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(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】
(24)【登録日】2024-09-05
(45)【発行日】2024-09-13
(54)【発明の名称】センサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法
(51)【国際特許分類】
G01L 9/04 20060101AFI20240906BHJP
【ＦＩ】
G01L9/04
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2023531902
(86)(22)【出願日】2022-06-24
(86)【国際出願番号】 JP2022025323
(87)【国際公開番号】W WO2023276884
(87)【国際公開日】2023-01-05
【審査請求日】2023-12-19
(31)【優先権主張番号】P 2021106304
(32)【優先日】2021-06-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000150707
【氏名又は名称】長野計器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】小玉 博志
(72)【発明者】
【氏名】武田 英嗣
(72)【発明者】
【氏名】吉澤 貴光
【審査官】大森 努
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３７３９９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第４３２２７０７（ＵＳ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－０１２９７６９（ＫＲ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２１／００２５７７６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平６－２６５４２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－３２１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１６１５３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１３２７４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｌ １／００－１／２６，７／００－２７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１領域と、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置を含み前記第１領域よりも被測定流体による物理量の影響が小さい第２領域とを備えるダイアフラム部と、前記第１領域に配置される複数の歪検出素子と、
少なくとも一部が前記第２領域に配置され、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させてブリッジ回路を構成する導電体部と、を備え、
前記導電体部には、前記第２領域に対応する位置に、前記導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部が設けられる
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項2】
請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、前記歪検出素子および前記導電体部は一体に形成され、環状とされている
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載のセンサモジュールにおいて、前記第２領域は、被測定流体による歪量の影響が前記第１領域の１／１０以下である
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項4】
請求項１または請求項２に記載のセンサモジュールにおいて、前記抵抗値調整部は、前記導電体部において、前記第２領域に対応する位置に形成された溝部により構成される
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項5】
請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、前記ダイアフラム部に配置されＡｕにて形成される第１電極部と、前記第１電極部に積層されＡｕにて形成される第２電極部とを有する電極部を備え、
前記導電体部は、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させる連結部と、前記連結部から延設され前記連結部と前記第１電極部とを電気的に接続させる引き出し部とを有し、
前記第１電極部は、少なくとも一部が前記引き出し部に積層され、
前記第１電極部と前記引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率（原子パーセント）で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成される
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項6】
請求項５に記載のセンサモジュールにおいて、前記第１電極部の厚さは、前記引き出し部の厚さよりも大きい
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項7】
請求項５に記載のセンサモジュールにおいて、前記第２電極部の厚さは、前記引き出し部の厚さよりも大きい
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項8】
請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、前記ダイアフラム部に配置されＡｕにて形成される第３電極部を有する電極部を備え、
前記導電体部は、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させる連結部と、前記連結部から延設され前記連結部と前記第３電極部とを電気的に接続させる引き出し部とを有し、
前記第３電極部は、少なくとも一部が前記引き出し部に積層され、
前記第３電極部と前記引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率（原子パーセント）で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成される
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項9】
請求項８に記載のセンサモジュールにおいて、前記第３電極部の厚さは、前記引き出し部の厚さよりも大きい
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項10】
請求項５から請求項９のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、前記電極部の一部を露出させた状態で、前記電極部の一部に積層される保護膜を備え、
前記電極部の前記保護膜から露出された箇所は電極パッドとされ、
平面視で、前記引き出し部と前記電極パッドとは離間して配置される
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項11】
請求項１または請求項２に記載のセンサモジュールにおいて、前記ダイアフラム部は、被測定流体による物理量が作用するダイアフラム本体部と、前記ダイアフラム本体部に積層される絶縁層と、を有し、
前記ダイアフラム本体部は、ロックウェル硬さが３５以上の析出硬化ステンレス鋼により形成される
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項12】
請求項１または請求項２に記載のセンサモジュールにおいて、前記導電体部には、複数の前記抵抗値調整部と、複数の前記抵抗値調整部のうちの少なくとも一つの前記抵抗値調整部の一次側と二次側とを接続させることで、前記抵抗値調整部を電気的にバイパスさせるバイパス部と、が設けられる
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項13】
第１領域、および、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置を含み前記第１領域よりも被測定流体による物理量の影響が小さい第２領域を備えるダイアフラム部と、前記第１領域に配置される複数の歪検出素子と、少なくとも一部が前記第２領域に配置され、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させてブリッジ回路を構成する導電体部と、を備えるセンサモジュールの製造方法であって、前記ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、前記導電体部における前記第２領域に対応する位置に、前記導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部を設けるブリッジ回路調整工程を備える
ことを特徴とするセンサモジュールの製造方法。
【請求項14】
請求項１３に記載のセンサモジュールの製造方法において、前記ブリッジ回路調整工程において、前記導電体部における前記第２領域に対応する位置に、レーザートリミングにより溝部を形成する
ことを特徴とするセンサモジュールの製造方法。
【請求項15】
第１領域、および、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置を含み前記第１領域よりも被測定流体による物理量の影響が小さい第２領域を備えるダイアフラム部と、前記第１領域に配置される複数の歪検出素子と、少なくとも一部が前記第２領域に配置され、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させてブリッジ回路を構成する導電体部と、を備えるセンサモジュールの製造方法であって、前記導電体部における前記第２領域に対応する位置に、前記導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部を複数設ける抵抗値調整部形成工程と、
複数の前記抵抗値調整部のそれぞれの一次側と二次側とを接続させることで、前記抵抗値調整部を電気的にバイパスさせるバイパス部をそれぞれ形成するバイパス部形成工程と、
複数の前記バイパス部のうちの少なくとも一つの前記バイパス部を、電気的に切断することで、前記導電体部の抵抗値を調整するブリッジ回路調整工程と、を備える
ことを特徴とするセンサモジュールの製造方法。
【請求項16】
請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載のセンサモジュールの製造方法において、前記導電体部の連結部から延設される引き出し部に第１電極部を積層させる第１電極部積層工程と、
前記引き出し部に対して前記第１電極部が積層された箇所を熱処理する熱処理工程と、
前記第１電極部に第２電極部を積層させる第２電極部積層工程と、を備える
ことを特徴とするセンサモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、センサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、歪抵抗素子を用いた力学量センサが知られている（例えば、特許文献１など）。
特許文献１では、力学量の加わる金属基板の表面に多層絶縁層を配置し、当該多層絶縁層上に複数の歪抵抗素子を配置している。そして、複数の歪抵抗素子を導体で電気的に接続させることで、ブリッジ回路を構成している。これにより、金属基板に印加した力学量を歪抵抗素子の抵抗値の変化として検出できるように構成している。
特許文献１では、力学量の加わる金属基板の表面に多層絶縁層を配置し、当該多層絶縁層上に複数の歪抵抗素子を配置している。そして、複数の歪抵抗素子を導体で電気的に接続させることで、ブリッジ回路を構成している。これにより、金属基板に印加した力学量を歪抵抗素子の抵抗値の変化として検出できるように構成している。
【0003】
この際、特許文献１では、複数の歪抵抗素子の一部を力学量が加わる力学量感知部に配置し、その他の歪抵抗素子を力学量が加わらない力学量非感知部に配置するようにしている。そして、力学量非感知部に配置した歪抵抗素子をレーザートリミングして、歪抵抗素子の抵抗値を調整することにより、ブリッジ回路全体のバランスを調整できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平９－２４３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の力学量センサでは、ブリッジ回路のバランスを調整するために、歪抵抗素子の一部を力学量が加わらない力学量非感知部に配置する必要がある。そのため、このような力学量非感知部に配置した歪検出素子は、力学量の検出に有効に活用できないので、配置した歪検出素子による検出精度を最大限得ることができないといった問題があった。
【0006】
本発明の目的は、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができるセンサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のセンサモジュールは、第１領域と、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置を含み前記第１領域よりも被測定流体による物理量の影響が小さい第２領域とを備えるダイアフラム部と、前記第１領域に配置される複数の歪検出素子と、少なくとも一部が前記第２領域に配置され、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させてブリッジ回路を構成する導電体部と、を備え、前記導電体部には、前記第２領域に対応する位置に、前記導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部が設けられることを特徴とする。
【0008】
本発明では、複数の歪検出素子を電気的に接続させる導電体部の少なくとも一部が、歪検出素子が配置される第１領域よりも被測定流体による影響が小さい第２領域に配置される。具体的には、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置を含む第２領域に、導電体部の少なくとも一部が配置される。そして、導電体部には、第２領域に対応する位置に、導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部が設けられる。これにより、全ての歪検出素子を物理量の検出に有効に活用した上で、歪検出素子による物理量の検出精度に影響を与えることなく、複数の歪検出素子および導電体部により構成されるブリッジ回路の抵抗値を調整することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
【0009】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記歪検出素子および前記導電体部は一体に形成され、環状とされていることが好ましい。
この構成では、歪検出素子および導電体部が一体に形成されているので、センサモジュールを製造する際に、一工程で歪検出素子および導電体部を形成することができる。そのため、センサモジュールの製造工程を簡略化することができる。
さらに、歪検出素子および導電体部が環状とされているので、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置に導電体部を配置できる長さを大きくすることができる。そのため、抵抗値調整部を設けることができる面積を大きくできるので、抵抗値調整部による抵抗値の調整量を大きくすることができる。
この構成では、歪検出素子および導電体部が一体に形成されているので、センサモジュールを製造する際に、一工程で歪検出素子および導電体部を形成することができる。そのため、センサモジュールの製造工程を簡略化することができる。
さらに、歪検出素子および導電体部が環状とされているので、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置に導電体部を配置できる長さを大きくすることができる。そのため、抵抗値調整部を設けることができる面積を大きくできるので、抵抗値調整部による抵抗値の調整量を大きくすることができる。
【0010】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記第２領域は、被測定流体による歪量の影響が前記第１領域の１／１０以下であることが好ましい。
この構成では、抵抗値調整部が設けられる第２領域は、歪検出素子が配置される第１領域に対して、被測定流体による歪量の影響が１／１０以下であるので、歪検出素子による物理量の検出精度に影響を与えることなく、抵抗値調整部を配置することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
この構成では、抵抗値調整部が設けられる第２領域は、歪検出素子が配置される第１領域に対して、被測定流体による歪量の影響が１／１０以下であるので、歪検出素子による物理量の検出精度に影響を与えることなく、抵抗値調整部を配置することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
【0011】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記抵抗値調整部は、前記導電体部において、前記第２領域に対応する位置に形成された溝部により構成されることが好ましい。
この構成では、抵抗値調整部が溝部により構成されるので、簡素な構成でブリッジ回路のバランスを調整することができる。
この構成では、抵抗値調整部が溝部により構成されるので、簡素な構成でブリッジ回路のバランスを調整することができる。
【0012】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記ダイアフラム部に配置されＡｕにて形成される第１電極部と、前記第１電極部に積層されＡｕにて形成される第２電極部とを有する電極部を備え、前記導電体部は、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させる連結部と、前記連結部から延設され前記連結部と前記第１電極部とを電気的に接続させる引き出し部とを有し、前記第１電極部は、少なくとも一部が前記引き出し部に積層され、前記第１電極部と前記引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率（原子パーセント）で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成されることが好ましい。
この構成では、電極部の第１電極部は、導電体部の連結部から引き出される引き出し部に積層される。そして、第１電極部と引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成される。これにより、導電体部と電極部との接続を安定させることができる。そのため、電極部を介して出力する信号の特性を安定させることができる。
この構成では、電極部の第１電極部は、導電体部の連結部から引き出される引き出し部に積層される。そして、第１電極部と引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成される。これにより、導電体部と電極部との接続を安定させることができる。そのため、電極部を介して出力する信号の特性を安定させることができる。
【0013】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記第１電極部の厚さは、前記引き出し部の厚さよりも大きいことが好ましい。
この構成では、第１電極部において、引き出し部に積層された箇所と、引き出し部に積層されない箇所とで生じる段差部で、引き出し部が露出してしまうことを抑制することができる。
この構成では、第１電極部において、引き出し部に積層された箇所と、引き出し部に積層されない箇所とで生じる段差部で、引き出し部が露出してしまうことを抑制することができる。
【0014】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記第２電極部の厚さは、前記引き出し部の厚さよりも大きいことが好ましい。
この構成では、第１電極部の厚さを小さくすることができるので、第１電極部を形成するための材料を少なくすることができる。
この構成では、第１電極部の厚さを小さくすることができるので、第１電極部を形成するための材料を少なくすることができる。
【0015】
本発明のセンサモジュールは、前記ダイアフラム部に配置されＡｕにて形成される第３電極部を有する電極部を備え、前記導電体部は、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させる連結部と、前記連結部から延設され前記連結部と前記第３電極部とを電気的に接続させる引き出し部とを有し、前記第３電極部は、少なくとも一部が前記引き出し部に積層され、前記第３電極部と前記引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率（原子パーセント）で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成されることが好ましい。
この構成では、電極部の第３電極部は、導電体部の連結部から引き出される引き出し部に積層される。そして、第３電極部と引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成される。これにより、導電体部と電極部との接続を安定させることができる。そのため、電極部を介して出力する信号の特性を安定させることができる。
この構成では、電極部の第３電極部は、導電体部の連結部から引き出される引き出し部に積層される。そして、第３電極部と引き出し部とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部が形成される。これにより、導電体部と電極部との接続を安定させることができる。そのため、電極部を介して出力する信号の特性を安定させることができる。
【0016】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記第３電極部の厚さは、前記引き出し部の厚さよりも大きいことが好ましい。
この構成では、第３電極部において、引き出し部に積層された箇所と、引き出し部に積層されない箇所とで生じる段差部で、引き出し部が露出してしまうことを抑制することができる。
この構成では、第３電極部において、引き出し部に積層された箇所と、引き出し部に積層されない箇所とで生じる段差部で、引き出し部が露出してしまうことを抑制することができる。
【0017】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記電極部の一部を露出させた状態で、前記電極部の一部に積層される保護膜を備え、前記電極部の前記保護膜から露出された箇所は電極パッドとされ、平面視で、前記引き出し部と前記電極パッドとは離間して配置されることが好ましい。
この構成では、電極パッドと引き出し部とが離間して配置されるので、電極パッドに対する拡散部の影響を少なくすることができる。そのため、電極パッドと配線等との接続を確実にすることができる。
この構成では、電極パッドと引き出し部とが離間して配置されるので、電極パッドに対する拡散部の影響を少なくすることができる。そのため、電極パッドと配線等との接続を確実にすることができる。
【0018】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記ダイアフラム部は、被測定流体による物理量が作用するダイアフラム本体部と、前記ダイアフラム本体部に積層される絶縁層と、を有し、前記ダイアフラム本体部は、ロックウェル硬さが３５以上の析出硬化ステンレス鋼により形成されることが好ましい。
この構成では、ダイアフラム本体部が、ロックウェル硬さが３５以上の析出硬化ステンレス鋼により形成されるので、ダイアフラム本体部の物理的・化学的特性を向上させることができる。
この構成では、ダイアフラム本体部が、ロックウェル硬さが３５以上の析出硬化ステンレス鋼により形成されるので、ダイアフラム本体部の物理的・化学的特性を向上させることができる。
【0019】
本発明のセンサモジュールにおいて、前記導電体部には、複数の前記抵抗値調整部と、複数の前記抵抗値調整部のうちの少なくとも一つの前記抵抗値調整部の一次側と二次側とを接続させることで、前記抵抗値調整部を電気的にバイパスさせるバイパス部と、が設けられることが好ましい。
この構成では、複数の抵抗値調整部のうちの少なくとも一つの抵抗値調整部の、電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させることで、抵抗値調整部を電気的にバイパスさせるバイパス部が設けられるので、当該バイパス部を電気的に切断することで、ブリッジ回路の抵抗値を調整することができる。そのため、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
この構成では、複数の抵抗値調整部のうちの少なくとも一つの抵抗値調整部の、電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させることで、抵抗値調整部を電気的にバイパスさせるバイパス部が設けられるので、当該バイパス部を電気的に切断することで、ブリッジ回路の抵抗値を調整することができる。そのため、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
【0020】
本発明のセンサモジュールの製造方法は、第１領域、および、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置を含み前記第１領域よりも被測定流体による物理量の影響が小さい第２領域を備えるダイアフラム部と、前記第１領域に配置される複数の歪検出素子と、少なくとも一部が前記第２領域に配置され、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させてブリッジ回路を構成する導電体部と、を備えるセンサモジュールの製造方法であって、前記ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、前記導電体部における前記第２領域に対応する位置に、前記導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部を設けるブリッジ回路調整工程を備えることを特徴とする。
本発明では、前述と同様の効果を奏することができる。
さらに、この構成では、ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部を設けるので、ブリッジ回路のバランスを確実に調整することができる。
本発明では、前述と同様の効果を奏することができる。
さらに、この構成では、ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部を設けるので、ブリッジ回路のバランスを確実に調整することができる。
【0021】
本発明のセンサモジュールの製造方法において、前記ブリッジ回路調整工程において、
前記導電体部における前記第２領域に対応する位置に、レーザートリミングにより溝部を形成することが好ましい。
この構成では、ブリッジ回路調整工程において、レーザートリミングにより溝部を形成するので、ブリッジ回路のバランスを容易に調整することができる。
前記導電体部における前記第２領域に対応する位置に、レーザートリミングにより溝部を形成することが好ましい。
この構成では、ブリッジ回路調整工程において、レーザートリミングにより溝部を形成するので、ブリッジ回路のバランスを容易に調整することができる。
【0022】
本発明のセンサモジュールの製造方法は、第１領域、および、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量が０である位置を含み前記第１領域よりも被測定流体による物理量の影響が小さい第２領域を備えるダイアフラム部と、前記第１領域に配置される複数の歪検出素子と、少なくとも一部が前記第２領域に配置され、複数の前記歪検出素子を電気的に接続させてブリッジ回路を構成する導電体部と、を備えるセンサモジュールの製造方法であって、前記導電体部における前記第２領域に対応する位置に、前記導電体部の抵抗値を調整するための抵抗値調整部を複数設ける抵抗値調整部形成工程と、複数の前記抵抗値調整部のそれぞれの一次側と二次側とを接続させることで、前記抵抗値調整部を電気的にバイパスさせるバイパス部をそれぞれ形成するバイパス部形成工程と、複数の前記バイパス部のうちの少なくとも一つの前記バイパス部を、電気的に切断することで、前記導電体部の抵抗値を調整するブリッジ回路調整工程と、を備えることを特徴とする。
本発明では、前述と同様の効果を奏することができる。
さらに、この構成では、ブリッジ回路調整工程において、複数のバイパス部のうちの少なくとも一つのバイパス部を、電気的に切断することで、導電体部の抵抗値を調整するので、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
本発明では、前述と同様の効果を奏することができる。
さらに、この構成では、ブリッジ回路調整工程において、複数のバイパス部のうちの少なくとも一つのバイパス部を、電気的に切断することで、導電体部の抵抗値を調整するので、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
【0023】
本発明のセンサモジュールの製造方法において、前記導電体部の連結部から延設される引き出し部に第１電極部を積層させる第１電極部積層工程と、前記引き出し部に対して前記第１電極部が積層された箇所を熱処理する熱処理工程と、前記第１電極部に第２電極部を積層させる第２電極部積層工程と、を備えることが好ましい。
この構成では、引き出し部に対して第１電極部が積層された箇所を熱処理した後、第１電極部に第２電極部を積層させるので、第２電極部に対する熱処理の影響を抑制することができる。
この構成では、引き出し部に対して第１電極部が積層された箇所を熱処理した後、第１電極部に第２電極部を積層させるので、第２電極部に対する熱処理の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の第１実施形態に係るセンサモジュールの概略を示す平面図。
【図2】第１実施形態のセンサモジュールの要部を示す拡大平面図。
【図3】第１実施形態の導電体部と電極部との接続状態を示す断面図。
【図4】第１実施形態のダイアフラム部の変位を示す図。
【図5】第２実施形態の導電体部と電極部との接続状態を示す断面図。
【図6】第３実施形態の導電体部と電極部との接続状態を示す断面図。
【図7】第４実施形態のセンサモジュールの概略を示す平面図。
【図8】第４実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図。
【図9】第４実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図。
【図10】第４実施形態のセンサモジュールのブリッジ回路の回路図を示す図。
【図11】第４実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図。
【図12】第４実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図。
【図13】第４実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図。
【図14】第４実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態のセンサモジュール１の概略を示す正面図である。本実施形態のセンサモジュール１は、被測定流体の圧力を検出可能に構成されている。
図１に示すように、センサモジュール１は、ダイアフラム部２と、歪検出素子３と、導電体部４と、電極部５と、保護膜６とを備える。
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態のセンサモジュール１の概略を示す正面図である。本実施形態のセンサモジュール１は、被測定流体の圧力を検出可能に構成されている。
図１に示すように、センサモジュール１は、ダイアフラム部２と、歪検出素子３と、導電体部４と、電極部５と、保護膜６とを備える。
【0026】
［ダイアフラム部２］
ダイアフラム部２は、被測定流体からの圧力を受けて、変位する部材である。本実施形態では、ダイアフラム部２は、ダイアフラム本体部２１と、筒状部２２と、絶縁層２３とを有する。
ダイアフラム本体部２１は、平面視で円形状とされている、本実施形態では、ダイアフラム本体部２１は、筒状部２２と一体に構成され、ロックウェル硬さが３５以上であって、物理的・化学的な耐久性が高い析出硬化ステンレス鋼により形成されている。そのため、ダイアフラム本体部２１の物理的・化学的特性を高くすることができる。
ダイアフラム部２は、被測定流体からの圧力を受けて、変位する部材である。本実施形態では、ダイアフラム部２は、ダイアフラム本体部２１と、筒状部２２と、絶縁層２３とを有する。
ダイアフラム本体部２１は、平面視で円形状とされている、本実施形態では、ダイアフラム本体部２１は、筒状部２２と一体に構成され、ロックウェル硬さが３５以上であって、物理的・化学的な耐久性が高い析出硬化ステンレス鋼により形成されている。そのため、ダイアフラム本体部２１の物理的・化学的特性を高くすることができる。
【0027】
また、本実施形態では、ダイアフラム本体部２１は、図１の２点鎖線で示す第１領域２１１と、当該第１領域２１１よりも被測定流体による物理量の影響が小さい第２領域２１２とを有する。具体的には、平面視で、ダイアフラム本体部２１の中央部分の円形状の領域が第１領域２１１とされ、第１領域２１１の周囲の円環状の領域が第２領域２１２とされる。さらに、第２領域２１２の周囲の円環状の領域が第１領域２１１とされる。すなわち、ダイアフラム本体部２１は、中心部から周縁部に向かって、第１領域２１１、第２領域２１２、および、第１領域２１１を有する。なお、第１領域２１１および第２領域２１２の詳細については、後述する。
【0028】
筒状部２２は、円筒状に形成された部材であり、内周側に被測定流体が導入される。本実施形態では、前述したように、筒状部２２はダイアフラム本体部２１と一体に構成され、ロックウェル硬さが３５以上であって、物理的・化学的な耐久性が高い析出硬化ステンレス鋼により形成されている。より、具体的には、筒状部２２の一方の端部に、ダイアフラム本体部２１が設けられている。これにより、被測定流体は、筒状部２２の他方の端部側から導入され、筒状部２２の一方の端部に設けられたダイアフラム本体部２１に接触する。
【0029】
絶縁層２３は、ダイアフラム本体部２１の表面、つまり、ダイアフラム本体部２１において、被測定流体と接触する面とは反対側の面に積層されている。本実施形態では、絶縁層２３は、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁部材により形成されており、ダイアフラム本体部２１と歪検出素子３との間の導電を絶縁する。
【0030】
［歪検出素子３］
歪検出素子３は、ダイアフラム本体部２１の変位に応じた歪量を検出する素子である。本実施形態では、歪検出素子３は、導電体部４と一体に構成され、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金により形成される。なお、歪検出素子３および導電体部４は、例えば、蒸着、スパッタ、パターン印刷等により形成されていてもよい。
また、本実施形態では、歪検出素子３は、第１歪検出素子３１と、第２歪検出素子３２と、第３歪検出素子３３と、第４歪検出素子３４とを有する。
歪検出素子３は、ダイアフラム本体部２１の変位に応じた歪量を検出する素子である。本実施形態では、歪検出素子３は、導電体部４と一体に構成され、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金により形成される。なお、歪検出素子３および導電体部４は、例えば、蒸着、スパッタ、パターン印刷等により形成されていてもよい。
また、本実施形態では、歪検出素子３は、第１歪検出素子３１と、第２歪検出素子３２と、第３歪検出素子３３と、第４歪検出素子３４とを有する。
【0031】
本実施形態では、平面視において、第１歪検出素子３１は１２時方向に配置され、第２歪検出素子３２は３時方向に配置され、第３歪検出素子３３は６時方向に配置され、第４歪検出素子３４は９時方向に配置される。すなわち、第１歪検出素子３１と第３歪検出素子３３とが対向する位置に配置され、第２歪検出素子３２と第４歪検出素子３４とが対向する位置に配置される。
【0032】
本実施形態では、第１歪検出素子３１および第３歪検出素子３３は、ダイアフラム本体部２１において、第２領域２１２の内側の第１領域２１１に配置されている。また、第２歪検出素子３２および第４歪検出素子３４は、ダイアフラム本体部２１において、第２領域２１２の外側の第１領域２１１に配置されている。そして、第１歪検出素子３１、第２歪検出素子３２、第３歪検出素子３３、および、第４歪検出素子３４は、導電体部４により電気的に接続されている。
【0033】
［導電体部４］
導電体部４は、前述したように、歪検出素子３と一体に構成され、各歪検出素子３を電気的に接続させる部材である。具体的には、導電体部４は、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金により形成される。そして、本実施形態では、歪検出素子３および導電体部４が環状となるように形成されている。
また、本実施形態では、導電体部４は、連結部４１と、引き出し部４２とを有する。
導電体部４は、前述したように、歪検出素子３と一体に構成され、各歪検出素子３を電気的に接続させる部材である。具体的には、導電体部４は、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金により形成される。そして、本実施形態では、歪検出素子３および導電体部４が環状となるように形成されている。
また、本実施形態では、導電体部４は、連結部４１と、引き出し部４２とを有する。
【0034】
連結部４１は、各歪検出素子３の間に配置され、各歪検出素子３を電気的に接続する部材である。具体的には、連結部４１は、第１歪検出素子３１と第２歪検出素子３２との間、第２歪検出素子３２と第３歪検出素子３３との間、第３歪検出素子３３と第４歪検出素子３４との間、第４歪検出素子３４と第１歪検出素子３１との間に配置されている。これにより、各歪検出素子３および連結部４１によりブリッジ回路が構成される。
【0035】
そして、本実施形態では、第１歪検出素子３１と第２歪検出素子３２との間、第２歪検出素子３２と第３歪検出素子３３との間、第３歪検出素子３３と第４歪検出素子３４との間、および、第４歪検出素子３４と第１歪検出素子３１との間に配置された連結部４１には、第２領域２１２に対応する位置に抵抗値調整部４３が形成されている。
【0036】
より具体的には、第１歪検出素子３１と第２歪検出素子３２との間に配置された連結部４１において、第１歪検出素子３１と引き出し部４２との間、または、引き出し部４２と第２歪検出素子３２との間に、抵抗値調整部４３が１つ設けられている。
同様に、第２歪検出素子３２と第３歪検出素子３３との間に配置された連結部４１において、第２歪検出素子３２と引き出し部４２との間、または、引き出し部４２と第３歪検出素子３３の間に、抵抗値調整部４３が１つ設けられている。
同様に、第３歪検出素子３３と第４歪検出素子３４との間に配置された連結部４１において、第３歪検出素子３３と引き出し部４２との間、または、引き出し部４２と第４歪検出素子３４の間に、抵抗値調整部４３が１つ設けられている。
同様に、第４歪検出素子３４と第１歪検出素子３１との間に配置された連結部４１において、第４歪検出素子３４と引き出し部４２との間、または、引き出し部４２と第１歪検出素子３１の間に、抵抗値調整部４３が１つ設けられている。
このように、本実施形態では、連結部４１において、引き出し部４２を挟んだ８箇所のうち、最大で４箇所に抵抗値調整部４３が設けられている。
同様に、第２歪検出素子３２と第３歪検出素子３３との間に配置された連結部４１において、第２歪検出素子３２と引き出し部４２との間、または、引き出し部４２と第３歪検出素子３３の間に、抵抗値調整部４３が１つ設けられている。
同様に、第３歪検出素子３３と第４歪検出素子３４との間に配置された連結部４１において、第３歪検出素子３３と引き出し部４２との間、または、引き出し部４２と第４歪検出素子３４の間に、抵抗値調整部４３が１つ設けられている。
同様に、第４歪検出素子３４と第１歪検出素子３１との間に配置された連結部４１において、第４歪検出素子３４と引き出し部４２との間、または、引き出し部４２と第１歪検出素子３１の間に、抵抗値調整部４３が１つ設けられている。
このように、本実施形態では、連結部４１において、引き出し部４２を挟んだ８箇所のうち、最大で４箇所に抵抗値調整部４３が設けられている。
【0037】
図２は、センサモジュール１の要部を示す拡大平面図である。
図２に示すように、抵抗値調整部４３は、導電体部４の連結部４１において、第２領域２１２に対応する位置に形成された溝部４３１により構成される。本実施形態では、連結部４１が延びる方向と交差する方向に対して、互い違いに４本の溝部４３１が形成されている。これにより、連結部４１において電流が流れる面積が変わるので、連結部４１の抵抗値が調整される。
なお、抵抗値調整部４３は、上記構成に限られるものではなく、例えば、１本の溝部により構成されていてもよく、あるいは、５本以上の溝部により構成されていてもよい。さらに、複数の溝部が互い違いに形成されていなくてもよい。
また、抵抗値調整部４３による抵抗値の調整方法については、後述する。
図２に示すように、抵抗値調整部４３は、導電体部４の連結部４１において、第２領域２１２に対応する位置に形成された溝部４３１により構成される。本実施形態では、連結部４１が延びる方向と交差する方向に対して、互い違いに４本の溝部４３１が形成されている。これにより、連結部４１において電流が流れる面積が変わるので、連結部４１の抵抗値が調整される。
なお、抵抗値調整部４３は、上記構成に限られるものではなく、例えば、１本の溝部により構成されていてもよく、あるいは、５本以上の溝部により構成されていてもよい。さらに、複数の溝部が互い違いに形成されていなくてもよい。
また、抵抗値調整部４３による抵抗値の調整方法については、後述する。
【0038】
図３は、導電体部４と電極部５との接続状態を示す断面図である。
図１、図３に示すように、引き出し部４２は、連結部４１から電極部５に向かって延設されており、連結部４１と電極部５とを電気的に接続させている。本実施形態では、４つ設けられた電極部５に向かって４つの引き出し部４２が設けられている。なお、引き出し部４２と電極部５との接続の詳細については、後述する。
図１、図３に示すように、引き出し部４２は、連結部４１から電極部５に向かって延設されており、連結部４１と電極部５とを電気的に接続させている。本実施形態では、４つ設けられた電極部５に向かって４つの引き出し部４２が設けられている。なお、引き出し部４２と電極部５との接続の詳細については、後述する。
【0039】
［電極部５］
電極部５は、歪検出素子３にて検出した信号を、センサモジュール１の外部に設けられた回路基板等に出力するための所謂端子部である。本実施形態では、電極部５は、Ａｕにて形成されている。
また、本実施形態では、図３に示すように、電極部５は、第１電極部５１と、第２電極部５２とを有する。
電極部５は、歪検出素子３にて検出した信号を、センサモジュール１の外部に設けられた回路基板等に出力するための所謂端子部である。本実施形態では、電極部５は、Ａｕにて形成されている。
また、本実施形態では、図３に示すように、電極部５は、第１電極部５１と、第２電極部５２とを有する。
【0040】
第１電極部５１は、ダイアフラム部２の絶縁層２３に配置されている。そして、当該第１電極部５１に第２電極部５２が積層されている。
ここで、本実施形態では、第１電極部５１の端部の一部は、導電体部４の引き出し部４２に積層されている。そして、本実施形態では、後述するように、第１電極部５１と引き出し部４２とは、熱処理により接続されている。そのため、第１電極部５１と引き出し部４２とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、第１電極部５１と引き出し部４２とが融合して拡散部７が形成されている。
ここで、本実施形態では、第１電極部５１の端部の一部は、導電体部４の引き出し部４２に積層されている。そして、本実施形態では、後述するように、第１電極部５１と引き出し部４２とは、熱処理により接続されている。そのため、第１電極部５１と引き出し部４２とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、第１電極部５１と引き出し部４２とが融合して拡散部７が形成されている。
【0041】
本実施形態では、拡散部７は、第１電極部５１の主成分であるＡｕと、引き出し部４２の主成分であるＣｒとの合金として構成されている。具体的には、拡散部７は、原子比率（原子パーセント）で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となるように構成されている。これにより、引き出し部４２と第１電極部５１との接続を安定させることができる。そのため、電極部５を介して出力する信号の特性を安定させることができる。
【0042】
また、図３に示すように、本実施形態では、第１電極部５１は、引き出し部４２よりも厚さが大きくなるように構成されている。
ここで、仮に、第１電極部５１よりも引き出し部４２の方が厚さが大きい場合、第１電極部５１において、引き出し部４２に積層された箇所と、引き出し部４２に積層されない箇所とで生じる段差部５１１で、引き出し部４２が露出するおそれがある。
これに対し、本実施形態では、第１電極部５１は、引き出し部４２よりも厚さが大きくなるように構成されているので、段差部５１１で、引き出し部４２が露出してしまうことを抑制することができる。
ここで、仮に、第１電極部５１よりも引き出し部４２の方が厚さが大きい場合、第１電極部５１において、引き出し部４２に積層された箇所と、引き出し部４２に積層されない箇所とで生じる段差部５１１で、引き出し部４２が露出するおそれがある。
これに対し、本実施形態では、第１電極部５１は、引き出し部４２よりも厚さが大きくなるように構成されているので、段差部５１１で、引き出し部４２が露出してしまうことを抑制することができる。
【0043】
［保護膜６］
保護膜６は、電極部５の一部を除いて、ダイアフラム部２の略表面全体を覆うように円形状に積層されている。なお、図１では、保護膜６は、１点鎖線で囲まれた領域として示している。
本実施形態では、保護膜６は、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁部材により形成されている。これにより、本実施形態では、イオン性の汚れ等による歪検出素子３の表面電荷への影響を抑制できる。つまり、イオン性の汚れ等によって各歪検出素子３間の電圧が変化して、検出精度が悪化してしまうことを抑制できる。
なお、保護膜６は、上記構成に限られるものではなく、例えば、絶縁性の樹脂により構成されていてもよい。また、保護膜６は、電極部５の一部を除いて、ダイアフラム部２の略表面全体を覆うように円形状に積層されることに限られるものではなく、例えば、各歪検出素子３を覆うように帯状に形成されていてもよい。
保護膜６は、電極部５の一部を除いて、ダイアフラム部２の略表面全体を覆うように円形状に積層されている。なお、図１では、保護膜６は、１点鎖線で囲まれた領域として示している。
本実施形態では、保護膜６は、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁部材により形成されている。これにより、本実施形態では、イオン性の汚れ等による歪検出素子３の表面電荷への影響を抑制できる。つまり、イオン性の汚れ等によって各歪検出素子３間の電圧が変化して、検出精度が悪化してしまうことを抑制できる。
なお、保護膜６は、上記構成に限られるものではなく、例えば、絶縁性の樹脂により構成されていてもよい。また、保護膜６は、電極部５の一部を除いて、ダイアフラム部２の略表面全体を覆うように円形状に積層されることに限られるものではなく、例えば、各歪検出素子３を覆うように帯状に形成されていてもよい。
【0044】
さらに、本実施形態では、電極部５において、保護膜６から露出された箇所は、電極パッド８とされている。そして、図３に示すように、断面視で電極パッド８と引き出し部４２とは、離間して配置されている。これにより、電極パッド８に対する拡散部７の影響を少なくすることができる。そのため、電極パッド８と配線等との接続を確実にすることができる。
【0045】
［センサモジュール１の製造方法］
次に、センサモジュール１の製造方法について説明する。
本実施形態のセンサモジュール１の製造方法は、絶縁層成膜工程と、パターン形成工程と、第１電極部積層工程と、熱処理工程と、第２電極部積層工程と、ブリッジ回路調整工程と、保護膜積層工程とを有する。
次に、センサモジュール１の製造方法について説明する。
本実施形態のセンサモジュール１の製造方法は、絶縁層成膜工程と、パターン形成工程と、第１電極部積層工程と、熱処理工程と、第２電極部積層工程と、ブリッジ回路調整工程と、保護膜積層工程とを有する。
【0046】
［絶縁層成膜工程］
先ず、ロックウェル硬さ３５以上の析出硬化ステンレス鋼により形成されたダイアフラム本体部２１の表面にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等を成膜して絶縁層２３を形成する。
なお、絶縁層成膜工程では、ダイアフラム本体部２１の表面に、絶縁性のガラス等をコーティングさせてもよい。
先ず、ロックウェル硬さ３５以上の析出硬化ステンレス鋼により形成されたダイアフラム本体部２１の表面にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等を成膜して絶縁層２３を形成する。
なお、絶縁層成膜工程では、ダイアフラム本体部２１の表面に、絶縁性のガラス等をコーティングさせてもよい。
【0047】
［パターン形成工程］
次に、絶縁層積層工程にて形成した絶縁層２３の表面に、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金のパターンを形成することにより、歪検出素子３および導電体部４を形成する。
次に、絶縁層積層工程にて形成した絶縁層２３の表面に、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金のパターンを形成することにより、歪検出素子３および導電体部４を形成する。
【0048】
［第１電極部積層工程］
次に、パターン印刷工程で形成した導電体部４の引き出し部４２の端部に、Ａｕにて形成された第１電極部５１を積層させる。この際、第１電極部５１の端部の一部が、引き出し部４２の端部に積層するように、第１電極部５１を形成する。
次に、パターン印刷工程で形成した導電体部４の引き出し部４２の端部に、Ａｕにて形成された第１電極部５１を積層させる。この際、第１電極部５１の端部の一部が、引き出し部４２の端部に積層するように、第１電極部５１を形成する。
【0049】
［熱処理工程］
そして、引き出し部４２の端部に対して、第１電極部５１が積層された箇所を熱処理する。これにより、第１電極部５１と引き出し部４２とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部が融合して拡散部７が形成される。この際、当該拡散部７は、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となるように形成される。
そして、引き出し部４２の端部に対して、第１電極部５１が積層された箇所を熱処理する。これにより、第１電極部５１と引き出し部４２とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部が融合して拡散部７が形成される。この際、当該拡散部７は、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となるように形成される。
【0050】
［第２電極部積層工程］
熱処理工程において、第１電極部５１と引き出し部４２とが積層された箇所を熱処理した後、第２電極部５２を第１電極部５１に積層させる。これにより、第２電極部５２に対する熱処理の影響を抑制することができる。
熱処理工程において、第１電極部５１と引き出し部４２とが積層された箇所を熱処理した後、第２電極部５２を第１電極部５１に積層させる。これにより、第２電極部５２に対する熱処理の影響を抑制することができる。
【0051】
［ブリッジ回路調整工程］
次に、ブリッジ回路調整工程では、パターン印刷工程にて形成した歪検出素子３および導電体部４により構成されるブリッジ回路の抵抗値を調整する。具体的には、当該ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、第２領域２１２に対応する位置に配置された連結部４１に、導電体部４の抵抗値を調整するための抵抗値調整部４３を設ける。より具体的には、第２歪検出素子３２と第３歪検出素子３３との間に配置された連結部４１、および、第４歪検出素子３４と第１歪検出素子３１との間に配置された連結部４１に、レーザートリミングにより溝部４３１を形成することにより、抵抗値調整部４３を形成する。これにより、ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、導電体部４の抵抗値を調整するための抵抗値調整部４３を設けるので、ブリッジ回路のバランスを確実に調整することができる。さらに、レーザートリミングにより溝部４３１を形成するので、ブリッジ回路のバランスを容易に調整することができる。
次に、ブリッジ回路調整工程では、パターン印刷工程にて形成した歪検出素子３および導電体部４により構成されるブリッジ回路の抵抗値を調整する。具体的には、当該ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、第２領域２１２に対応する位置に配置された連結部４１に、導電体部４の抵抗値を調整するための抵抗値調整部４３を設ける。より具体的には、第２歪検出素子３２と第３歪検出素子３３との間に配置された連結部４１、および、第４歪検出素子３４と第１歪検出素子３１との間に配置された連結部４１に、レーザートリミングにより溝部４３１を形成することにより、抵抗値調整部４３を形成する。これにより、ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、導電体部４の抵抗値を調整するための抵抗値調整部４３を設けるので、ブリッジ回路のバランスを確実に調整することができる。さらに、レーザートリミングにより溝部４３１を形成するので、ブリッジ回路のバランスを容易に調整することができる。
【0052】
［保護膜積層工程］
最後に、電極部５の一部を除いて、ダイアフラム部２の略表面全体を覆うようにシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を成膜して保護膜６を形成する。
なお、保護膜積層工程では、ダイアフラム本体部２１の表面に、絶縁性のガラスをコーティングさせてもよい。さらに、保護膜積層工程は、ブリッジ回路調整工程の前に行ってもよい。
最後に、電極部５の一部を除いて、ダイアフラム部２の略表面全体を覆うようにシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を成膜して保護膜６を形成する。
なお、保護膜積層工程では、ダイアフラム本体部２１の表面に、絶縁性のガラスをコーティングさせてもよい。さらに、保護膜積層工程は、ブリッジ回路調整工程の前に行ってもよい。
【0053】
［第１領域２１１および第２領域２１２について］
図４は、ダイアフラム部２の変位を示す図である。具体的には、図４は、ダイアフラム部２の変位と、歪検出素子３および抵抗値調整部４３の位置との関係を示す図である。
図４に示すように、ダイアフラム部２のダイアフラム本体部２１は、被測定流体からの圧力を受けた場合に変位する、つまり、歪量εが増加する。この際、ダイアフラム本体部２１は、中心部に最も大きな引張歪が生じる。そして、ダイアフラム本体部２１は、中心部から周縁部に向かって、徐々に歪量εの影響が小さくなる。そして、ダイアフラム本体部２１は、中心部と周縁部との中間地点で、歪量εがゼロになる。その後、ダイアフラム本体部２１は、中間地点から周縁部に向かって、徐々に圧縮歪が生じる。
図４は、ダイアフラム部２の変位を示す図である。具体的には、図４は、ダイアフラム部２の変位と、歪検出素子３および抵抗値調整部４３の位置との関係を示す図である。
図４に示すように、ダイアフラム部２のダイアフラム本体部２１は、被測定流体からの圧力を受けた場合に変位する、つまり、歪量εが増加する。この際、ダイアフラム本体部２１は、中心部に最も大きな引張歪が生じる。そして、ダイアフラム本体部２１は、中心部から周縁部に向かって、徐々に歪量εの影響が小さくなる。そして、ダイアフラム本体部２１は、中心部と周縁部との中間地点で、歪量εがゼロになる。その後、ダイアフラム本体部２１は、中間地点から周縁部に向かって、徐々に圧縮歪が生じる。
【0054】
ここで、本実施形態では、ダイアフラム本体部２１の第１領域２１１は被測定流体による歪量εの影響が大きい箇所とされ、第２領域２１２は、被測定流体による歪量εの影響が小さい箇所とされている。具体的には、第２領域２１２は、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量εが０である位置を含み、かつ、歪量εの影響が第１領域２１１の最大値の箇所の１／１０以下の領域とされている。すなわち、第１領域２１１において、歪量εの影響の最大値を１００とした場合、第２領域２１２は、歪量εの影響が１０以下の領域である。
本実施形態では、このような第２領域２１２に抵抗値調整部４３が設けられるので、全ての歪検出素子３を物理量の検出に有効に活用した上で、歪検出素子３による物理量の検出精度に影響を与えることなく、抵抗値調整部４３を配置することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
本実施形態では、このような第２領域２１２に抵抗値調整部４３が設けられるので、全ての歪検出素子３を物理量の検出に有効に活用した上で、歪検出素子３による物理量の検出精度に影響を与えることなく、抵抗値調整部４３を配置することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
【0055】
以上のような第１実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、複数の歪検出素子３を電気的に接続させる導電体部４の少なくとも一部が、歪検出素子３が配置される第１領域２１１よりも被測定流体による影響が小さい第２領域２１２に配置される。具体的には、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量εが０である位置を含む第２領域２１２に、導電体部４の少なくとも一部が配置される。そして、導電体部４には、第２領域２１２に対応する位置に、導電体部４の抵抗値を調整するための抵抗値調整部４３が設けられる。これにより、全ての歪検出素子３を物理量の検出に有効に活用した上で、歪検出素子３による物理量の検出精度に影響を与えることなく、複数の歪検出素子３および導電体部４により構成されるブリッジ回路の抵抗値を調整することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
（１）本実施形態では、複数の歪検出素子３を電気的に接続させる導電体部４の少なくとも一部が、歪検出素子３が配置される第１領域２１１よりも被測定流体による影響が小さい第２領域２１２に配置される。具体的には、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量εが０である位置を含む第２領域２１２に、導電体部４の少なくとも一部が配置される。そして、導電体部４には、第２領域２１２に対応する位置に、導電体部４の抵抗値を調整するための抵抗値調整部４３が設けられる。これにより、全ての歪検出素子３を物理量の検出に有効に活用した上で、歪検出素子３による物理量の検出精度に影響を与えることなく、複数の歪検出素子３および導電体部４により構成されるブリッジ回路の抵抗値を調整することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
【0056】
（２）本実施形態では、歪検出素子３および導電体部４が一体に形成されているので、センサモジュール１を製造する際に、一工程で歪検出素子３および導電体部４を形成することができる。そのため、センサモジュール１の製造工程を簡略化することができる。
さらに、歪検出素子３および導電体部４が環状とされているので、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量εが０である位置に導電体部４を配置できる長さを大きくすることができる。そのため、抵抗値調整部４３を設けることができる面積を大きくできるので、抵抗値調整部４３による抵抗値の調整量を大きくすることができる。
さらに、歪検出素子３および導電体部４が環状とされているので、被測定流体による物理量の影響によって生じる歪量εが０である位置に導電体部４を配置できる長さを大きくすることができる。そのため、抵抗値調整部４３を設けることができる面積を大きくできるので、抵抗値調整部４３による抵抗値の調整量を大きくすることができる。
【0057】
（３）本実施形態では、抵抗値調整部４３が設けられる第２領域２１２は、歪検出素子３が配置される第１領域２１１に対して、被測定流体による歪量εの影響が１／１０以下であるので、歪検出素子３による物理量の検出精度に影響を与えることなく、抵抗値調整部４３を配置することができる。そのため、検出精度の低下を抑制でき、かつ、ブリッジ回路のバランスを調整することができる。
【0058】
（４）本実施形態では、抵抗値調整部４３が溝部４３１により構成されるので、簡素な構成でブリッジ回路のバランスを調整することができる。
【0059】
（５）本実施形態では、電極部５の第１電極部５１は、導電体部４の連結部４１から引き出される引き出し部４２に積層される。そして、第１電極部５１と引き出し部４２とが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部７が形成される。これにより、導電体部４と電極部５との接続を安定させることができる。そのため、電極部５を介して出力する信号の特性を安定させることができる。
【0060】
（６）本実施形態では、第１電極部５１の厚さは、引き出し部４２の厚さよりも大きい。これにより、第１電極部５１において、引き出し部４２に積層された箇所と、引き出し部４２に積層されない箇所とで生じる段差部５１１で、引き出し部４２が露出してしまうことを抑制することができる。
【0061】
（７）本実施形態では、電極パッド８と引き出し部４２とが離間して配置されるので、電極パッド８に対する拡散部７の影響を少なくすることができる。そのため、電極パッド８と配線等との接続を確実にすることができる。
【0062】
（８）本実施形態では、ダイアフラム本体部２１がロックウェル硬さが３５以上の析出硬化ステンレス鋼により形成されるので、ダイアフラム本体部２１の物理的・化学的特性を向上させることができる。
【0063】
（９）本実施形態では、ブリッジ回路調整工程において、ブリッジ回路の抵抗バランスを測定しながら、導電体部４の抵抗値を調整するための抵抗値調整部４３を設けるので、ブリッジ回路のバランスを確実に調整することができる。
【0064】
（１０）本実施形態では、ブリッジ回路調整工程において、レーザートリミングにより溝部４３１を形成するので、ブリッジ回路のバランスを容易に調整することができる。
【0065】
（１１）本実施形態では、引き出し部４２に対して第１電極部５１が積層された箇所を熱処理した後、第１電極部５１に第２電極部５２を積層させるので、第２電極部５２に対する熱処理の影響を抑制することができる。
【0066】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面に基づいて説明する。
第２実施形態では、第２電極部５２Ａが引き出し部４２Ａよりも厚さが大きくされる点で第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
次に、本発明の第２実施形態について図面に基づいて説明する。
第２実施形態では、第２電極部５２Ａが引き出し部４２Ａよりも厚さが大きくされる点で第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
【0067】
図５は、第２実施形態のセンサモジュール１Ａの導電体部４Ａと電極部５Ａとの接続状態を示す断面図である。
図５に示すように、本実施形態では、前述した第１実施形態と同様に、第１電極部５１Ａは、ダイアフラム部２の絶縁層２３に配置されている。そして、当該第１電極部５１Ａに第２電極部５２Ａが積層されている。
また、前述した第１実施形態と同様に、第１電極部５１Ａの端部の一部は、導電体部４Ａの引き出し部４２Ａに積層されており、第１電極部５１Ａと引き出し部４２Ａとが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には拡散部７Ａが形成されている。
図５に示すように、本実施形態では、前述した第１実施形態と同様に、第１電極部５１Ａは、ダイアフラム部２の絶縁層２３に配置されている。そして、当該第１電極部５１Ａに第２電極部５２Ａが積層されている。
また、前述した第１実施形態と同様に、第１電極部５１Ａの端部の一部は、導電体部４Ａの引き出し部４２Ａに積層されており、第１電極部５１Ａと引き出し部４２Ａとが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には拡散部７Ａが形成されている。
【0068】
そして、本実施形態では、第１電極部５１Ａは引き出し部４２Ａよりも厚さが小さくなるように構成され、第２電極部５２Ａは引き出し部４２Ａよりも厚さが大きくなるように構成される。これにより、第１電極部５１Ａの厚さを小さくすることができるので、第１電極部５１Ａを形成するための材料を少なくすることができる。
【0069】
本実施形態では、前述した第１実施形態と同様に、拡散部７Ａは、第１電極部５１Ａの主成分であるＡｕと、引き出し部４２Ａの主成分であるＣｒとの合金として構成されている。具体的には、拡散部７Ａは、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となるように構成されている。これにより、引き出し部４２Ａと第１電極部５１Ａとの接続を安定させることができる。そのため、電極部５Ａを介して出力する信号の特性を安定させることができる。
【0070】
また、本実施形態では、第２電極部５２Ａは、引き出し部４２Ａよりも厚さが大きくなるように構成されている。そのため、第２電極部５２Ａにおいて、引き出し部４２Ａに積層された箇所と、引き出し部４２Ａに積層されない箇所とで生じる段差部５２１Ａで、引き出し部４２Ａが露出してしまうことを抑制することができる。
【0071】
以上のような第２実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１２）本実施形態では、第２電極部５２Ａの厚さは、引き出し部４２Ａの厚さよりも大きい。これにより、第１電極部５１Ａの厚さを小さくすることができるので、第１電極部５１Ａを形成するための材料を少なくすることができる。
（１２）本実施形態では、第２電極部５２Ａの厚さは、引き出し部４２Ａの厚さよりも大きい。これにより、第１電極部５１Ａの厚さを小さくすることができるので、第１電極部５１Ａを形成するための材料を少なくすることができる。
【0072】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図面に基づいて説明する。
第３実施形態では、引き出し部４２Ｂと第３電極部５３Ｂとが接続される点で第１、２実施形態と異なる。なお、第３実施形態において、第１、２実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
次に、本発明の第３実施形態について図面に基づいて説明する。
第３実施形態では、引き出し部４２Ｂと第３電極部５３Ｂとが接続される点で第１、２実施形態と異なる。なお、第３実施形態において、第１、２実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
【0073】
図６は、第３実施形態のセンサモジュール１Ｂの導電体部４Ｂと電極部５Ｂとの接続状態を示す断面図である。
図６に示すように、本実施形態では、第３電極部５３Ｂが、ダイアフラム部２の絶縁層２３に配置されている。すなわち、本実施形態では、電極部５Ｂは、単層の第３電極部５３Ｂにより構成されている。
図６に示すように、本実施形態では、第３電極部５３Ｂが、ダイアフラム部２の絶縁層２３に配置されている。すなわち、本実施形態では、電極部５Ｂは、単層の第３電極部５３Ｂにより構成されている。
【0074】
そして、本実施形態では、第３電極部５３Ｂの端部の一部が、導電体部４Ｂの引き出し部４２Ｂに積層されている。そして、本実施形態では、第３電極部５３Ｂと引き出し部４２Ｂとは、熱処理により接続されている。そのため、第３電極部５３Ｂと引き出し部４２Ｂとが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、第３電極部５３Ｂと引き出し部４２Ｂとが融合して拡散部７Ｂが形成されている。
【0075】
本実施形態では、前述した第１、２実施形態と同様に、拡散部７Ｂは、第３電極部５３Ｂの主成分であるＡｕと、引き出し部４２Ｂの主成分であるＣｒとの合金として構成されている。具体的には、拡散部７Ｂは、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となるように構成されている。これにより、引き出し部４２Ｂと第３電極部５３Ｂとの接続を安定させることができる。そのため、電極部５Ｂを介して出力する信号の特性を安定させることができる。
【0076】
また、本実施形態では、第３電極部５３Ｂは、引き出し部４２Ｂよりも厚さが大きくなるように構成されている。そのため、第３電極部５３Ｂにおいて、引き出し部４２Ｂに積層された箇所と、引き出し部４２Ｂに積層されない箇所とで生じる段差部５３１Ｂで、引き出し部４２Ｂが露出してしまうことを抑制することができる。
【0077】
以上のような第３実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１３）本実施形態では、電極部５Ｂの第３電極部５３Ｂは、導電体部４Ｂの引き出し部４２Ｂに積層される。そして、第３電極部５３Ｂと引き出し部４２Ｂとが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部７Ｂが形成される。これにより、導電体部４Ｂと電極部５Ｂとの接続を安定させることができる。そのため、電極部５Ｂを介して出力する信号の特性を安定させることができる。
（１３）本実施形態では、電極部５Ｂの第３電極部５３Ｂは、導電体部４Ｂの引き出し部４２Ｂに積層される。そして、第３電極部５３Ｂと引き出し部４２Ｂとが積層された箇所の深さ方向の少なくとも一部には、原子比率で、Ａｕ：６０％より大きい、Ｃｒ：１０％より大きい、となる拡散部７Ｂが形成される。これにより、導電体部４Ｂと電極部５Ｂとの接続を安定させることができる。そのため、電極部５Ｂを介して出力する信号の特性を安定させることができる。
【0078】
（１４）本実施形態では、第３電極部５３Ｂの厚さは、引き出し部４２Ｂの厚さよりも大きい。これにより、第３電極部５３Ｂにおいて、引き出し部４２Ｂに積層された箇所と、引き出し部４２Ｂに積層されない箇所とで生じる段差部５３１Ｂで、引き出し部４２Ｂが露出してしまうことを抑制することができる。
【0079】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について図面に基づいて説明する。
第４実施形態では、導電体部４Ｃには、複数の抵抗値調整部４３Ｃのうちの少なくとも一つの抵抗値調整部４３Ｃの、電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させることで、抵抗値調整部４３Ｃを電気的にバイパスさせるバイパス部４４Ｃが設けられる点で第１～３実施形態と異なる。なお、第４実施形態において、第１～３実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
次に、本発明の第４実施形態について図面に基づいて説明する。
第４実施形態では、導電体部４Ｃには、複数の抵抗値調整部４３Ｃのうちの少なくとも一つの抵抗値調整部４３Ｃの、電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させることで、抵抗値調整部４３Ｃを電気的にバイパスさせるバイパス部４４Ｃが設けられる点で第１～３実施形態と異なる。なお、第４実施形態において、第１～３実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
【0080】
図７は、第４実施形態のセンサモジュール１Ｃの概略を示す平面図である。
図７に示すように、センサモジュール１Ｃは、ダイアフラム部２と、歪検出素子３と、導電体部４Ｃと、電極部５と、保護膜６と、電極パッド８とを備える。
図７に示すように、センサモジュール１Ｃは、ダイアフラム部２と、歪検出素子３と、導電体部４Ｃと、電極部５と、保護膜６と、電極パッド８とを備える。
【0081】
［導電体部４Ｃ］
導電体部４Ｃは、前述した第１～第３実施形態の導電体部４，４Ａ，４Ｂと同様に、歪検出素子３と一体に構成され、各歪検出素子３を電気的に接続させる部材である。そして、本実施形態では、導電体部４Ｃは、連結部４１Ｃと、引き出し部４２Ｃと、抵抗値調整部４３Ｃと、バイパス部４４Ｃとを有する。なお、引き出し部４２Ｃは、バイパス部４４Ｃの一部を構成する。
導電体部４Ｃは、前述した第１～第３実施形態の導電体部４，４Ａ，４Ｂと同様に、歪検出素子３と一体に構成され、各歪検出素子３を電気的に接続させる部材である。そして、本実施形態では、導電体部４Ｃは、連結部４１Ｃと、引き出し部４２Ｃと、抵抗値調整部４３Ｃと、バイパス部４４Ｃとを有する。なお、引き出し部４２Ｃは、バイパス部４４Ｃの一部を構成する。
【0082】
抵抗値調整部４３Ｃは、前述した第１～第３実施形態と同様に、導電体部４Ｃの連結部４１Ｃにおいて、第２領域２１２に対応する位置に形成された溝部により構成される。本実施形態では、抵抗値調整部４３Ｃは、通電された際の抵抗値がそれぞれ異なる第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃを有する。これらの、第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃは、形成された溝部の本数が多いほど通電された際の抵抗値が大きくなるように構成されている。これにより、第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃを通電させた場合の補正量は、例えば、それぞれ１０ｍＶ、２０ｍＶ、４０ｍＶ、８０ｍＶとされている。
この場合、第１抵抗値調整部４３１Ｃのみを通電させた場合の補正量は１０ｍＶとなり、第１抵抗値調整部４３１Ｃおよび第２抵抗値調整部４３２Ｃを通電させた場合の補正量は３０ｍＶ（１０ｍＶ＋２０ｍＶ）となる。また、第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、および、第３抵抗値調整部４３３Ｃを通電させた場合の補正量は７０ｍＶ（１０ｍＶ＋２０ｍＶ＋４０ｍＶ）となり、第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃを通電させた場合の補正量は１５０ｍＶ（１０ｍＶ＋２０ｍＶ＋４０ｍＶ＋８０ｍＶ）となる。すなわち、本実施形態では、通電させる抵抗値調整部４３Ｃの組み合わせにより、１５パターンの補正量の補正を実施できるように構成されている。
なお、各抵抗値調整部４３１Ｃ，４３２Ｃ，４３３Ｃ，４３４Ｃによる補正は、プラス側の電圧値に限られるものではなく、例えば、マイナス側の電圧値であってもよい。
この場合、第１抵抗値調整部４３１Ｃのみを通電させた場合の補正量は１０ｍＶとなり、第１抵抗値調整部４３１Ｃおよび第２抵抗値調整部４３２Ｃを通電させた場合の補正量は３０ｍＶ（１０ｍＶ＋２０ｍＶ）となる。また、第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、および、第３抵抗値調整部４３３Ｃを通電させた場合の補正量は７０ｍＶ（１０ｍＶ＋２０ｍＶ＋４０ｍＶ）となり、第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃを通電させた場合の補正量は１５０ｍＶ（１０ｍＶ＋２０ｍＶ＋４０ｍＶ＋８０ｍＶ）となる。すなわち、本実施形態では、通電させる抵抗値調整部４３Ｃの組み合わせにより、１５パターンの補正量の補正を実施できるように構成されている。
なお、各抵抗値調整部４３１Ｃ，４３２Ｃ，４３３Ｃ，４３４Ｃによる補正は、プラス側の電圧値に限られるものではなく、例えば、マイナス側の電圧値であってもよい。
【0083】
バイパス部４４Ｃは、抵抗値調整部４３Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させることで、抵抗値調整部４３Ｃを電気的にバイパスさせるように構成されている。本実施形態では、バイパス部４４Ｃは、第１バイパス部４４１Ｃ、第２バイパス部４４２Ｃ、第３バイパス部４４３Ｃ、および、第４バイパス部４４４Ｃを有する。
第１バイパス部４４１Ｃは、第１バイパス引き出し部４５１Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第１バイパス引き出し部４５１Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第１抵抗値調整部４３１Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。第２バイパス部４４２Ｃは、第２バイパス引き出し部４５２Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第２バイパス引き出し部４５２Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第２抵抗値調整部４３２Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。第３バイパス部４４３Ｃは、第３バイパス引き出し部４５３Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第３バイパス引き出し部４５３Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第３抵抗値調整部４３３Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。第４バイパス部４４４Ｃは、第４バイパス引き出し部４５４Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第４バイパス引き出し部４５４Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第４抵抗値調整部４３４Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。
第１バイパス部４４１Ｃは、第１バイパス引き出し部４５１Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第１バイパス引き出し部４５１Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第１抵抗値調整部４３１Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。第２バイパス部４４２Ｃは、第２バイパス引き出し部４５２Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第２バイパス引き出し部４５２Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第２抵抗値調整部４３２Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。第３バイパス部４４３Ｃは、第３バイパス引き出し部４５３Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第３バイパス引き出し部４５３Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第３抵抗値調整部４３３Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。第４バイパス部４４４Ｃは、第４バイパス引き出し部４５４Ｃ、引き出し部４２Ｃ、および、電極部５の一部（具体的には、第４バイパス引き出し部４５４Ｃと引き出し部４２Ｃとの間の電極部５の部分）により構成され、第４抵抗値調整部４３４Ｃの電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させるように構成されている。
【0084】
［センサモジュール１Ｃの製造方法］
次に、センサモジュール１Ｃの製造方法について説明する。
本実施形態のセンサモジュール１Ｃの製造方法は、絶縁層成膜工程と、パターン形成工程と、第１電極部積層工程と、熱処理工程と、第２電極部積層工程と、ブリッジ回路調整工程と、保護膜積層工程とを有する。なお、絶縁層成膜工程、第１電極部積層工程、熱処理工程、第２電極部積層工程、および、保護膜積層工程は、前述した第１実施形態と同様であるため説明を割愛する。
次に、センサモジュール１Ｃの製造方法について説明する。
本実施形態のセンサモジュール１Ｃの製造方法は、絶縁層成膜工程と、パターン形成工程と、第１電極部積層工程と、熱処理工程と、第２電極部積層工程と、ブリッジ回路調整工程と、保護膜積層工程とを有する。なお、絶縁層成膜工程、第１電極部積層工程、熱処理工程、第２電極部積層工程、および、保護膜積層工程は、前述した第１実施形態と同様であるため説明を割愛する。
【0085】
［パターン形成工程］
本実施形態のパターン形成工程では、絶縁層積層工程にて形成した絶縁層２３の表面に、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金のパターンを形成することにより、歪検出素子３および導電体部４Ｃを形成する。この際、本実施形態では、導電体部４Ｃを形成した後に、複数の抵抗値調整部４３Ｃおよびバイパス部４４Ｃを形成する。すなわち、パターン形成工程は、本発明の抵抗値調整部形成工程およびバイパス部形成工程の一例である。
本実施形態のパターン形成工程では、絶縁層積層工程にて形成した絶縁層２３の表面に、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金のパターンを形成することにより、歪検出素子３および導電体部４Ｃを形成する。この際、本実施形態では、導電体部４Ｃを形成した後に、複数の抵抗値調整部４３Ｃおよびバイパス部４４Ｃを形成する。すなわち、パターン形成工程は、本発明の抵抗値調整部形成工程およびバイパス部形成工程の一例である。
【0086】
［ブリッジ回路調整工程］
図８、図９は、本実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図である。
図８に示すように、ブリッジ回路調整工程では、例えば、第１バイパス部４４１Ｃを電気的に切断する。具体的には、レーザートリミングにより、第１バイパス部４４１Ｃの第１バイパス引き出し部４５１Ｃを切断する。これにより、第１バイパス部４４１Ｃには通電されず、第１抵抗値調整部４３１Ｃに通電されるようになる。そのため、導電体部４Ｃの抵抗値を第１抵抗値調整部４３１Ｃにより調整することができる。
これに対し、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃは、第２バイパス部４４２Ｃ、第３バイパス部４４３Ｃ、および、第４バイパス部４４４Ｃによりバイパスされるので、抵抗値の調整は行われない。このため、図８に示す状態では、第１抵抗値調整部４３１Ｃのみによるブリッジ回路の抵抗値の補正、例えば、１０ｍＶの補正が行われることになる。
なお、第１バイパス部４４１Ｃを電気的に切断する際に、例えば、第１バイパス部４４１Ｃを構成する引き出し部４２Ｃや電極部５をレーザートリミング等により切断してもよい。
図８、図９は、本実施形態のブリッジ回路調整工程を示す図である。
図８に示すように、ブリッジ回路調整工程では、例えば、第１バイパス部４４１Ｃを電気的に切断する。具体的には、レーザートリミングにより、第１バイパス部４４１Ｃの第１バイパス引き出し部４５１Ｃを切断する。これにより、第１バイパス部４４１Ｃには通電されず、第１抵抗値調整部４３１Ｃに通電されるようになる。そのため、導電体部４Ｃの抵抗値を第１抵抗値調整部４３１Ｃにより調整することができる。
これに対し、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃは、第２バイパス部４４２Ｃ、第３バイパス部４４３Ｃ、および、第４バイパス部４４４Ｃによりバイパスされるので、抵抗値の調整は行われない。このため、図８に示す状態では、第１抵抗値調整部４３１Ｃのみによるブリッジ回路の抵抗値の補正、例えば、１０ｍＶの補正が行われることになる。
なお、第１バイパス部４４１Ｃを電気的に切断する際に、例えば、第１バイパス部４４１Ｃを構成する引き出し部４２Ｃや電極部５をレーザートリミング等により切断してもよい。
【0087】
また、第１抵抗値調整部４３１Ｃによる補正ではブリッジ回路の抵抗値のバランス調整が十分ではない場合には、図９に示すように、例えば、第３バイパス部４４３Ｃの第３バイパス引き出し部４５３Ｃを電気的に切断する。これにより、第３バイパス部４４３Ｃには通電されず、第３抵抗値調整部４３３Ｃに通電されるようになる。そのため、導電体部４Ｃの抵抗値を第３抵抗値調整部４３３Ｃにより調整することができる。すなわち、図９に示す状態では、第１抵抗値調整部４３１Ｃおよび第３抵抗値調整部４３３Ｃによるブリッジ回路の抵抗値の補正、例えば、５０ｍＶ（１０ｍＶ＋４０ｍＶ）の補正が行われることになる。
このように、本実施形態では、必要に応じて、複数のバイパス部４４Ｃのうちの少なくとも一つのバイパス部４４Ｃを、レーザートリミング等により電気的に切断すれば、所望の補正量を得ることができるので、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
さらに、レーザートリミング等により切断した引き出し部４２Ｃの箇所でクラック等が進行したとしても、バイパス部４４Ｃは既に切断されていて、ブリッジ回路の抵抗値に影響を及ぼすことはない。そのため、切断箇所に発生するクラックにより、出力電圧が変化してしまうことを防止できる。
なお、第３バイパス部４４３Ｃを電気的に切断する際に、例えば、第３バイパス部４４３Ｃを構成する引き出し部４２Ｃや電極部５をレーザートリミング等により切断してもよい。
このように、本実施形態では、必要に応じて、複数のバイパス部４４Ｃのうちの少なくとも一つのバイパス部４４Ｃを、レーザートリミング等により電気的に切断すれば、所望の補正量を得ることができるので、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
さらに、レーザートリミング等により切断した引き出し部４２Ｃの箇所でクラック等が進行したとしても、バイパス部４４Ｃは既に切断されていて、ブリッジ回路の抵抗値に影響を及ぼすことはない。そのため、切断箇所に発生するクラックにより、出力電圧が変化してしまうことを防止できる。
なお、第３バイパス部４４３Ｃを電気的に切断する際に、例えば、第３バイパス部４４３Ｃを構成する引き出し部４２Ｃや電極部５をレーザートリミング等により切断してもよい。
【0088】
さらに、詳細なブリッジ回路調整工程について説明する。
図１０は、本実施形態のセンサモジュール１Ｃのブリッジ回路の回路図を示す図である。また、図１１～図１４は、ブリッジ回路調整工程を示す図である。
図１０に示すように、第１～第４歪検出素子３１～３４の抵抗値をそれぞれＲ１～Ｒ４とし、第１～第４抵抗値調整部４３１Ｃ～４３４Ｃの抵抗値をそれぞれｒ１～ｒ４として説明する。そして、第１歪検出素子３１および第２歪検出素子３２に接続される電極パッド８をVout（＋）、第２歪検出素子３２および第３歪検出素子３３に接続される電極パッド８をVin（＋）、第３歪検出素子３３および第４歪検出素子３４に接続される電極パッド８をVout（－）、第４歪検出素子３４および第１歪検出素子３１に接続される電極パッド８をVin（－）となるように入力・出力電圧を設定すると、図１０に示す経路a～hにおいて、Voutは以下の式（１）のように示すことができる。
図１０は、本実施形態のセンサモジュール１Ｃのブリッジ回路の回路図を示す図である。また、図１１～図１４は、ブリッジ回路調整工程を示す図である。
図１０に示すように、第１～第４歪検出素子３１～３４の抵抗値をそれぞれＲ１～Ｒ４とし、第１～第４抵抗値調整部４３１Ｃ～４３４Ｃの抵抗値をそれぞれｒ１～ｒ４として説明する。そして、第１歪検出素子３１および第２歪検出素子３２に接続される電極パッド８をVout（＋）、第２歪検出素子３２および第３歪検出素子３３に接続される電極パッド８をVin（＋）、第３歪検出素子３３および第４歪検出素子３４に接続される電極パッド８をVout（－）、第４歪検出素子３４および第１歪検出素子３１に接続される電極パッド８をVin（－）となるように入力・出力電圧を設定すると、図１０に示す経路a～hにおいて、Voutは以下の式（１）のように示すことができる。
【0089】
【数1】
【0090】
ここで、図１１に示すように、経路fを構成する第３バイパス引き出し部４５３Ｃを切断すると、電流は図１２に示すような経路で流れることになる。そうすると、第３歪検出素子３３には第３抵抗値調整部４３３Ｃの抵抗が加算されるので、当該経路の抵抗値は、Ｒ３＋ｒ３となる。この場合のVout’は以下の式（２）のように示すことができる。
【0091】
【数2】
【0092】
この場合、式（２）のVout’は式（１）のVoutよりも大きくなるので、プラス側の補正を行うことができる。
【0093】
また、図１３に示すように、経路eを構成する引き出し部４２Ｃを切断すると、電流は図１４に示すような経路で流れることになる。そうすると、第２歪検出素子３２には第３抵抗値調整部４３３Ｃの抵抗が加算されるので、当該経路の抵抗値は、Ｒ２＋ｒ３となる。この場合のVout’’は以下の式（３）のように示すことができる。
【0094】
【数3】
【0095】
この場合、式（３）のVout’’は式（１）のVoutよりも小さくなるので、マイナス側の補正を行うことができる。
このように、本実施形態では、バイパス部４４Ｃにおいて、第１～第４バイパス引き出し部４５１Ｃ～４５４Ｃ、および、引き出し部４２Ｃのいずれかを切断することにより、プラス側またはマイナス側の補正を行うことができる。
このように、本実施形態では、バイパス部４４Ｃにおいて、第１～第４バイパス引き出し部４５１Ｃ～４５４Ｃ、および、引き出し部４２Ｃのいずれかを切断することにより、プラス側またはマイナス側の補正を行うことができる。
【0096】
以上のような第４実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１５）本実施形態では、複数の抵抗値調整部４３Ｃのうちの少なくとも一つの抵抗値調整部４３Ｃの、電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させることで、抵抗値調整部４３Ｃを電気的にバイパスさせるバイパス部４４Ｃが設けられるので、当該バイパス部４４Ｃを電気的に切断することで、ブリッジ回路の抵抗値を調整することができる。そのため、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
（１５）本実施形態では、複数の抵抗値調整部４３Ｃのうちの少なくとも一つの抵抗値調整部４３Ｃの、電流の向きにおける一次側と二次側とを接続させることで、抵抗値調整部４３Ｃを電気的にバイパスさせるバイパス部４４Ｃが設けられるので、当該バイパス部４４Ｃを電気的に切断することで、ブリッジ回路の抵抗値を調整することができる。そのため、ブリッジ回路の抵抗値の調整を容易にすることができる。
【0097】
［変形例］
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【0098】
前記各実施形態では、第２領域２１２は、被測定流体による歪量εの影響が第１領域２１１の１／１０以下の領域であったが、これに限定されない。例えば、第２領域は、被測定流体による歪量の影響が第１領域の１／５以下の領域であってもよく、第１領域よりも被測定流体による歪量の影響が小さい領域であればよい。
【0099】
前記各実施形態では、抵抗値調整部４３，４３Ｃは、第２領域２１２に対応する位置に形成された溝部４３１により構成されていたが、これに限定されない。例えば、抵抗値調整部は、連結部に形成された切欠き部により構成されていてもよく、導電体部の抵抗値を調整可能な形状あればよい。
また、前記各実施形態では、抵抗値調整部４３，４３Ｃは連結部４１，４１Ｃに４つ設けられていたが、これに限定されない。例えば、連結部に抵抗値調整部が設けられる数は３つ以下であってもよい。また、連結部に抵抗値調整を５つ以上設けることで、より微細な補正をできるようにしてもよい。
また、前記各実施形態では、抵抗値調整部４３，４３Ｃは連結部４１，４１Ｃに４つ設けられていたが、これに限定されない。例えば、連結部に抵抗値調整部が設けられる数は３つ以下であってもよい。また、連結部に抵抗値調整を５つ以上設けることで、より微細な補正をできるようにしてもよい。
【0100】
前記各実施形態では、ダイアフラム本体部２１は、析出硬化ステンレス鋼により形成されていたが、これに限定されない。例えば、ダイアフラム本体部は、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス鋼により形成されていてもよく、あるいは、セラミック等の材料により形成されていてもよい。
【0101】
前記各実施形態では、歪検出素子３および導電体部４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、一般式Ｃｒ１００－ｘ－ｙＡｌｘＢｙ（ただし、ｘ、ｙは原子比率であり、２＜ｘ＜１０、１≦ｙ≦１０である）で表される薄膜合金により形成されていたが、これに限定されない。例えば、歪検出素子および導電体部は、一般的な薄膜合金により形成されていてもよく、歪検出素子および導電体部を形成する素材の組成は、導電性であれば特に限定されない。
【0102】
前記各実施形態では、保護膜６は、電極部５の一部を除いて、ダイアフラム部２の略表面全体を覆うように円形状に積層されていたが、これに限定されない。例えば、保護膜は、歪検出素子や導電体部に対応する箇所に積層されていてもよく、歪検出素子および導電体部を覆うように積層されていればよい。さらに、保護膜が設けられない場合も本発明に含まれる。
【0103】
前記第１～第３実施形態では、歪検出素子３および導電体部４，４Ａ，４Ｂは、パターン形成工程において同時に形成されていたが、これに限定されない。例えば、歪検出素子および導電体部は、別々に形成されていてもよい。
また、前記第４実施形態では、歪検出素子３、抵抗値調整部４３Ｃ、および、バイパス部４４Ｃは、パターン形成工程において同時に形成されていたが、これに限定されない。例えば、歪検出素子、抵抗値調整部、および、バイパス部は、別々に形成されていてもよい。
また、前記第４実施形態では、歪検出素子３、抵抗値調整部４３Ｃ、および、バイパス部４４Ｃは、パターン形成工程において同時に形成されていたが、これに限定されない。例えば、歪検出素子、抵抗値調整部、および、バイパス部は、別々に形成されていてもよい。
【0104】
前記第４実施形態では、第１抵抗値調整部４３１Ｃ、第２抵抗値調整部４３２Ｃ、第３抵抗値調整部４３３Ｃ、および、第４抵抗値調整部４３４Ｃは、それぞれ異なる抵抗値となるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、第１抵抗値調整部、第２抵抗値調整部、第３抵抗値調整部、および、第４抵抗値調整部は、同じ抵抗値となるように構成されていてもよく、あるいは、これらのうちの２つが同じ抵抗値となるように構成されていてもよく、また、これらのうちの３つが同じ抵抗値となるように構成されていてもよい。さらに、第１抵抗値調整部、第２抵抗値調整部、第３抵抗値調整部、および、第４抵抗値調整部による補正量は、入力電圧や出力電圧等を考慮して、任意に設定することができる。
【0105】
前記各実施形態では、センサモジュール１，１Ａ，１Ｂは、被測定流体の圧力を検出可能に構成されていたが、これに限定されない。例えば、本発明のセンサモジュールは、差圧や温度等の物理量を検出可能に構成されていてもよい。
【符号の説明】
【0106】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…センサモジュール、２…ダイアフラム部、３…歪検出素子、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…導電体部、５，５Ａ，５Ｂ…電極部、６…保護膜、７，７Ａ，７Ｂ…拡散部、８…電極パッド、２１…ダイアフラム本体部、２２…筒状部、２３…絶縁層、３１…第１歪検出素子、３２…第２歪検出素子、３３…第３歪検出素子、３４…第４歪検出素子、４１，４１Ｃ…連結部、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…引き出し部、４３，４３Ｃ…抵抗値調整部、４４Ｃ…バイパス部、５１，５１Ａ…第１電極部、５２，５２Ａ…第２電極部、５３Ｂ…第３電極部、２１１…第１領域、２１２…第２領域、４３１…溝部、４３１Ｃ…第１抵抗値調整部、４３２Ｃ…第２抵抗値調整部、４３３Ｃ…第３抵抗値調整部、４３４Ｃ…第４抵抗値調整部、４４１Ｃ…第１バイパス部、４４２Ｃ…第２バイパス部、４４３Ｃ…第３バイパス部、４４４Ｃ…第４バイパス部、４５１Ｃ…第１バイパス引き出し部、４５２Ｃ…第２バイパス引き出し部、４５３Ｃ…第３バイパス引き出し部、４５４Ｃ…第４バイパス引き出し部、５１１…段差部、５２１Ａ…段差部、５３１Ｂ…段差部。
【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】