(57)【要約】【課題】  複数の素子接合体を一挙に製造するにあたり、大判素子接合体を個々の素子接合体に分ける切断を一度で行うことができる圧力センサの製造方法を提供すること。【解決手段】  圧力センサ１００の製造方法は、素子領域２３５を複数格子状に有するＳｉウエハ２３０と、押圧部材領域２２６を複数格子状に有し、貫通孔２２５ｈを複数有する大判押圧部材２２５とを用意し、Ｓｉウエハ２３０に大判押圧部材２２５を接合して、素子接合体領域２４１を複数格子状に有し、上記貫通孔２２５ｈ内にＳｉウエハ２３０の角部集合領域２３０ａｈが露出する大判素子接合体２４０を形成する工程と、大判素子接合体２４０を切断して個分けする工程とを備える。【選択図】      図９
2010139373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及びこれに平行な第２主面を有する矩形板状をなし、検出対象である圧力Ｐにより自身に生じる応力を検出するＳｉ素子であって、
前記第１主面に形成され、前記圧力Ｐに応じて自身の第１抵抗値が変化する感圧抵抗体、及び、
前記第１主面の４つの角部のうちの２つの角部にそれぞれ形成され、前記感圧抵抗体の両端にそれぞれ電気的に接続する２つの第１電極パッド、
を有するＳｉ素子と、
４つの前記角部をそれぞれ避けて前記第１主面に接合してなり、前記圧力Ｐに応じた押圧力により前記第１主面を押圧して、前記Ｓｉ素子を厚み方向に圧縮する押圧部材と、
を有する素子接合体を備える
圧力センサの製造方法であって、
切断により前記Ｓｉ素子となる素子領域を複数格子状に含むＳｉウエハであって、切断により前記第１主面となる第１ウエハ主面、及び、切断により前記第２主面となる第２ウエハ主面を有するＳｉウエハ、並びに、
切断により前記押圧部材となる押圧部材領域を複数格子状に含む大判押圧部材であって、前記Ｓｉウエハの第１ウエハ主面のうち、４つの前記第１主面の各々１つの前記角部が集まった角部集合領域に対応した位置に、この角部集合領域が収まる形態の貫通孔をそれぞれ有する大判押圧部材、を用意し、
前記Ｓｉウエハの前記第１ウエハ主面に前記大判押圧部材を接合して、切断により前記素子接合体となる素子接合体領域を複数格子状に含み、前記大判押圧部材の各々の前記貫通孔内に前記Ｓｉウエハの前記角部集合領域が露出する大判素子接合体を形成する第１工程と、
前記大判素子接合体を切断して、前記貫通孔を４分割すると共に、前記角部集合領域を４つの角部に分割し、個々の前記素子接合体に分ける第２工程と、
を備える圧力センサの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記素子接合体は、
前記Ｓｉ素子の前記第２主面に接合し、前記Ｓｉ素子を支持する支持部材を備え、
前記第１工程は、
切断により前記支持部材となる支持部材領域を複数格子状に含む大判支持部材を更に用意し、
前記Ｓｉウエハの前記第２ウエハ主面にこの大判支持部材を接合して、前記大判素子接合体を形成する
圧力センサの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記押圧部材は、
自身から見て前記Ｓｉ素子側とは逆方向の外側に位置する外側面に、前記逆方向に突出するドーム状の凸曲面を含み、
前記大判押圧部材の各々の前記押圧部材領域は、切断により前記凸曲面を含む前記外側面となる形態を有する
圧力センサの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記Ｓｉウエハは、
異なる前記素子領域に形成された前記第１電極パッド同士を接続する複数の接続配線であって、このＳｉウエハに形成された全ての前記感圧抵抗体同士を電気的に接続させる複数の接続配線を有し、
前記第１工程では、
前記接続配線を通じて全ての前記感圧抵抗体に陽電極側電圧を印加し、前記Ｓｉウエハと前記大判押圧部材とを陽極接合により接合する
圧力センサの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記Ｓｉウエハは、
前記第１ウエハ主面の面方位が｛１１０｝面とされてなり、
各々の前記感圧抵抗体は、
前記Ｓｉウエハの＜１１０＞方向に延びる感圧部位を主とする形態とされてなる
圧力センサの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記Ｓｉ素子は、
前記第１主面の４つの前記角部のいずれかに形成され、このＳｉ素子の温度Ｔに応じて自身の第２抵抗値が変化する一方、前記圧力Ｐによる抵抗値変化率が前記感圧抵抗体よりも小さい感温抵抗体、及び、
前記第１主面の４つの前記角部のうちの２つの角部にそれぞれ形成され、前記感温抵抗体の両端にそれぞれ電気的に接続する２つの第２電極パッド、を有する
圧力センサの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の圧力センサの製造方法であって、
２つの前記第１電極パッドのうち一方は、前記第２電極パッドを兼ねてなる
圧力センサの製造方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記Ｓｉウエハは、
前記第１ウエハ主面の面方位が｛１１０｝面とされてなり、
各々の前記感温抵抗体は、
前記Ｓｉウエハの＜１００＞方向に延びる感温部位を主とする形態とされてなる
圧力センサの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記大判押圧部材の前記貫通孔は、円孔である
圧力センサの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記Ｓｉウエハは、ＳＯＩ基板である
圧力センサの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれかに一項に記載の圧力センサの製造方法であって、
前記圧力センサは、
内燃機関に取り付け可能に構成されてなり、
内燃機関の筒内圧の変化に応じて、前記押圧部材による前記第１主面の押圧力が変化する形態に構成されてなる
圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の筒内圧などの圧力を検出可能な圧力センサの製造方法に関する。特に、検出対象である圧力Ｐを検出する板状のＳｉ素子と、このＳｉ素子の一方の主面に接合してなり、上記圧力Ｐに応じた押圧力により上記主面を押圧する押圧部材とを有する素子接合体を備える圧力センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の筒内圧などの圧力を検出可能な圧力センサとして、圧力Ｐにより自身に生じる応力を、ピエゾ抵抗効果を利用して検出するＳｉ素子を有する圧力センサが広く知られている。更に、このような圧力センサの中には、Ｓｉ素子が板状を有し、このＳｉ素子の一方の主面に、上記圧力Ｐに応じた押圧力で上記主面を押圧する押圧部材を接合した素子接合体を備えるものがある。例えば特許文献１に、このような圧力センサが示され、更にその製造方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１の力変換素子（素子接合体）は、（１１０）面の結晶面を有し、この結晶面に電極が形成されたＳｉ単結晶体（Ｓｉ素子）を備える。そして、このＳｉ単結晶体の（１１０）面には、力伝達部（押圧部材）が接合されている。また、Ｓｉ単結晶体の他面には、支持基台（支持部材）が接合されている。
【０００４】
この力変換素子は、次のようにして製造する。即ち、Ｓｉ単結晶体ウエハ（Ｓｉウエハ）の｛１１０｝面に、所定パターンのマトリクス溝（保持部）に囲まれるようにして複数の力伝達部が形成された力伝達部ウエハ（大判押圧部材）を位置合わせをして接合する。またこれと共に、Ｓｉ単結晶体ウエハの他方の主面に、支持基台ウエハ（大判支持部材）を位置合わせをして接合する。その後、この接合体（大判素子接合体）のうち、力伝達部ウエハのみを、上記マトリクス溝（保持部）に合わせて切断し、マトリクス溝（保持部）を除去する。次に、大判素子接合体のうち、Ｓｉ単結晶体ウエハ及び支持基台ウエハを、ダイシング溝に沿って切断して、複数の力変換素子を切り出す（特許文献１の特許請求の範囲、図１、図５やその説明箇所等を参照）。
【０００５】
即ち、この特許文献１の製造方法は、３枚のウエハを互いに位置合わせをして接合する工程と、このうちの力伝達部ウエハのみをそのマトリクス溝（保持部）を除去するようにして切断する第１の切断工程と、残りのＳｉ単結晶体ウエハ及び支持基台ウエハを切断する第２の切断工程とを有する。このような製造方法によれば、複数の力変換素子を一挙に製造できるので、力変換素子を１個ずつ製造する場合に比して、接合時の位置合わせの回数を大幅に減らすことができるなど、工数や作業時間を大幅に削減できる。
【０００６】
【特許文献１】特公平７−１４０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の製造方法では、３枚のウエハを接合した素子接合体を切断して個分けするにあたり、二度の切断工程を必要とするため、工数が多く掛かる。このため、製造される圧力センサが高価になりがちである。従って、二度の切断工程を一度で済ませることができ、圧力センサを安価にすることができる製造方法が望まれる。
【０００８】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、第１，第２主面を有する板状をなすＳｉ素子と、このＳｉ素子の第１主面に接合する押圧部材とを有する素子接合体を備える圧力センサの製造方法において、複数の素子接合体を一挙に製造する場合に、大判素子接合体を個々の素子接合体に分ける切断を一度で行うことができ、圧力センサを安価にすることができる圧力センサの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その解決手段は、第１主面及びこれに平行な第２主面を有する矩形板状をなし、検出対象である圧力Ｐにより自身に生じる応力を検出するＳｉ素子であって、前記第１主面に形成され、前記圧力Ｐ自身の第１抵抗値が変化する感圧抵抗体、及び、前記第１主面の４つの角部のうちの２つの角部にそれぞれ形成され、前記感圧抵抗体の両端にそれぞれ電気的に接続する２つの第１電極パッド、を有するＳｉ素子と、４つの前記角部をそれぞれ避けて前記第１主面に接合してなり、前記圧力Ｐに応じた押圧力により前記第１主面を押圧して、前記Ｓｉ素子を厚み方向に圧縮する押圧部材と、を有する素子接合体を備える圧力センサの製造方法であって、切断により前記Ｓｉ素子となる素子領域を複数格子状に含むＳｉウエハであって、切断により前記第１主面となる第１ウエハ主面、及び、切断により前記第２主面となる第２ウエハ主面を有するＳｉウエハ、並びに、切断により前記押圧部材となる押圧部材領域を複数格子状に含む大判押圧部材であって、前記Ｓｉウエハの第１ウエハ主面のうち、４つの前記第１主面の各々１つの前記角部が集まった角部集合領域に対応した位置に、この角部集合領域が収まる形態の貫通孔をそれぞれ有する大判押圧部材、を用意し、前記Ｓｉウエハの前記第１ウエハ主面に前記大判押圧部材を接合して、切断により前記素子接合体となる素子接合体領域を複数格子状に含み、前記大判押圧部材の各々の前記貫通孔内に前記Ｓｉウエハの前記角部集合領域が露出する大判素子接合体を形成する第１工程と、前記大判素子接合体を切断して、前記貫通孔を４分割すると共に、前記角部集合領域を４つの角部に分割し、個々の前記素子接合体に分ける第２工程と、を備える圧力センサの製造方法である。
【００１０】
本発明の圧力センサの製造方法では、第１工程において、Ｓｉウエハの第１ウエハ主面に大判押圧部材を接合する。この第１工程を終えた状態で、Ｓｉウエハの角部集合領域が大判押圧部材の貫通孔内に露出している、即ち、角部に形成された各第１電極パッドも貫通孔内に露出している。
このため、第２工程において、大判素子接合体を切断して個分けするにあたり、角部集合領域上（第１電極パッド上）には大判押圧部材が存在しないから、前述の特許文献１のようにこれを除去し第１電極パッドを露出させる工程を必要としない。即ち、特許文献１における保持部を除去する第１の切断工程に相当する工程を別途必要としない。従って、大判素子接合体を個々の素子接合体に分ける切断を、一度で行うことができる。よって、圧力センサを安価にすることができる。
【００１１】
なお、Ｓｉウエハは、隣り合う素子領域同士が、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を間に介して繋がったものでもよいし、隣り合う素子領域同士が、上記捨て耳部を間に介することなく繋がったものでもよい。同様に、大判押圧部材は、隣り合う押圧部材領域同士が、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を間に介して繋がったものでもよいし、隣り合う押圧部材領域同士が、上記捨て耳部を間に介することなく繋がったものでもよい。従って、大判素子接合体は、隣り合う素子接合体領域同士が、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を間に介して繋がったものでもよいし、隣り合う素子接合体領域同士が、上記捨て耳部を間に介することなく繋がったものでもよい。また同様に、後述する大判支持部材についても、隣り合う支持部材領域同士が、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を間に介して繋がったものでもよいし、隣り合う支持部材領域同士が、上記捨て耳部を間に介することなく繋がったものでもよい。
【００１２】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記素子接合体は、前記Ｓｉ素子の前記第２主面に接合し、前記Ｓｉ素子を支持する支持部材を備え、前記第１工程は、切断により前記支持部材となる支持部材領域を複数格子状に含む大判支持部材を更に用意し、前記Ｓｉウエハの前記第２ウエハ主面にこの大判支持部材を接合して、前記大判素子接合体を形成する圧力センサの製造方法とすると良い。
【００１３】
本発明により製造される圧力センサは、Ｓｉ素子の第２主面側に支持部材を有するので、耐荷重性が高い。しかも、本発明の圧力センサの製造方法では、前述の第１工程において、大判支持部材をＳｉウエハの第２ウエハ主面に接合して、大判素子接合体を形成し、その後、第２工程でこれを切断して個々の素子接合体に分ける。このため、支持部材を個々の素子接合体毎に接合する必要がなく、支持部材を有する複数の素子接合体を一挙に製造でき、圧力センサを安価にすることができる。
【００１４】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記押圧部材は、自身から見て前記Ｓｉ素子側とは逆方向の外側に位置する外側面に、前記逆方向に突出するドーム状の凸曲面を含み、前記大判押圧部材の各々の前記押圧部材領域は、切断により前記凸曲面を含む前記外側面となる形態を有する圧力センサの製造方法とすると良い。
【００１５】
押圧部材は、Ｓｉ素子側とは逆方向の外側に位置する外側面が、上記逆方向に突出するドーム状の凸曲面を含む。このため、個々の素子接合体毎に押圧部材とＳｉ素子とを接合する場合には、外側面が平面となっている押圧部材を用いる場合に比して、押圧部材とＳｉ素子との位置合わせは、１つずつ精度よく行わなければならない。これに対し、本発明の圧力センサの製造方法では、押圧部材の外側面が凸曲面を含んでいるものの、押圧部材とＳｉ素子との位置合わせを、個々の素子接合体毎に行うのではなく、複数の素子接合体で一度に行うので、この位置合わせを容易かつ精度よく行うことができる。
【００１６】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記Ｓｉウエハは、異なる前記素子領域に形成された前記第１電極パッド同士を接続する複数の接続配線であって、このＳｉウエハに形成された全ての前記感圧抵抗体同士を電気的に接続させる複数の接続配線を有し、前記第１工程では、前記接続配線を通じて全ての前記感圧抵抗体に陽電極側電圧を印加し、前記Ｓｉウエハと前記大判押圧部材とを陽極接合により接合する圧力センサの製造方法とすると良い。
【００１７】
Ｓｉウエハは、これに形成された全ての感圧抵抗体同士を電気的に接続させる複数の接続配線を有する。このため、第１工程において、Ｓｉウエハと大判押圧部材を陽極接合により接合するにあたり、Ｓｉウエハ上の接続配線と電気的に導通するＳｉウエハ上のいずれかの場所に陽電極側電圧を印加すれば、全ての感圧抵抗体に陽電極側電圧を印加できる。或いは、Ｓｉウエハの第１電極パッドのいずれか一つに陽極接合用の端子を接続すれば、全ての感圧抵抗体に陽電極側電圧を印加できる。従って、Ｓｉウエハと大判押圧部材との陽極接合を容易かつ確実に行うことができる。
【００１８】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記Ｓｉウエハは、前記第１ウエハ主面の面方位が｛１１０｝面とされてなり、各々の前記感圧抵抗体は、前記Ｓｉウエハの＜１１０＞方向に延びる感圧部位を主とする形態とされてなる圧力センサの製造方法とすると良い。
【００１９】
本発明の圧力センサの製造方法によれば、Ｓｉウエハは、第１ウエハ主面の面方位が｛１１０｝面とされている。また、この面に形成された各々の感圧抵抗体は、Ｓｉウエハの＜１１０＞方向に延びる感圧部位を主とする形態とされている。このため、製造される圧力センサは、Ｓｉ素子の第１主面の面方位が｛１１０｝面となり、感圧抵抗体がＳｉ素子の＜１１０＞方向に延びる感圧部位を主とする形態となる。このような感圧部位は、圧力Ｐに応じて押圧部材が第１主面を押圧したときの応力変化に対する対する検出感度が特に高い。従って、圧力Ｐに応じて感圧抵抗体に大きな抵抗変化を生じさせることができる。
なお、｛１１０｝面は、（１１０）面またはこれと等価な面方位を指す。また、＜１１０＞方向は、［１１０］方向またはこれと等価な結晶方向を指す。同様に、後述する＜１００＞方向は、［１００］方向またはこれと等価な結晶方向を指す。
【００２０】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記Ｓｉ素子は、前記第１主面の４つの前記角部のいずれかに形成され、このＳｉ素子の温度Ｔに応じて自身の第２抵抗値が変化する一方、前記圧力Ｐによる抵抗値変化率が前記感圧抵抗体よりも小さい感温抵抗体、及び、前記第１主面の４つの前記角部のうちの２つの角部にそれぞれ形成され、前記感温抵抗体の両端にそれぞれ電気的に接続する２つの第２電極パッド、を有する圧力センサの製造方法とすると良い。
【００２１】
本発明により製造される圧力センサは、Ｓｉ素子の第１主面の角部に感温抵抗体が形成され、更に、この感温抵抗体の両端に接続する２つの第２電極パッドも角部に形成されている。このため、第１工程を終えた状態で、感温抵抗体及び２つの第２電極パッドも大判押圧部材の各貫通孔内に露出する。従って、感温抵抗体には、押圧部材による押圧力が掛からない。しかも、第２工程において、大判素子接合体を個々の素子接合体に分けるにあたり、第２電極パッド上には大判押圧部材が存在しないため、これを除去し第２電極パッドを露出させる工程を必要としない。従って、感温抵抗体及び第２電極パッドをも有するにも拘わらず、大判素子接合体を個々の素子接合体に分ける切断を、前述のように一度で行うことができる。よって、圧力センサを安価にすることができる。
【００２２】
更に、上記の圧力センサの製造方法であって、２つの前記第１電極パッドのうち一方は、前記第２電極パッドを兼ねてなる圧力センサの製造方法とすると良い。
【００２３】
本発明より製造される圧力センサは、２つの第１電極パッドのうち一方が第２電極パッドを兼ねているので、Ｓｉ素子に形成する電極パッド数を４個から３個に減らすことができる。これにより、Ｓｉ素子自体の小型化や、このＳｉ素子を搭載してなる圧力センサの小型化が可能となる。
【００２４】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記Ｓｉウエハは、前記第１ウエハ主面の面方位が｛１１０｝面とされてなり、各々の前記感温抵抗体は、前記Ｓｉウエハの＜１００＞方向に延びる感温部位を主とする形態とされてなる圧力センサの製造方法とすると良い。
【００２５】
本発明の圧力センサの製造方法によれば、Ｓｉウエハは、第１ウエハ主面の面方位が｛１１０｝面とされている。また、この面に形成された各々の感温抵抗体は、Ｓｉウエハの＜１００＞方向に延びる感温部位を主とする形態とされている。このため、製造される圧力センサは、Ｓｉ素子の第１主面の面方位が｛１１０｝面となり、感温抵抗体がＳｉ素子の＜１００＞方向に延びる感温部位を主とする形態となる。このような感温抵抗体は、圧力Ｐに対する検出感度を特に小さくできる。即ち、感温抵抗体の圧力依存性を特に小さくできる。従って、圧力依存性の小さい感温抵抗体をＳｉ素子に有する圧力センサを製造できる。
【００２６】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記大判押圧部材の前記貫通孔は、円孔である圧力センサの製造方法とすると良い。
【００２７】
大判押圧部材の貫通孔を、例えば四角孔とすると、大判押圧部材にこのような貫通孔を穿孔するのが困難であったり、大判押圧部材に貫通孔を穿孔する際や前述の第２工程で大判素子接合体を切断する際に、貫通孔の内周角部から大判押圧部材に亀裂が入りやすくなる。これに対し、本発明では、大判押圧部材の貫通孔を円孔としているので、大判押圧部材に貫通孔を容易かつ確実に形成できる。また、第２工程で大判素子接合体を切断する際にも、貫通孔の内周から大判押圧部材に亀裂が入ることを確実に防止できる。
【００２８】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記Ｓｉウエハは、ＳＯＩ基板である圧力センサの製造方法とすると良い。
【００２９】
本発明の圧力センサの製造方法によれば、Ｓｉウエハは、ＳＯＩ基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）である。このため、製造される圧力センサでも、Ｓｉ素子がＳＯＩ基板となるので、高温下での絶縁抵抗の低下を抑制し、Ｓｉ素子ひいては圧力センサの高温耐性を向上させることができる。
【００３０】
更に、上記のいずれかに記載の圧力センサの製造方法であって、前記圧力センサは、内燃機関に取り付け可能に構成されてなり、内燃機関の筒内圧の変化に応じて、前記押圧部材による前記第１主面の押圧力が変化する形態に構成されてなる圧力センサの製造方法とすると良い。
【００３１】
本発明によれば、製造される圧力センサは、内燃機関に取り付け可能に構成され、筒内圧の変化に応じて、押圧部材による第１主面の押圧力が変化する形態に構成されているので、この圧力センサを内燃機関に取り付けて用いることにより、内燃機関の筒内圧を検出できる。この圧力センサは、例えばグロープラグに内蔵するなど、他の内燃機関用の部材と兼用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグ（圧力センサ）１００の外観を示す。また、図２〜図５に、この筒内圧センサ付きグロープラグ１００の縦断面を示す。なお、図１〜図５において、下方が軸線ＡＸ方向先端側（以下、単に先端側とも言う。）であり、上方が軸線ＡＸ方向基端側（以下、単に基端側とも言う。）である。
【００３３】
本実施形態の筒内圧センサ付きグロープラグ１００は、グロープラグとしての機能を有する他に、圧力（筒内圧）Ｐを検出する機能も有する。更に、この筒内圧センサ付きグロープラグ１００は、これに内蔵されたＳｉ素子１３０の温度Ｔを検出する機能も有する。この筒内圧センサ付きグロープラグ１００は、軸線ＡＸ方向に延びる筒状のハウジング１１０、このハウジング１１０内に収容された圧力検出機構１２０及び配線基板１７０、ハウジング１１０から先端側に向けて突出するヒータ１５０、ハウジング１１０から基端側に向けて突出する外部端子部１８０等から構成されている（図２等参照）。
【００３４】
このうちハウジング１１０は、金属（具体的には炭素鋼）により形成されている。このハウジング１１０は、軸線ＡＸ方向に延びるハウジング本体部１１１と、このハウジング本体部１１１の先端側に固着された先端側ハウジング部１１３と、ハウジング本体部１１１の基端側に固着された基端側ハウジング部１１５とから構成されている。
ハウジング本体部１１１は、軸線ＡＸ方向の寸法が大きく、ハウジング１１０の大部分を構成している。このハウジング本体部１１１の内側には、後述する圧力検出機構１２０や配線基板１７０などが収容されている。また、ハウジング本体部１１１の外周のうち、軸線ＡＸ方向の中央付近の所定位置には、この筒内圧センサ付きグロープラグ１００を図示しない内燃機関（ディーゼルエンジン）に取り付けるためのネジ部１１１ｃが周設されている。なお、図１、図２及び図４の各図において、ネジ山の図示は省略してある。
【００３５】
また、先端側ハウジング部１１３の内側には、後述するヒータ１５０の基端側部分が挿通されている。また、基端側ハウジング部１１５の外周には、この筒内圧センサ付きグロープラグ１００を上記ネジ部１１１ｃにより内燃機関に螺合する際に、ラチェットレンチなどの工具で締め付けるための断面六角形状の工具係合部１１５ｃが形成されている。この基端側ハウジング部１１５の内側には、後述する外部端子部１８０の先端側部分が挿入されると共に、配線１７１，１７１，…等が挿通されている。
【００３６】
ハウジング本体部１１１に内蔵された圧力検出機構１２０は、先端部材１２１、中間部材１２３、押圧部材１２５、Ｓｉ素子１３０、及び、支持部材１２７から構成されており、この順に先端側から基端側に配置されている（図３及び図５参照）。
このうち先端部材１２１は、金属（具体的にはＳＵＳ４３０、ＳＵＪ）からなり、先端面１２１ａが平面（具体的には円状の平面）をなし、基端面１２１ｂが、基端側に突出してその中央が頂点となるドーム状の曲面をなす。この先端部材１２１の先端面１２１ａは、後述するヒータ１５０の基端面１５０ｂに当接している。一方、この先端部材１２１の基端面１２１ｂは、その中央の頂部が次述する中間部材１２３の先端面１２３ａに当接している。
中間部材１２３は、金属（具体的にはＳＵＳ４３０）からなり、先端面１２３ａと、これに平行な基端面１２３ｂを有する板状（具体的には円板状）をなす。この中間部材１２３の先端面１２３ａは、上述のように、先端部材１２１の基端面１２１ｂに当接している。一方、この中間部材１２３の基端面１２３ｂは、次述する押圧部材１２５の先端面１２５ａに当接している。
【００３７】
押圧部材１２５は、ガラスからなり、Ｓｉ素子１３０側とは逆方向の外側に位置する先端面（外側面）１２５ａが、先端側に向けて突出してその中央が頂点となるドーム状の凸曲面を有する。一方、基端面１２５ｂは、平面をなす。この押圧部材１２５の先端面１２５ａは、上述のように、中間部材１２３の基端面１２３ｂに当接している。一方、この押圧部材１２５の基端面１２５ｂは、次述するＳｉ素子１３０の先端面である第１主面１３０ａに当接している。より詳細には、押圧部材１２５の基端面１２５ｂとＳｉ素子１３０の第１主面１３０ａとが当接した状態で、これらは後述する陽極接合により互いに接合されている。なお、押圧部材１２５の具体的な形態については後述する。
【００３８】
Ｓｉ素子１３０は、先端面である第１主面１３０ａと、これに平行な基端面である第２主面１３０ｂとを有する板状（具体的には矩形板状）をなす。この第１主面１３０ａは、上述のように、押圧部材１２５の基端面１２５ｂに当接して、これと接合している。一方、このＳｉ素子１３０の第２主面１３０ｂは、次述する支持部材１２７の先端面１２７ａに当接している。より詳細には、Ｓｉ素子１３０の第２主面１３０ｂと支持部材１２７の先端面１２７ａとが当接した状態で、これらは後述する陽極接合により互いに接合されている。上述のように、Ｓｉ素子１３０は、押圧部材１２５とも固着されているので、押圧部材１２５とＳｉ素子１３０と支持部材１２７とが一体化されて、素子接合体１４０を構成している。なお、Ｓｉ素子１３０の具体的な形態については後述する。
【００３９】
支持部材１２７は、ガラスからなり、先端面１２７ａと、これに平行な基端面１２７ｂを有する板状（具体的には矩形板状）をなす。この支持部材１２７の先端面１２７ａは、上述のように、Ｓｉ素子１３０の第２主面１３０ｂに当接してこれと接合し、Ｓｉ素子１３０を基端側から支持している。一方、この支持部材１２７の基端面１２７ｂは、後述する台座１６１の先端面１６１ａに当接している。
【００４０】
このように構成された圧力検出機構１２０では、ヒータ１５０の先端面１５０ａが基端側に向けて圧力（筒内圧）Ｐを受けると、ヒータ１５０の基端面１５０ｂが圧力検出機構１２０を基端側に押圧し、台座１６１との間で圧力検出機構１２０を圧縮する。これにより、筒内圧Ｐが検出される。具体的には、ヒータ１５０の基端面１５０ｂは、圧力検出機構１２０のうちの先端部材１２１を基端側に向けて押圧する。この先端部材１２１は、中間部材１２３を基端側に向けて押圧し、更に、中間部材１２３は、押圧部材１２５を基端側に向けて押圧する。更に、押圧部材１２５は、Ｓｉ素子１３０を基端側に向けて押圧する。一方、支持部材１２７は、その基端側に位置する台座１６１により軸線ＡＸ方向の位置が規制されているので、押圧部材１２５と支持部材１２７との間でＳｉ素子１３０が軸線ＡＸ方向に圧縮される。そうすると、Ｓｉ素子１３０に形成された後述する感圧抵抗体１３１の第１抵抗値が、筒内圧Ｐに応じてピエゾ抵抗効果により変化するので、ヒータ１５０が受けた筒内圧Ｐを検出できる。
【００４１】
次に、筒内圧センサ付きグロープラグ１００のうち、圧力検出機構１２０よりも先端側の構造について説明する（図３等を参照）。圧力検出機構１２０の先端側には、グロープラグの発熱体として機能するヒータ１５０が配置されている。このヒータ１５０は、棒状（具体的には円柱状）をなしており、その先端面１５０ａが半球状面、基端面１５０ｂが平面とされている。
【００４２】
このヒータ１５０は、先端側ハウジング部１１３に挿通され、更に、ヒータ１５０の基端部１５０ｋは、ハウジング本体部１１１内に挿入されている。そして、このヒータ１５０の基端面１５０ｂが、圧力検出機構１２０（具体的には先端部材１２１の先端面１２１ａ）に当接している。一方、ヒータ１５０の先端側部分は、ハウジング１１０から先端側に向けて突出している。
【００４３】
ヒータ１５０の軸線ＡＸ方向中央部分の径方向外側には、円筒状の外筒１５５が配置されている。この外筒１５５の基端側部分は、先端側ハウジング部１１３内に挿通され、一方、外筒１５５の先端側部分は、ハウジング１１０から先端側に向けて突出している。この外筒１５５の基端部１５５ｋはフランジ状に形成されており、ハウジング本体部１１１と先端側ハウジング部１１３との間に狭持された状態で溶接されている。
【００４４】
次に、筒内圧センサ付きグロープラグ１００のうち、圧力検出機構１２０よりも基端側の構造について説明する（図３及び図４等を参照）。圧力検出機構１２０の基端側には、前述の台座１６１が配置されている。更に、台座１６１の基端側には、台座押さえ１６３が配置され、台座１６１の軸線ＡＸ方向基端側の位置を固定している。
前述の圧力検出機構１２０には、３本の配線１６５，１６５，１６５が接続されている。これらの配線１６５，１６５，１６５は、圧力検出機構１２０から基端側に向けて延びて後述する配線基板１７０にそれぞれ接続されている。また、ヒータ１５０にも、１本の配線（図示外）が接続され、基端側に向けて延びて配線基板１７０に接続されている。
【００４５】
配線基板１７０は、ハウジング１１０のうちハウジング本体部１１１の内側に配置されている。この配線基板１７０には、圧力検出機構１２０（具体的にはＳｉ素子１３０）からの出力信号を処理等するための電子回路１７３が搭載されている。この配線基板１７０には、上述のように、圧力検出機構１２０及びヒータ１５０から延びる配線１６５等が先端側で接続される一方、４本の配線１７１，１７１，１７１，…（４本のうち１本は不図示）が基端側で接続されている。これらの配線１７１，１７１，…は、基端側に向けて延びて次述する外部端子部１８０に接続されている。
【００４６】
ハウジング１１０の基端側に配置された外部端子部１８０は、４つの端子１８１，１８１，…を有する。これらの端子１８１，１８１，…は、基端側に位置するものほど段階的に径方向の寸法が小さくされている。各端子１８１，１８１，…には、配線基板１７０から延びる配線１７１，１７１，…が、それぞれ接続されている。また、各端子１８１，１８１，…は、ＥＣＵなどの外部の制御機器（図示外）に接続される。
【００４７】
この筒内圧センサ付きグロープラグ１００は、先端側が燃焼室内に位置するように内燃機関に取り付けられ、ヒータ１５０に通電してこれを発熱させることによって内燃機関の始動を補助する。また、燃焼室内の筒内圧Ｐがヒータ１５０の先端面１５０ａに加わると、ヒータ１５０が基端側に向けて僅かに変位することによって、圧力検出機構１２０にその筒内圧Ｐが伝わり、これにより、筒内圧Ｐが検出される。
【００４８】
次に、Ｓｉ素子１３０に押圧部材１２５と支持部材１２７が接合した素子接合体１４０について説明する。図６及び図７に、この素子接合体１４０を示す。前述したように、Ｓｉ素子１３０の第１主面１３０ａには、押圧部材１２５の基端面１２５ｂが接合され、Ｓｉ素子１３０の第２主面１３０ｂには、支持部材１２７の先端面１２７ａが接合されている。これにより、３部材からなる素子接合体１４０が構成されている。
【００４９】
このうちＳｉ素子１３０は、前述したように、第１主面１３０ａと、これに平行な第２主面１３０ｂと、これらの間を結ぶ４つの側面１３０ｃ，１３０ｃ，…を有する矩形板状（具体的には正方形板状）をなし、検出対象である筒内圧Ｐにより自身に生じる応力を検出できる。このＳｉ素子１３０は、ＳＯＩ基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）である。
【００５０】
図８に、Ｓｉ素子１３０の第１主面１３０ａ側から見た平面図を示す。このＳｉ素子１３０の第１主面１３０ａの面方位は、｛１１０｝面（具体的には（１１０）面）とされている。そして、この第１主面１３０ａには、２つの抵抗体（具体的には感圧抵抗体１３１と感温抵抗体１３３が１つずつ）が形成されている。これら感圧抵抗体１３１及び感温抵抗体１３３は、同一の拡散プロセスで同時に形成されたものである。
【００５１】
感圧抵抗体１３１は、ピエゾ抵抗効果により筒内圧Ｐに応じて自身の第１抵抗値が変化するものであり、押圧部材１２５から受ける押圧力に応じて自身の第１抵抗値が変化すると共に、Ｓｉ素子１３０の温度Ｔに応じて自身の第１抵抗値が変化するように形成されている。具体的には、感圧抵抗体１３１は、第１主面１３０ａの中央部１３０ａｇに、Ｓｉ素子１３０の＜１１０＞方向に延びる感圧部位１３１ｃ，１３１ｃ，…を主とする形態に形成されている。詳細には、この感圧抵抗体１３１は、＜１１０＞方向に直線状に延び、互いに等間隔に平行に並ぶ複数の感圧部位１３１ｃ，１３１ｃ，…と、互いに隣り合う感圧部位１３１ｃ，１３１ｃ同士の端を接続する複数の方向転換部１３１ｄ，１３１ｄ，…とが接続されて、蛇行している。
【００５２】
この蛇行状を有する感圧抵抗体１３１は、第１主面１３０ａにおいて１８０度回転させると元と重なる回転対称形をなしている。そして、感圧抵抗体１３１の回転中心Ｇは、第１主面１３０ａの中心Ｈに位置している。また、この感圧抵抗体１３１は、図８において破線で境界を示すように、第１主面１３０ａのうち、押圧部材１２５の基端面１２５ｂが接合された接合領域１３０ｅ内に配置されている。具体的には、押圧部材１２５は、Ｓｉ素子１３０のうち、第１主面１３０ａの４つの角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４をそれぞれ避けて、第１主面１３０ａに接合されている。このため、接合領域１３０ｅは、第１主面１３０ａのうち、４つの角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４を除いた領域である。この接合領域１３０ｅの中心Ｊは、感圧抵抗体１３１の回転中心Ｇ及び第１主面１３０ａの中心Ｈと一致している。このため、押圧部材１２５の中心が感圧抵抗体１３１の回転中心Ｇを押圧することとなるので、圧力Ｐにより押圧部材１２５に掛かる荷重（押圧力）に偏荷重成分が含まれている場合に、ピエゾ抵抗効果によってＳｉ素子１３０（感圧抵抗体１３１）に生じる抵抗変化の大きさに、この偏荷重の影響が生じることを最小限に抑えることができる。
【００５３】
一方、感温抵抗体１３３は、主としてこのＳｉ素子１３０の温度Ｔに応じて自身の第２抵抗値が変化するように形成されている。具体的には、感温抵抗体１３３は、第１主面１３０ａの１つの角部１３０ａｈ１に、Ｓｉ素子１３０の＜１００＞方向に延びる感温部位１３３ｃ，１３３ｃ，…を主とする形態に形成されている。詳細には、この感温抵抗体１３３は、＜１００＞方向に直線状に延び、互いに等間隔に平行に並ぶ複数の感温部位１３３ｃ，１３３ｃ，…と、互いに隣り合う感温部位１３３ｃ，１３３ｃ同士の端を接続する複数の方向転換部１３３ｄ，１３３ｄ，…とが接続されて、蛇行している。前述のように、第１主面１３０ａの４つの角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４は、押圧部材１２５が接合されていない非接合領域１３０ｆ１，１３０ｆ２，１３０ｆ３，１３０ｆ４である。従って、感温抵抗体１３３は、第１主面１３０ａのうち、１つの非接合領域１３０ｆ１内に配置されている。
【００５４】
この感温抵抗体１３３は、上記のように配置することにより、押圧部材１２５による押圧力（筒内圧Ｐ）による影響を受け難くなっている。具体的には、筒内圧Ｐの変化に応じて生じる第２抵抗値の変化量が、感圧抵抗体１３１の筒内圧Ｐの変化に応じて生じる第１抵抗値の変化量に比して、ごく小さく（本実施形態では２４０分の１に）なっている。
【００５５】
Ｓｉ素子１３０は、第１主面１３０ａのうち、３つの角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３に、それぞれ三角状の電極パッド１３５，１３６，１３７を有する。このうち、電極パッド１３５は、感圧抵抗体１３１の一端と電気的に接続すると共に、感温抵抗体１３３との一端とも電気的に接続する共通電極パッドとされている。また、電極パッド１３６は、感圧抵抗体１３１の他端と電気的に接続している。また、電極パッド１３７は、感温抵抗体１３３の他端と電気的に接続している。なお、電極パッド１３５は、本発明の第１電極パッドに相当すると共に第２電極パッドにも相当する。また、電極パッド１３６は、本発明の第１電極パッドに相当する。また、電極パッド１３７は、本発明の第２電極パッドに相当する。
【００５６】
次に、押圧部材１２５について説明する（図６及び図７参照）。押圧部材１２５は、凸曲面１２５ａ１及び平面１２５ａ２からなる先端面１２５ａと、平面のみからなる基端面１２５ｂとを有する。また、この押圧部材１２５は、先端面１２５ａと基端面１２５ｂとの間を結ぶ８つの側面１２５ｃ，１２５ｃ，…を有する。
先端面１２５ａのうちの凸曲面１２５ａ１は、先端面１２５ａの中央に位置し、先端側（図６及び図７中、上方）に向けて突出してその中央が頂点１２５ａｚとなるドーム状の曲面をなす。また、この頂点１２５ａｚは、厚み方向に見て、Ｓｉ素子１３０の第１主面１３０ａの中心Ｈ及び感圧抵抗体１３１の回転中心Ｇと重なっている。一方、先端面１２５ａのうちの平面１２５ａ２は、基端面１２５ａに平行な面とされ、凸曲面１２５ａ１の周囲を取り囲んでいる。
【００５７】
８つの側面１２５ｃ，１２５ｃ，…のうち、４つの側面１２５ｃ１，１２５ｃ１，…は、平面をなし、残り４つの側面１２４ｃ２，１２５ｃ２，…は、円筒を４分の１に縦割りしてできる内周面と同様な形態の曲面からなる。平面をなす４つの側面１２５ｃ１，１２５ｃ１，…は、Ｓｉ素子１３０の各側面１３０ｃ，１３０ｃ、…と面一になるように配置されている。一方、曲面をなす４つの側面１２４ｃ２，１２５ｃ２，…は、Ｓｉ素子１３０の４つの角にそれぞれ配置されている。
【００５８】
支持部材１２７は、先端面１２７ａと、これに平行な基端面１２７ｂと、これらの間を結ぶ４つの側面１２７ｃ，１２７ｃ，…を有する矩形板状（具体的には正方形板状）をなす。この先端面１２７ａ及び基端面１２７ｂの大きさは、Ｓｉ素子１３０の第１主面１３０ａ及び第２主面１３０ｂの大きさと等しくされている。また、支持部材１２７の各側面１２７ｃ，１２７ｃ，…は、Ｓｉ素子１３０の各側面１３０ｃ，１３０ｃ、…と面一になるように配置されている。このような支持部材１２７をＳｉ素子１３０に接合することにより、素子接合体１４０の耐荷重性を向上させることができる。
【００５９】
次いで、この筒内圧センサ付きグロープラグ１００の製造方法について説明する（図９〜図１４参照）。まず、筒内圧センサ付きグロープラグ１００のうち、素子接合体１４０の製造方法について述べる。本実施形態では、素子接合体１４０を１個ずつ製造するのではなく、複数の素子接合体１４０を一挙に製造する方法を採用する。
【００６０】
図９及び図１０に示すように、切断によりＳｉ素子１３０となる素子領域２３５を複数格子状に有するＳｉウエハ２３０を用意する。本実施形態では、図１０中に素子領域２３５同士の境界を破線で示すように、互いに隣り合う素子領域２３５同士は、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を介することなく繋がっている。このＳｉウエハ２３０は、切断によりＳｉ素子１３０の第１主面１３０ａとなる第１ウエハ主面２３０ａと、切断によりＳｉ素子１３０の第２主面１３０ｂをなる第２ウエハ主面２３０ｂとを有し、円板状をなす。このＳｉウエハ２３０はＳＯＩ基板である。また、第１ウエハ主面２３０ａは、４つのＳｉ素子１３０の第１主面１３０ａの各々１つの角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４が集まってできた角部集合領域２３０ａｈを複数有する。本実施形態では、各角部集合領域２３０ａｈは、４つの角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４が捨て耳部（介在部）を介することなく繋がって形成されている。
【００６１】
Ｓｉ素子１３０の角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３に形成される電極パッド１３５，１３６，１３７は、各角部集合領域２３０ａｈにおいて、接続配線２３１を介して、互いに接続されている。これにより、Ｓｉウエハ２３０に形成された、全ての感圧抵抗体１３１と、全ての感温抵抗体１３３と、全ての電極パッド１３５，１３６，１３７とが電気的に接続されている。また、このＳｉウエハ２３０は、第１ウエハ主面２３０ａの面方位が｛１１０｝面とされている。また、この面に形成された各々の感圧抵抗体１３１は、Ｓｉウエハ２３０の＜１１０＞方向に延びる感圧部位１３１ｃを主とする形態とされている。また、第１ウエハ主面２３０ａに形成された各々の感温抵抗体１３３は、Ｓｉウエハ２３０の＜１００＞方向に延びる感温部位１３３ｃを主とする形態とされている。
【００６２】
図９及び図１１に示すように、切断により押圧部材１２５となる押圧部材領域２２６を複数格子状に有する大判押圧部材２２５を用意する。本実施形態では、図１１中に押圧部材領域２２６同士の境界を破線で示すように、互いに隣り合う押圧部材領域２２６同士は、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を介することなく繋がっている。この大判押圧部材２２５は、切断により押圧部材１２５の先端面１２５ａとなる大判先端面２２５ａと、切断により押圧部材１２５の基端面１２５ｂとなる大判基端面２２５ｂとを有し、円板状をなす。また、この大判押圧部材２２５には、複数の平面視円形状の貫通孔２２５ｈ，２２５ｈ，…が形成されている。これらの貫通孔２２５ｈ，２２５ｈ，…は、Ｓｉウエハ２３０の各角部集合領域２３０ａｈ，２３０ａｈ，…に対応した位置に、角部集合領域２３０ａｈ，２３０ａｈ，…が収まる大きさに形成されている。
【００６３】
図９及び図１２に示すように、切断により支持部材１２７となる支持部材領域２２８を複数格子状に有する大判支持部材２２７を用意する。本実施形態では、図１２中に支持部材領域２２８同士の境界を破線で示すように、互いに隣り合う支持部材領域２２８同士は、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を介することなく繋がっている。この大判支持部材２２７は、切断により支持部材１２７の先端面１２７ａとなる大判先端面２２７ａと、切断により支持部材１２７の基端面１２７ｂとなる大判基端面２２７ｂとを有し、円板状をなす。
【００６４】
そして、Ｓｉウエハ素子２３０の第１ウエハ主面２３０ａに、大判押圧部材２２５の大判基端面２２５ｂを位置合わせをして接合すると共に、Ｓｉウエハ２３０の第２ウエハ主面２３０ｂに、大判支持部材２２７の大判先端面２２５ａを位置合わせをして接合して、図１３及び図１４に示すように、切断により素子接合体１４０となる素子接合体領域２４１を複数格子状に有する大判素子接合体２４０を形成する。具体的には、陽極接合を行うことにより、Ｓｉウエハ２３０と大判押圧部材２２５と大判支持部材２２７とを接合する。この工程が本発明の第１工程に相当する。なお、本実施形態では、図１４中に素子接合体領域２４１同士の境界を破線で示すように、互いに隣り合う素子接合体領域２４１同士は、切断後に破棄する捨て耳部（介在部）を介することなく繋がっている。
【００６５】
この大判素子接合体２４０では、大判押圧部材２２５の各貫通孔２２５ｈ，２２５ｈ，…内に、図１４に示すように、Ｓｉウエハ２３０の各角部集合領域２３０ａｈ，２３０ａｈ，…が露出する。従って、角部集合領域２３０ａｈを構成する各角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４に形成された電極パッド１３５，１３６，１３７及び感温抵抗体１３３も、各貫通孔２２５ｈ，２２５ｈ，…内に露出する。
【００６６】
次に、大判素子接合体２４０を隣り合う素子接合体領域２４１同士の境界（図１４中に破線で示す。）で切断して、各貫通孔２２５ｈ，２２５ｈ，…をそれぞれ４分割すると共に、各角部集合領域２３０ａｈ，２３０ａｈ，…をそれぞれ４つの角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４に分割し、個々の素子接合体１４０に分ける。この工程が本発明の第２工程に相当する。そうすると、図６及び図７に示した素子接合体１４０ができる。
【００６７】
その後は、圧力検出機構１２０を構成するための他の部材（先端部材１２１及び中間部材１２３）や、筒内圧センサ付きグロープラグ１００を構成するための他の部材（ハウジング本体部１１１、先端側ハウジング部１１３、基端側ハウジング部１１５、ヒータ１５０、配線基板１７０、外部端子部１８０等）を用意して、筒内圧センサ付きグロープラグ１００を組み立てる。かくして、筒内圧センサ付きグロープラグ１００が完成する。
【００６８】
以上で説明したように、本実施形態の筒内圧センサ付きグロープラグ１００の製造方法では、Ｓｉウエハ２３０の第１ウエハ主面２３０ａに大判押圧部材２２５を接合すると共に、第２ウエハ主面２３０ｂに大判支持部材２２７を接合して、大判素子接合体２４０を形成する。この工程を終えた状態で、Ｓｉウエハ２３０の各角部集合領域２３０ａｈ，２３０ａｈ，…が、大判押圧部材２２５の各貫通孔２２５ｈ，２２５ｈ内に露出している。即ち、Ｓｉ素子１３０の角部１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３に形成される各電極パッド１３５，１３６，１３７も、各貫通孔２２５ｈ，２２５ｈ，…内に露出している。
【００６９】
このため、大判素子接合体２４０を隣り合う素子接合体領域２４１同士の境界で切断して個分けするにあたり、各角部集合領域２３０ａｈ上（各電極パッド１３５，１３６，１３７上）に大判押圧部材２２５が存在しない。このため、これを除去し電極パッド１３５，１３６，１３７を露出させる工程、即ち、前述の特許文献１における保持部を除去する第１の切断工程に相当する工程を別途必要としない。従って、大判素子接合体２４０を個々の素子接合体１４０に分ける切断を、一度で行うことができる。よって、圧力センサを安価にすることができる。
【００７０】
また、大判支持部材２２７をＳｉウエハ２３０等に接合して大判素子接合体２４０を形成し、これを個分けしているので、支持部材１２７を個々の素子接合体１４０毎に接合する必要がなく、支持部材１２７を有する複数の素子接合体１４０を一挙に製造できる。
また、本実施形態では、大判押圧部材２２５の貫通孔２２５ｈを円孔としているので、大判押圧部材２２５に貫通孔２２５ｈを容易かつ確実に形成でき、また、大判素子接合体２４０を切断する際にも、貫通孔２２５ｈの内周から大判押圧部材２２５に亀裂が入るのをより確実に防止できる。
【００７１】
また、本実施形態では、押圧部材１２５は、Ｓｉ素子１３０側とは逆方向に（先端側に向けて）突出するドーム状の凸曲面１２５ａ１を有するため、個々の素子接合体１４０毎に押圧部材１２５とＳｉ素子１３０とを接合する場合には、先端面の全面が平面となっている押圧部材に比して、押圧部材１２５とＳｉ素子１３０との位置合わせは、１つずつ精度よく行わなければならない。これに対し、本実施形態の製造方法では、押圧部材１２５の先端面１２５ａが凸曲面１２５ａ１を含んでいるものの、Ｓｉ素子１３０と押圧部材１２５との位置合わせを、個々の素子接合体１４０毎に行うのではなく、複数の素子接合体１４０（大判素子接合体２４０）で一度に行っているので、この位置合わせを容易かつ精度よく行うことができる。
【００７２】
また、本実施形態では、Ｓｉウエハ２３０に形成された全ての感圧抵抗体１３１，１３１，…と全ての感温抵抗体１３３，１３３，…と全ての電極パッド１３５，１３６，１３７が互いに電気的に接続されている。このため、前述の陽極接合を行う際、例えば、Ｓｉウエハ２３０の電極パッド１３５，１３６，１３７のいずれか一つに陽極接合用の端子を接続すれば、全ての感圧抵抗体１３１，１３１，…に陽電極側電圧を印加できる。従って、前述の陽極接合を容易かつ確実に行うことができる。
【００７３】
また、本実施形態では、Ｓｉウエハ２３０は、第１ウエハ主面２３０ａの面方位が｛１１０｝面とされている。また、この面に形成された各々の感圧抵抗体１３１は、Ｓｉウエハ２３０の＜１１０＞方向に延びる感圧部位１３１ｃを主とする形態とされている。このため、製造されるＳｉ素子１３０の第１主面１３０ａの面方位が｛１１０｝面となり、感圧抵抗体１３１がＳｉ素子１３０の＜１１０＞方向に延びる感圧部位１３１ｃを主とする形態となる。このような感圧部位１３１ｃは、圧力Ｐに応じて押圧部材１２５が第１主面１３０ａを押圧した場合の応力変化に対する検出感度が特に高い。従って、筒内圧Ｐに応じて感圧抵抗体１３１に大きな抵抗変化を生じさせることができる。
【００７４】
また、Ｓｉウエハ２３０は、第１ウエハ主面２３０ａに形成された各々の感温抵抗体１３３が、Ｓｉウエハ２３０の＜１００＞方向に延びる感温部位１３３ｃを主とする形態とされている。このため、製造されるＳｉ素子１３０でも、感温抵抗体１３３がＳｉ素子１３０の＜１００＞方向に延びる感温部位１３３ｃを主とする形態となる。このような感温抵抗体１３３は、圧力Ｐに対する検出感度を特に小さくできる。即ち、感温抵抗体１３３の圧力依存性を特に小さくできる。従って、圧力依存性の小さい感温抵抗体１３３をＳｉ素子１３０に有する筒内圧センサ付きグロープラグ１００を製造できる。
【００７５】
また、本実施形態では、感圧抵抗体１３１に接続する２つの電極パッド１３５，１３６のうち一方の電極パッド１３５が、感温抵抗体１３３に接続する電極パッド１３５を兼ねているので、Ｓｉ素子１３０に形成する電極パッド数を４個から３個に減らすことができる。これにより、Ｓｉ素子１３０を小型化できる。
また、本実施形態では、Ｓｉウエハ２３０がＳＯＩ基板であるため、製造される筒内圧センサ付きグロープラグ１００のＳｉ素子１３０もＳＯＩ基板となる。従って、高温下での絶縁抵抗の低下を抑制し、Ｓｉ素子１３０ひいては筒内圧センサ付きグロープラグ１００のの高温耐性を向上させることができる。
【００７６】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、グロープラグに圧力検出機構１２０を内蔵した形態の圧力センサ１００を例示したが、これに限らず、グロープラグとしての機能を有さずに、筒内圧Ｐの検出を行う圧力センサを構成することもできる。
また、上記実施形態では、Ｓｉ素子１３０の高温耐性を向上させるために、Ｓｉ素子１３０をＳＯＩ基板としているが、筒内圧センサ付きグロープラグ１００を適宜変更することにより、Ｓｉ素子１３０が高温環境下に晒されない構成とする場合には、Ｓｉ素子１３０をＳＯＩ基板以外のＳｉ素子としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの外観図である。
【図２】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの縦断面図である。
【図３】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグのうち、先端側部分を示す部分縦断面図である。
【図４】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグのうち、基端側部分を示す部分縦断面図である。
【図５】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグのうち、圧力検出機構の近傍を示す部分拡大縦断面図である。
【図６】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグに関し、Ｓｉ素子と押圧部材と支持部材からなる素子接合体を示す斜視図である。
【図７】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグに関し、Ｓｉ素子と押圧部材と支持部材からなる素子接合体を示す側面図である。
【図８】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグに関し、Ｓｉ素子の第１主面側から見た平面図である。
【図９】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの製造方法に関し、接合前のＳｉウエハと大判押圧部材と大判支持部材を示す説明図である。
【図１０】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの製造方法に関し、Ｓｉウエハの第１ウエハ主面側から見た部分拡大平面図である。
【図１１】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの製造方法に関し、大判押圧部材の大判先端面側から見た部分拡大平面図である。
【図１２】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの製造方法に関し、大判支持部材の大判先端面側から見た部分拡大平面図である。
【図１３】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの製造方法に関し、大判素子接合体を示す説明図である。
【図１４】実施形態に係る筒内圧センサ付きグロープラグの製造方法に関し、大判素子接合体の大判押圧部材側から見た部分拡大平面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００  筒内圧センサ付きグロープラグ（圧力センサ）
１２０  圧力検出機構
１２５  押圧部材
１２５ａ  先端面（逆側面）
１２５ａ１  凸曲面
１２５ａ２  平面
１２５ｂ  基端面
１２７  支持部材
１２７ａ  先端面
１２７ｂ  基端面
１３０  Ｓｉ素子
１３０ａ  第１主面
１３０ａｈ１，１３０ａｈ２，１３０ａｈ３，１３０ａｈ４  角部
１３０ｂ  第２主面
１３１  感圧抵抗体
１３１ｃ  感圧部位
１３３  感温抵抗体
１３３ｃ  感温部位
１３５  電極パッド（第１電極パッド，第２電極パッド）
１３６  電極パッド（第１電極パッド）
１３７  電極パッド（第２電極パッド）
１４０  素子接合体
２２５  大判押圧部材
２２５ａ  大判先端面
２２５ｂ  大判基端面
２２５ｈ  貫通孔
２２６  押圧部材領域
２２７  大判支持部材
２２７ａ  大判先端面
２２７ｂ  大判基端面
２２８  支持部材領域
２３０  Ｓｉウエハ
２３０ａ  大判第１主面
２３０ｂ  大判第２主面
２３０ａｈ  角部集合領域
２３１  接続配線
２３５  素子領域
２４０  大判素子接合体
２４１  素子接合体領域
ＡＸ  軸線
【図１】
2010139373.tif 000003
【図２】
2010139373.tif 000004
【図３】
2010139373.tif 000005
【図４】
2010139373.tif 000006
【図５】
2010139373.tif 000007
【図６】
2010139373.tif 000008
【図７】
2010139373.tif 000009
【図８】
2010139373.tif 000010
【図９】
2010139373.tif 000011
【図１０】
2010139373.tif 000012
【図１１】
2010139373.tif 000013
【図１２】
2010139373.tif 000014
【図１３】
2010139373.tif 000015
【図１４】
2010139373.tif 000016