JPH04502203A - 過大圧係止機構および自由端構造を有する固体差圧センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 過大圧係止機構および自由端構造を有する固体差圧センサー本発明は、ダイヤフ ラムの両面から内側へ向けて溝を形成して中心偏向部を画成し、薄壁部すなわち ウェブでリムから中心偏向部を線引きすることによってもたらされる“自由端。

効果を有するダイヤフラム構造を含む。リムはベースプレート上に支持され、中 心偏向部はベースプレートに対して偏向する。中心偏向部は、好適には、中心部 が偏向するにつれて平坦になり、差圧が定められた限界に達したとき、ベースプ レート上に機械的に支持される係止面として用いられる凹面を有する。

図示されるように、ウェブを形成する溝は周辺に位置する。

すなわち、溝は、正方形、矩形、または円形でありうる外周形状にかかわらず、 ダイヤフラム中心部を完全に取囲む。ダイヤフラムのリムは、好適にはガラスで 作られるベース支持プレート層に対して支持される。

圧力差がダイヤフラムに印加されると、ダイヤフラムは偏向し、自由端構造によ って、ダイヤフラムの中心部をリムに結合するウェブはダイヤフラムの中心部が 運動または偏向するのを許容する。ダイヤフラム中心部の表面または表面部分は 、定格圧力の約２倍で、ガラスペース支持プレートまたは層の整列表面（ａｌｌ ｇｎｌｎｇ　５ｕｒｆａｃｅ）すなわち表面部分と接触するように移動する。付 加的な過大圧はダイヤフラム中の応力をほとんど増大させない。さらに、好適に は、ダイヤフラムおよびウェブは、高い圧力がダイヤフラムの片側に印加されて 中心部が偏向されるとき、その上にダイヤフラムが支持されるベースプレートの 内部およびダイヤフラムのウェブ内部の応力レベルが、実質的に同時に、夫々の 動作応力レベルに達するような寸法を有する。

同一の圧力差のもとでの偏向が等しいようにする場合、自由端構造を有して製作 されるダイヤフラムは、同直径の固定端ダイヤフラムに比較し、より厚いもろい 材料からなるウェハーで作ることができる。厚さを増すことによって、ウェハー がプロセス中の偶発的な衝撃負荷（取扱いに起因する）で破損する可能性が減少 する。

中心部を分離するために形成され、自由端偏向特性を付与する溝は、シリコンウ ェハーを用いる場合は、既知のエツチング技術を用いてウェハーの両面から同時 にエツチングで作製することができる。このウェハーは、４また取扱うのに十分 頑丈であるので、ベース支持プレートまたは層に接着する前に両面を磨くことが できる。

３層“サンドイッチ°圧力セルは、ダイヤフラムが形成されているウェハー（好 適にはシリコンまたは他のもろい材料）の両側にベースプレートまたはウェハー （好適にはガラス）を配置し、次にベースプレートをダイヤフラムウェハーの両 側に接着することによって形成される。次いで、個々の圧力検知セルは形成され たセルのバッチから分離切断される。

図面を参照すると、 第１図は本発明に従って製作されたダイヤフラムを有する検知セルの断面図、 第２図は第１図の検知上ノＣ中で使用されているダイヤフラムの平面図、 第３図は変形した本発明のセンサーセル構造の断面図、第４図および第４Ａ図は 本発明に従って製作された圧力センサーのダイヤフラムに対する典型的な寸法を 示すための概略図、 第５．第６．第７および第８図は本発明の変形例として製作されたダイヤフラム の断面図である。

ローズマウント社（Ｒｏｓｅｓｏｕｎｔ　Ｉｎｃ、）の国際特許公報ＷＯｇ８１ ００３３５中の説明によって例示されるように、ダイヤフラムの片側に圧力をか けてふくらませ、次にそのふくらんだ部分を研磨したり、ラッピングしたりして 除去することによって形成した凹面またはくぼみ面ダイヤフラムを用いた圧力セ ンサーは、従来から製作されている。

圧力が解放されると、ダイヤフラムは、ダイヤフラムが所望の動作圧力を越えた とき、ベースプレート上に機械的に支持される係止表面として作用することので きる凹面を有する。

好適には、この係止表面は定格作動圧力の２倍の圧力で係合する。ここに開示さ れるダイヤフラムは、同様の方法で凹面またはくぼみ面を形成するように製作す ることができるが、“自由端°構造を含む。

第１図に、本発明に従って形成された圧力検知セルが全体的に３５で指示されて 示されている。セル３５は、既知の方法で適当な外囲ハウジングまたは支持体中 に配置することもできる。セル３５は、また、複数の独立したセルを形成できる だけの寸法を有するガラスウェハーおよびもろい材料のウェハー（好適にはシリ コン）を用いてバッチ工程で製作することができる。個々のセルのためのダイヤ フラムはウェハー上の適所に形成される。このダイヤフラムは、国際公報Ｗ０８ ＪＩ１００３３５中に記載されているように、等高線状にくぼみを形成すること ができる。

次に、シリコンウェハーがガラスウェハーに接着され、各ダイヤフラムのリムの 周囲をシールまたは接着される。発明のこの態様において、ダイヤフラムは自由 端ダイヤフラムと同様に作用するように作られる。自由端構造はダイヤフラムエ ツジにおける曲げ応力を軽減し、ダイヤフラムを破壊することなくより高い過大 圧を許容するであろう。

圧力検知セル３５は、ガラスベースプレートすなわち層３７および３８の間にサ ンドイッチ状に挟まれたダイヤフラム３６を含む。ベースプレートは、ウェハー 形態にあるとき、ダイヤフラム３６のリム部４０の両側に（好適には陽極接合法 によって）接合される。ダイヤフラム３６は、周縁溝４３および４４によつて形 成された比較的薄いウェブ４２を介してリム部に結合された中心部の作用または 偏向部４１を有する。周縁溝４３および４４は、ダイヤフラムの両側からその中 心面に向かって内部に伸びると共に、中心部４１を包囲している。

ダイヤフラムの中心部４１は、各々ベースプレート３７および３８に面する凹面 ４５および４６を有する。これらの凹面４５および４６は、好適には、両側の人 口開口４７および４８間に最大定格動作差圧の２倍の差圧が作用して中心部分４ １が偏向したとき、ダイヤフラムの凹表面がダイヤフラム中心部の実質的に全表 面にわたって同時に各ガラスベースプレートに接触するように形造られている。

開口４７および４８はＰｌおよびＰ２（第３図）で指示される流体圧力を伝える 。凹面４５および４６は国際特許公報１０８８７００３３５の第２図に開示され ているように形成することができ、あるいは適所をエツチングして所望の等高曲 面を形成することができる。図示されているように、ベースプレート上のダイヤ フラム支持すなわち係止表面３７Ａおよび３７Ｂは、ベースプレート３７および ３８の中心部にエツチングした非常に浅い凹所によって形成されている。この凹 所は、ダイヤフラム中心部の１０％の範囲の深さを有してもよい。

ダイヤフラム３６に差圧がかけられると、偏向中に運動の結合が起こる。ウェブ ４２は、好適には高い過大圧に耐えることができるように可能な限り厚く、かつ 狭く、しかし、固定されたダイヤフラム端部を破損させるような過大圧による応 力は減少させるように十分薄く作られる。

ダイヤフラムの中心部４１は偏向またはたわみを起こし、どちらの方向にダイヤ フラムが偏向しているかに応じて、凹面４５または４６を平らにさせる傾向があ る。その上、中心部４１は各表面３７Ａまたは３８Ａに向かってピストン状運動 をし、同時に各中心部表面４５または４６は平らになろうとする。ダイヤフラム 中心部分４１に最大定格差圧の２倍の差圧がかかると、その表面４５または４６ は過大圧がかけられている間、偏向の方向に依存して、隣接するベースプレート の対応する表面に接触し、確実に係止されてその上に着座させられる。

図示されているように、溝４３および４４は、許容できない集中を起こすことな く応力を分散させるような、丸みを帯びたコーナーを備える略平坦なまたは極め て緩やかな曲面をなす底面４３Ａおよび４４Ａを有する。溝４３Ａおよび４４Ａ は、個々の検知セルを（切断）分離するのに先立って、ダイヤフラムをバッチ製 造するのに用いられるウェハーの両面に所望の深さまで同時にエツチングするこ とができる。もちろん、ダイヤフラムの他の領域はこのエツチング工程の間既知 の方法でマスクすることができる。このダイヤフラム中心部分は、第２図に示さ れているように、一般に円形である。

第３図において、ダイヤフラム５３は、好適にはシリコンまたはそれと同様な卓 越したスプリング材料、例えば単結晶ゲルマニウム、サファイヤ、または石英で 作られる。ダイヤフラム５３は溝５３Ｃおよび５３Ｄによりて形成された中心作 用部分５３Ａを備え、前記溝はリム５３Ｂに対して自由端構造を与えるウェブ５ ３Ｅを備形成する。この中心部分５３Ａは、リム５３Ｂの支持表面と実質的に同 一平面をなす検知表面を有する。

発明のこの実施態様においては、ベースプレート５４はダイヤフラム５３のリム ５３Ｂに接着されている。ベースプレートは、偏向されたダイヤプラムに対する 過大圧係止表面を与えるための階段状凹所５４Ａを有する。図示されているよう に、この凹所は階段状になっていて複数のショルダー（肩）表面５４Ｂを有する 。複数のショルダー表面５４Ｂは、ダイヤフラムが破線で示されているような最 大所望偏向に達した時、ダイヤフラムの偏向された中心部分と複数の接触線で係 合するコーナーを有するように構成されている。

ショルダーのコーナーは、ダイヤフラム中心部分５３Ａがそれ以上偏向しないよ うに機械的に係止し、高い過大圧下での付加的応力を最小にする。階段状の構成 は、過大圧にさらされたときのダイヤフラム応力を減少するように形成されてい る。図を見てわかるように、偏向されたダイヤフラムの形状すなわち輪郭に沿っ てコーナ一部が位置するように、シタルダーの横幅は異なっている。過大圧下に あって偏向された中心部分の全対向表面を支持するために、ベースプレート中に 滑らかな輪郭を有する凹所を設けるのが作用上は好ましい。

係止表面５４Ｂは、中心部５３Ａが係止表面に接触したときウェブにかかる応力 の程度を減少させ、また、ダイヤフラムの中心部にさらにかかる応力の程度を減 少させる。ベースプレート中に設けた滑らかな輪郭を有する凹所による係止表面 は、高い過大圧状態においてさえも、付加的なダイヤフラム応力をほとんど発生 させない支持構造を提供するであろう。

ベースプレートまたはダイヤフラム中に、なめらかな輪郭の凹所または階段状の 凹所を含む凹所を形成することは、インパクトグラインディング（衝撃粉砕）、 モールド、静電放電加工（ＥＤＭ）、またはフォトシェービング（完成型）およ びエツチング（単一工程または一連の工程で）によって達成することができる。

フォトシェービングおよびエツチングは、研削の後または他の工程によって所望 の概略形状を形成した後、仕上げ工程として使用することができる。センサーに 用いられる材料のタイプに応じて、曲面を形成するために必要なら他の許容可能 なタイプのマイクロ機械工作を用いることができる。

ダイヤフラム３６の断面が第４図および第４Ａ図に示されている。そこに図示さ れているダイヤフラムは、文字符号で示されているような寸法を有する。この寸 法は外部寸法（Ｇ）周縁リムの厚さくＡ）；溝の外部寸法（Ｂ）および溝幅（Ｗ ）；比較的平坦な底面部分の幅（Ｃ）および溝ベースのコーナーの半径（Ｒ）； ダイヤフラムのリムの一表面の隣接表面から測った中心偏向部の表面中の凹所の 深さくＦ）；およびダイヤフラムリムの平面からエツジ５１または５２までの距 Ｍ　（Ｅ）を含む。距離（Ｅ）は、ダイヤフラムが対称形なので、中心部の周囲 に沿って同一になる。同様に、溝の全幅（Ｗ）は、底面の幅（Ｃ）と半径（Ｒ） の２倍の和である。

これらの寸法名称を参照すると、シリコンダイヤフラムを用いる定格差圧６ｐｓ ｉの差圧センサーに対して好適な寸法は、以下の通りである： Ａ鱒　、００７４インチ Ｂ−，２６０インチ Ｗ−，０１３フインチ Ｃ−，００９インチ Ｒ−，００２３インチ Ｄ−，００２８インチ Ｅ−，００００５インチ Ｆ−，０００５インチ Ｇ−，４５０インチ ウェブ厚（Ｄ）は、定められた過大圧値のもとで、ウェブ中の応力レベルが所望 のレベルを越えないように、幅（Ｗ）との関係で選択される。

寸法（Ｃ）は最小にするのが望ましいが、溝をエツチングするためのマスクに開 口を設ける必要があるので有限の値を有するであろう。

異なる圧力範囲に対しては著しく異なる寸法が使用されるであろうし、また、直 径の異なるダイヤフラムに対しては違う寸法になるであろう。したがって、上述 の寸法は説明のためだけのものである。

第５〜ｉｇ図は自由端特性を示すダイヤフラムの種々の形状を図示し、これらの 各々はその中心部に湾曲した凹面を有し、あるいは凹所を有するベースプレート と係合して、過大圧保護のための表面対表面接触を行う。半径方向での応力の隔 離（ｒａｄｌａｌ　５ｔｒｅｓｓ　１ｓｏｌａｔｉｏｎ）および曲げ応力の減少 は、第５図に示されたダイヤフラム５６に対しては、一対の一様に離間した周縁 溝５７および５８をダイヤフラムの一方の側の表面５９中に形成することによっ て達成される。溝５７および５８は、横方向すなわち半径方向に離間している。

中心の周縁溝６０がダイヤフラム５６の反対側の表面６１から内部に向かって形 成され、かつ、横方向すなわち半径方向で溝５７および５８の間に位置している ｔ 溝５７および５８は、溝６０との関係で、各溝の内底部表面がダイヤフラムの厚 さ方向でオーバーラツプして、中心部を包囲する２つのウェブまたは壁部分６２ および６３を形成するように十分な深さを有する。換言すれば、溝５７．５８お よび６０はオーバーラツプし、すなわちダイヤフラムの支持面に平行であるダイ ヤフラムの二等分面を越えて伸びる。

壁部分６２および６３は、ダイヤフラムの面に垂直な方向には堅固であるが、ダ イヤフラム５６の中心部６５から半径方向すなわち外向き方向には比較的容易に 曲り、ダイヤフラムの中心部６５およびリム部６４の間の半径方向応力および曲 げ応力を隔離する。

第５図の形状は、シリコンダイヤフラムとガラスペースとの温度係数が異なるこ とによる効果としてスパンに及ぼされる半径方向応力の影響を減少させ、また、 ライン圧力変化によるスパン誤差を減少させる傾向がある。このライン圧力変化 は、半径方向応力がダイヤフラムリムとダイヤプラム中心部間に伝達される他の ダイヤフラムデザイン（すなわち、第１〜第４図）においては半径方向張力をも たらす。

中心部６５は内側ウェブ６３によって定められる。従って、中心部の両側の表面 は寸法が異なるが、各々第３図に示されているように、これらの表面はダイヤフ ラムをサンドイッチするガラスベースプレートに対して確実に係止させるための 凹面を含む。ガラスベースプレートは所望の係止面を提供するように設計される 。

ダイヤフラムと共に用いられるベースプレートは、第５〜第８図に示されている いずれかのダイヤフラムの中心部が平坦面である場合には、必要に応じて、係止 表面となる凹所を備えて適当に形成することができる。

第６図には、ダイヤフラム７０が図示されている。このダイヤプラムは、中心部 ７１および中心部７１を包囲するリム部７２を有する。使用時、リム部７２は支 持体またはベースプレートに接着され、ダイヤフラムに作用する圧力差は中心部 ７１を偏向させる。中心部７１はダイヤフラムの第１の表面７４から内部に伸び る第１の溝７３によって規定され、第１の溝７３は中心部７１をリムから分離す る。第２の溝７５は、ダイヤフラムの反対側表面７６Ａから内部に伸びる。

溝７３および７５は互いに横または半径方向、すなわちダイヤフラムの中心軸お よびリム間の方向にオフセットしており、それらの内底部はダイヤフラムの厚さ 方向でオーバーラツプしている。換言すると、溝の底端はダイヤフラムの厚さの 半分を越えて伸びている。溝は中心部７１をリム７４に結合する薄いウェブ７６ を形成する。ウェブ７６も、半径方向には容易に曲がるが、ダイヤフラムの面に 垂直な方向には堅固である。これも、ダイヤフラムリム位置で曲げ応力を減少さ せる利点をもたらす。

第７図は、自由端の利点を有する同様なダイヤフラム構造を示す。全体を８０で 示されたダイヤフラムは、中心部８１およびリム８２を含む。周縁溝８３はダイ ヤフラムの面８４中に形成され、周縁溝８５はダイヤフラムの反対側表面８６中 に形成されている。満８３および８５は略Ｖ字形であり、それらの内部端部はダ イヤフラムの厚さ方向でオーバーラツプしている。こうして半径方向に柔軟であ って、ダイヤフラムの平面に垂直な方向に堅尉な薄壁部分すなわちウェブ８７が できる。中心部８１は、リムから中心部８１に実質的な半径または曲げ応力を伝 達することなく偏向することができる。

溝８３および８５はダイヤフラムの横方向にオフセットしている。

第７図のＶ字形溝は、ダイヤフラムの一方の側から内部に伸びる２つの溝と、ダ イヤフラムの反対側から内部に伸び、第５図の溝６０と同様に２つの溝の間に位 置する１つの溝によって、第５図に示されているように形成することもできる。

第５．第６および第７図のダイヤフラムを形成するためのエツチング工程は、通 常非等方性エツチングである。ダイヤフラムの外周は矩形または正方形であり、 中心部の外周縁の形はシリコンの結晶方位に依存する。　＋１００１結晶方位の とき、ダイヤフラムの中心偏向部は正方形の外縁およびＶ字形溝を有するであろ う。もしダイヤフラム用シリコンが（１１０１結晶方位を有していれば、ダイヤ フラムの中心偏向部は平行四辺形の外縁および垂直壁の溝を有するであろう。

この現象はエツチングの分野では良く知られている。

第５〜第７図の各ダイヤフラムの中心偏向部は、偏向したときに平坦な係止面と なり、ベースプレートの過大圧係止のための平坦面上に着座するような凹面に形 成されていることに注意すべきである。

第８図には、自由端シリコンダイヤフラム９０の構造のさらに別の変形例が図示 されている。ダイヤフラム９０は、中心偏向部９１およびこの中心偏向部を支持 するためのリム９２を含む。リム９２は、必要により１またはそれ以上のベース プレート上にマウントされる。第１の溝９３はダイヤフラムの第１の表面９４中 に形成され、溝９５はダイヤフラムの第２の表面９６中に形成される。溝９３お よび９５は横方向にオフセットしており、はマ楕円形である。溝の底面はダイヤ フラムの厚さ方向でオーバーラツプし、中心部９１をリム９２に結合して中心部 をある程度自由端ダイヤフラムのように偏向させる周縁ウェブまたは壁部分９７ を形成する。

溝９３および９５によって形成された自由端構造は、より厚いダイヤフラムウェ ハーをバッチ処理で使用することを許容し、一様な過大圧支持体は臨界的ではな い。ダイヤフラムの中心部の両側の表面は、ダイヤフラムが検知セル中に組込ま れた時ダイヤフラムをサンドイッチ状に挟むことになるガラスベースプレートの 平坦な表面上にぴったり整合して位置するように、図示のようにわずかに凹まさ れている（凹面）。

この発明の各実施形態は、堅固でもろい材料のダイヤフラムおよび良好な過大圧 保護を、特に自由端形と結合して用いられたとき、有するという利点を有する。

平坦な自由端形のダイヤフラムが、例えば第５〜第８図に示されているように用 いられるとき、ガラスペースプレート中の凹面凹みを過大圧係止のために使用で き、また、それはダイヤフラムの中心部がその全表面でというよりむしろ所望の 場所のみで支持されるように滑らかな曲面に形成したり、階段状にしたり（また は低いウニディングケーキのように段々にする）できるということに注意すべき である。

ダイヤフラムとして、本発明中に示されている自由端構造を用いるとき、自由端 ダイヤフラムのウェブまたは薄壁中の応力レベルは低く維持され、定格の６　ｐ ｓｉ差圧で、ウェブ応力は４，８００　ｐｓｉ程度に維持できる。フルスケール 定格圧力の６６６倍である４、０００　ｐｓｉの差圧に対して、第４図の例に対 するウェブ応力は４Ｂ、０００　ｐｓｉに抑えられるであろう。これは、約６０ ．０００　ｐｓｉであるシリコンの破壊応力のわずか７５９６位にしか当たらな い。図示されている構造は、相当な範囲の過大圧にわたって過大圧保護手法を提 供する。

既に述べたように、ダイヤフラムの片側に圧力（差圧）を印加すると、ここに示 した変形した自由端形ダイヤフラムの偏向の一部は中心部から、また他の一部は ウェブまたは薄壁部分に曲げが生じるときに起こるピストン効果から発生する。

このために、この形状は第１および第３図に示されているような３層セルの製造 工程において、等方性エツチングまたは非等方性エツチング、またはこれら２つ のタイプのエツチングの組合わせを用いて、溝を両側に同時にエツチングするこ とができる点でいくつかの利点を有する。

ダイヤフラムがそれから形成されるシリコンウェハーは、取扱うのに十分な強度 を有するので接着の前に両側を圧力をかけて磨＜　（ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｏｌ ｉｓｈｅｄ）ことができる。第５〜第８図に開示された厚い中心部を有するダイ ヤフラムも、スパンライン圧力誤差を減少させる改良をもたらすことができる。

ここに開示されたウェブは、ダイヤフラムが動くときガラスペースプレート中に 伝達されるダイヤフラム曲げ応力の割合いを減少させる。もしウェブが厚すぎる と、ウェブの応力レベルがダイヤフラム材料の破壊応力に近付く前に、ガラスが ダイヤフラム曲げ応力によって破壊しようとするであろうし、反対にウェブが薄 すぎると、ウェブには過度の応力がかかって、ガラスがその破壊応力レベルに近 付くずっと前に破壊するであろう。

設計は最大定格過大圧で最適化される。すなわち、ウェブ寸法は、ウェブ中の最 大動作応力レベルが、ダイヤフラムリムを支持しているガラスペースプレート中 の応力がガラスに対する最大動作応力レベルに到達する時点の直前に達成される ように選択される。

ウェブは、クラックを生じることなく比較的高い応力をそこに加えることができ るように、溝をエツチングしてその上に滑らかでクリーンな表面を作ることによ って形成される。

ウェブはラップ仕上げされない。ラップ仕上げはダイヤフラムを弱くする微細な 傷をつけることがある。ダイヤフラムは半導体または（もし適当な検知手段が用 いられれば）ガラスなどのもろい材料で作られるので、高い応力を加えられる表 面の傷を無くすることは非常に望ましい。過大圧状態でもウェブは支持されてお らず、また、それらはダイヤフラムの最大応力領域である。

第２および第８図中のダイヤフラムは任意の外形をとることができる。溝の断面 は制御することができる。例えば、第８図において溝をエツチングするために用 いられるマスク内の開口を小さく保ち、エツチングを時間に関して制御すれば、 部分円形または隋円形の溝にすることができる。

ダイヤフラムの偏向の検知は通常の方法で行うことができるが、ガラス層をメタ ライズしてコンデンサプレートを形成し、シリコンなどの半導体ダイヤフラムを 作用プレー）　（ａＣｔＩｖｅ　ｐｌａｔｅ）として用いると、偏向の容量的検 知ができる。ストレンゲージも簡便に用いることができる。

図面は説明の便宜上正確な縮倍率ではない。例えば凹所は、ダイヤプラムの幅と 比較すると非常に浅い。

国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．所望の厚さを有するもろい材料のダイヤフラム部材を含む差圧センサーセル であって、 第１および第２のベースプレートが上記ダイヤフラム部材の両側にマウントされ て上記ダイヤフラム部材に関してくいにとら閉塞されたチャンバーを形成し、該 ベースプレートはダイヤフラム部材の周縁に接着されてダイヤフラム部材の両側 で上記チャンバーを閉塞しており、 上記ダイヤフラム部材はもろい材料から構成されて中心部およびリムを有し、該 中心部は、ダイヤフラム部材の表面から内部に伸びてリムと中心部の間にウエブ を形成する溝手段によって規定されており、また、上記中心部はダイヤフラム部 材の静止位置で凹面をなす表面を有し、該凹面表面はダイヤフラムが過大圧を受 けて偏向するとき実質的に平坦になり、かつダイヤフラムがそのような過大圧を 受けたとき関連するベースプレートの実質的に平坦な整列表面に接触し、該表面 によって係止される差圧センサー。
2. ２．少なくとも１つのベースプレートはダイヤフラムに面する実質的に平坦な表 面を有し、かつ、該平坦な表面に面するダイヤフラム中心部分の表面は略凹面形 状を有し、それによってダイヤフラムの反対側により大きな圧力が印加されて中 心部が上記平坦な表面の方に偏向されるとき、ダイヤフラムがウエブ手段の部分 で曲り、定格差圧でダイヤフラムの中心部の凹面状表面がほゞ平坦になり、そし てベースプレートの平坦表面と中心ダイヤフラム部分に広がる実質的な過大圧支 持部全体で接触するように構成されているダイヤフラムを主として偏向させる請 求項１記載の装置。
3. ３．上記溝手段は上記ダイヤフラムの両側から内部に伸びている請求項１記載の 装置。
4. ４．上記溝手段は等方性エッチングによって形成され、上記溝の各々は丸みを帯 びた底端部表面を有する請求項１記載の装置。
5. ５．上記溝手段は、ウエブの破壊が生じる過大圧が最大になるように所定レベル で応力を受けるように選択されたダイヤフラム偏向方向の寸法Ｄに等しい厚さの ウエブ手段を残す請求項３記載の装置。
6. ６．上記第１および第２のベースプレート、上記ダイヤフラム部材および上記ウ エブ手段は、最大定格過大圧でのダイヤフラム部材の応力レベルが、その過大圧 によってベースプレートの破壊が起こるときと同一レンジで起きるように選択さ れた寸法を有する請求項３記載の装置。
7. ７．上記溝手段はダイヤフラム部材の両側から内部に向かって伸びており、ダイ ヤフラムの厚さ方向でオーバーラップする略三角形断面の一対の溝を含み、該一 対の溝は互いに離間して溝間にウエブ手段を形成する請求項３記載の装置。
8. ８．上記溝手段は上記ダイヤフラム手段の片側表面から内部に伸びる第１および 第２の溝、および上記ダイヤフラム部材の反対側表面から内部に伸びる第３の溝 を含み、上記第１および第２の溝は中心部分の周囲を取囲むと共に互いに離間し 、上記第３の溝は上記第１および第２の溝の間に位置しており、かつ、上記第１ 、第２、および第３の溝の内底部はダイヤフラム部材の厚さ方向にオーバーラッ プしている請求項３記載の装置。
9. ９．上記溝手段は上記ダイヤフラム部材の第１の面から内部に伸び、ダイヤフラ ム部材の中心軸に対して第１の横方向距離に位置する第１の溝、および上記ダイ ヤフラム部材の反対面から内部に伸びる第２の溝を含み、上記第２の溝はダイヤ フラム部材上で第１の横方向距離とは異なる第２の横方向距離に位置していて、 互いに異なる周辺寸法を規定し、上記第１および第２の溝はダイヤフラム部材の 厚さ方向にオーバーラップする内底部をを有し、この溝のオーバーラップ部分が 上記ウエブ手段を規定する請求項３記載の装置。
10. １０．上記第１および第２の溝は断面が略隋円形である請求項９記載の装置。
11. １１．上記第１および第２の溝は略平坦な内底部表面を有する請求項９記載の装 置。
12. １２．ベースプレートの一つはダイヤフラムの中心部に面する中心部を有し、該 中心部の一つは他の中心部に面する階段状表面を有し、過度の圧力がダイヤフラ ムに作用するとき、ダイヤフラム中心部上の離間した部分で過大圧係止部を形成 する請求項１記載の装置。
13. １３．もろい材料で作られた２つのベースプレート問にマウントされ、圧力差の もとで該ベースプレートに対して偏向する圧力センサーダイヤフラムであって、 該ダイヤフラムはもろい材料で構成されて略平面形状をなし、厚みおよび周縁端 部を有し、該ダイヤフラム中に規定された溝手段は少なくともその一表面から内 部へ伸び、該溝手段によって形成されたダイヤフラムの外側リム部とダイヤフラ ムの内側中心部の間に伸びる細いウエブ手段を規定し、上記リム部は使用中は少 なくとも一つのベースプレート上に支持されており、上記ダイヤフラムおよびウ エブ手段は、高圧が上記ダイヤフラムの少なくとも一方の側に印加されて中心部 が偏向されたとき、ダイヤフラムがその上に支持されているベースプレート中の 応力レベルおよびそのダイヤフラムのウエブ手段中の応力レベルが、実質的に同 時に、それらの動作応力レベルに到達するような寸法を有している圧力センサー ダイヤフラム。