貫通穴２２の表面にのみ貫通電極２３が形成されるような構造としている。このようにすれば、貫通電極２３を金属の埋め込みによって形成する必要がないため、貫通電極２３の形成工程の簡略化を図ることができる。

なお、このような構成に関しても、上記第２実施形態で説明したような台座２１を無くす構成を採用できる。また、第３実施形態で説明したような保護膜２５をセンサ素子２０の表面に備える構成とすれば、貫通電極２３の腐食も防止できる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサＳ１は、第１実施形態に対してセンサ素子２０に備えられる貫通穴２２および貫通電極２３の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図７は、本実施形態の圧力センサＳ１におけるセンサ素子２０の近傍の部分拡大断面図である。また、図８は、センサ素子２０を上方から見たときのレイアウトを示した図である。

これらの図に示すように、センサ素子２０に形成した貫通穴２２が断面テーパ状、つまり円錐台形状で構成され、貫通電極２３も同様の形状で構成されている。このような形状の貫通穴２２は、ドリル加工などによって容易に形成できるため、貫通穴２２の形成工程の簡略化を図ることができる。

このような形状であっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができるし、さらに、上記第１実施形態のように貫通穴２２の断面形状（もしくは上面から見たときの形状）が四角形となるようにした場合（図３参照）と比べて、図８に示すように断面形状が円形となるため、より応力緩和を図ることが可能になるという効果も得られる。

なお、このような構成に関しても、上記第２実施形態で説明したような台座２１を無くす構成を採用できる。また、第３実施形態で説明したような保護膜２５をセンサ素子２０の表面に備える構成とすれば、貫通電極２３の腐食も防止できる。さらに、第４実施形態で説明したような貫通電極２３を貫通穴２２の表面にのみ形成するような形態とすることもできる。

図９は、本実施形態に示す構成と第４実施形態で説明したような貫通電極２３を貫通穴２２の表面にのみ形成するような構成とを組み合わせた場合の断面図であり、図１０は、そのような構成とした場合にセンサ素子２０を上方から見たときのレイアウトを示した図である。これらの図に示されるように、貫通穴２２を円錐台形状にしつつ、貫通電極２３が貫通穴２２の表面にのみ形成された構造とすることもできる。

図１１は、本実施形態に示す構成と第２実施形態で説明したような台座２１を無くす構成とを組み合わせた場合の断面図である。図１１（ａ）に示すように、貫通穴２２をセンサ素子２０の裏面側から形成しても良いし、図１１（ｂ）に示すように、貫通穴２２をセンサ素子２０の表面側から形成しても良い。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサＳ１は、第１実施形態に対してセンサ素子２０に備えられる貫通穴２２および貫通電極２３の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図１２は、本実施形態の圧力センサＳ１におけるセンサ素子２０の近傍の部分拡大断面図である。この図に示すように、センサ素子２０および台座２１に形成した貫通穴２２をドリル加工などによって形成しているが、センサ素子２０と台座２１それぞれで異なる工程で形成している。具体的には、センサ素子２０に関してはセンサ素子２０の表面側から貫通穴２２を形成し、台座２１に関しては台座２１の裏面側から貫通穴２２を形成している。このような構造も、ドリル加工などによって貫通穴２２を容易に形成できるため、貫通穴２２の形成工程の簡略化を図ることができる。

なお、このような構成では、貫通電極２３を形成する工程を、センサ素子２０内に形成する工程と台座２１内に形成する工程という別々の工程とすることもできる。

また、このような構成に関しても、第３実施形態で説明したような保護膜２５をセンサ素子２０の表面に備える構成とすれば、貫通電極２３の腐食も防止できる。さらに、第４実施形態で説明したような貫通電極２３を貫通穴２２の表面にのみ形成するような形態とすることもできる。この場合において、上述したように貫通電極２３を形成する工程を、センサ素子２０内に形成する工程と台座２１内に形成する工程という別々の工程とするのであれば、例えば、図１３に示すセンサ素子２０の近傍の部分拡大断面図のように、そのうちの一方（本図ではセンサ素子２０内）の貫通電極２３に関して貫通穴２２の表面にのみ形成するようにしても良い。

（他の実施形態）
上記第１実施形態では、図３に示すように、貫通電極２３を四角形で構成されたセンサ素子２０の各辺の中央位置に配置する例を挙げたが、例えば、図１４に示すように、貫通電極２３をセンサ素子２０の四隅に配置しても構わない。

また、図１５に示すように、貫通電極２３のうちターミナル１２と電気的に接続される部分、つまりセンサ素子２０もしくは台座２１の裏面側において貫通穴２２を拡大し、その部分において貫通電極２３の面積を広げるようにすれば、よりターミナル１２との電気的な接続を容易にすることが可能となる。この場合にも、図１６に示すように、貫通電極２３のうちターミナル１２と接続される部分以外の部分については、貫通穴２２の表面にのみ形成される形態としても構わない。

本発明の第１実施形態における圧力センサの断面構成を示す図である。 図１の二点鎖線部分の拡大図である。 センサ素子を上方から見たときのレイアウト図である。 本発明の第２実施形態における圧力センサに備えられるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 本発明の第３実施形態における圧力センサに備えられるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 本発明の第４実施形態における圧力センサに備えられるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 本発明の第５実施形態における圧力センサに備えられるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 センサ素子を上方から見たときのレイアウト図である。 上記第５実施形態の変形例にかかるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 上記第５実施形態の変形例にかかるセンサ素子を上方から見たときのレイアウト図である。 上記第５実施形態の変形例にかかるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 本発明の第６実施形態における圧力センサに備えられるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 上記第６実施形態の変形例にかかるセンサ素子の接続部近傍の部分拡大断面図である。 本発明の他の実施形態にかかる圧力センサに備えられるセンサ素子を上方から見たときのレイアウト図である。 本発明の他の実施形態にかかる圧力センサに備えられるセンサ素子を上方から見たときのレイアウト図である。 本発明の他の実施形態にかかる圧力センサに備えられるセンサ素子を上方から見たときのレイアウト図である。 従来の圧力センサの部分拡大図である。 圧力センサにおけるセンサ素子を配線基板に対してフリップチップ接合した場合の部分拡大図である。

符号の説明

１０…コネクタケース、１０ａ…先端面、１１…凹部、１２…ターミナル、
１５…シール剤、２０…センサ素子、２０ａ…ダイアフラム、２１…台座、
２２…貫通穴、２３…貫通電極、２５…保護膜、３０…ハウジング、３０ａ…凹部、
３１…圧力導入孔、１００…ケーシング。

Claims (6)

1. 外部への電気的な接続を行うためのターミナル（１２）と、
   前記ターミナル（１２）の一端が露出するように構成されたケーシング（１００）と、
   前記ケーシング（１００）内に配置され、表面側を受圧面とする圧力検出用のダイアフラム（２０ａ）が形成されていると共に、前記ダイアフラム（２０ａ）にゲージ抵抗が形成されてなるセンサ素子（２０）とを有し、
   前記センサ素子（２０）には該センサ素子（２０）の表裏を貫通する貫通穴（２２）が形成されていると共に、該貫通穴（２２）内に配置され、かつ、前記ゲージ抵抗に電気的に接続された貫通電極（２３）が備えられており、
   前記センサ素子（２０）は、前記貫通電極（２３）を介して該センサ素子（２０）の裏面側において前記ターミナル（１２）のうち前記ケーシング（１００）から露出している一端と電気的に接続されていると共に四角形で構成され、
   前記貫通電極（２３）は、前記ターミナル（１２）に対して直接的に金属−金属接合により接合されており、前記センサ素子（２０）の各辺内において各辺の中央位置に対して対称配置されていることを特徴とする圧力センサ。
2. 前記貫通電極（２３）は、断面形状が円形とされていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
3. 前記センサ素子（２０）は、前記ケーシング（１００）に対して直接接続されており、前記センサ素子（２０）と前記ケーシング（１００）との間に基準大気圧室が形成された構成とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
4. 前記センサ素子（２０）の裏面に台座（２１）が接合され、前記貫通穴（２２）および前記貫通電極（２３）は前記センサ素子（２０）の表裏を貫通して設けられた部分と前記台座（２１）の表裏を貫通して設けられた部分とによって構成され、前記センサ素子（２０）は、前記台座（２１）を介して前記ケーシング（１００）に接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
5. 前記貫通穴（２２）および前記貫通電極（２３）は円錐台形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
6. 前記貫通電極（２３）は、前記貫通穴（２２）の表面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。

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