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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024094518
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】電子部品、圧力値の検出方法、および電子部品の製造方法
(51)【国際特許分類】
G01L 9/00 20060101AFI20240703BHJP
【ＦＩ】
G01L9/00 303A
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022211112
(22)【出願日】2022-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山城 宏介
【テーマコード（参考）】
2F055
【Ｆターム（参考）】
2F055AA01
2F055BB05
2F055CC02
2F055DD04
2F055EE13
2F055FF07
2F055GG16
(57)【要約】
【課題】第１帯域の圧力値を検出するとともに、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
【解決手段】圧力センサ１００は、キャビティ４２ａと、キャビティ内の圧力とキャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレン４８と、ＡＳＩＣ３０とを備える。メンブレン４８は、キャビティ４２ａと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。ＡＳＩＣ３０は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、ＡＳＩＣ３０は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
【選択図】図２
【解決手段】圧力センサ１００は、キャビティ４２ａと、キャビティ内の圧力とキャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレン４８と、ＡＳＩＣ３０とを備える。メンブレン４８は、キャビティ４２ａと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。ＡＳＩＣ３０は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、ＡＳＩＣ３０は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティと、
前記キャビティ内の圧力と前記キャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンと、
演算回路とを備え、
前記メンブレンは、前記キャビティと対向する対向部分を含み、
前記対向部分の周縁部と前記対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部であり、
前記演算回路は、
前記肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出し、
前記肉厚部における第２出力値に基づいて、前記第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する、電子部品。
前記キャビティ内の圧力と前記キャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンと、
演算回路とを備え、
前記メンブレンは、前記キャビティと対向する対向部分を含み、
前記対向部分の周縁部と前記対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部であり、
前記演算回路は、
前記肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出し、
前記肉厚部における第２出力値に基づいて、前記第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する、電子部品。
【請求項2】
前記肉薄部は、前記中央部であり、
前記肉厚部は、前記周縁部である、請求項１に記載の電子部品。
前記肉厚部は、前記周縁部である、請求項１に記載の電子部品。
【請求項3】
前記演算回路は、
所定条件が成立している場合、前記第１出力値に基づいて前記第１帯域の圧力値を検出し、
前記所定条件が成立していない場合、前記第２出力値に基づいて前記第２帯域の圧力値を検出する、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
所定条件が成立している場合、前記第１出力値に基づいて前記第１帯域の圧力値を検出し、
前記所定条件が成立していない場合、前記第２出力値に基づいて前記第２帯域の圧力値を検出する、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
【請求項4】
前記所定条件は、前記第１出力値が所定値未満であるという条件を含む、請求項３に記載の電子部品。
【請求項5】
前記電子部品は、
前記肉薄部に配置された少なくとも１つの歪みゲージと、
前記肉厚部に配置された少なくとも１つの歪みゲージとを備え、
前記第１出力値は、前記肉薄部に配置された少なくとも１つの歪みゲージに基づく第１電圧値であり、
前記第２出力値は、前記肉厚部に配置された少なくとも１つの歪みゲージに基づく第２電圧値である、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
前記肉薄部に配置された少なくとも１つの歪みゲージと、
前記肉厚部に配置された少なくとも１つの歪みゲージとを備え、
前記第１出力値は、前記肉薄部に配置された少なくとも１つの歪みゲージに基づく第１電圧値であり、
前記第２出力値は、前記肉厚部に配置された少なくとも１つの歪みゲージに基づく第２電圧値である、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
【請求項6】
前記肉薄部に配置された少なくとも１つの歪ゲージは、第１歪ゲージ、第２歪ゲージ、第３歪ゲージ、および第４歪ゲージを含み、
前記第１歪ゲージおよび前記第３歪ゲージが直列に接続された直列回路と、前記第２歪ゲージおよび前記第４歪ゲージが直列に接続された直列回路とが並列に接続されることにより第１ブリッジ回路が構成され、
前記肉厚部に配置された少なくとも１つの歪ゲージは、第５歪ゲージ、第６歪ゲージ、第７歪ゲージ、および第８歪ゲージを含み、
前記第５歪ゲージおよび前記第７歪ゲージが直列に接続された直列回路と、前記第６歪ゲージおよび前記第８歪ゲージが直列に接続された直列回路とが並列に接続されることにより第２ブリッジ回路が構成され、
前記第１電圧値は、前記第１歪ゲージと前記第３歪ゲージとの間と、前記第２歪ゲージと前記第４歪ゲージとの間との電位差であり、
前記第２電圧値は、前記第５歪ゲージと前記第７歪ゲージとの間と、前記第６歪ゲージと前記第８歪ゲージとの間との電位差である、請求項５に記載の電子部品。
前記第１歪ゲージおよび前記第３歪ゲージが直列に接続された直列回路と、前記第２歪ゲージおよび前記第４歪ゲージが直列に接続された直列回路とが並列に接続されることにより第１ブリッジ回路が構成され、
前記肉厚部に配置された少なくとも１つの歪ゲージは、第５歪ゲージ、第６歪ゲージ、第７歪ゲージ、および第８歪ゲージを含み、
前記第５歪ゲージおよび前記第７歪ゲージが直列に接続された直列回路と、前記第６歪ゲージおよび前記第８歪ゲージが直列に接続された直列回路とが並列に接続されることにより第２ブリッジ回路が構成され、
前記第１電圧値は、前記第１歪ゲージと前記第３歪ゲージとの間と、前記第２歪ゲージと前記第４歪ゲージとの間との電位差であり、
前記第２電圧値は、前記第５歪ゲージと前記第７歪ゲージとの間と、前記第６歪ゲージと前記第８歪ゲージとの間との電位差である、請求項５に記載の電子部品。
【請求項7】
前記電子部品は、さらに、
前記第１ブリッジ回路および前記第２ブリッジ回路に電圧を印可する電圧端子を備える、請求項６に記載の電子部品。
前記第１ブリッジ回路および前記第２ブリッジ回路に電圧を印可する電圧端子を備える、請求項６に記載の電子部品。
【請求項8】
前記電子部品は、さらに、
前記第１ブリッジ回路および前記第２ブリッジ回路が接地されるためのグランド端子を備える、請求項６に記載の電子部品。
前記第１ブリッジ回路および前記第２ブリッジ回路が接地されるためのグランド端子を備える、請求項６に記載の電子部品。
【請求項9】
前記肉厚部の厚さの前記肉薄部の厚さに対する比率は、１．７以上３．０以下である、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
【請求項10】
前記比率は、２．４である、請求項９に記載の電子部品。
【請求項11】
前記第１帯域の圧力値は、大気圧を含む、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
【請求項12】
前記第１帯域において検出される圧力値の感度は、前記第２帯域において検出される圧力値の感度よりも高い、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
【請求項13】
電子部品による圧力値の検出方法であって、
前記電子部品は、
キャビティと、
前記キャビティ内の圧力と前記キャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンとを備え、
前記メンブレンは、前記キャビティと対向する対向部分を含み、
前記対向部分の周縁部と前記対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部であり、
前記検出方法は、
前記肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出することと、
前記肉厚部における第２出力値に基づいて、前記第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出することとを備える、検出方法。
前記電子部品は、
キャビティと、
前記キャビティ内の圧力と前記キャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンとを備え、
前記メンブレンは、前記キャビティと対向する対向部分を含み、
前記対向部分の周縁部と前記対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部であり、
前記検出方法は、
前記肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出することと、
前記肉厚部における第２出力値に基づいて、前記第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出することとを備える、検出方法。
【請求項14】
基板を準備することと、
前記基板の厚さ方向に延伸する複数の溝を前記基板に形成することと、
前記複数の溝の前記基板の内部側の端部に空間を形成することと、
前記複数の溝の前記基板の外部側の端部を塞ぐことにより、キャビティおよびメンブレンを形成すること、
演算回路を設置することとを備え、
前記メンブレンは、
キャビティ内の圧力と、前記キャビティ外の圧力との差によって変形し、
前記メンブレンは、前記キャビティと対向する対向部分を含み、
前記対向部分の周縁部と前記対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部であり、
前記演算回路は、
前記肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出し、
前記肉厚部における第２出力値に基づいて、前記第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する、電子部品の製造方法。
前記基板の厚さ方向に延伸する複数の溝を前記基板に形成することと、
前記複数の溝の前記基板の内部側の端部に空間を形成することと、
前記複数の溝の前記基板の外部側の端部を塞ぐことにより、キャビティおよびメンブレンを形成すること、
演算回路を設置することとを備え、
前記メンブレンは、
キャビティ内の圧力と、前記キャビティ外の圧力との差によって変形し、
前記メンブレンは、前記キャビティと対向する対向部分を含み、
前記対向部分の周縁部と前記対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部であり、
前記演算回路は、
前記肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出し、
前記肉厚部における第２出力値に基づいて、前記第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する、電子部品の製造方法。
【請求項15】
前記複数の溝を形成することは、エッチングにより該複数の溝を形成することを含み、
前記空間を形成することは、エッチングにより前記空間を形成することを含み、
前記基板の前記肉薄部に対応する箇所の溝の径は、前記基板の前記肉厚部に対応する箇所の溝の径よりも大きい、請求項１４に記載の電子部品の製造方法。
前記空間を形成することは、エッチングにより前記空間を形成することを含み、
前記基板の前記肉薄部に対応する箇所の溝の径は、前記基板の前記肉厚部に対応する箇所の溝の径よりも大きい、請求項１４に記載の電子部品の製造方法。
【請求項16】
前記複数の溝を形成することは、エッチングにより該複数の溝を形成することを含み、
前記空間を形成することは、エッチングにより前記空間を形成することを含み、
前記基板の前記肉薄部に対応する箇所の２つの溝の間隔は、前記基板の前記肉厚部に対応する箇所の２つの溝の間隔よりも狭い、請求項１４に記載の電子部品の製造方法。
前記空間を形成することは、エッチングにより前記空間を形成することを含み、
前記基板の前記肉薄部に対応する箇所の２つの溝の間隔は、前記基板の前記肉厚部に対応する箇所の２つの溝の間隔よりも狭い、請求項１４に記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電子部品、圧力値の検出方法、および電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
たとえば、特開２０２２－７１５５２号公報（特許文献１）には、メンブレンを有する圧力センサが開示されている。この圧力センサは、メンブレンの撓みに応じて、外気圧を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－７１５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の圧力センサにおいては、所定の帯域の圧力値を検出する。しかしながら、たとえば、ユーザは、第１帯域の圧力値を検出するとともに、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出したい場合がある。第１帯域とは、たとえば、平地での圧力値（気圧値）の帯域である。また、第２帯域とは、たとえば、海中での圧力値（水圧値）の帯域である。従来の電子部品であれば、第１帯域の圧力値と第２帯域の圧力値とを検出できなかった。
【0005】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、第１帯域の圧力値を検出するとともに、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の電子部品は、キャビティと、キャビティ内の圧力とキャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンと、演算回路とを備える。メンブレンは、キャビティと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。演算回路は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、演算回路は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
【0007】
本開示の検出方法は、電子部品による圧力値の検出方法である。電子部品は、キャビティと、キャビティ内の圧力とキャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンとを備える。メンブレンは、キャビティと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。検出方法は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出することを備える。また、検出方法は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出することを備える。
【0008】
本開示の製造方法は、基板を準備することと、基板の厚さ方向に延伸する複数の溝を基板に形成することと、複数の溝の基板の内部側の端部に空間を形成することと、複数の溝の基板の外部側の端部を塞ぐことにより、キャビティおよびメンブレンを形成すること、演算回路を設置することとを備える。メンブレンは、キャビティ内の圧力と、キャビティ外の圧力との差によって変形する。メンブレンは、キャビティと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。演算回路は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、演算回路は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、第１帯域の圧力値を検出するとともに、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0012】
＜第１の実施の形態＞
［電子機器７００の構成］
図１は、電子機器７００の機能ブロック図である。電子機器７００は、たとえば、携帯端末である。電子機器７００は、圧力センサ１００と、処理装置６００とを有する。圧力センサ１００は、たとえば、圧力センサ１００の外部空間における圧力を検知する。圧力センサ１００は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）４０、およびＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）３０などを含む。ＡＳＩＣ３０は、演算部８２、およびＡ／Ｄ変換部８４を含む。ＡＳＩＣ３０は、本開示の「演算回路」に対応する。圧力センサ１００は、本開示の「電子部品」に対応する。
［電子機器７００の構成］
図１は、電子機器７００の機能ブロック図である。電子機器７００は、たとえば、携帯端末である。電子機器７００は、圧力センサ１００と、処理装置６００とを有する。圧力センサ１００は、たとえば、圧力センサ１００の外部空間における圧力を検知する。圧力センサ１００は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）４０、およびＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）３０などを含む。ＡＳＩＣ３０は、演算部８２、およびＡ／Ｄ変換部８４を含む。ＡＳＩＣ３０は、本開示の「演算回路」に対応する。圧力センサ１００は、本開示の「電子部品」に対応する。
【0013】
後述するように、ＭＥＭＳ４０は、圧力により撓んで変形する後述のメンブレンを有する。ＭＥＭＳ４０は、メンブレンにおける電圧値を示すアナログ信号をＡＳＩＣ３０に出力する。図１の例では、電圧値を示すアナログ信号は、電圧値Ｖ１１を示すアナログ信号、電圧値Ｖ１２を示すアナログ信号、電圧値Ｖ２１を示すアナログ信号、および電圧値Ｖ２２を示すアナログ信号である。電圧値Ｖ１１、電圧値Ｖ１２、電圧値Ｖ２１、および電圧値Ｖ２２については後述する。
【0014】
ＡＳＩＣ３０の演算部８２は、後述の式（１）および式（２）に示される演算により圧力値Ｐを算出し、該圧力値Ｐを示す圧力信号をＡ／Ｄ変換部８４に出力する。Ａ／Ｄ変換部８４は、圧力信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部８４は、該デジタル信号を処理装置６００に出力する。処理装置６００は、該デジタル信号に基づいた処理を実行する。この処理は、たとえば、表示装置（図示せず）に、該デジタル信号により示される圧力値を表示する処理である。
【0015】
［電子部品の構成について］
図２は、圧力センサ１００の断面図である。本実施の形態において、圧力センサ１００が有する後述のメンブレン４８の厚み方向は、Ｚ軸方向と称される。換言すれば、Ｚ軸方向は、メンブレン４８の法線方向である。また、Ｚ軸方向と垂直な２方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向とも称される。
図２は、圧力センサ１００の断面図である。本実施の形態において、圧力センサ１００が有する後述のメンブレン４８の厚み方向は、Ｚ軸方向と称される。換言すれば、Ｚ軸方向は、メンブレン４８の法線方向である。また、Ｚ軸方向と垂直な２方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向とも称される。
【0016】
図２に示されているように、圧力センサ１００は、ケース１０と、リッド２０と、ＡＳＩＣ３０と、ＭＥＭＳ４０とを有している。圧力センサ１００は、ゲル材５０をさらに有していてもよい。ケース１０およびリッド２０は、圧力センサ１００のパッケージ外装体を構成している。リッド２０は、圧力センサ１００のパッケージ外装体の上壁を構成している。
【0017】
ケース１０は、例えば、セラミック材料製である。ケース１０は、側壁１１と、底壁１２とを有している。側壁１１の下端には、底壁１２が連なっている。なお、側壁１１および底壁１２で画されている空間は、内部空間１３と称される。内部空間１３は、圧力センサ１００のパッケージ外装体の内部空間を構成している。ケース１０は、平面視において、例えば矩形状である。側壁１１の上端は、例えば金属層１１ａで構成されている。
【0018】
底壁１２の外壁面上には、外部接続パッド１２ａが配置されている。外部接続パッド１２ａにより、圧力センサ１００はプリント配線板等に電気的に接続される。底壁１２の内壁面上には、複数の内部接続パッド１２ｂが配置されている。内部接続パッド１２ｂは、ケース１０内に埋設されている導体（図示せず）により、外部接続パッド１２ａに電気的に接続されている。側壁１１の内壁面には、段差部１１ｂが形成されている。段差部１１ｂ上には、内部接続パッド１１ｃが配置されている。内部接続パッド１１ｃは、ケース１０内に埋設されている導体（図示せず）により、外部接続パッド１２ａおよび／又は内部接続パッド１２ｂに電気的に接続されている。
【0019】
リッド２０は、板状の部材である。リッド２０は、例えば金属材料で形成されている。リッド２０は、平面視において例えば矩形状である。リッド２０の平面視における外周縁部は、側壁１１の上端に接合されている。より具体的には、リッド２０の平面視における外周縁部は、金属層１１ａに溶接されている。これにより、リッド２０は、圧力センサ１００のパッケージ外装体の上壁を構成している。
【0020】
リッド２０には、孔２１が形成されている。孔２１は、リッド２０を厚さ方向に沿って貫通している。このことを別の観点から言えば、内部空間１３は、孔２１により、圧力センサ１００のパッケージ外装体の外部空間と連通している。なお、本実施の形態においては孔２１の数は、１つであるが、複数であってもよい。
【0021】
ＡＳＩＣ３０は、第１面３０ａと、第２面３０ｂとを有している。第１面３０ａおよび第２面３０ｂは、ＡＳＩＣ３０の厚さ方向における端面である。ＡＳＩＣ３０は、第１面３０ａが底壁１２の内壁面と対向するように、底壁１２の内壁面上に配置されている。第２面３０ｂ上には、ＡＳＩＣ３０は、バンプ３１により、内部接続パッド１２ｂに電気的に接続されている。バンプ３１は、例えば金で形成されている。
【0022】
ＭＥＭＳ４０は、接着部材３２を介在させてＡＳＩＣ３０上に配置されている。これにより、ＭＥＭＳ４０は、内部空間１３に配置される。ボンディングワイヤ４９の一方外側端部１６１Ｂがボンディングパッド４７ａに接合されており、ボンディングワイヤ４９の他方外側端部は内部接続パッド１１ｃに接合されている。これにより、ＭＥＭＳ４０は、ボンディングワイヤ４９、ケース１０の内部に埋設されている導体、内部接続パッド１２ｂおよびバンプ３１により、ＡＳＩＣ３０に電気的に接続されている。ボンディングワイヤ４９は、例えば金で形成されている。
【0023】
ＭＥＭＳ４０は、キャビティ４２ａを有する。キャビティ４２ａは、基準圧室とも称される。キャビティ４２ａ内の圧力は、基準圧とされる。キャビティ４２ａは、後述のシリコンの基板１６０（図１４など参照）内の中空部である。
【0024】
ＭＥＭＳ４０は、メンブレン４８を有する。本実施形態においては、メンブレン４８は、肉薄部４８ａと、肉厚部４８ｂとを有する。メンブレン４８は、キャビティ４２ａ内の圧力（基準圧）とキャビティ外の圧力（内部空間１３の圧力）との差によって変形する。本実施の形態においては、メンブレン４８の中央部は、肉薄部４８ａである。また、メンブレン４８の周縁部は、肉薄部４８ａよりも厚い肉厚部４８ｂである。
【0025】
［メンブレンの応力］
また、発明者は、本実施の形態のＭＥＭＳ４０、および他の形状のＭＥＭＳについてＭＥＭＳの応力を測定するための以下のシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、本実施の形態のＭＥＭＳ４０、および他の形状のメンブレンに対して、１気圧の外気圧が印加されたことにより、ＭＥＭＳでの応力分が示される。図３～図６は、シミュレーション結果を示す図である。図３～図６においては、ＭＥＭＳのうち、メンブレンの部分の応力を示し、他の箇所の応力は示されない。
また、発明者は、本実施の形態のＭＥＭＳ４０、および他の形状のＭＥＭＳについてＭＥＭＳの応力を測定するための以下のシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、本実施の形態のＭＥＭＳ４０、および他の形状のメンブレンに対して、１気圧の外気圧が印加されたことにより、ＭＥＭＳでの応力分が示される。図３～図６は、シミュレーション結果を示す図である。図３～図６においては、ＭＥＭＳのうち、メンブレンの部分の応力を示し、他の箇所の応力は示されない。
【0026】
図３は、第１実験例のメンブレンの応力分布を示す図である。第１実験例のＭＥＭＳのメンブレンの中央部および周縁部は、共に、７μｍである。図３の例では、中央部および周縁部において、大きな応力が生じていることが示されている。
【0027】
図４は、第２実験例のメンブレンの応力分布を示す図である。第２実験例のメンブレンは、本実施の形態のメンブレン４８に該当する。また、このメンブレン４８においては、メンブレン４８の中央部である肉薄部４８ａの厚さは、５μｍである。また、メンブレン４８の周縁部である肉厚部４８ｂの厚さは、１２μｍである。図４の例では、肉厚部４８ｂの応力が小さく、肉薄部４８ａの応力が大きいことが示されている。換言すると、肉厚部４８ｂにおいては応力の変動幅が狭く、肉薄部４８ａの応力の変動幅は、肉厚部４８ｂよりも広い。
【0028】
図５は、第３実験例のメンブレンの応力分布を示す図である。第３実験例のＭＥＭＳのメンブレンにおいては、メンブレンの中央部が肉厚部となり、メンブレンの周縁部が肉薄部となる。該肉薄部の厚さは５μｍであり、該肉厚部の厚さは、１２μｍである。図５の例においても、図４と同様に、肉厚部の応力が小さく、肉薄部の応力が大きいことが示されている。
【0029】
図６は、第４実験例のメンブレンの応力分布を示す図である。第４実験例のＭＥＭＳのメンブレンの中央部および周縁部は、共に、１２μｍである。第４実験例のメンブレンは、第１実験例のメンブレンよりも厚い。したがって、図６に示すように、第４実験例のメンブレンの中央部および周縁部において、第１実験例のメンブレンよりも小さな応力が生じていることが示されている。
【0030】
［メンブレンの厚さとＭＥＭＳの感度との関係］
図７は、メンブレンの厚さとＭＥＭＳの感度との関係を示す図である。図７の例では、縦軸はＭＥＭＳの感度減少率を示し、横軸はメンブレンの厚さを示す。図７の例では、メンブレンの厚さが７．０μｍである場合の感度減少率が０％である例が示されている。図７に示すように、メンブレンの厚さが薄くなるほど、ＭＥＭＳの感度は高くなる。これは、図３～図６で説明したように、メンブレンが厚くなると、メンブレンでの応力の変動幅が小さくなるからである。
図７は、メンブレンの厚さとＭＥＭＳの感度との関係を示す図である。図７の例では、縦軸はＭＥＭＳの感度減少率を示し、横軸はメンブレンの厚さを示す。図７の例では、メンブレンの厚さが７．０μｍである場合の感度減少率が０％である例が示されている。図７に示すように、メンブレンの厚さが薄くなるほど、ＭＥＭＳの感度は高くなる。これは、図３～図６で説明したように、メンブレンが厚くなると、メンブレンでの応力の変動幅が小さくなるからである。
【0031】
後述のように、本実施の形態のメンブレン４８においては、肉薄部４８ａおよび肉厚部４８ｂの各々に４つの歪ゲージが配置される（図９参照）。そして、圧力センサ１００は、肉薄部４８ａにおける歪ゲージからの電圧値に基づいて圧力値を検出する。これとともに、圧力センサ１００は、肉厚部４８ｂにおける歪ゲージからの電圧値に基づいて圧力値を検出する。
【0032】
［ＭＥＭＳ］
図８は、本実施の形態のＭＥＭＳ４０の拡大図である。図２でも説明したようにＭＥＭＳ４０は、キャビティ４２ａと、メンブレン４８とを備える。図２および図８に示されるように、メンブレン４８は、キャビティ４２ａのＺ軸上方に形成される。さらに、ＭＥＭＳ４０は、保護膜７０を備える。保護膜７０は、メンブレン４８のＺ軸上方に配置される。
図８は、本実施の形態のＭＥＭＳ４０の拡大図である。図２でも説明したようにＭＥＭＳ４０は、キャビティ４２ａと、メンブレン４８とを備える。図２および図８に示されるように、メンブレン４８は、キャビティ４２ａのＺ軸上方に形成される。さらに、ＭＥＭＳ４０は、保護膜７０を備える。保護膜７０は、メンブレン４８のＺ軸上方に配置される。
【0033】
図８に示されるように、メンブレン４８は、キャビティ４２ａとＺ軸方向において対向する対向部分６０を有する。さらに、対向部分６０は、肉厚部４８ｂと、肉薄部４８ａとを有する。肉薄部４８ａ（中央部）は、肉厚部４８ｂ（周縁部）のＸＹ平面における内部の部分である。また、肉薄部４８ａの厚さＬ１は、肉厚部４８ｂの厚さＬ２よりも薄い。メンブレン４８は、典型的には、圧力に応じて撓む部分をいう。なお、対向部分６０自体が、メンブレン４８とされてもよい。
【0034】
また、肉厚部４８ｂの厚さＬ２の肉薄部４８ａの厚さＬ１に対する比率Ｒ（＝Ｌ２／Ｌ１）は、１．７以上３．０以下であることが好ましいことが発明者により確認されている。比率Ｒがこのような範囲にすることにより、後述する第１帯域の圧力値と第２帯域の圧力値とを適切に検出できる。なお、本実施の形態の例では、Ｌ１＝５μｍとし、Ｌ２＝１２μｍとされており、これらの値により第１帯域の圧力値と第２帯域の圧力値とを適切に検出できることが発明者により確認されている。つまり、典型的には、比率Ｒは、２．４（＝１２μｍ／５μｍ）である。なお、本明細書において、比率Ｒが、２．４であるとは、比率Ｒが２．４である場合のみならず、第１帯域の圧力値と第２帯域の圧力値とを適切に検出できるという効果を奏する上で２．４とは異なる値（たとえば、２．２以上であり、２．６以下）を含む。
【0035】
さらに、ＭＥＭＳ４０は、少なくとも１つの内側歪ゲージと、少なくとも１つの外側歪ゲージとを備える。圧力センサ１００は、少なくとも１つの内側歪ゲージにおける電圧値と、少なくとも１つの外側歪ゲージにおける電圧値とに基づいて圧力を検出する。少なくとも１つの内側歪ゲージは、肉薄部４８ａに配置される。また、少なくとも１つの外側歪ゲージは、肉厚部４８ｂに配置される。
【0036】
【0037】
図９の例では、肉薄部４８ａに配置される少なくとも１つの内側歪ゲージは、第１内側歪ゲージ１１１、第２内側歪ゲージ１１２、第３内側歪ゲージ１１３、および第４内側歪ゲージ１１４である。肉厚部４８ｂに配置される少なくとも１つの外側歪ゲージは、第１外側歪ゲージ１２１、第２外側歪ゲージ１２２、第３外側歪ゲージ１２３、および第４外側歪ゲージ１２４である。このように、外側歪ゲージの数および内側歪ゲージの数は共に４つであるが、他の数としてもよい。なお、図８においても、これら８つの歪ゲージが示されている。
【0038】
なお、第１内側歪ゲージ１１１、第２内側歪ゲージ１１２、第３内側歪ゲージ１１３、第４内側歪ゲージ１１４、第１外側歪ゲージ１２１、第２外側歪ゲージ１２２、第３外側歪ゲージ１２３、および第４外側歪ゲージ１２４は、それぞれ、本開示の「第１歪ゲージ」、「第２歪ゲージ」、「第３歪ゲージ」、「第４歪ゲージ」、「第５歪ゲージ」、「第６歪ゲージ」、「第７歪ゲージ」、および「第８歪ゲージ」に対応する。
【0039】
次に、外側歪ゲージおよび内側歪ゲージの役割を説明する。図３～図６のシミュレーション結果でも示されたように、肉厚部４８ｂの応力の変動幅は狭く、肉薄部４８ａの応力の変動幅は広い。応力の変動幅が広い箇所（つまり、肉薄部４８ａ）に歪ゲージが配置されると、この歪ゲージの歪量の幅は大きくなる。したがって、圧力センサ１００は、この歪ゲージにより広範囲の圧力を検出できることから、該圧力センサ１００の感度を高くすることができる。したがって、肉厚部４８ｂに配置される外側歪ゲージは、圧力の検出に用いられる。
【0040】
一方、肉厚部４８ｂの応力の変動幅は狭いことから、外側歪ゲージが用いられた圧力センサ１００の感度は、内側歪ゲージが用いられた圧力センサ１００の感度よりも低い。
【0041】
そして、圧力センサ１００のＡＳＩＣ３０は、第１電圧値Ｖ１と、第２電圧値Ｖ２とに基づいて圧力値を算出する。第１電圧値Ｖ１は、肉薄部４８ａの内側歪ゲージにおける電圧値である。第２電圧値Ｖ２は、肉厚部４８ｂの外側歪ゲージにおける電圧値である。また、第１電圧値Ｖ１は、本開示の「第１出力値」に対応し、第２電圧値Ｖ２は、本開示の「第２出力値」に対応する。
【0042】
ここで、第１電圧値Ｖ１は、応力の変動幅が広い肉薄部４８ａに配置された内側歪ゲージにおける電圧値であることから、検出感度が高い圧力値に対応する電圧値である。また、第２電圧値Ｖ２は、応力の変動幅が狭い肉厚部４８ｂに配置された外側歪ゲージにおける電圧値であることから、検出感度が低い圧力値に対応する電圧値である。
【0043】
図９においては、第１内側歪ゲージ１１１、第２内側歪ゲージ１１２、第３内側歪ゲージ１１３、および第４内側歪ゲージ１１４により第１ブリッジ回路１５１が構成される。具体的には、第１直列回路と第２直列回路とが並列に接続されることにより第１ブリッジ回路１５１が構成される。第１直列回路は、第１内側歪ゲージ１１１および第３内側歪ゲージ１１３が直列に接続された回路である。また、第２直列回路は、第２内側歪ゲージ１１２および第４内側歪ゲージ１１４が直列に接続された回路である。
【0044】
また、第１外側歪ゲージ１２１、第２外側歪ゲージ１２２、第３外側歪ゲージ１２３、および第４外側歪ゲージ１２４により第２ブリッジ回路１５２が構成される。具体的には、第３直列回路と第４直列回路とが並列に接続されることにより第２ブリッジ回路１５２が構成される。第３直列回路は、第１外側歪ゲージ１２１および第３外側歪ゲージ１２３が直列に接続された回路である。第４直列回路は、第２外側歪ゲージ１２２および第４外側歪ゲージ１２４が直列に接続された回路である。
【0045】
第１外側歪ゲージ１２１の一端、第２外側歪ゲージ１２２の一端、第１内側歪ゲージ１１１の一端、および第２内側歪ゲージ１１２の一端は、ＶＤＤ端子（電圧端子）３０１に電気的に接続される。ＶＤＤ端子３０１は、第１ブリッジ回路１５１および第２ブリッジ回路１５２に電圧を印加するための端子である。該電圧は、たとえば、電圧供給端子２５０（図１１参照）から供給される。本実施の形態においては、ＶＤＤ端子３０１は、第１ブリッジ回路１５１および第２ブリッジ回路１５２で兼用される。したがって、圧力センサ１００においては、「第１ブリッジ回路１５１と、第２ブリッジ回路１５２とでＶＤＤ端子が別である」という構成と比較して、ＶＤＤ端子の数を減少させることができる。
【0046】
また、第３外側歪ゲージ１２３の一端、第４外側歪ゲージ１２４の一端、第３内側歪ゲージ１１３の一端、および第４内側歪ゲージ１１４の一端は、ＧＮＤ端子３０２に電気的に接続される。ＧＮＤ端子３０２は、第１ブリッジ回路１５１および第２ブリッジ回路１５２を接地するための端子である。本実施の形態においては、ＧＮＤ端子３０２は、第１ブリッジ回路１５１および第２ブリッジ回路１５２で兼用される。したがって、圧力センサ１００においては、「第１ブリッジ回路１５１と、第２ブリッジ回路１５２とでＧＮＤ端子が別である」という構成と比較して、ＧＮＤ端子の数を減少させることができる。
【0047】
また、ＭＥＭＳ４０は、ＶＤＤ端子３０１から電圧が印加されている状態において、以下の電圧値Ｖ１１、電圧値Ｖ１２、電圧値Ｖ２１、および電圧値Ｖ２２をＡＳＩＣ３０に出力する（図１参照）。
【0048】
電圧値Ｖ１１は、第１内側歪ゲージ１１１と第３内側歪ゲージ１１３との間の電圧値である。また、電圧値Ｖ１２は、第２内側歪ゲージ１１２と第４内側歪ゲージ１１４との間の電圧値である。電圧値Ｖ２１は、第１外側歪ゲージ１２１と第３外側歪ゲージ１２３との間の電圧値である。電圧値Ｖ２２は、第２外側歪ゲージ１２２と第４外側歪ゲージ１２４との間の電圧値である。
【0049】
また、第１電圧値Ｖ１は電圧値Ｖ１１と電圧値Ｖ１２との電位差により算出される値である。第２電圧値Ｖ２は電圧値Ｖ２１と電圧値Ｖ２２との電位差により算出される値である。たとえば、第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２はそれぞれ、以下の式（１）および式（２）により規定される。
第１電圧値Ｖ１＝Ｖ１１－Ｖ１２ （１）
第２電圧値Ｖ２＝Ｖ２１－Ｖ２２ （２）
図１０は、ＭＥＭＳ４０が有するパッドと、ＡＳＩＣ３０が有するパッドとが示された図である。ＭＥＭＳ４０のパッドは、第１パッド２２１と、第２パッド２２２と、第３パッド２２３と、第４パッド２２４と、第５パッド２２５と、第６パッド２２６とを含む。また、ＡＳＩＣ３０が有するパッドは、第１パッド２３１と、第２パッド２３２と、第３パッド２３３と、第４パッド２３４と、第５パッド２３５と、第６パッド２３６とを含む。第１パッド２２１～第６パッド２２６は、それぞれ、第１パッド２３１～第６パッド２３６と電気的に接続される。
第１電圧値Ｖ１＝Ｖ１１－Ｖ１２ （１）
第２電圧値Ｖ２＝Ｖ２１－Ｖ２２ （２）
図１０は、ＭＥＭＳ４０が有するパッドと、ＡＳＩＣ３０が有するパッドとが示された図である。ＭＥＭＳ４０のパッドは、第１パッド２２１と、第２パッド２２２と、第３パッド２２３と、第４パッド２２４と、第５パッド２２５と、第６パッド２２６とを含む。また、ＡＳＩＣ３０が有するパッドは、第１パッド２３１と、第２パッド２３２と、第３パッド２３３と、第４パッド２３４と、第５パッド２３５と、第６パッド２３６とを含む。第１パッド２２１～第６パッド２２６は、それぞれ、第１パッド２３１～第６パッド２３６と電気的に接続される。
【0050】
第１パッド２２１は、ＶＤＤ端子３０１（図９参照）と電気的に接続されるパッドである。第２パッド２２２は、ＧＮＤ端子３０２（図９参照）と電気的に接続されるパッドである。第３パッド２２３は、電圧値Ｖ１１を出力する端子と電気的に接続されるパッドである。第４パッド２２４は、電圧値Ｖ１２を出力する端子と電気的に接続されるパッドである。第５パッド２２５は、電圧値Ｖ２１を出力する端子と電気的に接続されるパッドである。第６パッド２２６は、電圧値Ｖ２２を出力する端子と電気的に接続されるパッドである。
【0051】
図１１は、図１０とは別の観点で、第１パッド２２１～第６パッド２２６、および第１パッド２３１～第６パッド２３６が示された図である。図１１に示すように、上述の電圧供給端子２５０から、第１ブリッジ回路１５１、第２ブリッジ回路１５２、およびＡＳＩＣ３０に電圧が印加される。
【0052】
［ＭＥＭＳ出力と圧力値との関係］
図１２は、ＭＥＭＳ４０からの電圧値（出力値）と圧力センサ１００が検出する圧力値との関係を示す図である。図８の例では、縦軸はＭＥＭＳ出力を示し、横軸は圧力値を示す。図１２は、グラフＣ１と、グラフＣ２とが示されている。グラフＣ１により示される感度は、グラフＣ２により示される感度よりも高い。
図１２は、ＭＥＭＳ４０からの電圧値（出力値）と圧力センサ１００が検出する圧力値との関係を示す図である。図８の例では、縦軸はＭＥＭＳ出力を示し、横軸は圧力値を示す。図１２は、グラフＣ１と、グラフＣ２とが示されている。グラフＣ１により示される感度は、グラフＣ２により示される感度よりも高い。
【0053】
グラフＣ１は、肉薄部４８ａにおける内側歪ゲージからの電圧値と、該電圧値に基づいて圧力センサ１００により検出される圧力値とを示すグラフである。また、グラフＣ２は、肉厚部４８ｂにおける外側歪ゲージからの電圧値と、該電圧値に基づいて圧力センサ１００により検出される圧力値とを示すグラフである。
【0054】
図１２に示すように、用いられる電圧値の上限値として、所定値Ｓが規定されている。仮に、過度に大きい電圧値を用いて圧力値を検出する構成が考えられる。しかしながら、このような構成においては、以下の問題が生じ得る。この問題は、上述のＡＳＩＣでの処理負担が増大するという問題、および圧力値の検出感度が低下するという問題のうち少なくとも一方を含む。そこで、本実施の形態においては、出力電圧値について上限値である所定値Ｓが規定される。本実施の形態の圧力センサ１００は、所定値Ｓを越えた出力電圧値を用いない。したがって、上記の問題の発生を抑制できる。
【0055】
また、図１２に示すように、グラフＣ１における検出可能な圧力値の帯域が第１帯域として示され、グラフＣ２における検出可能な圧力値の帯域が第２帯域として示される。ここで、第２帯域は、第１帯域よりも高い帯域である。具体的には、第２帯域の下限値は、第１帯域の上限値以上である。さらに、第２帯域は第１帯域よりも感度が低い分、第２帯域は、第１帯域よりも広い。第１帯域は、大気圧を含む。したがって、第１帯域の圧力値はたとえば、平地での圧力値である。また、第２帯域は、たとえば、海中での圧力値（水圧値）における帯域である。ＡＳＩＣ３０の演算部８２は、たとえば、グラフＣ１に対応する第１テーブルおよびグラフＣ２に対応する第２テーブルを有する。演算部８２は、第１テーブルおよび第２テーブルに応じた演算式を有するようにしてもよい。
【0056】
【0057】
まず、ステップＳ１０２において、演算部８２は、第１電圧値Ｖ１（上記の式（１））を取得する。次に、ステップＳ１０４において、第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ（図１２参照）未満であるか否かを判断する。第１電圧値Ｖ１が、所定値Ｓ未満である場合には（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１０６において、演算部８２は、第１テーブルを参照して、第１電圧値に対応する圧力値を算出し、該圧力値を出力する。該圧力値は、第１帯域の圧力値である。
【0058】
また、ステップＳ１０４において、第１電圧値Ｖ１が、所定値Ｓ以上である場合には（ステップＳ１０４でＮＯ）、ステップＳ１０８において、演算部８２は、第２電圧値Ｖ２（上記式（２））を取得する。そして、ステップＳ１１０において、演算部８２は、第２テーブルを参照して、第２電圧値に対応する圧力値を算出し、該圧力値を出力する。該圧力値は、第２帯域の圧力値である。
【0059】
以上のように、圧力センサ１００は、肉薄部４８ａにおける第１出力値（たとえば、式（１）により示される第１電圧値Ｖ１）に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、圧力センサ１００は、肉厚部４８ｂにおける第２出力値（たとえば、式（１）により示される第２電圧値Ｖ２）に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する（図１２参照）。したがって、１つの圧力センサ１００により、第１帯域の圧力値を検出するとともに、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出することができる。
【0060】
また、図８および図９などに示すように、肉薄部４８ａは、対向部分６０の中央部である。また、肉厚部４８ｂは、対向部分６０の周縁部である。したがって、比較的、簡単な構成により、肉薄部４８ａおよび肉厚部４８ｂは形成されることができる。
【0061】
また、図１３などに示すように、圧力センサ１００は、第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ未満である場合には（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、第１電圧値Ｖ１に対応する圧力値を検出する。また、圧力センサ１００は、第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ以上である場合には（ステップＳ１０４でＮＯ）、第２電圧値Ｖ２に対応する圧力値を検出する。したがって、状況に応じた圧力値を検出できる。
【0062】
また、ＭＥＭＳ４０は、少なくとも１つの内側歪ゲージと、少なくとも１つの外側歪ゲージとを備える。ＡＳＩＣ３０は、少なくとも１つの内側歪ゲージにおける第１電圧値Ｖ１に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。これとともに、ＡＳＩＣ３０は、少なくとも１つの外側歪ゲージにおける第２電圧値Ｖ２に基づいて、第２帯域の圧力値を検出する。したがって、圧力センサ１００は、公知の部品である歪ゲージを用いて、第１帯域の圧力値、および第２帯域の圧力値を検出できる。
【0063】
また、図９などで示されるように、ＭＥＭＳ４０は、肉薄部４８ａおよび肉厚部４８ｂにそれぞれ４つの歪ゲージが設置され、第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２を検出する。したがって、たとえば、肉薄部４８ａおよび肉厚部４８ｂにそれぞれ２つの歪ゲージが設置された構成と比較して、圧力値の検出精度を高めることができる。
【0064】
［製造方法］
次に、圧力センサ１００の製造方法を説明する。後述の溝形成工程および空間形成工程においてはボッシュプロセスが用いられる。ボッシュプロセスでは、主に、エッチングステップおよび保護ステップが交互に実行される。
次に、圧力センサ１００の製造方法を説明する。後述の溝形成工程および空間形成工程においてはボッシュプロセスが用いられる。ボッシュプロセスでは、主に、エッチングステップおよび保護ステップが交互に実行される。
【0065】
図１４～図２０は、圧力センサ１００の製造方法を説明するための図である。図１４は、準備工程を説明するための図である。この準備工程では、半導体層からなる基板１６０が準備される。半導体層は、たとえば、シリコン層である。
【0066】
図１５は、レジスト配置工程を説明するための図である。レジスト１７０は、基板１６０の上面１６０Ｓに配置される。レジスト１７０は、２次元的に（ＸＹ平面上に）、複数の貫通穴１７０Ｓが形成されている。この貫通穴１７０Ｓは、後述の第１溝１６１および第２溝１６２に対応する。
【0067】
上面１６０Ｓのうち、将来的に肉薄部４８ａとなる領域は、中央領域１６０Ａと称され、将来的に肉厚部４８ｂとなる領域は、周縁領域１６０Ｂと称される。レジスト１７０の貫通穴１７０Ｓのうち中央領域１６０Ａの貫通穴１７０Ａの径は径Ｍ１とされ、周縁領域１６０Ｂの貫通穴１７０Ｂの径は、径Ｍ２とされる。ただし、Ｍ１＞Ｍ２である。
【0068】
図１６は、溝形成工程を説明するための図である。この溝形成工程においては、レジスト１７０が基板１６０に配置された状態で、エッチングステップが実行される。このエッチングステップでは、所定のエッチング材が基板１６０に流される。エッチング材は、エッチングガスおよびエッチングするための液体の少なくとも一方を含む。本実施の形態においては、上述のようにボッシュプロセスが用いられることから、エッチング材として、エッチングガスが用いられる。また、エッチングガスは、たとえば、六フッ化硫黄である。なお、図１６および図１７では、ボッシュプロセス中の上述の保護ステップについては記載されていない。また、図１６および図１７では、レジスト１７０も記載されていない。
【0069】
レジスト１７０を用いたボッシュプロセスにより、貫通穴１７０Ａに対応する第１溝１６１および貫通穴１７０Ｂに対応する第２溝１６２が、基板１６０に形成される。第１溝１６１は、中央領域１６０Ａに形成される溝である。また、第２溝１６２は、周縁領域１６０Ｂに形成される溝である。
【0070】
ここで、上述のように、貫通穴１７０Ａの径Ｍ１は、レジスト１７０の貫通穴１７０Ｂの径Ｍ２よりも大きい。したがって、図１６に示すように、貫通穴１７０Ａに対応する第１溝１６１の径Ｒ１の方が、貫通穴１７０Ｂに対応する第２溝１６２の径Ｒ２よりも大きくなる。また、基板１６０に流されるエッチングガスの単位面積当たりの量は、貫通穴１７０Ａと貫通穴１７０Ｂとで同一である。したがって、貫通穴１７０Ａの方が、貫通穴１７０Ｂよりも多くのエッチングガスが流されることになる。これにより、貫通穴１７０Ａに対応する第１溝１６１の深さの方が、貫通穴１７０Ｂに対応する第２溝１６２の深さよりも深く形成される。つまり、第１溝１６１の体積の方が、第２溝１６２の体積よりも大きくなる。
【0071】
図１７は、空間形成工程を説明するための図である。空間形成工程は、第１溝１６１および第２溝１６２が形成されている状態で、さらに、ボッシュプロセスが継続される工程である。以下では、基板１６０において、第１溝１６１および第２溝１６２以外の残りの個所は、「残存部」とも称される。
【0072】
ボッシュプロセスが継続されることにより、複数の溝（第１溝１６１および第２溝１６２）の基板１６０の内部側の端部に空間１９５が形成される。この端部は、第１溝１６１の内側端部１６１Ａと、第２溝１６２の内側端部１６２Ａとを含む。また、図１６で説明したように、第１溝１６１の体積の方が、第２溝１６２の体積よりも大きくなる。したがって、第１溝１６１の方が、第２溝１６２よりも、多くのエッチングガスが流れる。よって、中央領域１６０Ａの残存部１９１の長さＫ１（深さ）の方が、周縁領域１６０Ｂの残存部１９２の長さＫ２よりも短くなる。
【0073】
図１８は、塞ぎ工程を説明するための図である。塞ぎ工程においては、たとえば、アニール処理が実行される。図１８の例では、基板１６０に対して水素を含む高温（たとえば、１１００度～１２００度）の雰囲気で、熱処理が行われる。そして、熱処理によって溶融した基板１６０の一部１６５により、複数の溝の基板１６０の外部側の端部が塞がれる。この端部は、第１溝１６１の外側端部１６１Ｂと、第２溝１６２の外側端部１６２Ｂとを含む。
【0074】
図１９は、キャビティ形成工程を説明するための図である。キャビティ形成工程では、プラズマデポジションの処理により基板１６０の上部が厚膜化されてメンブレン４８が形成される。さらに、上述の８つの歪ゲージ（第１内側歪ゲージ１１１、第２内側歪ゲージ１１２、第３内側歪ゲージ１１３、第４内側歪ゲージ１１４、第１外側歪ゲージ１２１、第２外側歪ゲージ１２２、第３外側歪ゲージ１２３、および第４外側歪ゲージ１２４）が配置される。
【0075】
図２０は、保護膜形成工程を説明するための図である。図２０に示すように、基板１６０の上部に保護膜７０（図８も参照）が形成される。そして、ＡＳＩＣ３０などその他の部品が設置されることにより、図２のような圧力センサ１００が製造される。
【0076】
以上、キャビティ形成工程においては、対向部分６０の肉薄部４８ａの厚さＬ１が、該対向部分６０の肉厚部４８ｂの厚さＬ２よりも薄くなるように、キャビティ４２ａおよびメンブレン４８が形成される。したがって、本実施の形態の製造方法により、第１帯域の圧力値および第２帯域の圧力値を検出可能な圧力センサ１００が製造される。
【0077】
また、図１６に示すように、第１溝１６１の径Ｒ１を、第２溝１６２の径よりも大きくする。このような簡易な手法により、対向部分６０の肉薄部４８ａの厚さＬ１を、該対向部分６０の肉厚部４８ｂの厚さＬ２よりも薄くすることができる。
【0078】
図２１は、圧力センサ１００の製造方法の主な処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２において、基板１６０が準備される（図１４参照）。次に、ステップＳ４において、レジストが配置される（図１５参照）。次に、ステップＳ６において、エッチングにより複数の溝が形成される（図１６参照）。
【0079】
次に、ステップＳ８において、エッチングにより空間１９５が形成される（図１７参照）。次に、ステップＳ１０において、たとえば、アニール処理により塞ぎ工程が実行される（図１８参照）。次に、ステップＳ１２において、プラズマデポジションの処理により、メンブレン４８が形成される（図１９参照）。次に、ステップＳ１４において、保護膜７０が形成される（図２０参照）。次に、ステップＳ１６において、ＡＳＩＣ３０などが配置される（図２参照）。
【0080】
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態においては、また、対向部分６０の肉薄部４８ａの厚さＬ１を、該対向部分６０の肉厚部４８ｂの厚さＬ２よりも薄くする手法として、第１溝１６１の径Ｒ１を、第２溝１６２の径よりも小さくするという手法が説明された。第２の実施の形態においては、厚さＬ１を厚さＬ２よりも薄くする他の手法が説明される。
第１の実施の形態においては、また、対向部分６０の肉薄部４８ａの厚さＬ１を、該対向部分６０の肉厚部４８ｂの厚さＬ２よりも薄くする手法として、第１溝１６１の径Ｒ１を、第２溝１６２の径よりも小さくするという手法が説明された。第２の実施の形態においては、厚さＬ１を厚さＬ２よりも薄くする他の手法が説明される。
【0081】
図２２は、第２の実施の形態のレジスト配置工程を説明するための図である。第２の実施の形態のレジスト１７０Ｘの貫通穴１７０Ｓのうち中央領域１６０Ａの貫通穴１７０Ａの径と周縁領域１６０Ｂの貫通穴１７０Ｂの径は同一であり、共に径Ｍとされる。また、中央領域１６０Ａの隣接する２つの貫通穴１７０Ａの間隔Ｐ１は、周縁領域１６０Ｂの隣接する２つの貫通穴１７０Ｂの間隔Ｐ２よりも狭い。
【0082】
図２３は、第２の実施の形態の溝形成工程を説明するための図である。図２３に示すように、基板１６０の中央領域１６０Ａの２つの第１溝１６１の間隔は、間隔Ｐ１である。また、基板１６０の周縁領域１６０Ｂの２つの第２溝１６２の間隔は、間隔Ｐ２である。また、図２２のレジスト１７０Ｘが用いられることにより、全ての第１溝１６１の径、および全ての第２溝１６２の径は全て同一の径Ｒである。そして、図２２のレジスト１７０Ｘが用いられることにより、間隔Ｐ１は、間隔Ｐ２よりも小さくなる。
【0083】
図２４は、第２の実施の形態の空間形成工程を説明するための図である。レジスト１７０Ｘにおける間隔Ｐ１は、間隔Ｐ２よりも小さい。したがって、中央領域１６０Ａの単位面積当たりに流れるエッチングガスの量は、周縁領域１６０Ｂの単位面積当たりに流れるエッチングガスの量よりも多くなる。よって、図２４に示すように、中央領域１６０Ａの残存部１９１の長さＫ１（深さ）の方が、周縁領域１６０Ｂの残存部１９２の長さＫ２よりも短くなる。
【0084】
したがって、キャビティ形成工程において、対向部分６０の肉薄部４８ａの厚さＬ１が、該対向部分６０の肉厚部４８ｂの厚さＬ２よりも薄くなるように、キャビティ４２ａおよびメンブレン４８が形成される。
【0085】
以上、対向部分６０の肉薄部４８ａの厚さＬ１を、該対向部分６０の肉厚部４８ｂの厚さＬ２よりも薄くする手法として、図２３に示すように、２つの第１溝１６１の間隔Ｐ１を、基板の周縁領域１６０Ｂの２つの第２溝１６２の間隔Ｐ２よりも狭くする。このような手法であっても、第１帯域の圧力値および第２帯域の圧力値を検出できる圧力センサ１００を製造することができる。
【0086】
＜その他の実施の形態＞
（１） 図１３の処理を行う圧力センサ１００は、第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ未満である場合には、第１電圧値に対応する圧力値を出力し、第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ以上である場合には、第２電圧値に対応する圧力値を出力する。ここで、「第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ未満であるという条件」は、本開示の「所定条件」に対応する。この所定条件は他の条件を含んでいてもよい。たとえば、圧力センサ１００または電子機器７００が液体センサを備えるようにしてもよい。液体センサは、液体を検出センサである。そして、所定条件は、液体センサにより液体が検出されていない条件を含むようにしてもよい。
（１） 図１３の処理を行う圧力センサ１００は、第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ未満である場合には、第１電圧値に対応する圧力値を出力し、第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ以上である場合には、第２電圧値に対応する圧力値を出力する。ここで、「第１電圧値Ｖ１が所定値Ｓ未満であるという条件」は、本開示の「所定条件」に対応する。この所定条件は他の条件を含んでいてもよい。たとえば、圧力センサ１００または電子機器７００が液体センサを備えるようにしてもよい。液体センサは、液体を検出センサである。そして、所定条件は、液体センサにより液体が検出されていない条件を含むようにしてもよい。
【0087】
上述のように、第２帯域は、たとえば、海中での圧力値における帯域である。この点を鑑みて、圧力センサ１００は、所定条件が成立した場合には第１帯域の圧力値を検出する。「所定条件が成立した場合」とは、液体センサが液体を検出していないことから圧力センサ１００が平地に存在する（海中に存在していない）場合である。一方、圧力センサ１００は、所定条件が成立していない場合には第２帯域の圧力値を検出する。「所定条件が成立していない場合」とは、液体センサが液体を検出したことから圧力センサ１００が海中に存在すると推定される場合である。
【0088】
このような構成であれば、圧力センサ１００が海中に存在すると推定された場合には第２帯域の圧力値を検出し、圧力センサ１００が平地に存在すると推定された場合には第１帯域の圧力値を検出できる。
【0089】
また、所定条件は他の条件としてもよい。たとえば、所定条件は、「第１帯域の圧力値を検出するという指示」がユーザにより圧力センサ１００に入力されるという条件である。このような構成の場合には、圧力センサ１００は、所定条件が成立している場合（「上記指示が入力された場合）には、圧力センサ１００は、第１帯域の圧力値を検出する。また、圧力センサ１００は、所定条件が成立していない場合（上記指示が入力されていない場合）には、圧力センサ１００は、第２帯域の圧力値を検出する。このような構成によれば、圧力センサ１００は、ユーザが所望する帯域の圧力値を検出できる。
【0090】
（２） 上述の実施の形態においては、肉薄部４８ａは、対向部分６０の中央部であり、肉厚部４８ｂは、対向部分６０の周縁部である構成が説明された。しかしながら、肉薄部４８ａは、対向部分６０の周縁部であり、肉厚部４８ｂは、対向部分６０の中央部である構成が採用されてもよい。
【0091】
＜付記＞
（第１項） 本開示の電子部品は、キャビティと、キャビティ内の圧力とキャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンと、演算回路とを備える。メンブレンは、キャビティと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。演算回路は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、演算回路は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
（第１項） 本開示の電子部品は、キャビティと、キャビティ内の圧力とキャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンと、演算回路とを備える。メンブレンは、キャビティと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。演算回路は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、演算回路は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
【0092】
このような構成によれば、１つの電子部品で、第１帯域の圧力値、および第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出できる。
【0093】
（第２項） 第１項に記載の電子部品において、肉薄部は、中央部である。また、肉厚部は、周縁部である。
【0094】
このような構成によれば、簡単な構成により、肉薄部４８ａおよび肉厚部４８ｂは形成されることができる。
【0095】
（第３項） 第１項または第２項に記載の電子部品において、演算回路は、所定条件が成立している場合、第１出力値に基づいて第１帯域の圧力値を検出する。また、所定条件が成立していない場合、第２出力値に基づいて第２帯域の圧力値を検出する。
【0096】
このような構成によれば、所定条件の成立の有無に応じて、第１帯域の圧力値および第２帯域の圧力値のいずれかを検出することができる。
【0097】
（第４項） 第３項に記載の電子部品であって、所定条件は、第１出力値が所定値未満であるという条件を含む。
【0098】
このような構成によれば、第１出力値が所定値未満である場合には、第１帯域の圧力値を検出し、第１出力値が所定値以上である場合には、第２帯域の圧力値を検出できる。
【0099】
（第５項） 第１項～第４項のいずれか１項に記載の電子部品であって、電子部品は、肉薄部に配置された少なくとも１つの歪みゲージと、肉厚部に配置された少なくとも１つの歪みゲージとを備える。第１出力値は、肉薄部に配置された少なくとも１つの歪みゲージに基づく第１電圧値である。第２出力値は、肉厚部に配置された少なくとも１つの歪みゲージに基づく第２電圧値である。
【0100】
このような構成によれば、公知の部品である歪ゲージを用いて、第１帯域の圧力値、および第２帯域の圧力値を検出できる。
【0101】
（第６項） 第５項に記載の電子部品であって、肉薄部に配置された少なくとも１つの歪ゲージは、第１歪ゲージ、第２歪ゲージ、第３歪ゲージ、および第４歪ゲージを含む。第１歪ゲージおよび第３歪ゲージが直列に接続された直列回路と、第２歪ゲージおよび第４歪ゲージが直列に接続された直列回路とが並列に接続されることにより第１ブリッジ回路が構成される。肉厚部に配置された少なくとも１つの歪ゲージは、第５歪ゲージ、第６歪ゲージ、第７歪ゲージ、および第８歪ゲージを含む。第５歪ゲージおよび第７歪ゲージが直列に接続された直列回路と、第６歪ゲージおよび第８歪ゲージが直列に接続された直列回路とが並列に接続されることにより第２ブリッジ回路が構成される。第１電圧値は、第１歪ゲージと第３歪ゲージとの間と、第２歪ゲージと第４歪ゲージとの間との電位差である。第２電圧値は、第５歪ゲージと第７歪ゲージとの間と、第６歪ゲージと第８歪ゲージとの間との電位差である。
【0102】
このような構成によれば、中央部および周縁部にそれぞれ２つの歪ゲージが設置された構成と比較して、圧力値の検出精度を高めることができる。
【0103】
（第７項） 第６項に記載の電子部品であって、電子部品は、さらに、第１ブリッジ回路および第２ブリッジ回路に電圧を印可する電圧端子を備える。
【0104】
このような構成によれば、電圧端子の数を抑制できる。
（第８項） 第６項または第７項に記載の電子部品であって、電子部品は、さらに、第１ブリッジ回路および第２ブリッジ回路が接地されるためのグランド端子を備える。
（第８項） 第６項または第７項に記載の電子部品であって、電子部品は、さらに、第１ブリッジ回路および第２ブリッジ回路が接地されるためのグランド端子を備える。
【0105】
このような構成によれば、グランド端子の数を抑制できる。
（第９項） 第１項～第８項のいずれか１項に記載の電子部品であって、肉厚部の厚さの肉薄部の厚さに対する比率は、１．７以上３．０以下である。
（第９項） 第１項～第８項のいずれか１項に記載の電子部品であって、肉厚部の厚さの肉薄部の厚さに対する比率は、１．７以上３．０以下である。
【0106】
このような構成によれば、より適切に第１帯域の圧力値、および第２帯域の圧力値を検出できる。
【0107】
（第１０項） 第９項に記載の電子部品であって、比率は、２．４である。
このような構成によれば、より適切に第１帯域の圧力値、および第２帯域の圧力値を検出できる。
このような構成によれば、より適切に第１帯域の圧力値、および第２帯域の圧力値を検出できる。
【0108】
（第１１項） 第１項～第１０項のいずれか１項に記載の電子部品であって、第１帯域の圧力値は、大気圧を含む。
【0109】
このような構成によれば、１圧力値を含む第１帯域の圧力値を検出できる。
（第１２項） 第１項～第１１項のいずれか１項に記載の電子部品であって、第１帯域において検出される圧力値の感度は、第２帯域において検出される圧力値の感度よりも高い。
（第１２項） 第１項～第１１項のいずれか１項に記載の電子部品であって、第１帯域において検出される圧力値の感度は、第２帯域において検出される圧力値の感度よりも高い。
【0110】
このような構成によれば、第１帯域での圧力値の感度を、第２帯域での圧力値の感度よりも向上させることができる。
【0111】
（第１３項） 本開示の検出方法は、電子部品による圧力値の検出方法である。電子部品は、キャビティと、キャビティ内の圧力とキャビティ外の圧力との差によって変形するメンブレンとを備える。メンブレンは、キャビティと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。検出方法は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出することを備える。また、検出方法は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出することを備える。
【0112】
（第１４項） 本開示の製造方法は、基板を準備することと、基板の厚さ方向に延伸する複数の溝を基板に形成することと、複数の溝の基板の内部側の端部に空間を形成することと、複数の溝の基板の外部側の端部を塞ぐことにより、キャビティおよびメンブレンを形成すること、演算回路を設置することとを備える。メンブレンは、キャビティ内の圧力と、キャビティ外の圧力との差によって変形する。メンブレンは、キャビティと対向する対向部分を含む。対向部分の周縁部と対向部分の中央部とのうちいずれか一方は肉薄部であり、他方は該肉薄部よりも厚い肉厚部である。演算回路は、肉薄部における第１出力値に基づいて、第１帯域の圧力値を検出する。また、演算回路は、肉厚部における第２出力値に基づいて、第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出する。
【0113】
このような構成によれば、第１帯域の圧力値、および第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出できる電子部品を製造できる。
【0114】
（第１５項） 第１４項に記載の電子部品の製造方法であって、複数の溝を形成することは、エッチングにより該複数の溝を形成することを含む。空間を形成することは、エッチングにより空間を形成することを含む。基板の肉薄部に対応する箇所の溝の径は、基板の肉厚部に対応する箇所の溝の径よりも大きい。
【0115】
このような構成によれば、第１帯域の圧力値、および第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出できる電子部品を簡易な手法で製造できる。
【0116】
（第１６項） 第１４項に記載の電子部品の製造方法であって、複数の溝を形成することは、エッチングにより該複数の溝を形成することを含む。空間を形成することは、エッチングにより空間を形成することを含む。基板の肉薄部に対応する箇所の２つの溝の間隔は、基板の肉厚部に対応する箇所の２つの溝の間隔よりも狭い。
【0117】
このような構成によれば、第１帯域の圧力値、および第１帯域よりも高い第２帯域の圧力値を検出できる電子部品を簡易な手法で製造できる。
【0118】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0119】
１０ ケース、１１ 側壁、１２ 底壁、１２ａ 外部接続パッド、１３ 内部空間、２０ リッド、２１ 孔、３０ ＡＳＩＣ、３０ａ 第１面、３０ｂ 第２面、３１ バンプ、３２ 接着部材、４０ ＭＥＭＳ、４２ａ キャビティ、４７ａ ボンディングパッド、４８ メンブレン、４８ａ 肉薄部、４８ｂ 肉厚部、４９ ボンディングワイヤ、５０ ゲル材、６０ 対向部分、７０ 保護膜、８２ 演算部、８４ 変換部、１００ 圧力センサ、１１１ 第１内側歪ゲージ、１１２ 第２内側歪ゲージ、１１３ 第３内側歪ゲージ、１１４ 第４内側歪ゲージ、１２１ 第１外側歪ゲージ、１２２ 第２外側歪ゲージ、１２３ 第３外側歪ゲージ、１２４ 第４外側歪ゲージ、１５１ 第１ブリッジ回路、１５２ 第２ブリッジ回路、１６０ 基板、１６０Ａ 中央領域、１６０Ｂ 周縁領域、１６１ 第１溝、１６２ 第２溝。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】