JP6922797B2

JP6922797B2 - Capacitive pressure sensor

Info

Publication number: JP6922797B2
Application number: JP2018047681A
Authority: JP
Inventors: 淳也山本; 貴弘増田; 将貴矢和田; 千紘宮原
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2038-03-15
Also published as: JP2019158716A

Description

本発明は、静電容量式圧力センサに関する。 The present invention relates to a capacitive pressure sensor.

圧力センサは、主として気体や液体の圧力を検出するものであり、気圧センサや高度センサ、水圧センサとして各種の装置に適用されている。また、近年においては、これを高度センサとして利用する場合の一態様として、位置情報を得るためのナビゲーション装置への応用やユーザの運動量を精緻に計測する計測器への応用等、その適用範囲が広がりつつある。 The pressure sensor mainly detects the pressure of gas or liquid, and is applied to various devices as a barometric pressure sensor, an altitude sensor, and a water pressure sensor. Further, in recent years, as one aspect of using this as an altitude sensor, its application range has been expanded to include application to a navigation device for obtaining position information and application to a measuring instrument for precisely measuring a user's momentum. It is spreading.

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサチップとしての静電容量式圧力
センサが知られている。静電容量式圧力センサは、可動電極を有する基板と、固定電極を有する硬質基板とを備えている。可動電極と固定電極との間には、ギャップに応じた静電容量が発生する。静電容量式圧力センサに圧力が印加されることにより、可動電極を有する基板が撓み、可動電極と固定電極との間のギャップが変化することで、静電容量の変化を検出する。静電容量の変化に応じた圧力が検出される。フレキシブルな圧力センサデバイスが提案されている（特許文献１参照）。 A capacitive pressure sensor as a MEMS (Micro Electro Mechanical System) sensor chip is known. The capacitance type pressure sensor includes a substrate having a movable electrode and a rigid substrate having a fixed electrode. A capacitance is generated between the movable electrode and the fixed electrode according to the gap. When pressure is applied to the capacitance type pressure sensor, the substrate having the movable electrode is bent, and the gap between the movable electrode and the fixed electrode is changed to detect the change in capacitance. The pressure corresponding to the change in capacitance is detected. A flexible pressure sensor device has been proposed (see Patent Document 1).

特開２００７−１７８２５６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-178256

本発明は、フレキシブル基板の屈曲時でも高い測定精度の静電容量式圧力センサを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a capacitance type pressure sensor having high measurement accuracy even when a flexible substrate is bent.

本発明では、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、第１電極を含むフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に対向して配置され、前記第１電極との間に中空部を介して前記第１電極に対向配置される第２電極を含む硬質基板と、前記フレキシブル基板と前記硬質基板との間であって、前記中空部を囲むように設けられ、前記フレキシブル基板と前記硬質基板とを接合する接合部と、を備え、前記硬質基板における前記フレキシブル基板との対向面の法線方向からの平面視において、前記第１電極及び前記第２電極が前記接合部の外周から外側にはみ出していない、静電容量式圧力センサである。 In the present invention, the following means are adopted in order to solve the above problems. That is, in the present invention, a second electrode is arranged so as to face the flexible substrate including the first electrode and the first electrode, and is arranged to face the first electrode via a hollow portion between the flexible substrate and the first electrode. A rigid substrate including the above, and a joint portion between the flexible substrate and the hard substrate, which is provided so as to surround the hollow portion and joins the flexible substrate and the hard substrate. It is a capacitance type pressure sensor in which the first electrode and the second electrode do not protrude outward from the outer periphery of the joint portion in a plan view from the normal direction of the surface of the substrate facing the flexible substrate.

静電容量式圧力センサの硬質基板におけるフレキシブル基板との対向面の法線方向からの平面視において、フレキシブル基板の第１電極及び硬質基板の第２電極が接合部の外周から外側にはみ出していない、これにより、静電容量式圧力センサに圧力が印加され、第１電極が撓んだ後における寄生容量の変化が抑制される。すなわち、圧力センサに対して圧力が印加される前の寄生容量と圧力センサに対して圧力が印加された後の寄生容量との差が低減する。したがって、静電容量式圧力センサによれば、寄生容量の変化が抑制されるため、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。これにより、フレキシブル基板の屈曲時でも高い測定精度の静電容量式圧力センサを提供することができる。 The first electrode of the flexible substrate and the second electrode of the rigid substrate do not protrude from the outer periphery of the joint in a plan view from the normal direction of the surface of the hard substrate of the capacitance type pressure sensor facing the flexible substrate. As a result, pressure is applied to the capacitance type pressure sensor, and the change in parasitic capacitance after the first electrode is bent is suppressed. That is, the difference between the parasitic capacitance before the pressure is applied to the pressure sensor and the parasitic capacitance after the pressure is applied to the pressure sensor is reduced. Therefore, according to the capacitance type pressure sensor, the change of the parasitic capacitance is suppressed, so that the measurement accuracy of the capacitance type pressure sensor is improved. This makes it possible to provide a capacitance type pressure sensor with high measurement accuracy even when the flexible substrate is bent.

静電容量式圧力センサにおいて、前記中空部内に設けられ、前記第２電極に電気的に接
続された金属膜を備え、前記第１電極の外周部分が、前記接合部によって支持されており、前記第１電極と前記金属膜との間の距離が、前記中空部の中心側から前記中空部の外周側に向かって短くなっている。第１電極の外周部分が、接合部によって支持されているため、圧力センサに対して圧力が印加されてフレキシブル基板が撓んだ際、第１電極の中心部分の撓み量が大きく、第１電極の外周部分の撓み量が小さい。フレキシブル基板が撓んだ際、中空部の中心側における第１電極と金属膜との間の距離が小さく、かつ、中空部の外周側における第１電極と金属膜との間の距離が小さくなる。これにより、静電容量式圧力センサの測定感度が向上し、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。 In the capacitance type pressure sensor, a metal film provided in the hollow portion and electrically connected to the second electrode is provided, and the outer peripheral portion of the first electrode is supported by the joint portion. The distance between the first electrode and the metal film is shortened from the central side of the hollow portion toward the outer peripheral side of the hollow portion. Since the outer peripheral portion of the first electrode is supported by the joint portion, when pressure is applied to the pressure sensor and the flexible substrate bends, the amount of bending of the central portion of the first electrode is large, and the first electrode The amount of deflection of the outer peripheral part of is small. When the flexible substrate is bent, the distance between the first electrode and the metal film on the central side of the hollow portion is small, and the distance between the first electrode and the metal film on the outer peripheral side of the hollow portion is small. .. As a result, the measurement sensitivity of the capacitance type pressure sensor is improved, and the measurement accuracy of the capacitance type pressure sensor is improved.

静電容量式圧力センサにおいて、前記接合部は、前記フレキシブル基板側に配置された金属部材と、前記硬質基板側に配置された防湿性の高い絶縁膜とを含む。これにより、接合部における絶縁膜の吸湿が抑制され、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。静電容量式圧力センサは、前記第２電極に電気的に接続され、前記フレキシブル基板に設けられた信号線と、前記フレキシブル基板に設けられたシールド線と、を備え、前記信号線を挟んでシールド線が配置されている。これにより、信号線によって伝播される信号に混入するノイズが抑制され、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。静電容量式圧力センサは、前記フレキシブル基板に設けられ、前記第１電極に接続された熱伝導性部材と、前記フレキシブル基板に設けられ、前記熱伝導性部材の近傍に配置された温度センサと、を備える。これにより、温度センサは、熱伝導性部材の温度を第１電極の温度として測定することができる。 In the capacitance type pressure sensor, the joint includes a metal member arranged on the flexible substrate side and a highly moisture-proof insulating film arranged on the hard substrate side. As a result, the moisture absorption of the insulating film at the joint is suppressed, and the measurement accuracy of the capacitance type pressure sensor is improved. The capacitance type pressure sensor is electrically connected to the second electrode and includes a signal line provided on the flexible substrate and a shielded wire provided on the flexible substrate, and sandwiches the signal line. Shielded wires are arranged. As a result, noise mixed in the signal propagated by the signal line is suppressed, and the measurement accuracy of the capacitive pressure sensor is improved. The capacitance type pressure sensor includes a heat conductive member provided on the flexible substrate and connected to the first electrode, and a temperature sensor provided on the flexible substrate and arranged in the vicinity of the heat conductive member. , Equipped with. As a result, the temperature sensor can measure the temperature of the heat conductive member as the temperature of the first electrode.

静電容量式圧力センサは、前記フレキシブル基板における前記硬質基板との対向面の反対面に設けられたシールド膜を備える。シールド膜がフレキシブル基板を覆うことにより、フレキシブル基板の吸湿が抑制され、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。静電容量式圧力センサにおいて、前記第１電極及び前記シールド膜が同電位である。これにより、シールド膜に人体が触れた場合における寄生容量の発生が抑制されため、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。静電容量式圧力センサは、前記中空部内に設けられ、前記第２電極上に配置された絶縁性の突起部材を備える。これにより、静電容量式圧力センサに圧力が印加され、フレキシブル基板が撓んだ際、突起部材が第１電極と第２電極との接触を阻止するため、第１電極と第２電極との短絡が回避される。 The capacitance type pressure sensor includes a shield film provided on the opposite surface of the flexible substrate to the surface facing the hard substrate. By covering the flexible substrate with the shield film, moisture absorption of the flexible substrate is suppressed, and the measurement accuracy of the capacitive pressure sensor is improved. In the capacitance type pressure sensor, the first electrode and the shield film have the same potential. As a result, the generation of parasitic capacitance when the human body touches the shield film is suppressed, so that the measurement accuracy of the capacitance type pressure sensor is improved. The capacitance type pressure sensor includes an insulating protrusion member provided in the hollow portion and arranged on the second electrode. As a result, when pressure is applied to the capacitance type pressure sensor and the flexible substrate bends, the protruding member prevents contact between the first electrode and the second electrode, so that the first electrode and the second electrode are connected to each other. Short circuits are avoided.

静電容量式圧力センサにおいて、前記フレキシブル基板は前記第１電極を複数含んでおり、複数の前記第１電極に対応する複数の前記第２電極、複数の前記硬質基板及び複数の前記接合部を備える。これにより、フレキシブル基板と複数の硬質基板とが接合された静電容量式圧力センサを用いた圧力の面測定が可能となる。 In the capacitance type pressure sensor, the flexible substrate includes a plurality of the first electrodes, and the plurality of the second electrodes corresponding to the plurality of the first electrodes, the plurality of the hard substrates, and the plurality of the joints are formed. Be prepared. This makes it possible to measure the surface of pressure using a capacitance type pressure sensor in which a flexible substrate and a plurality of hard substrates are joined.

本発明によれば、フレキシブル基板の屈曲時でも高い測定精度の静電容量式圧力センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a capacitance type pressure sensor with high measurement accuracy even when a flexible substrate is bent.

図１は、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a pressure sensor according to an embodiment. 図２は、可動電極の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the movable electrode. 図３は、固定電極の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the fixed electrode. 図４は、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the pressure sensor according to the embodiment. 図５は、圧力センサの平面図の一例である。FIG. 5 is an example of a plan view of the pressure sensor. 図６Ａは、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view showing an example of the pressure sensor according to the embodiment. 図６Ｂは、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。FIG. 6B is a cross-sectional view showing an example of the pressure sensor according to the embodiment. 図７は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図８は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図９は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１０は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１１は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１２は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１３は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１４は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１５は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１６は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment. 図１７は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor according to the embodiment.

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下に示す実施形態は、本願の一態様であり、本願の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below are aspects of the present application and do not limit the technical scope of the present application.

＜適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、実施形態に係る圧力センサ１００の一例を示す断面図である。圧力センサ１００は、静電容量式圧力センサの一例である。圧力センサ１００は、可動部１０及び固定基板部２０を備える。可動部１０は、可撓性を有する。可動部１０は、シート基板１１及び可動電極１２を含む。可動電極１２は、導体部１３及びメッキ部１４を有する。可動部１０は、フレキシブル基板の一例である。また、シート基板１１が、フレキシブル基板の一例であってもよい。可動電極１２は、第１電極の一例である。 <Application example>
First, an example of a situation in which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the pressure sensor 100 according to the embodiment. The pressure sensor 100 is an example of a capacitance type pressure sensor. The pressure sensor 100 includes a movable portion 10 and a fixed substrate portion 20. The movable portion 10 has flexibility. The movable portion 10 includes a sheet substrate 11 and a movable electrode 12. The movable electrode 12 has a conductor portion 13 and a plating portion 14. The movable portion 10 is an example of a flexible substrate. Further, the sheet substrate 11 may be an example of a flexible substrate. The movable electrode 12 is an example of the first electrode.

固定基板部２０は、基板部２１、固定電極２２及び金属膜２５を含む。固定基板部２０は、可動部１０との間に中空部（空隙）３０を介して可動部１０に対向して配置されている。固定電極２２は、可動電極１２との間に中空部３０を介して可動電極１２に対向配置されている。絶縁部２３は、第１絶縁膜２６及び第２絶縁膜２７を有する。絶縁部２３は、固定電極２２を囲むようにして、固定基板部２０上に設けられている。絶縁部２３及び壁部２４は、中空部３０を囲むように設けられており、可動部１０と固定基板部２０とを接合する。固定基板部２０は、硬質基板の一例である。固定電極２２は、第２電極の一例である。絶縁部２３は、固定基板部２０側に配置され、壁部２４は、可動部１０側に配置されている。絶縁部２３及び壁部２４は、接合部の一例である。更に、圧力センサ１００は、可動部１０に設けられたシールド膜３１を備える。なお、実施形態において、金属膜２５及びシールド膜３１の形成を省略してもよい。圧力センサ１００は、可動電極１２が撓むことで生じる静電容量の変化を検出することにより、可動電極１２に印加された圧力を測定する。 The fixed substrate portion 20 includes a substrate portion 21, a fixed electrode 22, and a metal film 25. The fixed substrate portion 20 is arranged between the movable portion 10 and the movable portion 10 via a hollow portion (void) 30 so as to face the movable portion 10. The fixed electrode 22 is disposed between the movable electrode 12 and the movable electrode 12 via a hollow portion 30. The insulating portion 23 has a first insulating film 26 and a second insulating film 27. The insulating portion 23 is provided on the fixed substrate portion 20 so as to surround the fixed electrode 22. The insulating portion 23 and the wall portion 24 are provided so as to surround the hollow portion 30, and join the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20. The fixed substrate portion 20 is an example of a hard substrate. The fixed electrode 22 is an example of the second electrode. The insulating portion 23 is arranged on the fixed substrate portion 20 side, and the wall portion 24 is arranged on the movable portion 10 side. The insulating portion 23 and the wall portion 24 are examples of joint portions. Further, the pressure sensor 100 includes a shield film 31 provided on the movable portion 10. In the embodiment, the formation of the metal film 25 and the shield film 31 may be omitted. The pressure sensor 100 measures the pressure applied to the movable electrode 12 by detecting the change in capacitance caused by the bending of the movable electrode 12.

図２は、可動電極１２の平面図である。図３は、固定電極２２の平面図である。なお、図１は、図２のＢ−Ｂ線における断面及び図３のＤ−Ｄ線における断面に対応している。図２の例では、平面視における可動電極１２の形状は円形であり、図３の例では、平面視における固定電極２２の形状は円形である。図２及び図３の例に限定されず、平面視における可動電極１２の形状及び平面視における固定電極２２の形状は、楕円形、矩形等の他の形状であってもよい。図２に示すように、可動電極１２は、グランド（ＧＮＤ）線１６に接続されている。また、信号線１５が、可動電極１２を挟むようにして、グランド線１６に対向配置されている。信号線１５は、可動電極１２から離間している。可動電極１２、信号線１５及びグランド線１６は、可動部１０における固定基板部２０との対向面に設けられている。具体的には、可動電極１２、信号線１５及びグランド線１６は、シート基板１１の下面に設けられている。シート基板１１の下面は、基板部２１の上面と対向している。図２では、シート基板１１の外形線を点線で示している。図３に示すように、固定電極２２は、信号パッド２８に接続されている。また、グランドパッド２９が、固定電極
２２を挟むようにして、信号パッド２８に対向配置されている。 FIG. 2 is a plan view of the movable electrode 12. FIG. 3 is a plan view of the fixed electrode 22. Note that FIG. 1 corresponds to the cross section taken along the line BB of FIG. 2 and the cross section taken along the line DD of FIG. In the example of FIG. 2, the shape of the movable electrode 12 in the plan view is circular, and in the example of FIG. 3, the shape of the fixed electrode 22 in the plan view is circular. The shape of the movable electrode 12 in the plan view and the shape of the fixed electrode 22 in the plan view are not limited to the examples of FIGS. 2 and 3, and may be other shapes such as an ellipse and a rectangle. As shown in FIG. 2, the movable electrode 12 is connected to the ground (GND) wire 16. Further, the signal line 15 is arranged to face the ground line 16 so as to sandwich the movable electrode 12. The signal line 15 is separated from the movable electrode 12. The movable electrode 12, the signal line 15, and the ground line 16 are provided on the surface of the movable portion 10 facing the fixed substrate portion 20. Specifically, the movable electrode 12, the signal line 15, and the ground line 16 are provided on the lower surface of the sheet substrate 11. The lower surface of the sheet substrate 11 faces the upper surface of the substrate portion 21. In FIG. 2, the outline of the sheet substrate 11 is shown by a dotted line. As shown in FIG. 3, the fixed electrode 22 is connected to the signal pad 28. Further, the ground pad 29 is arranged to face the signal pad 28 so as to sandwich the fixed electrode 22.

固定基板部２０における可動部１０との対向面の法線方向（図１の矢印Ａで示す方向）からの平面視において、可動電極１２及び固定電極２２が壁部２４の外周から外側にはみ出していない。これにより、圧力センサ１００に圧力が印加され、可動電極１２が撓んだ後における寄生容量の変化が抑制される。すなわち、圧力センサ１００に対して圧力が印加される前の寄生容量と圧力センサ１００に対して圧力が印加された後の寄生容量との差が低減する。これにより、寄生容量の変化が抑制されるため、圧力センサ１００の測定精度が向上する。実施形態によれば、可動部１０の屈曲時でも高い測定精度の圧力センサ１００を提供することができる。 The movable electrode 12 and the fixed electrode 22 protrude outward from the outer periphery of the wall portion 24 in a plan view from the normal direction (direction indicated by the arrow A in FIG. 1) of the surface of the fixed substrate portion 20 facing the movable portion 10. No. As a result, pressure is applied to the pressure sensor 100, and the change in parasitic capacitance after the movable electrode 12 is bent is suppressed. That is, the difference between the parasitic capacitance before the pressure is applied to the pressure sensor 100 and the parasitic capacitance after the pressure is applied to the pressure sensor 100 is reduced. As a result, the change in parasitic capacitance is suppressed, so that the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved. According to the embodiment, it is possible to provide the pressure sensor 100 with high measurement accuracy even when the movable portion 10 is bent.

＜実施形態＞
図４は、実施形態に係る圧力センサ１００の一例を示す断面図である。図５は、圧力センサ１００の平面図の一例である。図４は、図５のＦ−Ｆ線に沿った断面を示している。また、図４は、図２のＣ−Ｃ線における断面及び図３のＥ−Ｅ線における断面に対応している。図５では、４つの圧力センサ１００（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１００Ｄ）が例示されると共に、コネクタ２００及び静電容量測定回路３００が例示される。図５の例では、４つの圧力センサ１００が例示されているが、圧力センサ１００の個数は増減可能である。４つの圧力センサ１００は、シート基板１１を共有する。 <Embodiment>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the pressure sensor 100 according to the embodiment. FIG. 5 is an example of a plan view of the pressure sensor 100. FIG. 4 shows a cross section taken along the line FF of FIG. Further, FIG. 4 corresponds to the cross section taken along the line CC of FIG. 2 and the cross section taken along the line EE of FIG. In FIG. 5, four pressure sensors 100 (100A, 100B, 100C and 100D) are exemplified, and a connector 200 and a capacitance measuring circuit 300 are exemplified. In the example of FIG. 5, four pressure sensors 100 are illustrated, but the number of pressure sensors 100 can be increased or decreased. The four pressure sensors 100 share the sheet substrate 11.

可動部１０は、シート基板１１、可動電極１２、信号線１５、グランド線１６を含む。シート基板１１は、可撓性を有する部材（例えば、ポリイミド）で形成される。シート基板１１の下面に可動電極１２、信号線１５、グランド線１６が設けられている。可動電極１２、信号線１５、グランド線１６は、導電性を有する。可動電極１２は、導体部１３Ａ及びメッキ部１４Ｂを有する。信号線１５は、導体部１３Ｂ及びメッキ部１４Ｂを有する。グランド線１６は、導体部１３Ｃ及びメッキ部１４Ｃを有する。導体部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、例えば、Ｃｕ（銅）等の金属で形成されている。メッキ部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）等で形成されている。なお、導体部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを総称する場合、導体部１３と称し、メッキ部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを総称する場合、メッキ部１４と称する。 The movable portion 10 includes a sheet substrate 11, a movable electrode 12, a signal line 15, and a ground line 16. The sheet substrate 11 is made of a flexible member (for example, polyimide). A movable electrode 12, a signal line 15, and a ground line 16 are provided on the lower surface of the sheet substrate 11. The movable electrode 12, the signal line 15, and the ground line 16 have conductivity. The movable electrode 12 has a conductor portion 13A and a plating portion 14B. The signal line 15 has a conductor portion 13B and a plating portion 14B. The ground wire 16 has a conductor portion 13C and a plating portion 14C. The conductor portions 13A, 13B, and 13C are made of, for example, a metal such as Cu (copper). The plated portions 14A, 14B, and 14C are made of, for example, Ti (titanium), Au (gold), or the like. When the conductor portions 13A, 13B, and 13C are generically referred to, they are referred to as the conductor portion 13, and when the plated portions 14A, 14B, and 14C are collectively referred to, they are referred to as the plated portion 14.

固定基板部２０は、基板部２１、固定電極２２、金属膜２５、信号パッド２８、グランドパッド２９を含む。基板部２１は、容易に変形しない部材（例えば、ガラス）で形成される。基板部２１の厚さは、例えば、３００μｍ以上６００μｍ以下であるが、この範囲に限定されない。基板部２１が容易に変形しない部材で形成されるため、シート基板１１への圧力の印加により可動部１０が撓んでも、固定基板部２０の変形は抑制される。基板部２１の上面に固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９が配置されている。基板部２１の上面は、シート基板１１の下面と対向している。固定電極２２、金属膜２５、信号パッド２８、グランドパッド２９は、導電性を有する。固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９は、例えば、Ｃｒ（クロム）等で形成されている。金属膜２５は、例えば、Ｔｉ、Ａｕ等で形成されている。 The fixed substrate portion 20 includes a substrate portion 21, a fixed electrode 22, a metal film 25, a signal pad 28, and a ground pad 29. The substrate portion 21 is formed of a member (for example, glass) that does not easily deform. The thickness of the substrate portion 21 is, for example, 300 μm or more and 600 μm or less, but is not limited to this range. Since the substrate portion 21 is formed of a member that does not easily deform, even if the movable portion 10 bends due to the application of pressure to the sheet substrate 11, the deformation of the fixed substrate portion 20 is suppressed. A fixed electrode 22, a signal pad 28, and a ground pad 29 are arranged on the upper surface of the substrate portion 21. The upper surface of the substrate portion 21 faces the lower surface of the sheet substrate 11. The fixed electrode 22, the metal film 25, the signal pad 28, and the ground pad 29 have conductivity. The fixed electrode 22, the signal pad 28, and the ground pad 29 are made of, for example, Cr (chromium) or the like. The metal film 25 is made of, for example, Ti, Au, or the like.

固定基板部２０には、固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９の周囲を囲むと共に、固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９の一部を覆う絶縁部２３が設けられている。絶縁部２３は、第１絶縁膜２６、第２絶縁膜２７を有する。第１絶縁膜２６は、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）等によって形成されている。第２絶縁膜２７は、ＳｉＮ（窒化ケイ素）によって形成されている。固定電極２２の一部を覆う絶縁部２３Ａ上に壁部２４Ａが設けられている。絶縁部２３Ａ及び壁部２４Ａは、基板部２１上において、中空部３０を囲むように設けられている。信号パッド２８の一部を覆う絶縁部２３Ｂ上に壁部２４Ｂが設けられている。グランド
パッド２９の一部を覆う絶縁部２３Ｃ上に壁部２４Ｃが設けられている。壁部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、例えば、Ｃｕ等の金属で形成されている。なお、絶縁部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを総称する場合、絶縁部２３と称する。 The fixed substrate portion 20 is provided with an insulating portion 23 that surrounds the fixed electrode 22, the signal pad 28, and the ground pad 29, and also covers a part of the fixed electrode 22, the signal pad 28, and the ground pad 29. The insulating portion 23 has a first insulating film 26 and a second insulating film 27. The first insulating film 26 is formed of, for example, TEOS (tetraethoxysilane), SiO ₂ (silicon dioxide), or the like. The second insulating film 27 is formed of SiN (silicon nitride). A wall portion 24A is provided on the insulating portion 23A that covers a part of the fixed electrode 22. The insulating portion 23A and the wall portion 24A are provided on the substrate portion 21 so as to surround the hollow portion 30. A wall portion 24B is provided on the insulating portion 23B that covers a part of the signal pad 28. A wall portion 24C is provided on the insulating portion 23C that covers a part of the ground pad 29. The wall portions 24A, 24B, and 24C are made of a metal such as Cu, for example. When the insulating portions 23A, 23B, and 23C are collectively referred to, they are referred to as the insulating portion 23.

絶縁部２３（２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ）及び壁部２４（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）が、可動部１０と固定基板部２０とを接合することで可動部１０と固定基板部２０とが一体となり、圧力センサ１００が形成される。壁部２４Ｂは、信号線１５及び信号パッド２８に接触している。壁部２４Ｂを介して、信号線１５が信号パッド２８に電気的に接続されている。固定電極２２が、信号パッド２８に接続されているため、信号線１５が固定電極２２に電気的に接続されている。壁部２４Ｃを介して、グランド線１６がグランドパッド２９に電気的に接続されている。圧力センサ１００は、可動電極１２及び固定電極２２を電極板とするコンデンサとして動作する。 The insulating portion 23 (23A, 23B, 23C) and the wall portion 24 (24A, 24B, 24C) join the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20 to integrate the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20. The pressure sensor 100 is formed. The wall portion 24B is in contact with the signal line 15 and the signal pad 28. The signal line 15 is electrically connected to the signal pad 28 via the wall portion 24B. Since the fixed electrode 22 is connected to the signal pad 28, the signal line 15 is electrically connected to the fixed electrode 22. The ground wire 16 is electrically connected to the ground pad 29 via the wall portion 24C. The pressure sensor 100 operates as a capacitor having the movable electrode 12 and the fixed electrode 22 as electrode plates.

図５に示すように、複数の信号線１５がコネクタ２００に接続されている。コネクタ２００は、静電容量測定回路３００に接続されている。図５に例示されるように、シート基板１１を共有して複数の圧力センサ１００を並べることが可能である。すなわち、単一のシート基板１１に複数の可動電極１２を設けることにより、単一のシート基板１１に複数の可動電極１２及び複数の固定基板部２０を列状、格子状又はアレイ状に配置することが可能である。したがって、圧力センサ１００は、単一のシート基板１１を共有する複数のセンサ素子を有する。この場合、複数の可動電極１２同士が離間し、複数の固定基板部２０同士が離間している。そのため、圧力センサ１００に圧力が印加された際、隣接する複数の可動部１０の一方が、隣接する複数の可動部１０の他方の基板が撓むことを阻害しない。したがって、圧力センサ１００に圧力が印加された際における可動部１０の撓みが阻害されず、圧力センサ１００に印加された圧力を高い精度で測定することができる。 As shown in FIG. 5, a plurality of signal lines 15 are connected to the connector 200. The connector 200 is connected to the capacitance measuring circuit 300. As illustrated in FIG. 5, it is possible to share the sheet substrate 11 and arrange a plurality of pressure sensors 100. That is, by providing the plurality of movable electrodes 12 on the single sheet substrate 11, the plurality of movable electrodes 12 and the plurality of fixed substrate portions 20 are arranged in a row, lattice, or array on the single sheet substrate 11. It is possible. Therefore, the pressure sensor 100 has a plurality of sensor elements that share a single sheet substrate 11. In this case, the plurality of movable electrodes 12 are separated from each other, and the plurality of fixed substrate portions 20 are separated from each other. Therefore, when pressure is applied to the pressure sensor 100, one of the plurality of adjacent movable portions 10 does not prevent the other substrate of the plurality of adjacent movable portions 10 from bending. Therefore, the bending of the movable portion 10 when the pressure is applied to the pressure sensor 100 is not hindered, and the pressure applied to the pressure sensor 100 can be measured with high accuracy.

圧力センサ１００では、中空部３０の上方から圧力センサ１００に圧力が印加されると、印加された圧力に応じて可動部１０が固定基板部２０に向かって撓む。また、圧力センサ１００に圧力が印加されなくなると、圧力センサ１００は圧力が印加される前の状態に戻る。すなわち、圧力センサ１００では、印加された圧力に応じて、可動電極１２と固定電極２２との間の距離が変動する。可動電極１２と固定電極２２との間の距離が変動すると、圧力センサ１００の静電容量が変動する。例えば、図５に例示される静電容量測定回路３００によって圧力センサ１００の静電容量の変動が測定されることで、圧力センサ１００に印加された圧力が検出される。 In the pressure sensor 100, when a pressure is applied to the pressure sensor 100 from above the hollow portion 30, the movable portion 10 bends toward the fixed substrate portion 20 according to the applied pressure. When the pressure is no longer applied to the pressure sensor 100, the pressure sensor 100 returns to the state before the pressure was applied. That is, in the pressure sensor 100, the distance between the movable electrode 12 and the fixed electrode 22 fluctuates according to the applied pressure. When the distance between the movable electrode 12 and the fixed electrode 22 fluctuates, the capacitance of the pressure sensor 100 fluctuates. For example, the pressure applied to the pressure sensor 100 is detected by measuring the fluctuation of the capacitance of the pressure sensor 100 by the capacitance measuring circuit 300 illustrated in FIG.

平面視において、可動電極１２及び固定電極２２が壁部２４の外周から外側にはみ出している場合、可動電極１２が撓んだ後における寄生容量の変化が大きい。実施形態によれば、平面視において、可動電極１２及び固定電極２２が壁部２４の外周から外側にはみ出していない。可動電極１２が撓んだ後における寄生容量の変化が抑制されるため、圧力センサ１００の測定精度が向上する。 In a plan view, when the movable electrode 12 and the fixed electrode 22 protrude outward from the outer circumference of the wall portion 24, the change in parasitic capacitance after the movable electrode 12 is bent is large. According to the embodiment, the movable electrode 12 and the fixed electrode 22 do not protrude outward from the outer circumference of the wall portion 24 in a plan view. Since the change in parasitic capacitance after the movable electrode 12 is bent is suppressed, the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved.

第１絶縁膜２６は、ＴＥＯＳ、ＳｉＯ_２等によって形成された酸化シリコン膜である。酸化シリコン膜は吸湿性を有する。酸化シリコン膜が吸湿することにより、圧力センサ１００の測定に悪影響を与える可能性がある。第２絶縁膜２７は、ＳｉＮによって形成された窒化シリコン膜である。窒化シリコン膜は防湿性の高い部材である。第２絶縁膜２７は、防湿性の高い絶縁膜の一例である。絶縁部２３が第２絶縁膜２７を含むことにより、絶縁部２３の吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。例えば、図４に示すように、第２絶縁膜２７が第１絶縁膜２６を覆うことにより、第１絶縁膜２６の吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。 The first insulating film 26 is a silicon oxide film formed of _{TEOS, SiO 2, and the like.} The silicon oxide film has hygroscopicity. Moisture absorption by the silicon oxide film may adversely affect the measurement of the pressure sensor 100. The second insulating film 27 is a silicon nitride film formed of SiN. The silicon nitride film is a member having high moisture resistance. The second insulating film 27 is an example of an insulating film having high moisture resistance. Since the insulating portion 23 includes the second insulating film 27, the moisture absorption of the insulating portion 23 is suppressed, and the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved. For example, as shown in FIG. 4, when the second insulating film 27 covers the first insulating film 26, the moisture absorption of the first insulating film 26 is suppressed, and the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved.

図４に示すように、中空部３０内であって、固定電極２２上に金属膜２５が設けられて
いる。金属膜２５は、固定電極２２に電気的に接続されている。可動電極１２の外周部分が、絶縁部２３Ａ、壁部２４Ａによって支持されている。壁部２４Ａは、金属部材の一例である。図４の例では、金属膜２５は、中空部３０の中心側から中空部３０の外周側に向かって高くなる段差を有している。したがって、可動電極１２と金属膜２５との間の距離が、中空部３０の中心側から中空部３０の外周側に向かって短くなっている。また、金属膜２５が、中空部３０の中心側から中空部３０の外周側に向かって高くなる傾斜面を有してもよい。中空部３０の上方から圧力センサ１００に圧力が印加されると、可動部１０が固定基板部２０に向かって撓む。可動部１０が撓んだ際、可動電極１２と固定電極２２との間の距離に基づいて、圧力センサ１００に印加された圧力が検出される。可動電極１２の外周部分が、絶縁部２３Ａ、壁部２４Ａによって支持されているため、可動電極１２の中心部分の撓み量が大きく、可動電極１２の外周部分の撓み量が小さい。このため、可動部１０が撓んだ際、中空部３０の中心側における可動電極１２と金属膜２５との間の距離と、中空部３０の外周側における可動電極１２と金属膜２５との間の距離との差が小さくなる。これにより、圧力センサ１００の測定感度が向上し、圧力センサ１００の測定精度が向上する。 As shown in FIG. 4, a metal film 25 is provided on the fixed electrode 22 in the hollow portion 30. The metal film 25 is electrically connected to the fixed electrode 22. The outer peripheral portion of the movable electrode 12 is supported by the insulating portion 23A and the wall portion 24A. The wall portion 24A is an example of a metal member. In the example of FIG. 4, the metal film 25 has a step that increases from the central side of the hollow portion 30 toward the outer peripheral side of the hollow portion 30. Therefore, the distance between the movable electrode 12 and the metal film 25 becomes shorter from the central side of the hollow portion 30 toward the outer peripheral side of the hollow portion 30. Further, the metal film 25 may have an inclined surface that rises from the central side of the hollow portion 30 toward the outer peripheral side of the hollow portion 30. When pressure is applied to the pressure sensor 100 from above the hollow portion 30, the movable portion 10 bends toward the fixed substrate portion 20. When the movable portion 10 is bent, the pressure applied to the pressure sensor 100 is detected based on the distance between the movable electrode 12 and the fixed electrode 22. Since the outer peripheral portion of the movable electrode 12 is supported by the insulating portion 23A and the wall portion 24A, the amount of deflection of the central portion of the movable electrode 12 is large, and the amount of deflection of the outer peripheral portion of the movable electrode 12 is small. Therefore, when the movable portion 10 is bent, the distance between the movable electrode 12 and the metal film 25 on the central side of the hollow portion 30 and the distance between the movable electrode 12 and the metal film 25 on the outer peripheral side of the hollow portion 30 The difference from the distance is small. As a result, the measurement sensitivity of the pressure sensor 100 is improved, and the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved.

図４に示すように、可動部１０における固定基板部２０との対向面の反対面にシールド膜３１が設けられている。シールド膜３１は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ（アルミニウム）等の金属で形成されている。シールド膜３１がシート基板１１を覆うことにより、シート基板１１の吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。可動電極１２及びシールド膜３１が同電位であってもよい。例えば、図６Ａに示すように、オペアンプ３３を可動電極１２及びシールド膜３１に接続し、可動電極１２とシールド膜３１とを同電位にしてもよい。図６Ａは、実施形態に係る圧力センサ１００の一例を示す断面図である。シート基板１１に人体が接触した場合、人体と可動電極１２との間に寄生容量が発生する。可動電極１２及びシールド膜３１が同電位であることで、シールド膜３１に人体が触れた場合における寄生容量の発生が抑制される。寄生容量の発生が抑制されると共に、圧力センサ１００に圧力が印加され、可動電極１２が撓んだ後における寄生容量の変化が抑制されるため、圧力センサ１００の測定精度が向上する。 As shown in FIG. 4, a shield film 31 is provided on the surface of the movable portion 10 opposite to the fixed substrate portion 20. The shield film 31 is made of, for example, a metal such as Ti or Al (aluminum). By covering the sheet substrate 11 with the shield film 31, moisture absorption of the sheet substrate 11 is suppressed, and the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved. The movable electrode 12 and the shield film 31 may have the same potential. For example, as shown in FIG. 6A, the operational amplifier 33 may be connected to the movable electrode 12 and the shield film 31, and the movable electrode 12 and the shield film 31 may have the same potential. FIG. 6A is a cross-sectional view showing an example of the pressure sensor 100 according to the embodiment. When the human body comes into contact with the sheet substrate 11, a parasitic capacitance is generated between the human body and the movable electrode 12. Since the movable electrode 12 and the shield film 31 have the same potential, the generation of parasitic capacitance when the human body touches the shield film 31 is suppressed. Since the generation of parasitic capacitance is suppressed and the change in parasitic capacitance after the pressure is applied to the pressure sensor 100 and the movable electrode 12 is bent is suppressed, the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved.

図５に示すように、各信号線１５を挟んで複数のシールド線３２が配置されている。複数のシールド線３２がコネクタ２００に接続されている。シールド線３２は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ等の金属で形成されている。また、シールド線３２は、導電性樹脂であってもよい。信号線１５を挟んでシールド線３２を配置することにより、信号線１５によって伝播される信号に混入するノイズを抑制することができる。これにより、圧力センサ１００の測定精度が向上する。なお、実施形態において、シールド線３２の形成を省略してもよい。 As shown in FIG. 5, a plurality of shielded wires 32 are arranged with each signal line 15 interposed therebetween. A plurality of shielded wires 32 are connected to the connector 200. The shielded wire 32 is made of, for example, a metal such as Cu or Al. Further, the shielded wire 32 may be a conductive resin. By arranging the shielded wire 32 with the signal line 15 interposed therebetween, noise mixed in the signal propagated by the signal line 15 can be suppressed. As a result, the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved. In the embodiment, the formation of the shielded wire 32 may be omitted.

可動部１０に接続線４１、熱伝導性部材４２及び温度センサ４３が設けられている。図５に示すように、隣接する可動電極１２の間に接続線４１が配置されており、隣接する可動電極１２同士が接続線４１によって接続されている。接続線４１は、可動電極１２と同じ材料で形成されているが、接続線４１は、熱伝導性樹脂で形成されてもよい。可動電極１２同士が接続されることにより、複数の可動電極１２の温度が均等化される。複数の可動電極１２のうちの両端の可動電極１２には、熱伝導性部材４２が接続されている。複数の可動電極１２の熱が熱伝導性部材４２に伝わるため、複数の可動電極１２の温度と熱伝導性部材４２の温度とが一致する。温度センサ４３が、熱伝導性部材４２の近傍に配置されている。図５に例示するように、温度センサ４３が、熱伝導性部材４２に隣接して配置されてもよい。温度センサ４３は、熱伝導性部材４２の温度を測定する。これにより、温度センサ４３は、熱伝導性部材４２の温度を可動電極１２の温度として測定することができる。 The movable portion 10 is provided with a connecting wire 41, a heat conductive member 42, and a temperature sensor 43. As shown in FIG. 5, a connecting line 41 is arranged between the adjacent movable electrodes 12, and the adjacent movable electrodes 12 are connected to each other by the connecting line 41. The connecting wire 41 is made of the same material as the movable electrode 12, but the connecting wire 41 may be made of a heat conductive resin. By connecting the movable electrodes 12 to each other, the temperatures of the plurality of movable electrodes 12 are equalized. A heat conductive member 42 is connected to the movable electrodes 12 at both ends of the plurality of movable electrodes 12. Since the heat of the plurality of movable electrodes 12 is transferred to the heat conductive member 42, the temperature of the plurality of movable electrodes 12 and the temperature of the heat conductive member 42 match. The temperature sensor 43 is arranged in the vicinity of the heat conductive member 42. As illustrated in FIG. 5, the temperature sensor 43 may be arranged adjacent to the heat conductive member 42. The temperature sensor 43 measures the temperature of the heat conductive member 42. As a result, the temperature sensor 43 can measure the temperature of the heat conductive member 42 as the temperature of the movable electrode 12.

温度センサ４３は、コネクタ２００に接続されている。静電容量測定回路３００は、温度センサ４３によって測定された温度データを取得する。シート基板１１、可動電極１２、基板部２１、固定電極２２の各熱膨張係数が異なる場合、温度変化により静電容量が変化する。静電容量測定回路３００は、温度データを用いて静電容量を補正して、可動電極１２に印加された圧力を測定する。これにより、圧力センサ１００の測定精度が向上する。なお、実施形態において、接続線４１、熱伝導性部材４２、温度センサ４３の形成を省略してもよい。 The temperature sensor 43 is connected to the connector 200. The capacitance measurement circuit 300 acquires the temperature data measured by the temperature sensor 43. When the coefficient of thermal expansion of the sheet substrate 11, the movable electrode 12, the substrate portion 21, and the fixed electrode 22 are different, the capacitance changes due to the temperature change. The capacitance measuring circuit 300 corrects the capacitance using the temperature data and measures the pressure applied to the movable electrode 12. As a result, the measurement accuracy of the pressure sensor 100 is improved. In the embodiment, the formation of the connecting wire 41, the heat conductive member 42, and the temperature sensor 43 may be omitted.

図６Ｂは、実施形態に係る圧力センサ１００の一例を示す断面図である。図６Ｂでは、圧力センサ１００の一部を拡大して示している。図６Ｂに示すように、中空部３０内であって、固定電極２２上に突起部材３４が設けられている。突起部材３４の個数は単数であってもよいし、複数であってもよい。突起部材３４は、絶縁性部材である。突起部材３４は、ＳｉＮによって形成された窒化シリコン膜であってもよい。第２絶縁膜２７及び突起部材３４が、同一の材料で形成されてもよい。第２絶縁膜２７及び突起部材３４が、同一の工程によって形成されてもよい。中空部３０の上方から圧力センサ１００に圧力が印加されると、可動部１０が固定基板部２０に向かって撓む。可動部１０が撓んだ際、可動電極１２が撓むことにより可動電極１２が固定電極２２に接触すると、可動電極１２と固定電極２２とが短絡する。可動部１０が撓んだ際、突起部材３４が可動電極１２と固定電極２２との接触を阻止するため、可動電極１２と固定電極２２との短絡が回避される。中空部３０内であって、金属膜２５上に突起部材３４が設けられてもよい。また、中空部３０内であって、固定電極２２上に突起部材３４が設けられると共に、金属膜２５上に突起部材３４が設けられてもよい。可動部１０が撓んだ際、突起部材３４が可動電極１２と金属膜２５との接触を阻止するため、可動電極１２と金属膜２５との短絡が回避される。 FIG. 6B is a cross-sectional view showing an example of the pressure sensor 100 according to the embodiment. In FIG. 6B, a part of the pressure sensor 100 is enlarged and shown. As shown in FIG. 6B, the protrusion member 34 is provided on the fixed electrode 22 in the hollow portion 30. The number of the protrusion members 34 may be singular or plural. The protrusion member 34 is an insulating member. The protrusion member 34 may be a silicon nitride film formed of SiN. The second insulating film 27 and the protrusion 34 may be made of the same material. The second insulating film 27 and the protrusion member 34 may be formed by the same process. When pressure is applied to the pressure sensor 100 from above the hollow portion 30, the movable portion 10 bends toward the fixed substrate portion 20. When the movable portion 10 is bent, when the movable electrode 12 comes into contact with the fixed electrode 22 due to the bending of the movable electrode 12, the movable electrode 12 and the fixed electrode 22 are short-circuited. When the movable portion 10 is bent, the protrusion member 34 prevents the movable electrode 12 from coming into contact with the fixed electrode 22, so that a short circuit between the movable electrode 12 and the fixed electrode 22 is avoided. The protrusion member 34 may be provided on the metal film 25 in the hollow portion 30. Further, in the hollow portion 30, the protrusion member 34 may be provided on the fixed electrode 22, and the protrusion member 34 may be provided on the metal film 25. When the movable portion 10 is bent, the protrusion member 34 prevents the movable electrode 12 from coming into contact with the metal film 25, so that a short circuit between the movable electrode 12 and the metal film 25 is avoided.

＜圧力センサ１００の製造工程＞
図７（Ａ）から図１４（Ｂ）は、圧力センサ１００の製造工程の一例を示す図である。以下、図７（Ａ）から図１４（Ｂ）を参照して、圧力センサ１００の製造工程の一例について説明する。 <Manufacturing process of pressure sensor 100>
7 (A) to 14 (B) are views showing an example of a manufacturing process of the pressure sensor 100. Hereinafter, an example of the manufacturing process of the pressure sensor 100 will be described with reference to FIGS. 7 (A) to 14 (B).

（固定基板部２０の製造工程）
図７（Ａ）から図１０（Ｂ）は固定基板部２０の製造工程の一例を示す。図７（Ａ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）は、固定基板部２０の平面図である。図７（Ｂ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）は、固定基板部２０の断面図である。図７（Ｂ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）のそれぞれは、図７（Ａ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）の各Ｇ−Ｇ線に沿った断面を示している。図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、基板部２１の可動部１０に対向する面上に固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９が形成される。固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９の各厚みは、例えば、２００ｎｍであるが、この値に限定されない。次に、図８（Ａ）、図８（Ｂ）では、固定電極２２の一部、信号パッド２８の一部、グランドパッド２９の一部を覆うように第１絶縁膜２６が形成される。第１絶縁膜２６の厚みは、例えば、５５０ｎｍであるが、この値に限定されない。続いて、図９（Ａ）、図９（Ｂ）では、第１絶縁膜２６を覆うように第２絶縁膜２７が形成される。これにより、絶縁部２３Ａが固定電極２２の一部を覆い、絶縁部２３Ｂが信号パッド２８の一部を覆い、絶縁部２３Ｃがグランドパッド２９の一部を覆う。絶縁部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、第１絶縁膜２６、第２絶縁膜２７を有する。第２絶縁膜２７の厚みは、例えば、１００ｎｍであるが、この値に限定されない。固定電極２２、絶縁部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、信号パッド２８、グランドパッド２９は、例えば、フォトリソグラフィー及びエッチングを行うことによって、所定パターンに形成される。 (Manufacturing process of fixed substrate portion 20)
7 (A) to 10 (B) show an example of the manufacturing process of the fixed substrate portion 20. 7 (A), 8 (A), 9 (A), and 10 (A) are plan views of the fixed substrate portion 20. 7 (B), 8 (B), 9 (B), and 10 (B) are cross-sectional views of the fixed substrate portion 20. 7 (B), 8 (B), 9 (B), and 10 (B) are shown in FIGS. 7 (A), 8 (A), 9 (A), and 10 (A), respectively. The cross section along each GG line of is shown. In FIGS. 7A and 7B, the fixed electrode 22, the signal pad 28, and the ground pad 29 are formed on the surface of the substrate portion 21 facing the movable portion 10. The thickness of each of the fixed electrode 22, the signal pad 28, and the ground pad 29 is, for example, 200 nm, but is not limited to this value. Next, in FIGS. 8A and 8B, the first insulating film 26 is formed so as to cover a part of the fixed electrode 22, a part of the signal pad 28, and a part of the ground pad 29. The thickness of the first insulating film 26 is, for example, 550 nm, but is not limited to this value. Subsequently, in FIGS. 9A and 9B, the second insulating film 27 is formed so as to cover the first insulating film 26. As a result, the insulating portion 23A covers a part of the fixed electrode 22, the insulating portion 23B covers a part of the signal pad 28, and the insulating portion 23C covers a part of the ground pad 29. The insulating portions 23A, 23B, and 23C have a first insulating film 26 and a second insulating film 27. The thickness of the second insulating film 27 is, for example, 100 nm, but is not limited to this value. The fixed electrode 22, the insulating portions 23A, 23B, 23C, the signal pad 28, and the ground pad 29 are formed in a predetermined pattern by, for example, photolithography and etching.

次いで、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）では、メッキ処理を行うことにより、固定基板部
２０に壁部２４及び金属膜２５が形成される。詳細には、絶縁部２３Ａ上に壁部２４Ａが形成され、絶縁部２３Ｂ上に壁部２４Ｂが形成され、絶縁部２３Ｃ上に壁部２４Ｃが形成され、固定電極２２上に金属膜２５が形成される。壁部２４Ｂが、信号パッド２８に接触しており、壁部２４Ｂと信号パッド２８とが電気的に接続される。壁部２４Ｃが、グランドパッド２９に接触しており、壁部２４Ｂとグランドパッド２９とが電気的に接続される。なお、壁部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃを総称する場合、壁部２４と称する。金属膜２５が、固定電極２２に接触しており、金属膜２５が固定電極２２に電気的に接続される。また、金属膜２５が固定電極２２上の第２絶縁膜２７の一部を覆うことにより、金属膜２５に段差が形成される。なお、壁部２４及び金属膜２５をスパッタリングにより形成してもよい。即ち、スパッタ装置にて固定基板部２０にメッキ層を成膜した後で、レジストを塗布してエッチングすることによって壁部２４及び金属膜２５のパターンを形成してもよい。 Next, in FIGS. 10A and 10B, the wall portion 24 and the metal film 25 are formed on the fixed substrate portion 20 by performing the plating treatment. Specifically, the wall portion 24A is formed on the insulating portion 23A, the wall portion 24B is formed on the insulating portion 23B, the wall portion 24C is formed on the insulating portion 23C, and the metal film 25 is formed on the fixed electrode 22. Will be done. The wall portion 24B is in contact with the signal pad 28, and the wall portion 24B and the signal pad 28 are electrically connected. The wall portion 24C is in contact with the ground pad 29, and the wall portion 24B and the ground pad 29 are electrically connected. When the wall portions 24A, 24B, and 24C are collectively referred to, they are referred to as the wall portion 24. The metal film 25 is in contact with the fixed electrode 22, and the metal film 25 is electrically connected to the fixed electrode 22. Further, the metal film 25 covers a part of the second insulating film 27 on the fixed electrode 22, so that a step is formed in the metal film 25. The wall portion 24 and the metal film 25 may be formed by sputtering. That is, the pattern of the wall portion 24 and the metal film 25 may be formed by forming a plating layer on the fixed substrate portion 20 with a sputtering apparatus and then applying a resist and etching.

（可動部１０の製造工程）
図１１（Ａ）から図１４（Ｂ）は可動部１０の製造工程の一例を示す。
図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）、図１４（Ａ）は、可動部１０の平面図である。図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）は、可動部１０の断面図である。図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）のそれぞれは、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）、図１４（Ａ）の各Ｊ−Ｊ線に沿った断面を示している。図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）では、サポート基板５０に固定されたシート基板１１の固定基板部２０に対向する面上に導体部１３が形成される。導体部１３は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によって平坦化される。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）
では、導体部１３上にメッキ部１４が形成される。例えば、導体部１３上に５０ｎｍの厚みのＴｉと、１００ｎｍの厚みのＡｕとを形成することにより、導体部１３上にメッキ部１４が形成されてもよい。図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）では、フォトリソグラフィー及びエッチングを行うことにより、導体部１３、メッキ部１４のパターンが形成される。これにより、シート基板１１の固定基板部２０に対向する面上に可動電極１２、信号線１５、グランド線１６、接続線４１が形成される。図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）では、可動部１０からサポート基板５０が剥離される。 (Manufacturing process of moving part 10)
11 (A) to 14 (B) show an example of the manufacturing process of the movable portion 10.
11 (A), 12 (A), 13 (A), and 14 (A) are plan views of the movable portion 10. 11 (B), 12 (B), 13 (B), and 14 (B) are cross-sectional views of the movable portion 10. 11 (B), 12 (B), 13 (B), and 14 (B), respectively, are FIG. 11 (A), FIG. 12 (A), FIG. 13 (A), and FIG. 14 (A), respectively. The cross section along each JJ line of is shown. In FIGS. 11A and 11B, the conductor portion 13 is formed on the surface of the sheet substrate 11 fixed to the support substrate 50 facing the fixed substrate portion 20. The conductor portion 13 is flattened by CMP (Chemical Mechanical Polishing). 12 (A), 12 (B)
Then, the plating portion 14 is formed on the conductor portion 13. For example, the plated portion 14 may be formed on the conductor portion 13 by forming Ti having a thickness of 50 nm and Au having a thickness of 100 nm on the conductor portion 13. In FIGS. 13 (A) and 13 (B), a pattern of the conductor portion 13 and the plating portion 14 is formed by performing photolithography and etching. As a result, the movable electrode 12, the signal line 15, the ground line 16, and the connecting line 41 are formed on the surface of the sheet substrate 11 facing the fixed substrate portion 20. In FIGS. 14A and 14B, the support substrate 50 is peeled off from the movable portion 10.

（可動部１０と固定基板部２０の接合工程）
図１５は、固定基板部２０と可動部１０とを接合する工程の一例を示す。図１５では、可動部１０と固定基板部２０とが接合される。接合方法は特に限定されない。可動部１０と固定基板部２０とは、例えば、常温接合によって接合されてもよい。常温接合では、例えば、メッキ部１４の壁部２４に対向する面と壁部２４のメッキ部１４に対向する面とに対して、当該面を平滑にする処理と当該面から不純物を除去して清浄にする処理とが行われる。これらの処理が施されたメッキ部１４と壁部２４とが接触すると、メッキ部１４と壁部２４との間で働く分子間力によって、可動部１０と固定基板部２０とが接合される。図１６に示すように、可動部１０にシールド膜３１を形成してもよい。図１６は、シールド膜３１を成膜する工程の一例を示す。図１６では、シート基板１１の固定基板部２０に対向する面の反対面上にシールド膜３１が形成される。 (Joining process of moving part 10 and fixed substrate part 20)
FIG. 15 shows an example of a step of joining the fixed substrate portion 20 and the movable portion 10. In FIG. 15, the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20 are joined. The joining method is not particularly limited. The movable portion 10 and the fixed substrate portion 20 may be joined by, for example, room temperature joining. In the room temperature bonding, for example, the surface of the plated portion 14 facing the wall portion 24 and the surface of the wall portion 24 facing the plated portion 14 are smoothed and impurities are removed from the surface. The process of cleaning is performed. When the plated portion 14 and the wall portion 24 that have been subjected to these treatments come into contact with each other, the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20 are joined by the intermolecular force acting between the plated portion 14 and the wall portion 24. As shown in FIG. 16, a shield film 31 may be formed on the movable portion 10. FIG. 16 shows an example of a step of forming the shield film 31. In FIG. 16, the shield film 31 is formed on the surface opposite to the surface of the sheet substrate 11 facing the fixed substrate portion 20.

図１７は、図７（Ａ）から図１６までの工程によって製造された圧力センサ１００について、シート基板１１を共有する２つの圧力センサ１００を並べた様子を例示する。図１７では、固定基板部２０がダイシングによって個片化されている。図１７に例示するように、シート基板１１を共有して複数の圧力センサ１００を並べることで、圧力検出の対象とする面積を広げることが可能である。図１７の例では、２つの圧力センサ１００（１００Ａ、１００Ｂ）が例示されているが、圧力センサ１００の個数は増減可能である。 FIG. 17 illustrates a state in which two pressure sensors 100 sharing the sheet substrate 11 are arranged side by side with respect to the pressure sensor 100 manufactured by the steps of FIGS. 7A to 16. In FIG. 17, the fixed substrate portion 20 is separated by dicing. As illustrated in FIG. 17, by sharing the sheet substrate 11 and arranging a plurality of pressure sensors 100, it is possible to expand the area targeted for pressure detection. In the example of FIG. 17, two pressure sensors 100 (100A, 100B) are illustrated, but the number of pressure sensors 100 can be increased or decreased.

また、可動部１０と固定基板部２０の接合工程においてメッキ部１４及び壁部２４の表面を平坦化する処理を行わずに、可動部１０、固定基板部２０それぞれの製造工程で、表
面の平坦性を担保するようにしてもよい。例えば、可動部１０の製造工程において、シート基板１１に対して可動電極１２となる金属（例えばＣｕ）をＣＭＰ処理して平坦にし、その上にスパッタ装置でメッキ部１４を成膜してもよい。 Further, the surface of the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20 is flattened in the manufacturing process of each of the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20 without performing the process of flattening the surfaces of the plated portion 14 and the wall portion 24 in the joining process of the movable portion 10 and the fixed substrate portion 20. You may try to guarantee the sex. For example, in the manufacturing process of the movable portion 10, the metal (for example, Cu) to be the movable electrode 12 may be CMP-treated on the sheet substrate 11 to make it flat, and the plated portion 14 may be formed on the sheet substrate 11 by a sputtering device. ..

＜付記＞
第１電極（１２）を含むフレキシブル基板（１０）と、
前記フレキシブル基板（１０）に対向して配置され、前記第１電極（１２）との間に中空部（３０）を介して前記第１電極に（１２）対向配置される第２電極（２２）を含む硬質基板（２０）と、
前記フレキシブル基板（１０）と前記硬質基板（２０）との間であって、前記中空部を囲むように設けられ、前記フレキシブル基板（１０）と前記硬質基板（２０）とを接合する接合部（２４）と、
を備え、
前記硬質基板（２０）における前記フレキシブル基板（１０）との対向面の法線方向からの平面視において、前記第１電極（１２）及び前記第２電極（２２）が前記接合部（２４）の外周から外側にはみ出していない、
ことを特徴とする静電容量式圧力センサ（１００）。 <Additional notes>
A flexible substrate (10) including the first electrode (12) and
A second electrode (22) arranged to face the flexible substrate (10) and (12) opposed to the first electrode via a hollow portion (30) between the flexible substrate (10) and the first electrode (12). Hard substrate (20) including
A joint portion between the flexible substrate (10) and the hard substrate (20), which is provided so as to surround the hollow portion and joins the flexible substrate (10) and the rigid substrate (20). 24) and
With
In a plan view from the normal direction of the surface of the hard substrate (20) facing the flexible substrate (10), the first electrode (12) and the second electrode (22) are of the joint portion (24). It does not protrude from the outer circumference to the outside,
Capacitive pressure sensor (100).

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ・・・圧力センサ
１０・・・可動部
１１・・・シート基板
１２・・・可動電極
１５・・・信号線
１６・・・グランド線
２０・・・固定基板部
２１・・・基板部
２２・・・固定電極
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ・・・絶縁部
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ・・・壁部
２５・・・金属膜
２６・・・第１絶縁膜
２７・・・第２絶縁膜
３０・・・中空部 100, 100A, 100B, 100C, 100D ... Pressure sensor 10 ... Movable part 11 ... Sheet substrate 12 ... Movable electrode 15 ... Signal line 16 ... Ground wire 20 ... Fixed substrate Part 21 ... Substrate part 22 ... Fixed electrode 23, 23A, 23B, 23C ... Insulation part 24, 24A, 24B, 24C ... Wall part 25 ... Metal film 26 ... First insulation Film 27 ... Second insulating film 30 ... Hollow part

Claims

Flexible substrate including the first electrode and
A hard substrate including a second electrode which is arranged to face the flexible substrate and is arranged to face the first electrode via a hollow portion between the flexible substrate and the first electrode.
A joint portion between the flexible substrate and the hard substrate, which is provided so as to surround the hollow portion and joins the flexible substrate and the hard substrate.
With
In plan view from the normal direction of the opposed surfaces of the flexible substrate before Symbol hard substrate, the first electrode and the second electrode is not protrude outwardly from the outer periphery of the joint portion,
The joint includes a metal member arranged on the flexible substrate side and in contact with the first electrode, and a highly moisture-proof insulating film arranged on the hard substrate side.
Capacitive pressure sensor.

A metal film provided in the hollow portion and electrically connected to the second electrode is provided.
The outer peripheral portion of the first electrode is supported by the joint portion, and the outer peripheral portion thereof is supported by the joint portion.
The distance between the first electrode and the metal film is shortened from the central side of the hollow portion toward the outer peripheral side of the hollow portion.
The capacitance type pressure sensor according to claim 1.

A signal line electrically connected to the second electrode and provided on the flexible substrate, and
The shielded wire provided on the flexible substrate and
With
A shielded wire is arranged across the signal wire,
The capacitive pressure sensor according to claim 1 or 2.

A thermally conductive member provided on the flexible substrate and connected to the first electrode, and
A temperature sensor provided on the flexible substrate and arranged in the vicinity of the heat conductive member,
The capacitance type pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising.

A shield film provided on the surface of the flexible substrate opposite to the surface facing the hard substrate is provided.
The capacitive pressure sensor according to any one of claims 1 to 4.

The first electrode and the shield film have the same potential.
The capacitance type pressure sensor according to claim 5.

An insulating protrusion member provided in the hollow portion and arranged on the second electrode is provided.
The capacitance type pressure sensor according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that.

The flexible substrate includes a plurality of the first electrodes.
A plurality of the second electrodes corresponding to the plurality of the first electrodes, the plurality of the hard substrates, and the plurality of the joints are provided.
The capacitive pressure sensor according to any one of claims 1 to 7.