JP6922798B2 - 静電容量式圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は、静電容量式圧力センサに関する。

圧力センサは、主として気体や液体の圧力を検出するものであり、気圧センサや高度センサ、水圧センサとして各種の装置に適用されている。また、近年においては、これを高度センサとして利用する場合の一態様として、位置情報を得るためのナビゲーション装置への応用やユーザの運動量を精緻に計測する計測器への応用等、その適用範囲が広がりつつある。

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサチップとしての静電容量式圧力
センサが知られている。静電容量式圧力センサは、可動電極を有する基板と、固定電極を有する硬質基板とを備えている。可動電極と固定電極との間には、ギャップに応じた静電容量が発生する。静電容量式圧力センサに圧力が印加されることにより、可動電極を有する基板が撓み、可動電極と固定電極との間のギャップが変化することで、静電容量の変化を検出する。静電容量の変化に応じた圧力が検出される。ダイアフラムと基板表面との間で閉塞された空間に圧力室を形成し、圧力室内に導かれる測定圧力を検出する静電容量型圧力センサにおいて、圧力室に導かれる測定圧力の少なくとも一部をセンサ外部へリークさせる圧力リーク部を設けることが提案されている（特許文献１参照）。

特開平８−２４０５０２号公報

静電容量式圧力センサでは、大気圧の影響を受けることにより測定精度が低下するおれがある。大気圧の影響を抑えるため、静電容量式圧力センサに貫通孔が設けられている。従来、静電容量式圧力センサにおいて、硬質基板同士を用いていたが、静電容量式圧力センサにフレキシブル性を持たせるために、硬質基板とポリイミド等のシート部材からなるフレキシブル基板とを用いている。そのため、静電容量式圧力センサの屈曲時に、フレキシブル基板側に設けた貫通孔が潰れてしまう問題がある。このような状況に鑑み、本発明は、静電容量式圧力センサに安定的に貫通孔を形成することによって静電容量式圧力センサの測定精度を向上することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、第１電極を含むフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に対向して配置され、前記第１電極との間に中空部を介して前記第１電極に対向配置される第２電極を含む硬質基板と、前記フレキシブル基板と前記硬質基板との間であって、前記中空部を囲むように設けられ、前記フレキシブル基板と前記硬質基板とを接合する接合部と、を備え、前記接合部は、前記中空部から前記接合部の外側に向かって前記接合部を貫通する貫通孔を有する、静電容量式圧力センサである。

接合部の貫通孔を介して、中空部内に空気が導入されると共に、中空部内の空気が外気に排出される。これにより、静電容量式圧力センサの内部の密閉状態が解除され、大気圧と中空部内の圧力とが一致する。大気圧と中空部内の圧力とが一致することにより、大気
圧の影響を受けずに静電容量式圧力センサの測定が行われるため、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。接合部に貫通孔を設けることにより、静電容量式圧力センサの屈曲時に貫通孔が潰れることが抑制されるため、静電容量式圧力センサに安定的に貫通孔を形成することができる。静電容量式圧力センサに安定的に貫通孔を形成することによって静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。

静電容量式圧力センサにおいて、前記接合部は、前記フレキシブル基板側に配置された金属部材と、前記硬質基板側に配置された絶縁部材とを含み、前記貫通孔が、前記金属部材に設けられており、前記貫通孔が、前記第１電極及び前記絶縁部材に接している。金属部材に貫通孔が設けられているため、静電容量式圧力センサの屈曲時に貫通孔が潰れることが抑制されるため、静電容量式圧力センサに安定的に貫通孔を形成することができる。

静電容量式圧力センサにおいて、前記接合部は、前記フレキシブル基板側に配置された金属部材と、前記硬質基板側に配置された防湿性の高い絶縁部材とを含み、前記貫通孔が、前記絶縁部材に設けられており、前記貫通孔が、前記金属部材に接している。防湿性の高い絶縁部材に設けられた貫通孔を空気が通る際、防湿性の高い絶縁部材の吸湿が抑制されるため、静電容量式圧力センサの測定精度が向上する。絶縁部材に貫通孔が設けられているため、静電容量式圧力センサの屈曲時に貫通孔が潰れることが抑制されるため、静電容量式圧力センサに安定的に貫通孔を形成することができる。

静電容量式圧力センサにおいて、前記貫通孔が、前記接合部の内部で蛇行している。静電容量式圧力センサにおいて、前記貫通孔が、前記接合部の内部で分岐している。

静電容量式圧力センサにおいて、前記フレキシブル基板は前記第１電極を複数含んでおり、複数の前記第１電極に対応する複数の前記第２電極、複数の前記硬質基板及び複数の前記接合部を備える。これにより、フレキシブル基板と複数の硬質基板とが接合された静電容量式圧力センサを用いた圧力の面測定が可能となる。

本発明によれば、静電容量式圧力センサの測定精度を向上すると共に、静電容量式圧力センサに安定的に貫通孔を形成することができる。

図１Ａは、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。 図１Ｂは、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。 図２は、可動電極の平面図である。 図３は、固定電極の平面図である。 図４は、壁部の平面図である。 図５は、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。 図６は、圧力センサの平面図の一例である。 図７は、実施形態に係る圧力センサの一例を示す断面図である。 図８は、壁部の一例を示す図である。 図９は、壁部の一例を示す図である。 図１０は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１１は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１２は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１３は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１４は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１５は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１６は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１７は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１８は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。 図１９は、実施形態に係る圧力センサの製造工程の一例を示す図である。

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下に示す実施形態は、本願の一態様であり、本願の技術的範囲を限定するものではない。

＜適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、実施形態に係る圧力センサ１００の一例を示す断面図である。圧力センサ１００は、静電容量式圧力センサの一例である。圧力センサ１００は、可動部１０及び固定基板部２０を備える。可動部１０は、可撓性を有する。可動部１０は、シート基板１１及び可動電極１２を含む。可動電極１２は、導体部１３及びメッキ部１４を有する。可動部１０は、フレキシブル基板の一例である。また、シート基板１１が、フレキシブル基板の一例であってもよい。可動電極１２は、第１電極の一例である。

固定基板部２０は、基板部２１及び固定電極２２を含む。固定基板部２０は、可動部１０との間に中空部（空隙）３０を介して可動部１０に対向して配置されている。固定電極２２は、可動電極１２との間に中空部３０を介して可動電極１２に対向配置されている。絶縁部２３は、第１絶縁膜２６及び第２絶縁膜２７を有する。絶縁部２３は、固定電極２２を囲むようにして、固定基板部２０上に設けられている。絶縁部２３及び壁部２４は、中空部３０を囲むように設けられており、可動部１０と固定基板部２０とを接合する。固定基板部２０は、硬質基板の一例である。固定電極２２は、第２電極の一例である。絶縁部２３は、固定基板部２０側に配置され、壁部２４は、可動部１０側に配置されている。絶縁部２３及び壁部２４は、接合部の一例である。圧力センサ１００は、可動電極１２が撓むことで生じる静電容量の変化を検出することにより、可動電極１２に印加された圧力を測定する。

図２は、可動電極１２の平面図である。図３は、固定電極２２の平面図である。図４は、壁部２４の平面図である。なお、図１Ａは、図２のＢ１−Ｂ１線における断面、図３のＤ１−Ｄ１線における断面及び図４のＦ１−Ｆ１線における断面に対応している。図１Ｂは、図２のＢ２−Ｂ２線における断面、図３のＤ２−Ｄ２線における断面及び図４のＦ２−Ｆ２線における断面に対応している。図２の例では、固定基板部２０における可動部１０との対向面の法線方向（図１Ａ及び図１Ｂの矢印Ａで示す方向）からの平面視において、可動電極１２の形状は円形である。図３の例では、平面視において、固定電極２２の形状は円形である。図２及び図３の例に限定されず、平面視において、可動電極１２の形状及び固定電極２２の形状は、楕円形、矩形等の他の形状であってもよい。図４の例では、平面視において、壁部２４の形状は円形の環状である。図４の例に限定されず、平面視において、壁部２４の形状は、楕円形の環状、矩形の環状等の他の形状であってもよい。

図２に示すように、可動電極１２は、グランド（ＧＮＤ）線１６に接続されている。また、信号線１５が、可動電極１２を挟むようにして、グランド線１６に対向配置されている。信号線１５は、可動電極１２から離間している。可動電極１２、信号線１５及びグランド線１６は、可動部１０における固定基板部２０との対向面に設けられている。具体的には、可動電極１２、信号線１５及びグランド線１６は、シート基板１１の下面に設けられている。シート基板１１の下面は、基板部２１の上面と対向している。図２では、シート基板１１の外形線を点線で示している。図３に示すように、固定電極２２は、信号パッド２８に接続されている。また、グランドパッド２９が、固定電極２２を挟むようにして、信号パッド２８に対向配置されている。

壁部２４は、中空部３０から壁部２４の外側に向かって壁部２４を貫通する貫通孔６０を有する。図４の例では、壁部２４に４つの貫通孔６０が設けられているが、貫通孔６０の個数は増減可能である。図４の例では、平面視において、貫通孔６０が壁部２４の内面６１から外面６２に向って伸びる直線形状である。図４の例に限らず、貫通孔６０は他の形状であってもよい。壁部２４に設けられた貫通孔６０を介して、中空部３０内に空気が導入されると共に、中空部３０内の空気が外気に排出される。これにより、圧力センサ１００の内部の密閉状態が解除され、大気圧と中空部３０内の圧力とが一致する。大気圧と中空部３０内の圧力とが一致することにより、大気圧の影響を受けずに圧力センサ１００の測定が行われるため、圧力センサ１００の測定精度が向上する。壁部２４に貫通孔６０を設けることにより、圧力センサ１００の屈曲時に貫通孔６０が潰れることが抑制されるため、圧力センサ１００に安定的に貫通孔６０を形成することができる。

＜実施形態＞
図５は、実施形態に係る圧力センサ１００の一例を示す断面図である。図６は、圧力センサ１００の平面図の一例である。図５は、図６のＨ−Ｈ線に沿った断面を示している。また、図５は、図２のＣ−Ｃ線における断面、図３のＥ−Ｅ線における断面及び図４のＧ−Ｇ線における断面に対応している。図６では、４つの圧力センサ１００（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１００Ｄ）が例示されると共に、コネクタ２００及び静電容量測定回路３００が例示される。図６の例では、４つの圧力センサ１００が例示されているが、圧力センサ１００の個数は増減可能である。４つの圧力センサ１００は、シート基板１１を共有する。

可動部１０は、シート基板１１、可動電極１２、信号線１５、グランド線１６を含む。シート基板１１は、可撓性を有する部材（例えば、ポリイミド）で形成される。シート基板１１の下面に可動電極１２、信号線１５、グランド線１６が設けられている。可動電極１２、信号線１５、グランド線１６は、導電性を有する。可動電極１２は、導体部１３Ａ及びメッキ部１４Ｂを有する。信号線１５は、導体部１３Ｂ及びメッキ部１４Ｂを有する。グランド線１６は、導体部１３Ｃ及びメッキ部１４Ｃを有する。導体部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、例えば、Ｃｕ（銅）等の金属で形成されている。メッキ部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ａｕ（金）等の金属で形成されている。なお、導体部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを総称する場合、導体部１３と称し、メッキ部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを総称する場合、メッキ部１４と称する。

固定基板部２０は、基板部２１、固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９を含む。基板部２１は、容易に変形しない部材（例えば、ガラス）で形成される。基板部２１の厚さは、例えば、３００μｍ以上６００μｍ以下であるが、この範囲に限定されない。基板部２１が容易に変形しない部材で形成されるため、シート基板１１への圧力の印加により可動部１０が撓んでも、固定基板部２０の変形は抑制される。基板部２１の上面に固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９が配置されている。基板部２１の上面は、シート基板１１の下面と対向している。固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９は、導電性を有する。固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９は、例えば、Ｃｒ（クロム）等で形成されている。

固定基板部２０には、固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９の周囲を囲むと共に、固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９の一部を覆う絶縁部２３が設けられている。絶縁部２３は、第１絶縁膜２６、第２絶縁膜２７を有する。絶縁部２３は、絶縁部材の一例である。第１絶縁膜２６は、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）等によって形成されている。第２絶縁膜２７は、ＳｉＮ（窒化ケイ素）によって形成されている。第１絶縁膜２６、第２絶縁膜２７は、絶縁部
材の一例である。固定電極２２の一部を覆う絶縁部２３Ａ上に壁部２４Ａが設けられている。壁部２４は、金属部材の一例である。絶縁部２３Ａ及び壁部２４Ａは、基板部２１上において、中空部３０を囲むように設けられている。信号パッド２８の一部を覆う絶縁部２３Ｂ上に壁部２４Ｂが設けられている。グランドパッド２９の一部を覆う絶縁部２３Ｃ上に壁部２４Ｃが設けられている。壁部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、例えば、Ｃｕ等の金属で形成されている。なお、絶縁部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを総称する場合、絶縁部２３と称する。

絶縁部２３（２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ）及び壁部２４（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）が、可動部１０と固定基板部２０とを接合することで可動部１０と固定基板部２０とが一体となり、圧力センサ１００が形成される。壁部２４Ｂは、信号線１５及び信号パッド２８に接触している。壁部２４Ｂを介して、信号線１５が信号パッド２８に電気的に接続されている。固定電極２２が、信号パッド２８に接続されているため、信号線１５が固定電極２２に電気的に接続されている。壁部２４Ｃを介して、グランド線１６がグランドパッド２９に電気的に接続されている。圧力センサ１００は、可動電極１２及び固定電極２２を電極板とするコンデンサとして動作する。

図６に示すように、複数の信号線１５がコネクタ２００に接続されている。コネクタ２００は、静電容量測定回路３００に接続されている。図６に例示されるように、シート基板１１を共有して複数の圧力センサ１００を並べることが可能である。すなわち、単一のシート基板１１に複数の可動電極１２を設けることにより、単一のシート基板１１に複数の可動電極１２及び複数の固定基板部２０を列状、格子状又はアレイ状に配置することが可能である。したがって、圧力センサ１００は、単一のシート基板１１を共有する複数のセンサ素子を有する。この場合、複数の可動電極１２同士が離間し、複数の固定基板部２０同士が離間している。そのため、圧力センサ１００に圧力が印加された際、隣接する複数の可動部１０の一方が、隣接する複数の可動部１０の他方の基板が撓むことを阻害しない。したがって、圧力センサ１００に圧力が印加された際における可動部１０の撓みが阻害されず、圧力センサ１００に印加された圧力を高い精度で測定することができる。

圧力センサ１００では、中空部３０の上方から圧力センサ１００に圧力が印加されると、印加された圧力に応じて可動部１０が固定基板部２０に向かって撓む。また、圧力センサ１００に圧力が印加されなくなると、圧力センサ１００は圧力が印加される前の状態に戻る。すなわち、圧力センサ１００では、印加された圧力に応じて、可動電極１２と固定電極２２との間の距離が変動する。可動電極１２と固定電極２２との間の距離が変動すると、圧力センサ１００の静電容量が変動する。例えば、図６に例示される静電容量測定回路３００によって圧力センサ１００の静電容量の変動が測定されることで、圧力センサ１００に印加された圧力が検出される。

可動部１０に接続線４１が設けられている。図６に示すように、隣接する可動電極１２の間に接続線４１が配置されており、隣接する可動電極１２同士が接続線４１によって接続されている。接続線４１は、可動電極１２と同じ材料で形成されているが、接続線４１は、熱伝導性樹脂で形成されてもよい。可動電極１２同士が接続されることにより、複数の可動電極１２の温度が均等化される。実施形態において、接続線４１の形成を省略してもよい。

壁部２４Ａは、中空部３０から壁部２４Ａの外側に向かって壁部２４Ａを貫通する貫通孔６０を有する。壁部２４Ａに設けられた貫通孔６０を介して、中空部３０内に空気が導入されると共に、中空部３０内の空気が外気に排出される。これにより、大気圧と中空部３０内の圧力とが一致する。大気圧と中空部３０内の圧力とが一致することにより、大気圧の影響を受けずに圧力センサ１００の測定が行われるため、圧力センサ１００の測定精
度が向上する。壁部２４Ａに貫通孔６０を設けることにより、圧力センサ１００に安定的に貫通孔６０を形成することができる。壁部２４Ａに貫通孔６０が設けられているため、壁部２４Ａの内部を空気が通り、絶縁部２３Ａの内部を空気が通らない。したがって、絶縁部２３Ａの吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。貫通孔６０の形成は、壁部２４Ａの形成工程と同一の工程で行われる。これにより、圧力センサ１００の製造工程を増加せずに、壁部２４Ａに貫通孔６０を形成することができる。

第１絶縁膜２６は、ＴＥＯＳ、ＳｉＯ_２等によって形成された酸化シリコン膜である。酸化シリコン膜は吸湿性を有する。酸化シリコン膜が吸湿することにより、圧力センサ１００の測定に悪影響を与える可能性がある。第２絶縁膜２７は、ＳｉＮによって形成された窒化シリコン膜である。窒化シリコン膜は防湿性の高い部材である。第２絶縁膜２７は、防湿性の高い絶縁部材の一例である。絶縁部２３が第２絶縁膜２７を含むことにより、絶縁部２３の吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。例えば、図５に示すように、第２絶縁膜２７が第１絶縁膜２６を覆うことにより、第１絶縁膜２６の吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。壁部２４Ａに設けられた貫通孔６０が、可動電極１２に接していると共に、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７に接している。圧力センサ１００が屈曲した際、可動電極１２が貫通孔６０内に進入し、可動電極１２が第２絶縁膜２７に接触しても、可動電極１２と第２絶縁膜２７とが接合されない。したがって、圧力センサ１００の屈曲が解除された際、可動電極１２が貫通孔６０を塞がない。このため、中空部３０内への空気の導入及び中空部３０内から外気への空気の排出が維持される。第２絶縁膜２７は、防湿性の高い部材であるため、壁部２４Ａに設けられた貫通孔６０を空気が通る際、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７の吸湿が抑制される。したがって、絶縁部２３Ａの吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。

図７は、実施形態に係る圧力センサ１００の一例を示す断面図である。図７では、圧力センサ１００の一部を拡大して示している。図７に示すように、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７が、中空部３０から第２絶縁膜２７の外側に向かって第２絶縁膜２７を貫通する貫通孔６３を有してもよい。絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７に設けられた貫通孔６３を介して、中空部３０内に空気が導入されると共に、中空部３０内の空気が外気に排出される。これにより、圧力センサ１００の内部の密閉状態が解除され、大気圧と中空部３０内の圧力とが一致する。大気圧と中空部３０内の圧力とが一致することにより、大気圧の影響を受けずに圧力センサ１００の測定が行われるため、圧力センサ１００の測定精度が向上する。第２絶縁膜２７は、防湿性の高い部材であるため、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７に設けられた貫通孔６３を空気が通る際、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７の吸湿が抑制される。したがって、絶縁部２３Ａの吸湿が抑制され、圧力センサ１００の測定精度が向上する。図７の例では、第２絶縁膜２７に設けられた貫通孔６３が、壁部２４Ａと第２絶縁膜２７との境界に配置されている。すなわち、第２絶縁膜２７に設けられた貫通孔６３が、壁部２４Ａに接している。図７の例では、第２絶縁膜２７に設けられた貫通孔６３が、第１絶縁膜２６に接していない。したがって、貫通孔６３と第１絶縁膜２６との間に第２絶縁膜２７が存在している。圧力センサ１００が屈曲した際、壁部２４Ａが貫通孔６３内に進入し、壁部２４Ａが第２絶縁膜２７に接触しても、壁部２４Ａと第２絶縁膜２７とが接合されない。したがって、圧力センサ１００の屈曲が解除された際、壁部２４Ａが貫通孔６３を塞がない。このため、中空部３０内への空気の導入及び中空部３０内から外気への空気の排出が維持される。図７の例に限らず、第２絶縁膜２７に設けられた貫通孔６３が、第１絶縁膜２６に接してもよい。貫通孔６３の形成は、第２絶縁膜２７の形成工程と同一の工程で行われる。これにより、圧力センサ１００の製造工程を増加せずに、第２絶縁膜２７に貫通孔６３を形成することができる。

図８及び図９は、壁部２４Ａの一例を示す図である。図８及び図９に示すように、壁部２４Ａに設けられた複数の貫通孔６０が、壁部２４Ａの内部で蛇行してもよい。平面視に
おいて、複数の貫通孔６０が壁部２４Ａの内面６１から外面６２に向って蛇行しながら伸びている。また、図９に示すように、貫通孔６０が、壁部２４Ａの内部で分岐してもよい。更に、図９に示すように、複数の貫通孔６０が、壁部２４Ａの内部で相互に連結されてもよい。貫通孔６０が、壁部２４Ａの内部で蛇行することにより、壁部２４Ａの外側から中空部３０までの経路が長くなり、中空部３０内へのごみの侵入が抑制される。貫通孔６０が、壁部２４Ａの内部で分岐することにより、壁部２４Ａの外側から中空部３０までの経路が長くなり、中空部３０内へのごみの侵入が抑制される。これにより、圧力センサ１００の歩留まりや信頼性が向上する。図９に示すように、壁部２４Ａの形状に沿って貫通孔６０の一部が配置されているため、壁部２４の接合力が低下せず、壁部２４の接合力を均等に保つことができる。図８及び図９に示す壁部２４Ａの構造は、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７の構造に適用してもよい。すなわち、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７に設けられた複数の貫通孔６３が、第２絶縁膜２７の内部で蛇行してもよい。また、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７に設けられた複数の貫通孔６３が、第２絶縁膜２７の内部で分岐してもよい。更に、絶縁部２３Ａの第２絶縁膜２７に設けられた複数の貫通孔６３が、第２絶縁膜２７の内部で相互に連結されてもよい。

＜圧力センサ１００の製造工程＞
図１０（Ａ）から図１７（Ｂ）は、圧力センサ１００の製造工程の一例を示す図である。以下、図１０（Ａ）から図１７（Ｂ）を参照して、圧力センサ１００の製造工程の一例について説明する。

（固定基板部２０の製造工程）
図１０（Ａ）から図１３（Ｂ）は固定基板部２０の製造工程の一例を示す。図１０（Ａ）、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）は、固定基板部２０の平面図である。図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）は、固定基板部２０の断面図である。図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）のそれぞれは、図１０（Ａ）、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）の各Ｊ−Ｊ線に沿った断面を示している。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）では、基板部２１の可動部１０に対向する面上に固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９が形成される。固定電極２２、信号パッド２８、グランドパッド２９の各厚みは、例えば、２００ｎｍであるが、この値に限定されない。次に、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）では、固定電極２２の一部、信号パッド２８の一部、グランドパッド２９の一部を覆うように第１絶縁膜２６が形成される。第１絶縁膜２６の厚みは、例えば、５５０ｎｍであるが、この値に限定されない。続いて、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）では、第１絶縁膜２６を覆うように第２絶縁膜２７が形成される。これにより、絶縁部２３Ａが固定電極２２の一部を覆い、絶縁部２３Ｂが信号パッド２８の一部を覆い、絶縁部２３Ｃがグランドパッド２９の一部を覆う。絶縁部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、第１絶縁膜２６、第２絶縁膜２７を有する。第２絶縁膜２７の厚みは、例えば、１００ｎｍであるが、この値に限定されない。固定電極２２、絶縁部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、信号パッド２８、グランドパッド２９は、例えば、フォトリソグラフィー及びエッチングを行うことによって、所定パターンに形成される。

次いで、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）では、メッキ処理を行うことにより、固定基板部２０に壁部２４が形成される。詳細には、絶縁部２３Ａ上に壁部２４Ａが形成され、絶縁部２３Ｂ上に壁部２４Ｂが形成され、絶縁部２３Ｃ上に壁部２４Ｃが形成される。壁部２４Ａ、壁部２４Ｂ、壁部２４Ｃの形成工程において、壁部２４Ａに貫通孔６０が形成される。壁部２４Ｂが、信号パッド２８に接触しており、壁部２４Ｂと信号パッド２８とが電気的に接続される。壁部２４Ｃが、グランドパッド２９に接触しており、壁部２４Ｂとグランドパッド２９とが電気的に接続される。なお、壁部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃを総称する場合、壁部２４と称する。なお、壁部２４をスパッタリングにより形成してもよい。即ち、スパッタ装置にて固定基板部２０にメッキ層を成膜した後で、レジストを塗布してエ
ッチングすることによって壁部２４のパターンを形成してもよい。

（可動部１０の製造工程）
図１４（Ａ）から図１７（Ｂ）は可動部１０の製造工程の一例を示す。図１４（Ａ）、図１５（Ａ）、図１６（Ａ）、図１７（Ａ）は、可動部１０の平面図である。図１４（Ｂ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ｂ）は、可動部１０の断面図である。図１４（Ｂ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ｂ）のそれぞれは、図１４（Ａ）、図１５（Ａ）、図１６（Ａ）、図１７（Ａ）の各Ｋ−Ｋ線に沿った断面を示している。図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）では、サポート基板５０に固定されたシート基板１１の固定基板部２０に対向する面上に導体部１３が形成される。導体部１３は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によって平坦化される。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）では、導体部１
３上にメッキ部１４が形成される。例えば、導体部１３上に５０ｎｍの厚みのＴｉと、１００ｎｍの厚みのＡｕとを形成することにより、導体部１３上にメッキ部１４が形成されてもよい。図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）では、フォトリソグラフィー及びエッチングを行うことにより、導体部１３、メッキ部１４のパターンが形成される。これにより、シート基板１１の固定基板部２０に対向する面上に可動電極１２、信号線１５、グランド線１６、接続線４１が形成される。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）では、可動部１０からサポート基板５０が剥離される。

（可動部１０と固定基板部２０の接合工程）
図１８は、固定基板部２０と可動部１０とを接合する工程の一例を示す。図１８では、可動部１０と固定基板部２０とが接合される。接合方法は特に限定されない。可動部１０と固定基板部２０とは、例えば、常温接合によって接合されてもよい。常温接合では、例えば、メッキ部１４の壁部２４に対向する面と壁部２４のメッキ部１４に対向する面とに対して、当該面を平滑にする処理と当該面から不純物を除去して清浄にする処理とが行われる。これらの処理が施されたメッキ部１４と壁部２４とが接触すると、メッキ部１４と壁部２４との間で働く分子間力によって、可動部１０と固定基板部２０とが接合される。

図１９は、図１０（Ａ）から図１８までの工程によって製造された圧力センサ１００について、シート基板１１を共有する２つの圧力センサ１００を並べた様子を例示する。図１９では、固定基板部２０がダイシングによって個片化されている。図１９に例示するように、シート基板１１を共有して複数の圧力センサ１００を並べることで、圧力検出の対象とする面積を広げることが可能である。図１９の例では、２つの圧力センサ１００（１００Ａ、１００Ｂ）が例示されているが、圧力センサ１００の個数は増減可能である。

また、可動部１０と固定基板部２０の接合工程においてメッキ部１４及び壁部２４の表面を平坦化する処理を行わずに、可動部１０、固定基板部２０それぞれの製造工程で、表面の平坦性を担保するようにしてもよい。例えば、可動部１０の製造工程において、シート基板１１に対して可動電極１２となる金属（例えばＣｕ）をＣＭＰ処理して平坦にし、その上にスパッタ装置でメッキ部１４を成膜してもよい。

＜付記＞
第１電極（１２）を含むフレキシブル基板（１０）と、
前記フレキシブル基板（１０）に対向して配置され、前記第１電極（１２）との間に中空部（３０）を介して前記第１電極に（１２）対向配置される第２電極（２２）を含む硬質基板（２０）と、
前記フレキシブル基板（１０）と前記硬質基板（２０）との間であって、前記中空部を囲むように設けられ、前記フレキシブル基板（１０）と前記硬質基板（２０）とを接合する接合部（２３、２４）と、
を備え、
前記接合部は、前記中空部から前記接合部の外側に向かって前記接合部を貫通する貫通孔を有する、
ことを特徴とする静電容量式圧力センサ（１００）。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ・・・圧力センサ
１０・・・可動部
１１・・・シート基板
１２・・・可動電極
１５・・・信号線
１６・・・グランド線
２０・・・固定基板部
２１・・・基板部
２２・・・固定電極
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ・・・絶縁部
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ・・・壁部
２６・・・第１絶縁膜
２７・・・第２絶縁膜
３０・・・中空部
６０、６３・・・貫通孔

Claims (6)

1. 第１電極を含むフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板に対向して配置され、前記第１電極との間に中空部を介して前記第１電極に対向配置される第２電極を含む硬質基板と、
   前記フレキシブル基板と前記硬質基板との間であって、前記中空部を囲むように設けられ、前記フレキシブル基板と前記硬質基板とを接合する接合部と、
   を備え、
   前記接合部は、前記中空部から前記接合部の外側に向かって前記接合部を貫通する貫通孔を有し、
   前記接合部は、前記フレキシブル基板側に配置され前記第１電極に接触する金属部材と、前記硬質基板側に配置された絶縁部材とを含む、
   ことを特徴とする静電容量式圧力センサ。
2. 前記貫通孔が、前記金属部材に設けられており、
   前記貫通孔が、前記第１電極及び前記絶縁部材に接している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式圧力センサ。
3. 前記絶縁部材は、防湿性が高く、
   前記貫通孔が、前記絶縁部材に設けられており、
   前記貫通孔が、前記金属部材に接している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式圧力センサ。
4. 前記貫通孔が、前記接合部の内部で蛇行している、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の静電容量式圧力センサ。
5. 前記貫通孔が、前記接合部の内部で分岐している、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の静電容量式圧力センサ。
6. 前記フレキシブル基板は前記第１電極を複数含んでおり、
   複数の前記第１電極に対応する複数の前記第２電極、複数の前記硬質基板及び複数の前記接合部を備える、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の静電容量式圧力センサ。

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