(57)【要約】【課題】圧力センサー素子を提供する。【解決手段】パッケージ１２と、前記パッケージ１２の一面に形成されたダイアフラム１４と、前記パッケージ１２内部に配置された感圧素子１６と、を有し、前記感圧素子１６は、長手方向の両端に形成された一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）と、前記一対の基部の間にシングルビームとして形成された振動部２２と、を有し、前記一対の基部が前記ダイアフラム１４に接続され、前記ダイアフラム１４の前記感圧素子１８の両脇に対向する位置に厚肉部２８が形成されてなる。【選択図】図１
2010249659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージと、
前記パッケージの一面に形成されたダイアフラムと、
前記パッケージ内部に配置された感圧素子と、を有し、
前記感圧素子は、
長手方向の両端に形成された一対の基部と、前記一対の基部の間にシングルビームとして形成された振動部と、を有し、前記一対の基部が前記ダイアフラムに接続され、
前記ダイアフラムの前記感圧素子の両脇に対向する位置に厚肉部が形成されたことを特徴とする圧力センサー素子。
【請求項２】
前記厚肉部は、前記ダイアフラムの前記振動部の両脇に対向する位置であって、前記一対の基部の前記長手方向に平行な辺の延長線上に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサー素子。
【請求項３】
前記ダイアフラムの前記振動部の両脇に対向する前記延長線上の位置において、前記振動部の前記一対の基部側から前記振動部の中央の方向に延びた形状の第２厚肉部が形成された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ー素子。
【請求項４】
前記厚肉部は、前記ダイアフラムの前記一対の基部の両脇に対向する位置に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサー素子。
【請求項５】
力を受けて変位する第１層、感圧素子層、基台層の順に積層される圧力センサー素子であって、
前記感圧素子層は、
シングルビームとして形成され前記変位を検出する振動部と、前記振動部の長手方向の両端に形成された一対の基部と、を有する感圧素子と、
前記振動部及び前記一対の基部を囲む感圧素子枠と、
前記感圧素子枠と前記一対の基部とを連結する一対の連結部と、を有し、
前記第１層は、
前記感圧素子層に対向する面に形成された周縁部と、
前記周縁部の内側に形成され、前記力を受けて変位する第１凹部と、前記第１凹部の前記一対の基部に対向する位置に形成された一対の第１凸部と、
前記感圧素子の両脇に対向する位置に形成された第２凸部と、を有し、
前記周縁部、前記感圧素子枠、前記基台層の順に積層されるとともに、
前記一対の基部は、前記一対の第１凸部に接続されたことを特徴とする圧力センサー素子。
【請求項６】
前記第１層は、平板状のダイアフラム層と、前記ダイフラム層に積層される支持部層により形成され、
前記支持部層は、
前記一対の基部に対向する位置に形成された一対の支持部と、
前記感圧素子の両脇に対向する位置に形成された複数の厚肉部と、
前記一対の支持部及び前記複数の厚肉部を囲む支持部枠と、
前記一対の支持部と前記支持部枠とをそれぞれ連結する一対の第１梁と、
前記一対の支持部と前記複数の厚肉部とをそれぞれ連結する複数の第２梁と、を有し、
前記一対の第１梁は、前記一対の支持部が前記ダイアフラム層に積層された後に切断可能であり、
前記複数の第２梁は、前記複数の厚肉部が前記ダイアフラム層に積層された後に切断可能であることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサー素子。
【請求項７】
前記第１梁及び前記第２梁には、前記第１梁及び前記第２梁より細く形成された切断部が介装され、前記切断部を切断することにより前記第１梁及び第２梁をそれぞれ切断することを特徴とする請求項６に記載の圧力センサー素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサー素子に関し、特に圧力センサー素子を構成する感圧素子をシングルビーム構造とする圧力センサー素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水圧計、気圧計、差圧計などとして圧電振動子を感圧素子として使用した圧力センサーが知られている。前記圧電振動子は、例えば、板状の圧電基板上に電極パターンが形成されて固有の共振周波数で振動する振動部と、振動部の両端に設けられ、ダイアフラムに固定された一対の基部を有し、一対の基部を互いに結ぶ線の方向を力の検出軸とするものである。そして、前記検出軸の方向に直交する方向から被測定圧力がダイアフラムの受圧部で受圧すると前記受圧部が撓み、これにより前記圧電振動子に力が加わると、前記圧電振動子には検出軸の方向に引張り応力が生じるため共振周波数が変化し、前記共振周波数の変化から前記被測定圧力の圧力値を検出する。このような圧力センサーをより高精度にするための従来技術が開示されている。
【０００３】
図１３に特許文献１に開示された第１の従来技術に係る圧力センサー素子を示す。図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。図１３に示すように圧力センサー素子１０１は、圧電基板の少なくとも一方の主面に凹部１０４、１０９を有する２つの圧電ダイアフラム１０３、１０８を前記凹部１０４、１０９同士が向き合うように積層して形成される内部空間中に圧電振動子１０２を配置した圧力センサー素子１０１において、前記圧電振動子１０２の両端を前記圧電ダイアフラム１０３の凹部１０４内底面に形成された載置部１１０、１１１に固定するとともに、前記２つの圧電ダイアフラム１０３、１０８の凹部１０４、１０９内底面同士を力伝達用柱１０５、１０６にて連結した構成が開示されている。これにより圧電ダイアフラム１０３、１０８の変形の方向によって圧電振動子１０２に加わるストレスが圧縮方向か、あるいは伸長方向かになるよう機能するので、相対圧を測定可能な圧力センサー素子１０１となっている。
【０００４】
また図１４には、特許文献２に開示された第１２の従来技術に係る圧力センサー素子を示す。図１４に示すように圧力センサー素子２２０は、ダイアフラム２１２を有する圧力センサー２１０における前記ダイアフラム２１２に形成された対をなす支持部２１８に載置される圧力センサー素子２２０であって、前記圧力センサー素子２２０は前記支持部２１８に固定される２つの基部２２２と前記基部間に位置する振動部２２４とを有し、前記基部２２２の固定部から前記振動部２２４までの間に切欠き２２２ａ、２２２ｂを設けた構成が開示されている。これによりダイアフラム２１２による振動部２２４に対する曲げ変形、すなわち厚み方向の変位は前記切欠き２２２ａ、２２２ｂの形成箇所に集中するため、振動部２２４に対して作用する非線形的な力を抑制し、圧力センサー素子２２０の振動部２２４に対する悪影響を低減している。
【０００５】
これらの圧力センサーの構成要素は、ダイアフラムの変位量を双音叉素子等の感圧素子に伝える構造であることから、受圧する被測定圧力に対する変位量が大きいほうが、より高い感度を得ることができる。
【０００６】
ところで、近年、圧力センサーの小型化の要求が高まり、それに伴って、ダイアフラムに搭載される感圧素子の小型化が試みられている。
しかし、感圧素子を構成する双音叉振動子は、２本の柱状ビームが平行に配置され、２本の柱状ビーム間には間隙（スリット）が設けられているため、フォトリソグラフィー技法とエッチング技法を用いて、水晶等の圧電基板から双音叉振動子を形成するのにあたり、双音叉振動子のサイズが小さければ小さいほどスリットを鮮鋭度良く形成することは困難であり、エッチングアンダー、残渣などに起因した電極間のショートが発生する問題があった。
【０００７】
また更に、受圧した圧力によりダイアフラムが撓むと、支持部に搭載された双音叉振動子には引張力または圧縮力が加わり、双音叉振動子の内部に引張り応力または圧縮応力が生じることとなるが、このとき応力は前記２本の柱状ビームに分散されるため、応力の感度としては約１／２となってしまう問題がある。
【０００８】
そこで、双音叉振動子を１本の柱状ビームで構成することにより、双音叉振動子の内部に生じる引張り応力及び圧縮応力を１本ビームに集中させることによって感度を２本の柱状のビームの場合の感度の２倍とすることが試みられている。シングルビームを用いた両持ち支持型振動子を使用した圧力センサーは特許文献３乃至８に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１３２９１３号広報
【特許文献２】特開２００７−３３３４５２号公報
【特許文献３】ＵＳＰ４３２１５００
【特許文献４】ＵＳＰ４４０６９６６
【特許文献５】ＵＳＰ４４５５８７４
【特許文献６】ＵＳＰ４３７２１７３
【特許文献７】ＵＳＰ４３８２３８５
【特許文献８】ＵＳＰ４６５１５６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第３の従来技術に係る圧力センサー素子を図１５に示す。図１５（ａ）は平面図、図（ｂ）は図１５ａ（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、図１５（ｃ）は圧力センサー素子を構成する振動部の模式図である。圧力センサー素子３００は、パッケージ３０２と、パッケージ３０２の一面に形成された±Ｚ方向に変位するダイアフラム３０４と、パッケージ３０４内部に配置された感圧素子３０６と、を有し、感圧素子３０６は、長手方向の両端に形成された一対の基部３０８と、前記一対の基部３０８の間にシングルビームとして形成された振動部３１０と、を有し、前記一対の基部３０８が前記ダイアフラムに接続された構成である。そして、振動部３１０は一対の基部３０８を支点として±Ｙ方向に所定の共振周波数で振動する。
【００１１】
しかしながら、ツインビームの振動が、一対の基部（支持部）を結ぶ線に対して２本のビームの振動が線対称となって、互いに振動を相殺するように振動するのに対して、シングルビームとして形成された振動部３１０の振動は、１本のビームが単独で振動しているため相殺することができず、振動が支持部３１２を介してダイアフラム３０４に漏洩し、漏洩した振動によりダイアフラム３０４自身が振動をするという問題があった。
【００１２】
すなわち、図１５（ｃ）に示すように、柱状ビーム型の振動部３１０は支持部３１２を回転軸とした回転方向の振動を起し、ダイアフラム３０４へ振動エネルギーが漏洩し、Ｑ値が低下するとともに、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）が上昇するので、シングルビーム構造の感圧素子は共振し難くなってしまうという問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、感度を劣化させることなくダイアフラムの振動を抑止した圧力センサー素子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】
【００１３】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］パッケージと、前記パッケージの一面に形成されたダイアフラムと、前記パッケージ内部に配置された感圧素子と、を有し、前記感圧素子は、長手方向の両端に形成された一対の基部と、前記一対の基部の間にシングルビームとして形成された振動部と、を有し、前記一対の基部が前記ダイアフラムに接続され、前記ダイアフラムの前記感圧素子の両脇に対応する位置に厚肉部が形成されたことを特徴とする圧力センサー素子。
【００１４】
感圧素子は、シングルビームにより形成されるため、感圧素子からの振動がダイアフラムに漏洩し、ダイアフラムの感圧素子の両脇に対応する位置に左右非対称の振動が発生する。しかし上記構成とすることにより、ダイアフラムにおいて前記振動の振幅の大きい領域に厚肉部を形成することにより剛性が高まることになり、前記振動の振幅を抑制することより前記振動を抑制することができる。さらに厚肉部は感圧素子及びパッケージとは分離しているので、圧力センサー素子の感度の低下も抑制できる。
【００１５】
［適用例２］前記厚肉部は、前記ダイアフラムの前記振動部の両脇に対向する位置であって、前記一対の基部の前記長手方向に平行な辺の延長線上に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサー素子。
【００１６】
上記配置で厚肉部を形成することにより、これにより支持部と厚肉部は感圧素子の長手方向に垂直な方向で重なる領域が形成されるため、前記ダイアフラムの圧力による変位のモード以外のモードを有する変位に対して剛性を有することになり、基部近傍での感圧素子からの振動を抑制することができる。また、この配置であってダイアフラムの変位方向への剛性の発生はわずかであるのでダイアフラムの感度の低下を抑制しつつ、感圧素子からの振動を抑制することができる。
【００１７】
［適用例３］前記ダイアフラムの前記振動部の両脇に対向する前記延長線上の位置において、前記振動部の前記一対の基部側から前記振動部の中央の方向に延びた形状の第２厚肉部が形成されたことを特徴とする適用例１または２に記載の圧力センサー素子。
【００１８】
ダイアフラムにおいて、感圧素子からの振動の大きい領域は、基部の両脇から感圧素子の長手方向に稜線のように延びて分布している。よってこの稜線に沿って第２厚肉部を形成することにより感圧素子からの振動を効果的に抑制することができる。
【００１９】
［適用例４］前記厚肉部は、前記ダイアフラムの前記一対の基部の両脇に対向する位置に形成されたことを特徴とする適用例１に記載の圧力センサー素子。
ダイアフラムにおいて、一対の基部の両脇に対向する位置は、感圧素子から振動が最も強く振幅する領域である。よってこの位置に厚肉部を形成することにより感圧素子からの振動を抑制することができる。
【００２０】
［適用例５］力を受けて変位する第１層、感圧素子層、基台層の順に積層される圧力センサー素子であって、前記感圧素子層は、シングルビームとして形成され前記変位を検出する振動部と、前記振動部の長手方向の両端に形成された一対の基部と、を有する感圧素子と、前記振動部及び前記一対の基部を囲む感圧素子枠と、前記感圧素子枠と前記一対の基部とを連結する一対の連結部と、を有し、前記第１層は、前記感圧素子層に対向する面に形成された周縁部と、前記周縁部の内側に形成され、前記力を受けて変位する第１凹部と、前記第１凹部の前記一対の基部に対向する位置に形成された一対の第１凸部と、前記感圧素子の両脇に対向する位置に形成された第２凸部と、を有し、前記周縁部、前記感圧素子枠、前記基台層の順に積層されるとともに、前記一対の基部は、前記一対の第１凸部に接続されたことを特徴とする圧力センサー素子。
上記構成により、圧力センサー素子をウェハによる３層構造で形成できるので、圧力センサー素子を量産することができる。
【００２１】
［適用例６］前記第１層は、平板状のダイアフラム層と、前記ダイフラム層に積層される支持部層により形成され、前記支持部層は、前記一対の基部に対向する位置に形成された一対の支持部と、前記感圧素子の両脇に対向する位置に形成された複数の厚肉部と、前記一対の支持部及び前記複数の厚肉部を囲む支持部枠と、前記一対の支持部と前記支持部枠とをそれぞれ連結する一対の第１梁と、前記一対の支持部と前記複数の厚肉部とをそれぞれ連結する複数の第２梁と、を有し、前記一対の第１梁は、前記一対の支持部が前記ダイアフラム層に積層された後に切断可能であり、前記複数の第２梁は、前記複数の厚肉部が前記ダイアフラム層に積層された後に切断可能であることを特徴とする適用例５に記載の圧力センサー素子。
これによりダイアフラム層は凹部を掘り込むような工程が不要となるため、板厚の薄いダイアフラムを高精度に形成することができる。
【００２２】
［適用例７］前記第１梁及び前記第２梁には、前記第１梁及び前記第２梁より細く形成された切断部が介装され、前記切断部を切断することにより前記第１梁及び第２梁をそれぞれ切断することを特徴とする適用例６に記載の圧力センサー素子。
これにより、第１梁及び第２梁において切断される位置が特定されるとともに、切断部は第１梁及び第２梁より細く形成されているため、切断が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の圧力センサー素子の模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】ダイアフラムの振動分布を示す図である。
【図３】第１実施形態の厚肉部、第２厚肉部の変形例を示す模式図であり、図３（ａ）は第１変形例、図３（ｂ）は第２変形例、図３（ｃ）は第３変形例、図３（ｄ）は第４変形例である。
【図４】第１実施形態の圧力センサー素子の分解斜視図である。
【図５】第１実施形態の第１層の製造工程を示す図であり、図５（ａ）は平面図で、図５（ｂ）から図５（ｆ）の順に工程が進行する。
【図６】第１実施形態の感圧素子層の模式図と感圧素子層を構成する第１連結部及び第２連結部の変形例の模式図であり、図６（ａ）は第１変形例、図６（ｂ）は第２変形例、図６（ｃ）は第３変形例、図６（ｄ）は第４変形例である。
【図７】第１実施形態の感圧素子層の模式図と感圧素子層を構成する第１連結部及び第２連結部の変形例の模式図であり、図７（ａ）は第５変形例、図７（ｂ）は第６変形例、図７（ｃ）は第７変形例、図７（ｄ）は第８変形例である。
【図８】第２実施形態の圧力センサー素子の分解斜視図である。
【図９】第２実施形態の支持部層の模式図及び支持部層を構成する切断部の変形例の模式図であり、図９（ａ）は第１変形例、図９（ｂ）は第２変形例、図９（ｃ）は第３変形例、図９（ｄ）は第４変形例である。
【図１０】第２実施形態の厚肉部、及び第２厚肉部の変形例の模式図であり、図１０（ａ）は第１変形例、図１０（ｂ）は第２変形例、図１０（ｃ）は第３変形例である。
【図１１】厚肉部等の配置と感度及び振動漏れとの関係を示す図である。
【図１２】厚肉部等の配置とダイアフラム中央領域の振動の変位との関係を示す図である。
【図１３】第１の従来技術の圧力センサー素子の模式図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１４】第２の従来技術の圧力センサー素子の模式図である。
【図１５】第３の従来技術の圧力センサー素子の模式図であり、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）は図１５ａ（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、図１５（ｃ）は圧力センサー素子を構成する振動部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお以下の図については直交座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を用いる。
【００２５】
第１実施形態に係る圧力センサー素子を図１に示す。図１（ａ）は真上（＋Ｚ方向）から見た模式図（平面図）、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。第１実施形態に係る圧力センサー素子１０は、パッケージ１２と、前記パッケージ１２の一面に形成されたダイアフラム１４と、前記パッケージ１４内部に配置された感圧素子１６と、を有し、前記感圧素子１６は、長手方向の両端に形成された一対の基部１８と、前記一対の基部１８の間にシングルビームとして形成された振動部２０と、を有し、前記一対の基部１８が前記ダイアフラム１４に一対の支持部２２を介して接続され、前記ダイアフラム１４の前記感圧素子１６の両脇に対向する位置に厚肉部２４が形成され、真空を基準とする絶対圧を測定する圧力センサー素子１０であって、中心線Ｃを基準として線対称な形状を有している。
【００２６】
パッケージ１２は、±Ｘ方向を長辺とし、±Ｙ方向を短辺とする矩形の筐体であり、内部を真空に封止して感圧素子１６を収容するものである。これにより圧力センサー素子１０は、感圧素子のＱ値を高め、安定した共振周波数を確保することができるので、圧力センサー素子１０の長期安定性を確保することができる。
【００２７】
パッケージ１２の一面（−Ｚ方向側の面）にはダイアフラム１４が形成されている。ダイアフラム１４はパッケージ１２の一面を薄肉にした態様で形成され、外部から圧力を受けるとパッケージ１４の内側（＋Ｚ方向）に向けて撓み変形しつつ変位する。
【００２８】
感圧素子１６は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料を用い、シングルビーム型圧電振動子として形成され，発振回路（不図示）と電気的に接続され、発振回路（不図示）から供給される交流電圧により、固有の共振周波数で振動するものである。感圧素子１６は、中心線Ｃを基準として線対称な形状を有し、その長手方向がダイアフラム１４の変位方向に対して垂直（±Ｘ方向）となるように配置し、その長手方向を検出軸としている。そして感圧素子１６は、振動部２２の長手方向の両端に一対の基部を有し、一端にある第１基部１８がダイアフラム１４に接続した第１支持部２４に固定され、第１基部１８の振動部２０を挟んだ反対側にある第２基部２０がダイアフラム１４に接続した第２支持部２６に固定されている。よって感圧素子１６は第１支持部２４及び第２支持部２６を介してダイアフラム１４に接続され、振動部２２は第１基部１８及び第２基部２０を支点として±Ｙ方向に所定の共振周波数で振動する。このとき、第１支持部２４及び第２支持部２６が互いに接近する方向に変位すると振動部２２は圧縮応力を受け、逆に互いに離れる方向に変位すると振動部２２は伸長応力を受けることになるが、本実施形態は絶対圧を測定する圧力センサー素子１０なので実際に振動部２２が受ける応力は引張応力のみとなる。
【００２９】
特に本実施形態で用いられる感圧素子１６の振動部２２は双音叉とは異なりシングルビームにより構成されている。これにより第１基部１８及び第２基部２０の相対位置の変化に伴って受ける力を全て一本のビームが受けることになるため、双音叉の場合と比べてビームが受ける力は２倍になり感度が向上することになる。よってシングルビーム構造の振動部２２は伸長・圧縮応力に対する共振周波数の変化が双音叉の場合に比べても極めて大きく共振周波数の可変幅が大きいので、わずかな圧力差を検出するような分解能力に優れる圧力センサーにおいては好適である。振動部２２は、±Ｘ方向から伸長応力を受けると振動部２２の振幅幅が小さくなるので共振周波数が高くなり、±Ｘ方向から圧縮応力を受けると振動部２２の振幅幅が大きくなるので共振周波数は低くなる。なお、感圧素子の材料となる圧電基板としては温度特性に優れた水晶が望ましい。
【００３０】
図２に、図１５（ａ）のＢ−Ｂ線上のダイアフラムの振動分布を示す。シングルビームにより構成された感圧素子３０６を振動させると、感圧素子３０６からの振動がダイアフラム３０４に漏洩し、図２に示すように振動部３１０の位置を中心として１８０度の回転対称性を有する振動分布が表れる。この振動分布の振幅の大きな領域は感圧素子３０６の両脇であって感圧素子３０６の長手方向（±Ｘ方向）に平行な稜線のように現れる。このようにダイアフラム３０４が振動するため圧力センサー素子３００の感度が低下するという問題があった。そこで本実施形態に係る圧力センサー素子１０においては、ダイアフラム１４に厚肉部２８等を形成して、ダイアフラム１４において感圧素子１６からの振動の振幅の大きい部分の剛性を高めて振動を抑制している。
【００３１】
図３に厚肉部２８、第２厚肉部３０の変形例の模式図を示す。図３（ａ）は第１変形例、図３（ｂ）は第２変形例、図３（ｃ）は第３変形例、図３（ｄ）は第４変形例である。いずれの場合においても、基本的には中心線Ｃを基準として左右対称な配置となっており、かつ振動部２２のシングルビームを基準線として線対称な位置に配置されている。これにより振動部２２からの振動の抑制を効果的に行うことができる。
【００３２】
図３（ａ）に示す第１変形例は、図１に記載された厚肉部２８と同様であり、厚肉部２８は、ダイアフラム１４の振動部２２の両脇に対向する位置であって、一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）の前記長手方向（±Ｘ方向）に平行な辺１８ａ、１２０ａの延長線上、すなわち一対の支持部（第１支持部２４、第２支持部２６）の前記長手方向の平行な辺２４ａ、２６ａの延長線上に配置されたものである。このように厚肉部２８を形成することにより、支持部（第１支持部２４、第２支持部２６）と厚肉部２４は感圧素子１６の長手方向に垂直な方向（±Ｙ方向）で重なる領域が形成されるため、ダイアフラム１４の圧力による変位のモード以外のモードを有する変位に対して剛性を有することになり、基部（第１基部１８、第２基部２０）近傍での感圧素子１６からの振動を抑制することができる。また、この配置であってダイアフラム１４の変位方向（±Ｚ方向）への剛性の発生はわずかであるのでダイアフラム１４の感度の低下を抑制しつつ、感圧素子１６からの振動を抑制することができる。
【００３３】
図３（ｂ）に示す第２変形例は、ダイアフラム１４の一対の基部（第１基部１８及び第２基部２０）の両脇に対向する位置に厚肉部２８を形成したものである。図４（ｂ）において、厚肉部２８は、感圧素子１６からの振動が最も大きくなる領域が第１基部１８（第２基部２０）と厚肉部２８との間に来るように配置されている。これにより感圧素子からの振動を抑制することができる。
【００３４】
図３（ｃ）に示す第３変形例は、ダイアフラム１４の振動部２２の両脇に対向する延長線上の位置において、振動部２０の一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）側から振動部２２の中央の方向（±Ｘ方向）に延びた形状の第２厚肉部３０が形成されている。ダイアフラム１４において、感圧素子１６からの振動の大きい領域は、基部（第１基部１８、第２基部２０）の両脇から感圧素子１６の長手方向（±Ｘ方向）に稜線のように延びて分布している。よってこの稜線に沿って第２厚肉部３０を形成することにより感圧素子１６からの振動を効果的に抑制することができる。なお第２厚肉部３０は中心線Ｃ基準として線対称の位置にある第２厚肉部３０と互いに接続した構成としても良い。
【００３５】
図３（ｄ）に示す第４変形例は、図３（ａ）の配置の厚肉部２８と図３（ｃ）の第２厚肉部３０とを足し合わせたものである。これによりダイアフラム１４における一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）の周りでの振動及びダイアフラム１４の中央領域での振動を効果的に抑制することができる。
【００３６】
第１実施形態に係る圧力センサー素子１０の積層構造を図４の分解斜視図に示す。上記構成を有する圧力センサー素子１０は、力を受けて変位する第１層３２、感圧素子層４８、基台層５６の順に積層される圧力センサー素子１０であって、前記感圧素子層４８は、シングルビームとして形成され前記変位を検出する振動部２２と、前記振動部２２の長手方向の両端に形成された一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）と、を有する感圧素子１６と、前記振動部２２及び前記一対の基部を囲む感圧素子枠５０と、前記感圧素子枠５０と前記一対の基部とを連結する一対の連結部（第１連結部５２、第２連結部５４）と、を有し、前記第１層３２は、前記感圧素子層４８に対向する面に形成された周縁部３４と、前記周縁部３４の内側に形成され、前記力を受けて変位するダイアフラム１４を形成する第１凹部３６と、前記第１凹部３６の前記一対の基部に対向する位置に形成された一対の第１凸部３８と、前記感圧素子１６の両脇に対向する位置に形成された第２凸部４０と、を有し、前記周縁部３４、前記感圧素子枠５０、前記基台層５６の順に積層されるとともに、前記一対の基部は、前記一対の第１凸部３８に接続された構成を有している。
【００３７】
第１層３２、感圧素子層４８、基台層５６いずれも水晶等の圧電材料を用い、各層を同一材料で形成することが好適であり、外形は同一の寸法を有している。なお、第１層３２、感圧素子層４８、基台層５６はフォトリソ・エッチング加工により形成可能であり、さらに第１層３２及び基台層５６はサンドブラストによって形成することも可能である。
【００３８】
第１層３２は、感圧素子層４８に対向する面に形成された周縁部３４と、周縁部３４の内側に形成され、力を受けて変位するダイアフラム１４を形成する第１凹部３６と、第１凹部３６の一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）に対向する位置に形成された一対の支持部（第１支持部２４、第２支持部２６、図３参照）となる第１凸部３８、感圧素子１６の両脇に対向する位置に形成された厚肉部２８（図３参照）となる第２凸部４０、を有する。
【００３９】
図５に第１層３２の製造工程を示す。図５（ａ）は第１層３２の平面図であり、以下の図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図により製造工程を示す。第１層３２をフォトリソ・エッチング加工で形成する場合、［１］材料となる母基板４２の表面にポジ型のフォトレジスト４４を塗布する（図５（ｂ））、［２］第１凹部３６、第１凸部３８、第２凸部４０の形状に対応したフォトマスク４６を用いて露光しフォトレジスト４４を感光させる（図５（ｃ））、［３］現像を行い感光したフォトレジスト４４ａを除去する（図５（ｄ））、［４］母基板４２が露出した領域を所定の深さまでエッチングすることにより第１凹部３６、第１凸部３８、第２凸部４０を形成する（図５（ｅ））、［５］フォトレジスト４４を剥離する（図５（ｆ））、というように工程［１］〜［５］なるプロセスを経ることになる。
【００４０】
図４、図６に示すように、感圧素子層４８は、水晶等の圧電素板にフォトリソ・エッチング加工を施すことにより形成され、感圧素子枠５０、感圧素子１６、一対の連結部（第１連結部５２、第２連結部５４）を有する。感圧素子１６は上述のように振動部２２と振動部２２の検出軸方向の両端に形成された一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）を有し、中心線Ｃを基準とした線対称な形状を有している。
【００４１】
振動部２２には励振電極（不図示）が形成され、第１基部１８、第２基部２０、第１連結部５２、第２連結部５４には励振電極（不図示）と接続する引き出し電極（不図示）が形成され、引き出し電極（不図示）は感圧素子枠５０の外側の側面にまで延伸され、延伸された引き出し電極（不図示）の端部（不図示）と発振回路（不図示）を接続することにより、発振回路（不図示）は励振電極（不図示）と電気的に接続され、感圧素子１６は固有の共振周波数で振動することができる。
【００４２】
第１連結部５２は感圧素子枠５０と第１基部１８とを連結し、第２連結部５４は感圧素子枠５０と第２基部５４とを連結するものであるが、感圧素子１６等に比べて充分細い幅を有するとともに、振動部２２の長手方向（±Ｘ方向）に対して垂直に延びる成分（±Ｙ方向）を有する。これにより、第１基部１８及び第２基部２０が振動部２２の長手方向（±Ｘ方向）に変位した場合、第１連結部５２及び第２連結部５４において、長手方向に垂直な成分が長手方向（±Ｘ方向）に屈曲することが可能となるので、第１基部１８及び第２基部２０の長手方向（±Ｘ方向）への動きを妨げることを低減することができる。
【００４３】
そして、第１連結部５２及び第２連結部５４は図６、図７に示すようにいくつかの形態をとることができる。ここで、図６（ａ）は第１変形例、図６（ｂ）は第２変形例、図６（ｃ）は第３変形例、図６（ｄ）は第４変形例、図７（ａ）は第５変形例、図７（ｂ）は第６変形例、図７（ｃ）は第７変形例、図７（ｄ）は第８変形例である。図６（ａ）に示す第１変形例のように第１連結部５２及び第２連結部５４を感圧素子枠５０の長辺５０ａの内側から延出させ波型の形状とすることにより両者にバネ性を持たせている。これにより第１連結部５２及び第２連結部５４に応力が集中することを回避して破壊限界点を高めることができる。図６（ｂ）に示す第２変形例、図６（ｃ）に示す第３変形例のように、Ｌ字型またはコの字型とすることにより、第１連結部５２及び第２連結部５４の長手方向（±Ｘ方向）に垂直（±Ｙ方向）な成分が直角に折れた位置において長手方向（±Ｘ方向）に屈曲可能となる。なお、図４に示すように第１連結部５２及び第２連結部５４は、振動部２２の長手方向（±Ｘ方向）に対して垂直な方向（±Ｙ方向）に延びる棒状に形成してもよい。
【００４４】
さらに図６（ｄ）に示す第４変形例のように、第１連結部５２及び第２連結部５４を感圧素子枠５０内側のコーナーから斜め方向に延出させ、それぞれ第１基部１８、第２基部２０に接続する構成とすることができる。さらにこの状態で第１連結部５２及び第２連結部５４を図７（ａ）に示す第１変形例のように波型にしても良い。このような形状とすることで第１連結部５２及び第２連結部５４にバネ性を持たせることができ、第１連結部５２及び第２連結部５４に応力が集中しないので破壊限界点を高めることができる。
【００４５】
また図７（ａ）に示す第５変形例、図７（ｂ）に示す第６変形例のように、Ｌ字型またはコの字型の第１連結部５２及び第２連結部５４を感圧素子枠５０の短辺５０ｂの内側から延出させ、それぞれ第１基部１８、第２基部２０に接続した構成とすることができる。これにより第１基部１８及び第２基部２０との接続箇所を減らし、感圧素子１６の感度劣化を防止できる。この場合、第７変形例（第１変形例に対応）、第８変形例（第２変形例に対応）に示すように、第１連結部５２及び第２連結部５４を２本ずつ設けることにより振動部２２の長手方向（±Ｘ方向）に対して対称性を持たせて一方への偏りをなくしてバランスを保つようにしても良い。さらに第２変形例乃至第８変形例の場合は、フォトリソ・エッチング加工におけるマスクが作りやすいため、安定量産が可能となる。このように第１連結部５２及び第２連結部５４は複数の形態をとることができるが、第１基部１８及び第２基部２０の動きやすさに差が生じないように、中心線Ｃを基準とした線対称な関係を有している。
【００４６】
図４に示すように、基台層５６は、水晶等の圧電素板にフォトリソ・エッチング加工またはサンドブラストを施すことにより形成され、感圧素子層４８に対向する面に形成された第２凹部５８と、前記第２凹部５８を囲むように形成された第２周縁部６０とを有する。第２凹部５８は感圧素子層４８の感圧素子１６に基台層５６が当接しないように設けられたものである。また第２凹部５８には封止孔（不図示）が形成され、基台層５６を積層後に封止孔（不図示）から真空引きをして封止孔（不図示）を封止して感圧素子１６を真空封止することができる。
【００４７】
圧力センサー素子１０の組み立ては、まず第１層３２の周縁部３４と感圧素子層４８の感圧素子枠５０とを積層するとともに、第１支持部２４となる第１凸部３６に第１基部１８を積層し、第２支持部２６となる第１凸部３６に第２基部２０を積層する。次に感圧素子枠５０に基台層５６の第２周縁部６０を積層する。そして基台層５６の第２凹部５８に形成された封止孔（不図示）から真空吸引し、封止孔（不図示）を封止することにより圧力センサー素子１０が形成される。なお各層の積層においては、低融点ガラスを用いた接合方法、アルコキシド、オルガノシノキシ基などを含む接合部材を用い、当該接合部材に紫外線等のエネルギー線を照射することにより活性化させて接合する方法、金錫合金等の共晶合金による被膜を接合部材に用いた共晶接合方法などを用いてもよく、また固相接合を用いてもよい。
【００４８】
このように圧力センサー素子１０を組み立てることにより、パッケージ１２は第１層３２、感圧素子枠５０、基台層５６により形成される。なお第１層３２、感圧素子層４８、基台層５６を同一材料（水晶）することにより、線膨張係数が各層で互いに一致するため、温度変化に伴う感圧素子（振動部）への応力の発生を抑制して圧力測定値の誤差を抑制することができる。
【００４９】
第１実施形態に係る圧力センサー素子１０の感度を向上させるためにはダイアフラム１４の板厚を薄くしてダイアフラム１４の変位量を増加させる必要がある。しかしダイアフラム１４は、それぞれ第１凹部３６により形成された薄肉の領域と、感圧素子３２を支持する第１凸部３８（第１支持部２４、第２支持部２６）、第２凸部４０（厚肉部２８）などの厚肉の領域とが一体で構成されていることから、厚肉で平板状の基板を用い、薄肉の領域を形成するための掘り込み作業が必要となる。しかしながら上記ダイアフラムは、この掘り込み加工をする際に、以下のような問題が発生する虞がある。
【００５０】
まず、上記ダイアフラムが水晶基板で形成されている場合、通常フォトリソ・エッチング、またはサンドブラストによって掘り込み加工が行われる。上記ダイアフラムをフォトリソ・エッチングにて掘り込み加工をする際に、水晶基板の有する結晶歪みに起因したエッチパイプ（エッチチャンネル、エッチチューブ、エッチトンネルともいう）と称される針状の細孔が形成されることがある。そして上述の上記ダイアフラムを包含する圧力センサー素子は、このエッチパイプが上記ダイアフラムの薄肉の領域に形成されることにより圧力センサー素子の内部と外気とが貫通してしまうと、圧力センサー素子内が気密に封止されず、絶対圧検出に必要な真空状態を保持できない虞がある。一方、サンドブラストによって上述の掘り込み加工をする際に、サンドブラストにおける高圧吹き付けによって、上記ダイアフラムの薄肉の領域にクラックや割れなどが発生し、上記ダイアフラムが破損する虞がある。
【００５１】
したがって、圧力センサー素子はこれらの問題を回避するために、ダイアフラムの薄肉の領域の板厚を、これらの問題が発生する厚みより厚く設定する必要がある。これにより第１実施形態に係る圧力センサー素子１０においては、ダイアフラム薄肉の領域の板厚のさらなる薄型化によって各ダイアフラムの変位量を増やし、より高い感度を得ることが、各ダイアフラムの構成に起因する加工上の制約から極めて困難であるという問題を有している。そこで第２実施形態においては上記問題を解決する構成について述べる。
【００５２】
第２実施形態に係る圧力センサー素子を図８の分解斜視図に示す。第２実施形態に係る圧力センサー素子７０は、基本的には第１実施形態の積層構造に類似するが、第１層３２は、平板状のダイアフラム層７２と、ダイフラム層７２に積層される支持部層７４により形成され、支持部層７４は、一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）に対向する位置に形成された一対の支持部（第１支持部２４、第２支持部２６）と、感圧素子１６の両脇に対向する位置に形成された複数の厚肉部２８と、一対の支持部及び複数の厚肉部を囲む支持部枠７６と、一対の支持部と支持部枠７６とをそれぞれ連結する一対の第１梁７８と、一対の支持部と複数の厚肉部２８とをそれぞれ連結する複数の第２梁８０と、を有し、一対の第１梁７８は、一対の支持部がダイアフラム層７２に積層された後に切断可能であり、複数の第２梁８０は、複数の厚肉部２８がダイアフラム層７２に積層された後に切断可能とする構成である。
【００５３】
平板層であるダイアフラム層７２は、水晶等で形成された矩形の板材である。ダイアフラム層７２は、水晶原石から切り出された水晶素板（不図示）をラップ研磨により所定の厚みになるまで研磨し、鏡面研磨を行って平坦度を高め、更に、前記水晶基板の表面に残留している応力の緩和や加工痕等の加工変質層を除去するために希フッ酸等により前記水晶基板の表面をエッチングすることにより形成される。よって水晶素板（不図示）そのものをエッチングや、サンドブラストにより掘り込む工程はないので、従来技術で述べたようなエッチチャンネルやクラック、割れなどを発生させることなく薄肉の板材を容易に形成することができる。
【００５４】
図９に支持部層の模式図及び支持部層を構成する切断部の変形例の模式図を示す。図９（ａ）は第１変形例、図９（ｂ）は第２変形例、図９（ｃ）は第３変形例、図９（ｄ）は第４変形例である。図９に示すように、支持部層７４は、上述のように、第１支持部２４、第２支持部２６、厚肉部２８、支持部枠７４、第１梁７８、第２梁８０を有し、中心線Ｃを基準とした線対称な形状を有している。図９に示すように、第１支持部２４及び第２支持部２６は中心線Ｃを基準として線対称な位置に配置されるとともに、それぞれ第１梁７８を介して支持部枠７６の長辺７６ａに接続している。そして、厚肉部２８は中心線Ｃを基準として線対称に配置され、かつ積層される感圧素子１６のシングルビーム構造の振動部２２を中心線として線対称に配置され、第２梁８０を介して支持部枠７６に接続されている。
【００５５】
図９に示すように、第１梁７８、第２梁８０には切断部８２が設けられ、支持部層７４をダイアフラム層７２に積層した後に容易に切断できるようになっている。このように第１梁７８、第２梁８０を切断するため第１支持部２４、第２支持部２６、厚肉部２８は支持部層７４の支持部枠７６からフリーとなるため、ダイアフラム層７２の変位を妨げることはない。
【００５６】
図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、切断部８２としては、４つの変形例が挙げられる。なお、いずれの切断部８２も支持部層７４に支持部枠７６、第１支持部２４、第２支持部２６、厚肉部２８、第１梁７８、第２梁８０をフォトリソ・エッチング加工する際に同時に形成可能であり、ＹＡＧレーザ等を用いて焼き切ることができる。
【００５７】
まず、図９（ａ）に示す第１変形例のように、切断部８２は、第１梁７８、第２梁８０のそれぞれ両側面の互いに対向する位置にＶ字の切り込みが入った形態とすることができる。これにより、切断部８２の切断箇所が一対のＶ字の切り込みの頂点が互いに対向する切断部８２の中央１箇所となるので、切り屑やガスの発生が最小減に抑えられ、感圧素子１６の真空封止を容易に行うことができる。
【００５８】
次に、図９（ｂ）に示す第２変形例のように、切断部８２は、第１梁７８、第２梁８０のそれぞれ両側面の互いに対向する位置にＭ字の切り込みが入った形態とすることができる。これにより、切断部８２の切断箇所は一対のＭ字の切り込みの２つの頂点が互いに対向する切断部８２の両端２箇所となるため、切断後の第１梁７８、第２梁８０はそれぞれ空間的に離間するので、第１梁７８、第２梁８０を切断することにより形成される第１梁７８、第２梁８０の断片同士がそれぞれ接触することはなく、これによりダイアフラム層７２の変位の妨げとなることを確実に防止することができる。なお、切断後に菱形の切り屑８２ａが発生するが、真空封止の際に吸引して取り出すことができる。
【００５９】
さらに、図９（ｃ）に示す第３変形例のように、切断部８２は、複数の細線８２ｂにより形成することができる。これにより、切断部８２の切断箇所は切断部８２を構成する複数の細線８２ｂのそれぞれ中央１箇所か、両端２箇所となり、感圧素子１６の設計に応じて図９（ａ）に示す切断部８２または図９（ｂ）に示す切断部８２のいずれかと同様の効果を持たせることができる。さらに切断部８２は複数の細線８２ｂにより形成されているため、積層前に切断部８２が破断する虞を低減するとともに、積層後の切断を容易に行うことができる。
【００６０】
なお、図９（ｄ）に示す第４変形例のように第１梁７８、第２梁８０を支持部層７４の支持部枠７６の短辺７６ｂの内側から延出させてそれぞれ第１支持部２４、第２支持部２６に接続してもよい。切断部８２を切断することにより隙間が形成され、切り残された第１梁７８、第２梁７８それぞれの断片同士が互いに干渉することはないので、第１支持部２４及び第２支持部２６はそれぞれ±Ｘ方向に変位が可能となる。ここで切断部８２の形状は第１変形例乃至第３変形例のいずれでも良い。
【００６１】
上述のように切断部８２はＹＡＧレーザ等で焼き切ることになるが、切断部８２に金属（不図示）をメッキすることが好適である。金属（不図示）を切断部８２にメッキすることによりレーザ光のエネルギーを金属（不図示）が吸収し、切断部８２を高熱に晒して容易に切断することができ、作業効率を向上させることができる。なお、上述のように切断の際に切り屑やガスが発生するが、真空封止の際に吸引して取り除くことができる。
【００６２】
図１０に厚肉部２８、及び第２厚肉部３０の変形例を示す。図１０（ａ）は第１変形例、図１０（ｂ）は第２変形例、図１０（ｃ）は第３変形例である。第１実施形態で述べた厚肉部２８及び第２厚肉部３０を本実施形態で実現するために、厚肉部２８及び第２厚肉部３０を第２梁８０を介して支持部枠７６に接続する必要がある。図１０（ａ）に示す第１変形例において、厚肉部２８は、図３（ｂ）に示す厚肉部２８に対応し、図１０（ｂ）に示す第２変形例において、第２厚肉部３０は、図３（ｃ）に示す第２厚肉部３０に対応し、図１０（ｃ）に示す第３変形例において、厚肉部２８及び第２厚肉部３０は、図３（ｄ）に示す厚肉部２８及び第２厚肉部３０に対応している。なお、図９に示す厚肉部２８は図３（ａ）に示す厚肉部２８に対応している。
【００６３】
第１層３２の組み立ては、まず、ダイアフラム層１２の周縁と支持部枠７４を整合させた状態で、ダイアフラム層７２に支持部層７４を積層する。このときダイアフラム層７２の所定の位置に第１支持部２４及び第２支持部２６を積層する。そして支持部枠７６と第１支持部２４及び第２支持部２６を連結する第１梁７８の切断部８２、支持部枠７６と厚肉部２８及び第２厚肉部３０を連結する第２梁８０の切断部８２をＹＡＧレーザ等により切断することにより第１層３２が形成される。
【００６４】
本願発明者は、上述の厚肉部２８及び第２厚肉部３０による圧力センサー素子の感度と振動漏れの関係について調査した。図１１にその結果を示す。図１１において、Ａは厚肉部及び第２厚肉部がない場合、Ｂは図３（ｂ）の厚肉部を有する場合、Ｃは図３（ａ）の厚肉部を有する場合、Ｄは図３（ｃ）の厚肉部及び第２厚肉部を有する場合、Ｅは図３（ａ）及び図３（ｂ）の厚肉部をともに有する場合、のそれぞれの感度と振動漏れの割合を、Ａの場合をそれぞれ１００パーセントとして示している。なお、図１１に示される圧力センサー素子は中心線Ｃを基準とした線対称な形状を有しているため図１１においては圧力センサー素子に線対称の一方のみを記載している。
【００６５】
いずれの場合（Ｂ〜Ｅ）も、厚肉部等を設けることにより感度が低下するが、上述のように圧力センサー素子はシングルビームによる振動部を有するため、感度が５０パーセント以上であれば、双音叉の場合よりも感度が高いといえる。なお、Ｅについてのみ感度が５０パーセントを下回っている。よってＢ、Ｃ、Ｄについては感度を５０パーセント以上に維持しつつ振動漏れを抑制しているが、特にＤについては感度の低下量より振動漏れの低下量のほうが大きいので、好適な形態であるといえる。
【００６６】
ここで、ＣとＤを比較すると、Ｄは第２厚肉部を有する点でＣと異なっており、感度についてはほぼ同様の値を有しているが、振動漏れについてはＤの方がより効果的に抑制していることがわかる。さらに図１２に示すように、ＣとＤの場合のダイアフラムの中央領域において、感圧素子に起因する±Ｚ方向の振動の振幅強度を調べると、Ｃに比べてダイアフラムの中央領域に第２厚肉部を有するＤの方が小さくなっているので、振動漏れを効果的に抑制していることがわかる。
【００６７】
以上述べたように、本実施形態に係る圧力センサー素子１０、７０によれば、感圧素子１６は、シングルビームにより形成されるため、感圧素子１６からの振動がダイアフラム１４（ダイアフラム層７２）に漏洩し、ダイアフラム１４の感圧素子１８の両脇に対応する位置に左右非対称の振動が発生する。しかしダイアフラム１４において前記振動の振幅の大きい領域に厚肉部２８を形成することにより剛性が高まることになり、前記振動の振幅を抑制することより前記振動を抑制することができる。さらに厚肉部２８は感圧素子１６及びパッケージ１２とは分離しているので、圧力センサー素子１０の感度の低下も抑制できる。
【００６８】
また、厚肉部２８は、ダイアフラム１４の振動部２２の両脇に対向する位置であって、一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）の長手方向（±Ｘ方向）に平行な辺１８ａ、２０ａの延長線上に配置することにより、支持部（第１支持部２４、第２支持部２６）と厚肉部２８は感圧素子１６の長手方向に垂直な方向（±Ｙ方向）で重なる領域が形成されるため、ダイアフラム１４の圧力による変位のモード以外のモードを有する変位に対して剛性を有することになり、基部近傍での感圧素子１６からの振動を抑制することができる。また、この配置であってダイアフラム１４の変位方向への剛性の発生はわずかであるのでダイアフラム１４の感度の低下を抑制しつつ、感圧素子１６からの振動を抑制することができる。
【００６９】
さらに、ダイアフラム１４の振動部２２の両脇に対向する延長線上の位置において、振動部２２の一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）側から振動部２２の中央の方向（±Ｘ方向に）に延びた形状の第２厚肉部３０を形成した。ダイアフラム１４において、感圧素子１６からの振動の大きい領域は、基部の両脇から感圧素子１６の長手方向（±Ｘ方向）に稜線のように延びて分布している。よってこの稜線に沿って第２厚肉部３０を形成することにより感圧素子１６からの振動を効果的に抑制することができる。
【００７０】
一方、厚肉部２８は、ダイアフラム１４の一対の基部（第１基部１８、第２基部２０）の両脇に対向する位置に形成した。ダイアフラム１４において、一対の基部の両脇に対向する位置は、感圧素子１６から振動が最も強く振幅する領域である。よってこの位置に厚肉部２８を形成することにより感圧素子１６からの振動を抑制することができる。
【００７１】
また第１実施形態のように、圧力センサー素子１０をウェハによる３層構造で形成できるので、圧力センサー素子１０を量産することができる。
更に第２実施形態のように第１層３２をダイアフラム層７２と支持部層７４との積層構造とすることにより、ダイアフラム層７２は凹部を掘り込むような工程が不要となるため、板厚の薄いダイアフラムを高精度に形成することができる。
【００７２】
そして支持部層７４において第１支持部２４、第２支持部２６、厚肉部２６（第２厚肉部３０）を支持する第１梁７８及び第２梁８０には、第１梁７８及び第２梁８０より細く形成された切断部８２が介装され、切断部８２を切断することにより第１梁７８及び第２梁８０をそれぞれ切断するため、第１梁７８及び第２梁８０において切断される位置が特定されるとともに、切断部８２は第１梁及び第２梁より細く形成されているため、切断が容易となる。
【符号の説明】
【００７３】
１０………圧力センサー素子、１２………パッケージ、１４………ダイアフラム、１６………感圧素子、１８………第１基部、２０………第２基部、２２………振動部、２４………第１支持部、２６………第２支持部、２８………厚肉部、３０………第２厚肉部、３２………第１層、３４………周縁部、３６………第１凹部、３８………第１凸部、４０………第２凸部、４２………母基板、４４………フォトレジスト、４６………フォトマスク、４８………感圧素子層、５０………感圧素子枠、５２………第１連結部、５４………第２連結部、５６………基台層、５８………第２凹部、６０………第２周縁部、７０………圧力センサー素子、７２………ダイアフラム層、７４………支持部層、７６………支持部枠、７８………第１梁、８０………第２梁、８２………切断部、１０１………圧力センサー素子、１０２………圧電振動子、１０３………圧電ダイアフラム、１０４………凹部、１０５………力伝達用柱、１０６………力伝達用柱、１０８………圧電ダイアフラム、１０９………凹部、１１０………載置部、１１１………載置部、
２１０………圧力センサー、２１２………ダイアフラム、２１８………支持部、２２０………圧力センサー素子、２２２………基部、２２４………振動部、３００………圧力センサー素子、３０２………パッケージ、３０４………ダイアフラム、３０６………感圧素子、３０８………基部、３１０………振動部、３１２………支持部。
【図１】
2010249659.tif 000003
【図２】
2010249659.tif 000004
【図３】
2010249659.tif 000005
【図４】
2010249659.tif 000006
【図６】
2010249659.tif 000007
【図７】
2010249659.tif 000008
【図８】
2010249659.tif 000009
【図９】
2010249659.tif 000010
【図１０】
2010249659.tif 000011
【図１１】
2010249659.tif 000012
【図１２】
2010249659.tif 000013
【図１３】
2010249659.tif 000014
【図１４】
2010249659.tif 000015
【図１５】
2010249659.tif 000016
【図５】
2010249659.tif 000017