WO2015133509A1 - 圧力センサチップ - Google Patents

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WO2015133509A1
WO2015133509A1 PCT/JP2015/056314 JP2015056314W WO2015133509A1 WO 2015133509 A1 WO2015133509 A1 WO 2015133509A1 JP 2015056314 W JP2015056314 W JP 2015056314W WO 2015133509 A1 WO2015133509 A1 WO 2015133509A1
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groove
diaphragm
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sensor diaphragm
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祐希 瀬戸
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アズビル株式会社
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    • G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
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    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance

Definitions

  • a strain resistance gauge is formed on a pressure sensor chip using a sensor diaphragm that outputs a signal corresponding to a pressure difference received on one surface and the other surface, for example, on a thin plate-like diaphragm that is displaced by receiving pressure.
  • the present invention relates to a pressure sensor chip that detects a pressure applied to a diaphragm from a change in resistance value of a strain resistance gauge formed on the diaphragm.
  • each measurement pressure applied to the pressure receiving diaphragms on the high pressure side and the low pressure side is guided to one surface and the other surface of the sensor diaphragm by a sealing liquid as a pressure transmission medium, and distortion of the sensor diaphragm is, for example, It is configured to detect a change in the resistance value of the strain resistance gauge and to convert the resistance value change into an electric signal and take it out.
  • Such a differential pressure sensor is used, for example, when measuring the liquid level height by detecting the differential pressure at two positions above and below in a closed tank that stores a fluid to be measured such as a high-temperature reaction tower in an oil refinery plant. Used for.
  • FIG. 10 shows a schematic configuration of a conventional differential pressure sensor.
  • the differential pressure sensor 100 is configured by incorporating a pressure sensor chip 1 having a sensor diaphragm (not shown) into a meter body 2.
  • the sensor diaphragm in the pressure sensor chip 1 is made of silicon or glass.
  • a strain resistance gauge is formed on the surface of the diaphragm formed in a thin plate shape.
  • the meter body 2 includes a metal main body portion 3 and a sensor portion 4. Barrier diaphragms (pressure receiving diaphragms) 5 a and 5 b forming a pair of pressure receiving portions are provided on the side surface of the main body 3.
  • a pressure sensor chip 1 is incorporated in the sensor unit 4.
  • the pressure buffer chambers 7 a and 7 b are separated by a large-diameter center diaphragm 6 between the pressure sensor chip 1 incorporated in the sensor unit 4 and the barrier diaphragms 5 a and 5 b provided in the main body 3. Are communicated with each other.
  • Pressure transmission media 9a, 9b such as silicone oil are enclosed in communication paths 8a, 8b connecting the pressure sensor chip 1 and the barrier diaphragms 5a, 5b.
  • a pressure medium such as silicone oil is required is to prevent adhesion of foreign matter in the measurement medium to the sensor diaphragm, and to separate the pressure-sensitive diaphragm having corrosion resistance from the sensor diaphragm having stress (pressure) sensitivity. This is to prevent diaphragm corrosion.
  • this differential pressure sensor 100 As schematically shown in FIG. 11A, the operation state in the steady state, the first fluid pressure (first measured pressure) Pa from the process is applied to the barrier diaphragm 5a, and the process is started.
  • the second fluid pressure (second measured pressure) Pb is applied to the barrier diaphragm 5b.
  • the barrier diaphragms 5a and 5b are displaced, and the applied pressures Pa and Pb are passed through the pressure transmission media 9a and 9b through the pressure buffering chambers 7a and 7b isolated by the center diaphragm 6, and the pressure sensor chip 1 They are guided to one side and the other side of the sensor diaphragm, respectively.
  • the sensor diaphragm of the pressure sensor chip 1 exhibits a displacement corresponding to the differential pressure ⁇ P between the introduced pressures Pa and Pb.
  • the barrier diaphragm 5a when an excessive pressure Pover is applied to the barrier diaphragm 5a, the barrier diaphragm 5a is greatly displaced as shown in FIG. 11B, and the center diaphragm 6 is displaced so as to absorb the excessive pressure Pover. .
  • the barrier diaphragm 5a settles on the bottom surface (overpressure protection surface) of the recess 10a of the meter body 2 and its displacement is restricted, transmission of the further differential pressure ⁇ P to the sensor diaphragm via the barrier diaphragm 5a. Is blocked.
  • the barrier diaphragm 5b When the overpressure Pover is applied to the barrier diaphragm 5b, the barrier diaphragm 5b is attached to the bottom surface (overpressure protection surface) of the concave portion 10b of the meter body 2 in the same manner as when the overpressure Pover is applied to the barrier diaphragm 5a.
  • the displacement is restricted, further transmission of the differential pressure ⁇ P to the sensor diaphragm via the barrier diaphragm 5b is prevented.
  • damage to the pressure sensor chip 1 due to application of the excessive pressure Pover that is, damage to the sensor diaphragm in the pressure sensor chip 1 is prevented.
  • the differential pressure sensor 100 since the pressure sensor chip 1 is included in the meter body 2, the pressure sensor chip 1 can be protected from an external corrosive environment such as a process fluid.
  • the differential pressure sensor 100 has a structure that protects the pressure sensor chip 1 from excessive pressure Pover by the recesses 10a and 10b for restricting the displacement of the center diaphragm 6 and the barrier diaphragms 5a and 5b. It is inevitable that the size increases.
  • the pressure sensor chip is provided with a first stopper member and a second stopper member, and the concave portions of the first stopper member and the second stopper member are opposed to one surface and the other surface of the sensor diaphragm.
  • a structure has been proposed in which excessive displacement of the sensor diaphragm when an excessive pressure is applied is prevented, thereby preventing damage and destruction of the sensor diaphragm (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 12 shows an outline of a pressure sensor chip adopting the structure shown in Patent Document 1.
  • 51-1 is a sensor diaphragm
  • 51-2 and 51-3 are first and second stopper members joined with the sensor diaphragm 51-1 interposed therebetween
  • 51-4 and 51-5 are stopper members 51.
  • -2 and 51-3 are first and second pedestals joined.
  • the stopper members 51-2 and 51-3 and the pedestals 51-4 and 51-5 are made of silicon or glass.
  • recesses 51-2a and 51-3a are formed in the stopper members 51-2 and 51-3, and the recess 51-2a of the stopper member 51-2 is connected to one of the sensor diaphragms 51-1.
  • the concave portion 51-3a of the stopper member 51-3 is opposed to the other surface of the sensor diaphragm 51-1.
  • the recesses 51-2a and 51-3a are curved surfaces (aspherical surfaces) along the displacement of the sensor diaphragm 51-1, and pressure introduction holes (pressure guide holes) 51-2b and 51-3b are formed at the tops thereof.
  • the pedestals 51-4 and 51-5 are also provided with pressure introduction holes (pressure holes) 51-4a at positions corresponding to the pressure holes 51-2b and 51-3b of the stopper members 51-2 and 51-3. , 51-5a are formed.
  • the meter body 2 can be miniaturized.
  • the stopper members 51-2 and 51-3 are arranged on one surface and the other surface of the sensor diaphragm 51-1, and the peripheral portions 51-2c and 51-3.
  • the entire surface of ⁇ 3c is bonded. That is, the peripheral portion 51-2c surrounding the concave portion 51-2a of the stopper member 51-2 is made to face one surface of the sensor diaphragm 51-1, and the entire region of the facing peripheral portion 51-2c is made the sensor diaphragm 51-1.
  • a peripheral edge portion 51-3c surrounding the concave portion 51-3a of the stopper member 51-3 is made to face the other surface of the sensor diaphragm 51-1, and the entire area of the facing peripheral edge portion 51-3c is made to be the sensor diaphragm 51-1. It is directly joined to the other surface.
  • the displacement of the restraint location of the sensor diaphragm 51-1 will occur. Stress concentration may become more prominent. In this case, there is a possibility that the stress concentration due to the bottoming abnormality of the sensor diaphragm 51-1 overlaps and the pressure resistance further decreases.
  • An object of the present invention is to provide a pressure sensor chip capable of reducing stress generation due to restraint of a sensor diaphragm, preventing stress concentration on the diaphragm edge, and ensuring an expected withstand voltage.
  • the pressure sensor chip includes a sensor diaphragm that outputs a signal corresponding to a pressure difference received on one surface and the other surface, and a peripheral portion of the sensor diaphragm that faces the one surface and the other surface of the sensor diaphragm. And first and second holding members each having a pressure introduction hole for introducing a measurement pressure to the sensor diaphragm, the first holding member being parallel to the pressure receiving surface of the sensor diaphragm.
  • a first non-bonding region that is formed and communicates with a peripheral portion of the pressure guiding hole and a plane including the non-bonding region of the first holding member is opposite to the sensor diaphragm on one side, the first holding The direction toward the sensor diaphragm across the plane including the non-joining region of the member is the other side, and the one side is located at the peripheral portion of the non-joining region inside the first holding member.
  • An annular first groove and a second groove which are respectively dug in the side and the other side and are continuous with the non-joining region, and the extension of the first groove and the second groove.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the current direction includes an arc, and the first groove and the second groove are such that the end of the cross-sectional shape of the second groove is the cross-sectional shape of the first groove.
  • the second holding member has a recess formed on a surface joined to the other surface of the sensor diaphragm. It is characterized by.
  • a non-joining region communicating with the peripheral portion of the pressure guide hole is provided inside the first holding member, and the non-joining region inside the first holding member is parallel to the pressure receiving surface of the sensor diaphragm. Since it is provided on a part of the surface, the non-bonding region inside the first holding member becomes the pressure receiving surface, and the force in the reverse direction applied to the first holding member is suppressed, and the diaphragm edge is opened. As a result, it is possible to reduce the generation of stress due to the restraint of the sensor diaphragm, prevent stress concentration on the diaphragm edge, and ensure the expected withstand voltage.
  • the first annular side that is dug into the one side and the other side at the periphery of the non-joining region inside and is continuous to the non-joining region A cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the first groove and the second groove both includes an arc, and the first groove and the second groove. Is formed so that the end of the cross-sectional shape of the second groove is located closer to the pressure guide hole than the end of the cross-sectional shape of the first groove. Disperses stress and disperses stress inside annular groove So as to balance, by suppressing the maximum stress generated, it becomes possible to achieve a higher breakdown voltage.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a first embodiment (Embodiment 1) of a pressure sensor chip according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of an annular groove inside the stopper member of the pressure sensor chip according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state after the sensor diaphragm has settled in the concave portion of the stopper member in the pressure sensor chip according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram exemplifying the relationship between the ratio of the positional deviation width to the opening width of the annular groove under a constant pressure and the stress generated in R1 and the stress generated in R2.
  • FIG. 5 is a diagram visually showing the distribution of the stress generated in R1 and the stress generated in R2.
  • FIG. 6 is a diagram showing an outline of the pressure sensor when the cross-sectional shape of the annular groove is a circle.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the non-bonded region in the stopper member is a minute step.
  • FIG. 8 is a diagram showing an outline of the second embodiment (Embodiment 2) of the pressure sensor chip according to the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a third embodiment (Embodiment 3) of the pressure sensor chip according to the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional differential pressure sensor.
  • FIG. 11A is a diagram schematically illustrating an operation mode of a conventional differential pressure sensor.
  • FIG. 11B is a diagram schematically illustrating an operation mode of a conventional differential pressure sensor.
  • FIG. 12 is a diagram showing an outline of a sensor chip that employs the structure disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG.
  • the pressure sensor chip according to the present invention includes a sensor diaphragm that outputs a signal corresponding to a pressure difference received on one surface and the other surface, and a peripheral portion of the sensor diaphragm that faces the one surface and the other surface of the sensor diaphragm. And a first holding member and a second holding member each having a pressure introducing hole for guiding a measurement pressure to the sensor diaphragm, and the first holding member has a pressure receiving surface of the sensor diaphragm therein.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the extending direction includes an arc, and the first groove and the second groove are such that the end of the cross-sectional shape of the second groove is the first groove.
  • the second holding member is formed with a recess formed on a surface joined to the other surface of the sensor diaphragm. ing.
  • the pressure sensor chip when a high measurement pressure is applied to one surface of the sensor diaphragm, the sensor diaphragm is bent toward the second holding member, and the diaphragm edge tends to open.
  • the non-joining region since the measurement pressure is guided through the pressure introducing hole to the non-joining region provided inside the first holding member, the non-joining region serves as a pressure receiving surface for the measurement pressure,
  • the holding member is bent in the same direction as the second holding member and the diaphragm so as to follow and deform so that the diaphragm edge does not open. Thereby, the generation of stress due to the restraint of the sensor diaphragm is reduced, and stress concentration on the diaphragm is prevented.
  • the first holding member has a direction opposite to the sensor diaphragm on one side across the plane including the non-bonded region of the first holding member, and the first The one side and the other side of the peripheral edge of the non-joining region inside the first holding member with the direction toward the sensor diaphragm across the plane including the non-joining region of the one holding member as the other side
  • the cross-sectional shapes perpendicular to the extending direction of the first groove and the second groove both include an arc, and the extending direction of the first groove. If the cross-sectional shape perpendicular to the cross-section includes an arc of a semicircle or more and the cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the second groove includes an arc of a semi-circle or less, the other side of the first holding member
  • the wall thickness of the first holding member can be improved. As a result, the thickness of the first holding member can be reduced, and the area of the non-bonded region inside the first holding member can be reduced to reduce the size of the chip.
  • the pressure sensor chip when the surface that receives the measurement pressure on the high pressure side on the sensor diaphragm is always determined, one surface of the sensor diaphragm is used as a pressure receiving surface for the measurement pressure on the high pressure side, The other surface is a pressure receiving surface for the measurement pressure on the low pressure side. That is, when the surface that receives the high-pressure-side measurement pressure is always determined on the sensor diaphragm, one surface of the sensor diaphragm is used as the pressure-receiving surface for the high-pressure-side measurement pressure, and the inside of the first holding member is not joined. The measurement pressure on the high pressure side is guided to the region through the pressure guide hole.
  • the first holding member is provided with a recess that prevents excessive displacement of the sensor diaphragm when an excessive pressure is applied to the sensor diaphragm, and the second holding member.
  • a non-joining region formed parallel to the pressure receiving surface of the sensor diaphragm and communicating with the peripheral portion of the pressure introducing hole, and the second holding member.
  • the direction opposite to the sensor diaphragm across the plane including the non-bonded region is one side
  • the direction toward the sensor diaphragm across the plane including the non-bonded region of the second holding member is the other side
  • An annular third groove that is dug in the one side and the other side at the peripheral edge of the non-joining region inside the second holding member and continues to the non-joining region
  • the cross-sectional shapes perpendicular to the extending direction of the third groove and the fourth groove both include arcs, and the third groove and the fourth groove are the first groove and the fourth groove, respectively.
  • the end portion of the cross-sectional shape of the fourth groove may be formed so as to be located closer to the pressure guide hole than the end portion of the cross-sectional shape of the third groove.
  • the non-bonded region inside the first holding member may be a non-bonded region, and may or may not be in contact with each other.
  • the surface is roughened by plasma or a chemical solution to form a region where the surfaces are in contact but not joined.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment (Embodiment 1) of a pressure sensor chip according to the present invention.
  • 11-1 is a sensor diaphragm
  • 11-2 and 11-3 are first and second stopper members as holding members joined with the sensor diaphragm 11-1 interposed therebetween.
  • 11-4 and 11-5 are first and second pedestals joined to the stopper members 11-2 and 11-3.
  • the stopper members 11-2 and 11-3 and the bases 11-4 and 11-5 are made of silicon or glass.
  • concave portions 11-2a and 11-3a are formed on the surfaces of the stopper members 11-2 and 11-3 joined to one surface and the other surface of the sensor diaphragm 11-1, respectively.
  • the concave portion 11-2a of the stopper member 11-2 is opposed to one surface of the sensor diaphragm 11-1
  • the concave portion 11-3a of the stopper member 11-3 is opposed to the other surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the concave portions 11-2a and 11-3a are curved surfaces (aspherical surfaces) along the displacement of the sensor diaphragm 11-1, and pressure introduction holes (pressure guiding holes) 11-2b and 11-3b are formed at the tops thereof. Has been.
  • the bases 11-4 and 11-5 also have pressure introduction holes (pressure holes) 11-4a at positions corresponding to the pressure holes 11-2b and 11-3b of the stopper members 11-2 and 11-3. , 11-5a are formed.
  • the stopper member 11-2 has a non-joining area SA communicating with the peripheral portion of the pressure guiding hole 11-2b.
  • This non-bonding region SA is provided in a part of a surface PL parallel to the pressure receiving surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the non-bonding region SA is formed as a region where the surfaces are in contact with each other by roughening the surface with plasma or a chemical solution, but not bonded.
  • the stopper member 11-2 is divided into two by a plane PL parallel to the pressure receiving surface of the sensor diaphragm 11-1. That is, by joining the two divided one stopper member 11-21 and the other stopper member 11-22 to the areas SB excluding the non-bonding area SA of the surface PL provided with the non-bonding area SA.
  • One stopper member 11-2 is provided.
  • the surface PL parallel to the pressure receiving surface of the sensor diaphragm 11-1 is connected to the non-joining region SA communicating with the peripheral portion of the pressure guiding hole 11-2b and the joint not communicating with the peripheral portion of the pressure guiding hole 11-2b. It is divided into areas SB.
  • the side opposite to the sensor diaphragm 11-1 in the thickness direction of the stopper member 11-2, that is, the direction opposite to the sensor diaphragm 11-1 across the plane including the non-bonded region is set.
  • One side, the side of the stopper member 11-2 facing the sensor diaphragm 11-1 in the thickness direction, that is, the direction toward the sensor diaphragm 11-1 across the plane including the non-bonded region is the other side, and the stopper member 11
  • An annular groove 11-2d dug on one side and the other side in the thickness direction of -2 is formed at the end of the non-joining region SA.
  • the annular groove 11-2d is not a discretely divided groove but a continuous groove.
  • the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the non-joining region SA of the first groove 11-2d1 and the second groove 11-2d2 dug into one side and the other side, that is, the groove Both cross-sectional shapes perpendicular to the extending direction include an arc.
  • the first groove 11-2d1 and the second groove 11-2d2 are such that the end of the cross-sectional shape of the second groove 11-2d2 is guided more than the end of the cross-sectional shape of the first groove 11-2d1. It is formed so as to be located on the pressure hole 11-2b side.
  • the cross-sectional shape of the groove 11-2d1 includes an arc of a semicircle or more
  • the cross-sectional shape of the groove 11-2d2 includes an arc of a semicircle or less.
  • the curvatures of the cross-sectional shapes of the first groove 11-2d1 and the second groove 11-2d2 are approximately the same so that the stresses generated in the first groove 11-2d1 and the second groove 11-2d2 can be balanced. It is said.
  • the second groove 11-2d2 whose cross-sectional shape is assumed to include an arc having a semicircle or less is shifted to the pressure guide hole 11-2b side (inner side).
  • the curvatures of the cross-sectional shapes of the grooves 11-2d1 and 11-2d2 are made equal, but they need not be equal.
  • the high-pressure measurement pressure Pa is applied to one surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the sensor diaphragm 11-1 bends toward the stopper member 11-3.
  • a force is applied to the stopper member 11-2 on the side opposite to the direction in which the sensor diaphragm 11-1 is bent, and an opening is likely to occur at a diaphragm edge, for example, a point indicated by a point G in FIG.
  • the direction in which the sensor diaphragm 11-1 is bent is referred to as a downward direction
  • the opposite side to the direction in which the sensor diaphragm 11-1 is bent is referred to as an upward direction.
  • the measurement pressure Pa is guided to the non-joint area SA provided in the stopper member 11-2 through the pressure guide hole 11-2b.
  • the upward force applied to the stopper member 11-2 is suppressed, so that the diaphragm edge is not opened.
  • the generation of stress due to the restraint of the sensor diaphragm 11-1 is reduced, and the stress concentration on the diaphragm edge is prevented.
  • the non-bonding area SA exhibits a greater effect when the excessive pressure increases after the sensor diaphragm 11-1 settles in the recess 11-3a of the stopper member 11-3. To do.
  • FIG. 3 shows a state after the sensor diaphragm 11-1 has settled in the recess 11-3a of the stopper member 11-3.
  • the sensor diaphragm 11-1 bends toward the stopper member 11-3 and settles in the recess 11-3a of the stopper member 11-3.
  • the upward force applied to the stopper member 11-2 deforms the stopper member 11-2 and opens to the diaphragm edge. Is about to occur.
  • an excessive pressure is also guided to the non-joining area SA provided inside the stopper member 11-2 through the pressure guide hole 11-2b.
  • a downward force is applied to the stopper member 11-22 to suppress the deformation of the stopper member 11-22 or to deform in the reverse direction.
  • the stopper member 11-22 is deformed downward so as to follow the downward deformation of the diaphragm 11-1.
  • the annular groove 11-2d dug on one side and the other side in the thickness direction of the stopper member 11-2 is formed in the peripheral portion of the non-joining region SA. Stress is dispersed inside the annular groove 11-2d located at the end of the non-joining area SA, that is, the annular groove 11-2d continuous to the non-joining area SA, and the pressure resistance can be further increased. it can.
  • the first groove 11-2d1 and the second groove 11-2d2 dug on one side and the other side respectively have the end portions of the cross-sectional shape of the second groove 11-2d2 Since the first groove 11-2d1 is formed so as to be positioned closer to the pressure guide hole 11-3b than the end of the cross-sectional shape of the first groove 11-2d1, the first groove 11-2d1 and the second groove 11-2d2 By appropriately determining the shift amount, it is possible to balance the distribution of stress inside the annular groove 11-2, suppress the maximum generated stress, and further increase the pressure resistance.
  • the first groove 11-2d1 has a cross-sectional shape R1
  • the second groove 11-2d2 has a cross-sectional shape R2
  • the first groove 11-2d1 has an opening width W (see FIG. 2).
  • the ratio ⁇ of the R positional deviation width under a constant pressure and the stress I generated in R1 when the ratio of the positional deviation width (R positional deviation width) z between the groove 11-2d1 and the second groove 11-2d2 is ⁇ .
  • the horizontal axis represents the ratio ⁇ of the displacement width to the opening width
  • the vertical axis represents the stress ratio of the stress generated in R1 and R2 (stress generated in R).
  • FIG. 5 visually shows the distribution of the stress generated in R1 and the stress generated in R2. The portions where the generated stress is high in R1 and R2 are shown darkly.
  • the cross-sectional shape of the first groove 11-2d1 dug on one side is a semicircular arc or more, and the cross-section of the second groove 11-2d2 dug on the other side
  • the thickness of the stopper member 11-22 is reduced, and the follow-up effect of the stopper member 11-22 is increased.
  • the thickness of the stopper member 11-2 is reduced, and the area of the non-bonding area SA inside the stopper member 11-2 is reduced, that is, the vertical and horizontal dimensions are reduced, thereby reducing the size of the chip. Is able to.
  • the circular groove 11-2d has a circular cross section.
  • the cross-sectional shape is a circle
  • the diameter of the circle is increased, or a member larger than the semicircle such as R1 in FIG. 5 is used as the stopper members 11-21 and 11-22. It is necessary to form both. Then, since the groove becomes deeper in the thickness direction, it is necessary to increase the thickness of both the stopper members 11-21 and 11-22. Further, in order to obtain the follow-up effect of the stopper member 11-22, the area of the non-bonding area SA inside the stopper member 11-2 must be increased by the increase in thickness.
  • the cross-sectional shape of the first groove 11-2d1 dug on one side is a semicircular arc or more, and the second groove 11-2d2 dug on the other side
  • the cross-sectional shape of the stopper member 11-22 is shifted in the thickness direction of the stopper member 11-22 by shifting the ends of the arc portions of the grooves 11-2d1 and 11-2d2 facing each other with the groove 11-2d2 as the inner side.
  • the curvature can be increased without increasing the diameter of the circle, the stress dispersion effect in the annular groove 11-2d can be enhanced.
  • the cross-sectional shape of the second groove 11-2d2 dug in the thickness direction of the stopper member 11-22 is less than a semicircle, the thickness of the stopper member 11-22 can be reduced. As a result, the follow-up effect of the stopper member 11-22 can be increased without increasing the area of the non-bonding region SA, and the chip can be downsized and have a high breakdown voltage.
  • the non-bonding area SA inside the stopper member 11-2 is formed by roughening the surface with plasma or a chemical solution, but as shown in FIG. You may make it form.
  • FIG. 8 shows an outline of a second embodiment (Embodiment 2) of a pressure sensor chip according to the present invention.
  • the pressure sensor chip 11B of the second embodiment has a non-joining area SA inside the stopper member 11-2 and an annular groove continuous to the non-joining area SA. 11-2d, but differs from the pressure sensor chip 11A of the first embodiment in the following points.
  • the region S1 facing one surface of the sensor diaphragm 11-1 of the peripheral edge portion 11-2c of the stopper member 11-2 includes an outer peripheral region S1a and an inner peripheral region S1b.
  • the outer peripheral region S1a is a joint region with one surface of the sensor diaphragm 11-1
  • the inner peripheral region S1b is a non-joint region with one surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the region S2 facing the other surface of the sensor diaphragm 11-1 at the peripheral edge 11-3c of the stopper member 11-3 includes an outer peripheral region S2a and an inner peripheral region S2b.
  • the outer peripheral region S2a is a junction region with the other surface of the sensor diaphragm 11-1
  • the inner peripheral region S2b is a non-joint region with the other surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the region S1a on the outer peripheral side of the peripheral edge portion 11-2c of the stopper member 11-2 is directly connected to one surface of the sensor diaphragm 11-1 to be a bonding region, and the peripheral edge portion 11- of the stopper member 11-3.
  • a region S2a on the outer peripheral side of 3c is a joining region by being directly joined to the other surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the region S1b on the inner peripheral side of the peripheral edge portion 11-2c of the stopper member 11-2 is in contact with one surface of the sensor diaphragm 11-1 by roughening the surface with plasma or a chemical solution. It is considered as a non-joining region.
  • the region S2b on the inner peripheral side of the peripheral edge portion 11-3c of the stopper member 11-3 is also in contact with the other surface of the sensor diaphragm 11-1 by roughing the surface with plasma or a chemical solution, etc. It is considered as a non-joining region.
  • the region S1b on the inner peripheral side of the peripheral portion 11-2c of the stopper member 11-2 and the region S2b on the inner peripheral side of the peripheral portion 11-3c of the stopper member 11-3 are in contact with the surface of the sensor diaphragm 11-1. It may be a small gap that is not.
  • the inner side of the non-bonding region S1b on the lower surface of the sensor diaphragm 11-1 is the pressure-sensitive region D1 of the diaphragm, and similarly, further on the inner side of the non-bonding region S2b on the upper surface of the sensor diaphragm 11-1. Is the pressure-sensitive region D2 of the diaphragm.
  • one measurement pressure Pa is applied to the surface facing the stopper member 11-2
  • the other measurement pressure Pb is applied to the surface facing the stopper member 11-3. It takes.
  • the diameter of the pressure sensitive regions D1 and D2 is the effective diameter of the diaphragm.
  • the measured pressure Pa on the high pressure side is placed in the pressure sensitive region D1 on the lower surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the sensor diaphragm 11-1 can be bent in the non-joining region S1b with the peripheral edge portion 11-2c of the stopper member 11-2 without causing a transient tensile stress due to restraint from the stopper member 11-2. The stress generated in this part is reduced.
  • this pressure sensor chip 11B when the measurement pressure Pb is the high-pressure measurement pressure and the measurement pressure Pa is the low-pressure measurement pressure, the high-pressure measurement is performed in the pressure sensitive region D2 on the upper surface of the sensor diaphragm 11-1.
  • the sensor diaphragm 11-1 bends in the non-joining region S2b with the peripheral edge portion 11-3c of the stopper member 11-3 without causing a transient tensile stress due to restraint from the stopper member 11-3. Therefore, the stress generated in this portion is reduced.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a third embodiment (Embodiment 3) of the pressure sensor chip according to the present invention.
  • the non-joining region SA is provided only inside the stopper member 11-2.
  • the pressure sensor chip 11C of the third embodiment As shown in FIG. 9 as the pressure sensor chip 11C of the third embodiment.
  • a non-joining area SA may be provided inside the stopper member 11-3, and an annular groove 11-3d continuing to the non-joining area SA may be provided.
  • the annular groove 11-2d provided in the stopper member 11-2 and the annular groove 11-3d provided in the stopper member 11-3 have the same cross-sectional shape.
  • the cross-sectional shapes of the annular grooves 11-2d and 11-3d may be changed, and the lateral direction of the annular grooves 11-2d and 11-3d may be changed. The positions of may be different.
  • the cross-sectional shape of the annular grooves 11-2d and 11-3d may be various shapes such as an elliptical shape shifted.
  • the non-joining area SA inside the stopper members 11-2 and 11-3 may be formed as a minute step.
  • the sensor diaphragm 11-1 settles on the bottom surface of the recess 11-2a. Deformation increases the stress at the diaphragm edge.
  • the step size depends on the upward force of the stopper member 11-2. The same applies to the case where the non-bonding area SA inside the stopper member 11-3 has a small step.
  • the stopper member 11-2 is provided with the aspherical concave portion 11-2a, but is necessarily provided with the aspherical concave portion 11-2a.
  • the sensor diaphragm 11-1 is a type in which a strain resistance gauge in which a resistance value changes in accordance with a change in pressure is formed.
  • a capacitive sensor chip may be used.
  • a capacitance type sensor chip includes a substrate having a predetermined space (capacitance chamber), a diaphragm disposed in the space of the substrate, a fixed electrode formed on the substrate, and a movable electrode formed on the diaphragm. And. When the diaphragm is deformed by receiving pressure, the distance between the movable electrode and the fixed electrode changes, and the capacitance between them changes.
  • the pressure sensor chip according to the present invention can be applied to various uses such as an industrial differential pressure sensor.
  • 11A to 11C Pressure sensor chip, 11-1 ... Sensor diaphragm, 11-2 (11-21, 11-22), 11-3 ... Stopper member, 11-2a, 11-3a ... Recess, 11-2b, 11 -3b ... pressure introducing hole (pressure guiding hole), 11-2c, 11-3c ... peripheral edge, 11-2d, 11-3d ... annular groove, 11-2d1, 11-3d1 ... groove on one side, 11- 2d2, 11-3d2 ... groove on the other side, 11-4, 11-5 ... pedestal, 11-4a, 11-5a ... pressure introduction hole (pressure introducing hole), SA ... non-joining region, SB ... joining region, S1a , S2a ... outer peripheral side region (bonding region), S1b, S2b ... inner peripheral side region (non-joining region), D1, D2 ... pressure sensitive region, PL ... surface.

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Abstract

　本発明に係る圧力センサチップにおいて、ストッパ部材（１１－２）の内部のセンサダイアフラム（１１－１）の受圧面と平行な面（ＰＬ）の一部に、導圧孔（１１－２ｂ）の周部に連通する非接合領域（ＳＡ）と、非接合領域（ＳＡ）に連続する環状の溝（１１－２ｄ）とを設ける。この環状の溝（１１－２ｄ）のストッパ部材（１１－２）の非接合領域（ＳＡ）を含む平面を挟んでセンサダイアフラム（１１－１）と反対の一方側に掘り込まれた第１の溝（１１－２ｄ１）の断面形状は半円以上の円弧を含み、他方側に掘り込まれた第２の溝（１１－２ｄ２）の断面形状は半円以下の円弧を含む。第２の溝（１１－２ｄ２）を第１の溝（１１－２ｄ１）よりも導圧孔（１１－２ｂ）側にずらす。溝（１１－２ｄ１）と溝（１１－２ｄ１）の互いに対向する円弧の端部をずらす。これによれば、ダイアフラムエッジへの応力集中を防いで、期待される耐圧を確保することができる。

Description

圧力センサチップ
　この発明は、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを用いた圧力センサチップ、例えば圧力を受けて変位する薄板状のダイアフラム上に歪抵抗ゲージを形成し、ダイアフラムに形成された歪抵抗ゲージの抵抗値変化からダイアフラムに加わった圧力を検出する圧力センサチップに関するものである。
　従来より、工業用の差圧センサとして、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを用いた圧力センサチップを組み込んだ差圧センサが用いられている。
　この差圧センサは、高圧側および低圧側の受圧ダイアフラムに加えられる各測定圧を、圧力伝達媒体としての封入液によってセンサダイアフラムの一方の面および他方の面に導き、そのセンサダイアフラムの歪みを例えば歪抵抗ゲージの抵抗値変化として検出し、この抵抗値変化を電気信号に変換して取り出すように構成されている。
　このような差圧センサは、例えば石油精製プラントにおける高温反応塔等の被測定流体を貯蔵する密閉タンク内の上下２つの位置の差圧を検出することにより、液面高さを測定するときなどに用いられる。
　図１０に従来の差圧センサの概略構成を示す。この差圧センサ１００は、センサダイアフラム（図示せず）を有する圧力センサチップ１をメータボディ２に組み込んで構成される。圧力センサチップ１におけるセンサダイアフラムは、シリコンやガラス等からなる。薄板状に形成されたダイアフラムの表面には、歪抵抗ゲージが形成されている。メータボディ２は、金属製の本体部３とセンサ部４とからなる。本体部３の側面には、一対の受圧部をなすバリアダイアフラム（受圧ダイアフラム）５ａ，５ｂが設けられている。センサ部４には、圧力センサチップ１が組み込まれている。
　メータボディ２において、センサ部４に組み込まれた圧力センサチップ１と本体部３に設けられたバリアダイアフラム５ａ，５ｂとの間は、大径のセンタダイアフラム６により隔離された圧力緩衝室７ａ，７ｂを介してそれぞれ連通されている。圧力センサチップ１とバリアダイアフラム５ａ，５ｂとを結ぶ連通路８ａ，８ｂには、シリコーンオイル等の圧力伝達媒体９ａ，９ｂが封入されている。
　なお、シリコーンオイル等の圧力媒体が必要となる理由は、センサダイアフラムに対する計測媒体中の異物付着を防ぐため、および耐食性を持つ受圧ダイアフラムと応力（圧力）感度を持つセンサダイアフラムとを分離してセンサダイアフラムの腐食を防ぐためである。
　この差圧センサ１００では、図１１Ａに定常状態時の動作態様を模式的に示すように、プロセスからの第１の流体圧力（第１の測定圧）Ｐａがバリアダイアフラム５ａに印加され、プロセスからの第２の流体圧力（第２の測定圧）Ｐｂがバリアダイアフラム５ｂに印加される。これにより、バリアダイアフラム５ａ，５ｂが変位し、その加えられた圧力Ｐａ，Ｐｂがセンタダイアフラム６により隔離された圧力緩衝室７ａ，７ｂを介し、圧力伝達媒体９ａ，９ｂを通して、圧力センサチップ１のセンサダイアフラムの一方の面および他方の面にそれぞれ導かれる。この結果、圧力センサチップ１のセンサダイアフラムは、その導かれた圧力Ｐａ，Ｐｂの差圧ΔＰに相当する変位を呈することになる。
　これに対して、例えば、バリアダイアフラム５ａに過大圧Ｐoverが加わると、図１１Ｂに示すようにバリアダイアフラム５ａが大きく変位し、これに伴ってセンタダイアフラム６が過大圧Ｐoverを吸収するように変位する。そして、バリアダイアフラム５ａがメータボディ２の凹部１０ａの底面（過大圧保護面）に着底し、その変位が規制されると、バリアダイアフラム５ａを介するセンサダイアフラムへのそれ以上の差圧ΔＰの伝達が阻止される。バリアダイアフラム５ｂに過大圧Ｐoverが加わった場合も、バリアダイアフラム５ａに過大圧Ｐoverが加わった場合と同様にして、バリアダイアフラム５ｂがメータボディ２の凹部１０ｂの底面（過大圧保護面）に着底し、その変位が規制されると、バリアダイアフラム５ｂを介するセンサダイアフラムへのそれ以上の差圧ΔＰの伝達が阻止される。この結果、過大圧Ｐoverの印加による圧力センサチップ１の破損、すなわち圧力センサチップ１におけるセンサダイアフラムの破損が未然に防止される。
　この差圧センサ１００では、メータボディ２に圧力センサチップ１を内包させているので、プロセス流体など外部腐食環境から圧力センサチップ１を保護することができる。しかしながら、差圧センサ１００は、センタダイアフラム６やバリアダイアフラム５ａ，５ｂの変位を規制するための凹部１０ａ，１０ｂによって圧力センサチップ１を過大圧Ｐoverから保護する構造を有しているので、その形状が大型化することが避けられない。
　そこで、圧力センサチップに第１のストッパ部材および第２のストッパ部材を設け、この第１のストッパ部材および第２のストッパ部材の凹部をセンサダイアフラムの一方の面および他方の面に対峙させることによって、過大圧が印加された時のセンサダイアフラムの過度な変位を阻止し、これによってセンサダイアフラムの破損および破壊を防止する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　図１２に特許文献１に示された構造を採用した圧力センサチップの概略を示す。同図において、５１－１はセンサダイアフラム、５１－２および５１－３はセンサダイアフラム５１－１を挟んで接合された第１および第２のストッパ部材、５１－４および５１－５はストッパ部材５１－２および５１－３に接合された第１および第２の台座である。ストッパ部材５１－２，５１－３や台座５１－４，５１－５はシリコンやガラスなどにより構成されている。
　この圧力センサチップ５１において、ストッパ部材５１－２，５１－３には凹部５１－２ａ，５１－３ａが形成されており、ストッパ部材５１－２の凹部５１－２ａをセンサダイアフラム５１－１の一方の面に対峙させ、ストッパ部材５１－３の凹部５１－３ａをセンサダイアフラム５１－１の他方の面に対峙させている。凹部５１－２ａ，５１－３ａは、センサダイアフラム５１－１の変位に沿った曲面（非球面）とされており、その頂部に圧力導入孔（導圧孔）５１－２ｂ，５１－３ｂが形成されている。また、台座５１－４，５１－５にも、ストッパ部材５１－２，５１－３の導圧孔５１－２ｂ，５１－３ｂに対応する位置に、圧力導入孔（導圧孔）５１－４ａ，５１－５ａが形成されている。
　このような圧力センサチップ５１を用いると、センサダイアフラム５１－１の一方の面に過大圧が印加されてセンサダイアフラム５１－１が変位したとき、その変位面の全体がストッパ部材５１－３の凹部５１－３ａの曲面によって受け止められる。また、センサダイアフラム５１－１の他方の面に過大圧が印加されてセンサダイアフラム５１－１が変位したとき、その変位面の全体がストッパ部材５１－２の凹部５１－２ａの曲面によって受け止められる。
　これにより、センサダイアフラム５１－１に過大圧が印加された時の過度な変位が阻止され、センサダイアフラム５１－１の周縁部に応力集中が生じないようにして、過大圧の印加によるセンサダイアフラム５１－１の不本意な破壊を効果的に防ぎ、その過大圧保護動作圧力（耐圧）を高めることが可能となる。また、図１０に示された構造において、センタダイアフラム６や圧力緩衝室７ａ，７ｂをなくし、バリアダイアフラム５ａ，５ｂからセンサダイアフラム５１－１に対して直接的に測定圧Ｐａ，Ｐｂを導くようにして、メータボディ２の小型化を図ることが可能となる。
特開２００５－６９７３６号公報
　しかしながら、図１２に示された圧力センサチップ５１の構造において、ストッパ部材５１－２および５１－３は、センサダイアフラム５１－１の一方の面および他方の面に、その周縁部５１－２ｃおよび５１－３ｃの全面を接合させている。すなわち、ストッパ部材５１－２の凹部５１－２ａを囲む周縁部５１－２ｃをセンサダイアフラム５１－１の一方の面に対面させ、この対面する周縁部５１－２ｃの全領域をセンサダイアフラム５１－１の一方の面に直接接合している。また、ストッパ部材５１－３の凹部５１－３ａを囲む周縁部５１－３ｃをセンサダイアフラム５１－１の他方の面に対面させ、この対面する周縁部５１－３ｃの全領域をセンサダイアフラム５１－１の他方の面に直接接合している。
　このような構造の場合、ストッパ部材５１－２による過大圧保護動作圧力（耐圧）を越える過大な圧力が印加されると、センサダイアフラム５１－１が撓んでストッパ部材５１－２の凹部５１－２ａに着底した後、この状態でセンサダイアフラム５１－１はストッパ部材５１－２とともに更に撓む。すると、引っ張り応力が最も発生する圧力が印加された側のセンサダイアフラム５１－１のエッジ付近（図１２中の一点鎖線で囲んだ部位）が両面とも拘束状態にあるため、その箇所に応力集中が発生し、期待される耐圧が確保できないという問題があった。
　更に、ストッパ部材５１－２，５１－３の凹部５１－２ａ，５１－３ａの開口サイズに製作上のズレがあると、センサダイアフラム５１－１の拘束箇所に位置ずれが生じるため、その影響で応力集中がより顕著になる場合がある。この場合、センサダイアフラム５１－１の着底異常に伴う応力集中も重なり、更なる耐圧低下となってしまう虞がある。
　本発明の目的は、センサダイアフラムの拘束による応力発生を低減し、ダイアフラムエッジへの応力集中を防いで、期待される耐圧を確保することが可能な圧力センサチップを提供することにある。
　本発明に係る圧力センサチップは、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、前記センサダイアフラムの一方の面および他方の面にそれぞれその周縁部を対面させて接合され、前記センサダイアフラムへ測定圧を導く導圧孔をそれぞれ有する第１および第２の保持部材とを備え、前記第１の保持部材は、その内部に前記センサダイアフラムの受圧面と平行に形成され、前記導圧孔の周部に連通する非接合領域と、前記第１の保持部材の非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムと反対の向きを一方側、前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムに向かう向きを他方側として、第１の保持部材の内部の前記非接合領域の周縁部において前記一方側および前記他方側にそれぞれ掘り込まれ、かつ、前記非接合領域に連続する環状の第１の溝および第２の溝とを有し、前記第１の溝および前記第２の溝のその延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含み、前記第１の溝と前記第２の溝とは、前記第２の溝の前記断面形状の端部が前記第１の溝の前記断面形状の端部よりも前記導圧孔側に位置するように形成されており、前記第２の保持部材は、センサダイアフラムの前記他方の面に接合される面に形成された凹部を備えていることを特徴とする。
　本発明によれば、第１の保持部材の内部に導圧孔の周部に連通する非接合領域を設け、この第１の保持部材の内部の非接合領域をセンサダイアフラムの受圧面と平行な面の一部に設けるようにしたので、第１の保持部材の内部の非接合領域が受圧面となって、第１の保持部材に加わる逆方向への力を抑制し、ダイアフラムエッジに開きを生じさせないようにして、センサダイアフラムの拘束による応力の発生を低減し、ダイアフラムエッジへの応力集中を防ぎ、期待される耐圧を確保することが可能となる。
　また、本発明によれば、前記第１の保持部材の非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムと反対の向きを一方側、前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムに向かう向きを他方側として、内部の前記非接合領域の周縁部において前記一方側および前記他方側にそれぞれ掘り込まれ、かつ、前記非接合領域に連続する環状の第１の溝および第２の溝とを有し、前記第１の溝および前記第２の溝のその延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含み、前記第１の溝と前記第２の溝とは、前記第２の溝の前記断面形状の端部が前記第１の溝の前記断面形状の端部よりも前記導圧孔側に位置するように形成したので、環状の溝の内部に応力を分散させると共に、環状の溝の内部での応力の分散をバランスさせるようにして、最大発生応力を抑制し、さらなる高耐圧化を図ることが可能となる。
図１は、本発明に係る圧力センサチップの第１の実施の形態（実施の形態１）の概略を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る圧力センサチップのストッパ部材の内部の環状の溝の断面形状を示す図である。 図３は、実施の形態１に係る圧力センサチップにおいてセンサダイアフラムがストッパ部材の凹部に着底した後の状態を示す図である。 図４は、一定圧力下での環状の溝の開口幅に対する位置ズレ幅の比率とＲ１内発生応力およびＲ２内発生応力との関係を例示する図である。 図５は、Ｒ１内発生応力およびＲ２内発生応力の分布を視覚的に示す図である。 図６は、環状の溝の断面形状を円とした場合の圧力センサの概略を示す図である。 図７は、ストッパ部材内の非接合領域を微小な段差とした例を示す図である。 図８は、本発明に係る圧力センサチップの第２の実施の形態（実施の形態２）の概略を示す図である。 図９は、本発明に係る圧力センサチップの第３の実施の形態（実施の形態３）の概略を示す図である。 図１０は、従来の差圧センサの概略構成を示す図である。 図１１Ａは、従来の差圧センサの動作態様を模式的に示す図である。 図１１Ｂは、従来の差圧センサの動作態様を模式的に示す図である。 図１２は、特許文献１に示された構造を採用したセンサチップの概略を示す図である。
　先ず、本発明に係る圧力センサチップの概要を説明する。
　本発明に係る圧力センサチップは、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、前記センサダイアフラムの一方の面および他方の面にそれぞれその周縁部を対面させて接合され、前記センサダイアフラムへ測定圧を導く導圧孔をそれぞれ有する第１の保持部材および第２の保持部材とを備え、前記第１の保持部材は、その内部に前記センサダイアフラムの受圧面と平行に形成され、前記導圧孔の周部に連通する非接合領域と、前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムと反対の向きを一方側、前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムに向かう向きを他方側として、前記第１の保持部材の内部の前記非接合領域の周縁部において前記一方側および前記他方側にそれぞれ掘り込まれ、かつ前記非接合領域に連続する環状の第１の溝および第２の溝とを有し、前記第１の溝および前記第２の溝のその延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含み、前記第１の溝と前記第２の溝とは、前記第２の溝の前記断面形状の端部が前記第１の溝の前記断面形状の端部よりも前記導圧孔側に位置するように形成されており、前記第２の保持部材は、前記センサダイアフラムの前記他方の面に接合される面に形成された凹部を備えている。
　本発明に係る圧力センサチップによれば、センサダイアフラムの一方の面に高圧の測定圧がかかった場合、センサダイアフラムは第２の保持部材側に撓み、ダイアフラムエッジに開きが生じようとする。この場合、本発明では、第１の保持部材の内部に設けられている非接合領域に導圧孔を通して測定圧が導かれるので、この非接合領域が測定圧の受圧面となって、第１の保持部材を第２の保持部材およびダイアフラムと同じ方向に撓ませて追従変形させることにより、ダイアフラムエッジに開きを生じさせないようにする。これにより、センサダイアフラムの拘束による応力発生が低減され、ダイアフラムへの応力集中が防がれる。
　また、本発明に係る圧力センサチップによれば、第１の保持部材が、前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムと反対の向きを一方側、前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムに向かう向きを他方側として、前記第１の保持部材の内部の前記非接合領域の周縁部において前記一方側および前記他方側にそれぞれ掘り込まれ、かつ前記非接合領域に連続する環状の第１の溝および第２の溝とを有するので、この非接合領域に連続する環状の溝の内部に応力が分散されるものとなり、さらに高耐圧とすることができる。
　また、本発明に係る上記圧力センサチップにおいて、前記第１の溝および前記第２の溝のその延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含み、前記第１の溝のその延在方向に垂直な断面形状が半円以上の円弧を含み、前記第２の溝のその延在方向に垂直な断面形状は、半円以下の円弧を含むようにすると、第１の保持部材の他方側の肉厚を薄くすることができ、第１の保持部材の追従効果がアップする。これにより、第１の保持部材の肉厚を薄くするとともに、第１の保持部材の内部の非接合領域の面積を小さくして、チップの小型化を図ることが可能となる。
　また、本発明に係る上記圧力センサチップにおいて、センサダイアフラム上で高圧側の測定圧を受ける面が必ず決まっている場合には、センサダイアフラムの一方の面を高圧側の測定圧の受圧面とし、他方の面を低圧側の測定圧の受圧面とする。すなわち、センサダイアフラム上で高圧側の測定圧を受ける面が必ず決まっている場合には、センサダイアフラムの一方の面を高圧側の測定圧の受圧面とし、第１の保持部材の内部の非接合領域に導圧孔を通して高圧側の測定圧が導かれるようにする。
　また、本発明に係る上記圧力センサチップにおいて、第１の保持部材にもセンサダイアフラムに過大圧が印加された時のセンサダイアフラムの過度な変位を阻止する凹部を備えたうえ、第２の保持部材についても、第１の保持部材と同様にして、その内部に前記センサダイアフラムの受圧面と平行に形成され、前記導圧孔の周部に連通する非接合領域と、前記第２の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムと反対の向きを一方側、前記第２の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムに向かう向きを他方側として、前記第２の保持部材の内部の前記非接合領域の周縁部において前記一方側および前記他方側にそれぞれ掘り込まれ、前記非接合領域に連続する環状の第３の溝および第４の溝とを有し、前記第３の溝および前記第４の溝の延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含み、前記第３の溝と前記第４の溝とは、前記第４の溝の前記断面形状の端部が前記第３の溝の前記断面形状の端部よりも前記導圧孔側に位置するように形成されていてもよい。
　このようにすると、センサダイアフラムのどちらの面が高圧側の測定圧の受圧面となっても、ダイアフラムエッジに開きを生じさせないようにして、センサダイアフラムの拘束による応力発生を低減し、ダイアフラムエッジへの応力集中を防ぐことが可能となる。また、非接合領域に連続する環状の溝の内部に応力を分散させると共に、この環状の溝の内部での応力の分散をバランスさせることが可能となる。
　また、本発明に係る上記圧力センサチップにおいて、第１の保持部材の内部の非接合領域は、接合されていない領域であればよく、面同士が接触していても接触していなくてもよい。例えば、プラズマや薬液などにより表面を荒らすなどして、面同士が接してはいるが、接合はされていない領域として形成するようにする。また、微小な段差として形成するようにしてもよい。
　以下、本発明に係る圧力センサチップの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
　図１はこの発明に係る圧力センサチップの第１の実施の形態（実施の形態１）の概略を示す図である。
　図１に示される圧力センサチップ１１Ａおいて、１１－１はセンサダイアフラム、１１－２および１１－３はセンサダイアフラム１１－１を挟んで接合された保持部材としての第１および第２のストッパ部材、１１－４および１１－５はストッパ部材１１－２および１１－３に接合された第１および第２の台座である。ストッパ部材１１－２，１１－３および台座１１－４，１１－５はシリコンやガラスなどにより構成されている。
　この圧力センサチップ１１Ａにおいて、ストッパ部材１１－２，１１－３の、センサダイアフラム１１－１の一方の面および他方の面に接合される面には、それぞれ凹部１１－２ａ，１１－３ａが形成されている。ストッパ部材１１－２の凹部１１－２ａをセンサダイアフラム１１－１の一方の面に対峙させ、ストッパ部材１１－３の凹部１１－３ａをセンサダイアフラム１１－１の他方の面に対峙させている。凹部１１－２ａ，１１－３ａは、センサダイアフラム１１－１の変位に沿った曲面（非球面）とされており、その頂部に圧力導入孔（導圧孔）１１－２ｂ，１１－３ｂが形成されている。これらの凹部１１－２ａ，１１－３ａは、センサダイアフラムに過大圧が印加された時のセンサダイアフラムの過度な変位を阻止する。また、台座１１－４，１１－５にも、ストッパ部材１１－２，１１－３の導圧孔１１－２ｂ，１１－３ｂに対応する位置に、圧力導入孔（導圧孔）１１－４ａ，１１－５ａが形成されている。
　この圧力センサチップ１１Ａにおいて、ストッパ部材１１－２は、導圧孔１１－２ｂの周部に連通する非接合領域ＳＡを内部に有している。この非接合領域ＳＡは、センサダイアフラム１１－１の受圧面と平行な面ＰＬの一部に設けられている。非接合領域ＳＡは、プラズマや薬液などにより表面を荒らすなどして、面同士が接してはいるが、接合はされてない領域として形成されている。
　この例において、ストッパ部材１１－２は、センサダイアフラム１１－１の受圧面と平行な面ＰＬで２分割されている。すなわち、この２分割された一方のストッパ部材１１－２１と他方のストッパ部材１１－２２とを、非接合領域ＳＡが設けられた面ＰＬの非接合領域ＳＡを除く領域ＳＢ同士を接合することにより１つのストッパ部材１１－２としている。これにより、センサダイアフラム１１－１の受圧面と平行な面ＰＬは、導圧孔１１－２ｂの周部に連通する非接合領域ＳＡと、導圧孔１１－２ｂの周部には連通しない接合領域ＳＢとに分けられている。
　また、この圧力センサチップ１１Ａでは、ストッパ部材１１－２の肉厚方向のセンサダイアフラム１１－１に対向しない側、すなわち、非接合領域を含む平面を挟んでセンサダイアフラム１１－１と反対の向きを一方側、ストッパ部材１１－２の肉厚方向のセンサダイアフラム１１－１に対向する側、すなわち、非接合領域を含む平面を挟んでセンサダイアフラム１１－１に向かう向きを他方側として、ストッパ部材１１－２の肉厚方向の一方側および他方側に掘り込まれた環状の溝１１－２ｄを非接合領域ＳＡの終端部に形成している。この環状の溝１１－２ｄは、離散的に分断された溝ではなく、連続した溝である。
　この環状の溝１１－２ｄにおいて、一方側および他方側に掘り込まれた第１の溝１１－２ｄ１および第２の溝１１－２ｄ２の非接合領域ＳＡに直交する方向の断面形状、すなわち溝の延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含んでいる。また、第１の溝１１－２ｄ１と第２の溝１１－２ｄ２とは、第２の溝１１－２ｄ２の断面形状の端部が第１の溝１１－２ｄ１の断面形状の端部よりも導圧孔１１－２ｂ側に位置するように形成されている。
　図２に示されるように、この実施の形態において、溝１１－２ｄ１の断面形状は半円以上の円弧を含み、溝１１－２ｄ２の断面形状は半円以下の円弧を含んでいる。また、第１の溝１１－２ｄ１および第２の溝１１－２ｄ２に発生する応力をバランスできるように、第１の溝１１－２ｄ１および第２の溝１１－２ｄ２の断面形状の曲率は同等程度としている。更に、断面形状が半円以下の円弧を含むとされた第２の溝１１－２ｄ２を導圧孔１１－２ｂ側（内側）にずらしている。なお、この例では、溝１１－２ｄ１および１１－２ｄ２の断面形状の曲率を等しくしているが、必ずしも等しくしなくてもよい。
　この圧力センサチップ１１Ａにおいて、測定圧Ｐａを高圧側の測定圧とし、測定圧Ｐｂを低圧側の測定圧とした場合、センサダイアフラム１１－１の一方の面に高圧側の測定圧Ｐａがかかると、センサダイアフラム１１－１はストッパ部材１１－３側に撓む。この際、ストッパ部材１１－２にはセンサダイアフラム１１－１が撓んだ方向とは反対側に力が加わり、ダイアフラムエッジ、例えば図１における点Ｇで示す箇所に開きが生じようとする。なお、以下の説明では、図１において、センサダイアフラム１１－１が撓んだ方向を下方向、撓んだ方向とは反対側を上方向と呼ぶ。
　この場合、本実施の形態では、ストッパ部材１１－２の内部に設けられている非接合領域ＳＡに導圧孔１１－２ｂを通して測定圧Ｐａが導かれるので、この非接合領域ＳＡが測定圧Ｐａの受圧面となって、ストッパ部材１１－２に加わる上方向への力を抑制し、ダイアフラムエッジに開きを生じさせないようにする。これにより、センサダイアフラム１１－１の拘束による応力発生が低減され、ダイアフラムエッジへの応力集中が防がれる。
　この圧力センサチップ１１Ａにおいて、非接合領域ＳＡは、センサダイアフラム１１－１がストッパ部材１１－３の凹部１１－３ａに着底した後、過大圧が大きくなったような場合、さらに大きな効果を発揮する。
　図３にセンサダイアフラム１１－１がストッパ部材１１－３の凹部１１－３ａに着底した後の状態を示す。センサダイアフラム１１－１の一方の面に過大圧がかかると、センサダイアフラム１１－１はストッパ部材１１－３側に撓み、ストッパ部材１１－３の凹部１１－３ａに着底する。このセンサダイアフラム１１－１の凹部１１－３ａへの着底後、過大圧が大きくなると、ストッパ部材１１－２に加わる上方向への力により、ストッパ部材１１－２が変形し、ダイアフラムエッジに開きが生じようとする。
　この場合、本実施の形態では、ストッパ部材１１－２の内部に設けられている非接合領域ＳＡにも導圧孔１１－２ｂを通して過大圧が導かれるので、この非接合領域ＳＡが過大圧の受圧面となって、ストッパ部材１１－２２に下方向への力を加え、ストッパ部材１１－２２の変形を抑制、もしくは逆方向に変形させる。図３の例では、ダイアフラム１１－１の下方向への変形に追従する形で、ストッパ部材１１－２２を下方向へ変形させている。
　これにより、センサダイアフラム１１－１のストッパ部材１１－３の凹部１１－３ａへの着底後、過大圧が大きくなっても、ダイアフラムエッジに開きが生じず、ダイアフラムエッジへの応力集中が避けられ、期待される耐圧が確保される。
　また、本実施の形態では、非接合領域ＳＡの周縁部に、ストッパ部材１１－２の肉厚方向の一方側および他方側に掘り込まれた環状の溝１１－２ｄが形成されているので、この非接合領域ＳＡの終端部に位置する環状の溝１１－２ｄ、すなわち非接合領域ＳＡに連続する環状の溝１１－２ｄの内部に応力が分散されるものとなり、さらに高耐圧とすることができる。
　また、本実施の形態では、一方側および他方側にそれぞれ掘り込まれた第１の溝１１－２ｄ１および第２の溝１１－２ｄ２は、第２の溝１１－２ｄ２の断面形状の端部が第１の溝１１－２ｄ１の断面形状の端部よりも導圧孔１１－３ｂ側に位置するように形成されているので、第１の溝１１－２ｄ１と第２の溝１１－２ｄ２との間のずらし量を適切に定めることにより、環状の溝１１－２の内部での応力の分散をバランスさせるようにして、最大発生応力を抑制し、さらなる高耐圧化を図ることができる。
　図４に、第１の溝１１－２ｄ１の断面形状をＲ１、第２の溝１１－２ｄ２の断面形状をＲ２、第１の溝１１－２ｄ１の開口幅Ｗ（図２参照）に対する第１の溝１１－２ｄ１と第２の溝１１－２ｄ２との位置ズレ幅（Ｒ位置ズレ幅）ｚの比率をαとした場合の一定圧力下でのＲ位置ズレ幅の比率αとＲ１内発生応力ＩおよびＲ２内発生応力ＩＩとの関係を例示する。同図において、横軸は開口幅に対する位置ズレ幅の比率αを表し、縦軸はＲ１，Ｒ２内において発生する応力（Ｒ内発生応力）の応力比を表している。この例では、Ｐ点、すなわちＲ位置ズレ幅の比率αが０．０４の時、Ｒ１内発生応力とＲ２内発生応力とがバランスしている。図５にＲ１内発生応力およびＲ２内発生応力の分布を視覚的に示す。Ｒ１，Ｒ２内において発生応力の高い部分は濃く示されている。
　また、本実施の形態では、一方側に掘り込まれた第１の溝１１－２ｄ１の断面形状を半円以上の円弧状とし、他方側に掘り込まれた第２の溝１１－２ｄ２の断面形状を半円以下の円弧状とすることによって、ストッパ部材１１－２２の肉厚を薄くし、ストッパ部材１１－２２の追従効果をアップさせている。これにより、ストッパ部材１１－２の肉厚を薄くするとともに、ストッパ部材１１－２の内部の非接合領域ＳＡの面積を小さくして、すなわち縦横の寸法を小さくして、チップの小型化を図ることができている。
　例えば、図６に示すように、環状の溝１１－２ｄの断面形状を円とすることが考えられる。しかし、断面形状を円とすると、十分な分散効果をもたせるには、円の径を大きくするか、もしくは図５のＲ１のような半円より大きいものをスットパ部材１１－２１、１１－２２の両方に形成する必要がある。そうすると、溝が肉厚方向に深くなってしまうため、ストッパ部材１１－２１，１１－２２ともに肉厚を厚くしなければならなくなる。また、ストッパ部材１１－２２の追従効果を得るために、肉厚が厚くなった分、ストッパ部材１１－２の内部の非接合領域ＳＡの面積を大きくしなければならない。このように受圧面積が大きくなると、環状の溝１１－２ｄ内での発生応力が大きくなり耐圧の低下が生じる。耐圧を確保するためには、更に大きな円にする必要があり、チップの大型化へと悪循環に陥ってしまう。
　これに対し、本実施の形態では、一方側に掘り込まれた第１の溝１１－２ｄ１の断面形状を半円以上の円弧状とし、他方側に掘り込まれた第２の溝１１－２ｄ２の断面形状を半円以下の円弧状とし、溝１１－２ｄ１および１１－２ｄ２の互いに対向する円弧部分の端部を溝１１－２ｄ２を内側としてずらすことによって、ストッパ部材１１－２２の肉厚方向に円の径を大きくすることなく曲率を上げることができるため、環状の溝１１－２ｄ内での応力の分散効果を高めることができる。また、ストッパ部材１１－２２の肉厚方向に掘り込まれた第２の溝１１－２ｄ２の断面形状が半円以下のため、ストッパ部材１１－２２の肉厚を薄くすることが可能となる。これにより非接合領域ＳＡの面積を大きくすることなく、ストッパ部材１１－２２の追従効果をアップすることができ、チップの小型化、かつ高耐圧が可能となる。
　なお、この実施の形態では、ストッパ部材１１－２の内部の非接合領域ＳＡをプラズマや薬液などにより表面を荒らすなどして形成しているが、図７に示すように、微小な段差ｈ１として形成するようにしてもよい。
〔実施の形態２〕
　図８にこの発明に係る圧力センサチップの第２の実施の形態（実施の形態２）の概略を示す。この実施の形態２の圧力センサチップ１１Ｂは、実施の形態１の圧力センサチップ１１Ａと同様に、ストッパ部材１１－２の内部に非接合領域ＳＡと、この非接合領域ＳＡに連続する環状の溝１１－２ｄとを備えているが、以下の点で実施の形態１の圧力センサチップ１１Ａとは異なっている。
　この圧力センサチップ１１Ａにおいて、ストッパ部材１１－２の周縁部１１－２ｃのセンサダイアフラム１１－１の一方の面と対面する領域Ｓ１は、外周側の領域Ｓ１ａと内周側の領域Ｓ１ｂとを含む。外周側の領域Ｓ１ａはセンサダイアフラム１１－１の一方の面との接合領域とされ、内周側の領域Ｓ１ｂはセンサダイアフラム１１－１の一方の面との非接合領域とされている。
　また、ストッパ部材１１－３の周縁部１１－３ｃにおけるセンサダイアフラム１１－１の他方の面と対面する領域Ｓ２は、外周側の領域Ｓ２ａと内周側の領域Ｓ２ｂとを含む。外周側の領域Ｓ２ａはセンサダイアフラム１１－１の他方の面との接合領域とされ、内周側の領域Ｓ２ｂはセンサダイアフラム１１－１の他方の面との非接合領域とされている。
　ストッパ部材１１－２の周縁部１１－２ｃの外周側の領域Ｓ１ａは、センサダイアフラム１１－１の一方の面に直接接合されることによって接合領域とされ、ストッパ部材１１－３の周縁部１１－３ｃの外周側の領域Ｓ２ａは、センサダイアフラム１１－１の他方の面に直接接合されることによって接合領域とされている。
　ストッパ部材１１－２の周縁部１１－２ｃの内周側の領域Ｓ１ｂは、プラズマや薬液などにより表面を荒らすなどして、センサダイアフラム１１－１の一方の面に接してはいるが、接合はされてない非接合領域とされている。ストッパ部材１１－３の周縁部１１－３ｃの内周側の領域Ｓ２ｂも、プラズマや薬液などにより表面を荒らすなどして、センサダイアフラム１１－１の他方の面に接してはいるが、接合はされてない非接合領域とされている。なお、ストッパ部材１１－２の周縁部１１－２ｃの内周側の領域Ｓ１ｂやストッパ部材１１－３の周縁部１１－３ｃの内周側の領域Ｓ２ｂは、センサダイアフラム１１－１の面に接していない微小な隙間としてもよい。
　この圧力センサチップ１１Ｂでは、センサダイアフラム１１－１の下面の非接合領域Ｓ１ｂより更に内側がダイアフラムの感圧領域Ｄ１とされ、同様に、センサダイアフラム１１－１の上面の非接合領域Ｓ２ｂより更に内側がダイアフラムの感圧領域Ｄ２とされている。このダイアフラムの感圧領域Ｄ１ではストッパ部材１１－２に対向する面に一方の測定圧Ｐａがかかるとともに、ダイアフラムの感圧領域Ｄ２ではストッパ部材１１－３に対向する面にもう一方の測定圧Ｐｂがかかる。なお、感圧領域Ｄ１及びＤ２の直径がダイアフラムの有効径である。
　この圧力センサチップ１１Ｂにおいて、測定圧Ｐａを高圧側の測定圧とし、測定圧Ｐｂを低圧側の測定圧とした場合、センサダイアフラム１１－１の下面の感圧領域Ｄ１に高圧側の測定圧Ｐａがかかると、センサダイアフラム１１－１はストッパ部材１１－２の周縁部１１－２ｃとの非接合領域Ｓ１ｂでストッパ部材１１－２から拘束による過渡な引っ張り応力が生じることなく撓むことができるので、この部分に生じる応力が低減されるものとなる。
　また、この圧力センサチップ１１Ｂにおいて、測定圧Ｐｂを高圧側の測定圧とし、測定圧Ｐａを低圧側の測定圧とした場合、センサダイアフラム１１－１の上面の感圧領域Ｄ２に高圧側の測定圧Ｐｂがかかると、センサダイアフラム１１－１はストッパ部材１１－３の周縁部１１－３ｃとの非接合領域Ｓ２ｂでストッパ部材１１－３から拘束による過渡な引っ張り応力が生じることなく撓むことができるので、この部分に生じる応力が低減されるものとなる。
〔実施の形態３〕
　図９は、本発明に係る圧力センサチップの第３の実施の形態（実施の形態３）の概略を示す図である。
　図１，図７，図８に示した例では、ストッパ部材１１－２の内部にしか非接合領域ＳＡを設けていないが、例えば、図９に実施の形態３の圧力センサチップ１１Ｃとして示すように、ストッパ部材１１－３の内部にも非接合領域ＳＡを設け、この非接合領域ＳＡに連続する環状の溝１１－３ｄを設けるようにしてもよい。
　この実施の形態３の圧力センサチップ１１Ｃでは、ストッパ部材１１－２の内部に設けた環状の溝１１－２ｄとストッパ部材１１－３の内部に設けた環状の溝１１－３ｄとを同じ断面形状とし、また同じ位置に対向して設けるようにしているが、環状の溝１１－２ｄと１１－３ｄの断面形状を変えるようにしてもよく、環状の溝１１－２ｄと１１－３ｄの横方向の位置を異ならせるようにしてもよい。また、環状の溝１１－２ｄや１１－３ｄの断面形状は、楕円形をずらした形状とするなど、各種の形状が考えられる。
　また、実施の形態３の圧力センサチップ１１Ｃにおいても、ストッパ部材１１－２や１１－３の内部の非接合領域ＳＡは微少な段差として形成するようにしてもよい。但し、この場合、段差の寸法はあまり大きくしない方がよい。すなわち、例えば、ストッパ部材１１－２の内部の非接合領域ＳＡを微少な段差としたとき、測定圧Ｐａが高圧側とされた場合には、その段差が大きくても特に問題はないが、測定圧Ｐｂが高圧側とされた場合には、段差が大きいと、センサダイアフラム１１－１が凹部１１－２ａの底面に着底し、さらに圧力がかかると隙間があるためにストッパ部材１１－２２が変形しまうことで、ダイアフラムエッジの応力が大きくなってしまう。この場合、段差の寸法は、ストッパ部材１１－２の上方向へ向かう力に依存する。ストッパ部材１１－３の内部の非接合領域ＳＡを微少な段差とする場合も同じである。
　また、図１，図７，図８に示した例では、ストッパ部材１１－２に非球面とした凹部１１－２ａを設けるようしているが、必ずしも非球面とした凹部１１－２ａを備えていなくてもよく、センサダイアフラム１１－１を保持するだけの単なる保持部材であってもよい。このような場合でも、その保持部材内に設けられる非接合領域は、センサダイアフラム１１－１が撓んだ方向と反対側の力を加える受圧面として作用する。
　また、上述した実施の形態では、センサダイアフラム１１－１を圧力変化に応じて抵抗値が変化する歪抵抗ゲージを形成したタイプとしているが、静電容量式のセンサチップとしてもよい。静電容量式のセンサチップは、所定の空間（容量室）を備えた基板と、その基板の空間上に配置されたダイアフラムと、基板に形成された固定電極と、ダイアフラムに形成された可動電極とを備えている。ダイアフラムが圧力を受けて変形することで、可動電極と固定電極との間隔が変化してその間の静電容量が変化する。
〔実施の形態の拡張〕
　以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施の形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
　本発明に係る圧力センサチップは、例えば工業用の差圧センサ等の様々な用途に適用できる。
　１１Ａ～１１Ｃ…圧力センサチップ、１１－１…センサダイアフラム、１１－２（１１－２１，１１－２２），１１－３…ストッパ部材、１１－２ａ，１１－３ａ…凹部、１１－２ｂ，１１－３ｂ…圧力導入孔（導圧孔）、１１－２ｃ，１１－３ｃ…周縁部、１１－２ｄ，１１－３ｄ…環状の溝、１１－２ｄ１，１１－３ｄ１…一方側の溝、１１－２ｄ２，１１－３ｄ２…他方側の溝、１１－４，１１－５…台座、１１－４ａ，１１－５ａ…圧力導入孔（導圧孔）、ＳＡ…非接合領域、ＳＢ…接合領域、Ｓ１ａ，Ｓ２ａ…外周側の領域（接合領域）、Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ…内周側の領域（非接合領域）、Ｄ１，Ｄ２…感圧領域、ＰＬ…面。

Claims (5)

  1. 　一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、
    　前記センサダイアフラムの一方の面および他方の面にそれぞれその周縁部を対面させて接合され、前記センサダイアフラムへ測定圧を導く導圧孔をそれぞれ有する第１の保持部材および第２の保持部材とを備え、
    　前記第１の保持部材は、
    　その内部に前記センサダイアフラムの受圧面と平行に形成され、前記導圧孔の周部に連通する非接合領域と、
    　前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムと反対の向きを一方側、前記第１の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムに向かう向きを他方側として、前記第１の保持部材の内部の前記非接合領域の周縁部において前記一方側および前記他方側にそれぞれ掘り込まれ、かつ前記非接合領域に連続する環状の第１の溝および第２の溝とを有し、
    　前記第１の溝および前記第２の溝のその延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含み、
    　前記第１の溝と前記第２の溝とは、前記第２の溝の前記断面形状の端部が前記第１の溝の前記断面形状の端部よりも前記導圧孔側に位置するように形成されており、
    　前記第２の保持部材は、
    　前記センサダイアフラムの前記他方の面に接合される面に形成された凹部を備えている
    　ことを特徴とする圧力センサチップ。
  2. 　請求項１に記載された圧力センサチップにおいて、
    　前記第１の溝のその延在方向に垂直な断面形状が半円以上の円弧を含み、前記第２の溝のその延在方向に垂直な断面形状は、半円以下の円弧を含む
    　ことを特徴とする圧力センサチップ。
  3. 　請求項１に記載された圧力センサチップにおいて、
    　前記第１の保持部材は、
    　前記非接合領域を含む前記センサダイアフラムの受圧面と平行な面で２分割され、
    　前記２分割された一方の保持部材と他方の保持部材とは、
    　前記非接合領域が設けられた面の非接合領域を除く領域同士が接合されている
    　ことを特徴とする圧力センサチップ。
  4. 　請求項１に記載された圧力センサチップにおいて、
    　前記センサダイアフラムの前記一方の面が高圧側の測定圧の受圧面とされ、
    　前記センサダイアフラムの前記他方の面が低圧側の測定圧の受圧面とされている
    　ことを特徴とする圧力センサチップ。
  5. 　請求項１に記載された圧力センサチップにおいて、
    　前記第１の保持部材は、
    　前記センサダイアフラムの前記一方の面に接合される面に形成された凹部を備え、
    　前記第２の保持部材は、
    　その内部に前記センサダイアフラムの受圧面と平行に形成され、前記導圧孔の周部に連通する非接合領域と、
    　前記第２の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムと反対の向きを一方側、前記第２の保持部材の前記非接合領域を含む平面を挟んで前記センサダイアフラムに向かう向きを他方側として、前記第２の保持部材の内部の前記非接合領域の周縁部において前記一方側および前記他方側にそれぞれ掘り込まれ、前記非接合領域に連続する環状の第３の溝および第４の溝とを有し、
    　前記第３の溝および前記第４の溝の延在方向に垂直な断面形状は、ともに円弧を含み、
    　前記第３の溝と前記第４の溝とは、前記第４の溝の前記断面形状の端部が前記第３の溝の前記断面形状の端部よりも前記導圧孔側に位置するように形成されている
    　ことを特徴とする圧力センサチップ。
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