WO2022080038A1 - 圧力センサ用チップ及び圧力センサ - Google Patents

Abstract

精度良く差圧を検出できる圧力センサ用チップを提供する。圧力センサ用チップ２０は、第３導電層２３、第２絶縁層２５、第１導電層２１、第１絶縁層２４、第２導電層２２の順序で積層されている。第１絶縁層２４は外部と連通した開口部２４Ｂ，２４Ｃを備える。第２絶縁層２５は、開口部２４Ｃと連通した開口部２５Ｂと、開口部２４Ｂと連通した開口部２５Ｃとを備える。第１導電層２１は第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとを備え、第２導電層２２は電極２２Ｂ，２２Ｃを備え、第３導電層２３は電極２３Ｂ，２３Ｃを備える。第１ダイアフラム２１Ｂと電極２２Ｂは開口部２４Ｂを介して対向し、第２ダイアフラム２１Ｃと電極２２Ｃは開口部２４Ｃを介して対向し、第１ダイアフラム２１Ｂと電極２３Ｂは開口部２５Ｂを介して対向し、第２ダイアフラム２１Ｃと電極２３Ｃは開口部２５Ｃを介して対向している。

Description

圧力センサ用チップ及び圧力センサ

　本発明は、外部からの圧力を測定するための圧力センサ用チップ、及び当該圧力センサ用チップを備える圧力センサに関する。

　外部からの圧力を検出する圧力センサが知られている。様々な影響が圧力センサに及ぼされることによって、検出される圧力に誤差が生じるおそれがある。当該影響は、例えば、外部から圧力センサに作用する衝撃や、圧力センサを構成する材料の経年劣化による弾性の変化等である。

　上記の問題を解決するために、特許文献１に開示された圧力センサでは、作用する圧力に応じて変形する２つの膜のうちの一方の膜の表面側の空間と、２つの膜のうちの他方の膜の裏面側の空間とを連通させている。また、当該圧力センサでは、一方の膜の裏面側の空間と、他方の膜の表面側の空間とを連通させている。これにより、２つの膜に圧力が作用した場合に、２つの膜が互いに逆向きに変形するため、上述した様々な影響によって生じる検出圧力の誤差が相殺されて小さくなる。

特開平６－２０１４１９号公報

　圧力センサの一種として、２つの圧力の差圧を測定可能な容量型の差圧センサが知られている。このような差圧センサは、２つのダイアフラム（第１ダイアフラム、第２ダイアフラム）が形成された第１導電層と、第１導電層に対向した第２導電層とを備える。第１ダイアフラムと第２導電層との間の容量値から、第２ダイアフラムと第２導電層との間の容量値を減算することで２つの圧力の差圧が検出される。

　このような差圧センサに、特許文献１に開示された圧力センサの構成が適用された場合、第１ダイアフラムに対して、第２導電層側から第１圧力が作用すると共に第２導電層と反対側から第２圧力が作用する。また、第２ダイアフラムに対して、第２導電層側から第２圧力が作用すると共に第２導電層と反対側から第１圧力が作用する。これにより、第１ダイアフラム及び第２ダイアフラムが互いに逆向きに撓むため、特許文献１に開示された圧力センサと同様の効果を得ることができる。しかし、以下に説明するような問題が生じるおそれがある。

　差圧センサを構成する材料は、温度の変化によって、反ったり硬化したりするおそれがある。温度の変化は、差圧センサの製造において温度を急激に高温や低温にする過程の実行や、製造後の差圧センサを基板に実装するときのリフローの実行等によって生じる。また、差圧センサを構成する材料の弾性率は、吸湿等によって変化するおそれがある。

　差圧センサの第１導電層（第１ダイアフラム及び第２ダイアフラム）に、上記のような反り、硬化、弾性率の変化等が生じている場合、第１導電層に応力が作用する。この応力が第１ダイアフラム及び第２ダイアフラムの撓みに影響を及ぼすことにより、各容量値に誤差が生じるおそれがある。これにより、検出された差圧の誤差が大きくなるおそれがある。

　従って、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、精度良く差圧を検出できる圧力センサ用チップを提供することにある。

　前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
　本発明の一態様に係る圧力センサ用チップは、
　第１開口部及び第２開口部を有し、電気的に絶縁された第１絶縁層と、
　第３開口部及び第４開口部を有し、電気的に絶縁された第２絶縁層と、
　前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層に挟まれた第１導電層と、
　前記第１絶縁層における前記第１導電層とは反対側に接合された第２導電層と、
　前記第２絶縁層における前記第１導電層とは反対側に接合された第３導電層と、
　前記第１開口部と前記第４開口部とを連通する第１流路と、
　前記第２開口部と前記第３開口部とを連通する第２流路と、
　前記第１開口部及び前記第４開口部の少なくとも一方を外部と連通する第１連通部と、
　前記第２開口部及び前記第３開口部の少なくとも一方を外部と連通する第２連通部と、を備え、
　前記第１導電層は、
　前記第１開口部と前記第３開口部とに挟まれた第１ダイアフラムと、
　前記第２開口部と前記第４開口部とに挟まれた第２ダイアフラムと、を備え、
　前記第２導電層は、
　前記第１開口部を介して前記第１ダイアフラムと対向した第１電極と、
　前記第２開口部を介して前記第２ダイアフラムと対向した第２電極と、を備え、
　前記第３導電層は、
　前記第３開口部を介して前記第１ダイアフラムと対向した第３電極と、
　前記第４開口部を介して前記第２ダイアフラムと対向した第４電極と、を備える。

　本発明によれば、精度良く差圧を検出できる。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサの縦断面図。 本発明の第１実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの縦断面図。 本発明の第１実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの分解斜視図。 本発明の第１実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの平面図。 図２の圧力センサ用チップの等価回路を示す図。 第１ダイアフラム及び第２ダイアフラムに圧力が作用したときの圧力センサ用チップの縦断面図。 ＡＳＩＣによる差圧値の算出処理を示すフローチャート。 比較例の圧力センサ用チップの縦断面図。 比較例のシミュレーション結果を示すグラフ。 第１実施形態のシミュレーション結果を示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの分解斜視図。 図１１の圧力センサ用チップの等価回路を示す図。 本発明の第３実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの縦断面図。

　本発明の一態様に係る圧力センサ用チップは、
　第１開口部及び第２開口部を有し、電気的に絶縁された第１絶縁層と、
　第３開口部及び第４開口部を有し、電気的に絶縁された第２絶縁層と、
　前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層に挟まれた第１導電層と、
　前記第１絶縁層における前記第１導電層とは反対側に接合された第２導電層と、
　前記第２絶縁層における前記第１導電層とは反対側に接合された第３導電層と、
　前記第１開口部と前記第４開口部とを連通する第１流路と、
　前記第２開口部と前記第３開口部とを連通する第２流路と、
　前記第１開口部及び前記第４開口部の少なくとも一方を外部と連通する第１連通部と、
　前記第２開口部及び前記第３開口部の少なくとも一方を外部と連通する第２連通部と、を備え、
　前記第１導電層は、
　前記第１開口部と前記第３開口部とに挟まれた第１ダイアフラムと、
　前記第２開口部と前記第４開口部とに挟まれた第２ダイアフラムと、を備え、
　前記第２導電層は、
　前記第１開口部を介して前記第１ダイアフラムと対向した第１電極と、
　前記第２開口部を介して前記第２ダイアフラムと対向した第２電極と、を備え、
　前記第３導電層は、
　前記第３開口部を介して前記第１ダイアフラムと対向した第３電極と、
　前記第４開口部を介して前記第２ダイアフラムと対向した第４電極と、を備える。

　この構成によれば、第１開口部、第２開口部、第３開口部、及び第４開口部の各々によって構成されるコンデンサにより、４つの容量値を読み取ることができる。第１流路によって互いに連通している第１開口部及び第４開口部の各容量値が加算されることによって、第１連通部を介して外部から作用する圧力（第１圧力）に対応した容量値（第１容量値）を検出することができる。同様に、第２流路によって互いに連通している第２開口部及び第３開口部の各容量値が加算されることによって、第２連通部を介して外部から作用する圧力（第２圧力）に対応した容量値（第２容量値）を検出することができる。第１容量値と第２容量値との差に基づいて、第１圧力と第２圧力との差圧を得ることができる。

　外部から第１開口部を介して第１導電層の第１ダイアフラムに作用する圧力は、第１絶縁層側から作用する。一方、外部から第４開口部を介して第１導電層の第２ダイアフラムに作用する圧力は、第２絶縁層側から作用する。ここで、反り等によって第１導電層に作用する応力には、圧縮応力及び引っ張り応力がある。第１導電層の第１絶縁層側の面には圧縮応力及び引っ張り応力の一方の応力が作用し、第１導電層の第２絶縁層側の面には圧縮応力及び引っ張り応力の他方の応力が作用する。そのため、第１開口部の容量値は、一方の応力の影響が加味されたものとなり、第４開口部の容量値は、他方の応力の影響が加味されたものとなる。よって、第１開口部の容量値と第４開口部の容量値とが加算されるときに、各々に加味された応力（圧縮応力及び引っ張り応力）の少なくとも一部が相殺される。

　第２開口部と第３開口部についても、第１開口部と第４開口部と同様に、第２開口部の容量値は、一方の応力の影響が加味されたものとなり、第３開口部の容量値は、他方の応力の影響が加味されたものとなる。よって、第２開口部の容量値と第３開口部の容量値とが加算されるときに、各々に加味された応力（圧縮応力及び引っ張り応力）の少なくとも一部が相殺される。

　その結果、第１導電層に作用する応力の影響を低減することができるため、検出された容量値の誤差を小さくすることができる。

　前記第１導電層を平面視したときに、前記第１ダイアフラムと前記第２ダイアフラムとは、同面積または略同面積であってもよい。

　前記第１導電層を平面視したときに、前記第１ダイアフラムと前記第２ダイアフラムとは、同面積または略同面積であってもよい。

　これらの構成によれば、第１開口部、第２開口部、第３開口部、及び第４開口部の各容量値に加味される応力の影響のばらつきが小さくなる。そのため、応力の相殺量を増やすことができる。

　本発明の一態様に係る圧力センサ用チップは、前記第１電極と導通する第１パッドと、前記第２電極と導通する第２パッドと、前記第３電極と導通する第３パッドと、前記第４電極と導通する第４パッドと、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムと導通する第５パッドと、を備えていてもよい。この構成によれば、各パッドを介して流れる電流値やパッド間に印加される電圧値に基づいて各開口部の容量値を検出することができる。

　本発明の一態様に係る圧力センサ用チップは、前記第１電極及び前記第４電極と導通する第１パッドと、前記第２電極及び前記第３電極と導通する第２パッドと、前記第１ダイアフラムと導通する第３パッドと、前記第２ダイアフラムと導通する第４パッドと、を備えていてもよい。この構成によれば、各パッドを介して流れる電流値やパッド間に印加される電圧値に基づいて各開口部の容量値を検出することができる。また、この構成によれば、２つの電極に１つのパッドが接続されているため、１つの電極に１つのパッドが接続された構成よりも、電極の数を少なくすることができる。

　前記第１流路は、前記第１導電層に形成された第１貫通孔と、前記第１絶縁層に形成され、前記第１貫通孔及び前記第１開口部に連通する第１空間と、前記第２絶縁層に形成され、前記第１貫通孔及び前記第４開口部に連通する第２空間と、を備えていてもよい。この構成によれば、複雑な構成や複雑な製造工程を要することなく、第１流路を形成することができる。

　前記第２流路は、前記第１導電層に形成された第２貫通孔と、前記第１絶縁層に形成され、前記第２貫通孔及び前記第２開口部に連通する第３空間と、前記第２絶縁層に形成され、前記第２貫通孔及び前記第３開口部に連通する第４空間と、を備えていてもよい。この構成によれば、複雑な構成や複雑な製造工程を要することなく、第２流路を形成することができる。

　前記第２導電層は、外部に露出しており、前記第１連通部及び前記第２連通部を備えていてもよい。この構成によれば、複雑な構成を要することなく、第１連通部及び第２連通部を形成することができる。

　本発明の一態様に係る圧力センサ用チップは、少なくとも１つの層で構成されており、前記第２導電層における前記第１絶縁層と反対側に接合された第１基部と、少なくとも１つの層で構成されており、前記第３導電層における前記第２絶縁層と反対側に接合された第２基部と、を備え、前記第１基部と前記第２基部とは、前記第１導電層に対して互いに対称となるように構成されていてもよい。この構成によれば、圧力センサ用チップが各層の積層方向において対称に構成されている。これにより、圧力センサ用チップの反りを抑制できる。その結果、第１導電層における応力の発生を抑制できる。

　前記第１基部及び前記第２基部の少なくとも一方は、導電層を備えていてもよい。この構成によれば、導電層を備える基部によって、各層をシールドすることができる。これにより、各層へのノイズを低減できるため、検出される容量値の精度が向上される。

　本発明の一態様に係る圧力センサは、
　前記圧力センサ用チップと、
　前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、前記第４電極、前記第１ダイアフラム、及び前記第２ダイアフラムと電気的に接続された制御用チップと、を備え、
　前記制御用チップは、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、前記第４電極、前記第１ダイアフラム、及び前記第２ダイアフラムからの信号に基づいて、前記第１ダイアフラムに作用する圧力と前記第２ダイアフラムに作用する圧力との差圧を算出する。

　この構成によれば、圧力センサ用チップを備える圧力センサにおいて、各々に加味された応力（圧縮応力及び引っ張り応力）の少なくとも一部を相殺することができる。

　＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサの縦断面図である。

　図１に示すように、圧力センサ１は、基板１０と、圧力センサ用チップ２０と、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ））３０と、第１被覆部４０と、第２被覆部５０とを備えている。以下、特定用途向け集積回路３０は、ＡＳＩＣ３０と記される。ＡＳＩＣ３０は、制御用チップの一例である。

　基板１０は、板状の部材である。基板１０は、エポキシやフェノールなどの樹脂、セラミック、またはアルミニウムなどの材料で構成されている。基板１０の外面には、銅などの金属で形成された配線パターン、パッド、スルーホールなどが形成されている。配線パターン、パッド、スルーホールは、互いに電気的に接続され得る。

　圧力センサ用チップ２０は、微小な圧力を感知するものである。圧力センサ用チップ２０は、後述する２つのダイアフラム（第１ダイアフラム２６及び第２ダイアフラム２７、図２及び図３参照）を備えている。第１ダイアフラム２６及び第２ダイアフラム２７は、撓むことによって圧力を感知する。つまり、圧力センサ１は、２つの圧力を測定可能である。

　圧力センサ用チップ２０は、基板１０の上面１０Ａに実装されている。実装手段は、公知の種々の手段が採用可能である。第１実施形態において、圧力センサ用チップ２０は、後述する基部２８（図２及び図３参照）が粘着剤によって上面１０Ａに貼り付けられることによって、基板１０に実装されている。

　第１実施形態において、圧力センサ用チップ２０の外形は、直方体形状である。なお、圧力センサ用チップ２０は、直方体以外の形状、例えば円柱形状などであってもよい。圧力センサ用チップ２０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、微小電気機械システム）で構成されたデバイスである。圧力センサ用チップ２０は、複数の層が積層された構造である。圧力センサ用チップ２０の構成は、後に詳細に説明される。

　ＡＳＩＣ３０は、基板１０の上面１０Ａに実装されている。実装手段は、公知の種々の手段が採用可能である。第１実施形態において、ＡＳＩＣ３０は、粘着剤によって上面１０Ａに貼り付けられている。

　ＡＳＩＣ３０は、アルミニウムや銅などで構成された複数の導電性のワイヤ（例えば図１に示されるワイヤ３１）を介して圧力センサ用チップ２０と接続されている。ＡＳＩＣ３０は、アルミニウムや銅などで構成された複数の導電性のワイヤ３２などを介して、基板１０の外面に形成された複数のパッド３３に電気的に接続されている。なお、図１には、ワイヤ３１，３２は各１本のみ記されており、パッド３３は１つのみ記されている。

　第１実施形態では、圧力センサ１は、５本のワイヤ３２を備えている。５本のワイヤ３２の各々の一端部は、後述するパッド２９Ａ～２９Ｅ（図３及び図４参照）の各々と接続されている。５本のワイヤ３２の各々の他端部は、複数のパッド３３の各々と接続されている

　ＡＳＩＣ３０は、圧力センサ用チップ２０からワイヤ３１を介して入力された信号を処理して、ワイヤ３２を介して外部へ出力する機能を有する。当該機能は、後に詳細に説明される。

　第１被覆部４０及び第２被覆部５０は、エポキシ樹脂などの樹脂で構成されている。

　第１被覆部４０は、基板１０の上面１０Ａ、圧力センサ用チップ２０、ＡＳＩＣ３０、及びワイヤ３１，３２を覆っている。第１被覆部４０は、２つの開口部４１、４２を備えている。開口部４１は、圧力センサ用チップ２０の一部（詳細には後述する電極２２Ｂ）を外部に露出させる。開口部４２は、圧力センサ用チップ２０の一部（詳細には後述する電極２２Ｃ）を外部に露出させる。

　第２被覆部５０は、第１被覆部４０に接合されている。第２被覆部５０は、第１被覆部４０における圧力センサ用チップ２０と接触している側とは反対側に接合されている。第２被覆部５０は、２つの筒状のキャップ５１、５２を備えている。キャップ５１、５２は、第１被覆部４０及び圧力センサ用チップ２０から離れるように突出している。キャップ５１の内部空間５３は、開口部４１と連通している。キャップ５２の内部空間５４は、開口部４２と連通している。

　以下、圧力センサ用チップ２０の構成が、詳細に説明される。なお、以下の説明において、直方体である圧力センサ用チップ２０の各辺の方向が、それぞれ長手方向２、短手方向３、及び高さ方向４と定義される。

　図２は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの縦断面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの分解斜視図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの平面図である。図２において、短手方向３は、図２の紙面の奥行方向である。図２に示すように、高さ方向４において、基部２８側が下、第２導電層２２側が上と定義される。

　図２～図４に示すように、圧力センサ用チップ２０は、３つの導電層（第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３）と、２つの絶縁層（第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５）と、基部２８と、５つのパッド２９Ａ～２９Ｅとを備えている。

　第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３は、導電体である。第１実施形態において、第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３は、シリコンで構成されている。

　第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５は、電気的に絶縁された絶縁体である。第１実施形態において、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５は、二酸化シリコンで構成されている。　

　図２及び図３に示すように、基部２８は、導電層２８Ａと絶縁層２８Ｂとを備える。導電層２８Ａは、導電体である。第１実施形態において、導電層２８Ａは、第１導電層２１等と同様にシリコンで構成されている。絶縁層２８Ｂは、電気的に絶縁された絶縁体である。絶縁層２８Ｂは、第１絶縁層２４等と同様に二酸化シリコンで構成されている。

　図２に示すように、導電層２８Ａは、基板１０の上面１０Ａ（図１参照）に接合されている。絶縁層２８Ｂは、導電層２８Ａの上面２８Ａａに接合されている。第３導電層２３は、絶縁層２８Ｂの上面２８Ｂａに接合されている。第２絶縁層２５は、第３導電層２３の上面２３Ａに接合されている。第１導電層２１は、第２絶縁層２５の上面２５Ａに接合されている。第１絶縁層２４は、第１導電層２１の上面２１Ａに接合されている。第２導電層２２は、第１絶縁層２４の上面２４Ａに接合されている。

　第１導電層２１は、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５に挟まれている。第２導電層２２は、第１絶縁層２４における第１導電層２１とは反対側の面に接合されている。第３導電層２３は、第２絶縁層２５における第１導電層２１とは反対側の面に接合されている。

　以上より、圧力センサ用チップ２０は、下から順に、基部２８、第３導電層２３、第２絶縁層２５、第１導電層２１、第１絶縁層２４、及び第２導電層２２が積層されたものである。

　第１実施形態において、第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３の厚み（高さ方向４の長さ）は、同一である。第１実施形態において、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５の厚みは、同一である。第１実施形態において、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５の厚みは、第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３の厚みより厚い。

　なお、第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３の厚みは、完全に同一である必要はなく、略同一であってもよい。また、第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３は、互いに異なる厚みであってもよい。また、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５の厚みは、完全に同一である必要はなく、略同一であってもよい。また、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５は、互いに異なる厚みであってもよい。また、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５の厚みは、第１導電層２１、第２導電層２２、及び第３導電層２３の厚み以下であってもよい。

　図１に示すように、圧力センサ用チップ２０は、その下面（詳細には、基板１０に接合された基部２８の導電層２８Ａの下面２８Ａｂ）を除く部分において、第１被覆部４０によって覆われている。

　図２及び図３に示すように、第１絶縁層２４には、開口部２４Ｂ，２４Ｃが形成されている。開口部２４Ｂは第１開口部の一例である。開口部２４Ｃは第２開口部の一例である。第２絶縁層２５には、開口部２５Ｂ，２５Ｃが形成されている。開口部２５Ｂは第３開口部の一例である。開口部２５Ｃは第４開口部の一例である。第１実施形態において、開口部２４Ｂ，２４Ｃ，２５Ｂ，２５Ｃは、それぞれ圧力センサ用チップ２０を上方から視た平面視において矩形であるが、矩形以外の形（例えば円形）であってもよい。

　図３に示すように、第１導電層２１は、第１ダイアフラム２１Ｂと、第２ダイアフラム２１Ｃと、外周部２１Ｄと、連通部２１Ｅ，２１Ｆとを備えている。外周部２１Ｄは、平面視において、第１ダイアフラム２１Ｂと、第２ダイアフラム２１Ｃと、連通部２１Ｅ，２１Ｆとを囲んでいる。

　第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとは、連通部２１Ｅを介して互いに電気的に接続されている。第１ダイアフラム２１Ｂは、連通部２１Ｆを介してパッド２９Ａと電気的に接続されている。つまり、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとパッド２９Ａとは、互いに導通している。パッド２９Ａは、第２絶縁層２５の上面２５Ａに支持されている。パッド２９Ａは第５パッドの一例である。第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃと連通部２１Ｅ，２１Ｆとは、外周部２１Ｄとの間に隙間を空けて形成されている。

　図２に示すように、第１ダイアフラム２１Ｂは、第１絶縁層２４の開口部２４Ｂと、第２絶縁層２５の開口部２５Ｂとによって挟まれている。第２ダイアフラム２１Ｃは、第１絶縁層２４の開口部２４Ｃと、第２絶縁層２５の開口部２５Ｃとによって挟まれている。

　図３に示すように、平面視において、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとは、同一形状且つ同一面積である。なお、平面視において、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとは、完全に同一形状である必要はなく、略同一形状であってもよい。また、平面視において、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとは、完全に同一面積である必要はなく、略同一面積であってもよい。また、平面視において、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとは、異なる形状であってもよいし、異なる面積であってもよい。

　図２に示すように、第２導電層２２は、圧力センサ用チップ２０の最も上に位置する。これにより、第２導電層２２の上面２２Ａは、圧力センサ用チップ２０の外部に露出している。

　図３及び図４に示すように、第２導電層２２は、電極２２Ｂ，２２Ｃと、外周部２２Ｄと、連通部２２Ｅ，２２Ｆとを備えている。外周部２２Ｄは、平面視において、電極２２Ｂ，２２Ｃと、連通部２２Ｅ，２２Ｆとを囲んでいる。電極２２Ｂは第１電極の一例である。電極２２Ｃは第２電極の一例である。

　電極２２Ｂは、連通部２２Ｅを介してパッド２９Ｂと電気的に接続されている。つまり、電極２２Ｂとパッド２９Ｂとは互いに導通している。電極２２Ｃは、連通部２２Ｆを介してパッド２９Ｃと電気的に接続されている。つまり、電極２２Ｃとパッド２９Ｃとは互いに導通している。パッド２９Ｂ，２９Ｃは、第１絶縁層２４の上面２４Ａに支持されている。パッド２９Ｂは第１パッドの一例である。パッド２９Ｃは第２パッドの一例である。電極２２Ｂ及び連通部２２Ｅと電極２２Ｃ及び連通部２２Ｆとは、外周部２２Ｄとの間に隙間を空けて形成されている。電極２２Ｂ及び連通部２２Ｅは、外周部２２Ｄを介して電極２２Ｃ及び連通部２２Ｆと隔てられている。

　図２に示すように、電極２２Ｂは、開口部２４Ｂを介して第１ダイアフラム２１Ｂと対向している。電極２２Ｃは、開口部２４Ｃを介して第２ダイアフラム２１Ｃと対向している。

　図３及び図４に示すように、電極２２Ｂには、貫通孔２２Ｂａが形成されている。貫通孔２２Ｂａの下端部は、第１絶縁層２４の開口部２４Ｂと連通している。貫通孔２２Ｂａの上端部は、圧力センサ用チップ２０の外部と連通している。第１実施形態では、貫通孔２２Ｂａの上端部は、第１被覆部４０の開口部４１（図１参照）と連通している。これにより、第１絶縁層２４の開口部２４Ｂは、貫通孔２２Ｂａ、開口部４１、及びキャップ５１の内部空間５３（図１参照）を介して圧力センサ１の外部と連通している。貫通孔２２Ｂａは第１連通部の一例である。

　電極２２Ｃには、貫通孔２２Ｃａが形成されている。貫通孔２２Ｃａの下端部は、第１絶縁層２４の開口部２４Ｃと連通している。貫通孔２２Ｃａの上端部は、圧力センサ用チップ２０の外部と連通している。第１実施形態では、貫通孔２２Ｃａの上端部は、第１被覆部４０の開口部４２（図１参照）と連通しているこれにより、第１絶縁層２４の開口部２４Ｃは、貫通孔２２Ｃａ、開口部４２、及びキャップ５２の内部空間５４（図１参照）を介して圧力センサ１の外部と連通している。貫通孔２２Ｃａは第２連通部の一例である。

　図３に示すように、第３導電層２３は、電極２３Ｂ，２３Ｃと、外周部２３Ｄと、連通部２３Ｅ，２３Ｆとを備えている。外周部２３Ｄは、平面視において、電極２３Ｂ，２３Ｃと、連通部２３Ｅ，２２Ｆとを囲んでいる。電極２３Ｂは第３電極の一例である。電極２３Ｃは第４電極の一例である。

　電極２３Ｂは、連通部２３Ｅを介してパッド２９Ｄと電気的に接続されている。つまり、電極２３Ｂとパッド２９Ｄとは互いに導通している。電極２３Ｃは、連通部２３Ｆを介してパッド２９Ｅと電気的に接続されている。つまり、電極２３Ｃとパッド２９Ｅとは互いに導通している。パッド２９Ｄ，２９Ｅは、基部２８の絶縁層２８Ｂの上面２８Ｂａに支持されている。パッド２９Ｄは第３パッドの一例である。パッド２９Ｅは第４パッドの一例である。電極２３Ｂ及び連通部２３Ｅと電極２３Ｃ及び連通部２３Ｆとは、外周部２３Ｄとの間に隙間を空けて形成されている。電極２３Ｂ及び連通部２３Ｅは、外周部２２Ｄを介して電極２３Ｃ及び連通部２３Ｆと隔てられている。

　図２に示すように、電極２３Ｂは、開口部２５Ｂを介して第１ダイアフラム２１Ｂと対向している。電極２３Ｃは、開口部２５Ｃを介して第２ダイアフラム２１Ｃと対向している。

　図２に示すように、圧力センサ用チップ２０の内部に、第１流路７１及び第２流路７２が形成されている。第１流路７１は、開口部２４Ｂと開口部２５Ｃとを連通する。第２流路７２は、開口部２４Ｃと開口部２５Ｂとを連通する。

　第１流路７１は、貫通孔７１Ａと、空間７１Ｂ，７１Ｃとを備える。貫通孔７１Ａは第１貫通孔の一例である。空間７１Ｂは第１空間の一例である。空間７１Ｃは第２空間の一例である。

　図３に示すように、貫通孔７１Ａは、第１導電層２１に形成されている。第１実施形態では、貫通孔７１Ａは、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとの間に形成されている。

　空間７１Ｂは、第１絶縁層２４に形成されている。空間７１Ｂは、開口部２４Ｂと連通している。第１実施形態では、空間７１Ｂは、開口部２４Ｂから長手方向２に突出している。平面視において、空間７１Ｂは、第１導電層２１の貫通孔７１Ａと重複している。つまり、空間７１Ｂは、貫通孔７１Ａの上端部と連通している。

　空間７１Ｃは、第２絶縁層２５に形成されている。空間７１Ｃは、開口部２５Ｃと連通している。第１実施形態では、空間７１Ｃは、開口部２５Ｃから長手方向２に突出している。平面視において、空間７１Ｃは、第１導電層２１の貫通孔７１Ａと重複している。つまり、空間７１Ｃは、貫通孔７１Ａの下端部と連通している。

　図２に示すように、第２流路７２は、貫通孔７２Ａと、空間７２Ｂ，７２Ｃとを備える。貫通孔７２Ａは第２貫通孔の一例である。空間７２Ｂは第３空間の一例である。空間７２Ｃは第４空間の一例である。

　図３に示すように、貫通孔７２Ａは、第１導電層２１に形成されている。第１実施形態では、貫通孔７２Ａは、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとの間に形成されている。また、貫通孔７２Ａは、連通部２１Ｅに対して貫通孔７１Ａの反対側に形成されている。

　空間７２Ｂは、第１絶縁層２４に形成されている。空間７２Ｂは、開口部２４Ｃと連通している。第１実施形態では、空間７２Ｂは、開口部２４Ｃから長手方向２に突出している。平面視において、空間７２Ｂは、第１導電層２１の貫通孔７２Ａと重複している。つまり、空間７２Ｂは、貫通孔７２Ａの上端部と連通している。

　空間７２Ｃは、第２絶縁層２５に形成されている。空間７２Ｃは、開口部２５Ｂと連通している。第１実施形態では、空間７２Ｃは、開口部２５Ｂから長手方向２に突出している。平面視において、空間７２Ｃは、第１導電層２１の貫通孔７２Ａと重複している。つまり、空間７２Ｃは、貫通孔７２Ａの下端部と連通している。

　ＡＳＩＣ３０は、５本のワイヤ３２を介して圧力センサ用チップ２０のパッド２９Ａ～２９Ｅと接続されている。つまり、ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ａを介して第１ダイアフラム２１Ｂ及び第２ダイアフラム２１Ｃと接続されている。また、ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ｂを介して電極２２Ｂと接続されている。また、ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ｃを介して電極２２Ｃと接続されている。また、ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ｄを介して電極２３Ｂと接続されている。また、ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ｅを介して電極２３Ｃと接続されている。

　図５は、図２の圧力センサ用チップの等価回路を示す図である。

　図２に示すように、いずれも導電体である電極２２Ｂ及び第１ダイアフラム２１Ｂは、開口部２４Ｂを介して互いに対向している。よって、電極２２Ｂ及び第１ダイアフラム２１Ｂによって、コンデンサＣ１（図５参照）が形成されている。また、いずれも導電体である電極２２Ｃ及び第２ダイアフラム２１Ｃは、開口部２４Ｃを介して互いに対向している。よって、電極２２Ｃ及び第２ダイアフラム２１Ｃによって、コンデンサＣ２（図５参照）が形成されている。また、いずれも導電体である電極２３Ｂ及び第１ダイアフラム２１Ｂは、開口部２５Ｂを介して互いに対向している。よって、電極２３Ｂ及び第１ダイアフラム２１Ｂによって、コンデンサＣ３（図５参照）が形成されている。また、いずれも導電体である電極２３Ｃ及び第２ダイアフラム２１Ｃは、開口部２５Ｃを介して互いに対向している。よって、電極２３Ｃ及び第２ダイアフラム２１Ｃによって、コンデンサＣ４（図５参照）が形成されている。上記の場合、第１ダイアフラム２１Ｂ及び第２ダイアフラム２１Ｃは、コンデンサの電極として機能する。

　図６は、第１ダイアフラム２１Ｂ及び第２ダイアフラム２１Ｃに圧力が作用したときの圧力センサ用チップの縦断面図である。図６には、上述したコンデンサＣ１～Ｃ４が疑似的に破線で示されている。

　図１に示される各キャップ５１，５２がそれぞれ異なる管等に接続されることによって、異なる位置の流体が各キャップ５１，５２に取り込み可能である。例えば、キャップ５１の内部空間５３に取り込まれた流体による圧力が圧力Ｐ１であり、キャップ５２の内部空間５４に取り込まれた流体による圧力が圧力Ｐ２であるとする。

　この場合、図６に示すように、圧力Ｐ１は、キャップ５１の内部空間５３（図１参照）から開口部４１（図１参照）及び貫通孔２２Ｂａを介して開口部２４Ｂに至る。また、圧力Ｐ１は、開口部２４Ｂから第１流路７１を介して開口部２５Ｃに至る。

　一方、圧力Ｐ２は、キャップ５２の内部空間５４（図１参照）から開口部４２（図１参照）及び貫通孔２２Ｃａを介して開口部２４Ｃに至る。また、圧力Ｐ２は、開口部２４Ｃから第２流路７２を介して開口部２５Ｂに至る。

　開口部２４Ｂに至った圧力Ｐ１は、第１ダイアフラム２１Ｂの上面２１Ｂａに作用する。開口部２５Ｂに至った圧力Ｐ２は、第１ダイアフラム２１Ｂの下面２１Ｂｂに作用する。開口部２４Ｃに至った圧力Ｐ２は、第２ダイアフラム２１Ｃの上面２１Ｃａに作用する。開口部２５Ｃに至った圧力Ｐ１は、第２ダイアフラム２１Ｃの下面２１Ｃｂに作用する。ここで、Ｐ１＞Ｐ２であるとすると、図６に示すように、第１ダイアフラム２１Ｂは下方へ撓み、第２ダイアフラム２１Ｃは上方へ撓む。

　この場合、圧力Ｐ１，Ｐ２が作用しないことによってコンデンサＣ１，Ｃ４が撓んでいない状態（図１に示す状態）のときより、コンデンサＣ１，Ｃ４の電極間の距離は大きくなるため、コンデンサＣ１，Ｃ４の容量値は、図１に示す状態のときより小さくなる。一方、図１に示す状態のときより、コンデンサＣ２，Ｃ３の電極間の距離は小さくなるため、コンデンサＣ１，Ｃ４の容量値は、図１に示す状態のときより大きくなる。

　上述したように、ＡＳＩＣ３０は、圧力センサ用チップ２０からワイヤ３１を介して入力された信号を処理して、ワイヤ３２を介して外部へ出力する機能を有する。以下に、図７が参照されつつ、前記の機能が説明される。

　図７は、ＡＳＩＣによる差圧値の算出処理を示すフローチャートである。以下、図７に基づいて、前記算出処理が説明される。

　ＡＳＩＣ３０は、ステップＳ１０～Ｓ４０において、各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の容量値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄを算出する。各コンデンサＣ１～Ｃ４の容量値Ｃａ～Ｃｄは、コンデンサＣ１～Ｃ４からパッド２９Ａ～２９Ｅを介してＡＳＩＣ３０に流れる電流や、ＡＳＩＣ３０に印加される各パッド２９Ａ～２９Ｅ間の電圧に基づいて算出される。

　詳細には、ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ａ，２９Ｂ間を流れる電流やパッド２９Ａ，２９Ｂ間に印加される電圧に基づいて、コンデンサＣ１の容量値Ｃａを算出する（Ｓ１０）。ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ａ，２９Ｃ間を流れる電流やパッド２９Ａ，２９Ｃ間に印加される電圧に基づいて、コンデンサＣ２の容量値Ｃｂを算出する（Ｓ２０）。ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ａ，２９Ｄ間を流れる電流やパッド２９Ａ，２９Ｄ間に印加される電圧に基づいて、コンデンサＣ３の容量値Ｃｃを算出する（Ｓ３０）。ＡＳＩＣ３０は、パッド２９Ａ，２９Ｅ間を流れる電流やパッド２９Ａ，２９Ｅ間に印加される電圧に基づいて、コンデンサＣ４の容量値Ｃｄを算出する（Ｓ４０）。

　なお、第１実施形態において、ＡＳＩＣ３０は、その内部にＡＤコンバータ回路を有しており、ＡＳＩＣ３０に入力された上記の電流値や電圧値は、ＡＤコンバータ回路においてアナログ値からデジタル値に変換される。また、ステップＳ１０～Ｓ４０の実行順序は任意である。また、ステップＳ１０～Ｓ４０は並行して実行されてもよい。

　次に、ＡＳＩＣ３０は、ステップＳ１０～Ｓ４０において算出した各コンデンサＣ１～Ｃ４の容量値Ｃａ～Ｃｄから、（Ｃｂ＋Ｃｃ）－（Ｃａ＋Ｃｄ）＝Ｃｔｏｔａｌの式に基づいて、差分容量値Ｃｔｏｔａｌを演算する（Ｓ５０）。

　次に、ＡＳＩＣ３０は、温度センサ（不図示）からの入力値に基づいて圧力の測定対象の温度Ｔｅｍｐを算出する（Ｓ６０）。第１実施形態において、測定対象は、各キャップ５１，５２から取り込まれた流体である。温度センサは、例えば、キャップ５１，５２から取り込まれる流体が流通する管等に設けられる。温度センサは、ＡＳＩＣ３０と接続されている。

　なお、キャップ５１から取り込まれる流体と、キャップ５２から取り込まれる流体との温度が大きく異なる場合、キャップ５１から取り込まれる流体の流通位置と、キャップ５２から取り込まれる流体の流通位置との双方に、温度センサが設けられていてもよい。この場合、複数の温度が算出される。

　次に、ＡＳＩＣ３０は、ステップＳ５０で算出した差分容量値Ｃｔｏｔａｌと、ステップＳ６０で算出した温度Ｔｅｍｐとを、ΔＰ＝ｆ（Ｃｔｏｔａｌ，Ｔｅｍｐ）の式に適用して、差圧値ΔＰを算出する（Ｓ７０）。前記の式の関数ｆは、差分容量値Ｃｔｏｔａｌを、所定の比例定数で比例させつつ、温度Ｔｅｍｐに応じて補正させるものである。所定の比例定数や温度Ｔｅｍｐに応じた補正は、圧力センサ用チップ２０のサイズや材質等の構成に基づいて適宜決定される。なお、ステップＳ７０における差圧値ΔＰの算出は、式による算出に限らず、例えば、差分容量Ｃｔｏｔａｌの各値に対する差圧値ΔＰのデータテーブル等に基づいて実行されてもよい。データテーブルは、例えばＡＳＩＣ３０内に記憶されている。

　次に、ＡＳＩＣ３０は、ステップＳ７０において算出した差圧値ΔＰを、ワイヤ３２及び基板１０を介して圧力センサ１の外部（例えば、圧力センサ１に接続された装置）に出力する（Ｓ８０）。

　以上より、ＡＳＩＣ３０は、電極２２Ｂ，２２Ｃ，２３Ｂ，２３Ｃ、第１ダイアフラム２１Ｂ、及び第２ダイアフラム２１Ｃからの信号に基づいて、第１ダイアフラム２１Ｂに作用する圧力と第２ダイアフラム２１Ｃに作用する圧力との差圧を算出する。

　以上説明した圧力センサ用チップ２０を備える圧力センサ１によって算出される差分容量値Ｃｔｏｔａｌと、比較例の圧力センサ用チップ１２０を備える圧力センサ（不図示）によって算出される差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´とが、シミュレーションによって比較された。

　図８は、比較例の圧力センサ用チップの縦断面図である。

　比較例の圧力センサ用チップ１２０は、導電層１３０と基部１４０と絶縁層１５０とを備える。導電層１３０及び基部１４０は導電体である。絶縁層１５０は電気的に絶縁された絶縁体である。導電層１３０は、絶縁層１５０の上面１５０Ａに接合されている。基部１４０は、絶縁層１５の下面１５０Ｂに接合されている。絶縁層１５０には、開口部１５０Ｃ，１５０Ｄが形成されている。導電層１３０及び基部１４０における開口部１５０Ｃを挟む部分によって、図８に破線で疑似的に示すコンデンサＣ５が形成されている。導電層１３０及び基部１４０における開口部１５０Ｄを挟む部分によって、図８に破線で疑似的に示すコンデンサＣ６が形成されている。導電層１３０のうち、コンデンサＣ５を形成する部分が第１ダイアフラム１３０Ａであり、コンデンサＣ６を形成する部分が第２ダイアフラム１３０Ｂである。図８において、第１ダイアフラム１３０Ａ及び第２ダイアフラム１３０Ｂは、２つの破線で挟まれた部分である。

　圧力センサ用チップ１２０は、圧力センサ用チップ２０と同様に、被覆部（不図示）によって覆われている。被覆部には、圧力センサ用チップ１２０の導電層１３０と外部とを連通する２つの開口部（不図示）が形成されている。２つの開口部の一方は、第１ダイアフラム１３０Ａを圧力センサ用チップ１２０の外部と連通させる。また、２つの開口部の一方は、絶縁層１５０の開口部１５０Ｄと連通している。２つの開口部の他方は、第２ダイアフラム１３０Ｂを圧力センサ用チップ１２０の外部と連通させる。また、２つの開口部の他方は、絶縁層１５０の開口部１５０Ｃと連通している。

　以上のように構成されている圧力センサ用チップ１２０において、第１ダイアフラム１３０Ａの上面１３０Ａａに上記の圧力Ｐ１が作用し、第１ダイアフラム１３０Ａの下面１３０Ａｂに上記の圧力Ｐ２が作用した場合、第２ダイアフラム１３０ｂの上面１３０Ｂａに上記の圧力Ｐ２が作用し、第２ダイアフラム１３０Ｂの下面１３０Ｂｂに上記の圧力Ｐ１が作用する。また、圧力センサ用チップ１２０の差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´は、Ｃｂ´－Ｃａ´によって算出される。Ｃａ´はコンデンサＣ５の容量値であり、Ｃｂ´はコンデンサＣ６の容量値である。

　図９は、比較例のシミュレーション結果を示すグラフである。図９のグラフは、圧力センサ用チップ１２０に作用させた圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧（Ｐ２－Ｐ１）に対応する差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´を示している。図９のグラフの破線は、応力がかかっていない場合の特性を示している。図９のグラフの実線は、応力がかかっている場合の特性を示している。

　図９に示すように、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差が大きくなるにしたがって、実線の特性の差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´の、破線の特性の差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´に対する乖離が大きくなっている。つまり、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差が大きくなるにしたがって、実線の特性の差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´の、破線の特性の差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´に対する乖離が大きくなることは、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差が大きくなるにしたがって第１ダイアフラム１３０Ａ及び第２ダイアフラム１３０Ｂが受ける応力の影響が大きくなることを示している。第１ダイアフラム１３０Ａ及び第２ダイアフラム１３０Ｂが受ける応力の影響は、差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´の誤差となる。つまり、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差が大きい程、圧力センサ用チップ１２０の差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´の誤差は、大きくなっている。

　図１０は、第１実施形態のシミュレーション結果を示すグラフである。図１０のグラフは、圧力センサ用チップ１２０に作用させた圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧（Ｐ２－Ｐ１）に対応する差分容量値Ｃｔｏｔａｌを示している。図１０のグラフの破線は、応力がかかっていない場合の特性を示している。図１０のグラフの実線は、応力がかかっている場合の特性を示している。

　図１０に示すように、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差が大きくなるにしたがって、実線の特性の差分容量値Ｃｔｏｔａｌの、破線の特性の差分容量値Ｃｔｏｔａｌに対する乖離が大きくなっている。しかし、図１０における乖離幅は、図９における乖離幅より小さくなっている。これは、第１実施形態の圧力センサ用チップ２０が受ける応力の影響は、比較例の圧力センサ用チップ１２０が受ける応力の影響より小さいことを示している。その結果、第１実施形態の圧力センサ用チップ２０の差分容量値Ｃｔｏｔａｌの誤差は、比較例の圧力センサ用チップ１２０の差分容量値Ｃｔｏｔａｌ´の誤差より小さくなる。つまり、第１実施形態の圧力センサ用チップ２０は、比較例の圧力センサ用チップ１２０に比べて、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧を精度良く検出可能である。

　第１実施形態によれば、開口部２４Ｂ，２４Ｃ，２５Ｂ，２５Ｃの各々によって構成されるコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４により、４つの容量値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄを読み取ることができる。第１流路７１によって互いに連通している開口部２４Ｂ，２５Ｃの各容量値Ｃａ，Ｃｄが加算されることによって、貫通孔２２Ｂａを介して外部から作用する圧力Ｐ１に対応した容量値（第１容量値）を検出することができる。同様に、第２流路７２によって互いに連通している開口部２４Ｃ，２５Ｂの各容量値Ｃｂ，Ｃｃが加算されることによって、貫通孔２２Ｃａを介して外部から作用する圧力Ｐ２に対応した容量値（第２容量値）を検出することができる。第１容量値と第２容量値との差に基づいて、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧を得ることができる。

　外部から開口部２４Ｂを介して第１導電層２１の第１ダイアフラム２１Ｂに作用する圧力は、上方（第１絶縁層２４側）から作用する。一方、外部から開口部２５Ｃを介して第１導電層２１の第２ダイアフラム２１Ｃに作用する圧力は、下方（第２絶縁層２５側）から作用する。ここで、反り等によって第１導電層２１に作用する応力には、圧縮応力及び引っ張り応力がある。第１導電層２１の上面には圧縮応力及び引っ張り応力の一方の応力が作用し、第１導電層２１の下面には圧縮応力及び引っ張り応力の他方の応力が作用する。そのため、開口部２４Ｂの容量値Ｃａは、一方の応力の影響が加味されたものとなり、開口部２５Ｃの容量値Ｃｄは、他方の応力の影響が加味されたものとなる。よって、開口部２４Ｂの容量値Ｃａと開口部２５Ｃの容量値Ｃｄとが加算されるときに、各々に加味された応力（圧縮応力及び引っ張り応力）の少なくとも一部が相殺される。

　開口部２４Ｃ，２５Ｂについても、開口部２４Ｂ，２５Ｃと同様に、開口部２４Ｃの容量値Ｃｂは、一方の応力の影響が加味されたものとなり、開口部２５Ｂの容量値Ｃｃは、他方の応力の影響が加味されたものとなる。よって、開口部２４Ｃの容量値Ｃｂと開口部２５Ｂの容量値Ｃｃとが加算されるときに、各々に加味された応力（圧縮応力及び引っ張り応力）の少なくとも一部が相殺される。

　その結果、第１導電層２１に作用する応力の影響を低減することができるため、検出された容量値の誤差を小さくすることができる。

　第１実施形態によれば、平面視において、第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとは同面積である。また、第１絶縁層２４の厚みと第２絶縁層２５の厚みとは同一である。これにより、開口部２４Ｂ，２４Ｃ，２５Ｂ，２５Ｃの各容量値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄに加味される応力の影響のばらつきが小さくなる。そのため、応力の相殺量を増やすことができる。

　第１実施形態によれば、各パッド２９Ａ～２９Ｅを介して流れる電流値やパッド間に印加される電圧値に基づいて各開口部２４Ｂ，２４Ｃ，２５Ｂ，２５Ｃの容量値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄを検出することができる。

　第１実施形態によれば、第１導電層２１に貫通孔を形成し、第１絶縁層２４及び第２絶縁層２５の各々に空間を形成するだけで、第１流路７１及び第２流路７２を形成することができる。つまり、複雑な構成や複雑な製造工程を要することなく、第１流路７１及び第２流路７２を形成することができる。

　第１実施形態によれば、第２導電層２２に貫通孔を形成するだけで、つまり複雑な構成を要することなく、開口部２４Ｂ，２４Ｃを圧力センサ用チップ２０の外部と連通させることができる。

　第１実施形態によれば、圧力センサ用チップ２０を備える圧力センサ１において、各々に加味された応力（圧縮応力及び引っ張り応力）の少なくとも一部を相殺することができる。

　第１実施形態では、互いに連通した開口部２４Ｂ，２５Ｃのうち、開口部２４Ｂが圧力センサ用チップ２０の外部と連通していた。また、第１実施形態では、互いに連通した開口部２４Ｃ，２５Ｂのうち、開口部２４Ｃが圧力センサ用チップ２０の外部と連通していた。つまり、第１実施形態では、第１絶縁層２４に形成された開口部２４Ｂ，２４Ｃが圧力センサ用チップ２０の外部と連通していた。

　しかし、第２絶縁層２５に形成された開口部２５Ｂ，２５Ｃが圧力センサ用チップ２０の外部と連通していてもよい。この場合、開口部２５Ｂと圧力センサ用チップ２０の外部とを連通させる流路、及び開口部２５Ｃと圧力センサ用チップ２０の外部とを連通させる流路が、圧力センサ用チップ２０に形成される。例えば、前記の流路は、それぞれ開口部２５Ｂ，２５Ｃから第２絶縁層２５、第１導電層２１、第１絶縁層２４、及び第２導電層２２を介して圧力センサ用チップ２０の外部まで形成される。前記の例の場合、開口部２５Ｃと圧力センサ用チップ２０の外部とを連通する流路が第１連通部に相当する。また、開口部２５Ｂと圧力センサ用チップ２０の外部とを連通する流路が第２連通部に相当する。

　また、開口部２４Ｂ，２５Ｃの双方が圧力センサ用チップ２０の外部と連通していてもよいし、開口部２４Ｃ，２５Ｂの双方が圧力センサ用チップ２０の外部と連通していてもよい。

　第１実施形態では、開口部２４Ｂと開口部２５Ｃとは図２及び図３に示すような第１流路７１を介して連通され、開口部２４Ｃと開口部２５Ｂとは図２及び図３に示すような第２流路７２を介して連通されていた。しかし、開口部２４Ｂと開口部２５Ｃとを連通し、開口部２４Ｃと開口部２５Ｂとを連通するのは、図２及び図３に示すような第１流路７１及び第２流路７２に限らない。

　例えば、開口部２４Ｂと開口部２５Ｃとを連通する流路や、開口部２４Ｃと開口部２５Ｂとを連通する流路は、基部２８を経由していてもよい。

　また、例えば、開口部２４Ｂと開口部２５Ｃとを連通する流路や、開口部２４Ｃと開口部２５Ｂとを連通する流路は、圧力センサ用チップ２０の外部を経由していてもよい。この場合、各開口部２４Ｂ，２４Ｃ，２５Ｂ，２５Ｃは貫通孔等によって圧力センサ用チップ２０の外部と連通しており、開口部２４Ｂ，２５Ｃに対応する２つの貫通孔が互いに管等で接続されている。また、開口部２４Ｃ，２５Ｂに対応する２つの貫通孔が互いに管等で接続されている。

　＜第２実施形態＞
　第１実施形態では、圧力センサ用チップ２０が５つのパッド２９Ａ～２９Ｅを備えていた。パッド２９Ａは、第１ダイアフラム２１Ｂ及び第２ダイアフラム２１Ｃと電気的に接続（導通）されていた。パッド２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ，２９Ｅは、それぞれ電極２２Ｂ，２２Ｃ，２３Ｂ，２３Ｃと電気的に接続（導通）されていた。しかし、圧力センサ用チップ２０が備えるパッドの数は５つに限らない。また、各パッドと第１ダイアフラム２１Ｂ、第２ダイアフラム２１Ｃ、及び電極２２Ｂ，２２Ｃ，２３Ｂ，２３Ｃとの接続の組み合わせは、第１実施形態に記載された接続の組み合わせに限らない。

　図１１は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの分解斜視図である。第２実施形態に係る圧力センサの圧力センサ用チップ２００が第１実施形態に係る圧力センサ１の圧力センサ用チップ２０と異なる点は、圧力センサ用チップ２００が４つのパッド１２９Ａ～１２９Ｄを備えている点である。

　図１１に示すように、圧力センサ用チップ２００は、パッド２９Ａ～２９Ｅの代わりにパッド１２９Ａ～１２９Ｄを備えている。

　パッド１２９Ａは、第１ダイアフラム２１Ｂと電気的に接続（導通）されている。パッド１２９Ｂは、第２ダイアフラム２１Ｃと電気的に接続（導通）されている。第１ダイアフラム２１Ｂと第２ダイアフラム２１Ｃとは電気的に接続（導通）されていない。パッド１２９Ａ，１２９Ｂは、第２絶縁層２５の上面２５Ａに支持されている。パッド１２９Ａは第３パッドの一例である。パッド１２９Ｂは第４パッドの一例である。

　パッド１２９Ｃは、電極２２Ｂと電気的に接続（導通）されている。パッド１２９Ｄは、電極２２Ｃと電気的に接続（導通）されている。パッド１２９Ｃ，１２９Ｄは、第１絶縁層２４の上面２４Ａに支持されている。

　圧力センサ用チップ２００は、ビア８１，８２を備えている。ビア８１，８２は、いずれも、第１絶縁層２４、第１導電層２１、及び第２絶縁層２５を貫通する貫通孔である。ビア８１，８２には、導電体が充填されている。ビア８１の上端部は電極２２Ｂと繋がっている。ビア８１の下端部は電極２３Ｃと繋がっている。これにより、電極２２Ｂ，２３Ｃはビア８１を介して導通している。ビア８２の上端部は電極２２Ｃと繋がっている。ビア８２の下端部は電極２３Ｂと繋がっている。これにより、電極２２Ｃ，２３Ｂはビア８２を介して導通している。

　以上より、パッド１２９Ｃは、電極２２Ｂ，２３Ｃと導通している。パッド１２９Ｃは第１パッドの一例である。パッド１２９Ｄは、電極２２Ｃ，２３Ｂと導通している。パッド１２９Ｄは第２パッドの一例である。

　図１２は、図１１の圧力センサ用チップの等価回路を示す図である。第２実施形態の場合も、第１実施形態の場合と同様に、各コンデンサＣ１～Ｃ４の容量値から、（Ｃｂ＋Ｃｃ）－（Ｃａ＋Ｃｄ）＝Ｃｔｏｔａｌの式に基づいて、差分容量値Ｃｔｏｔａｌを算出することができる。また、シミュレーションの結果は、第１実施形態と同様である。つまり、第２実施形態の圧力センサ用チップ２００は、比較例の圧力センサ用チップ１２０に比べて、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧を精度良く検出可能である。

　第２実施形態によれば、各パッド１２９Ａ～１２９Ｄを介して流れる電流値やパッド間に印加される電圧値に基づいて各開口部２４Ｂ，２４Ｃ，２５Ｂ，２５Ｃの容量値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄを検出することができる。また、第２実施形態によれば、２つの電極に１つのパッドが接続されているため、１つの電極に１つのパッドが接続された第１実施形態よりも、電極の数を少なくすることができる。

　＜第３実施形態＞
　図１３は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサが備える圧力センサ用チップの縦断面図である。第３実施形態に係る圧力センサの圧力センサ用チップ３００が第１実施形態に係る圧力センサ１の圧力センサ用チップ２０と異なる点は、基部９０を備える点である。つまり、圧力センサ用チップ３００は、２つの基部２８，９０を備える。

　図１３に示すように、基部２８は、第３導電層２３における第２絶縁層２５と反対側に接合されている。基部９０は、第２導電層２２における第１絶縁層２４と反対側に接合されている。第３実施形態において、基部９０は第１基部の一例であり、基部２８は第２基部の一例である。

　基部９０は、導電層９０Ａと絶縁層９０Ｂとを備える。第３実施形態において、導電層９０Ａは、基部２８の導電層２８Ａと同様にシリコンで構成されており、絶縁層９０Ｂは、基部２８の絶縁層２８Ｂと同様に二酸化シリコンで構成されている。

　絶縁層９０Ｂは、第２導電層２２の上面２２Ａに接合されている。導電層９０Ａは、絶縁層９０Ｂの上面９０Ｂａに接合されている。

　導電層９０Ａの構成は、基部２８の導電層２８Ａの構成と同様である。絶縁層９０Ｂの構成は、基部２８の絶縁層２８Ｂの構成と同様である。例えば、導電層９０Ａ及び絶縁層９０Ｂの厚みは、それぞれ導電層２８Ａ及び絶縁層２８Ｂの厚みと同一又は略同一である。

　以上より、基部２８，９０は、第１導電層２１に対して互いに対称となるように構成されている。

　第３実施形態によれば、圧力センサ用チップ３００が各層の積層方向（高さ方向４）において対称に構成されている。これにより、圧力センサ用チップ３００の反りを抑制できる。その結果、第１導電層２１における応力の発生を抑制できる。

　第３実施形態によれば、導電層２８Ａ，９０Ａを備える基部２８，９０によって、各層（第１導電層２１、第２導電層２２、第３導電層２３、第１絶縁層２４、第２絶縁層２５）をシールドすることができる。これにより、各層へのノイズを低減できるため、検出される容量値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄの精度が向上される。

　第３実施形態では、基部２８，９０は、それぞれ２つの層で構成されていたが、基部２８，９０は、それぞれ少なくとも１つの層で構成されていればよい。例えば、基部２８，９０は、それぞれ２つの絶縁層と３つの導電層で構成されていてもよい。

　第３実施形態では、基部２８，９０は、それぞれ導電層を備えていたが、基部２８，９０の一方のみが導電層を備えており、基部２８，９０の他方は導電層を備えておらず絶縁層のみで構成されていてもよい。また、基部２８，９０の双方が導電層を備えておらず絶縁層のみで構成されていてもよい。

　第３実施形態では、基部２８，９０は、同数の層で構成されていたが、基部２８の層数と基部９０層数とは異なっていてもよい。また、第３実施形態では、基部２８，９０は同構成であったが、基部２８，９０は互いに異なる構成であってもよい。例えば、基部２８が１つの絶縁層のみで構成され、基部９０が２つの導電層で構成されていてもよい。

　なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

　本発明は、適宜図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

　　　１　圧力センサ
　　２０　圧力センサ用チップ
　　２１　第１導電層
　２１Ｂ　第１ダイアフラム
　２１Ｃ　第２ダイアフラム
　　２２　第２導電層
　２２Ｂ　電極（第１電極）
　２２Ｃ　電極（第２電極）
２２Ｂａ　貫通孔（第１連通部）
２２Ｃａ　貫通孔（第２連通部）
　　２３　第３導電層
　２３Ｂ　電極（第３電極）
　２３Ｃ　電極（第４電極）
　　２４　第１絶縁層
　２４Ｂ　開口部（第１開口部）
　２４Ｃ　開口部（第２開口部）
　　２５　第２絶縁層
　２５Ｂ　開口部（第３開口部）
　２５Ｃ　開口部（第４開口部）
　　２８　基部（第２基部）
　２９Ａ　パッド（第５パッド）
　２９Ｂ　パッド（第１パッド）
　２９Ｃ　パッド（第２パッド）
　２９Ｄ　パッド（第３パッド）
　２９Ｅ　パッド（第４パッド）
　　３０　ＡＳＩＣ（制御用チップ）
　　７１　第１流路
　７１Ａ　貫通孔（第１貫通孔）
　７１Ｂ　空間（第１空間）
　７１Ｃ　空間（第２空間）
　　７２　第２流路
　７２Ａ　貫通孔（第２貫通孔）
　７２Ｂ　空間（第３空間）
　７２Ｃ　空間（第４空間）
　　９０　基部（第１基部）
１２９Ａ　パッド（第３パッド）
１２９Ｂ　パッド（第４パッド）
１２９Ｃ　パッド（第１パッド）
１２９Ｄ　パッド（第２パッド）

Claims (11)

1. 　第１開口部及び第２開口部を有し、電気的に絶縁された第１絶縁層と、
   　第３開口部及び第４開口部を有し、電気的に絶縁された第２絶縁層と、
   　前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層に挟まれた第１導電層と、
   　前記第１絶縁層における前記第１導電層とは反対側に接合された第２導電層と、
   　前記第２絶縁層における前記第１導電層とは反対側に接合された第３導電層と、
   　前記第１開口部と前記第４開口部とを連通する第１流路と、
   　前記第２開口部と前記第３開口部とを連通する第２流路と、
   　前記第１開口部及び前記第４開口部の少なくとも一方を外部と連通する第１連通部と、
   　前記第２開口部及び前記第３開口部の少なくとも一方を外部と連通する第２連通部と、を備え、
   　前記第１導電層は、
   　前記第１開口部と前記第３開口部とに挟まれた第１ダイアフラムと、
   　前記第２開口部と前記第４開口部とに挟まれた第２ダイアフラムと、を備え、
   　前記第２導電層は、
   　前記第１開口部を介して前記第１ダイアフラムと対向した第１電極と、
   　前記第２開口部を介して前記第２ダイアフラムと対向した第２電極と、を備え、
   　前記第３導電層は、
   　前記第３開口部を介して前記第１ダイアフラムと対向した第３電極と、
   　前記第４開口部を介して前記第２ダイアフラムと対向した第４電極と、を備える圧力センサ用チップ。
2. 　前記第１導電層を平面視したときに、前記第１ダイアフラムと前記第２ダイアフラムとは、同面積または略同面積である請求項１に記載の圧力センサ用チップ。
3. 　前記第１絶縁層の厚みと前記第２絶縁層の厚みとは、同一または略同一である請求項１または２のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップ。
4. 　前記第１電極と導通する第１パッドと、
   　前記第２電極と導通する第２パッドと、
   　前記第３電極と導通する第３パッドと、
   　前記第４電極と導通する第４パッドと、
   　前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムと導通する第５パッドと、を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップ。
5. 　前記第１電極及び前記第４電極と導通する第１パッドと、
   　前記第２電極及び前記第３電極と導通する第２パッドと、
   　前記第１ダイアフラムと導通する第３パッドと、
   　前記第２ダイアフラムと導通する第４パッドと、を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップ。
6. 　前記第１流路は、
   　前記第１導電層に形成された第１貫通孔と、
   　前記第１絶縁層に形成され、前記第１貫通孔及び前記第１開口部に連通する第１空間と、
   　前記第２絶縁層に形成され、前記第１貫通孔及び前記第４開口部に連通する第２空間と、を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップ。
7. 　前記第２流路は、
   　前記第１導電層に形成された第２貫通孔と、
   　前記第１絶縁層に形成され、前記第２貫通孔及び前記第２開口部に連通する第３空間と、
   　前記第２絶縁層に形成され、前記第２貫通孔及び前記第３開口部に連通する第４空間と、を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップ。
8. 　前記第２導電層は、外部に露出しており、前記第１連通部及び前記第２連通部を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップ。
9. 　少なくとも１つの層で構成されており、前記第２導電層における前記第１絶縁層と反対側に接合された第１基部と、
   　少なくとも１つの層で構成されており、前記第３導電層における前記第２絶縁層と反対側に接合された第２基部と、を備え、
   　前記第１基部と前記第２基部とは、前記第１導電層に対して互いに対称となるように構成されている請求項１から７のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップ。
10. 　前記第１基部及び前記第２基部の少なくとも一方は、導電層を備える請求項９に記載の圧力センサ用チップ。
11. 　請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧力センサ用チップと、
    　前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、前記第４電極、前記第１ダイアフラム、及び前記第２ダイアフラムと電気的に接続された制御用チップと、を備え、
    　前記制御用チップは、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、前記第４電極、前記第１ダイアフラム、及び前記第２ダイアフラムからの信号に基づいて、前記第１ダイアフラムに作用する圧力と前記第２ダイアフラムに作用する圧力との差圧を算出する圧力センサ。

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