JP2014109483A - 圧力センサチップ - Google Patents

Abstract

【課題】残留気泡を生じさせることなく、短時間で圧力伝達媒体を封入する。
【解決手段】ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの周縁部１１−２ａ１の一部に開口する微小隙間１１−２ｄを形成し、導圧路１１−２ｅと連通させる。ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの周縁部１１−３ａ１の一部に開口する微小隙間１１−３ｄを形成し、導圧路１１−３ｅと連通させる。凹部１１−２ａに、導圧路１１−２ｂを入口側、導圧路１１−２ｄを出口側として圧力伝達媒体Ｓ１を充填し、凹部１１−３ａに、導圧路１１−３ｂを入口側、導圧路１１−３ｄを出口側として圧力伝達媒体Ｓ２を充填する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを用いた圧力センサチップ、例えば圧力を受けて変位する薄板状のダイアフラム上に歪抵抗ゲージを形成し、ダイアフラムに形成された歪抵抗ゲージの抵抗値変化からダイアフラムに加わった圧力を検出する圧力センサチップに関するものである。

従来より、工業用の差圧センサとして、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを用いた圧力センサチップを組み込んだ差圧センサが用いられている。この差圧センサは、高圧側および低圧側の受圧ダイアフラムに加えられる各測定圧を、圧力伝達媒体としての封入液によってセンサダイアフラムの一方の面および他方の面に導き、そのセンサダイアフラムの歪みを例えば歪抵抗ゲージの抵抗値変化として検出し、この抵抗値変化を電気信号に変換して取り出すように構成されている。

このような差圧センサは、例えば石油精製プラントにおける高温反応塔等の被測定流体を貯蔵する密閉タンク内の上下２位置の差圧を検出することにより、液面高さを測定するときなどに用いられる。

図６に従来の差圧センサの概略構成を示す。この差圧センサ１００は、センサダイアフラム（図示せず）を有する圧力センサチップ１をメータボディ２に組み込んで構成される。圧力センサチップ１におけるセンサダイアフラムは、シリコンやガラス等からなり、薄板状に形成されたダイアフラムの表面に歪抵抗ゲージが形成されている。メータボディ２は、金属製の本体部３とセンサ部４とからなり、本体部３の側面に一対の受圧部をなすバリアダイアフラム（受圧ダイアフラム）５ａ，５ｂが設けられ、センサ部４に圧力センサチップ１が組み込まれている。

メータボディ２において、センサ部４に組み込まれた圧力センサチップ１と本体部３に設けられたバリアダイアフラム５ａ，５ｂとの間は、大径のセンタダイアフラム６により隔離された圧力緩衝室７ａ，７ｂを介してそれぞれ連通され、圧力センサチップ１とバリアダイアフラム５ａ，５ｂとを結ぶ連通路８ａ，８ｂにシリコーンオイル等の圧力伝達媒体９ａ，９ｂが封入されている。

なお、シリコーンオイル等の圧力媒体が必要となるのは、センサダイアフラムに対する計測媒体中の異物付着を防ぐこと、センサダイアフラムを腐食させないため、耐食性を持つ受圧ダイアフラムと応力（圧力）感度を持つセンサダイアフラムとを分離する必要があるためである。

この差圧センサ１００では、図７(ａ)に定常状態時の動作態様を模式的に示すように、プロセスからの第１の流体圧力（第１の測定圧）Ｐ１がバリアダイアフラム５ａに印加され、プロセスからの第２の流体圧力（第２の測定圧）Ｐ２がバリアダイアフラム５ｂに印加される。これにより、バリアダイアフラム５ａ，５ｂが変位し、その加えられた測定圧Ｐ１，Ｐ２がセンタダイアフラム６により隔離された圧力緩衝室７ａ，７ｂを介し、圧力伝達媒体９ａ，９ｂを通して、圧力センサチップ１のセンサダイアフラムの一方の面および他方の面にそれぞれ導かれる。この結果、圧力センサチップ１のセンサダイアフラムは、その導かれた測定圧Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰに相当する変位を呈することになる。

これに対して、例えば、バリアダイアフラム５ａに過大圧Ｐoverが加わると、図７(ｂ)に示すようにバリアダイアフラム５ａが大きく変位し、これに伴ってセンタダイアフラム６が過大圧Ｐoverを吸収するように変位する。そして、バリアダイアフラム５ａがメータボディ２の凹部１０ａの底面（過大圧保護面）に着底し、その変位が規制されると、バリアダイアフラム５ａを介するセンサダイアフラムへのそれ以上の差圧ΔＰの伝達が阻止される。バリアダイアフラム５ｂに過大圧Ｐoverが加わった場合も、バリアダイアフラム５ａに過大圧Ｐoverが加わった場合と同様にして、バリアダイアフラム５ｂがメータボディ２の凹部１０ｂの底面（過大圧保護面）に着底し、その変位が規制されると、バリアダイアフラム５ｂを介するセンサダイアフラムへのそれ以上の差圧ΔＰの伝達が阻止される。この結果、過大圧Ｐoverの印加による圧力センサチップ１の破損、すなわち圧力センサチップ１におけるセンサダイアフラムの破損が未然に防止される。

この差圧センサ１００では、メータボディ２に圧力センサチップ１を内包させているので、プロセス流体など外部腐食環境から圧力センサチップ１を保護することができる。しかしながら、センタダイアフラム６やバリアダイアフラム５ａ，５ｂの変位を規制するための凹部１０ａ，１０ｂを備え、これらによって圧力センサチップ１を過大圧Ｐoverから保護する構造をとっているので、その形状が大型化することが避けられない。

そこで、圧力センサチップに第１のストッパ部材および第２のストッパ部材を設け、この第１のストッパ部材および第２のストッパ部材の凹部をセンサダイアフラムの一方の面および他方の面に対峙させることによって、過大圧が印加された時のセンサダイアフラムの過度な変位を阻止し、これによってセンサダイアフラムの破損・破壊を防止する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図８に特許文献１に示された構造を採用した圧力センサチップの概略を示す。同図において、１１−１はセンサダイアフラム、１１−２および１１−３はセンサダイアフラム１１−１を挟んで接合された第１および第２のストッパ部材、１１−４および１１−５はストッパ部材１１−２および１１−３に接合された第１および第２の台座である。ストッパ部材１１−２，１１−３や台座１１−４，１１−５はシリコンやガラスなどにより構成されている。

この圧力センサチップ１１において、ストッパ部材１１−２，１１−３には凹部１１−２ａ，１１−３ａが形成されており、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａをセンサダイアフラム１１−１の一方の面に対峙させ、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａをセンサダイアフラム１１−１の他方の面に対峙させている。

すなわち、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａを囲む周縁面１１−２ｃをセンサダイアフラム１１−１の一方の面に対面させ、この対面する周縁面１１−２ｃをセンサダイアフラム１１−１の一方の面に接合している。また、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａを囲む周縁面１１−３ｃをセンサダイアフラム１１−１の他方の面に対面させ、この対面する周縁面１１−３ｃをセンサダイアフラム１１−１の他方の面に接合している。

凹部１１−２ａ，１１−３ａは、センサダイアフラム１１−１の変位に沿った曲面（非球面）とされており、その頂部（中央部）に圧力導入孔（導圧路）１１−２ｂ，１１−３ｂが形成されている。また、台座１１−４，１１−５にも、ストッパ部材１１−２，１１−３の導圧路１１−２ｂ，１１−３ｂに対応する位置に、圧力導入孔（導圧路）１１−４ａ，１１−５ａが形成されている。

このような圧力センサチップ１１を用いると、センサダイアフラム１１−１の一方の面に過大圧が印加されてセンサダイアフラム１１−１が変位したとき、その変位面の全体がストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの曲面によって受け止められる。また、センサダイアフラム１１−１の他方の面に過大圧が印加されてセンサダイアフラム１１−１が変位したとき、その変位面の全体がストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの曲面によって受け止められる。

これにより、センサダイアフラム１１−１に過大圧が印加された時の過度な変位が阻止され、過大圧の印加によるセンサダイアフラム１１−１の不本意な破壊を効果的に防ぎ、その過大圧保護動作圧力（耐圧）を高めることが可能となる。また、図６に示された構造において、センタダイアフラム６や圧力緩衝室７ａ，７ｂをなくし、バリアダイアフラム５ａ，５ｂからセンサダイアフラム１１−１に対して直接的に測定圧Ｐ１，Ｐ２を導くようにして、メータボディ２の小型化を図ることが可能となる。

特開２００５−６９７３６号公報

しかしながら、図８に示された圧力センサチップ１１の構造では、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａやストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａが過大圧保護部として機能するが、この過大圧保護部の形状の複雑化、狭小化により、凹部１１−２ａや１１−３ａへの圧力伝達媒体の充填が難しくなる。

すなわち、図８に示された圧力センサチップ１１の構造では、測定圧Ｐ１を導く圧力伝達媒体の導圧路の終点がストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａとなり、測定圧Ｐ２を導く圧力伝達媒体の導圧路の終点がストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａとなる。しかし、凹部１１−２ａや１１−３ａは非常に狭く、導圧路を通して凹部１１−２ａや１１−３ａへ圧力伝達媒体を加圧圧送した場合、凹部１１−２ａの周縁部１１−２ａ１や凹部１１−３ａの周縁部１１−３ａ１まで圧力伝達媒体が行き渡らず、凹部１１−２ａや１１−３ａ内に残留気泡が生じることがある。

なお、凹部１１−２ａや１１−３ａ内に残留気泡が生じないようにするために、凹部１１−２ａや１１−３ａへの圧力伝達媒体の充填をゆっくり行うようにすることが考えられるが、そのようにすると充填時間（封入時間）が長くなり、生産性が低下する。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、残留気泡を生じさせることなく、短時間で圧力伝達媒体を封入することが可能な圧力センサチップを提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、センサダイアフラムの一方の面にその周縁面を対面させて接合されると共に、その周縁面に囲まれた中央部に第１の凹部を有する第１の保持部材と、センサダイアフラムの他方の面にその周縁面を対面させて接合されると共に、その周縁面に囲まれた中央部に第２の凹部を有する第２の保持部材とを備えた圧力センサチップにおいて、第１の保持部材は、第１の凹部の中央部に開口する第１の導圧路と、第１の凹部の周縁部の一部に開口する第１の微小隙間と、第１の微小隙間に連通する第２の導圧路とを有し、第２の保持部材は、第２の凹部の中央部に開口する第３の導圧路と、第２の凹部の周縁部の一部に開口する第２の微小隙間と、第２の微小隙間に連通する第４の導圧路とを有し、第１の凹部は、センサダイアフラムの一方の面との間の距離が第１の導圧路が開口する中央部から第２の導圧路が開口する周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とされ、第２の凹部は、センサダイアフラムの他方の面との間の距離が第３の導圧路が開口する中央部から第４の導圧路が開口する周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とされ、第１の導圧路を入口側、第２の導圧路を出口側として、センサダイアフラムの一方の面に第１の流体圧力を導く第１の圧力伝達媒体が第１の凹部に充填され、第３の導圧路を入口側、第４の導圧路を出口側として、センサダイアフラムの他方の面に第２の流体圧力を導く第２の圧力伝達媒体が第２の凹部に充填されていることを特徴とする。

この発明において、第１の保持部材には、第１の凹部の中央部に開口する第１の導圧路と、第１の凹部の周縁部の一部に開口する第１の微小隙間と、第１の微小隙間に連通する第２の導圧路とが設けられており、第２の保持部材には、第２の凹部の中央部に開口する第３の導圧路と、第２の凹部の周縁部の一部に開口する第２の微小隙間と、第２の微小隙間に連通する第４の導圧路とが設けられている。また、第１の保持部材において、第１の凹部は、センサダイアフラムの一方の面との間の距離が中央部から周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とされ、第２の保持部材において、第２の凹部は、センサダイアフラムの他方の面との間の距離が中央部から周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とされている。

これにより、本発明では、第１の保持部材の第１の凹部に、第１の導圧路を入口側、第２の導圧路を出口側として、第１の圧力伝達媒体を充填すると、第１の圧力伝達媒体が第１の導圧路より第１の凹部に流入し、この流入した第１の圧力伝達媒体が第１の凹部に満たされながら、第１の微小隙間を通して第２の導圧路より少しずつ流出する。この際、第１の凹部内に残留する気泡は、第１の圧力伝達媒体とともに第２の導圧路より流出する。また、第２の保持部材の第２の凹部に、第３の導圧路を入口側、第４の導圧路を出口側として、第２の圧力伝達媒体を充填すると、第２の圧力伝達媒体が第３の導圧路より第２の凹部に流入し、この流入した第２の圧力伝達媒体が第２の凹部に満たされながら、第２の微小隙間を通して第４の導圧路より少しずつ流出する。この際、第２の凹部内に残留する気泡は、第２の圧力伝達媒体とともに第４の導圧路より流出する。

これにより、本発明では、第１の凹部にも第２の凹部にも、残留気泡が生じないものとなる。また、本発明では、第１の保持部材、第２の保持部材共に、圧力伝達媒体は凹部に行き止まるのではなく、凹部を通り抜けるので、短時間で圧力伝達媒体を充填することができ、封入性を大幅に向上させることが可能となる。また、第１の保持部材、第２の保持部材共に独立して、圧力伝達媒体をその凹部に確実に充填することが可能となる。

本発明において、圧力伝達媒体の充填は、入口側から加圧圧送するものとしてもよく、出口側から負圧吸引するものとしてもよい。加圧式の場合は圧送を継続することで、残留する気泡を排除して行く。凹部の容積は極めて小さく、また圧力伝達媒体は循環可能なので、圧力伝達媒体を無駄にすることはない。また、吸引式の場合は、残留する気泡とともに圧力伝達媒体を移動させるため、例えば出口に油トラップを設ければ、脱気と封入を同時に実施することが可能である。

本発明において、第１の凹部および第２の凹部の形状は曲面としてもよく、傾斜面としてもよい。また、第１の凹部の周縁部を囲み当該周縁部の全周と連通する第１のリング状の溝と、第２の凹部の周縁部を囲み当該周縁部の全周と連通する第２のリング状の溝とを設け、第１のリング状の溝の一部に第１の微小隙間を開口させ、第２のリング状の溝の一部に第２の微小隙間を開口させるようにしてもよい。このようにすると、第１の凹部の周縁部に達した第１の圧力伝達媒体が第１のリング状の溝をぐるりと回って、残留する気泡とともに第１の圧力伝達媒体が第１の微小隙間を通して第２の導圧路から流出し、第１の凹部内への第１の圧力伝達媒体の充填が確実となる。また、第２の凹部の周縁部に達した第２の圧力伝達媒体が第２のリング状の溝をぐるりと回って、残留する気泡とともに第２の圧力伝達媒体が第２の微小隙間を通して第４の導圧路から流出し、第２の凹部内への第２の圧力伝達媒体の充填が確実となる。

本発明によれば、第１の保持部材に、第１の凹部の中央部に開口する第１の導圧路と、第１の凹部の周縁部の一部に開口する第１の微小隙間と、第１の微小隙間に連通する第２の導圧路とを設け、第２の保持部材に、第２の凹部の中央部に開口する第３の導圧路と、第２の凹部の周縁部の一部に開口する第２の微小隙間と、第２の微小隙間に連通する第４の導圧路とを設け、第１の凹部を、センサダイアフラムの一方の面との間の距離が中央部から周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とし、第２の凹部を、センサダイアフラムの他方の面との間の距離が中央部から周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とし、第１の導圧路を入口側、第２の導圧路を出口側として第１の圧力伝達媒体を第１の凹部に充填し、第３の導圧路を入口側、第４の導圧路を出口側として第２の圧力伝達媒体が第２の凹部に充填するようにしたので、残留気泡を生じさせることなく、短時間で圧力伝達媒体を封入することが可能となる。

本発明に係る圧力センサチップの一実施の形態（実施の形態１）の概略を示す図である。 実施の形態１の圧力センサチップのストッパ部材の周縁部近傍の拡大図である。 本発明に係る圧力センサチップの第２の実施の形態（実施の形態２）の概略を示す図である。 本発明に係る圧力センサチップの第３の実施の形態（実施の形態３）の概略を示す図である。 実施の形態３の圧力センサチップのストッパ部材の周縁部近傍の拡大図である。 従来の差圧センサの概略構成を示す図である。 この差圧センサの動作態様を模式的に示す図である。 特許文献１に示された構造を採用した圧力センサチップの概略を示す図である。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係る圧力センサチップの第１の実施の形態（実施の形態１）の概略を示す図である。この圧力センサチップもその基本的な構造は、図８に示した圧力センサチップ１１と同じである。

すなわち、センサダイアフラム１１−１と、第１ストッパ部材１１−２と、第２のストッパ部材１１−３と、第１の台座１１−４と、第２の台座１１−５とを備えており、ストッパ部材１１−２，１１−３や台座１１−４，１１−５はシリコンやガラスなどにより構成されている。

また、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａを囲む周縁面１１−２ｃがセンサダイアフラム１１−１の一方の面に接合され、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａを囲む周縁面１１−３ｃがセンサダイアフラム１１−１の他方の面に接合されている。

また、凹部１１−２ａ，１１−３ａは、センサダイアフラム１１−１の変位に沿った曲面（非球面）とされており、その頂部（中央部）に導圧路１１−２ｂ，１１−３ｂが形成されている。また、台座１１−４，１１−５にも、ストッパ部材１１−２，１１−３の導圧路１１−２ｂ，１１−３ｂに対応する位置に、導圧路１１−４ａ，１１−５ａが形成されている。

以下、図８に示した従来の圧力センサチップ１１と区別するために、本実施の形態の圧力センサチップを符号１１Ａで示す。

この圧力センサチップ１１Ａの従来の圧力センサチップ１１と異なる点は、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの周縁部１１−２ａ１の一部に開口する微小空間１１−２ｄが形成され、またストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの周縁部１１−３ａ１の一部に開口する微小空間１１−３ｄが形成されている点にある。また、ストッパ部材１１−２に微小空間１１−２ｄに連通する導圧路１１−２ｅが形成され、ストッパ部材１１−３に微小空間１１−３ｄに連通する導圧路１１−３ｅが形成されている点にある。なお、導圧路１１−２ｅ，１１−３ｅの径は導圧路１１−２ｂ，１１−３ｂと同程度でよい。

図２にこの圧力センサチップ１１Ａにおけるストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの周縁部１１−２ａ１付近の拡大図を示す。ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの周縁部１１−３ａ１付近も同様の構成とされている。

この導圧路１１−２ｅ，１１−３ｅと導圧路１１−２ｂ，１１−３ｂとの間に存在する微小隙間１１−２ｄ，１１−３ｄは開口面積が遙かに小さい絞り部とされている。本実施の形態において、微小隙間１１−２ｄ，１１−３ｄの開口面積は凹部１１−２ａ，１１−３ａの開口面積の約１／１００とされている。

この圧力センサチップ１１Ａにおいて、ストッパ部材１１−２が本発明でいう第１の保持部材、ストッパ部材１１−３が第２の保持部材、ストッパ部材１１−２の導圧路１１−２ｂが第１の導圧路、ストッパ部材１１−２の微小隙間１１−２ｄが第１の微小隙間、ストッパ部材１１−２の導圧路１１−２ｄが第２の導圧路、ストッパ部材１１−３の導圧路１１−３ｂが第３の導圧路、ストッパ部材１１−３の微小隙間１１−３ｄが第２の微小隙間、ストッパ部材１１−３の導圧路１１−３ｅが第４の導圧路に相当する。

なお、台座１１−４，１１−５にも、ストッパ部材１１−２，１１−３の導圧路１１−２ｅ，１１−３ｅに連通する導圧路１１−４ｂ，１１−５ｂが形成されている。

この圧力センサチップ１１Ａにおいて、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａには、導圧路１１−２ｂを入口側、導圧路１１−２ｅを出口側として、センサダイアフラム１１−１の一方の面に測定圧Ｐ１（第１の流体圧力）を導く圧力伝達媒体Ｓ１が充填されており、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａには、導圧路１１−３ｂを入口側、導圧路１１−３ｅを出口側として、センサダイアフラム１１−１の他方の面に測定圧Ｐ２（第２の流体圧力）を導く圧力伝達媒体Ｓ２が充填されている。

すなわち、この圧力センサチップ１１Ａでは、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａに、導圧路１１−２ｂを入口側、導圧路１１−２ｅを出口側として、シリコーンオイルなどの圧力伝達媒体Ｓ１を充填し、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａに、導圧路１１−３ｂを入口側、導圧路１１−３ｅを出口側として、シリコーンオイルなどの圧力伝達媒体Ｓ２を充填している。

この場合、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａに、導圧路１１−２ｂを入口側、導圧路１１−２ｅを出口側として圧力伝達媒体Ｓ１を充填すると、圧力伝達媒体Ｓ１が導圧路１１−２ｂより凹部１１−２ａに流入し、この流入した圧力伝達媒体Ｓ１が凹部１１−２ａに満たされながら、微小隙間１１−２ｄを通して導圧路１１−２ｅより少しずつ流出する。この際、凹部１１−２ａに残留する気泡は、圧力伝達媒体Ｓ１とともに導圧路１１−２ｅ流出するので、凹部１１−２ａ内に残留気泡が生じないものとなる。

また、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａに、導圧路１１−３ｂを入口側、導圧路１１−３ｅを出口側として圧力伝達媒体Ｓ２を充填すると、圧力伝達媒体Ｓ２が導圧路１１−３ｂより凹部１１−３ａに流入し、この流入した圧力伝達媒体Ｓ２が凹部１１−３ａに満たされながら、微小隙間１１−３ｄを通して導圧路１１−３ｅより少しずつ流出する。この際、凹部１１−３ａに残留する気泡は、圧力伝達媒体Ｓ２とともに導圧路１１−３ｅより流出するので、凹部１１−３ａ内に残留気泡が生じないものとなる。

また、ストッパ部材１１−２，１１−３共に、圧力伝達媒体Ｓ１，Ｓ２は凹部１１−２ａ，１１−３ａに行き止まるのではなく、凹部１１−２ａ，１１−３ａを通り抜けるので、短時間で圧力伝達媒体Ｓ１，Ｓ２を充填することができ、封入性が大幅に向上する。また、ストッパ部材１１−２，１１−３共に独立して、圧力伝達媒体Ｓ１，Ｓ２を凹部１１−２ａ，１１−３ａに確実に充填することができる。これにより、複数チップの同時封入が少スペースで実施可能となる。また、リードタイムが短縮され、工程コスト削減につながる。

この圧力センサチップ１１Ａにおいて、圧力伝達媒体Ｓ１，Ｓ２の充填は、入口側から加圧圧送するものとしてもよく、出口側から負圧吸引するものとしてもよい。加圧式の場合は圧送を継続することで、残留する気泡を排除して行く。凹部１１−２ａ，１１−３ａの容積は極めて小さく、また圧力伝達媒体Ｓ１，Ｓ２は循環可能なので、圧力伝達媒体Ｓ１，Ｓ２を無駄にすることはない。また、吸引式の場合は、残留する気泡とともに圧力伝達媒体Ｓ１，Ｓ２を移動させるため、例えば出口に油トラップを設ければ、脱気と封入を同時に実施することが可能である。また、吸引式であれば、封入装置全体が加圧式に比べさらに小型化可能となる。また、微小残存気泡を許容できれば、加熱脱気システムが不要となり、封入時間を現行品比１／１００程度に短縮可能になる。

〔実施の形態２〕
実施の形態１では、ストッパ部材１１−２，１１−３の凹部１１−２ａ，１１−３ａの形状をセンサダイアフラム１１−１の変位に沿った曲面（非球面）とすることにより、センサダイアフラム１１−１の対向する面との間の距離が中央部から周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状を得ているが、ストッパ部材１１−２，１１−３の凹部１１−２ａ，１１−３ａの形状は必ずしもこのような曲面としなくてもよい。

例えば、図３に実施の形態２の圧力センサチップ１１Ｂとして示すように、ストッパ部材１１−２，１１−３の凹部１１−２ａ，１１−３ａの形状を斜面とすることにより、センサダイアフラム１１−１の対向する面との間の距離が中央部から周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状を得るようにしてもよい。

〔実施の形態３〕
また、図４に実施の形態３の圧力センサチップ１１Ｃとして示すように、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの周縁部１１−２ａ１を囲み当該周縁部１１−２ａ１の全周と連通する第１のリング状の溝１１−２ｆを形成し、またストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの周縁部１１−３ａ１を囲み当該周縁部１１−３ａ１の全周と連通する第２のリング状の溝１１−３ｆを形成し、第１のリング状の溝１１−２ｆの一部に微小隙間１１−２ｄを開口させ、第２のリング状の溝１１−３ｆの一部に微小隙間１１−３ｄを開口させるようにしてもよい。

図４にこの圧力センサチップ１１Ｃにおけるストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの周縁部１１−２ａ１付近の拡大図を示す。ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの周縁部１１−３ａ１付近も同様の構成とされている。

このようにすると、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの周縁部１１−２ａ１に達した圧力伝達媒体Ｓ１が第１のリング状の溝１１−２ｆを周回して、残留する気泡とともに圧力伝達媒体Ｓ１が微小隙間１１−２ｄを通して導圧路１１−２ｅから流出する。これにより、凹部１１−２ａ内への圧力伝達媒体Ｓ１の充填が確実となる。また、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの周縁部１１−３ａ１に達した圧力伝達媒体Ｓ２が第２のリング状の溝１１−３ｆを周回して、残留する気泡とともに圧力伝達媒体Ｓ２が微小隙間１１−３ｄを通して導圧路１１−３ｅから流出する。これにより、凹部１１−３ａ内への圧力伝達媒体Ｓ２の充填が確実となる。

また、上述した実施の形態では、センサダイアフラム１１−１を圧力変化に応じて抵抗値が変化する歪抵抗ゲージを形成したタイプとしているが、静電容量式のセンサチップとしてもよい。静電容量式のセンサチップは、所定の空間（容量室）を備えた基板と、その基板の空間上に配置されたダイアフラムと、基板に形成された固定電極と、ダイアフラムに形成された可動電極とを備えている。ダイアフラムが圧力を受けて変形することで、可動電極と固定電極との間隔が変化してその間の静電容量が変化する。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１１−１…センサダイアフラム、１１−２，１１−３…ストッパ部材、１１−２ａ，１１−３ａ…凹部、１１−２ａ１，１１−３ａ１…周縁部、１１−２ｂ，１１−３ｂ…導圧路、１１−２ｃ，１１−３ｃ…周縁面、１１−２ｄ，１１−３ｄ…微小隙間、１１−２ｅ，１１−３ｅ…導圧路、１１−２ｆ，１１−３ｆ…リング状の溝、１１−４，１１−５…台座、１１−４ａ，１１−５ａ…導圧路、Ｓ１，Ｓ２…圧力伝達媒体、１１Ａ〜１１Ｃ…圧力センサチップ。

Claims (4)

1. 一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、前記センサダイアフラムの一方の面にその周縁面を対面させて接合されると共に、その周縁面に囲まれた中央部に第１の凹部を有する第１の保持部材と、前記センサダイアフラムの他方の面にその周縁面を対面させて接合されると共に、その周縁面に囲まれた中央部に第２の凹部を有する第２の保持部材とを備えた圧力センサチップにおいて、
   前記第１の保持部材は、
   前記第１の凹部の中央部に開口する第１の導圧路と、
   前記第１の凹部の周縁部の一部に開口する第１の微小隙間と、
   前記第１の微小隙間に連通する第２の導圧路とを有し、
   前記第２の保持部材は、
   前記第２の凹部の中央部に開口する第３の導圧路と、
   前記第２の凹部の周縁部の一部に開口する第２の微小隙間と、
   前記第２の微小隙間に連通する第４の導圧路とを有し、
   前記第１の凹部は、
   前記センサダイアフラムの一方の面との間の距離が前記第１の導圧路が開口する中央部から前記第２の導圧路が開口する周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とされ、
   前記第２の凹部は、
   前記センサダイアフラムの他方の面との間の距離が前記第３の導圧路が開口する中央部から前記第４の導圧路が開口する周縁部に行くにしたがって徐々に狭くなるような形状とされ、
   前記第１の導圧路を入口側、前記第２の導圧路を出口側として、前記センサダイアフラムの一方の面に前記第１の流体圧力を導く第１の圧力伝達媒体が前記第１の凹部に充填され、
   前記第３の導圧路を入口側、前記第４の導圧路を出口側として、前記センサダイアフラムの他方の面に前記第２の流体圧力を導く第２の圧力伝達媒体が前記第２の凹部に充填されている
   ことを特徴とする圧力センサチップ。
2. 請求項１に記載された圧力センサチップにおいて、
   前記第１の凹部および第２の凹部の前記形状が曲面とされている
   ことを特徴とする圧力センサチップ。
3. 請求項１に記載された圧力センサチップにおいて、
   前記第１の凹部および第２の凹部の前記形状が斜面とされている
   ことを特徴とする圧力センサチップ。
4. 請求項１に記載された圧力センサチップにおいて、
   前記第１の凹部の周縁部を囲み当該周縁部の全周と連通する第１のリング状の溝と、
   前記第２の凹部の周縁部を囲み当該周縁部の全周と連通する第２のリング状の溝とを有し、
   前記第１のリング状の溝の一部に前記第１の微小隙間が開口し、
   前記第２のリング状の溝の一部に前記第２の微小隙間が開口している
   ことを特徴とする圧力センサチップ。

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