圧力センサ
【課題】耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサを提供する。
【解決手段】シリコン基板１１の一方の表面Ｓａに、平坦な底面を有する凹部１１ｔが形成され、圧力によって変形可能なダイヤフラム１２が、凹部１１ｔを蓋するようにして配置され、凹部１１ｔとダイヤフラム１２とで密閉空間Ｖｃが形成され、密閉空間Ｖｃ内にガスが封入されてなり、凹部１１ｔの底面側に、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２とが配置され、シリコン基板１１のもう一方の表面Ｓｂに、加熱素子Ｈおよび測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３が配置されてなり、ダイヤフラム１２に印加される圧力を、加熱素子Ｈにより熱せられた前記ガスを媒体として、測温素子Ｍ１，Ｍ２の温度変化から検知する圧力センサ１０とする。
【解決手段】シリコン基板１１の一方の表面Ｓａに、平坦な底面を有する凹部１１ｔが形成され、圧力によって変形可能なダイヤフラム１２が、凹部１１ｔを蓋するようにして配置され、凹部１１ｔとダイヤフラム１２とで密閉空間Ｖｃが形成され、密閉空間Ｖｃ内にガスが封入されてなり、凹部１１ｔの底面側に、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２とが配置され、シリコン基板１１のもう一方の表面Ｓｂに、加熱素子Ｈおよび測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３が配置されてなり、ダイヤフラム１２に印加される圧力を、加熱素子Ｈにより熱せられた前記ガスを媒体として、測温素子Ｍ１，Ｍ２の温度変化から検知する圧力センサ１０とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車におけるエンジン吸気圧等の圧力を検出する圧力センサが、例えば、特開２００１−３３０５３０号公報（特許文献１）と特開２００５−１８１０６５号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００３】
図７は、特許文献２に開示された従来の半導体圧力センサ装置１００を要部で切断した状態の縦断面図である。
【０００４】
図７に示す半導体圧力センサ装置１００において、樹脂パッケージ１は、例えばフィラーが充填されたエポキシ樹脂等よりなるもので、その上面には、センサチップ２をマウントするための凹部３が形成されている。樹脂パッケージ１には、銅などの導電材料よりなる複数本のインサートピン４がインサート成形により一体的に設けられている。
【０００５】
センサチップ２は、周知の半導体ダイヤフラム式の構成を有するものであり、たとえば単結晶シリコンなどのピエゾ抵抗効果を有した材料よりなるダイヤフラム２ａ上に、図示しない複数個の拡散抵抗を形成して、これら拡散抵抗をブリッジ接続した構成となっている。そして、センサチップ２においては、このダイヤフラム２ａの変形に応じた拡散抵抗の抵抗値変化を上記ブリッジ回路から電気信号として取り出すようになっている。このセンサチップ２は、上記凹部３の底面にガラス台座５を介して、例えばフロロシリコーン系の接着剤５ａによりダイボンディングされるとともに、インサートピン４のボンディングパッド４ａに対し金（Ａｕ）からなるボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。
【０００６】
凹部３内には、センサチップ２およびボンディングワイヤ６の保護、電気的な絶縁性の確保、並びに防食などを図るための絶縁材料製の保護部材７が、センサチップ２およびボンディングワイヤ６を埋めるように充填されている。この保護部材７は、電気的な絶縁性且つ柔軟性を有するもので、この保護部材７により、センサチップ２、ボンディングワイヤ６、センサチップ２とボンディングワイヤ６との接続部、および、インサートピン４とボンディングワイヤ６との接続部が、被覆され保護されている。このような保護部材７は、柔軟性を有するフッ素系樹脂材料（例えばフッ素ゲルまたはフロロシリコーンゲル）を用いて、塗布およびその後の熱硬化処理（たとえば、１２５〜１５０℃で１時間加熱）を行うことで、凹部３へ充填される。
【特許文献１】特開２００１−３３０５３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、図７の半導体圧力センサ装置１００では、受圧面であるダイヤフラム２ａにピエゾ抵抗素子を配置し、圧力をモニタしている。また、該ピエゾ抵抗素子からなるブリッジ回路の電圧変化を検知するための電極は、センサチップ２の上面に配置され、
該電極やボンディングワイヤ６等を酸性や腐蝕性の圧力媒体
から保護するため、フッ素系ゲルからなる保護部材７を凹部３内に充填して保護している。
【０００８】
しかしながら、例えば前記電極が金（Ａｕ）からなる場合には上記構造で問題ないものの、コストダウンのため前記電極をアルミニウム（Ａｌ）とする場合には、フッ素系ゲルからなる保護部材７が逆にアルミニウム電極を腐食させてしまう。従って、コストダウンを図るため電極材料としてアルミニウムを採用する場合には、図７に示した半導体圧力センサ装置１００の構造を採用することはできない。また、図７の半導体圧力センサ装置１００の構造は、受圧面であるダイヤフラム２ａが弾性率の決まった単結晶シリコンからなるため、検出できる圧力範囲が限定され、圧力以外の検出機能を付加することも困難である。
【０００９】
そこで本発明は、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の圧力センサは、シリコン基板の一方の表面に、平坦な底面を有する凹部が形成され、圧力によって変形可能なダイヤフラムが、前記凹部を蓋するようにして配置され、前記凹部と前記ダイヤフラムとで密閉空間が形成され、前記密閉空間内にガスが封入されてなり、前記凹部の底面側に、加熱素子と測温素子とが配置され、前記シリコン基板のもう一方の表面に、前記加熱素子および前記測温素子に接続する電極が配置されてなり、前記ダイヤフラムに印加される圧力を、前記加熱素子により熱せられた前記ガスを媒体として、前記測温素子の温度変化から検知することを特徴としている。
【００１１】
上記圧力センサは、単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を利用した従来の圧力センサと異なり、密閉空間内に封入されたガスを媒体とする、新規な圧力センサである。上記圧力センサにおいては、加熱素子で密閉空間内に封入されているガスを加熱し、密閉空間内に所定の初期温度分布を形成することで、圧力測定の準備ができる。受圧面であるダイヤフラムに圧力が印加されると、ダイヤフラムが変形し、密閉空間の体積変化に伴って、密閉空間内のガスの温度分布も変化する。この温度分布の変化を測温素子により検知することで、ダイヤフラムに印加された圧力の測定が可能となる。
【００１２】
また、上記圧力センサにおいては、圧力検出のための加熱素子と測温素子とがシリコン基板の一方の表面に形成された凹部の底面側に配置されており、該加熱素子と測温素子に接続する電極が、シリコン基板のもう一方の表面に配置されている。すなわち、受圧面であるダイヤフラムのある側をシリコン基板の主面側とすると、前記電極は、シリコン基板の裏面側に配置される。従って、被測定圧力媒体が酸やアルカリ等の腐蝕性のある圧力媒体である場合やダイヤフラム周りの保護部材に腐蝕性の成分が含まれている場合であっても、腐食に対して最も弱い電極を前記腐食成分から十分に離間させることができ、電極を確実に保護することができる。
【００１３】
これに対してピエゾ抵抗効果を利用した従来の圧力センサでは、ダイヤフラム部のシリコン表面の不純物濃度を調整してピエゾ素子を形成し、該ピエゾ素子からの出力信号でダイヤフラム部に印加される圧力を検知している。従って、従来の圧力センサでは、ピエゾ素子に接続する電極がダイヤフラムのあるシリコン基板の主面側に配置されるため、一般的に前記腐食成分に晒され易い構造となってしまう。
【００１４】
以上のようにして、上記圧力センサは、従来と異なる方法で圧力検出する新規な圧力センサであって、耐腐蝕性に優れる圧力センサとすることができる。
【００１５】
上記圧力センサにおけるダイヤフラムは、任意の材料であってよく、例えば、シリコン、金属およびポリイミド等を採用することができる。中でも、請求項２に記載のように、前記ダイヤフラムの構成材料として、ポリイミドが好適である。ポリイミドはシリコンに較べてヤング率が低く、ポリイミドを構成材料としたダイヤフラムは、低い圧力範囲まで（変形）対応することができる。また、ポリイミドは、耐腐食性の高い材料でもある。このように、上記圧力センサは、ダイヤフラムの材料を適宜選択することにより、従来のピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサに較べて、圧力検出範囲を拡大することが可能である。
【００１６】
上記圧力センサにおいて、密閉空間内に封入されるガスは任意のガスであってよいが、請求項３に記載のように、熱伝導性の良いヘリウムが好適である。
【００１７】
上記圧力センサにおける加熱素子は、請求項４に記載のように、安価に製造できる前記シリコン基板に形成された不純物拡散領域とすることが好ましい。
【００１８】
また、上記圧力センサにおける測温素子は、例えば熱電対、サーミスタ、ショットキー接合等を採用することができ、中でも請求項５に記載のように、一般的に用いられている熱電対が好ましい。
【００１９】
前述したように、上記圧力センサは、腐食に対して電極を確実に保護する構造となっている。従って、請求項６に記載のように、上記圧力センサの電極には腐食には弱いが安価なアルミニウムを採用することができ、これによって製造コストを低減することができる。
【００２０】
また、上記圧力センサは、請求項７に記載のように、前記電極を除いて、ゲル中に封入されてなる構造であってよい。これによって、受圧面であるダイヤフラム周りを、酸やアルカリ等の腐蝕性のある被測定圧力媒体から保護することができる。
【００２１】
上記圧力センサにおいては、請求項８に記載のように、前記測温素子が、前記凹部の底面側に、複数個配置されてなることが好ましい。またこの場合、複数個の測温素子は任意の配置であってよいが、特に請求項９に記載のように、前記測温素子が、前記加熱素子に対して、対称的に配置されてなることが好ましい。これによって、密閉空間内のガス移動による温度分布変化をより精密に測定することができ、ダイヤフラムに印加される圧力の検出精度をより高めることができる。
【００２２】
上記圧力センサは、前述したように、ダイヤフラムの変形に伴う密閉空間内に封入された加熱ガスの移動による温度分布変化を測定して、ダイヤフラムに印加される圧力を検出するものである。一方、加熱ガスの移動による温度分布変化は、ダイヤフラムに圧力が印加される場合だけでなく、上記圧力センサに加速度が加わった場合にも起り得る。従って、複数個の測温素子を適宜配置することで、請求項１０に記載のように、上記圧力センサは、加速度検出にも用いることが可能である。このように、上記圧力センサは、圧力以外の検出機能を付加することも可能である。
【００２３】
以上のようにして、上記圧力センサは、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサとなっている。
【００２４】
従って、上記圧力センサは、請求項１１に記載のように、腐食環境に晒され易い車載用の圧力センサとして好適で、特に請求項１２に記載のように、インテークマニホールドの吸気圧測定に用いられて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の圧力センサの一例で、図１（ａ）は、圧力センサ１０の模式的な断面図であり、図１（ｂ）は、圧力センサ１０の下面図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図である。
【００２７】
図２は、図１に示した圧力センサ１０の圧力検出方法を説明する図である。図２（ａ）は、圧力が印加されていない状態を示した図であり、図２（ｂ）は、正の圧力が印加された状態を示した図である。
【００２８】
また、図３は、図１の圧力センサ１０をパッケージした、圧力センサ装置１１０の模式的な断面図である。尚、図３の圧力センサ装置１１０において、図７に示した半導体圧力センサ装置１００と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００２９】
図１に示す圧力センサ１０は、図７に示した単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を利用する従来の圧力センサ（センサチップ２）と異なり、密閉空間Ｖｃ内に封入されたガスを媒体とする新規な圧力センサである。
【００３０】
図１の圧力センサ１０においては、シリコン基板１１の一方の表面Ｓａに、平坦な底面を有する凹部１１ｔが形成されている。また、圧力によって変形可能なダイヤフラム１２が、凹部１１ｔを蓋するようにして配置され、凹部１１ｔとダイヤフラム１２とで、密閉空間Ｖｃが形成されている。この密閉空間Ｖｃ内には、ガスが封入される。
【００３１】
圧力センサ１０におけるダイヤフラム１２は、任意の材料であってよく、例えば、シリコン、金属およびポリイミド等を採用することができる。中でも、ダイヤフラム１２の構成材料として、ポリイミドが好適である。ポリイミドはシリコンに較べてヤング率が低く、ポリイミドを構成材料としたダイヤフラム１２は、低い圧力範囲まで（変形）対応することができる。また、ポリイミドは、耐腐食性の高い材料でもある。このように、図１の圧力センサ１０は、ダイヤフラム１２の材料を適宜選択することにより、図７に示した従来のピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサ（センサチップ２）に較べて、圧力検出範囲を拡大することが可能である。
【００３２】
また、図１の圧力センサ１０において、密閉空間Ｖｃ内に封入されるガスは任意のガスであってよいが、熱伝導性の良いヘリウムが好適である。
【００３３】
図１の圧力センサ１０においては、凹部１１ｔの底面側に、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２とが配置されている。そして、シリコン基板１１のもう一方の表面Ｓｂに、加熱素子Ｈおよび測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３が配置されている。圧力センサ１０においては、２個の測温素子Ｍ１，Ｍ２は、加熱素子Ｈを中心として対称的に配置されている。尚、図１（ａ）の符号６は、ボンディングワイヤである。
【００３４】
圧力センサ１０における加熱素子Ｈは、安価に製造できるシリコン基板１１に形成された不純物拡散領域とすることが好ましい。圧力センサ１０における測温素子Ｍ１，Ｍ２は、例えば熱電対、サーミスタ、ショットキー接合等を採用することができ、中でも一般的に用いられている熱電対が好ましい。また、後述するように、図１の圧力センサ１０は、腐食に対して電極１３を確実に保護することのできる構造となっている。従って、圧力センサ１０の電極１３には、腐食には弱いが安価なアルミニウムを採用することができ、これによって製造コストを低減することができる。
【００３５】
図１に示す圧力センサ１０は、ダイヤフラム１２に印加される圧力を、加熱素子Ｈにより熱せられたガスを媒体として、測温素子Ｍ１，Ｍ２の温度変化から検知する。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、圧力センサ１０においては、加熱素子Ｈで密閉空間Ｖｃ内に封入されているガスを加熱し、密閉空間Ｖｃ内に所定の初期温度分布を形成することで、圧力測定の準備ができる。次に、図２（ｂ）に示すように、受圧面であるダイヤフラム１２に圧力が印加されると、ダイヤフラム１２が変形し、密閉空間Ｖｃの体積変化に伴って、密閉空間Ｖｃ内のガスの温度分布も変化する。例えば、図２（ｂ）に示す圧力Ｐ（＞０）が印加される場合には、測温素子Ｍ１，Ｍ２の周りの温度Ｔ１，Ｔ２が等しく上昇する。この温度分布の変化を測温素子Ｍ１，Ｍ２により検知することで、ダイヤフラム１２に印加された圧力の測定が可能となる。
【００３７】
このように、図１に示す圧力センサ１０は、図７に示した単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を利用する従来の圧力センサ（センサチップ２）と異なり、密閉空間Ｖｃ内に封入されたガスを媒体とする新規な圧力センサとなっている。尚、圧力センサ１０の感度を上げるためには、図１（ａ）に示した凹部１１ｔの底面の厚さｄは、できるだけ薄いほうが望ましい。
【００３８】
また、図１に示す圧力センサ１０においては、圧力検出のための加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２とがシリコン基板１１の一方の表面Ｓａに形成された凹部１１ｔの底面側に配置されており、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３が、シリコン基板１１のもう一方の表面Ｓｂに配置されている。すなわち、受圧面であるダイヤフラム１２のある側をシリコン基板１１の主面側とすると、電極１３は、シリコン基板１１の裏面側に配置される。
【００３９】
上記構造によって、圧力センサ１０は、図３の圧力センサ装置１１０に示すように、半田バンプ１４を用いて、リードフレームのインサートピン４にフリップチップ型の搭載が可能である。尚、図３の圧力センサ装置１１０においては、シリコン基板１１の裏面側における電極１３の周りが、接着剤１５で覆われている。そして、圧力センサ１０は、電極１３の周りを除いて、ゲルからなる保護部材７中に封入された構造となっている。これによって、受圧面であるダイヤフラム１２周りを、酸やアルカリ等の腐蝕性のある被測定圧力媒体から保護することができる。
【００４０】
また、上記電極１３をシリコン基板１１の裏面側に配置した構造によって、圧力センサ１０は、図３の圧力センサ装置１１０に示すように、被測定圧力媒体が酸やアルカリ等の腐蝕性のある圧力媒体である場合や、ダイヤフラム１２周りのゲルからなる保護部材７に腐蝕性の成分が含まれている場合であっても、腐食に対して最も弱い電極１３を前記腐食成分から十分に離間させることができる。これによって、圧力センサ１０では、電極１３を確実に保護することができる。
【００４１】
これに対して、図７のピエゾ抵抗効果を利用した従来の圧力センサ（センサチップ２）では、ダイヤフラム２ａのシリコン表面の不純物濃度を調整してピエゾ素子を形成し、該ピエゾ素子からの出力信号でダイヤフラム２ａに印加される圧力を検知している。従って、従来の圧力センサでは、ピエゾ素子に接続する電極がダイヤフラム２ａのあるシリコン基板の主面側に配置されるため、一般的に前記腐食成分に晒され易い構造となってしまう。
【００４２】
以上のようにして、図１に示す圧力センサ１０は、従来と異なる方法で圧力検出する新規な圧力センサであって、耐腐蝕性に優れる圧力センサとなっている。
【００４３】
次に、図１に示した圧力センサ１０の製造方法について、簡単に説明する。
【００４４】
図４は、圧力センサ１０の製造方法の一例を示す図で、（ａ）〜（ｄ）は、製造工程別の断面図である。
【００４５】
最初に、図４（ａ）に示すように、圧力センサ１０の裏面側となるシリコン基板１１の第１面Ｓｂに、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２を形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３を形成する。加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２および電極１３の形成には、半導体装置の製造において一般的に用いられている方法を採用することができる。
【００４６】
次に、図４（ｃ）に示すように、シリコン基板１１を反転し、圧力センサ１０の主面側となるシリコン基板１１の第２面Ｓａに、平坦な底面を有する凹部１１ｔを形成する。凹部１１ｔの形成は、ドライエッチングとウエットエッチングのいずれであってもよい。次に、図４（ｄ）に示すように、所定の雰囲気ガス中で、凹部１１ｔを蓋するようにしてダイヤフラム１２を配置し、ダイヤフラム１２をシリコン基板１１の第２面Ｓａに接着する。これによって、所定のガスが封入された密閉空間Ｖｃが形成される。尚、ダイヤフラム１２がポリイミドである場合には、上記接着に例えば接着剤を使用し、ダイヤフラム１２がシリコンである場合には、上記接着に例えば陽極接合を使用することができる。
【００４７】
以上で、図１に示した圧力センサ１０の製造が完了する。
【００４８】
図１の圧力センサ１０においては、２個の測温素子Ｍ１，Ｍ２が、凹部１１ｔの底面側に加熱素子Ｈを中心として対称的に配置されていた。これに限らず、測温素子は、１個であっても、非対称な配置であってもよい。
【００４９】
しかしながら、高精度な圧力測定のためには、図１の圧力センサ１０のように、測温素子が、凹部１１ｔの底面側に複数個配置されていることが好ましい。また、この場合、複数個の測温素子は、図１の圧力センサ１０のように、加熱素子Ｈに対して、対称的に配置されていることが好ましい。これによって、密閉空間Ｖｃ内のガス移動による温度分布変化をより精密に測定することができ、ダイヤフラム１２に印加される圧力の検出精度をより高めることができる。
【００５０】
図５は、別の圧力センサの例で、圧力センサ２０の模式的な下面図である。
【００５１】
図５に示す圧力センサ２０においては、４個の測温素子Ｍ１〜Ｍ４が、凹部１１ｔの底面側に、加熱素子Ｈを中心として９０°対称に配置されている。
【００５２】
図１や図５に示した圧力センサ１０，２０は、前述したように、ダイヤフラム１２の変形に伴う密閉空間Ｖｃ内に封入された加熱ガスの移動による温度分布変化を測定して、ダイヤフラム１２に印加される圧力を検出するものである。一方、加熱ガスの移動による温度分布変化は、ダイヤフラム１２に圧力が印加される場合だけでなく、圧力センサ１０，２０に加速度が加わった場合にも起り得る。
【００５３】
図６は、図１に示した圧力センサ１０を用いて、加速度の検出が可能であることを説明する図である。図中の太線矢印が、加速度方向である。
【００５４】
図２（ｂ）において説明したように、圧力センサ１０に圧力Ｐ（＞０）が印加された場合には、測温素子Ｍ１，Ｍ２の周りの温度Ｔ１，Ｔ２が等しく上昇した。
【００５５】
これに対して、図６のように圧力センサ１０に加速度Ｇが加わる場合には、加熱素子Ｈで加熱されたガスが加速度方向に移動する。従って、この場合には、加速度方向にある測温素子Ｍ１の周りの温度Ｔ１が上昇し、加速度方向の反対にある測温素子Ｍ２の周りの温度Ｔ２は低下する。
【００５６】
圧力センサ１０は、上記したダイヤフラム１２に圧力が印加された場合と圧力センサ１０に加速度Ｇが加わった場合の測温素子Ｍ１，Ｍ２の検出温度Ｔ１，Ｔ２の違いを分析することで、圧力検出だけでなく、加速度検出にも用いることが可能である。尚、図１の圧力センサ１０は、１軸方向（Ｘ軸方向）の加速度検出のみが可能であり、図５の圧力センサ２０は、２軸方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）の加速度検出が可能である。このように、上記した圧力センサ１０，２０は、圧力以外の検出機能を付加することも可能である。
【００５７】
以上のようにして、上記圧力センサ１０，２０は、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサとなっている。
【００５８】
従って、上記圧力センサ１０，２０は、腐食環境に晒され易い車載用の圧力センサとして好適で、特に、インテークマニホールドの吸気圧測定に用いられて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の圧力センサの一例で、（ａ）は、圧力センサ１０の模式的な断面図であり、（ｂ）は、圧力センサ１０の下面図である。
【図２】圧力センサ１０の圧力検出方法を説明する図で、（ａ）は、圧力が印加されていない状態を示した図であり、（ｂ）は、正の圧力が印加された状態を示した図である。
【図３】圧力センサ１０をパッケージした、圧力センサ装置１１０の模式的な断面図である。
【図４】圧力センサ１０の製造方法の一例を示す図で、（ａ）〜（ｄ）は、製造工程別の断面図である。
【図５】別の圧力センサの例で、圧力センサ２０の模式的な下面図である。
【図６】圧力センサ１０を用いて、加速度の検出が可能であることを説明する図である。
【図７】特許文献２に開示された従来の半導体圧力センサ装置１００を要部で切断した状態の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０，２０ 圧力センサ
１１ シリコン基板
１１ｔ 凹部
１２ ダイヤフラム
Ｖｃ 密閉空間
Ｈ 加熱素子
Ｍ１〜Ｍ４ 測温素子
１３ 電極
７ 保護部材（ゲル）
１１０ 圧力センサ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車におけるエンジン吸気圧等の圧力を検出する圧力センサが、例えば、特開２００１−３３０５３０号公報（特許文献１）と特開２００５−１８１０６５号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００３】
図７は、特許文献２に開示された従来の半導体圧力センサ装置１００を要部で切断した状態の縦断面図である。
【０００４】
図７に示す半導体圧力センサ装置１００において、樹脂パッケージ１は、例えばフィラーが充填されたエポキシ樹脂等よりなるもので、その上面には、センサチップ２をマウントするための凹部３が形成されている。樹脂パッケージ１には、銅などの導電材料よりなる複数本のインサートピン４がインサート成形により一体的に設けられている。
【０００５】
センサチップ２は、周知の半導体ダイヤフラム式の構成を有するものであり、たとえば単結晶シリコンなどのピエゾ抵抗効果を有した材料よりなるダイヤフラム２ａ上に、図示しない複数個の拡散抵抗を形成して、これら拡散抵抗をブリッジ接続した構成となっている。そして、センサチップ２においては、このダイヤフラム２ａの変形に応じた拡散抵抗の抵抗値変化を上記ブリッジ回路から電気信号として取り出すようになっている。このセンサチップ２は、上記凹部３の底面にガラス台座５を介して、例えばフロロシリコーン系の接着剤５ａによりダイボンディングされるとともに、インサートピン４のボンディングパッド４ａに対し金（Ａｕ）からなるボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。
【０００６】
凹部３内には、センサチップ２およびボンディングワイヤ６の保護、電気的な絶縁性の確保、並びに防食などを図るための絶縁材料製の保護部材７が、センサチップ２およびボンディングワイヤ６を埋めるように充填されている。この保護部材７は、電気的な絶縁性且つ柔軟性を有するもので、この保護部材７により、センサチップ２、ボンディングワイヤ６、センサチップ２とボンディングワイヤ６との接続部、および、インサートピン４とボンディングワイヤ６との接続部が、被覆され保護されている。このような保護部材７は、柔軟性を有するフッ素系樹脂材料（例えばフッ素ゲルまたはフロロシリコーンゲル）を用いて、塗布およびその後の熱硬化処理（たとえば、１２５〜１５０℃で１時間加熱）を行うことで、凹部３へ充填される。
【特許文献１】特開２００１−３３０５３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、図７の半導体圧力センサ装置１００では、受圧面であるダイヤフラム２ａにピエゾ抵抗素子を配置し、圧力をモニタしている。また、該ピエゾ抵抗素子からなるブリッジ回路の電圧変化を検知するための電極は、センサチップ２の上面に配置され、
該電極やボンディングワイヤ６等を酸性や腐蝕性の圧力媒体
から保護するため、フッ素系ゲルからなる保護部材７を凹部３内に充填して保護している。
【０００８】
しかしながら、例えば前記電極が金（Ａｕ）からなる場合には上記構造で問題ないものの、コストダウンのため前記電極をアルミニウム（Ａｌ）とする場合には、フッ素系ゲルからなる保護部材７が逆にアルミニウム電極を腐食させてしまう。従って、コストダウンを図るため電極材料としてアルミニウムを採用する場合には、図７に示した半導体圧力センサ装置１００の構造を採用することはできない。また、図７の半導体圧力センサ装置１００の構造は、受圧面であるダイヤフラム２ａが弾性率の決まった単結晶シリコンからなるため、検出できる圧力範囲が限定され、圧力以外の検出機能を付加することも困難である。
【０００９】
そこで本発明は、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の圧力センサは、シリコン基板の一方の表面に、平坦な底面を有する凹部が形成され、圧力によって変形可能なダイヤフラムが、前記凹部を蓋するようにして配置され、前記凹部と前記ダイヤフラムとで密閉空間が形成され、前記密閉空間内にガスが封入されてなり、前記凹部の底面側に、加熱素子と測温素子とが配置され、前記シリコン基板のもう一方の表面に、前記加熱素子および前記測温素子に接続する電極が配置されてなり、前記ダイヤフラムに印加される圧力を、前記加熱素子により熱せられた前記ガスを媒体として、前記測温素子の温度変化から検知することを特徴としている。
【００１１】
上記圧力センサは、単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を利用した従来の圧力センサと異なり、密閉空間内に封入されたガスを媒体とする、新規な圧力センサである。上記圧力センサにおいては、加熱素子で密閉空間内に封入されているガスを加熱し、密閉空間内に所定の初期温度分布を形成することで、圧力測定の準備ができる。受圧面であるダイヤフラムに圧力が印加されると、ダイヤフラムが変形し、密閉空間の体積変化に伴って、密閉空間内のガスの温度分布も変化する。この温度分布の変化を測温素子により検知することで、ダイヤフラムに印加された圧力の測定が可能となる。
【００１２】
また、上記圧力センサにおいては、圧力検出のための加熱素子と測温素子とがシリコン基板の一方の表面に形成された凹部の底面側に配置されており、該加熱素子と測温素子に接続する電極が、シリコン基板のもう一方の表面に配置されている。すなわち、受圧面であるダイヤフラムのある側をシリコン基板の主面側とすると、前記電極は、シリコン基板の裏面側に配置される。従って、被測定圧力媒体が酸やアルカリ等の腐蝕性のある圧力媒体である場合やダイヤフラム周りの保護部材に腐蝕性の成分が含まれている場合であっても、腐食に対して最も弱い電極を前記腐食成分から十分に離間させることができ、電極を確実に保護することができる。
【００１３】
これに対してピエゾ抵抗効果を利用した従来の圧力センサでは、ダイヤフラム部のシリコン表面の不純物濃度を調整してピエゾ素子を形成し、該ピエゾ素子からの出力信号でダイヤフラム部に印加される圧力を検知している。従って、従来の圧力センサでは、ピエゾ素子に接続する電極がダイヤフラムのあるシリコン基板の主面側に配置されるため、一般的に前記腐食成分に晒され易い構造となってしまう。
【００１４】
以上のようにして、上記圧力センサは、従来と異なる方法で圧力検出する新規な圧力センサであって、耐腐蝕性に優れる圧力センサとすることができる。
【００１５】
上記圧力センサにおけるダイヤフラムは、任意の材料であってよく、例えば、シリコン、金属およびポリイミド等を採用することができる。中でも、請求項２に記載のように、前記ダイヤフラムの構成材料として、ポリイミドが好適である。ポリイミドはシリコンに較べてヤング率が低く、ポリイミドを構成材料としたダイヤフラムは、低い圧力範囲まで（変形）対応することができる。また、ポリイミドは、耐腐食性の高い材料でもある。このように、上記圧力センサは、ダイヤフラムの材料を適宜選択することにより、従来のピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサに較べて、圧力検出範囲を拡大することが可能である。
【００１６】
上記圧力センサにおいて、密閉空間内に封入されるガスは任意のガスであってよいが、請求項３に記載のように、熱伝導性の良いヘリウムが好適である。
【００１７】
上記圧力センサにおける加熱素子は、請求項４に記載のように、安価に製造できる前記シリコン基板に形成された不純物拡散領域とすることが好ましい。
【００１８】
また、上記圧力センサにおける測温素子は、例えば熱電対、サーミスタ、ショットキー接合等を採用することができ、中でも請求項５に記載のように、一般的に用いられている熱電対が好ましい。
【００１９】
前述したように、上記圧力センサは、腐食に対して電極を確実に保護する構造となっている。従って、請求項６に記載のように、上記圧力センサの電極には腐食には弱いが安価なアルミニウムを採用することができ、これによって製造コストを低減することができる。
【００２０】
また、上記圧力センサは、請求項７に記載のように、前記電極を除いて、ゲル中に封入されてなる構造であってよい。これによって、受圧面であるダイヤフラム周りを、酸やアルカリ等の腐蝕性のある被測定圧力媒体から保護することができる。
【００２１】
上記圧力センサにおいては、請求項８に記載のように、前記測温素子が、前記凹部の底面側に、複数個配置されてなることが好ましい。またこの場合、複数個の測温素子は任意の配置であってよいが、特に請求項９に記載のように、前記測温素子が、前記加熱素子に対して、対称的に配置されてなることが好ましい。これによって、密閉空間内のガス移動による温度分布変化をより精密に測定することができ、ダイヤフラムに印加される圧力の検出精度をより高めることができる。
【００２２】
上記圧力センサは、前述したように、ダイヤフラムの変形に伴う密閉空間内に封入された加熱ガスの移動による温度分布変化を測定して、ダイヤフラムに印加される圧力を検出するものである。一方、加熱ガスの移動による温度分布変化は、ダイヤフラムに圧力が印加される場合だけでなく、上記圧力センサに加速度が加わった場合にも起り得る。従って、複数個の測温素子を適宜配置することで、請求項１０に記載のように、上記圧力センサは、加速度検出にも用いることが可能である。このように、上記圧力センサは、圧力以外の検出機能を付加することも可能である。
【００２３】
以上のようにして、上記圧力センサは、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサとなっている。
【００２４】
従って、上記圧力センサは、請求項１１に記載のように、腐食環境に晒され易い車載用の圧力センサとして好適で、特に請求項１２に記載のように、インテークマニホールドの吸気圧測定に用いられて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の圧力センサの一例で、図１（ａ）は、圧力センサ１０の模式的な断面図であり、図１（ｂ）は、圧力センサ１０の下面図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図である。
【００２７】
図２は、図１に示した圧力センサ１０の圧力検出方法を説明する図である。図２（ａ）は、圧力が印加されていない状態を示した図であり、図２（ｂ）は、正の圧力が印加された状態を示した図である。
【００２８】
また、図３は、図１の圧力センサ１０をパッケージした、圧力センサ装置１１０の模式的な断面図である。尚、図３の圧力センサ装置１１０において、図７に示した半導体圧力センサ装置１００と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００２９】
図１に示す圧力センサ１０は、図７に示した単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を利用する従来の圧力センサ（センサチップ２）と異なり、密閉空間Ｖｃ内に封入されたガスを媒体とする新規な圧力センサである。
【００３０】
図１の圧力センサ１０においては、シリコン基板１１の一方の表面Ｓａに、平坦な底面を有する凹部１１ｔが形成されている。また、圧力によって変形可能なダイヤフラム１２が、凹部１１ｔを蓋するようにして配置され、凹部１１ｔとダイヤフラム１２とで、密閉空間Ｖｃが形成されている。この密閉空間Ｖｃ内には、ガスが封入される。
【００３１】
圧力センサ１０におけるダイヤフラム１２は、任意の材料であってよく、例えば、シリコン、金属およびポリイミド等を採用することができる。中でも、ダイヤフラム１２の構成材料として、ポリイミドが好適である。ポリイミドはシリコンに較べてヤング率が低く、ポリイミドを構成材料としたダイヤフラム１２は、低い圧力範囲まで（変形）対応することができる。また、ポリイミドは、耐腐食性の高い材料でもある。このように、図１の圧力センサ１０は、ダイヤフラム１２の材料を適宜選択することにより、図７に示した従来のピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサ（センサチップ２）に較べて、圧力検出範囲を拡大することが可能である。
【００３２】
また、図１の圧力センサ１０において、密閉空間Ｖｃ内に封入されるガスは任意のガスであってよいが、熱伝導性の良いヘリウムが好適である。
【００３３】
図１の圧力センサ１０においては、凹部１１ｔの底面側に、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２とが配置されている。そして、シリコン基板１１のもう一方の表面Ｓｂに、加熱素子Ｈおよび測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３が配置されている。圧力センサ１０においては、２個の測温素子Ｍ１，Ｍ２は、加熱素子Ｈを中心として対称的に配置されている。尚、図１（ａ）の符号６は、ボンディングワイヤである。
【００３４】
圧力センサ１０における加熱素子Ｈは、安価に製造できるシリコン基板１１に形成された不純物拡散領域とすることが好ましい。圧力センサ１０における測温素子Ｍ１，Ｍ２は、例えば熱電対、サーミスタ、ショットキー接合等を採用することができ、中でも一般的に用いられている熱電対が好ましい。また、後述するように、図１の圧力センサ１０は、腐食に対して電極１３を確実に保護することのできる構造となっている。従って、圧力センサ１０の電極１３には、腐食には弱いが安価なアルミニウムを採用することができ、これによって製造コストを低減することができる。
【００３５】
図１に示す圧力センサ１０は、ダイヤフラム１２に印加される圧力を、加熱素子Ｈにより熱せられたガスを媒体として、測温素子Ｍ１，Ｍ２の温度変化から検知する。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、圧力センサ１０においては、加熱素子Ｈで密閉空間Ｖｃ内に封入されているガスを加熱し、密閉空間Ｖｃ内に所定の初期温度分布を形成することで、圧力測定の準備ができる。次に、図２（ｂ）に示すように、受圧面であるダイヤフラム１２に圧力が印加されると、ダイヤフラム１２が変形し、密閉空間Ｖｃの体積変化に伴って、密閉空間Ｖｃ内のガスの温度分布も変化する。例えば、図２（ｂ）に示す圧力Ｐ（＞０）が印加される場合には、測温素子Ｍ１，Ｍ２の周りの温度Ｔ１，Ｔ２が等しく上昇する。この温度分布の変化を測温素子Ｍ１，Ｍ２により検知することで、ダイヤフラム１２に印加された圧力の測定が可能となる。
【００３７】
このように、図１に示す圧力センサ１０は、図７に示した単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を利用する従来の圧力センサ（センサチップ２）と異なり、密閉空間Ｖｃ内に封入されたガスを媒体とする新規な圧力センサとなっている。尚、圧力センサ１０の感度を上げるためには、図１（ａ）に示した凹部１１ｔの底面の厚さｄは、できるだけ薄いほうが望ましい。
【００３８】
また、図１に示す圧力センサ１０においては、圧力検出のための加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２とがシリコン基板１１の一方の表面Ｓａに形成された凹部１１ｔの底面側に配置されており、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３が、シリコン基板１１のもう一方の表面Ｓｂに配置されている。すなわち、受圧面であるダイヤフラム１２のある側をシリコン基板１１の主面側とすると、電極１３は、シリコン基板１１の裏面側に配置される。
【００３９】
上記構造によって、圧力センサ１０は、図３の圧力センサ装置１１０に示すように、半田バンプ１４を用いて、リードフレームのインサートピン４にフリップチップ型の搭載が可能である。尚、図３の圧力センサ装置１１０においては、シリコン基板１１の裏面側における電極１３の周りが、接着剤１５で覆われている。そして、圧力センサ１０は、電極１３の周りを除いて、ゲルからなる保護部材７中に封入された構造となっている。これによって、受圧面であるダイヤフラム１２周りを、酸やアルカリ等の腐蝕性のある被測定圧力媒体から保護することができる。
【００４０】
また、上記電極１３をシリコン基板１１の裏面側に配置した構造によって、圧力センサ１０は、図３の圧力センサ装置１１０に示すように、被測定圧力媒体が酸やアルカリ等の腐蝕性のある圧力媒体である場合や、ダイヤフラム１２周りのゲルからなる保護部材７に腐蝕性の成分が含まれている場合であっても、腐食に対して最も弱い電極１３を前記腐食成分から十分に離間させることができる。これによって、圧力センサ１０では、電極１３を確実に保護することができる。
【００４１】
これに対して、図７のピエゾ抵抗効果を利用した従来の圧力センサ（センサチップ２）では、ダイヤフラム２ａのシリコン表面の不純物濃度を調整してピエゾ素子を形成し、該ピエゾ素子からの出力信号でダイヤフラム２ａに印加される圧力を検知している。従って、従来の圧力センサでは、ピエゾ素子に接続する電極がダイヤフラム２ａのあるシリコン基板の主面側に配置されるため、一般的に前記腐食成分に晒され易い構造となってしまう。
【００４２】
以上のようにして、図１に示す圧力センサ１０は、従来と異なる方法で圧力検出する新規な圧力センサであって、耐腐蝕性に優れる圧力センサとなっている。
【００４３】
次に、図１に示した圧力センサ１０の製造方法について、簡単に説明する。
【００４４】
図４は、圧力センサ１０の製造方法の一例を示す図で、（ａ）〜（ｄ）は、製造工程別の断面図である。
【００４５】
最初に、図４（ａ）に示すように、圧力センサ１０の裏面側となるシリコン基板１１の第１面Ｓｂに、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２を形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２に接続する電極１３を形成する。加熱素子Ｈと測温素子Ｍ１，Ｍ２および電極１３の形成には、半導体装置の製造において一般的に用いられている方法を採用することができる。
【００４６】
次に、図４（ｃ）に示すように、シリコン基板１１を反転し、圧力センサ１０の主面側となるシリコン基板１１の第２面Ｓａに、平坦な底面を有する凹部１１ｔを形成する。凹部１１ｔの形成は、ドライエッチングとウエットエッチングのいずれであってもよい。次に、図４（ｄ）に示すように、所定の雰囲気ガス中で、凹部１１ｔを蓋するようにしてダイヤフラム１２を配置し、ダイヤフラム１２をシリコン基板１１の第２面Ｓａに接着する。これによって、所定のガスが封入された密閉空間Ｖｃが形成される。尚、ダイヤフラム１２がポリイミドである場合には、上記接着に例えば接着剤を使用し、ダイヤフラム１２がシリコンである場合には、上記接着に例えば陽極接合を使用することができる。
【００４７】
以上で、図１に示した圧力センサ１０の製造が完了する。
【００４８】
図１の圧力センサ１０においては、２個の測温素子Ｍ１，Ｍ２が、凹部１１ｔの底面側に加熱素子Ｈを中心として対称的に配置されていた。これに限らず、測温素子は、１個であっても、非対称な配置であってもよい。
【００４９】
しかしながら、高精度な圧力測定のためには、図１の圧力センサ１０のように、測温素子が、凹部１１ｔの底面側に複数個配置されていることが好ましい。また、この場合、複数個の測温素子は、図１の圧力センサ１０のように、加熱素子Ｈに対して、対称的に配置されていることが好ましい。これによって、密閉空間Ｖｃ内のガス移動による温度分布変化をより精密に測定することができ、ダイヤフラム１２に印加される圧力の検出精度をより高めることができる。
【００５０】
図５は、別の圧力センサの例で、圧力センサ２０の模式的な下面図である。
【００５１】
図５に示す圧力センサ２０においては、４個の測温素子Ｍ１〜Ｍ４が、凹部１１ｔの底面側に、加熱素子Ｈを中心として９０°対称に配置されている。
【００５２】
図１や図５に示した圧力センサ１０，２０は、前述したように、ダイヤフラム１２の変形に伴う密閉空間Ｖｃ内に封入された加熱ガスの移動による温度分布変化を測定して、ダイヤフラム１２に印加される圧力を検出するものである。一方、加熱ガスの移動による温度分布変化は、ダイヤフラム１２に圧力が印加される場合だけでなく、圧力センサ１０，２０に加速度が加わった場合にも起り得る。
【００５３】
図６は、図１に示した圧力センサ１０を用いて、加速度の検出が可能であることを説明する図である。図中の太線矢印が、加速度方向である。
【００５４】
図２（ｂ）において説明したように、圧力センサ１０に圧力Ｐ（＞０）が印加された場合には、測温素子Ｍ１，Ｍ２の周りの温度Ｔ１，Ｔ２が等しく上昇した。
【００５５】
これに対して、図６のように圧力センサ１０に加速度Ｇが加わる場合には、加熱素子Ｈで加熱されたガスが加速度方向に移動する。従って、この場合には、加速度方向にある測温素子Ｍ１の周りの温度Ｔ１が上昇し、加速度方向の反対にある測温素子Ｍ２の周りの温度Ｔ２は低下する。
【００５６】
圧力センサ１０は、上記したダイヤフラム１２に圧力が印加された場合と圧力センサ１０に加速度Ｇが加わった場合の測温素子Ｍ１，Ｍ２の検出温度Ｔ１，Ｔ２の違いを分析することで、圧力検出だけでなく、加速度検出にも用いることが可能である。尚、図１の圧力センサ１０は、１軸方向（Ｘ軸方向）の加速度検出のみが可能であり、図５の圧力センサ２０は、２軸方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）の加速度検出が可能である。このように、上記した圧力センサ１０，２０は、圧力以外の検出機能を付加することも可能である。
【００５７】
以上のようにして、上記圧力センサ１０，２０は、耐腐蝕性に優れる安価な圧力センサであって、圧力検出範囲の拡大や圧力以外の検出機能を付加することのできる、新規な圧力センサとなっている。
【００５８】
従って、上記圧力センサ１０，２０は、腐食環境に晒され易い車載用の圧力センサとして好適で、特に、インテークマニホールドの吸気圧測定に用いられて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の圧力センサの一例で、（ａ）は、圧力センサ１０の模式的な断面図であり、（ｂ）は、圧力センサ１０の下面図である。
【図２】圧力センサ１０の圧力検出方法を説明する図で、（ａ）は、圧力が印加されていない状態を示した図であり、（ｂ）は、正の圧力が印加された状態を示した図である。
【図３】圧力センサ１０をパッケージした、圧力センサ装置１１０の模式的な断面図である。
【図４】圧力センサ１０の製造方法の一例を示す図で、（ａ）〜（ｄ）は、製造工程別の断面図である。
【図５】別の圧力センサの例で、圧力センサ２０の模式的な下面図である。
【図６】圧力センサ１０を用いて、加速度の検出が可能であることを説明する図である。
【図７】特許文献２に開示された従来の半導体圧力センサ装置１００を要部で切断した状態の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０，２０ 圧力センサ
１１ シリコン基板
１１ｔ 凹部
１２ ダイヤフラム
Ｖｃ 密閉空間
Ｈ 加熱素子
Ｍ１〜Ｍ４ 測温素子
１３ 電極
７ 保護部材（ゲル）
１１０ 圧力センサ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の一方の表面に、平坦な底面を有する凹部が形成され、
圧力によって変形可能なダイヤフラムが、前記凹部を蓋するようにして配置され、
前記凹部と前記ダイヤフラムとで密閉空間が形成され、前記密閉空間内にガスが封入されてなり、
前記凹部の底面側に、加熱素子と測温素子とが配置され、
前記シリコン基板のもう一方の表面に、前記加熱素子および前記測温素子に接続する電極が配置されてなり、
前記ダイヤフラムに印加される圧力を、前記加熱素子により熱せられた前記ガスを媒体として、前記測温素子の温度変化から検知することを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記ダイヤフラムが、ポリイミドからなることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記ガスが、ヘリウムであることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記加熱素子が、前記シリコン基板に形成された不純物拡散領域からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記測温素子が、熱電対からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記電極が、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記圧力センサが、前記電極を除いて、ゲル中に封入されてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記測温素子が、前記凹部の底面側に、複数個配置されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記測温素子が、前記加熱素子に対して、対称的に配置されてなることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記圧力センサが、加速度検出にも用いられることを特徴とする請求項８または９に記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記圧力センサが、車載用であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
前記圧力センサが、インテークマニホールドの吸気圧測定に用いられることを特徴とする請求項１１に記載の圧力センサ。
【請求項１】
シリコン基板の一方の表面に、平坦な底面を有する凹部が形成され、
圧力によって変形可能なダイヤフラムが、前記凹部を蓋するようにして配置され、
前記凹部と前記ダイヤフラムとで密閉空間が形成され、前記密閉空間内にガスが封入されてなり、
前記凹部の底面側に、加熱素子と測温素子とが配置され、
前記シリコン基板のもう一方の表面に、前記加熱素子および前記測温素子に接続する電極が配置されてなり、
前記ダイヤフラムに印加される圧力を、前記加熱素子により熱せられた前記ガスを媒体として、前記測温素子の温度変化から検知することを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記ダイヤフラムが、ポリイミドからなることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記ガスが、ヘリウムであることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記加熱素子が、前記シリコン基板に形成された不純物拡散領域からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記測温素子が、熱電対からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記電極が、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記圧力センサが、前記電極を除いて、ゲル中に封入されてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記測温素子が、前記凹部の底面側に、複数個配置されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記測温素子が、前記加熱素子に対して、対称的に配置されてなることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記圧力センサが、加速度検出にも用いられることを特徴とする請求項８または９に記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記圧力センサが、車載用であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
前記圧力センサが、インテークマニホールドの吸気圧測定に用いられることを特徴とする請求項１１に記載の圧力センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２５８４３（Ｐ２０１０−２５８４３Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８９５９５（Ｐ２００８−１８９５９５）
【出願日】平成２０年７月２３日（２００８．７．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２３日（２００８．７．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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