JPH1082709A

JPH1082709A - 圧力センサおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH1082709A
Application number: JP23538796A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Maruno; 尚彦丸野; Seiichi Yokoyama; 誠一横山; Fumio Kaize; 文男海瀬; Koji Ito; 弘次伊東
Original assignee: Nagano Keiki Seisakusho KK; Nagano Keiki Co Ltd
Current assignee: Nagano Keiki Seisakusho KK; Nagano Keiki Co Ltd
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JP3550467B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板とダイアフラムとの接合強度を大きくで
きる圧力センサの提供。【解決手段】ともにダイアフラム２０と対向した上ガ
ラス３０の中央電極３１および周辺電極３２のうち、周
辺電極３２と導通した信号取出部３５のみに、陽極接合
用電極３９の外側に引きされた引出部３８を設けた。ま
た、周辺電極３２とダイアフラム２０とを同電位にし
て、このダイアフラム２０と上ガラス３０とを陽極接合
した。こうすると、陽極接合用電極３９の不連続部３９
Ａを短くでき、良好な耐電圧を維持しつつ、陽極接合さ
れたダイアフラム２０と上ガラス３０との接合強度を大
きくできる。また、陽極接合時に、ダイアフラム２０が
上ガラス３０側に引き寄せられることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサおよび
その製造方法に係り、小型化を図るのに好適な静電容量
型の圧力センサおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、静電容量型の圧力センサにおい
ては、ダイアフラムを構成する導電性が付与されたシリ
コンと、そのダイアフラムに対向する電極を備えたガラ
ス（基板）との間に、４００℃程度の高温下で約４００
Ｖの高電圧を印加し、シリコンおよびガラスを互いに陽
極接合することが行われている。しかし、従来の圧力セ
ンサは、比較的大型であったため、ダイアフラムとガラ
スとの間の間隔が大きく、陽極接合する場合でも、ダイ
アフラムの変形は問題にならなかった。

【０００３】これに対し、圧力センサを小型化してゆく
と、ダイアフラムとガラスとの間の間隔が微少になるた
め、陽極接合の高電圧印加時には、ダイアフラムと電極
との間に強い静電引力が生じるようになる。このため、
ダイアフラムがガラス側に引き寄せられ、ダイアフラム
が変形あるいはガラスに接触するという問題が発生す
る。そして、この状態で陽極接合を続けると、本来平坦
であるべきダイアフラムがガラス側に歪んだ状態で形成
されるため、有害な応力がダイアフラムに与えられ、ダ
イアフラムが圧力に相応して変位しないという問題に発
展する。

【０００４】そこで、このような問題を解決するための
技術として、米国特許４，３８４，８９９、および特開
平２−２９０５２４号公報に記載されている方法が知ら
れている。これらの方法は、ガラスに設けられた電極に
も高電圧を印加し、この電極とダイアフラムとを同電位
にすることで静電引力の発生を抑えるものである。

【０００５】一方、圧力センサの中には、ガラスに設け
られる電極として、中央に位置した中央電極と、この中
央電極を囲む周辺電極とのように、複数が設けられたも
のがある。このような圧力センサでは、各電極での静電
容量の差異を測定することにより、圧力をより正確に検
出できるようになっている。従って、このような圧力セ
ンサでは、中央電極および周辺電極の両方をダイアフラ
ムと同電位とすることで、前述したダイアフラムの変形
や接触を防止することが考えられ、このためには、中央
電極および周辺電極への電圧印加を、各電極からひきだ
されたガラス表面（中央電極、周辺電極形成面とは反対
の面）の各信号取出部を利用して行うことが考えられ
る。

【０００６】ところで、圧力センサが小型化してくる
と、各信号取出部の大きさが非常に小さくなるうえ、各
信号取出部とこれらを囲んでいる陽極接合用の電極との
間隔が狭くなるため、前述の米国特許４，３８４，８９
９のように、各信号取出部に直に電圧印加用の端子を当
てることが困難になる。このため、接合用の電極の外側
に各信号取出部から引き出された引出部を設け、これら
の引出部に導線を接触させることで印加を行う必要があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示すように、チップ状の圧力センサ２００において、陽
極接合用の電極２０１の外側に各信号取出部２０２，２
０３の引出部２０４を引き出すためには、接合用の電極
２０１の不連続部２０１Ａに各引出部２０４を通す必要
があり、引出部２０４が中央電極、周辺電極用の二本の
場合には、不連続部２０１Ａの長さＬが長くなってしま
い、ダイアフラムとガラスとの陽極接合時の接合強度が
弱くなってしまうという問題が生じる。ましてや、信号
取出部が三つ以上設けられた場合等、各々の信号取出部
に引出部を設けると、陽極接合自体が困難となる。反対
に、短い不連続部に複数の引出部を通そうとすると、接
合用の電極と引出部とが接近するため、陽極接合時に印
加される高電圧に対しての耐電圧に問題が生じる。従っ
て、ガラス等の基板側に複数の電極が設けられた場合に
は、耐電圧を良好に維持しながら、基板とダイアフラム
との接合強度を大きくするのには限界があった。

【０００８】本発明の目的は、基板とダイアフラムとの
接合強度を大きくできる圧力センサを提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、陽極接合時のダイアフ
ラムの引き寄せを防止できる圧力センサの製造方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の圧力センサは、
基板と、この基板に対して間隔を開けて弾性変形可能に
対向配置されたダイアフラムと、このダイアフラムおよ
び基板の対向面に各々設けられた電極とを備え、基板の
電極は複数設けられ、これら複数の電極のうちの少なく
とも一つの電極は他の電極を囲んで設けられ、かつ基板
の前記対向面とは反対の面には、この基板の各電極と導
通した信号取出部と、これら信号取出部を囲みかつ一部
に不連続部が形成された陽極接合用電極とが設けられ、
基板とダイアフラムとが互いに陽極接合されている圧力
センサであって、各信号取出部のうちの前記他の電極を
囲む電極のうち最外周の電極と導通した信号取出部のみ
に、陽極接合用電極の不連続部を通ってこの陽極接合用
電極の外側に引き出された引出部を設けることを特徴と
するものである。なお、ここでのダイアフラムに設けら
れる電極とは、ダイアフラムが絶縁性を有する場合に
は、例えば、半導体プロセス等の技術により形成された
もの等をいい、また、ダイアフラム自身が半導体あるい
は導体からなる場合には、このダイアフラム自体をい
う。

【００１０】このような本発明では、複数の信号取出部
のうちの一つの信号取出部のみに引出部を設けるから、
陽極接合用電極の不連続部の長さは、一本の引出部が通
る長さに設定されればよく、耐電圧を良好に維持するこ
とを考慮しても、十分に短いものになる。従って、基板
に複数の電極が設けられた場合でも、基板とダイアフラ
ムとの陽極接合時の接合強度が大きくなる。この際、引
出部は、基板の他の電極を囲む電極のうち最外周の電極
と導通しているから、陽極接合する際に、その引出部に
ダイアフラムと同じ電圧を印加すれば、この電極に囲ま
れた残りの電極もダイアフラムと略同電位となり、ダイ
アフラムが基板側に引き寄せられることはない。なお、
中央電極のみに引出部を設け、不連続部の長さを短くす
ることも考えられるが、このような場合には、周辺電極
の周囲が接合電位のため、周辺電極は、基板の主な電位
である接合用の電極の電位に近くなってしまい、ダイア
フラムの引き寄せが依然として生じてしまう。

【００１１】また、本発明の圧力センサは、複数の基板
が一体に形成された基板ウェーハと、複数のダイアフラ
ムが一体に形成されたダイアフラムウェーハとが、互い
に陽極接合されて積層ウェーハが形成され、この積層ウ
ェーハに形成された複数のセンサチップを各々に切断す
ることで製造されており、積層ウェーハに、各センサチ
ップ毎の引出部と導通した一連の導通部を設け、この導
通部を積層ウェーハの切断位置に設けてもよい。このよ
うな場合には、各引出部を導通部で導通させるから、陽
極接合を行うにあたって、基板の各電極をダイアフラム
の電極と略同電位にするためには、導通部を適宜な位置
に引き出す等し、この引き出された部位の一箇所に電圧
を印加すればよく、積層ウェーハ上に複数のセンサチッ
プを並べて作り込み、各センサチップを切断することで
小型の圧力センサを大量に製造する場合でも、陽極接合
が簡単な設備で容易に行えるようになる。また、導通部
を切断位置に設けるため、切断後には圧力センサー上に
余分な導体部分が存在しない。従って、例えば、各信号
取出部にボンディングを施す際にも、余分な導体を介し
て導線同士が短絡する等の不具合がより確実に防止され
る。

【００１２】さらに、本発明の圧力センサでは、基板を
絶縁体とし、この基板の側面にダイアフラムの電極と導
通したダイアフラム用の信号取出部を設けてもよい。こ
のような場合には、特開平２−２９０５２４号公報のよ
うに、基板の一部を切り欠く等してダイアフラムの電極
を露出させる必要がないから、圧力センサの大きさが小
さい場合でも、ダイアフラムの信号取出部が簡単に形成
されるようになり、圧力センサの小型化が一層促進され
るようになる。

【００１３】一方、本発明の圧力センサの製造方法は、
基板と、この基板に対して間隔を開けて弾性変形可能に
対向配置されたダイアフラムと、このダイアフラムおよ
び基板の対向面に各々設けられた電極とを備え、基板の
電極は複数設けられ、これら複数の電極のうちの少なく
とも一つの電極は他の電極を囲んで設けられ、かつ基板
の対向面とは反対の面には、この基板の各電極と導通し
た信号取出部と、これら信号取出部を囲む陽極接合用電
極とが設けられ、基板およびダイアフラムが互いに陽極
接合されている圧力センサの製造方法であって、ダイア
フラムの電極と基板の前記他の電極を囲む電極のうち最
外周の電極とを同電位にし、基板およびダイアフラムを
互いに陽極接合することを特徴とするものである。この
ような本発明においては、前述のように、基板の対向面
に設けられた全ての電極がダイアフラムの電極と略同電
位になるから、ダイアフラムの基板側への変形等が防止
される。

【００１４】また、本発明の圧力センサの製造方法で
は、複数の基板が一体に形成された基板ウェーハと、複
数のダイアフラムが一体に形成されたダイアフラムウェ
ーハとを、互いに陽極接合して積層ウェーハを形成し、
この積層ウェーハに形成された複数のセンサチップを各
々に切断し、切断された複数のセンサチップを複数のチ
ップ保持部が設けられた保持治具で所定間隔に保持させ
るとともに、各センサチップの少なくともダイアフラム
の電極に導通した部位と基板の側面とを保持治具から露
出させた状態にし、この状態で、切欠部を有するカバー
を隣接し合う各センサチップ上に配置して、切欠部を前
記各センサチップの互いに近接した部位に対向させ、こ
の後、この対向させた切欠部に向かって導電性を有する
蒸着材料を蒸発させて供給し、これにより、ダイアフラ
ムの電極に導通した部位と基板の側面とに跨ったダイア
フラム用の信号取出部を形成してもよい。このような場
合には、前述したように、圧力センサの小型化が一層促
進されるようになる。さらに、同時に複数のセンサチッ
プに対して信号取出部が形成されるから、圧力センサの
製造が効率よく行われるようになる。また、保持治具お
よびカバーは、チップ保持部や切欠部が設けられただけ
の簡単な構造であるから、製作が容易であり、安価であ
る。従って、圧力センサのコストが削減される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る圧
力センサ１０を示す図２、図４の略Ｉ−Ｉ線に沿って切
断した端面図、図２は、圧力センサ１０の分解斜視図で
ある。図１および図２において、圧力センサ１０は、圧
力を静電容量の変化として検出する静電容量型の圧力セ
ンサであり、弾性変形可能なダイアフラム２０と、この
ダイアフラム２０周囲の厚肉部２１に陽極接合された
上、下ガラス３０，４０とから構成され、ダイアフラム
２０および上、下ガラス３０，４０間には所定の空隙が
形成されている。すなわち、ダイアフラム２０は、上、
下ガラス３０，４０に対して間隔を開けて配置され、厚
肉部２１を介して上、下ガラス３０，４０と陽極接合さ
れている。

【００１６】ダイアフラム２０は、導電性が付与された
シリコンからなり、ダイアフラム２０自身が一つの電極
になっている。このダイアフラム２０において、上ガラ
ス３０と対向する対向面２０Ａは、厚肉部２１の上面２
１Ａよりも一段低く凹んでおり、下ガラス４０と対向す
る対向面２０Ｂは、厚肉部２１の下面２１Ｂよりも図中
高くなって（凹んで）いる。このダイアフラム２０は、
例えば、約０．１ｍｍ厚のシリコンから各段差部分がホ
トレジスト加工等によりエッチングされて形成されてい
る。なお、限定されるものではないが、対向面２０Ａか
ら厚肉部２１の上面２１Ａまでの段差寸法は、例えば、
約２〜８μｍ程度、対向面２０Ｂから下面２１Ｂまでの
段差寸法は、例えば、約８０μｍ程度である。

【００１７】上ガラス３０は、本発明における基板であ
り、ダイアフラム２０と対向する対向面３０Ａには、図
３にも示すように、中央電極３１と、この中央電極３１
を囲む周辺電極３２とが設けられている。各電極３１，
３２は、図４にも示すように、上ガラス３０の上面（対
向面３０Ａとは反対の面）３０Ｂに設けられた各信号取
出部３４，３５とスルーホール３６，３７を介して導通
している。そして、各信号取出部３４，３５のうち、周
辺電極３２と導通した信号取出部３５だけが、上ガラス
３０の端縁部分まで引き出された引出部３８を備えてい
る。

【００１８】また、上ガラス３０の上面３０Ｂには、陽
極接合時に使用される陽極接合用電極３９が設けられて
おり、この陽極接合用電極３９は、略ダイアフラム２０
の縁に対応した形状とされて各信号取出部３４，３５を
囲んでおり、前述の引出部３８が陽極接合用電極３９の
不連続部３９Ａを通って引き出されている。さらに、図
２、図４に示されるように、上面３０Ｂの角部３０Ｄに
はダイアフラム２０の側面２０Ｃから引き出された信号
取出部５０が設けられており、この信号取出部５０は、
上ガラス３０の上面に形成された上面部５０Ａと、ダイ
アフラム２０の側面２０Ｃおよび上ガラス３０の側面３
０Ｃに跨る側面部５０Ｂとが連続して形成されたもので
ある。

【００１９】下ガラス４０は、略中央位置に設けられた
圧力導入口４１を備えており、この圧力導入口４１から
圧力が印加されるようになっている。なお、下ガラス４
０は、圧力センサの使用形態等を勘案し、適宜省略可能
である。

【００２０】このような圧力センサ１０では、圧力導入
口４１に圧力が印加されると、ダイアフラム２０が湾曲
するように弾性変形し、ダイアフラム２０と上ガラス３
０の中央電極３１および周辺電極３２との間の距離が変
化し、その距離に応じて静電容量が変化し、これにより
圧力測定を行う。この際、ダイアフラム２０の変位は中
央近辺が大きく、周辺部が小さいため、ダイアフラム２
０と上ガラス３０の中央電極３１および周辺電極３２と
の間の静電容量とに差が生じ、両者の差異を測定するこ
とにより、温度等の変化に基づく誤差を校正するととも
に、ノイズ等を取り除き、より正確に圧力を検出する。
なお、この圧力センサ１０は、いわゆるゲージ圧（大気
圧をゼロとしたときの、大気圧に対する差圧）センサで
あり、ダイアフラム２０および上ガラス３０間の空隙部
分は、中央電極３１、周辺電極３２の各スルーホール３
６，３７を通じて大気開放されている。

【００２１】次ぎに、圧力センサ１０の製造手順を説明
する。圧力センサ１０は、図５および図６に示すダイア
フラムウェーハであるシリコンウェーハ７０、および
上、下ガラスウェーハ８０，９０を互いに陽極接合して
積層ウェーハ６０を製作した後、この積層ウェーハ６０
に形成された複数のセンサチップ（センサチップ単体）
６１を、図６中に点線で示す切断位置８７に従って各々
に切断し、切断されたセンサチップ６１にダイアフラム
２０用の信号取出部５０（図２、図４参照）を設けるこ
とにより製造される。

【００２２】具体的には、先ず、シリコンウェーハ７０
を、エッチング等により複数のダイアフラム２０が一体
に形成されたものとしておく。同様に、基板ウェーハで
ある上ガラスウェーハ８０に、スルーホール３６，３
７、中央電極３１、周辺電極３２、信号取出部３４，３
５、引出部３８、陽極接合用電極３９、および信号取出
部５０形成用のパターン５０Ｄを、アルミ等の金属蒸
着、およびエッチング等により設け、上ガラスウェーハ
８０を複数の上ガラス３０が一体に形成されたものとし
ておく。そして、下ガラスウェーハ９０に、複数の圧力
導入口４１を設け、複数の下ガラス４０が一体に形成さ
れたものとしておく。ここで、これらシリコンウェーハ
７０の各ダイアフラム２０、上ガラスウェーハ８０の各
上ガラス３０、および下ガラスウェーハ９０の各下ガラ
ス４０は、各ウェーハ７０，８０，９０が積層されたと
き、各々が圧力センサ１０のセンサチップ６１を構成す
るように、互いに対応した位置に設けられている。

【００２３】この際、上ガラスウェーハ８０の切断位置
８７に各引出部３８と導通した一連の導通部８１を設
け、この導通部８１を印加部８２（図５参照）に引き出
しておく。また、導通部８１で仕切られた中にある陽極
接合用電極３９同士を接合部８３，８４で導通させ、全
ての陽極接合電極３９と印加部８５（図５参照）とを各
々導通させておく。

【００２４】次いで、図５に示すように、下ガラスウェ
ーハ９０、シリコンウェーハ７０、および上ガラスウェ
ーハ８０を、導電性を有する陽極接合用の載置台１００
上に順に積層した後、導線１０１を印加部８２と上ガラ
スウェーハ８０の開口部８６に露出したシリコンウェー
ハ７０とに接触させ、導線１０２を別の印加部８５と載
置台１００とに接触させ、導線１０１側がプラス、導線
１０２側がマイナスとなるように、各導線１０１，１０
２間に約４００℃の高温下で約４００Ｖの電圧を印加
し、各ウェーハ７０，８０，９０を陽極接合する。以上
により、積層ウェーハ６０には、切断位置８７で区分け
された複数のセンサチップ６１が形成され、積層ウェー
ハ６０を切断位置８７で切断することにより、各センサ
チップ６１を取り出す。

【００２５】次ぎに、以下の手順で、センサチップ６１
にダイアフラム２０用の信号取出部５０を形成する。図
７および図８に示すように、先ず、蒸着用の載置台１１
０上に、複数のチップ保持部１１２を有する保持治具１
１１を配置する。ここで、チップ保持部１１２は、セン
サチップ６１の平面形状と略同じ大きさの開口とされ、
これらの保持部１１２にセンサチップ６１を保持させる
ことにより、各センサチップ６１が所定間隔で配置され
るようになる。

【００２６】そして、各センサチップ６１を保持させた
後、各センサチップ６１のダイアフラム２０の側面２０
Ｃと上ガラス３０の側面３０Ｃとを保持治具１１１の上
方に露出させた状態にし、この状態で、切欠部である丸
孔１１４を有するカバー１１３を隣接し合う四つのセン
サチップ６１上に配置して、その丸孔１１４を各センサ
チップ６１の互いに近接した角部３０Ｄの上方に位置決
めし、この後、この丸孔１１４に向かって金属等の導電
性を有する蒸着材料を蒸発させて供給する（図８中の矢
印参照）。これにより、ダイアフラム２０の側面２０Ｃ
と、上ガラス３０の側面３０Ｃと、上面３０Ｂに予め設
けられていたパターン５０Ｄとに跨った信号取出部５０
が形成され、圧力センサ１０が完成する。

【００２７】このような本実施の形態によれば以下のよ
うな効果がある。すなわち、中央電極３１および周辺電
極３２の各信号取出部３４，３５のうち、周辺電極３２
の信号取出部３５のみに引出部３８が設けられているか
ら、陽極接合用電極３９の不連続部３９Ａの長さを、一
本の引出部３８が通る長さに設定すればよく、耐電圧を
良好に維持することを考慮しても、十分に短いものにで
きる。従って、上ガラス３０に複数の電極３１，３２が
設けられたとしても、ダイアフラム２０と上ガラス３０
との陽極接合時の接合強度を大きくできる。

【００２８】この際、引出部３８が中央電極３１を囲む
周辺電極３２と導通しているうえ、陽極接合時には、そ
の引出部３８にダイアフラム２０と同じ電圧を印加する
から、周辺電極３２およびこの周辺電極３２に囲まれた
中央電極３１を、ダイアフラム２０と略同電位にするこ
とができ、陽極接合時にダイアフラム２０が上ガラス３
０に引き寄せられるのを防止できる。

【００２９】そして、周辺電極３２の信号取出部３５の
みに引出部３８が設けられ、中央電極３１の信号取出部
３４には引出部が設けられていないため、陽極接合用電
極３９の不連続部３９Ａにおいて、互いの引出部同士が
接近することがなく（図９）、各電極３１，３２間の絶
縁抵抗の低下を防止することもできる。

【００３０】また、積層ウェーハ６０において、各引出
部３８が導通部８１で導通されているから、陽極接合を
行うにあたって、上ガラス３０の各電極３１，３２をダ
イアフラム２０と略同電位にするためには、導通部８１
を印加部８２に引き出す等し、この印加部８２の一箇所
に電圧を印加すればよく、前述の米国特許のように、各
引出部３８毎に導線を接触させるといった面倒な装置や
作業を省いて、陽極接合を簡単な設備で容易に行うこと
ができる。

【００３１】また、各導通部８１が切断位置８７に設け
られているため、切断後に圧力センサ１０上に余分な導
体部分が存在しない。従って、各信号取出部３４，３５
にボンディングを施す際にも、余分な導体を介して導線
同士が短絡する心配もなく、不具合をより確実に防止す
ることができる。

【００３２】さらに、絶縁体である上ガラス３０の角部
３０Ｄには、ダイアフラム２０から側面２０Ｃ，３０Ｃ
を通って引き出されたダイアフラム２０用の信号取出部
５０が設けられているから、上ガラス３０の角部３０Ｄ
を切り欠いて信号取出部を形成する必要がない。このた
め、圧力センサ１０の大きさが小さい場合でも、ダイア
フラム２０の信号取出部５０を簡単に形成することがで
き、圧力センサの小型化を一層促進できる。

【００３３】そして、信号取出部５０を形成する際に
は、保持治具１１１やカバー１１３を用いることで、複
数のセンサチップ６１に信号取出部５０を同時に形成す
ることができ、圧力センサ１０の製造を効率よく行うこ
とができる。また、保持治具１１１およびカバー１１３
は、チップ保持部１１２や丸孔１１４が設けられただけ
の簡単な構造であるから、それらを安価でしかも容易に
製作することができる。従って、圧力センサ１０のコス
トを安価にできる。

【００３４】また、上ガラス３０の角部３０Ｄには、セ
ンサチップ６１の時点でパターン５０Ｄが設けられてい
るため、金属等の蒸着により信号取出部５０を形成する
際、上ガラス３０の上面３０Ｂにおいては、蒸着金属が
パターン５０Ｄの一部に着けばよく、センサチップ６１
に対するカバー１１３の丸孔１１４の位置精度によら
ず、安定した形状および位置の信号取出部５０を得るこ
とができる。さらに、パターン５０Ｄが設けられている
ことで、各センサチップ６１を保持治具１１１に保持さ
せる際には、パターン５０Ｄを目印にして互いの角部３
０Ｄを近接させることができ、センサチップ６１の向き
を違えるといった不具合も防止できる。

【００３５】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等
を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施の形態では、ダイアフラム２０用の信
号取出部５０が上ガラス３０の上面３０Ｂまで引き出さ
れていたが、信号取出部は、例えば、上ガラス３０の側
面３０Ｃにのみ引き出されたものであってもよく、上面
３０Ｂまで引き出すか否かは、圧力センサの使用形態に
応じて適宜に決められてよい。ただし、ダイアフラム用
の信号取出部を、特開平２−２９０５２４号公報のよう
に、上ガラス３０の角部３０Ｄを切り欠く等して形成し
た場合でも、請求項３を除く本発明に含まれる。

【００３６】また、前記実施の形態では、上ガラス３０
のみに中央電極３１および周辺電極３２が設けられてい
たが、本発明は、下ガラス４０にも同様な電極が設けら
れた差圧式の圧力センサに適用可能である。そして、ガ
ラス等の基板に設けられる電極としては、前記実施の形
態での中央電極３１および周辺電極３２のように二つに
限られるものではなく、中央電極に相当する電極や周辺
電極に相当する電極が各々複数設けられていてもよく、
このような場合には、他の電極を囲む一つの電極のみに
引出部を設け、また、その電極にのみダイアフラム側と
同じ電圧を印加すればよい。

【００３７】さらに、前記実施の形態では、積層ウェー
ハ６０において、各引出部３８が導通部８１を介して導
通されていたが、米国特許４，３８４，８９９のよう
に、このような導通部８１がない場合でも本発明に含ま
れる。しかしながら、導通部を前記実施の形態のように
設ければ、前述した効果が得られるので好ましい。そし
て、前記実施の形態では、ダイアフラム２０自身が電極
とされていたが、例えば、ダイアフラムが絶縁体である
場合には、半導体プロセス等の技術により、このダイア
フラムに導電性の薄膜を形成する等して電極を設けても
よい。また、前記実施の形態では、厚肉部２１がダイア
フラム２０の周縁に一体に設けられていたが、ガラス等
の基板側に凹部を加工することにより、厚肉部を基板側
に一体に設け、ダイアフラムを均一な厚さのものとして
もよく、あるいは、別体の厚肉部材をダイアフラムと基
板との間に介装させる構成でもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上に述べたように本発明の圧力センサ
によれば、陽極接合時の接合強度を大きくできるという
効果がある。

【００３９】また、本発明の圧力センサの製造方法によ
れば、陽極接合時のダイアフラムの引き寄せを有効に防
止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る圧力センサの図
２、図４の略Ｉ−Ｉ線に沿った断面の端面図である。

【図２】前記圧力センサを示す分解斜視図である。

【図３】前記圧力センサを構成する部材の下面図であ
る。

【図４】前記部材の平面図であり、図３を左右方向に反
転した図である。

【図５】前記圧力センサの製造方法を説明するための斜
視図である。

【図６】図５の要部を拡大して示す平面図である。

【図７】前記圧力センサの製造方法を説明するための別
の斜視図である。

【図８】前記圧力センサの製造方法を説明するための断
面図である。

【図９】基板側に複数の電極を有する本発明を従来の技
術に適用した場合を示す平面図である。

【符号の説明】

１０圧力センサ２０ダイアフラム２０Ａ、３０Ａ対向面２０Ｃ，３０Ｃ側面３０基板である上ガラス３０Ｂ対向面とは反対の面である上面３１，３２複数の電極である中央電極、周辺電
極３４，３５，５０信号取出部３８引出部３９陽極接合用電極３９Ａ不連続部６０積層ウェーハ６１センサチップ７０ダイアフラムウェーハであるシリコ
ンウェーハ８０基板ウェーハである上ガラスウェー
ハ８１導通部１１１保持治具１１２チップ保持部１１３カバー１１４切欠部である丸孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊東弘次東京都大田区東馬込１−30−４株式会社長野計器製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板に対して間隔を開けて
弾性変形可能に対向配置されたダイアフラムと、このダ
イアフラムおよび前記基板の対向面に各々設けられた電
極とを備え、前記基板の電極は複数設けられ、これら複
数の電極のうちの少なくとも一つの電極は他の電極を囲
んで設けられ、かつ前記基板の前記対向面とは反対の面
には、この基板の前記各電極と導通した信号取出部と、
これら信号取出部を囲みかつ一部に不連続部が形成され
た陽極接合用電極とが設けられ、前記基板と前記ダイア
フラムとが互いに陽極接合されている圧力センサであっ
て、前記各信号取出部のうちの前記他の電極を囲む電極のう
ち最外周の電極と導通した信号取出部のみが、前記陽極
接合用電極の不連続部を通ってこの陽極接合用電極の外
側に引き出された引出部を備えていることを特徴とする
圧力センサ。
【請求項２】請求項１に記載の圧力センサにおいて、
複数の前記基板が一体に形成された基板ウェーハと、複
数の前記ダイアフラムが一体に形成されたダイアフラム
ウェーハとが、互いに前記陽極接合されて積層ウェーハ
が形成され、この積層ウェーハに形成された複数のセン
サチップを各々に切断することで製造されており、前記積層ウェーハには、各センサチップ毎の前記引出部
と導通した一連の導通部が設けられ、この導通部は、前
記積層ウェーハの切断位置に設けられていることを特徴
とする圧力センサ。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の圧力セ
ンサにおいて、前記基板の側面にはダイアフラムの電極
と導通したダイアフラム用の信号取出部が設けられてい
ることを特徴とする圧力センサ。
【請求項４】基板と、この基板に対して間隔を開けて
弾性変形可能に対向配置されたダイアフラムと、このダ
イアフラムおよび前記基板の対向面に各々設けられた電
極とを備え、前記基板の電極は複数設けられ、これら複
数の電極のうちの少なくとも一つの電極は他の電極を囲
んで設けられ、かつ前記基板の前記対向面とは反対の面
には、この基板の前記各電極と導通した信号取出部と、
これら信号取出部を囲む陽極接合用電極とが設けられ、
前記基板および前記ダイアフラムが互いに陽極接合され
ている圧力センサの製造方法であって、前記ダイアフラムの電極と前記他の電極を囲む電極のう
ち最外周の電極とを同電位にし、前記基板および前記ダ
イアフラムを互いに陽極接合することを特徴とする圧力
センサの製造方法。
【請求項５】請求項４に記載の圧力センサの製造方法
において、複数の前記基板が一体に形成された基板ウェ
ーハと、複数の前記ダイアフラムが一体に形成されたダ
イアフラムウェーハとを、互いに前記陽極接合して積層
ウェーハを形成し、この積層ウェーハに形成された複数
のセンサチップを各々に切断し、切断された複数のセン
サチップを複数のチップ保持部が設けられた保持治具で
所定間隔に保持させるとともに、前記各センサチップの
少なくとも前記ダイアフラムの電極に導通した部位と前
記基板の側面とを前記保持治具から露出させた状態に
し、この状態で、切欠部を有するカバーを隣接し合う前
記各センサチップ上に配置して、前記切欠部を前記各セ
ンサチップの互いに近接した部位に対向させ、この後、
この対向させた切欠部に向かって導電性を有する蒸着材
料を蒸発させて供給し、前記ダイアフラムの電極に導通
した部位と前記基板の側面とに跨ったダイアフラム用の
信号取出部を形成することを特徴とする圧力センサの製
造方法。