JPH1038734A - 静電容量型圧力センサ及びその製造方法並びにそのセンサを用いた血圧計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコン基板と引出線間のリーク電流を防ぐ
静電容量型圧力センサを提供すること 【解決手段】 ガラス基板４の表面所定位置に凹部１１
が形成され、その底面１１ａに引出線８の一部が形成さ
れている。凹部は少なくともシリコン基板１と引出線が
対向する位置に形成されている。引出線は、ガラス基板
の表面と、凹部の底面を含むように形成され、固定電極
６，パッド７と一体的にパターン形成されている。引出
線の形成された凹部の内部に絶縁物１２が充填されてい
る。よって、引出線の一部は絶縁物に埋め込まれてい
る。係る絶縁物の表面はガラス基板の表面と同一平面と
なるように平坦化されている。そして、可動電極が形成
されたシリコン基板とガラス基板とを陽極接合して一体
化する。引出線は絶縁物に埋め込まれている状態なの
で、シリコン基板から絶縁される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量型圧力セ
ンサ及びその製造方法並びにそのセンサを用いた血圧計
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の静電容量型圧力センサの
一例を示している。同図に示すように、シリコン基板１
のほぼ中央を両面からエッチングを行い所定量だけ除去
することにより薄肉のダイアフラム２を一体に形成す
る。このダイアフラム２の下面に可動電極３が形成され
る。

【０００３】また、シリコン基板１の下面にはガラス基
板４が陽極接合され一体化される。これにより、ダイア
フラム２の下方空間がガラス基板４で閉塞されて圧力室
５が形成され、この圧力室５内に、ガラス基板４を貫通
するようにして形成された圧力導入路４ａを介して、圧
力測定対象のガスが導入され、その圧力に応じてダイア
フラム２が撓むようになっている。

【０００４】そして、圧力室５内のガラス基板４の表面
の前記可動電極３と対向する位置に、固定電極６が形成
され、両電極３，６間で距離に応じた静電容量が発生す
る。従って、上記のように加えられた圧力によりダイア
フラム２が撓むと、両電極３，６間の距離が変位し、そ
の変位に追従して静電容量も変位する。よって、静電容
量から、ダイアフラム２の変位量ひいては圧力室５内の
圧力が一義的に求められる。

【０００５】ところで、両電極３，６間の静電容量を検
出するための構造としては以下のようになっている。ま
ず、ガラス基板４の表面に、固定電極６に連続する帯状
の引出線８を形成する。そして引出線８の先端は、ガラ
ス基板４の露出表面（シリコン基板１が存在しない部
分）にまで延長形成され、その先端に電極パッド７が形
成される。また、ガラス基板４の露出表面所定位置に
は、可動電極３用の電極パッド７′も形成されている。
この電極パッド７′は、シリコン基板１に電気的に接続
され、そのシリコン基板１を介して可動電極３と導通を
図っている。よって、両電極パッド７，７′間に、両電
極３，６間の静電容量が出現するため、その電極パッド
７，７′を介して外部回路に取り出すことができる。

【０００６】さらに、引出線８とシリコン基板１が接触
して短絡しないようにするため、引出線８に対向するシ
リコン基板１の表面には、圧力室５から外部にわたる凹
溝１ａが形成されている。そして、そのままではわずか
であるが凹溝１ａの部分を介して圧力室５が大気開放す
るので、凹溝１ａの所定位置にポリイミド樹脂等の絶縁
体９を充填し、封止するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来のセンサでは、可動電極３と、固定電極６や引出線
８との間に発生するリーク電流を完全に防ぐことができ
なかった。すなわち、シリコン基板１に形成された凹溝
１ａによって、ガラス基板４の上面に形成された引出線
８とシリコン基板１とが接触しないようになっていると
ともに、引出線８とそれに対向する凹溝１ａの天面１
ａ′との間隔は絶縁耐圧を考慮して十分に離されている
が、凹溝１ａの壁面１ａ″と引出線８の端部との距離が
近いため、引出線８と、シリコン基板１との間でガラス
基板４の表面を通ってリーク電流が発生するおそれがあ
る。

【０００８】つまり、運送時などの高湿度状態の環境に
比較的長く放置されたり、また、冬季の室外から室内に
移動したときのように温度変化が激しい場合に、センサ
内部が多湿状態になり、結露してうっすらと水滴が現れ
たりすると、壁面１ａ″と引出線８の端部との物理的な
距離は同じであっても抵抗値が下がり、絶縁が保てずリ
ーク電流が発生することがある。よって、特に湿度特性
に悪影響を与える。

【０００９】また、上記リーク電流を防ぐために、例え
ば図１０に示すように、引出線８を絶縁膜１０で被覆す
る方法が考えられる。しかし、引出線８の厚み分だけガ
ラス基板の表面との間で段差が生じているので、絶縁膜
１０を形成すると、その角部分８ａで膜厚に差が生じ
る。すなわち、角部分で絶縁膜１０の膜厚が小さくな
り、ステップカバレージ性（段差部分の膜厚が均一であ
るかの特性）が劣化する。従って、角部分８ａ付近の膜
厚が薄くなり、十分な絶縁性が保てなくなるおそれがあ
る。しかも、固定電極６，引出線８とシリコン基板１と
の間に、空気をなるべく存在させた方が、両者の誘電率
が低くなり、センサの感度が良好となるので、絶縁膜１
０の厚さは、できるだけ薄くするのが好ましい。する
と、ステップカバレージ性の劣化が顕著になり、最悪の
場合には、角部分８ａに絶縁膜１０が成膜されずに露出
し、リーク電流が発生してしまう。

【００１０】なお、具体的な図示を用いた説明は省略す
るが、固定電極６とシリコン基板１との間でも上記と同
様の問題を生じる。

【００１１】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、可動電極と固定電極間の絶縁性が良好で、さらに、
半導体基板と絶縁基板同士を完全に面接合させ、気密性
が良好となり、歩留まりも向上する静電容量型圧力セン
サ及びその製造方法並びにそのセンサを用いた血圧計を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る静電容量型圧力センサでは、絶縁
基板と、ダイアフラム付きの半導体基板とを接合して一
体化し、前記絶縁基板の接合側表面には、固定電極及び
その固定電極に接続された引出線とをパターン形成し、
前記ダイアフラムの表面に可動電極を設け、前記固定電
極と前記可動電極とが対向配置され、その両電極間の静
電容量により圧力を検出可能とした静電容量型圧力セン
サを前提とする。そして、前記絶縁基板の接合側表面に
凹部を設け、前記凹部の内面に少なくとも前記引出線の
一部を設けて前記半導体基板と前記引出線とを非接触状
態とし、かつ前記凹部内に表面が平坦な絶縁物を充填し
て前記引出線を被覆するとともに、その絶縁物の表面と
絶縁基板の表面とが面一になるように配置した（請求項
１）。

【００１３】好ましくは、前記凹部内に、前記引出線と
前記固定電極を設けるとともに、前記凹部内の前記引出
線及び前記固定電極を前記絶縁物で被覆するようにする
ことである（請求項２）。

【００１４】凹部内に引出線や固定電極の端部と半導体
基板との距離は、絶縁基板表面に引出線等を形成した従
来のものに比べて長くなる。従って、従来問題となった
引出線等の端部と半導体基板との間のリーク電流の発生
は、可及的に抑制される。この効果は、凹部の深さを増
すほど大きくなる。

【００１５】また、絶縁物は絶縁基板の表面に合わせて
平坦化されるので、半導体基板と絶縁基板とを接合して
も、半導体基板との接合面に対して凹凸は存在しない。
よって、両基板の接合部分に隙間は生じない。従って、
接合部分での密着性は良好となり、気密性が増す。

【００１６】絶縁基板に形成された凹部の底面に固定電
極や引出線を形成するので、凹部内部に絶縁物を充填す
ると、固定電極，引出線は絶縁物の中に埋め込まれる。
この時、絶縁物は固定電極，引出線の厚みに対して十分
に厚く充填されるので、絶縁物のステップカバレージ性
は劣化しない。すなわち、固定電極，引出線の角部分の
絶縁物の膜厚が薄くならず、半導体基板との間でリーク
電流は発生しない。

【００１７】当然のことながら、固定電極も凹部内に配
置した請求項２の方が、引出線と固定電極の両方の領域
でリーク電流の発生が抑制されるので好ましい。さらに
請求項２のように、固定電極の全面を絶縁物で覆うと、
陽極接合時に発生する静電引力により両電極が引き寄せ
られても両電極間には絶縁物が介在しているので、両電
極が接触することがない。また、導電性を有する塵等が
両電極間に介在しても、その塵等で両電極が直接導通す
ることもない。

【００１８】さらにまた、請求項２に記載の静電容量型
圧力センサにおいて、前記絶縁物の表面のうち前記固定
電極を覆う部分の一部に凹所を形成し、その凹所を圧力
室として機能させるようにしてもよい（請求項３）。

【００１９】係る構成にすると、凹所を圧力室として利
用できるので、半導体基板に形成するダイアフラムは、
非接合側表面のみをエッチングして形成することができ
る。つまり、半導体基板に対するダイアフラム形成用の
エッチングは１回で済む。

【００２０】さらにまた、上記した各構成において、前
記可動電極の接合側表面の前記引出線と対向する位置
に、凹溝を設し、前記凹溝の奥面所定位置に、可撓性絶
縁体を接着するとともに、前記絶縁基板により押し潰し
てその可撓性絶縁体を前記凹溝の側面に密着させ、前記
凹溝と前記絶縁基板表面で形成される空間を閉塞するよ
うにしてもよい（請求項４）。

【００２１】係る構成にすると、引出線に対向する位置
に凹溝を形成するので、引出線と半導体基板との距離は
さらに遠距離となる。そして、凹溝内に絶縁体を配置す
るので、半導体基板と固定電極間，半導体基板と引出線
間の絶縁性はさらに高くなる。よって、リーク電流はさ
らに発生しずらくなる。

【００２２】そして、上記した凹部内に絶縁物を製造す
るのに適した、本発明に係る製造方法では、絶縁基板の
表面所定位置に凹部を形成し、その凹部内に少なくとも
固定電極を外部と導通するための引出線を形成し、次い
で、前記凹部内に前記絶縁基板の表面よりも突出するよ
うに絶縁物を充填し、その後、平坦化処理を行い前記絶
縁物の突出した表面を除去し、絶縁物の表面と絶縁基板
の表面とを面一にする工程を含んで絶縁基板を製造し、
その製造された絶縁基板と、ダイアフラム付きの半導体
基板とを接合し一体化するようにすることである（請求
項５）。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１，図２は、本発明に係る静電
容量型圧力センサの第１の実施の形態を示している。同
図に示すように、本形態では、ガラス基板４の上に平板
状のシリコン基板１を陽極接合により一体化している。
この時、シリコン基板１の長さをガラス基板４よりも短
くし、ガラス基板４の表面の一部が外部に露出するよう
にしている。そして、当該露出部分には、所定のメタル
を蒸着させることにより電極取り出し用のパッド７，
７′を形成している。なお、このパッド７，７′は、後
述する固定電極用と可動電極用に２個設けている。そし
て、このパッド７，７′に、ワイヤボンディングにより
ボンディングワイヤ（図示省略）が接続され、図外の測
定器に接続可能としている。

【００２４】このシリコン基板１の中央部には、上下両
側からそれぞれ所定量ずつ除去されて薄肉のダイアフラ
ム２が形成されている。そして、ガラス基板４側（図中
では下側）は比較的底浅の凹部１ｂが形成され、反対側
は比較的深い凹所１ｃが形成される。この凹部１ｂは、
例えばドライエッチングにより形成され、ガラス基板４
との間で圧力室５を形成する。また、凹所１ｃは、ＫＯ
Ｈ溶液等を用いてウエットエッチングを行うことにより
形成される。

【００２５】そして、ダイアフラム２のガラス基板４側
が可動電極３となる。また、これに対応するガラス基板
４の表面所定位置には、アルミニウム等を蒸着或いはス
パッタリングして所定形状の固定電極６が形成される。
この固定電極６は、シリコン基板１と導通するのを防ぐ
ために、凹部１ｂよりも一回り小さく形成している。こ
れにより、圧力室５内のガラス基板４の表面は、その中
心部分の所定領域が固定電極６で覆われ、固定電極６は
シリコン基板１と接触しないように、凹部１ｂの壁面か
ら所定距離だけ離れてパターン形成されている。また、
この固定電極６の形成と同時に、この固定電極６とパッ
ド７を接続するための引出線８も同時に形成する。

【００２６】そして、可動電極３と固定電極６は、所定
のギャップ（凹部１ｂの深さから電極の厚さを引いた距
離）を隔てて対向し、所定の引出線８を介して各パッド
７，７′に接続される。さらに、固定電極６の中心付近
に、ガラス基板４，固定電極６を貫通して、圧力室５ま
でつながる圧力導入路４ａが形成されている。なお、上
記した各構成は、従来の静電容量型圧力センサの構成と
同様であるので、各部の詳細な説明は省略する。

【００２７】ここで本発明では、ガラス基板４の表面所
定位置、より具体的には引出線８の形成位置で、ガラス
基板４とシリコン基板１との接合部分を含む領域に凹部
１１を形成している。そして、この凹部１１内に引出線
８の一部を形成している。つまり、ガラス基板４の凹部
１１を縦断するように、その凹部１１の底面１１ａ及び
両側面１１ｂに連続して導体パターンが形成されてい
る。

【００２８】さらに、図２に拡大して示すように、引出
線８を覆うようにして凹部１１内に絶縁物１２を充填す
る。この絶縁物１２として、本例では、ＳＯＧ（Ｓｐｉ
ｎｏｎ Ｇｌａｓｓ）を用いて構成している。よって、
両基板１，４の接合領域に存在する引出線８が絶縁物１
２内に埋め込まれた状態となる。この絶縁物１２の形成
位置に接触するようにシリコン基板１を配置すること
で、従来のようにシリコン基板１に凹部を形成しなくて
も、シリコン基板１が引出線８と接触することはなく、
また、シリコン基板１からの離反距離を十分とることに
より、所望の絶縁性を得ることができる。

【００２９】すなわち、仮に従来のシリコン基板に形成
した凹溝の深さと、凹部１１の深さを等しくすると、引
出線８の表面とシリコン基板１の対向面間距離は同じと
なるので、絶縁体（ポリイミド樹脂）１０と絶縁物（ガ
ラス）１２とが有する絶縁抵抗率により異なるが、その
離反距離に基づく絶縁性能はほぼ同じと見るとことがで
きる。すると、凹部１１の深さ分だけシリコン基板１と
引出線８の端部との距離が長くなるので絶縁性能が向上
し、シリコン基板１と引出線８との間にリーク電流が発
生することを可及的に抑制できる。

【００３０】さらに、この絶縁物１２の露出表面は、平
坦化されており、ガラス基板４の表面と面一となってい
る。よって、シリコン基板１とガラス基板４とを陽極接
合した際に、両基板１，４の接合領域では、ガラス基板
４及び絶縁物１２と、シリコン基板１とが気密に密着す
るため、圧力室５を密閉空間とすることができ、気密性
が向上する。

【００３１】すなわち、従来のポリイミド樹脂からなる
絶縁体の場合には、シリコン基板の下面よりもポリイミ
ド樹脂を突出した状態で形成し、両基板を接合する際
に、ガラス基板にてポリイミド樹脂を圧縮変形させて凹
溝の内周面にポリイミド樹脂を密着させる構造を採って
いるので、ポリイミド樹脂の突出量が少ないと十分に圧
縮変形できないので弾性復元力が小さくなり、密着力も
低下する。逆に、ポリイミド樹脂の突出量が多いとポリ
イミド樹脂の周囲で両基板を確実に接触させて陽極接合
することができないので、気密性が確保できないおそれ
がある。しかし、本実施の形態では、接合前の無負荷状
態でシリコン基板１の表面とガラス基板４の表面ととも
に平坦面となっているので、確実に隙間なく面接触させ
ることができる。

【００３２】そして、上記のように絶縁物１２の表面を
平坦化するための製造プロセスとしては、例えば図３に
示すような工程を採ることができる。すなわち、図３は
本発明に係る製造方法の要部の実施の形態の一例を示し
ており、凹部１１，引出線８，絶縁物１２を製造する工
程を示している。

【００３３】同図（Ａ）に示すように、まず、ガラス基
板４の上面所定位置にエッチング処理を施して、凹部１
１を形成する。このとき凹部１１は後工程で形成される
引出線及びその周囲を含む位置に形成する。

【００３４】次に、ガラス基板４の表面全面にメタル１
３を蒸着する。これにより、メタル１３が凹部１１の底
面１１ａ及び側面（図示省略）に付着するように形成す
る（同図（Ｂ））。そして、フォトリソグラフィー工程
などによりパターンニングを行い、固定電極とともに引
出線８を形成する。このとき、引出線８の一部は凹部１
１の底面１１ａに残存するように形成する（同図
（Ｃ））。

【００３５】次いで、このガラス基板４の表面にシラノ
ール化合物等のＳＯＧの原料（液体）を塗布し、熱処理
をしてガラス化してガラス状絶縁膜たる絶縁物１２を形
成する。これにより、凹部１１内には、係る絶縁物１２
が充填され、引出線８も覆われる（同図（Ｄ））。この
時、絶縁物１２は、ガラス基板４の表面よりも上方に突
出している。

【００３６】そして、ガラス基板４の表面よりも突出し
た絶縁物１２をエッチングして除去し、平坦化を行う。
このとき、残存する絶縁物１２の表面がガラス基板４の
表面と同一平面となるように形成する（同図（Ｅ））。

【００３７】図４は、本発明に係る静電容量型圧力セン
サの第２の実施の形態を示している。上記した第１の実
施の形態では、ガラス基板に凹部を形成し、係る凹部の
底面に引出線を形成し、凹部内部に絶縁物を充填し、シ
リコン基板側は平坦面としていたが、本形態ではそれと
は相違し、従来と同様シリコン基板１側にポリイミド樹
脂からなる絶縁体９を設けるようにした。

【００３８】すなわち、同図に示すように、引出線８に
対向するシリコン基板１の所定位置に、圧力室５と外部
とを連通する凹溝１ａを形成し、係る凹溝１ａの所定位
置にポリイミド樹脂等からなる絶縁体９を配置する。こ
の絶縁体９により、シリコン基板１の下面（凹部１ｂ）
とガラス基板４とで形成されている圧力室５を、センサ
の外部から仕切っている。そして、凹溝１ａの幅は凹部
１１の幅よりも広く形成されている。

【００３９】係る構成では、凹部１１内に充填された絶
縁物１２の表面とシリコン基板１との間にさらに絶縁体
９が配置されているので、凹部１１内に形成された引出
線８とシリコン基板１との距離がさらに離れ、その間に
配置されている絶縁物１２及び絶縁体９によって、引出
線８とシリコン基板１間の絶縁性はさらに高められてい
る。よって、シリコン基板１，引出線８間でリーク電流
はさらに生じにくくなる。

【００４０】しかも、本形態では凹溝１ａの幅を凹部１
１の幅よりも広くしたため、引出線８の端部とシリコン
基板１との距離がさらに離れるので、係る構造上の特徴
からも、より絶縁性が高まる。なお、本発明では、必ず
しもこのように凹溝１ａの幅を広くする必要はなく、両
者１ａ，１１の幅が同じ或いはその逆となるように形成
してもよい。

【００４１】なお、本形態においても、基本的な構成
は、第１の実施の形態と同様で、ガラス基板４の表面の
うち、シリコン基板１と接合する領域に凹部１１を形成
し、その凹部内に引出線８の一部を形成し、その凹部１
１内に表面が平坦化されたＳＯＧ等の絶縁物１２を充填
している。なお、その他の構成は、上記した第１の実施
の形態と同様であるので、同一符号を付し説明を省略す
る。

【００４２】図５は、本発明に係る静電容量型圧力セン
サの第３の実施の形態を示している。第１の実施の形態
では、ガラス基板４の表面の引出線８の形成範囲及び周
囲に凹部１１を形成していたが、本形態では、引出線８
に加えて固定電極６の形成範囲及びその周囲にも凹部１
１′を形成している。

【００４３】すなわち、ガラス基板４の表面の固定電極
６が形成される範囲よりやや大きい範囲と、少なくとも
シリコン基板１と接合する範囲に形成される引出線８の
形成範囲とその周囲に凹部１１′を形成する。そして、
ガラス基板１及び凹部１１′の底面１１′ａ，側面１
１′ｂにメタルを蒸着させることにより、係る凹部１
１′内に固定電極６及び引出線８をパターン形成する。

【００４４】このパターン形成後に、上記した各実施の
形態と同様に、凹部１１′内にＳＯＧ等の絶縁物１２を
充填し、固定電極６及び引出線８を被覆する。そして、
絶縁物１２の表面は、エッチングにより平坦化され、ガ
ラス基板４の表面と面一となっている。

【００４５】本形態では、固定電極６と引出線８の両方
が、凹部１１′内に形成される絶縁物１２によって埋め
られるので、シリコン基板１と固定電極６との間で発生
するリーク電流と、シリコン基板１と引出線８の間で発
生するリーク電流の両方を防ぐことができる。よって、
第１の実施の形態のものに比べ、より確実にリーク電流
の発生を防ぐことができる。さらに第１の実施の形態と
同様に、シリコン基板１に凹溝及びその凹溝内に配置さ
れる絶縁体９を設ける必要がないので、シリコン基板１
の下面（ガラス基板４側の面）とガラス基板４の上面を
隙間無く接合することができ、圧力室５の周囲を完全に
封止することができる。

【００４６】ところで、陽極接合する際に両基板１，４
間に印加する電圧により、両電極３，６間に静電引力が
発生してダイアフラム２が固定電極６側に引き寄せられ
るが、本形態では、固定電極６の全面が絶縁物１２によ
って覆われているため、ダイアフラム（可動電極３）２
と固定電極６とが接触し、熱により溶融し接着して一体
化（以下、「融着」という）してしまうことがない。よ
って、特別な装置を設けなくても係る融着による不良品
の発生を防止でき、センサの歩留まりが向上する。

【００４７】なお、その他の構成並びに作用効果は上記
した第１の実施の形態と同様であるので、同一符号を付
し、その詳細な説明を省略する。

【００４８】また、上記の第３の実施の形態のように、
固定電極６も凹部１１′内に埋め込むとともに、その上
部を絶縁物１２で覆う構成においても、上記した第２の
実施の形態のように、引出線８に対向するシリコン基板
１の接合面に凹溝１ａを形成するタイプに適用できる。
つまり、図６に示すように、シリコン基板１の接合面側
所定位置に凹溝１ａを形成し、その内部所定位置にポリ
イミド樹脂からなる絶縁体９を設けるようにする。

【００４９】係る構成が、本発明に係る静電容量型圧力
センサの第４の実施の形態である。そして、本実施の形
態では、第２の実施の形態で示した引出線８の部分での
絶縁性能の向上並びに第３の実施の形態に示した固定電
極６側での絶縁性能の向上を発揮することができる。な
お、その他の構成並びに作用効果は上記した各実施の形
態と同様であるので、同一符号を付し、その詳細な説明
を省略する。

【００５０】図７は本発明に係る静電容量型圧力センサ
の第５の実施の形態を示している。本形態では、第３の
実施の形態を基本とした変形例であり、圧力室５をガラ
ス基板４側に形成するようにしている。

【００５１】ガラス基板４の表面所定位置（固定電極６
と引出線８の一部の形成位置）に凹部１１′を形成して
おり、係る凹部１１′の底面１１′ａに固定電極６と引
出線８を形成した状態で、凹部１１′内にＳＯＧ等の絶
縁物１２を充填する。この時絶縁物１２の表面をガラス
基板４の表面に合わせて平坦化するのはもちろんであ
る。係る点までは、第３の実施の形態と同様である。

【００５２】ここで本実施の形態では、絶縁物１２の表
面の可動電極３に対応する位置に凹所１５を形成してい
る。この凹所１５は、絶縁物１２及びガラス基板４の表
面にパターンニングしたレジスト（凹部１５の形成領域
以外をマスクする）を成膜し、エッチングすることによ
り形成できる。

【００５３】一方、シリコン基板１は、非接合面側から
のみエッチングすることにより、肉薄のダイアフラム２
を形成する。つまり、シリコン基板１の接合面（下面）
側は、エッチングされないので、接合領域とダイアフラ
ム２の下面とが平坦な面一となっている。そして、ダイ
アフラム２と絶縁物１２の表面に形成された凹所１５に
より圧力室５が形成される。

【００５４】なお、その他の構成並びに作用効果は上記
した第３の実施の形態と同様であるので、同一符号を付
し、その詳細な説明を省略する。また、図示省略する
が、この第５の実施の形態のタイプでも、第２，第４の
実施の形態と同様に、シリコン基板１側に、凹溝を形成
するとともに、絶縁物で封止する構造をとるようにして
ももちろんよい。

【００５５】本発明に係る静電容量型圧力センサは、血
圧計などに用いることができる。図８は、本発明に係る
血圧計の実施の形態の一例の概略構成図であって、血圧
計は本発明による静電容量型圧力センサ２１、カフ２
２、ポンプ２３やＣＰＵからなる制御部２４などから構
成されている。カフ２２と圧力センサ２１との間は導圧
管２５で接続されており、導圧管２５にはポンプ２３が
接続され、ポンプ２３からカフ２２に空気を送ることが
できるように構成する。

【００５６】この血圧計で血圧を測定する場合には、ま
ずカフ２２を被測定者の上腕部にまきつけ、キーボード
などの入力部２６から必要に応じて被測定者の年齢や性
別などを入力し、血圧計をスタートする。制御部２４は
入力部２６からスタート信号を受信すると、制御弁２７
を閉成し、ポンプ２３を起動させてカフ２２に所定の圧
力になるまで空気を送り出し、上腕部を締め付ける。カ
フ２２に印加された圧力は圧力センサ２１によって常に
検知されており、一定の圧力になると制御部２４はポン
プ２３を停止する。

【００５７】次いで制御部２４は制御弁２７を開き、徐
々にカフ２２内に空気を抜いて減圧する。このとき、導
圧管２５を介して圧力センサ２１に印加される圧力は、
上腕部を流れる血流の圧力と相まって周期的に変化しな
がら小さくなる。したがって、導圧管２５を介して圧力
センサ２１に印加される圧力の変化を制御部２４で検知
することによって、最高血圧や最低血圧並びに脈拍数を
求めることができる。

【００５８】このようにして最低血圧が求められたら制
御部２４は制御弁２７を全開し、カフ２２内の空気を大
気圧まで排出する。そして求められた最高血圧や最低血
圧などはディスプレイなどからなる出力部２８に表示
し、あるいは入力された年齢などを参考にし、必要に応
じて異常値であることなどの注意を促すことができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る静電容量型
圧力センサ及びその製造方法並びにそのセンサを用いた
血圧計では、絶縁基板の接合側表面の少なくとも引出線
が形成される位置に凹部を形成し、その凹部の底面に引
出線等を形成するとともにその凹部内に絶縁物を充填す
ることにより、引出線や固定電極は絶縁物によって覆わ
れる。

【００６０】よって、半導体基板と引出線等との距離が
長くなる。特に、従来リーク電流の発生要因であった引
出線の端部と半導体基板との距離は、凹部を形成するこ
とにより確実に長くなるので、係る経路を介してのリー
ク電流の発生を抑制でき、絶縁性が向上する。

【００６１】さらに、絶縁物は凹部内に充填されるの
で、絶縁物の厚さは引出線等の厚さに比べて十分厚くな
るので、ステップカバレージ性も良好となるので、係る
点でも絶縁性は向上する。

【００６２】凹部内に充填された絶縁物が、絶縁基板の
表面と同一平面となるように平坦化したため、絶縁物，
絶縁基板と、半導体基板との接合面を密着させることが
でき、気密性が向上する。そのため、温度・湿気変化に
よりセンサ内部で結露を生じる可能性が少なくなるの
で、湿度特性も安定し良好なものとなる。

【００６３】シリコン基板に凹溝を設ける場合は、係る
凹溝の内部に絶縁体を配置することによってシリコン基
板と引出線間の絶縁性をさらに高めることができる。こ
のとき形成する凹溝の幅は、引出線を底面に形成する凹
部の幅よりも大きくなるように形成すると、より絶縁性
は良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明に係る静電容量型圧力センサ
の第１の実施の形態を示す図である。（Ｂ）は、そのシ
リコン基板を取り外した状態を示す平面図である。

【図２】凹部に形成された引出線の構造を示す図であ
る。

【図３】本発明に係る凹部内に引出線を絶縁するための
工程を示す図である。

【図４】（Ａ）は、本発明に係る静電容量型圧力センサ
の第２の実施の形態を示す図である。（Ｂ）は、そのシ
リコン基板を取り外した状態を示す平面図である。

【図５】（Ａ）は、本発明に係る静電容量型圧力センサ
の第３の実施の形態を示す図である。（Ｂ）は、そのシ
リコン基板を取り外した状態を示す平面図である。

【図６】（Ａ）は、本発明に係る静電容量型圧力センサ
の第４の実施の形態を示す図である。（Ｂ）は、そのシ
リコン基板を取り外した状態を示す平面図である。

【図７】（Ａ）は、本発明に係る静電容量型圧力センサ
の第５の実施の形態を示す図である。（Ｂ）は、そのシ
リコン基板を取り外した状態を示す平面図である。

【図８】本発明に係る静電容量型圧力センサを用いて構
成される血圧計の実施の形態を示す図である。

【図９】従来の静電容量型圧力センサの一例を示す図で
ある。

【図１０】従来の静電容量型圧力センサの問題点を示す
図である。

【符号の説明】

１ シリコン基板 １ａ 凹溝 ２ ダイアフラム ３ 可動電極 ４ ガラス基板 ５ 圧力室 ６ 固定電極 ８ 引出線 ９ 絶縁体 １１，１１′ 凹部 １２ 絶縁物 １５ 凹所

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板と、ダイアフラム付きの半導体
   基板とを接合して一体化し、 前記絶縁基板の接合側表面には、固定電極及びその固定
   電極に接続された引出線とをパターン形成し、 前記ダイアフラムの表面に可動電極を設け、 前記固定電極と前記可動電極とが対向配置され、その両
   電極間の静電容量により圧力を検出可能とした静電容量
   型圧力センサであって、 前記絶縁基板の接合側表面に凹部を設け、 前記凹部の内面に少なくとも前記引出線の一部を設けて
   前記半導体基板と前記引出線とを非接触状態とし、 かつ前記凹部内に表面が平坦な絶縁物を充填して前記引
   出線を被覆するとともに、その絶縁物の表面と絶縁基板
   の表面とが面一になるように配置したことを特徴とする
   静電容量型圧力センサ。
2. 【請求項２】 前記凹部内に、前記引出線と前記固定電
   極を設けるとともに、 前記凹部内の前記引出線及び前記固定電極を前記絶縁物
   で被覆するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の静電容量型圧力センサ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の静電容量型圧力センサ
   において、 前記絶縁物の表面のうち前記固定電極を覆う部分の一部
   に凹所を形成し、 その凹所を圧力室として機能させるようにしたことを特
   徴とする静電容量型圧力センサ。
4. 【請求項４】 前記可動電極の接合側表面の前記引出線
   と対向する位置に、凹溝を設し、 前記凹溝の奥面所定位置に、可撓性絶縁体を接着すると
   ともに、前記絶縁基板により押し潰してその可撓性絶縁
   体を前記凹溝の側面に密着させ、前記凹溝と前記絶縁基
   板表面で形成される空間を閉塞するようにしたことを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電容量
   型圧力センサ。
5. 【請求項５】 絶縁基板の表面所定位置に凹部を形成
   し、 その凹部内に少なくとも固定電極を外部と導通するため
   の引出線を形成し、 次いで、前記凹部内に前記絶縁基板の表面よりも突出す
   るように絶縁物を充填し、 その後、平坦化処理を行い前記絶縁物の突出した表面を
   除去し、絶縁物の表面と絶縁基板の表面とを面一にする
   工程を含んで絶縁基板を製造し、 その製造された絶縁基板と、ダイアフラム付きの半導体
   基板とを接合し一体化するようにした静電容量型圧力セ
   ンサの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の静
   電容量型圧力センサを用いた血圧計。