特許 6248009 圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248009

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 9/00 20060101AFI20171204BHJP

   H01L 29/84 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G01L9/00 303E

   H01L29/84 B

   H01L29/84 A

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-155683(P2014-155683)

(22)【出願日】2014年7月31日

(65)【公開番号】特開2016-33460(P2016-33460A)

(43)【公開日】2016年3月10日

【審査請求日】2017年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】風間 敦

(72)【発明者】

【氏名】太田 裕之

(72)【発明者】

【氏名】小野塚 準二

(72)【発明者】

【氏名】小貫 洋

(72)【発明者】

【氏名】飛田 美帆

(72)【発明者】

【氏名】芝田 瑞紀

(72)【発明者】

【氏名】稲波 久雄

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０８０７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５３７９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−６４５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０２２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００２／０６１３８３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００−２３／３２

Ｇ０１Ｌ２７／００−２７／０２

Ｈ０１Ｌ２９／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイアフラムを有するセンサ筐体と、前記センサ筐体上に設けられるセンサチップと、センサチップ上に設けられる歪ゲージと、を有する圧力センサにおいて、
前記センサチップは薄い接合部を介して前記センサ筐体に接続されており、前記接合部の面積は前記センサチップおよび前記ダイアフラムの面積よりも小さく、前記歪ゲージは前記接合部の投影面内に配置されていることを特徴とする圧力センサ。

【請求項2】

前記センサチップの平面内に第1の方向とそれに垂直な第2の方向を有し、
前記歪ゲージはブリッジ回路を構成する複数の歪ゲージを有し、
前記複数の歪ゲージは第1の方向に沿うように配置された第一の歪ゲージと第2の方向に沿うように配置された第二の歪ゲージを有し、
前記接合部は、前記ダイアフラム上であって前記圧力センサに圧力が印加された際のダイアフラム表面に発生するひずみが前記第1の方向と前記第2の方向とで差が出る位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項3】

前記ダイアフラムは前記第1の方向を長手とし、前記第2の方向を短手とする形状であり、前記接合部が前記ダイアフラムの略中央に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。

【請求項4】

前記ダイアフラムは円形または正方形などの前記第1の方向と前記第2の方向に対して等方的な形状であり、前記接合部の中心が前記ダイアフラムの外周部に合うように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。

【請求項5】

前記接合部は円形または正方形など、前記第1の方向および前記第2の方向に対して等方的な形状であることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の圧力センサ。

【請求項6】

前記センサ筐体の表面に前記接合部とほぼ同形状の凸部を有し、前記凸部において、前記センサチップと前記接合部を介して接合されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の圧力センサ。

【請求項7】

前記センサチップは、前記歪ゲージを含む領域に形成される薄肉部と、前記薄肉部を囲うように形成された厚肉部とを有し、
前記センサチップの厚肉部は、前記凸部を内包できる形状であり、
前記センサチップの前記薄肉部は、前記接合部を介して前記センサ筐体上の前記凸部と接合されることを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ。

【請求項8】

前記凸部は、前記センサ筐体に溝を形成することで構成され、前記溝の外周側壁を、前記センサチップの接合の際の前記センサチップの位置決めに用いることができることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力を受けたダイアフラムの変形を利用して検出する圧力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

ダイアフラム上に歪ゲージを形成した構成の圧力センサがよく知られている。この圧力センサは、圧力によるダイアフラムの変形により歪ゲージの抵抗が変化することを利用して圧力を検出する。一般的に、４つの歪ゲージでブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路から圧力に比例した差動電圧出力を得ることで圧力を検出している。ここで、ブリッジ回路は主に温度補償を目的に用いられる。これは、４つの歪ゲージの変化が同じであれば、歪ゲージが温度特性を有していてもブリッジ回路の出力が変化しないからである。

【0003】

1 ＭＰａ程度以上の高圧用、あるいは耐食性が必要でシリコンを露出させられない用途などには、ステンレス製のダイアフラムを用い、ダイアフラム上に半導体歪ゲージを貼り付けるか、あるいは半導体歪ゲージを形成したセンサチップを貼り付けた構成の圧力センサがよく用いられる。特に、センサチップを貼り付けた構成は、歪ゲージと別に信号処理ICを有する構成と比較して利点が大きい。センサチップ内に信号処理回路を内蔵できるので、歪ゲージから処理回路までの伝送路が短く、ノイズを小さくできる。また、温度センサも歪ゲージの近くに内蔵できるので、歪ゲージの温度が正確に測定でき、温度補償の精度を高くできる。

【0004】

特許文献１は、円形の金属製ダイアフラムの上に、歪ゲージを形成した単結晶半導体製のセンサチップを接合することを開示している。なお、センサチップはダイアフラムよりサイズが大きく、センサチップ上の歪ゲージが、ダイアフラム周辺部上に配置されるようにセンサチップが接合されている。特許文献２によると、４つの歪ゲージのうち２つを円周方向に向けて配置し、他の２つを半径方向に向けて配置することで、圧力印加により歪ゲージに発生する応力がそれぞれ圧縮応力と引張応力になり、センサ感度が得られるようにしている。さらに、センサチップの形状を、なるべく円形に近い多角形とすることで、センサチップとダイアフラムの線膨脹係数差に起因した熱応力の悪影響を極力排除できることが開示されている。

【0005】

また、特許文献２にも金属製のダイアフラムの表面に歪ゲージを有する半導体基板を取り付けた圧力センサが開示されている。半導体基板は第1の半導体層と第2の半導体層を絶縁層を介して接合した構成とし、第1の半導体層に歪ゲージを形成し、第2の半導体層に絶縁層まで達する凹部を形成し、ダイアフラムが凹部に入り込んで凹部の底面の絶縁層に接合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４１６１４１０号公報

【特許文献2】特許第４３３７６５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のような従来の圧力センサにおいては、ダイアフラムが全域にわたってセンサチップと接合されている。その接合には、低融点ガラスや金属はんだなどが用いられるが、ダイアフラムの全域をセンサチップと接合するためには、接合面のうねりの吸収や、ボイドの発生の抑制のため、接合層が十分に厚い必要がある。接合面積に対して接合層厚さが薄くなると、測定対象の圧力に対するダイアフラムの変形を妨げるので、感度が低くなりやすい。また、ダイアフラム全域がセンサチップに接合されていると、ダイアフラム全域の変形がセンサチップの剛性により妨げられる。センサチップはウエハ状態での反りや割れの防止や、接合時のハンドリングなどを考慮すると薄くするのに限界がある。感度を高くするためにダイアフラムを薄くしても、センサチップの剛性が高いために高い感度を得にくい。センサチップのサイズを大きくすることで、ダイアフラムのサイズも大きくでき、ダイアフラムが厚くても感度を高くできるが、センサチップを不要に大きくすることはコストの増加を招く。

【0008】

特許文献２には、センサチップを部分的に薄くして感度を向上させることが開示されているが、凹部を有するセンサチップと凹部に入り込む形状のダイアフラムを隙間なく接合するためには、接合層を十分に厚くする必要があり、接合層によりダイアフラムの変形が妨げられる懸念がある。

【0009】

また、センサチップをダイアフラムに接合した構造の圧力センサでは、構成材料の熱膨張差による応力が課題となる。センサチップは通常シリコン製で、ダイアフラムはステンレスなどの金属で製作される。接合層の低融点ガラスや金属はんだと、センサチップおよびダイアフラムはそれぞれ線膨張係数が異なるので、高温で接合した後に熱応力が残留する。接合層が厚いと、上記熱応力が大きくなると共に、接合層の応力緩和による変形が大きくなるので、長期的な応力緩和による特性のドリフトが大きくなって精度が悪化する懸念がある。

【0010】

本発明の目的は、センサチップをダイアフラムに接合した構造の圧力センサにおいて、接合層およびセンサチップの剛性によりダイアフラムの変形が妨げられることを抑制して感度を向上するとともに、接合部に発生する応力の変化を低減して精度を向上することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために本発明の圧力センサは、ダイアフラムを有するセンサ筐体と、前記センサ筐体上に設けられるセンサチップと、センサチップ上に設けられる歪ゲージと、を有する圧力センサであって、前記センサチップは薄い接合部を介して前記センサ筐体に接続されており、前記接合部の面積は前記センサチップおよび前記ダイアフラムの面積よりも小さく、前記歪ゲージは前記接合部の投影面内に配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、感度が高く、特性変化が小さく精度のよい圧力センサを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第一実施例における（a）平面図,(b)断面図。

【図2】ブリッジ回路の例を示した説明図。

【図3】本発明の第二実施例における（a）平面図,(b)断面図。

【図4】本発明の第三実施例における（a）平面図,(b)断面図。

【図5】本発明の第四実施例における（a）平面図,(b)断面図。

【図6】本発明の第五実施例における断面図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の圧力センサの第一実施例の平面図および断面図を示している。図１（ａ）において、Ｘ軸に沿った中心線をＸ中心線１０、Ｙ軸に沿った中心線をＹ中心線１１とし、図１（ｂ）はＸ中心線１０における断面図を示している。圧力センサ１は、ダイアフラム２が形成された金属製のセンサ筐体３上に、方形状のセンサチップ４を接合部５を介して接合した構成となっている。図１（ａ）には、ダイアフラム２の外形を点線で示している。センサチップ４には、ダイアフラム２と接合しない側の表面の中央部にゲージ領域６を有し、ゲージ領域６内に４つの歪ゲージ７（第１〜第４歪ゲージ７ａ〜７ｄ）を有する。４つの歪ゲージ７は、図示されていない配線で接続され、図２に示すホイートストンブリッジ回路を構成している。ダイアフラム２は短手と長手を有する形状であり、短手方向をＸ軸、長手方向をＹ軸としている。ゲージ領域６はダイアフラム２の中央部上に配置されている。第１歪ゲージ７ａおよび第２歪ゲージ７ｂはダイアフラム２の短手方向（Ｘ軸方向）が電流方向となるように配置され、第３歪ゲージ７ｃおよび第４歪ゲージ７ｄはダイアフラム２の長手方向（Ｙ軸方向）が電流方向となるように配置されている。接合部５は、図１（ａ）に点線で示すように円形状で、ダイアフラム２の中央部上に配置されている。図１（ａ）に示す平面構成において、ゲージ領域６は接合部５に内包され、接合部５はセンサチップ４に内包されている。

【0015】

圧力センサ１は、ダイアフラム２のセンサチップ４接合面と反対側の面に印加された圧力に対して、ダイアフラム２が変形することで歪ゲージ７の応力が変化し、それに伴って歪ゲージ７の抵抗が変化することで、ブリッジ回路の差動出力として圧力に比例した出力が得られる仕組みとなっている。

【0016】

ダイアフラム２を含むセンサ筐体３はステンレスなどの金属を材質とする。センサ筐体３は円筒形をしており、中央部を片面から加工し、薄く残った部分がダイアフラム２となっている。加工方法には、切削や放電加工、あるいはプレス加工などを用いることができる。ダイアフラム２の加工された側の面の端部には、Ｒ形状が形成されており、圧力印加時に端部に発生する応力集中を緩和する働きがある。

【0017】

センサチップ４は単結晶シリコン基板を材料として製作され、歪ゲージ７は、不純物拡散により製作された、ｐ型シリコンのピエゾ抵抗ゲージである。シリコン基板は結晶面（１００）のものを用い、Ｘ軸およびＹ軸が、シリコン結晶軸の＜１１０＞と一致するようにしている。よって第１〜第４歪ゲージ７ａ〜７ｄは、全てｐ型シリコン＜１１０＞方向のピエゾ抵抗ゲージである。

【0018】

接合層５にはＡｕ／Ｓｎなどの金属はんだが用いられている。接合のプロセスは、例えば、センサチップ４の接合面にＮｉ／Ａｕ膜をスパッタで形成しておき、ダイアフラム２のセンサチップ４接合領域にはＡｕ膜をめっきで形成しておき、ペレット状のＡｕ／Ｓｎを挟んで位置合わせし、加熱してＡｕ／Ｓｎを溶融することで接合する。また、接合層５には、低融点ガラスを用いることもできる。

【0019】

本発明の圧力センサにおいては、ダイアフラム２とセンサチップ４が、面積の小さい接合部５により部分的に接合されることに特徴がある。接合部５はダイアフラム２よりも面積が小さく、またセンサチップ４よりも面積が小さい。ダイアフラム２の変形によるひずみが歪ゲージ７に伝わるように、ゲージ領域６は、接合部５のｚ方向の投影面内に内包される位置に配置されている。本構成では、接合部５の面積を小さくできるため、接合部５が薄くても、ボイドや未接合部の発生を抑えて信頼性よく接合が可能である。接合部５が薄いため、接合部５の剛性によりダイアフラム２の変形が妨げられにくく、圧力センサの感度を高くすることができる。また、ダイアフラム２とセンサチップ４が部分的にしか接合されないので、センサチップ４の剛性によりダイアフラム２の変形が妨げられにくく、感度を高くすることができる。

【0020】

また、接合部５が薄いことにより、センサ特性の変化を抑制して精度が高くなる特徴がある。接合部５はセンサ筐体３やセンサチップ４と線膨張係数が異なるため、接合による熱残留応力が発生するが、この応力が大きいと、長期的な応力の変化によりセンサ特性が変化しやすくなる。接合部５が薄いことにより、上記応力が低減でき、また応力緩和による変形も小さくできるので、長期的なセンサ特性の変動を小さくできる。

【0021】

また、接合部５が薄いことにより、センサ特性のばらつき抑制の効果がある。接合部５が厚いと、接合後にセンサチップ４の反りが残留しやすく、反りによりセンサ特性も変化する。接合部５が薄くなれば、センサチップ４が反りにくくセンサ特性のばらつきを抑えられる。

【0022】

また、接合部５が薄いことにより、接合部５の材料の使用量を少なくすることができる。

【0023】

また本発明の圧力センサは、ダイアフラム２を接合部５に対して十分大きくできることで感度を高くできる特徴がある。ダイアフラム全体をセンサチップに接合する従来の圧力センサでは、ダイアフラムの寸法がセンサチップの寸法に制約されて大きくできず、感度を大きくするにはダイアフラムを薄くする必要があった。本発明では、センサチップ４の寸法に拠らず、ダイアフラム２の寸法を大きくできるので、ダイアフラム２を薄くしなくても感度を高くできる。ダイアフラム２を薄くしなくて済むことで、ダイアフラム２の加工がしやすく、厚さばらつきによるセンサ特性のばらつきを低減できる、温度変化によるセンサ出力変化を低減できるなどの効果がある。

【0024】

また本発明の圧力センサは、圧力に対してダイアフラム２に発生する歪が、Ｘ軸方向とＹ軸方向で差が出る位置に、接合部５が配置されていることに特徴がある。本実施例においては、長手と短手を有するダイアフラム２の中心に接合部５が配置されている。圧力に対するダイアフラム２中央の歪は、短手であるＸ軸方向が、長手であるＹ軸方向よりも大きくなる。よって、電流方向をＸ軸方向に合わせた第１歪ゲージ７ａおよび第２歪ゲージ７ｂと、電流方向をＹ軸方向に合わせた第３歪ゲージ７ｃおよび第４歪ゲージ７ｄとの間で、発生する応力が異なり、応力変化に応じた抵抗変化量が異なるため、センサ感度を得ることができる。本実施例のように、Ｘ軸とＹ軸の歪差が発生する位置にゲージ領域６を配置し、４つの歪ゲージ７をゲージ領域６に集中配置した構成とすることで、接合部５の面積が小さくても、４つの歪ゲージ７全てに圧力による歪変化を適切に与えることができる。

【0025】

また、接合部５の形状をＸ軸およびＹ軸に対して等方的な円形状とすることで、温度変化による出力変化を小さくし、長期的なセンサ特性の変化を抑えて精度を高くする効果がある。ダイアフラム２とセンサチップ４は線膨張係数が異なるため、温度変化により熱歪が発生する。ゲージ領域６に発生する熱歪がＸ軸とＹ軸で差が出ると、センサ出力が変化し、すなわち温度特性を持つことになる。接合部５がＸ軸およびＹ軸に対して等方的な形状であると、センサチップ４に発生する上記熱歪も等方に近くなるので、温度特性を小さくすることができる。また、上述した接合時の熱残留応力の緩和についても、接合部５が等方形状であると、緩和の影響によるセンサチップ４の歪変化も等方に近くなるので、センサ特性の変化を小さくでき、精度を高くできる。接合部の形状は円形に限らず、正方形や、正方形の角にＲをつけた形状などとしてもよい。

【0026】

センサチップ４には、ブリッジ回路だけでなく、出力アンプ、電流源、Ａ／Ｄ変換、出力補正回路、補正値を格納するメモリ、温度センサなど、周辺回路を作り込むことができる。上記のような信号処理回路をセンサチップ４内に有することにより、出力信号の増幅や温度補正、ゼロ点補正などが行え、出力信号の精度を高くすることができる。温度補正においては、歪ゲージ７と温度センサを同じセンサチップ４上に形成できるので、歪ゲージ７の温度を正確に測定でき、温度補正を高い精度で行うことができる。

【0027】

本実施例では、圧力を受けるダイアフラム２およびセンサ筐体３がステンレス製であるため、材料の耐力が高く、高い圧力測定範囲のセンサを構成しやすい。また、測定対象の液体や気体の腐食性が高い場合にも使用できる。ステンレスの種類は、耐力を重視する場合はＳＵＳ６３０など析出硬化型のステンレスを選び、耐腐食性を重視する場合はＳＵＳ３１６など、耐腐食性の高いステンレスを選ぶなど、材質を選択できる。また、材質はステンレスに限ったものではなく、耐力や耐腐食性、シリコンとの線膨脹係数差などを考慮して、様々な鋼種を選択できる。

【0028】

また、接合層５の材質および接合プロセスについても、上述した材質、プロセスに限るものではない。金属はんだでは、例えばＡｕ／Ｇｅはんだや、Ａｕ／Ｓｉはんだを用いることで、接合層５のクリープ変形をより小さくすることができる。接合プロセスについては、上述の金属はんだのペレットを用いる方法以外にも、金属はんだを直接ダイアフラムまたはセンサチップ裏面にめっきなどで形成する方法などがある。

【0029】

本発明の第二実施例を、図３を用いて説明する。なお、第一実施例と同様の構成は説明を省略する。

【0030】

図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の圧力センサ１の第二実施例の平面図および断面図を示している。図３（ａ）において、Ｘ軸に沿った中心線をＸ中心線１０、Ｙ軸に沿った中心線をＹ中心線１１とし、図３（ｂ）はＸ中心線１０における断面図を示している。

【0031】

センサ筐体２の表面に接合部５とほぼ同形状の凸部１２を有し、凸部１２において、センサチップ２と接合部５を介して接合する。凸部１２を設けることで、接合部５の形状を凸部１２の形状に制御しやすくなる効果がある。接合部５に金属はんだを用いた場合で説明すると、金属はんだは、薄いペレットを用いるか、あるいはあらかじめセンサチップ４の表面か、センサ筐体３の表面に薄く形成しておき、加熱溶融して接合する。その際、凸部１２を形成しておくことで、凸部１２の周囲ではセンサ筐体３とセンサチップ４の間の隙間が大きくなるので、金属はんだがぬれ広がらない。その結果、凸部１２の形状に合わせて接合部５が形成される。凸部１２をＸ軸とＹ軸に対して等方な形状としておくことで、接合部５も同じ形状にすることができる。

【0032】

本発明の第三実施例を、図４を用いて説明する。なお、第一実施例と同様の構成は説明を省略する。

【0033】

図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の圧力センサ１の第三実施例の平面図および断面図を示している。図４（ａ）において、Ｘ軸に沿った中心線をＸ中心線１０、Ｙ軸に沿った中心線をＹ中心線１１とし、図４（ｂ）はＸ中心線１０における断面図を示している。

【0034】

センサチップ４に、ゲージ領域６を含む領域に薄肉部１３を形成する。薄肉部１３の周囲を囲むように厚肉部１４が形成される。厚肉部１４は、凸部１２を内包できる形状であり、センサチップ２の薄肉部１３と、センサ筐体３上の凸部１２が、接合部５を介して接合される。言い換えると、センサチップ４は、ゲージ領域６を含む領域における歪ゲージ７が形成される面の裏面側に凹部或いは溝を形成しており、センサチップ４の凹部或いは溝の底面と凸部１２とが接合部５を介して接合されている。本構成により、センサチップ４のセンサ筐体３に接合される部分の厚みを薄くできるので、ダイアフラム２の変形がセンサチップ４の剛性により妨げられにくくなるので、より感度が向上する。また、接合部５に加えて、センサチップ４も、ダイアフラム２の厚さと比較して十分に薄くできるので、温度変化による熱変形が、センサチップ４と接合部５がダイアフラム２の変形に追従する形となる。その結果、温度変化によりセンサチップ４に発生する歪は等方に近くなり、温度特性を小さくできる。また、接合時の熱残留応力の緩和によるセンサ特性の変化も等方に近くなり、精度が向上する。

【0035】

上記のようにセンサチップ４は薄いことが望ましいが、センサチップ４を全体的に薄くすると、ウエハ状態での反りや割れの発生、接合時のハンドリングが難しくなることなどから、薄くするのに限界がある。本構成のように、周辺に厚肉部１４を残すことで、厚肉部１４の厚みのセンサチップと同じ程度に扱うことができる。

【0036】

薄肉部１３の部分にできる凹部の深さ、すなわち厚肉部１４と薄肉部１３の厚みの差は、凸部１２と接合部５の厚みの和と同じとするが、小さくすることが望ましい。上記を同じとした場合、すなわち接合時にセンサチップ４の厚肉部１４の底面が、センサ筐体３表面に接地するまでセンサチップ４を押し付けることで、接合層５の厚みが一定に決めることができる。ただし、接合層５は薄いため、センサチップ４の押し付け荷重による接合部５の厚みの変化は大きくないので、厚肉部１４がセンサ筐体３に接地しないようにそれぞれの厚みを決めても、センサ特性のばらつきを大きくせずに製作することができる。

【0037】

本発明の第四実施例を、図５を用いて説明する。なお、第一実施例と同様の構成は説明を省略する。

【0038】

図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の圧力センサ１の第三実施例の平面図および断面図を示している。図５（ａ）において、Ｘ軸に沿った中心線をＸ中心線１０、Ｙ軸に沿った中心線をＹ中心線１１とし、図５（ｂ）はＸ中心線１０における断面図を示している。

【0039】

凸部１２を、センサ筐体３に凸部１２を取り囲むように溝１５を形成することで構成している。また、溝１５の外周側は、センサチップ４を内包できる形状に形成されている。溝１５の外周側壁を、センサチップ４の外形に沿って少し大きく形成することで、センサチップ４を接合する際に、センサチップ４の位置決めに用いることができる。こうすることで、センサチップ４の接合の際に、位置決めのための治具を別途用意する必要がなく、容易に精度よくセンサチップ４を位置決めできる。溝１５の外形は、センサチップ４の外形全周に沿った形状に限られたものではなく、位置決めに必要な部分のみセンサチップ４に近接していればよい。

【0040】

本発明の第五実施例を、図６を用いて説明する。なお、第一実施例と同様の構成は説明を省略する。

【0041】

図６は、本発明の圧力センサの第五実施例の断面図を示している。本実施例は、第一から第四実施例に記載の圧力センサを、製品形態に組み上げた圧力センサアセンブリ２１の構成例を示している。

【0042】

センサ筐体３は、第一から第四実施例に記載した構成に加えて、外周部を円筒状に下方に伸ばした円筒部２２を有し、外側面にフランジ部２３とねじ部２４を設置した形状に一体形成されている。ねじ部２４はのおねじになっており、測定対象の配管側にめねじの継手（図示せず）を用意して取り付けるようになっている。上記円筒部２２の内部は圧力導入口２５を形成していて、この圧力導入口２５を介して測定対象である液体や気体をダイアフラム２の表面まで導入する。センサ筐体３の上面には、センサチップ４と隣接するよう配線基板２６が配置されている。配線基板２６は、接着剤２７によりセンサ筐体３の上面に接着保持されている。センサチップ４と配線基板２６の電極パッド間は、ワイヤ２８により電気的に接続されている。センサチップ４の表面やその周辺部を保護するため、円筒形のカバー２９が、センサ筐体３のフランジ部２３に接続して設置されている。カバー２９の上端には、複数の外部電極ピン３０が、カバー２９を貫通するように設けられている。外部電極ピン３０と配線基板２６は、フレキシブル配線基板３１を介して電気的に接続されている。センサチップ４は、ワイヤ２８、配線基板２６、フレキシブル配線基板３１、外部電極ピン３０を介して外部に信号を送信する。本実施例の構成により、測定対象の装置の配管に容易に取り付け可能で、センサへの給電および信号取り出しのための配線も容易な、圧力センサアセンブリ２１を得ることができる。

【符号の説明】

【0043】

１ 圧力センサ
２ ダイアフラム
３ センサ筐体
４ センサチップ
５ 接合層
６ ゲージ領域
７ 歪ゲージ
１０ Ｘ中心線
１１ Ｙ中心線
１２ 凸部
１３ 薄肉部
１４ 厚肉部
１５ 溝
２１ 圧力センサアセンブリ
２２ 円筒部
２３ フランジ部
２４ ねじ部
２５ 圧力導入口
２６ 配線基板
２７ 接着剤
２８ ワイヤ
２９ カバー
３０ 外部電極ピン
３１ フレキシブル配線板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】