JP3316555B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は圧力センサに関する。

【０００２】

【背景技術】従来の半導体圧力センサの例として，実開
昭５５−１３７５６４号公報や実開昭５５−１１６２５
２号公報に記載のものがある。これらに記載の半導体圧
力センサは，圧力に応じて変位するダイアフラム部（薄
膜部）を備えた感圧素子，増幅回路等の電気部品，およ
びこれらの部品を実装する回路基板（またはカートリッ
ジ）から構成され，回路基板（またはカートリッジ）に
は感圧素子に圧力を導入するための圧力導入孔が形成さ
れている。

【０００３】しかしながら，このような半導体圧力セン
サにおいては，以下のような理由により小型化が困難，
コストが高くなる，高い信頼性が得にくい等の問題があ
った。

【０００４】（１）感圧素子と回路基板との電気的接続
のためにワイヤ・ボンディングが必要である。

【０００５】（２）感圧素子と回路基板との接続をワイ
ヤ・ボンディングにより行ない，電気部品と回路基板と
の電気的接続をはんだ付けによって行うために，接続の
ために少なくとも２つの工程を必要とする。

【０００６】（３）上述した感圧素子−回路基板間の電
気的接続工程と，感圧素子の圧力導入孔−回路基板の圧
力導入孔間の機械的接続（封止）工程とが別である。

【０００７】（４）感圧素子の実装方向を選択できない
ため，圧力を導入する方向に自由度がない（一般には，
圧力は回路基板に垂直に導入される）。

【０００８】

【発明の開示】この発明は，電気部品と同種の工程で，
または一工程において電気部品と一緒に回路基板等の支
持体に実装でき，かつ圧力導入経路の接続も電気的接続
と同時に行うことができる圧力センサを含む容量型セン
サを提供することを目的とする。

【０００９】またこの発明は，回路基板への実装方向の
自由度が高い圧力センサを含む容量型センサを提供する
ことを目的とする。

【００１０】この発明はさらに，はんだ付けの信頼性が
高くかつその検査が容易な構造をもつ電気的装置を提供
することを目的とする。

【００１１】さらにこの発明は，上記圧力センサ，容量
型センサ，電気的装置の製造に適した方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】この発明による圧力センサは，可動電極と
して働くダイアフラム部およびこのダイアフラム部を支
持するための支持部が形成された半導体基板，ならびに
上記半導体基板の上記支持部に接合された絶縁体基板と
を備えている。

【００１３】上記絶縁体基板には，上記ダイアフラム部
に対応する位置に，上記絶縁体基板をその厚さ方向に貫
通する圧力導入孔が形成されている。上記ダイアフラム
部に対向する面に固定電極が形成されている。上記絶縁
体基板の上記固定電極が形成された面とは反対側の面に
おいて，上記圧力導入孔の開口縁の全周にわたって固定
電極用端子が形成されている。上記圧力導入孔の内面に
導体が形成され，この導体によって上記固定電極と上記
固定電極用端子とが電気的に接続されている。

【００１４】この圧力センサは，表面に金属部が形成さ
れた支持体（プリント回路基板，ステム，ケース等）に
実装される。すなわち，上記固定電極用端子が上記金属
部と電気的に接続されるように，上記支持体上に上記絶
縁体基板が，導電性材料（はんだ，導電性接着剤等）に
より固定される。上記金属部の中央の位置において支持
体には圧力導入孔が形成される。

【００１５】この発明によると，絶縁性基板に形成さ
れ，内面に導体が形成された圧力導入孔が圧力の導入と
固定電極の電気的接続のために兼用されている。固定電
極用端子を支持体上の金属部に導電性材料により固定す
ることにより，圧力センサを支持体上の回路等に電気的
に接続し，これと同時に，圧力センサの圧力導入孔と支
持体の圧力導入孔とを接続することができる。

【００１６】これにより電気部品と同じ工程で圧力セン
サを支持体に実装することが可能となるとともに，この
電気的接続と同時に圧力導入孔の接続を行うことがで
き，小型化，低コスト化を図ることができる。また，ワ
イヤボンドを使用せず，配線長が短いので信頼性が向上
する。

【００１７】可動電極として働くダイヤフラムもまた同
じようにして支持体に接続することができる。

【００１８】すなわち，上記絶縁体基板の上記支持部に
対応する位置に，上記絶縁体基板を厚さ方向に貫通する
接続孔が形成される。上記絶縁体基板の上記半導体基板
との接合面とは反対側の面において，上記接続孔の開口
縁部に可動電極用端子が形成される。上記接続孔の内面
に導体が形成され，この導体によって上記半導体基板と
上記可動電極用端子とが電気的に接続されている。

【００１９】支持体にはその表面に相互に絶縁された第
１の金属部と第２の金属部とが形成される。上記固定電
極用端子が上記第１の金属部に，上記可動電極用端子が
上記第２の金属部にそれぞれ電気的に接続されるよう
に，上記絶縁体基板が上記支持体上に導電性材料により
固定される。

【００２０】可動電極の支持体上の回路等への接続もま
た，ワイヤ・ボンディングを用いることなく，電気部品
と同じように，そして同時に行うことができる。

【００２１】この発明の一実施態様においては，上記絶
縁体基板の一側面に少なくとも２つの凹部が形成され，
上記固定電極用端子および可動電極用端子が上記の対応
する凹部までそれぞれ延びている。上記凹部の一形態例
では，円筒状穴または錐状穴を縦方向に２つに分割した
形状である。

【００２２】上記絶縁性基板の一側面に形成された凹部
まで延びた端子の部分にもはんだ等の導電性材料を設け
ることができるので，支持体の金属部への電気的接続が
確実となり，さらに外から見えるところにはんだ等の導
電性材料が設けられるので，その検査が容易となる。

【００２３】このような固定電極用端子および可動電極
用端子を備えた圧力センサは，支持体上に縦に実装する
こともできる。すなわち，上記の少なくとも２つの凹部
までそれぞれ延びた端子が上記第１および第２の金属部
にそれぞれ接続されるように，上記半導体基板および絶
縁体基板が上記支持体の上記表面に垂直に立てられた状
態で，導電性材料により固定される。この場合には，支
持体には圧力導入孔は形成されない。

【００２４】圧力センサのこの実装形態によると，圧力
導入孔を支持体の面に平行な方向に向かせることができ
る。すなわち，圧力導入方向の自由度が高まる。

【００２５】この発明は圧力センサのみならず，一般に
容量型センサに敷衍することができる。

【００２６】この容量型センサは，可動電極として働く
感知部およびこの感知部を支持するための支持部が形成
された半導体基板，ならびに上記半導体基板の上記支持
部に接合された絶縁体基板とを備えている。

【００２７】上記絶縁体基板には，上記半導体基板の上
記感知部および支持部にそれぞれ対応する位置に，上記
絶縁体基板をその厚さ方向に貫通する第１および第２の
接続孔が形成されている。

【００２８】上記絶縁体基板の上記可動電極に対向する
面に固定電極が形成されている。

【００２９】上記絶縁体基板の上記固定電極が形成され
た面と反対側の面において，上記第１および第２の接続
孔の開口周縁に固定電極用端子および可動電極用端子が
それぞれ形成されている。

【００３０】上記第１および第２の接続孔の内周面に導
体がそれぞれ形成され，これらの導体を介して，上記固
定電極が固定電極用端子に，上記半導体基板が上記可動
電極用端子にそれぞれ電気的に接続されている。

【００３１】上記固定電極用端子および可動電極用端子
は上記絶縁体基板の一側面にまで延びている。

【００３２】この構成によっても，容量型センサの固定
電極および可動電極を支持体上に，ワイヤ・ボンディン
グを用いずに，電気部品と同時に実装することができ
る。また，絶縁体基板の一側面にまで延びた端子部分に
もはんだ等の導電性材料を付けることができるので電気
的接続が確実となるとともにその検査が容易となる。

【００３３】一実施態様では上記絶縁体基板の一側面に
厚さ方向にのびる少なくとも２つの凹溝が形成され，こ
れらの凹溝内に上記固定電極用端子および可動電極用端
子から延びた電極部分が形成される。

【００３４】この容量型センサも支持体上に縦に実装す
ることができる。

【００３５】この発明はさらに，一般的に電気的装置に
敷衍することができる。

【００３６】この発明による電気的装置は，少なくとも
一方が絶縁体基板である２つの基板が互いに接合される
ことにより構成される。

【００３７】上記絶縁体基板にはその厚さ方向に貫通す
る接続孔が形成され，上記絶縁体基板の接合面とは反対
側の面において，上記接続孔の開口周縁に接続端子が形
成され，上記接続孔の内周面に導体が形成され，この導
体を介して，上記２つの基板の一方に形成された電気的
作用部が上記接続端子に電気的に接続され，上記接続端
子は上記絶縁体基板の一側面にまで延びている。

【００３８】この電気的装置は絶縁体基板に形成された
接続孔を通して支持体に電気的に接続可能である。ま
た，絶縁体基板の一側面にまで延びた接続端子部分によ
って電気的接続の確実性が高まるとともに，外部からの
接続検査が可能となる。この電気的装置も支持体上に縦
に実装することができる。

【００３９】好ましい実施態様では上記絶縁体基板の一
側面に凹溝が形成され，この凹溝の内面に上記接続端子
が形成される。

【００４０】この発明はさらに他の電気的装置を提供し
ている。

【００４１】この電気的装置は，少なくとも一方が絶縁
体基板である２つの基板が互いに接合されることにより
構成されている。

【００４２】上記絶縁体基板の少なくとも一側面に基板
の厚さ方向にのびる凹溝が形成され，この凹溝内に接続
端子が形成され，上記２つの基板の一方に形成された電
気的作用部が上記接続端子に接続されている。

【００４３】絶縁体基板の一側面に形成された接続端子
を通して電気的装置の電気的作用部を支持体上に固定し
かつ接続することができる。この電気的装置もまた支持
体上に縦に実装することができる。

【００４４】この発明は絶縁体基板の一側面に凹溝が形
成され，この凹溝に接続端子が設けられた圧力センサ，
容量型センサおよび電気的装置の製造方法を提供してい
る。

【００４５】この発明による電気的装置の製造方法は，
少なくとも一方が絶縁体基板である２つの基板が互いに
接合されてなる電気的装置の製造方法であり，少なくと
も一方が絶縁体である２つのウエハを用意し，絶縁体ウ
エハにおいて，分割されたときに絶縁体基板の側辺とな
る位置に穴をあけ，上記の２つのウエハを接合し，上記
絶縁体ウエハの上記の穴の内周面に導体薄膜を形成し，
接合された上記の２つのウエハを上記の穴の中心を通る
線にそって分割するものである。

【００４６】必要に応じて，上記絶縁体ウエハの少なく
とも一面において上記穴の周縁にも導体薄膜を形成す
る。

【００４７】２つのウエハを接合する工程と，絶縁体ウ
エハの上記の穴の内周面に導体薄膜を形成する工程のど
ちらを先に行ってもよい。

【００４８】この発明によると，ウエハに穴をあけ，穴
の内周面に導体薄膜を形成し，穴の中心を通る線にそっ
てウエハを分割するという工程によって，基板の側面に
凹溝が形成され，この凹溝内に導体薄膜による接続端子
が形成された電気的装置（圧力センサ，容量型センサを
含む）を製造することができるので，その製造工程が簡
素化される。

【００４９】

【実施例】

第１実施例 図１（Ａ）は，感圧素子，ＩＣ，その他の回路部品を除
去して示す圧力センサのプリント回路基板の上面図，図
１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩ−Ｉ線にそう断面図（感圧素
子，ＩＣ，他の回路部品が搭載された状態）である。

【００５０】図１（Ｂ）において，作図の便宜上および
分りやすくするために，肉厚が実際よりも厚めに強調し
て描かれている。このことは後に説明する他の実施例の
断面図においても同じである。

【００５１】この圧力センサは，測定圧力Ｐ１と基準圧
力（大気圧）Ｐａとの差圧を静電容量の変化によって検
知する差圧型静電容量式圧力センサである。

【００５２】圧力センサはプリント回路基板40を備え，
この基板40の表面上には，測定圧力Ｐ１と基準圧力Ｐａ
との差圧を静電容量に変換する感圧素子10，感圧素子10
からの静電容量出力をその静電容量に相当する周波数に
変換するＩＣ30，および圧力測定回路を構成するその他
の部品（抵抗，コンデンサ等）31が実装されている。好
ましくは，感圧素子10の温度特性に影響を与えないよう
にするため，プリント回路基板40には熱膨張率の低いガ
ラスまたはエポキシ樹脂が使用される。

【００５３】プリント回路基板40にはその厚さ方向に貫
通する圧力導入孔41が感圧素子10が実装される位置に形
成されている。この圧力導入孔41の周囲において，測定
圧力Ｐ１を感圧素子10に導くための圧力導入パイプ50が
プリント回路基板40に接着剤で固定され，このパイプ50
には圧力導入チューブ51が接続されている。測定圧力Ｐ
１は，圧力導入チューブ51，圧力導入パイプ50および圧
力導入孔41を経て感圧素子10の内部に導入される。

【００５４】プリント回路基板40の表面上には，感圧素
子10が実装される位置において，感圧素子10の後述する
固定電極パッド21と電気的に接続するための環状の固定
電極用ランド43，および可動電極パッド22と電気的に接
続するための円形の可動電極用ランド44が形成されてい
る。プリント回路基板40の表面にはさらにこれらのラン
ド43，44と上述したＩＣ30や部品31とを電気的に接続す
るためのプリント配線パターン42が形成されている。可
動電極用ランド44を可動電極パッド22の形状にあわせて
環状に形成してもよい。

【００５５】図２（Ａ）は感圧素子10の拡大平面図，図
２（Ｂ）は図２（Ａ）のII−II線にそう断面図，図２
（Ｃ）は拡大底面図である。

【００５６】感圧素子10は導電性のあるシリコン半導体
基板11と，ガラス等から形成される絶縁体基板12とから
構成されている。

【００５７】シリコン半導体基板11には，枠状の支持部
13および受圧部である薄肉のダイアフラム部（薄膜部）
14が形成されている。これらは好ましくはアルカリ系エ
ッチング液を用いてシリコン半導体基板11の表面に高精
度のエッチングを施すことにより形成される。ダイアフ
ラム部14の厚さは感圧素子10の用途によって異なる。枠
状の支持部13の一側部分13ａは他辺に比べて幅が広く，
ダイアフラム部14はシリコン半導体基板11の他側に偏っ
た位置に形成されている。

【００５８】半導体基板11はその支持部13の下面におい
て絶縁体基板12と陽極接合されている。支持部13の内側
に形成されたダイアフラム部14と絶縁体基板12表面との
間にはギャップ（間隙）15が形成されている。このギャ
ップ15は半導体基板11をエッチングによって削り取るこ
とによって形成されている。絶縁体基板12の内面を均一
に削り取る，または支持部13と絶縁体基板12との間にス
ペーサを設けることによってギャップ15を形成してもよ
い。またダイアフラム部14の形状は矩形に限らず円形で
も良い。ダイアフラム部14は不純物濃度の高いシリコン
半導体基板11によって形成されているため導電性があ
り，可動電極としても機能する。

【００５９】絶縁体基板12のダイアフラム部14に対向す
る内面には，環状の固定電極16が設けられている。固定
電極16は絶縁体基板12上にアルミニウムまたは他の導電
性材料を蒸着またはスパッタリングすることによって形
成される。固定電極16はダイアフラム部14の面積よりも
やや小さく形成される。

【００６０】絶縁体基板12において，ダイアフラム部14
の中央に対向する位置およびフレーム部13の幅広の一側
部分13ａに対向する位置にそれぞれ接続孔17および18が
形成され，その内周面にはメタル・パタ−ン19および20
がそれぞれ形成されている。絶縁体基板12の下面におい
て，環状の固定電極パッド（端子）21および可動電極パ
ッド（端子）22が接続孔17および18の開口縁部にそれぞ
れ形成されている。これらのメタル・パターン19，20お
よびパッド21，22もまたアルミニウム等の金属を堆積す
ることによりつくられる。好ましくは，パッド21，22の
表面にははんだ付け性の良い金が付けられる。固定電極
16，メタル・パターン19および固定電極パッド21は連続
し，相互に電気的に接続されている。また，シリコン半
導体基板11と可動電極パッド22は，半導体基板11に形成
されたメタル・パターン20ａおよびメタル・パタ−ン20
によって電気的に接続されている。固定電極パッド21と
可動電極パッド22は，それぞれ上述したプリント回路基
板40上の固定電極用ランド43および可動電極用ランド44
にはんだまたは導電性接着剤により電気的に接続され
る。固定電極パッド21と固定電極用ランド43とがはんだ
等により接合されるので，接続孔17と圧力導入孔41とが
気密性を保って接続される。

【００６１】圧力導入チューブ51，圧力導入パイプ50，
圧力導入孔41および接続孔（圧力導入孔）17を経て感圧
素子10内部に導入された測定圧力Ｐ１と，ダイアフラム
部14の上面から与えられる基準圧力（大気圧）Ｐａとの
差圧に応じてダイアフラム部14はたわむ。したがってダ
イアフラム部（可動電極）14と固定電極16との間隙が変
化し，電極14と16との間の静電容量Ｃが変化する。この
静電容量Ｃの変化（一般には静電容量Ｃの逆数１／Ｃが
出力データとして用いられることが多い）はＩＣ30によ
って周波数の変化に変換される。この周波数信号は測定
圧力Ｐ１と基準圧力Ｐａとの差圧を表わしている。

【００６２】図３を参照して，感圧素子10をプリント回
路基板40上に実装するプロセスについて説明する。

【００６３】上述したように，感圧素子10の絶縁体基板
12の下面には固定電極パッド21および可動電極パッド22
が形成されている。これに対応してプリント回路基板40
上には，環状の固定電極用ランド43および円形の可動電
極用ランド44が形成されている。また，基板40には，他
の回路部品30，31を接続するためのランド45，ならびに
ランド45相互およびランド45とランド43，44とを接続す
るための配線パターン42（図１）が形成されている（図
３（Ａ））。環状の固定電極用ランド43の中心に形成さ
れた穴はプリント配線基板40の圧力導入孔41と一致して
いる。

【００６４】プリント回路基板40に形成された各ランド
43，44，45上にクリームはんだ46をスクリーン印刷によ
って塗布する（図３（Ｂ））。感圧素子10のパッド21，
22とプリント回路基板40上のランド43，44とがそれぞれ
一致するように，また部品30，31のピンと対応するラン
ド45とが一致するように，感圧素子10および部品30，31
を基板40上に位置決めして配置する（図３（Ｃ））。最
後にリフローによってクリームはんだ46を溶かす。これ
によって感圧素子10，各部品30，31が基板40上に固定さ
れ，かつ配線パターン42によって相互に接続される（図
３（Ｄ））。

【００６５】以上のようにして，ワイヤ・ボンドを使わ
ずに一般の表面実装部品と同じ工程で，感圧素子10をプ
リント回路基板40上に固定しかつ配線パターンに電気的
に接続し，さらに感圧素子10と圧力の導入孔41との気密
性を保った接続を同時に行なうことができる。圧力セン
サの信頼性が向上し，低コスト化，小型化，短い配線長
による回路特性の向上が達成できる。

【００６６】感圧素子10および回路部品30，31のプリン
ト回路基板40への実装には，はんだに代えて導電性接着
剤を使用しても良い。使用する接着剤には，好ましくは
その熱膨張率が感圧素子10の絶縁体基板（ガラス）12の
熱膨張率に近く，かつ弾性率が低い物性のものが選択さ
れる。これにより感圧素子10への熱応力が低減でき，圧
力センサの温度特性が向上する。

【００６７】図４，図５および図６は，上述した感圧素
子10の製造プロセスを示している。これらの図は図２
（Ｂ）に相当する断面図である。

【００６８】図４は，絶縁体基板12となる絶縁体ウエハ
の加工プロセスを示している，まず材料のガラス・ウエ
ハ12Ａに公知の超音波加工法で接続孔17，18を形成する
（図４（Ａ））。一般にガラスに孔を形成すると，孔は
図示のように錐状になる。次に，ガラス・ウエハ12Ａ全
体に金属膜を蒸着，その他の方法により堆積させる（図
４（Ｂ））。接続孔17，18の内周面にも金属膜（メタル
・パターン）19，20がそれぞれ形成される。ガラス・ウ
エハ12Ａの上下両面に形成された金属膜60は接続孔17，
18の内面のメタル・パターン19，20により電気的に接続
された状態となる。好ましくははんだ付け性のよい金な
どを金属膜60の表面に付ける。ガラス・ウエハ12Ａの上
下面に形成された金属膜60のうち，固定電極16，固定電
極用パッド21および可動電極用パッド22となるべき部分
を残して，他を除去する（図４（Ｃ））。

【００６９】図５はシリコン半導体基板11となる半導体
ウエハの加工プロセスを示している。まず両面研磨した
シリコン・ウエハ11Ａの上下面全体に窒化膜（ＳｉＮ
膜）61を堆積させ，ギャップ15を形成すべき領域の窒化
膜61を除去する。残った窒化膜61はギャップ15を形成す
るときのエッチングのためのマスクとなる（図５
（Ａ））。次に水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリ
水溶液を用いたウエット・エッチング，またはガスプラ
ズマ等を用いたドライ・エッチングにより，シリコン・
ウエハ11Ａ上のマスク61が形成されていない部分を垂直
に削り取り，ギャップ15となるべき凹所形成する（図５
（Ｂ））。

【００７０】シリコン・ウエハ11Ａの両面（エッチング
によって形成された凹所15内を含む）に窒化膜61ａをさ
らに堆積させ，ダイアフラム部14を形成すべき領域の窒
化膜61，61ａを除去する。窒化膜61ａはダイアフラム部
14を形成するディープ・エッチングのためのマスクとな
る（図５（Ｃ））。異方性エッチングにより，シリコン
・ウエハ11Ａの上面を逆メサ状に深く削り取って，薄肉
のダイアフラム部14を形成する（図５（Ｄ））。最後に
シリコン・ウエハ11Ａ両面の窒化膜61，61ａをすべて除
去する（図５（Ｅ））。

【００７１】図６を参照して，このようにして作製され
た半導体ウエハ11Ａの下に絶縁体ウエハ12Ａを配置し，
両者を陽極接合法によって接合する（図６（Ａ））。シ
リコン基板ウエハ11Ａの接続孔18の底面に位置する部分
の下面に金属膜20ａを堆積して，可動電極用パッド22お
よびメタル・パターン20とシリコン半導体基板11との電
気的接続を確保する。

【００７２】このようにして，互いに接合されたシリコ
ン半導体ウエハ11Ａと絶縁体ウエハ12Ａとからなる１枚
のウエハ内に，同一の感圧素子が多数個規則的に配列さ
れたものが得られる。このウエハをダイシングによって
分割すると，個々の感圧素子10が完成する（図６
（Ｂ））。

【００７３】図５（Ｄ）に示すディープ・エッチング処
理を図６（Ａ）の陽極接合の後に行っても良い。この場
合は接合によってダイアフラム部14に発生する応力を低
減することができる。

【００７４】図７，図８，図９および図１０は，感圧素
子10の製造プロセスの他の例を示している。図７は図４
に対応し，図８および図９は図５に，図１０は図６にそ
れぞれ対応する。これらの図において，図４から図６に
示すものと同一物には同一符号を付し，重複説明を避け
る。図４から図６に示す製造プロセスと異なる点につい
てのみ説明する。

【００７５】絶縁体ウエハ加工プロセスにおいて，図７
（Ａ）および（Ｂ）のプロセスは図４（Ａ）および
（Ｂ）のプロセスと同じである。最後に，ガラス・ウエ
ハ12Ａの上下面に形成された金属膜60のうち，固定電極
16，固定電極用パッド21および可動電極用22となるべき
部分に加えて，可動電極用パッド22をメタル・パターン
18を通して半導体基板ウエハ11Ａと電気的に接続するた
めの環状のメタル・パターン22ｂを残して，他を除去す
る（図７（Ｃ））。

【００７６】半導体ウエハ11Ａの加工プロセスにおい
て，両面研磨したシリコン・ウエハ11Ａにギャップ15と
なるべき凹所を形成するのは図５（Ａ），（Ｂ）に示す
プロセスと同じである（図８（Ａ），（Ｂ））。この
後，すべての窒化膜61を除去する（図８（Ｃ））。

【００７７】再びシリコン・ウエハ11Ａ全体（凹所15内
を含む）に窒化膜62を形成し，メタル・パターン20ｂが
接触する範囲の窒化膜61を除去し，残りの窒化膜をエッ
チングのためのマスクとする（図８（Ｄ））。シリコン
・ウエハ11Ａ上のマスク62が形成されていない部分をエ
ッチングにより浅く（メタル・パターン20b の厚さとほ
ぼ同じ深さ）削り取り，凹所24を形成する（図９
（Ｅ））。

【００７８】シリコン・ウエハ11Ａ全体の表面（凹所24
内を含む）に窒化膜61ａをさらに形成し，ダイアフラム
部14に相当する領域の窒化膜62，61ａを除去して，ダイ
アフラム部14を形成するためのディープ・エッチング用
マスクを形成する（図９（Ｆ））。異方性エッチングに
より，シリコン・ウエハ11Ａの上面を逆メサ状に削り取
って，薄肉のダイアフラム部14を形成する（図９
（Ｇ））。最後にシリコン・ウエハ11Ａ両面の残りの窒
化膜62，61ａを除去する（図９（Ｈ））。

【００７９】このようにして作製したシリコン半導体ウ
エハ11Ａの下面に絶縁体ウエハ12Ａを配置し，陽極接合
によって両者を接合する（図１０（Ａ））。メタル・パ
ターン20ｂが凹所24内においてシリコン半導体ウエハ11
Ａの下面に接触し，可動電極14と可動電極パッド22が電
気的に接続される。接合されたウエハをダイシングによ
ってそれぞれのチップに切断し，感圧素子10が完成する
（図１０（Ｂ））。

【００８０】メタル・パターン20ｂとシリコン半導体基
板11との電気的導通性を向上させるために，図９（Ｈ）
に鎖線で示すように，凹所23にあらかじめメタル20ｃを
スパッタなどで付けておいても良い。

【００８１】この製造方法によると，シリコン半導体基
板11との電気的接続を実現するためのメタル・パターン
20ｂをあらかじめ形成しておく（これに相当する領域の
メタルを除去せずに残しておく）ので，図６（Ｂ）に示
す金属膜20ａを形成する工程を省くことができ，感圧素
子10の工程の簡略化，作製時間の短縮，低コスト化が図
れる。

【００８２】第２実施例 図１１（Ａ）は第２実施例の感圧素子を示す平面図，図
１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のXI−XI線にそう断面図，図
１１（Ｃ）は底面図である。図１２（Ａ）は図１１
（Ａ）のXII−XII線にそう断面図である。

【００８３】図１１（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）はそれ
ぞれ図２（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に対応している。
図１１において，図２に示すものと同一物には同一符号
を付して重複説明を避け，第１実施例と異なる点に焦点
をあてて説明する。

【００８４】シリコン半導体基板11の枠状の支持部13は
一辺を除いて幅が広く形成されている（この幅の広い側
部をそれぞれ符号13ｂ，13ｃおよび13ｄで示す）。フレ
ーム部13の側部13ｂ，13ｃおよび13ｄに対応する絶縁体
基板12の部分も幅が広く形成されている。

【００８５】絶縁体基板12の側部13ｂの側面には半円錐
状の凹部17ｂ，18ｂが形成されている。側部13ｃの側面
にも凹部17ｃ，18ｃが形成されている。凹部17ｂと17ｃ
とを結ぶ直線上に接続孔17の中心があり，凹部18ｂと18
ｃを結ぶ直線上に接続孔18の中心がある。

【００８６】凹部17ｂ，17ｃ，18ｂおよび18ｃの内面に
はメタルパタ−ン19ｂ，19ｃ，20ｂおよび20ｃが形成さ
れている。メタルパタ−ン19ｂ，19ｃ，20ｂ，20ｃは凹
部17ｂ，17ｃ，18ｂ，18ｃの上端縁までは達していない
（図１２（Ａ）参照）。

【００８７】絶縁体基板12の下面において，固定電極パ
ッド21はメタル・パターン19ｂおよび19ｃの方向にの
び，これらのメタル・パターンとつながっている。同じ
ように可動電極22もがメタル・パターン20ｂ，20ｃの方
向にのびこれらのメタル・パッド20ｂ，20ｃと連続して
いる。

【００８８】図１２（Ｂ）は，上記の構造をもつ感圧素
子10Ａをプリント回路基板40上に実装した状態を示して
いる。固定電極パッド21および可動電極パッド22をはん
だによってプリント回路基板40上のランド43上およびラ
ンド44上に固定するとともに，メタル・パターン19ｂ，
19ｃ，20ｂ，20ｃがプリント回路基板40に形成されたプ
リント配線パターン42にはんだ46によって固定かつ電気
的に接続される。側面からのはんだ46の状態を容易に観
察できるようになり，はんだ検査が容易となる。また，
側面からのはんだ付けにより，固定強度，気密性が高ま
る。

【００８９】図１３，図１４および図１５は，感圧素子
10Ａの加工プロセスを示している。これらの図は図４，
図５および図６に対応するものである。

【００９０】図１３は絶縁体基板12となる絶縁体ウエハ
の加工プロセスを示している。まず材料のガラス・ウエ
ハ12Ａに接続孔17，18および凹部形成用孔17Ｂ，17Ｃ，
18Ｂ，18Ｃを形成する（図１３（Ａ）；ただし接続孔18
および凹部形成用孔18Ｂ，18Ｃは見えていない）。ガラ
ス・ウエハ12Ａ全体に金属膜60を蒸着させる（図１３
（Ｂ））。接続孔17，18および凹部形成用孔17Ｂ，17
Ｃ，18Ｂ，18Ｃの内周面にも金属膜19，20，19ｂ，19
ｃ，20ｂ，20ｃがそれぞれ形成される。ガラス・ウエハ
12Ａの上下面に形成された金属膜60のうち，固定電極1
6，固定電極用パッド21および可動電極用パッド22とな
るべき部分を残して，他を除去する（図１３（Ｃ））。
凹部形成用孔17Ｂ，17Ｃ，18Ｂ，18Ｃの内周面に形成さ
れた金属膜19ｂ，19ｃ，20ｂ，20ｃは，後に接合するシ
リコン半導体基板11に接触しないようにするため，孔17
Ｂ，17Ｃ，18Ｂ，18Ｃの上端からはみ出さないように削
り取られる。

【００９１】図１４はシリコン半導体基板11となる半導
体ウエハの加工プロセスを示している。両面研磨したシ
リコン・ウエハ11Ａの上下面全体に窒化膜61を堆積さ
せ，ギャップ15を形成すべき領域の窒化膜61を除去する
（図１４（Ａ））。次にエッチングによってシリコン・
ウエハ11Ａ上のマスク61が形成されていない部分を垂直
に削り取り，ギャップ15となるべき凹所を形成する（図
１４（Ｂ））。シリコン・ウエハ11Ａの両面（凹所15内
を含む）に窒化膜61ａをさらに堆積させ，ダイアフラム
部14を形成すべき領域の窒化膜61，61ａを除去する（図
１４（Ｃ））。異方性エッチングによりシリコン・ウエ
ハ11Ａの上面を削り取って，ダイアフラム部14を形成す
る（図１４（Ｄ））。最後にシリコン・ウエハ11両面の
残りの窒化膜61，61ａを除去する（図１４（Ｅ））。

【００９２】図１５を参照して，シリコン半導体ウエハ
11Ａの下に絶縁体ウエハ12Ａを配置し，陽極接合法によ
って接合する（図１５（Ａ））。このとき金属膜19ｂ，
19ｃ，20ｂ，20ｃは，半導体ウエハ11Ａと接触しない。
図６（Ｂ）に示す工程と同様に，接続孔18の底面となる
半導体ウエハ11Ａの下面に金属膜20ａを堆積する。ダイ
シングによってウエハを個々の感圧素子10Ａに分割する
（図１５（Ｂ））。ダイシングは凹部形成用孔17ｂ，17
ｃ，18ｂ，18ｃの中央で行う。

【００９３】第３実施例 図１６は第３実施例の圧力センサを示すもので，同図
（Ａ）は圧力導入パイプを取去って示す正面図，同図
（Ｂ）は図１６（Ａ）のXVI −XVI 線にそう断面図であ
る。

【００９４】感圧素子10Ａがプリント回路基板40上に，
その基板11，12が基板40に垂直になるように配置され，
下に位置するメタル・パターン19ｃ，20ｃがプリント回
路基板40上の固定電極用ランド43Ａおよび可動電極用ラ
ンド44Ａにそれぞれはんだ付けされている。これらのラ
ンド43Ａ，44Ａは図１（Ａ）に示すランド43，44のよう
に環状または円形である必要はなく，メタル・パターン
19ｃ，20ｃとの接合に適した方形に形成されている。は
んだ付けプロセスはプリント回路基板40上のランド上に
クリームはんだをスクリーン印刷によって塗り，その上
に感圧素子10Ａのメタル・パターン19ｃ，20ｃが位置す
るように感圧素子10Ａを配置し，リフローによってクリ
ームはんだ46を溶せばよい。

【００９５】絶縁体基板12の固定電極パッド21上には，
測定圧力を感圧素子10内に導くための真鍮で形成された
圧力導入パイプ50がはんだ接合されている。この圧力導
入パイプ50には圧力導入チューブ51が接続されている。
シリコン半導体基板11にも，基準圧力を導くための圧力
導入パイプ52がダイアフラム部14全体を覆うようにして
接合されている。上記とは逆に，圧力導入パイプ52のシ
リコン半導体基板11との接合面には金がメッキされ，金
とシリコン間の共晶によって圧力導入パイプ52がシリコ
ン半導体基板11に接合されている。圧力導入パイプ52に
は圧力導入チューブ53が接続される。上記とは逆に，圧
力導入パイプ50から基準圧力を，圧力導入パイプ52から
測定圧力を導入するようにしても良い。

【００９６】このように感圧素子を縦に配置することに
より，プリント回路基板上で感圧素子が占有する面積が
小さくなるので，プリント回路基板の有効利用を図るこ
とができる。

【００９７】感圧素子10Ａをリフロー法によりプリント
回路基板40に固定することに代えて，または加えて，感
圧素子10Ａをプリント回路基板40上に縦に配置し，半円
錐状の凹部17ｃ，18ｃに横方向からはんだを注入しても
良い。この場合，ランド43Ａ，44Ａとシリコン半導体基
板11とがはんだ46を介して電気的に接続してしまうおそ
れがあるので，半導体基板11の内部とその表面（凹部17
ｃ，19ｃに近い部分）との間にｎｐｎ接合部，またはｐ
ｎｐ接合部を形成しておくとよい。図１７においては，
半導体基板11がｎ型シリコン形成され，半導体基板11の
絶縁体基板12との接合面のエッジ部にイオン注入，熱拡
散などの方法によりｎｐｎ構造が形成されている。

【００９８】第４実施例 図１８は第４実施例を示す図１２（Ｂ）に相当する断面
図である。第４実施例は絶対圧型圧力センサに関連する
ものである。図１８において，図１２（Ｂ）に示すもの
と同一物には同一符号を付し重複説明を避ける。

【００９９】プリント回路基板40に圧力導入孔41が形成
されていない。感圧素子10Ａは真空中でプリント回路基
板40に実装される。感圧素子10Ａの固定電極パッド21お
よび可動電極22がそれぞれプリント回路基板40上の固定
電極用ランド43および可動電極用ランド44にそれぞれは
んだで固定されるとともに，メタル・パターン19ｂ，19
ｃ，20ｂ，20ｃが回路基板40上のランドにはんだ46で固
定される。これより，ギャップ15および接続孔17の内部
が真空に保たれ，絶対圧型圧力センサが実現する。

【０１００】シリコン半導体基板11の上面には，測定圧
力Ｐ１を導くための圧力導入パイプ52がダイアフラム部
14全体を覆うようにして接合されている。圧力導入パイ
プ52の基板11への接合は，接着剤または金−シリコンの
共晶結合を利用すればよい。

【０１０１】以上のように感圧素子10の内部に真空室を
形成するための特別な構造を必要とすることなく，第２
実施例に示す構造をもつ差圧型感圧素子10Ａをそのまま
用いて絶対圧型感圧素子を実現できる。第１実施例に示
す構造をもつ感圧素子10を用いて絶対圧型圧力センサを
実現することもできる。

【０１０２】第５実施例 図１９（Ａ）は第５実施例の圧力センサを示す底面図，
図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のXIX −XIX 線にそう断面
図である。第５実施例の圧力センサでは，感圧素子がス
テム内に実装されている。

【０１０３】ステム70は周囲を囲む側壁72を有し，測定
圧力Ｐ１を導入するためのパイプ71がステム70の底面
に，底面と垂直に外方に突出するように一体形成されて
いる。ステム70にはまた２つのリード・フレーム73がイ
ンサート成形されている。これらのリード・フレーム73
のステム70内に位置する端部はそれぞれ感圧素子10の底
部に形成された固定電極用パッド21および可動電極用パ
ッド22の形状に一致する形状にエッチングによって形成
されている。ステム70の外部に突出したリード・フレー
ム73の他端部は，図１９（Ｂ）を基準としてそれぞれ一
旦下方に折り曲げられ，ステム70の底面よりも下の位置
において再び水平方向（測定圧力導入方向に対して垂
直）に延びている。

【０１０４】リード・フレーム73は，好ましくは熱膨張
係数が低く加工性が良い４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金で形成さ
れる。ステムには機械的強度が高く，電気的絶縁性があ
り，成形性に保れたＰＰＳ樹脂が用いられる。

【０１０５】はんだまたは導電性接着剤を用いて感圧素
子10がリード・フレーム73上に接合されている。２つの
リード・フレーム73はそれぞれ可動電極14および固定電
極16に接続されることになる。感圧素子10の圧力導入孔
17はパイプ71に気密性を保って接続される。ワイヤ・ボ
ンディングを使用しないで小型（薄型）の圧力センサが
得られる。基準圧力（大気圧）を導入するための穴（差
圧穴）75が形成された上蓋74が，ケーシング72上端に形
成された段部76に接着されている。

【０１０６】この圧力センサは感圧素子がステム内に収
められているために取扱いが容易である。また通常の電
子回路部品と同様に回路基板に実装することもできる。

【０１０７】図２０（Ａ）は変形例を示す側面図，図２
０（Ｂ）は図２０（Ａ）のXX−XX線にそう断面図であ
る。ステム70には２つのリード・フレーム73が並行に並
んで取付けられ，ステム70の一側から外部に突出してい
る。この外部に突出したリード・フレーム73の端部は，
直角に（測定圧力導入方向に対して平行）曲げられてい
る。ハード・フレーム73の直角に折曲げられた部分が基
板40上のランドにはんだにより固定される。ステム10は
感圧素子10の基板11，12がプリント回路基板40に垂直と
なる姿勢で基板40に固定されることになる。測定圧力導
入パイプ71がプリント回路基板の実装面と平行になる薄
型の圧力センサが実現される。

【０１０８】第６実施例 図２１は第６実施例を示すものである。第６実施例は加
速度または振動センサに関する。

【０１０９】加速度または振動の検出素子10Ｂがプリン
ト回路基板40上に実装されている。素子10Ｂのダイアフ
ラム部14のほぼ中央には，重り部25が形成されている。
重り部25は上面の面積が下面の面積に比べて小さいメサ
状で，支持部13よりもやや薄く形成されている。重り部
25は他の形状でも良い。重り部25は可動電極としても働
く。他の構成は図１２（Ｂ）に示す第２実施例のものと
同じである。

【０１１０】プリント回路基板40に垂直に外力（加速度
または振動）が作用すると，これに応じて素子10の重り
部（可動電極）25が変位する。重り部25と固定電極16と
の間の間隙が変化することによりこれらの電極25，16間
の静電容量Ｃが変化する。この静電容量Ｃの変化を固定
電極パッド21および可動電極パッド22（図２１には見え
ていない）を通してプリント回路基板40上の信号処理回
路に取出し，周波数に変換することにより，加速度また
は振動の大きさが検出される。

【０１１１】図２２は，上述した素子10Ｂをプリント回
路基板40に垂直に配置した例である。固定電極パッド21
および可動電極パッド22にそれぞれ連結するメタル・パ
ターン19ｃ，20ｃが素子10Ｂの側面に形成されているの
で，素子10Ｂの構造を変えることなく縦向きに実装する
ことができる。これによりプリント回路基板40の板面に
平行にはたらく外力も検出することが可能となる。

【０１１２】重り部25を支持する部材は，上述したダイ
アフラム（薄膜）状のものに限らず，重り部25をその一
部で片持ち状に支持する片持ち梁，重り部25をその両部
で両持ち状に支持する両持ち梁，重り部25をその全周に
わたって適当な間隔をあけて支持する梁等であっても良
い。

【０１１３】第７実施例 第７実施例はピエゾ抵抗（歪みゲージ）型感圧素子に関
するものであり，図２３（Ａ）は平面図，図２３（Ｂ）
は図２３（Ａ）のXXIII −XXIII 線にそう断面図，図２
３（Ｃ）は底面図，図２４は半導体基板上の回路構成を
拡大して示すもの，図２５は図２４のXXV −XXV 線にそ
う断面図である。

【０１１４】感圧素子10Ｃは，ｎ型シリコンで形成され
た半導体基板11とガラス等から形成される絶縁体基板12
とによって構成されている。シリコン半導体基板11に
は，枠状の支持部13および受圧部である薄肉のダイアフ
ラム部（薄膜部）14がディープ・エッチングによって形
成されている。ダイアフラム部14はシリコン半導体基板
11の中央に形成されている。シリコン半導体基板11は支
持部13の下面において絶縁体基板12と陽極接合されてい
る。ダイアフラム部14と絶縁体基板12との間にはギャッ
プ（間隙）15が形成されている。弾性を有するダイアフ
ラム部14は，圧力を受けると図２３（Ｂ）を基準として
上下方向に変位（振動）する。

【０１１５】シリコン半導体基板11のダイヤフラム部14
の絶縁体基板12に対向する面（図２３（Ｂ）における下
面）に４つのｐ型領域70ａ，70ｂ，70ｃ，70ｄが形成さ
れている。これらのｐ型領域70ａ〜70ｄはピエゾ抵抗と
して働く。半導体基板11の下面の周囲を除いて，その全
面に絶縁膜72が形成されている。これらのピエゾ抵抗70
ａ〜70ｄによってブリッジ回路を形成するように，絶縁
膜72上に配線パターン73が形成され，これらの配線パタ
ーン73とピエゾ抵抗70ａ〜70ｄとが絶縁膜72に形成され
たコンタクトホール77を通して電気的に接続されてい
る。

【０１１６】半導体基板11の下面において，両側部に６
つのｐ型領域71が形成されている。このｐ型領域71も，
絶縁膜72上に形成された配線パターン73の端部とコンタ
クトホール78により電気的に接続されている。ｐ型領域
71にそれぞれ接触するようにメタル・パターン74ａ，74
ｂ，74ｃ，74ｄ，74ｅおよび74ｆが形成されている。

【０１１７】ピエゾ抵抗70ａ〜70ｄを含むブリッジ回路
が図２６に示されている。この回路図には上述したメタ
ル・パターン74ａ〜74ｆが端子として図示されている。
ブリッジ回路には電流源90から端子74ｃ，74ｆを通して
電流が供給される。抵抗91は電流調整用である。ブリッ
ジ回路の出力は端子74ｂ，74ｅから得られる。

【０１１８】絶縁体基板12の中央には圧力導入孔17が形
成され，その内周面にメタル・パターン19が形成され，
底面のメタル・パターン21に連続している。絶縁体基板
12の両側面には左右計６個の半円錐状の凹部26が形成さ
れており，その内側面にメタルパタ−ン27が形成され，
底面に形成されたメタル・パターン28に連続している。
凹部26の上端縁部には段部75が形成され，これらの段部
75にもメタルパタ−ン76が形成される。半導体基板11に
形成されたメタルパターン74ａ〜74ｆとメタルパタ−ン
76は，シリコン半導体基板11と絶縁体基板12を接合した
ときに相互に接触し，電気的に接続される。

【０１１９】絶縁体基板12の下面において，圧力導入孔
17の縁部に形成されたメタルパターン21は，接続孔17を
基板40に形成された圧力導入孔に接続するためのもの
で，プリント回路基板40上の電気回路とは電気的には接
続されない。絶縁体基板12の両側下面に形成されたメタ
ル・パターン28はピエゾ抵抗70ａ〜70ｄからなるブリッ
ジ回路に電流を供給したり出力を取出したりするための
もので，プリント回路基板上の電気回路（上述した電流
線90，抵抗91，圧力測定回路等）に接続される。

【０１２０】プリント回路基板の圧力導入穴および接続
孔17を経て感圧素子10内部に導入された測定圧力Ｐ１
と，ダイアフラム部14上面から与えられる基準圧力（大
気圧）Ｐａとの差圧によってダイアフラム部14はたわ
む。このたわみに応じてダイアフラム部14上の４箇所に
設けられたピエゾ抵抗70ａ〜70ｄの抵抗値が変化する。
この結果，ブリッジ回路が不平衛状態となる。その出力
は感圧素子10の側面に設けられたメタル・パターン28を
介してプリント回路基板上の信号処理回路に取出され，
測定圧力Ｐ１と基準圧力Ｐａとの差圧が検知される。

【０１２１】第８実施例 図２７（Ａ）は第７実施例における半導体基板とプリン
ト回路基板との接続構造を一般のＩＣに適用した例を示
す平面図，図２７（Ｂ）は図２７（Ａ）のXXVII −XXVI
I 線にそう断面図，図２７（Ｃ）は底面図，図２８は半
導体基板上に形成された電気回路構成を示す平面図，図
２９は図２８のXXIX−XXIX線にそう断面図，図３０は回
路図である。

【０１２２】ＩＣ80は，ｎ型シリコン半導体基板11と絶
縁体基板12とが陽極接合されることによって構成されて
いる。ｎ型シリコンで形成された半導体基板11と，この
半導体基板11の絶縁体基板12に対向する面に形成された
ｐ型領域81，およびこのｐ型領域81内に形成されたｎ⁺
領域83によって，図３０に示すようなｎｐｎ型トランジ
スタが形成されている。また半導体基板11上には他のｐ
型領域82も設けられており，ｐｎ接合ダイオードが形成
されている。絶縁膜87上に配線パターン84が形成され，
これらの配線パターン84と半導体基板11，ｐ型領域81，
82およびｎ⁺ 領域83がコンタクトホール88を通して電気
的に接続されている。基板11下面の両側部に６つのｐ型
領域86が形成され，絶縁膜87上に形成された配線パター
ン84の端部とコンタクトホール89により電気的に接続さ
れている。ｐ型領域86にそれぞれ接触するようにメタル
・パターン85ａ，85ｂ，85ｃ，85ｄ，85ｅおよび85ｆが
形成されている。ＩＣ80の出力はメタルパタ−ン27，28
を介してプリント回路基板上の電気回路に与えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は圧力センサの平面図，（Ｂ）は（Ａ）
のＩ−Ｉ線にそう断面端面図である。

【図２】（Ａ）は第１実施例の感圧素子の平面図，
（Ｂ）は（Ａ）のII−II線にそう断面図，（Ｃ）は底面
図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）は，第１
実施例の感圧素子をプリント回路基板上に実装するプロ
セスを示す図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，感圧素子の絶
縁体基板を形成する絶縁体ウエハの加工プロセスを示す
断面図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）および（Ｅ）
は，感圧素子の半導体基板を形成する半導体ウエハの加
工プロセスを示す断面図である。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は，感圧素子の作製プロセ
スを示す断面図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，感圧素子の絶
縁体基板を形成する絶縁体ウエハの加工プロセスの他の
例を示す断面図である。

【図８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）は，感圧
素子の半導体基板を形成する半導体ウエハの加工プロセ
スの他の例を示す断面図である。

【図９】（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）および（Ｈ）は，感圧
素子の半導体基板を形成する半導体ウエハの加工プロセ
スの他の例を示す断面図である。

【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は，感圧素子作製プロセ
スの他の例を示す断面図である。

【図１１】（Ａ）は第２実施例の感圧素子を示す平面
図，（Ｂ）は（Ａ）のXI−XI線にそう断面図，（Ｃ）は
底面図である。

【図１２】（Ａ）は図１１（Ａ）のXII −XII 線にそう
断面図，（Ｂ）はプリント回路基板上に実装した状態を
示す。

【図１３】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，感圧素子の
絶縁体基板を形成する絶縁体ウエハの加工プロセスを示
す断面図である。

【図１４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）および
（Ｅ）は，感圧素子の半導体基板を形成する半導体ウエ
ハの加工プロセスを示す断面図である。

【図１５】（Ａ）および（Ｂ）は，感圧素子の作製プロ
セスを示す断面図である。

【図１６】（Ａ）は第３実施例を示す正面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXVI −XVI 線にそう断面図である。

【図１７】第３実施例の感圧素子固定部付近の拡大断面
図である。

【図１８】第４実施例を示す断面図である。

【図１９】（Ａ）は第５実施例を示す底面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXIX −XIX 線にそう断面図である。

【図２０】（Ａ）は第５実施例の変形例を示す側面図，
（Ｂ）は（Ａ）のXX−XX線にそう断面図である。

【図２１】第６実施例を示す断面図である。

【図２２】第６実施例の変形例を示す断面図である。

【図２３】（Ａ）は第７実施例を示す平面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXXIII −XXIII 線にそう断面図，（Ｃ）は底面
図である。

【図２４】第７実施例における半導体基板に形成された
電気回路構成を拡大して示す配線図である。

【図２５】図２４のXXV −XXV 線にそう断面図である。

【図２６】第７実施例を示す回路図である。

【図２７】（Ａ）は第８実施例を示す平面図，（Ｂ）は
（Ａ）のXXVII −XXVII 線にそう断面図，（Ｃ）は底面
図である。

【図２８】第８実施例における半導体基板に形成された
電気回路構成を拡大して示す配線図である。

【図２９】図２８のXXIX−XXIX線にそう断面図である。

【図３０】第８実施例を示す回路図である。

【符号の説明】 10 感圧素子 11 シリコン半導体基板 12 絶縁体基板 13 支持部 14 ダイアフラム部 16 固定電極 17，18 接続孔 17ｂ，17ｃ，18ｂ，18ｃ 凹部 19，20，21，22 メタル・パターン 40 プリント回路基板 41 圧力導入孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−288852（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−49278（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−65643（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−242133（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 9/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動電極として働くダイアフラム部およ
   びこのダイアフラム部を支持するための支持部が形成さ
   れた半導体基板，ならびに上記半導体基板の上記支持部
   に接合された絶縁体基板を備え， 上記絶縁体基板には，上記ダイアフラム部に対応する位
   置に，上記絶縁体基板をその厚さ方向に貫通する第１の
   接続孔が形成され，上記ダイアフラム部に対向する面に
   固定電極が形成され， 上記絶縁体基板の上記固定電極が形成された面とは反対
   側の面において，上記第１の接続孔の開口縁の全周にわ
   たって固定電極用端子が形成され，上記第１の接続孔の
   内面に導体が形成され，この導体によって上記固定電極
   と上記固定電極用端子とが電気的に接続され， 上記絶縁体基板の上記支持部に対応する位置に，上記絶
   縁体基板を厚さ方向に貫通する第２の接続孔が形成さ
   れ， 上記絶縁体基板の上記半導体基板との接合面とは反対側
   の面において，上記第２の接続孔の開口縁部に可動電極
   用端子が形成され， 上記第２の接続孔の内面に導体が形成され，この導体に
   よって上記半導体基板と上記可動電極用端子とが電気的
   に接続され， 上記固定電極用端子は，表面に第１の金属部が形成さ
   れ，かつ上記第１の金属部の中央の位置において厚さ方
   向に貫通する圧力導入孔が形成された支持体の上記圧力
   導入孔と上記第１の接続孔とが気密性を保って接続され
   るように，導電性材料により上記第１の金属部に固定さ
   れるように形成され， 上記可動電極用端子は，上記第１の金属部とは絶縁され
   た第２の金属部が形成された上記支持体の上記第２の金
   属部と電気的に接続するために導電性材料により上記第
   ２の金属部に固定されるように形成されている， 圧力センサ。
2. 【請求項２】 さらに上記支持体を備え，上記固定電極
   用端子が上記第１の金属部と電気的に接続されるよう
   に，上記支持体上に上記絶縁体基板が，上記導電性材料
   により固定されている，請求項１に記載の圧力センサ。
3. 【請求項３】 さらに上記支持体を備え，上記固定電極
   用端子が上記第１の金属部に，上記可動電極用端子が上
   記第２の金属部にそれぞれ電気的に接続されるように，
   上記絶縁体基板が上記支持体上に上記導電性材料により
   固定されている，請求項１に記載の圧力センサ。
4. 【請求項４】 上記絶縁体基板の一側面に少なくとも２
   つの凹部が形成され，上記固定電極用端子および可動電
   極用端子が上記の対応する凹部までそれぞれ延びてい
   る，請求項１に記載の圧力センサ。
5. 【請求項５】 可動電極として働くダイアフラム部およ
   びこのダイアフラム部を支持するための支持部が形成さ
   れた半導体基板，上記半導体基板の上記支持部に接合さ
   れた絶縁体基板ならびに相互に絶縁された第１の金属部
   と第２の金属部とが表面に形成された支持体を備え，上記絶縁体基板には，上記ダイアフラム部に対応する位
   置に，上記絶縁体基板をその厚さ方向に貫通する圧力導
   入孔が形成され，上記ダイアフラム部に対向する面に固
   定電極が形成され， 上記絶縁体基板の上記固定電極が形成された面とは反対
   側の面において，上記圧力導入孔の開口縁の全周にわた
   って固定電極用端子が形成され，上記圧力導入孔の内面
   に導体が形成され，この導体によって上記固定電極と上
   記固定電極用端子とが電気的に接続されており， 上記固定電極用端子および可動電極用端子が上記絶縁体
   基板の一側面までそれぞれ延び， 上記一側面 までそれぞれ延びた端子が上記第１および第
   ２の金属部にそれぞれ接続されるように，上記半導体基
   板および絶縁体基板が上記支持体の上記表面に垂直に立
   てられた状態で，導電性材料により固定されている， 圧力センサ。