特許 7574472 圧力センサモジュール及び圧力センサモジュールを有する分注装置

(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】2024-10-18

(45)【発行日】2024-10-28

(54)【発明の名称】圧力センサモジュール及び圧力センサモジュールを有する分注装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/06 20060101AFI20241021BHJP

   G01L 9/00 20060101ALI20241021BHJP

   B01J 4/00 20060101ALI20241021BHJP

【ＦＩ】

G01L19/06 Z

G01L9/00 303N

B01J4/00 104

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023564778

(86)(22)【出願日】2022-10-14

(86)【国際出願番号】 JP2022038290

(87)【国際公開番号】W WO2023100493

(87)【国際公開日】2023-06-08

【審査請求日】2024-03-13

(31)【優先権主張番号】P 2021196152

(32)【優先日】2021-12-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】金丸 昌敏

(72)【発明者】

【氏名】山崎 達也

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 洋一郎

(72)【発明者】

【氏名】高橋 拓也

(72)【発明者】

【氏名】青野 宇紀

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】特開平８－２７８２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１３６１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第２５０５９８１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２０７８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９８０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－１３８８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６３９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７３０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５２５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－６１２７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ７／００－２３／３２，２７／００－２７／０２

Ｂ０１Ｊ ４／００

Ｇ０１Ｎ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流路基板の内部に、システム水が流通する流路と、前記流路に接続する円柱状の分岐路と、を有し、前記分岐路の出口部分に、前記分岐路の出口部分を塞ぐように、歪み検出部を搭載した半導体素子を、接合層を介して、前記流路基板に接合した圧力センサモジュールであって、
前記分岐路における前記流路基板の表面、前記分岐路における前記接合層の表面、及び、前記半導体素子における前記歪み検出部が搭載されていない側の表面を覆うように、水分防止膜を有することを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項2】

請求項１に記載する圧力センサモジュールであって、
前記流路に接続し、前記分岐路の形成方向と反対方向に、円柱状の開口部を有し、前記開口部を通して、前記水分防止膜を形成し、前記開口部を封止する封止部材を形成することを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項3】

請求項１に記載する圧力センサモジュールであって、
前記水分防止膜が、有機膜材料と無機膜材料との複合膜、有機膜材料の膜、又は、無機膜材料の膜であることを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項4】

請求項２に記載する圧力センサモジュールであって、
前記封止部材の周囲には、前記封止部材と前記流路基板との間を封止するねじ部及び／又はシール部を有することを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項5】

請求項２に記載する圧力センサモジュールであって、
前記開口部の直径は、前記開口部と前記流路とが連通する部分よりも大きく形成されることを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項6】

請求項２に記載する圧力センサモジュールであって、
前記開口部と前記流路とが連通する部分は、前記分岐路の直径よりも大きく形成されることを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項7】

請求項２に記載する圧力センサモジュールであって、
前記封止部材は、前記開口部と前記流路とが連通する部分を埋める凸部を有することを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項8】

システム水が流通する流路に接続する円柱状の分岐路が形成され、前記分岐路の出口部分に、前記分岐路の出口部分を塞ぐように、歪み検出部を搭載した半導体素子が、接合層を介して実装され、前記分岐路の表面、前記接合層の表面、及び、前記半導体素子における前記歪み検出部が搭載されていない側の表面を覆うように、水分防止膜が形成される第１の流路基板を、内部に前記流路が形成される第２の流路基板に、嵌合することを特徴とする圧力センサモジュール。

【請求項9】

請求項１に記載する圧力センサモジュールを有する分注装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力センサモジュール及び圧力センサモジュールを有する分注装置に関し、特に、ピエゾ抵抗型半導体素子を使用する圧力センサモジュール及びこの圧力センサモジュールを有する分注装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な圧力センサは、シリコン材料又はセラミックス材料などの非導電性材料からなるダイヤフラムの上に、圧力検出素子が形成（接着）され、液体又は気体の外部圧力により、ダイヤフラムが変形する。そして、圧力センサは、ダイヤフラムの変化量を、ホイートストンブリッチ回路などを使用し、抵抗値の変化として電気的に測定し、抵抗値の変化を圧力値の変化に変換し、外部圧力を測定する。

【0003】

特に、半導体基板の一部に形成されるダイヤフラムは、圧力検出素子が形成される半導体基板の裏面を、シリコンの異方性エッチング法又はドライエッチング法により薄膜化し、形成される。

【0004】

半導体基板の一部をエッチングすることにより、一定の測定面積を確保し、圧力検出素子が形成される半導体基板の裏面は、任意の厚さまで薄く加工される。このように、半導体基板の一部を薄膜化し、ダイヤフラムを形成することにより、外部圧力の印加に対して、ダイヤフラムは容易に変形する。

【0005】

こうした技術分野における背景技術として、例えば、特開２０１８－１１５９４４号公報（特許文献１）や特開２０１８－０７２１０６号公報（特許文献２）がある。

【0006】

特許文献１には、センサチップを第１の半導体基板と第２の半導体基板とにより構成し、第１の半導体基板の一方の面に歪みゲージ及び温度検出用の温度センサを形成し、耐食性の保護膜によりこれらを覆い、保護膜を接液部として露出させた状態で、センサチップをパッケージに収容し、温度センサが測定する被測定流体の温度に基づいて、高温の被測定流体による急激な温度の変化を熱衝撃として検知し、出力を補正する圧力センサが記載されている（要約参照）。

【0007】

特許文献２には、流体の圧力を測定する圧力検出面を有する圧力センサと、圧力検出面に流体を導入する流路が内部に形成される流路ユニットと、を有し、流路ユニットが、流路が内部に形成される流路本体と圧力センサに接触した状態で設置されるアースリングとを有し、アースリングが、フッ素樹脂材料とフッ素樹脂材料に分散した導電性材料とを含有する導電性フッ素樹脂材料により形成されると共に接地電位に維持される圧力検出装置が記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１８－１１５９４４号公報

【文献】特開２０１８－０７２１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１には、ダイヤフラムにシリコン材料が使用されている圧力センサが記載されている。また、特許文献２には、ダイヤフラムにサファイアやセラミックスが使用されている圧力検出装置が記載されている。

【0010】

しかし、特許文献１には、パッケージとセンサチップとを接合する接合層の強度を維持し、圧力センサの信頼性を確保することは記載されていない。また、特許文献２には、流路本体と圧力センサとを接合する接合層の強度を維持し、圧力検出装置の信頼性を確保することは記載されていない。

【0011】

そこで、本発明は、流路基板と歪み検出部を搭載した半導体素子とを接合する接合層の強度を維持し、信頼性が高い圧力センサモジュール及びこの圧力センサモジュールを搭載した分注装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記した課題を解決するため、本発明の圧力センサモジュールは、流路基板の内部に、システム水が流通する流路と、流路に接続する分岐路と、を有し、分岐路の出口部分に、分岐路の出口部分を塞ぐように、歪み検出部を搭載した半導体素子を、接合層を介して、流路基板に接合した圧力センサモジュールであって、分岐路における流路基板の表面、分岐路における接合層の表面、及び、半導体素子における歪み検出部が搭載されていない側の表面を覆うように、水分防止膜を有することを特徴とする。

【0013】

また、本発明の分注装置は、上記した圧力センサモジュールを有する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、流路基板と歪み検出部を搭載した半導体素子とを接合する接合層の強度を維持し、信頼性が高い圧力センサモジュール及びこの圧力センサモジュールを搭載した分注装置を提供することができる。

【0015】

上記した以外の課題、構成及び効果は、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施例１に係る分注装置１の基本構成を説明する説明図である。

【図2】実施例１に係る分注アーム１６における配管８の内部の状態を説明する説明図である。

【図3A】実施例１に係る圧力センサモジュール１５を説明する斜視図である。

【図3B】実施例１に係る圧力センサモジュール１５を説明する断面図である。

【図4】実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８を形成する製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程を説明する断面図である。

【図5】実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８（無機膜材料）を形成する製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程を説明する断面図である。

【図6A】実施例１に係る他の圧力センサモジュール１５を説明する断面図である。

【図6B】実施例１に係る他の圧力センサモジュール１５の封止部材１９ｂを説明する斜視図である。

【図7】実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８の複合膜を説明する拡大断面図である。

【図8】実施例１に係るフレキシブル基板４１を有する圧力センサモジュール１５を説明する斜視図である。

【図9】実施例２に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程を説明する断面図である。

【図10】実施例３に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程を説明する断面図である。

【図11】実施例４に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施例を、図面を使用し、説明する。なお、各図面において、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を使用し、説明する場合がある。また、各図面において、構成の説明が重複する場合には、重複する説明を省略する場合がある。

【実施例1】

【0018】

先ず、実施例１に係る分注装置１の基本構成を説明する。

【0019】

図１は、実施例１に係る分注装置１の基本構成を説明する説明図である。

【0020】

分注装置１は、サンプルなどの液体（被測定流体）２２を吸引又は吐出するノズル２と、液体２２の吸引又は吐出を調整するシリンジポンプ４と、ノズル２とシリンジポンプ４とを接続する配管８と、電磁弁５と、ギアポンプ６と、システム水２１を貯留するタンク７と、を有する。

【0021】

シリンジポンプ４は、システム水２１が供給される容器９と、容器９のシステム水２１を押し出す又は引き入れるプランジャ１０と、プランジャ１０を移動させるボールねじ１１と、ボールねじ１１を駆動するモータ１２と、を有する。

【0022】

配管８は、容器９とノズル２とを接続し、ノズル２は、配管８を流動するシステム水２１により、液体２２を吸引又は吐出する。

【0023】

また、分注装置１は、電磁弁５と、ギアポンプ６と、モータ１２と、分注機構１３に設置される２つのモータ１３ａと、を制御する制御基板１４を有する。つまり、ノズル２による液体２２の吸引又は吐出は、制御基板１４により、制御される。

【0024】

また、分注装置１は、ノズル２が液体２２を吸引又は吐出する位置に、ノズル２を移動する分注アーム１６を有する。分注アーム１６の一端には、ノズル２が設置され、分注アーム１６の他端には、分注機構１３が設置される。分注アーム１６は、ノズル２を移動させるため、分注機構１３に設置される２つのモータ１３ａにより、回転動作と上下動作とが可能である。

【0025】

そして、分注アーム１６は、その内部に、圧力センサモジュール１５を有する。

【0026】

次に、実施例１に係る分注アーム１６における配管８の内部の状態を説明する。

【0027】

図２は、実施例１に係る分注アーム１６における配管８の内部の状態を説明する説明図である。なお、図２は、液体２２の吸引直後の又は液体２２の吐出直前の、配管８の内部の状態を示す。

【0028】

配管８の内部は、シリンジ圧力伝達用のシステム水２１により、満たされている。シリンジポンプ４を使用し、システム水２１を介して、シリンジ圧力を伝達することにより、ノズル２から液体２２を吸引又は吐出することができる。

【0029】

ノズル２から液体２２を吸引する場合は、電磁弁５を閉にした状態で、プランジャ１０を容器９の内部に引き入れる。一方、ノズル２から液体２２を吐出する場合は、電磁弁５を閉にした状態で、プランジャ１０を容器９の内部に押し出す。

【0030】

なお、液体２２を吸引する場合は、液体２２が配管８の内部で、液体２２とシステム水２１とが混ざらないように、ノズル２により、液体２２とシステム水２１とを分節するための分節空気２３を吸引した後に、液体２２を吸引する。

【0031】

また、ノズル２から液体２２を吐出した後には、ノズル２を洗浄する。ノズル２を洗浄する場合には、ノズル２の外壁に洗浄水を流すと同時に、ノズル２からシステム水２１を押し出す。ノズル２の洗浄時にノズル２からシステム水２１を押し出す場合には、電磁弁５を開にした状態で、ギアポンプ６の圧力を使用し、ノズル２からシステム水２１を押し出す。つまり、電磁弁５とギアポンプ６とは、ノズル２を洗浄する場合に、使用される。なお、ノズル２を洗浄する場合には、プランジャ１０によりシステム水２１を押し出す場合よりも高い圧力で、システム水２１を押し出す。

【0032】

また、分注アーム１６の内部に設置され、分注アーム１６の内部に設置される配管８に連通して設置される圧力センサモジュール１５は、分注動作中に発生する恐れがあるノズル２の詰まりや空吸いなどの異常を高精度に検知する。圧力センサモジュール１５は、システム水２１の圧力変化をモニタリングし、ノズル２の詰まりや空吸いなどの異常時に発生するシステム水２１の圧力変化を高精度に検知する。

【0033】

実施例１では、ノズル２の異常、つまり、ノズル２の異常によるシステム水２１の圧力変化を敏感に、高精度に検知するため、ノズル２に最も近い位置に設置される分注アーム１６の内部に、圧力センサモジュール１５を設置する。但し、圧力センサモジュール１５の設置位置は、分注アーム１６の内部に限定されない。例えば、圧力センサモジュール１５を、分注機構１３の内部に設置される配管８に連通して設置してもよい。

【0034】

次に、実施例１に係る圧力センサモジュール１５を説明する。

【0035】

図３Ａは、実施例１に係る圧力センサモジュール１５を説明する斜視図であり、図３Ｂは、実施例１に係る圧力センサモジュール１５を説明する断面図である。

【0036】

ここで、説明の都合上、圧力センサモジュール１５は、長辺方向（配管８の形成方向や流路３３の形成方向）をＹ方向、短辺方向をＸ方向、高さ方向をＺ方向とする。

【0037】

圧力センサモジュール１５は、その内部にシステム水２１が流通する円柱状（鉛直方向の断面形状が円形）の流路３３が形成される流路基板２５を有する。なお、流路基板２５は、ステンレス鋼が好ましく、耐食性の高い材料であれば、例えば、アルミニウム、チタンなどの金属材料を使用してもよく、また、例えば、アクリルなどの樹脂材料を使用してもよい。

【0038】

流路３３には、流路入口３３ａ（例えば、ノズル２側）及び流路出口３３ｂ（例えば、分注機構１３側）が形成され、流路入口３３ａ及び流路出口３３ｂには、それぞれネジ部（図示なし）が形成される。そして、流路入口３３ａ及び流路出口３３ｂは、それぞれネジ部に接続される継手（図示なし）を介して、配管８と接続する。

【0039】

また、流路基板２５の内部には、流路３３に接続し、流路基板２５の外面（Ｚ方向：実施例１では上方向）に向かって分岐する円柱状（流路３３の直径と同等又は流路３３の直径よりも大きい直径の円柱状）の分岐路３４が形成される。なお、分岐路３４は、水平方向の断面形状が円形であることが好ましく、水平方向の断面形状が楕円形であってもよい。

【0040】

そして、分岐路３４の終端部（実施例１では上端部）には、分岐路３４を塞ぐようにピエゾ抵抗型半導体素子３が設置される。ピエゾ抵抗型半導体素子３は、流路基板２５に、ピエゾ抵抗型半導体素子３と流路基板２５とを接合する接合層３２を介して、接合（接着、実装、設置と表現される場合もある）する。なお、ピエゾ抵抗型半導体素子３に換えて、歪みゲージや圧電素子などを使用してもよい。

【0041】

ここで、ピエゾ抵抗型半導体素子３は、微小な圧力変化により変形するダイヤフラムを有し、ダイヤフラムの上に形成され、微小な圧力変化を検出する歪み検出部（所謂、ピエゾ抵抗型半導体素子であり、圧力検出素子や圧力センシング部と呼称する場合もある）を搭載した薄膜の半導体素子である。

【0042】

つまり、圧力センサモジュール１５は、流路基板２５の内部に、システム水２１が流通し、水平方向に形成される円柱状の流路３３と、流路３３に接続する（流路３３から鉛直方向であって、上方向に分岐する）円柱状の分岐路３４と、を有し、分岐路３４の出口部分（終端部）の流路基板２５に、分岐路３４の出口部分を塞ぐように、ピエゾ抵抗型半導体素子３を、接合層３２を介して、接合する。

【0043】

なお、接合層３２には、銀ペースト（接着剤）、シリコン系接着剤、エポキシ系接着剤、熱拡散接合剤（接着剤）、熱硬化型接着剤、ＵＶ付加型接着剤、低融点ガラス（接着剤）などの接着材料が使用される。また、接合層３２の厚さは、１０～７０μｍが好ましく、特に、２０～４０μｍが好ましい。

【0044】

また、圧力センサモジュール１５は、分岐路３４の内面、接合層３２の内面、及び、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面には、分岐路３４の内面、接合層３２の内面、及び、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように、つまり、これらとシステム水２１と隔離するように、システム水２１の侵入を防止する水分防止膜１８が形成される。

【0045】

なお、分岐路３４の内面とは、分岐路３４における流路基板２５の表面（分岐路３４の表面）であって、システム水２１に接する側の面であり、接合層３２の内面とは、分岐路３４における接合層３２の表面であって、システム水２１に接する側の面であり、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面とは、ダイヤフラムの表面（半導体素子における歪み検出部が搭載されていない側の表面）であって、システム水２１に接する側の面である。

【0046】

なお、水分防止膜１８は、有機膜材料と無機膜材料との複合膜、有機膜材料のみの単層膜若しくは多層膜、又は、無機膜材料のみの単層膜若しくは多層膜により、形成される。
また、水分防止膜には、水分防止コート剤などの有機膜材料や金属などの無機膜材料を使用することができる。

【0047】

また、接合層３２の内面に形成される水分防止膜１８は、分岐路３４の内面及びピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面に形成される水分防止膜１８よりも、厚く形成されることが好ましい。

【0048】

このように、分岐路３４の内面、接合層３２の内面、及び、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように水分防止膜１８を形成することにより、システム水２１（液体２２の場合もある）から、システム水２１と直接的に接する接合層３２を保護し、システム水２１の水分子の、接合層３２の内部、又は、接合層３２とピエゾ抵抗型半導体素子３若しくは流路基板２５との接合界面への侵入を防止することができる。

【0049】

そして、これにより、流路基板２５とピエゾ抵抗型半導体素子３とを接合する接合層３２の膨潤、流路基板２５又はピエゾ抵抗型半導体素子３からの接合層３２の剥離、接合層３２の変質などを防止し、接合層３２の強度を維持し、圧力センサモジュール１５の信頼性を向上させることができる。

【0050】

また、システム水２１の圧力変化の測定は繰り返し実施されるため、圧力センサモジュール１５を長期間使用する場合には、システム水２１の水分子が、接合層３２の内部、又は、接合層３２とピエゾ抵抗型半導体素子３若しくは流路基板２５との接合界面へ侵入し、接合層３２の材料の応力変化や接合層３２の接合強度の低下を引き起こす恐れがあった。

【0051】

そこで、システム水２１との接触を防止する水分防止膜１８を、特に、システム水２１に接する接合層３２の内面に形成することにより、圧力センサモジュール１５を長期間使用することができる。

【0052】

また、流路基板２５の内部には、流路３３に接続し、分岐路３４に対向する位置に、流路基板２５の外面（Ｚ方向：実施例１では下方向）に向かって分岐する、水平方向の断面形状が長方形（Ｘ方向よりもＹ方向に長い長方形であり、Ｘ方向の幅は分岐路３４のＸ方向の幅以上）である、四角柱形状の空間が形成される。

【0053】

また、この四角柱形状の空間は、円柱状の空間（説明の都合上、「第１の円柱状の空間」と呼称する）であってもよい。つまり、第１の円柱状の空間は、流路基板２５の内部に形成され、流路３３に接続し、分岐路３４に対向する位置に、流路基板２５の外面（Ｚ方向：実施例１では下方向）に向かって分岐する、水平方向の断面形状が円形の空間である。なお、第１の円柱状の空間の水平方向の円形の直径は、分岐路３４の水平方向の円形の直径よりも、大きい。

【0054】

更に、流路基板２５の内部には、四角柱形状の空間又は第１の円柱状の空間に連通し、分岐路３４の反対方向（実施例１では下方向）に向かって、円柱状の空間（説明の都合上、「第２の円柱状の空間」と呼称する）が形成される。なお、第２の円柱状の空間は、水平方向の断面形状が円形の空間であり、この円形の直径は、四角柱形状の長方形のＹ方向長さや第１の円柱状の空間の円形の直径よりも、大きい。

【0055】

なお、四角柱形状の空間又は第１の円柱状の空間は、第２の円柱状の空間（図３の説明においては、「円柱状の空間」と呼称する場合がある。そして、図４以降の説明においては、円柱状の空間２０又は円柱状の空間２０ａに相当する。）と流路３３とが連通する部分に相当する。

【0056】

そして、円柱状の空間には、流路３３と流路基板２５の外側との間を封止する、つまり、円柱状の空間を封止する（円柱状の空間を塞ぐ又は埋める）円柱状の封止部材１９が形成される。なお、封止部材１９には、流路基板２５と同等の材料を使用する。

【0057】

なお、円柱状の空間の内面（円柱状の空間の側面）には、ねじ部３６が形成され、封止部材１９の周囲（外面）にも、ねじ部３６が形成される。そして、封止部材１９は、流路基板２５に、嵌合する。つまり、封止部材１９の周囲に形成されるねじ部３６と円柱状の空間の内面に形成されるねじ部３６とが嵌合する。

【0058】

また、封止部材１９の周囲には、封止部材１９と流路基板２５との間をシール（封止）するシール部１７が形成される。ここで、シール部１７は、封止部材１９の周囲に形成されるねじ部３６に形成され、ポリテトラフルオロエチレン材料からなるシールテープである。また、シール部１７には、その他のシール材料や接着剤が使用される。

【0059】

このように、ねじ部３６やシール部１７により、封止部材１９の周囲、つまり、円柱状の空間の内面と封止部材１９の周囲との間隙を封止する。これにより、システム水２１の漏洩を防止することができる。

【0060】

また、ピエゾ抵抗型半導体素子３は、流路３３を流通するシステム水２１の圧力変化により、ダイヤフラムがたわみ（歪み）変形する。そして、ダイヤフラムのたわみ（歪み）変形による抵抗値の変化を電気的に測定し、抵抗値の変化を圧力値の変化に変換し、流路３３を流通するシステム水２１の圧力を測定する。

【0061】

つまり、ピエゾ抵抗型半導体素子３は、例えば、シリコン材料からなるダイヤフラムの上に、圧力変化を検出する歪み検出部が形成（接着）され、流路３３を流通するシステム水２１の圧力変化により、ダイヤフラムが変形する。そして、ピエゾ抵抗型半導体素子３は、ダイヤフラムの変化量を、例えば、ホイートストンブリッチ回路などを使用し、抵抗値の変化として電気的に測定し、抵抗値の変化を圧力値の変化に変換し、流路３３を流通するシステム水２１の圧力を測定する。

【0062】

なお、ダイヤフラムの厚さは、例えば、１０～５０μｍが好ましく、特に、１０～３０μｍが好ましい。ダイヤフラムの厚さを薄くすることにより、システム水２１の微小な圧力変化に対して、変形領域（変形範囲）を大きくすることができ、システム水２１の圧力の測定精度を向上させることができる。

【0063】

なお、ダイヤフラムの薄膜化加工には、エッチング加工及び研削加工などを使用することができる。

【0064】

また、薄膜化したダイヤフラムの表面に、薄膜の絶縁物を形成することが好ましい。これにより、ダイヤフラムの薄膜化加工により、ダイヤフラムを薄く加工した場合であっても、ピエゾ抵抗型半導体素子３の構造又はダイヤフラムの電気伝導度に起因して発生する電気的リークを防止することができる。

【0065】

また、ピエゾ抵抗型半導体素子３の表面又は／及び流路基板２５の表面に、薄膜の金属膜を形成することが好ましい。これにより、接合層３２に使用する接着材料とピエゾ抵抗型半導体素子３又は流路基板２５との密着性を向上させることができる。

【0066】

次に、実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８を形成する製造プロセスを説明する。

【0067】

図４は、実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８を形成する製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程を説明する断面図である。なお、断面図の左右方向はＹ方向（長辺方向）、断面図の上下方向はＺ方向（高さ方向）、を示す。

【0068】

図４（ａ）に示すように、先ず、流路基板２５を加工する。流路基板２５に、Ｙ方向（水平方向）に円柱状の流路３３を形成する。その後、流路基板２５に、Ｚ方向に上面側から、流路３３に接続するように、流路３３の上側であって、鉛直方向に、円柱状の分岐路３４を形成する。その後、流路基板２５に、Ｚ方向に下面側から、流路３３に接続するように、流路３３の下側であって、鉛直方向に、円柱状の空間（開口部）２０を形成する。つまり、円柱状の空間２０は、分岐路３４の形成方向と反対方向に、形成される。

【0069】

ここで、円柱状の空間２０の直径Ｘ３は、円柱状の空間２０と流路３３とが連通する部分（四角柱形状の長方形のＹ方向長さや第１の円柱状の空間の円形の直径）よりも大きく形成される。つまり、円柱状の空間２０と流路３３とが連通する部分には、その一部分に円柱状の空間２０の内側に突起する突起部２６が形成される。このように、円柱状の空間２０の直径Ｘ３は、突起部２６間の幅寸法Ｘ２よりも大きい。

【0070】

また、円柱状の空間２０と流路３３とが連通する部分、つまり、突起部２６間の幅寸法Ｘ２は、分岐路３４の直径Ｘ１よりも大きく形成される。

【0071】

これにより、水分防止膜１８を形成する場合に影となる部分がなく、水分防止膜１８を容易に形成することができる。

【0072】

次に、円柱状の空間２０の内面には、ねじ部３６が形成される。

【0073】

そして、流路基板２５に、接合層３２を介して、分岐路３４を塞ぐように、ピエゾ抵抗型半導体素子３を接合する。

【0074】

図４（ｂ）に示すように、矢印３５の方向から、円柱状の空間２０を介して、水分防止膜１８を形成する。矢印３５の方向から水分防止膜１８を形成することにより、分岐路３４の内面、接合層３２の内面、及び、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように、水分防止膜１８を形成することができる。

【0075】

なお、水分防止膜１８は、例えば、水分防止コート剤などの有機膜材料を、スプレー塗布することにより、形成する。スプレー塗布することにより、水分防止膜１８を均一に形成することができる。そして、水分防止膜１８の厚さは、ダイヤフラムの機能も阻害しないように、１０～３０μｍが好ましい。

【0076】

そして、特に、水分防止コート剤は、表面張力の影響により、角部に厚く残存しやすい。このため、水分防止膜１８に水分防止コート剤を使用することにより、接合層３２の内面に形成される水分防止膜１８を、つまり、角部（接合層３２の周辺）に形成される水分防止膜１８を、分岐路３４の内面やピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面に形成される水分防止膜１８よりも、５～１０μｍ程度、厚く形成することができる。

【0077】

これにより、システム水２１の水分子の、接合層３２の内部、又は、接合層３２とピエゾ抵抗型半導体素子３若しくは流路基板２５との接合界面への侵入を防止することができる。

【0078】

図４（ｃ）に示すように、円柱状の空間２０に円柱状の封止部材１９を設置する。これにより、圧力センサモジュール１５が完成する。

【0079】

このように、実施例１では、流路基板２５に、下面側（ピエゾ抵抗型半導体素子３が設置される面とは反対側の面側）から、円柱状の空間２０を形成する。そして、円柱状の空間２０を介して、水分防止膜１８を形成する。その後、円柱状の空間２０を封止部材１９により塞ぐ。これにより、容易に水分防止膜１８を形成することができる。

【0080】

＜変形例１＞
次に、実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８（無機膜材料）を形成する製造プロセスを説明する
図５は、実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８（無機膜材料）を形成する製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程を説明する断面図である。なお、断面図の左右方向はＹ方向（長辺方向）、断面図の上下方向はＺ方向（高さ方向）、を示す。

【0081】

図５（ａ）に示すように、矢印３５の方向から、円柱状の空間２０を介して、無機膜材料からなる水分防止膜１８ｂを形成する。

【0082】

無機膜材料は、金属などであり、スパッタリング装置により形成される。スパッタリング装置を使用し、水分防止膜１８ｂを形成する場合には、分岐路３４の内面、接合層３２の内面、及び、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように、均一な膜厚の水分防止膜１８を形成することができる。

【0083】

また、無機膜材料は、ダイヤフラムと同材質の材料（例えば、シリコンなど）であることが好ましい。無機膜材料に、ダイヤフラムと同材質の材料を使用することにより、ダイヤフラムと水分防止膜１８ｂとが同じヤング率となり、ダイヤフラムの機能を維持することができる。また、繰り返し応力によるダイヤフラムからの水分防止膜１８の剥離も防止することができる。なお、水分防止膜１８ｂの膜厚を予め考慮し、水分防止膜１８ｂの膜厚分、ダイヤフラムの膜厚を薄く形成することが好ましい。

【0084】

また、無機膜材料として、シリコンナイトライドを使用することもできる。シリコンナイトライドを使用する場合には、シリコンナイトライドはヤング率が大きいため、水分防止膜１８ｂの膜厚を、２００～８００ｎｍとすることが好ましい。また、無機膜材料として、水分防止効果を有するアルミニウムを使用することもできる。なお、水分防止効果を有する材料であれば、その他の材料を使用することもできる。

【0085】

なお、分岐路３４の内面は、立体角の影響により、接合層３２の内面やピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面に比較し、スパッタ膜である水分防止膜１８ｂの膜厚が薄く形成される。しかし、接合層３２の周辺には、十分な水分防止膜１８ｂが形成されるため、水分防止膜１８ｂは、システム水２１の水分子の、接合層３２の内部、又は、接合層３２とピエゾ抵抗型半導体素子３若しくは流路基板２５との接合界面への侵入を防止することができる。

【0086】

なお、水分防止膜１８ｂの形成は、スパッタリング装置に限定されず、無機膜材料を形成することができる装置であればよく、例えば、蒸着装置、電子ビームスパッタ装置なども使用することができる。

【0087】

また、水分防止膜１８ｂは、分岐路３４の周囲の流路３３の一部や突起部２６の一部にも形成されるが、流路基板２５の機能的には問題はない。

【0088】

また、流路基板２５の下側外面の表面には、マスク３８が形成され、水分防止膜１８ｂが形成された後に、マスク３８は除去される。このため、流路基板２５の下側外面の表面には、水分防止膜１８ｂは形成されない。

【0089】

図５（ｂ）に示すように、円柱状の空間２０ａ（ねじ部なし）に、円柱状の封止部材１９ａ（ねじ部なし）を設置する。そして、封止部材１９ａの周囲（封止部材１９ａと流路基板２５との間）を、接着剤１７ａを使用し、封止（シール）する。これにより、圧力センサモジュール１５が完成する。

【0090】

なお、円柱状の空間２０ａの内面と封止部材１９ａの周囲との間隙は、１００～２００μｍであることが好ましい。これにより、この間隙に接着剤１７ａを適切に挿入することができ、システム水２１の漏洩を適切に防止することができる。なお、接着剤１７ａには、シリコン系接着剤やエポキシ系接着剤などを使用することができる。

【0091】

＜変形例２＞
次に、実施例１に係る他の圧力センサモジュール１５を説明する。

【0092】

図６Ａは、実施例１に係る他の圧力センサモジュール１５を説明する断面図である。

【0093】

図３Ｂ及び図４（ｃ）、又は、図５（ｂ）に記載される圧力センサモジュール１５は、円柱状の空間２０又は円柱状の空間２０ａと流路３３とが連通する部分には、その一部分に段差部が形成される。

【0094】

そこで、図６Ａに示すように、この段差部が形成されない封止部材１９ｂを設置することが好ましい。これにより、システム水２１の漏洩を防止すると共に、この段差部にシステム水２１が接触することによる気泡の発生を防止することができる。

【0095】

封止部材１９ｂは、円柱状の封止部材１９の上に、四角柱形状の空間又は第１の円柱状の空間に相当し（嵌まり）、四角柱形状の空間又は第１の円柱状の空間を埋める凸部２９を有する。

【0096】

封止部材１９ｂの凸部２９が、四角柱形状の場合には、Ｘ方向の幅は四角柱形状の空間のＸ方向の幅であり、Ｙ方向の幅は四角柱形状の空間のＸ方向の幅（突起部２６間の幅寸法Ｘ２）であり、Ｚ方向の高さは四角柱形状の空間のＺ方向の高さである。

【0097】

また、封止部材１９ｂの凸部２９が、円柱状の場合には、直径は第１の円柱状の空間の直径であり、Ｚ方向の高さは第１の円柱状の空間のＺ方向の高さである。

【0098】

次に、実施例１に係る他の圧力センサモジュール１５の封止部材１９ｂを説明する。

【0099】

図６Ｂは、実施例１に係る他の圧力センサモジュール１５の封止部材１９ｂを説明する斜視図である。

【0100】

封止部材１９ｂの凸部２９以外の部分は、封止部材１９と同様である。封止部材１９ｂの凸部２９は、下端が平面形状に形成され、上端がアール形状３９に形成される。このアール形状３９は、円柱状の流路３３の曲率と同等の曲率で凹状に形成される。そして、封止部材１９ｂの凸部２９は、アール形状３９が流路３３と同一方向（Ｙ方向）になるように設置される。これにより、円柱状の空間２０又は円柱状の空間２０ａと流路３３とが連通する部分に形成される段差部を解消することができる。

【0101】

＜変形例３＞
次に、実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８の複合膜を説明する。

【0102】

図７は、実施例１に係る圧力センサモジュール１５の水分防止膜１８の複合膜を説明する拡大断面図である。

【0103】

分岐路３４の出口部分には、ピエゾ抵抗型半導体素子３が、分岐路３４を塞ぐように、流路基板２５に、接合層３２を介して、接合される。そして、水分防止膜１８が、分岐路３４の内面、接合層３２の内面、及び、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように形成される。なお、水分防止膜１８は、複合膜や多層膜として、形成することができる。

【0104】

特に、ピエゾ抵抗半導体素子３と流路基板２５とを接合する接合層３２の内面、及び、接合層３２とピエゾ抵抗型半導体素子３又は流路基板２５との接合界面への、システム水２１の水分子の侵入を防止するため、つまり、接合層３２の内面及び接合層３２の接合界面への、システム水２１の水分子の侵入を防止するため、システム水２１を透過させない水分防止膜１８を形成する。

【0105】

そこで、接合層３２の内面及び接合層３２の接合界面を覆うように、第１の水分防止膜１８ｃを形成し、更に、第１の水分防止膜１８ｃの表面（システム水２１に接する面）、分岐路３４の内面、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように、第２の水分防止膜１８ｄを形成する。

【0106】

なお、第１の水分防止膜１８ｃ及び第２の水分防止膜１８ｄは、有機膜材料と無機膜材料との複合膜、有機膜材料のみの単層膜若しくは多層膜、又は、無機膜材料のみの単層膜若しくは多層膜により、形成される。

【0107】

また、ここでは、接合層３２の内面及び接合層３２の接合界面を覆うように、第１の水分防止膜１８ｃを形成するが、第１の水分防止膜１８ｃを、分岐路３４の内面、接合層３２の内面、及び、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように形成し、更に、その上の全面に、第２の水分防止膜１８ｄを形成してもよい。

【0108】

なお、ピエゾ抵抗型半導体素子３の裏面を覆うように形成される水分防止膜１８（第２の水分防止膜１８ｄや第１の水分防止膜１８ｃ及び第２の水分防止膜１８ｄ）は、ダイヤフラムの機能を阻害しないように、それぞれ薄く（例えば、３～９μｍ）形成することが好ましい。このため、水分防止膜１８（第２の水分防止膜１８ｄや第１の水分防止膜１８ｃ及び第２の水分防止膜１８ｄ）に、数１００μｍ程度と厚いポリテトラフルオロエチレンシートを使用することはできない。

【0109】

＜変形例４＞
次に、実施例１に係るフレキシブル基板４１を有する圧力センサモジュール１５を説明する。

【0110】

図８は、実施例１に係るフレキシブル基板４１を有する圧力センサモジュール１５を説明する斜視図である。

【0111】

圧力センサモジュール１５は、ピエゾ抵抗型半導体素子３に接続する電気的配線を有する。ピエゾ抵抗型半導体素子３には、複数箇所に電極パッド４２ｂが形成され、電気的配線用のフレキシブル基板４１にも、複数個所に電極パッド４２ａが形成される。そして、電極パッド４２ａと電極パッド４２ｂとは、ワイヤ４３により、接続される。

【0112】

ワイヤ４３には、金ワイヤ又はアルミニウムワイヤを使用する。また、電極パッド４２ａと電極パッド４２ｂとの接続には、異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）などを使用してもよい。

【0113】

システム水２１は、流路３３に流通し、分岐路３４に流入する。そして、分岐路３４に流入したシステム水２１の圧力変化により、ピエゾ抵抗型半導体素子３に圧力が印加される。ピエゾ抵抗型半導体素子３は、圧力が印加されることにより、変形する。そして、フレキシブル基板４１は、ピエゾ抵抗型半導体素子３の変形を、電気信号として検出し、流路３３を流通するシステム水２１の圧力を測定する。

【0114】

このように、実施例１によれば、流路基板２５とピエゾ抵抗型半導体素子３とを接合する接合層３２の強度を維持し、信頼性が高い圧力センサモジュール１５を提供することができる。

【0115】

また、実施例１によれば、圧力センサモジュール１５は、部品点数も少なく、単純な構造であるため、小型化することが容易であり、小型であるため、圧力センサモジュール１５を、ノズル２の近傍、例えば、分注アーム１６の内部に設置することができる。

【0116】

そして、圧力センサモジュール１５を、ノズル２の近傍に設置することができるため、液体２２の吸引又は吐出の微小な圧力変化を測定することができ、信頼性が高く、分注量を高精度に推定し、分注異常を高精度に検出する、高精度な分注装置１を提供することができる。

【0117】

そして、実施例１によれば、ピエゾ抵抗型半導体素子３を、分岐路３４の出口部分に、直接、設置することができるため、流路３３とピエゾ抵抗型半導体素子３との間の距離が３～５ｍｍと短く、流路３３を流通するシステム水２１の圧力変化を高精度に、かつ、高速に検出することができる。

【実施例2】

【0118】

次に、実施例２に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセスを説明する。

【0119】

図９は、実施例２に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程を説明する断面図である。なお、断面図の左右方向はＹ方向（長辺方向）、断面図の上下方向はＺ方向（高さ方向）、を示す。

【0120】

実施例１では、水分防止膜１８を、流路３３の下側に形成される円柱状の空間２０を介して、流路基板２５の下面側から形成する。一方、実施例２では、流路基板２５の一部（ピエゾ抵抗型半導体素子３が設置される周辺の流路基板２５）を部分的に形成し、水分防止膜１８を形成する。

【0121】

図９（ａ）に示すように、流路３３よりも上側の部材となる、ドーナツ状（リング状）の流路基板２５ａ（第１の流路基板）を形成する。つまり、中央に、流路基板２５ａを貫通する円柱状の分岐路３４が形成される、円柱状の流路基板２５ａを形成する。そして、流路基板２５ａの外周部にねじ部３６を形成する。

【0122】

次に、ピエゾ抵抗型半導体素子３を、分岐路３４を塞ぐように、接合層３２を介して、流路基板２５ａの表面側に、接合する。

【0123】

図９（ｂ）に示すように、流路基板２５ａの裏面側から水分防止膜１８を形成する。なお、水分防止膜１８は、スプレー塗布やスパッタリングにより形成される。また、水分防止膜１８には、有機膜や無機膜の単層膜又は複合膜、有機膜と無機膜との複合膜を使用する。

【0124】

つまり、流路基板２５ａには、流路３３に接続する分岐路３４が形成され、分岐路３４の出口部分に、分岐路３４の出口部分を塞ぐように、歪み検出部を搭載した半導体素子が、接合層３２を介して、接合され、分岐路３４の表面、接合層３２の表面、及び、半導体素子における歪み検出部が搭載されていない側の表面を覆うように、水分防止膜１８が形成される。

【0125】

図９（ｃ）に示すように、流路基板２５ｂ（第２の流路基板）を形成する。流路基板２５ｂには、内部に流路３３が形成され、その上側に流路基板２５ａが嵌合する円柱状の空間（開口部）が形成される。そして、円柱状の空間の内周部には、流路基板２５ａの外周部に形成されるねじ部３６と嵌合するねじ部３６が形成される。

【0126】

なお、流路基板２５ａの高さ方向の長さは、流路３３の上側の流路基板２５ｂの高さ方向の長さよりも、短い。また、流路基板２５ａの高さ方向の長さと円柱状の空間の高さ方向の長さとは同等である。このため、流路３３の上側の流路基板２５ｂには、流路３３と流路基板２５ａに形成される分岐路３４とが接続する円柱状の空間が形成される。なお、この円柱状の空間の直径と分岐路３４の直径とは同等である。つまり、流路３３の上側の流路基板２５ｂには、突起部２６が形成される。なお、流路基板２５ａの直径と円柱状の空間２０の直径とは同等である。

【0127】

図９（ｄ）に示すように、流路基板２５ｂの本体に、流路基板２５ａ（部品）を挿入し、ねじ部３６を、シールテープや接着剤（シール部１７）によりシールする。これにより、圧力センサモジュール１５が完成する。

【0128】

このように、実施例２によれば、ピエゾ抵抗型半導体素子３が設置される流路基板２５ａを、部品として、取り扱うことができ、複数個（多数個）の部品に対して、一度に、並列的に、水分防止膜１８を形成することができ、生産性（量産性）に優れる。

【0129】

また、実施例２によれば、流路３３の下側に、円柱状の空間２０が形成されることがないため、段差部が形成されることはなく、段差部にシステム水２１が接触することによる気泡の発生を防止することができる。

【0130】

また、実施例２によれば、流路基板２５とピエゾ抵抗型半導体素子３とを接合する接合層３２の強度を維持し、信頼性が高い圧力センサモジュール１５を提供することができる。

【実施例3】

【0131】

次に、実施例３に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセスを説明する。

【0132】

図１０は、実施例３に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程を説明する断面図である。なお、断面図の左右方向はＹ方向（長辺方向）、断面図の上下方向はＺ方向（高さ方向）、を示す。

【0133】

実施例１では、流路基板２５に対して、流路３３を形成し、流路３３を形成した後に、円柱状の分岐路３４及び円柱状の空間２０を形成し、その後、水分防止膜１８を、流路基板２５の下面側から、円柱状の空間２０を介して、形成し、その後、封止部材１９を形成する。一方、実施例３では、流路基板２５に対して、流路３３を形成する前に、円柱状の分岐路３４及び円柱状の空間２０を形成し、その後、水分防止膜１８を、流路基板２５の下面側から、円柱状の空間２０を介して、形成し、その後、封止部材１９を形成し、最後に、流路３３を形成する。

【0134】

図１０（ａ）に示すように、流路基板２５ｃの中央部近傍に、流路基板２５ｃの裏面側から、流路基板２５ｃを鉛直方向に貫通するように、円柱状の分岐路３４と円柱状の空間２０とを形成する。円柱状の分岐路３４と円柱状の空間２０とは、鉛直方向の断面が凸状になるように、２段（円柱状の分岐路３４の直径は、円柱状の空間２０の直径よりも、小さい）に形成される。そして、円柱状の空間２０の内周部には、ねじ部３６が形成される。

【0135】

次に、ピエゾ抵抗型半導体素子３を、分岐路３４を塞ぐように、接合層３２を介して、流路基板２５ｃの表面側に、接合する。

【0136】

そして、流路基板２５ｃの裏面側から水分防止膜１８を形成する。なお、水分防止膜１８は、スプレー塗布やスパッタリングにより形成される。また、水分防止膜１８には、有機膜や無機膜の単層膜又は複合膜、有機膜と無機膜との複合膜を使用する。

【0137】

図１０（ｂ）に示すように、鉛直方向の断面が凸状の２段円柱状の封止部材１９ｃを、流路基板２５ｃの裏面側から挿入する。

【0138】

なお、２段円柱状の封止部材１９ｃの１段目（下段）の直径は、円柱状の空間２０の１段目（下段）の直径と同等であり、２段円柱状の封止部材１９ｃの２段目（上段）の直径は、円柱状の空間２０の２段目（上段）の直径と同等である。

【0139】

また、２段円柱状の封止部材１９ｃの１段目（下段）の高さ方向の長さは、円柱状の空間２０の１段目（下段）の高さ方向の長さと同等であり、２段円柱状の封止部材１９ｃの２段目（上段）の高さ方向の長さは、円柱状の空間２０の２段目（上段）の高さ方向の長さよりも小さい。

【0140】

そして、２段円柱状の封止部材１９ｃの１段目（下段）の外周側には、円柱状の空間２０の内周部に形成されるねじ部３６と嵌合するねじ部３６が形成される。

【0141】

そして、ねじ部３６（２段円柱状の封止部材１９ｃの１段目（下段）の周囲、つまり、円柱状の空間２０の１段目（下段）の内面と円柱状の封止部材１９ｃの１段目（下段）の外面との間隙）を、シールテープや接着剤（シール部１７ａ）によりシールし、２段円柱状の封止部材１９ｃの２段目（上段）の周囲、つまり、円柱状の空間２０の２段目（上段）の内面と円柱状の封止部材１９ｃの２段目（上段）の外面との間隙を、シールテープや接着剤（シール部１７ｂ）によりシールする。

【0142】

図１０（ｃ）に示すように、流路基板２５の側面側からＹ方向に円柱状の流路３３を形成する。なお、流路３３は、分岐路３４と接続するように形成される。これにより、圧力センサモジュール１５が完成する。このように、流路３３が最後に形成されるため、様々な流路３３の直径を有する圧力センサモジュール１５を製造することができる。

【0143】

また、流路３３を形成する際に、封止部材１９ｃ及びシール部１７ｂの一部分が、流路３３の形成と同時に切削される。

【0144】

そして、流路３３における、流路入口３３ａ及び流路出口３３ｂには、それぞれ配管８と接続するネジ部（図示なし）が形成される。

【0145】

このように、実施例３によれば、封止部材１９ｃ及びシール部１７ｂの一部分が、流路３３の形成と同時に切削されることにより、円柱状の空間２０と流路３３とが連通する部分（つなぎ目）に、段差部が形成されることはなく、段差部にシステム水２１が接触することによる気泡の発生を防止することができる。

【0146】

また、実施例３によれば、流路基板２５とピエゾ抵抗型半導体素子３とを接合する接合層３２の強度を維持し、信頼性が高い圧力センサモジュール１５を提供することができる。

【実施例4】

【0147】

次に、実施例４に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセスを説明する。

【0148】

図１１は、実施例４に係る圧力センサモジュール１５の製造プロセス（ａ）工程、（ｂ）工程、（ｃ）工程を説明する断面図である。なお、断面図の左右方向はＹ方向（長辺方向）、断面図の上下方向はＺ方向（高さ方向）、を示す。

【0149】

実施例４は、実施例２及び実施例３の特徴を有し、流路基板２５の一部を部分的に形成し、水分防止膜１８を形成すると共に、流路基板２５に対して、流路３３を形成する前に、円柱状の分岐路３４を形成し、水分防止膜１８を形成し、部分的に形成された流路基板２５の一部を流路基板２５の本体に挿入し、最後に流路３３を形成する。

【0150】

図１１（ａ）に示すように、流路基板２５ｅを形成する。流路基板２５ｅには、流路基板２５ｅの中央部近傍に、流路基板２５ｅの表面側から、流路基板２５ｅを貫通しないように、円柱状の空間２０ｂが形成される。そして、円柱状の空間２０ｂの内周部には、ねじ部３６が形成される。

【0151】

図１１（ｂ）に示すように、ドーナツ状（リング状）の流路基板２５ｄを形成する。つまり、中央に円柱状の分岐路３４が形成される円柱状の流路基板２５ｄ（第１の流路基板）を形成する。

【0152】

つまり、中央に、流路基板２５ｄを貫通する円柱状の分岐路３４が形成される、円柱状の流路基板２５ｄを形成する。そして、流路基板２５ｄの外周部に、円柱状の空間２０ｂの内周部に形成されるねじ部３６に嵌合するねじ部３６を形成する。

【0153】

なお、流路基板２５ｄの高さ方向の長さは、円柱状の空間２０ｂの高さ方向の長さと同等である。また、流路基板２５ｄの直径は、円柱状の空間２０ｂの直径と同等である。

【0154】

次に、ピエゾ抵抗型半導体素子３を、分岐路３４を塞ぐように、接合層３２を介して、流路基板２５ａの表面側に、接合する。

【0155】

次に、流路基板２５ｄの裏面側から水分防止膜１８を形成する。なお、水分防止膜１８は、スプレー塗布やスパッタリングにより形成される。また、水分防止膜１８には、有機膜や無機膜の単層膜又は複合膜、有機膜と無機膜との複合膜を使用する。

【0156】

そして、流路基板２５ｅ（第２の流路基板）に、流路基板２５ｄを挿入する。つまり、流路基板２５ｄの外周部に形成されるねじ部３６と円柱状の空間２０ｂの内周部に形成されるねじ部３６とが嵌合する。なお、ねじ部３６を、シールテープや接着剤（シール部１７）によりシールする。

【0157】

図１１（ｃ）に示すように、流路基板２５の側面側からＹ方向に円柱状の流路３３を形成する。なお、流路３３は、分岐路３４と接続するように形成される。これにより、圧力センサモジュール１５が完成する。このように、流路３３が最後に形成されるため、様々な流路３３の直径を有する圧力センサモジュール１５を製造することができる。

【0158】

そして、流路３３における、流路入口３３ａ及び流路出口３３ｂには、それぞれ配管８と接続するネジ部（図示なし）が形成される。

【0159】

このように、実施例４によれば、流路３３の下側に、円柱状の空間２０が形成されることがなく、流路３３が最後に形成されるため、段差部が形成されることはなく、段差部にシステム水２１が接触することによる気泡の発生を防止することができる。

【0160】

また、実施例４によれば、ピエゾ抵抗型半導体素子３が設置される流路基板２５ｄを、部品として、取り扱うことができ、複数個（多数個）の部品に対して、一度に、並列的に、水分防止膜１８を形成することができ、生産性（量産性）に優れる。

【0161】

また、実施例４によれば、流路基板２５とピエゾ抵抗型半導体素子３とを接合する接合層３２の強度を維持し、信頼性が高い圧力センサモジュール１５を提供することができる。

【0162】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

【0163】

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

【符号の説明】

【0164】

１…分注装置、２…ノズル、３…ピエゾ抵抗型半導体素子、４…シリンジポンプ、５…電磁弁、６…ギアポンプ、７…タンク、８…配管、９…容器、１０…プランジャ、１１…ボールねじ、１２…モータ、１３…分注機構、１４…制御基板、１５…圧力センサモジュール、１６…分注アーム、１７…シール部、１８…水分防止膜、１９…封止部材、２０…空間、２１…システム水、２２…液体、２３…分節空気、２５…流路基板、２６…突起部、２９…凸部、３２…接合層、３３…流路、３４…分岐路、３５…矢印、３６…ネジ部、３８…マスク、３９…アール形状、４１…フレキシブル基板、４２…電極パッド、４３…ワイヤ。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】