(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ面積を大型化したり、環境温度の上昇に伴って信頼性を低下させることなくロウ材による接合力を高く維持することができる圧力センサを提供する。【解決手段】水晶材料から成る底板３と、底板上面の固定電極４及び下部メタライズ電極５と、を備えた基台２と、固定電極と対向する薄肉部、及び厚肉環状部を有した水晶材料から成る検出片１２と、を備えた検出部材１１と、薄肉部下面に形成され且つ固定電極と対向する可動電極１３と、厚肉環状部下面に形成され且つ可動電極と離間した上部メタライズ電極１４と、を備え、下部メタライズ電極と上部メタライズ電極とをロウ材１５により基台上面に検出部材を接合した構成において、下部メタライズ電極と上部メタライズ電極の表層を金層３０とすると共に、底板上面と金層との間、及び検出片下面と該金層との間に、夫々チタン層３１を介在させた。【選択図】図１
2006177820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台の上面との間に空間を形成した状態で該基台上面に接合された検出部材と、を備えた圧力センサであって、
前記基台は、水晶材料から成る底板と、該底板の上面に積層された固定電極と、該底板上面に形成され、且つ該固定電極と離間配置されつつ電気的に導通した下部メタライズ電極と、を備え、
前記検出部材は、前記固定電極と対向する位置関係にある薄肉部、及び該薄肉部の外周縁に一体化された厚肉環状部を有した水晶材料から成る検出片と、該薄肉部下面の少なくとも一部に形成され且つ固定電極と対向する位置関係にある可動電極と、該検出片の厚肉環状部下面に形成され且つ可動電極と離間した上部メタライズ電極と、を備え、
前記基台上面の前記下部メタライズ電極と、前記検出部材下面の前記上部メタライズ電極とをロウ材により接合することにより、前記基台上面に前記検出部材を接合した構成を備えたものにおいて、
前記下部メタライズ電極と前記上部メタライズ電極の表層を金層とすると共に、前記底板上面と該金層との間、及び前記検出片下面と該金層との間に、夫々チタン（Ｔｉ）層を介在させたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
基台と、該基台の上面との間に空間を形成した状態で該基台上面に接合された検出部材と、を備えた圧力センサであって、
前記基台は、水晶材料から成る底板と、該底板の上面に積層された固定電極と、該底板上面に形成され、且つ該固定電極と離間配置されつつ電気的に導通した下部メタライズ電極と、を備え、
前記検出部材は、前記固定電極と対向する位置関係にある薄肉部、及び該薄肉部の外周縁に一体化された厚肉環状部を有した水晶材料から成る検出片と、該薄肉部下面の少なくとも一部に形成され且つ固定電極と対向する位置関係にある可動電極と、該検出片の厚肉環状部下面に形成され且つ可動電極と離間し上部メタライズ電極と、を備え、
前記固定電極又は前記可動電極の表層には、絶縁膜を備え、
前記基台上面の前記下部メタライズ電極と、前記検出部材下面の前記上部メタライズ電極とをロウ材により接合することにより、前記基台上面に前記検出部材を接合した構成を備えたものにおいて、
前記下部メタライズ電極と前記上部メタライズ電極の各表層を金層とすると共に、前記底板上面と該金層との間、及び前記検出片下面と該金層との間に、夫々チタン（Ｔｉ）層を介在させたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
前記各チタン層の下地層としてクロム（Ｃｒ）層を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記各チタン層の下地層として、クロム−ニッケル層を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記各チタン層の下地層として、クロム−金層を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記各絶縁膜が酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、該絶縁膜を成膜する前記固定電極又は前記可動電極の少なくとも各表層が、酸化可能な金属からなることを特徴とする請求項２、３、４又は５に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記酸化可能な金属は、チタン又はクロムであることを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記固定電極又は前記可動電極は、チタン層、金層を順次積層形成した後、該金層表面にチタン膜又はクロム膜、若しくはアルミニウム層を成膜した構成を有することを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基台上にダイヤフラムを備えた基板を接合して両者間に微小空間を形成した静電容量型圧力センサ、或いはタッチモード容量型圧力センサ等の圧力センサにおいて、基台と基板に夫々設けた電極間をロウ材を用いて加熱接合した場合における接合安定性を高めるための電極構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に装備されるタイヤには、その空気圧を圧力センサにより検出して異常発生時に警告を発するタイヤ圧モニタリングシステムを装備したものが増えつつある。この種の圧力センサは、ゴムタイヤ内に装備されて空気圧、及び空気圧変化を測定する。
この種の圧力センサとして、特開平１１−２４８５８２号公報には、基台としてのガラス基板上に、ダイヤフラムを備えたシリコン基板からなる検出片を接合した際に、ダイヤフラムとガラス基板との間に形成される微小空間を気密封止するために、シリコン基板の他の部位に形成した貫通孔内に絶縁性樹脂を充填することによって、微小空間と外部とを連通する凹溝を塞ぐようにした静電容量型圧力センサが開示されている。
この他に、圧力によってダイヤフラムが変形し、誘電体薄膜を介して対向する電極と接触することによって生じる静電容量変化を、圧力検出に利用するタッチモード容量型圧力センサ（電学論Ｅ．１２３巻、２００３年「タイヤ圧モニタリングシステム用タッチモード容量型圧力センサ」）が知られている。
従来の静電容量型圧力センサ、及びタッチモード容量型圧力センサ等のダイヤフラム式圧力センサにあっては、基台と、基台上に接合される検出片を構成する基材としてシリコン板を使用しているが、シリコン製の検出片にあっては、エッチング精度が低いことによるダイヤフラムの厚みコントロールの困難化、それによる検出精度の低下、及び弾性変形における繰り返し再現性の悪さという不具合がある。
このような不具合を有しないダイヤフラム式圧力センサとして、特開昭５９−９５４３４号公報、実開昭６３−１７５８３３号公報には、夫々水晶材料から成るダイヤフラム式圧力センサが開示されている。
【０００３】
図８（ａ）及び（ｂ）は、本出願人の提案に係るダイヤフラム式圧力センサの構成説明図であり、
この圧力センサ１は、水晶から成る底板（絶縁板）３の面上に、Ｃｒ−Ａｕ等の金属膜から成る固定電極４、下部引出し電極５等を形成した基台２と、水晶から成る検出片１２の下面にＣｒ−Ａｕ等の金属膜から成る可動電極１３、上部引出し電極１４等を形成した検出部材１１と、を備え、基台２上面の下部引出し電極５に対して、半田、Ａｕ−Ｓｕ等のロウ材１５を用いて、検出部材１１上の上部引出し電極１４を接合一体化した構成を備えている。電極４、５、１３、１４は、メタライズにより形成されている。
まず、基台２は、矩形平板状の底板３の上面中央に所定形状（この例では矩形）の金属膜である固定電極４を備え、固定電極４の外周との間に所定の狭いスペース（例えば、０．１ｍｍ）を介して配置された下部引出し電極５と、固定電極４の表面を絶縁被覆する薄膜としての絶縁膜（ＳｉＯ2）６と、を備えている。
次に、検出部材１１は、絶縁膜６と対向する位置関係にあり、且つ絶縁膜６との間に微小ギャップを隔てて対向配置される薄肉部１２ａ、及び薄肉部１２ａの外周縁に一体化された厚肉環状部１２ｂを有する検出片１２と、薄肉部１２ａ下面の少なくとも一部に形成され且つ固定電極４と対向する位置関係にある可動電極１３と、検出片１２の厚肉環状部１２ｂ下面に形成され且つ可動電極１３と接続される上部引出し電極１４と、を備えている。なお、この例では、接合用のロウ材１５が上部引出し電極１４の下面に沿って積層されている。
このような構成を有した基台２上に、検出部材１１を、ロウ材１５を介して重ね合わせ、ロウ材を加熱溶融させることによって、両者の接合を完了する。この際、絶縁膜６と可動電極１３との間には所定の微小ギャップ（例えば、３μｍ）から成る空間Ｓが保持される。この空間Ｓは後述する接着剤により封止されることによって基準圧力室となる。
基台２と検出部材１１との間に形成される開口部は封止部材により封止される。
ところで、従来メタライズにより形成する電極材料として、酸化によってロウ材との接合強度が低下する不具合を防止するために金（Ａｕ）が用いられていたが、基台２の底板３、検出部材１１の検出片１２として夫々水晶板を選定した場合、水晶板と金との接合性が極めて低く経時的に剥離する虞が高まるため、特開昭５９−９５４３４号にも記載されているように、水晶板と金との双方に対する付着強度に優れるクロム（Ｃｒ）を水晶板と金との間に介在させて金薄膜の剥離を防いでいる。
【特許文献１】特開平１１−２４８５８２号公報
【特許文献２】特開昭５９−９５４３４号公報
【特許文献３】実開昭６３−１７５８３３号公報
【非特許文献１】電学論Ｅ．１２３巻、２００３年「タイヤ圧モニタリングシステム用タッチモード容量型圧力センサ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、水晶板上に、クロム、金を順次積層させた構造を有するメタライズ電極５、１４を形成した場合、特にタイヤ空気圧センサ用では高い熱が加わり易く、またこれに耐えるために高融点のロウ材を使用するために、半田、Ａｕ−Ｓｕ等のロウ材１５を溶融させる際の加熱によりクロムが金の表面へ拡散するという現象が激しく起きる。クロムはロウ材との接合力が弱いために、金表面に拡散したクロムとロウ材とが接合すると、過度の衝撃が圧力センサに加わった際に、ロウ材とメタライズ電極との接合面が破断することが多々あったので、特に強い衝撃が加わるタイヤ用の圧力センサとしては実用に堪え難い場合がある。
また、上記の如き接合面における破断によって基台２と検出部材１１との分離が発生する事態を防止するためには、基台側の電極５と検出部材１１側の電極１４を夫々幅広に構成してロウ材による接合力を高める、或いは溶融温度の低いロウ材を用いる等の対策が考えられる。しかし、各電極５、１４を幅広化した場合には、圧力センサの全体形状が大型化するという問題が生じ、また、溶融温度が例えば２００℃程度の低いロウ材を使用した場合には圧力センサを使用する環境温度の上昇に伴ってロウ材の強度（例えば、ヒートサイクルに対する強度）も低下するので、信頼性が低下するという不具合が生じる虞がある。このため、溶融温度が十分に高いロウ材を使用しなければならない。
上記の問題は、水晶板上に形成したメタライズ電極の表層を金にて構成し、このメタライズ電極同士をロウ材にて接合するようにした静電容量型圧力センサ、タッチモード容量型圧力センサ等のダイヤフラム式圧力センサに共通して発生する課題である。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、静電容量型圧力センサ、タッチモード容量型圧力センサ等のダイヤフラム式圧力センサであって、水晶板上に表層が金からなるメタライズ電極を形成した基台と検出部材とを備えたものにおいて、センサ面積を大型化したり、環境温度の上昇に伴って信頼性を低下させることなく、ロウ材による接合力を高く維持することができる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】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基台と、該基台の上面との間に基準圧力室となる空間を形成した状態で該基台上面に接合された検出部材と、を備えた圧力センサであって、前記基台は、水晶材料から成る底板と、該底板の上面に積層された固定電極と、該底板上面に形成され、且つ該固定電極と離間配置されつつ電気的に導通した下部メタライズ電極と、を備え、前記検出部材は、前記固定電極と対向する位置関係にある薄肉部、及び該薄肉部の外周縁に一体化された厚肉環状部を有した水晶材料から成る検出片と、該薄肉部下面の少なくとも一部に形成され且つ固定電極と対向する位置関係にある可動電極と、該検出片の厚肉環状部下面に形成され且つ可動電極と離間した上部メタライズ電極と、を備え、前記基台上面の前記下部メタライズ電極と、前記検出部材下面の前記上部メタライズ電極とをロウ材により接合することにより、前記基台上面に前記検出部材を接合した構成を備えたものにおいて、前記下部メタライズ電極と前記上部メタライズ電極の表層を金層とすると共に、前記底板上面と該金層との間、及び前記検出片下面と該金層との間に、夫々チタン層を介在させたことを特徴とする。
請求項２の発明は、基台と、該基台の上面との間に基準圧力室となる空間を形成した状態で該基台上面に接合された検出部材と、を備えた圧力センサであって、前記基台は、水晶材料から成る底板と、該底板の上面に積層された固定電極と、該底板上面に形成され、且つ該固定電極と離間配置されつつ電気的に導通した下部メタライズ電極と、を備え、前記検出部材は、前記固定電極と対向する位置関係にある薄肉部、及び該薄肉部の外周縁に一体化された厚肉環状部を有した水晶材料から成る検出片と、該薄肉部下面の少なくとも一部に形成され且つ固定電極と対向する位置関係にある可動電極と、該検出片の厚肉環状部下面に形成され且つ可動電極と離間し上部メタライズ電極と、を備え、前記固定電極又は前記可動電極の表層には、絶縁膜を備え、前記基台上面の前記下部メタライズ電極と、前記検出部材下面の前記上部メタライズ電極とをロウ材により接合することにより、前記基台上面に前記検出部材を接合した構成を備えたものにおいて、前記下部メタライズ電極と前記上部メタライズ電極の各表層を金層とすると共に、前記底板上面と該金層との間、及び前記検出片下面と該金層との間に、夫々チタン層を介在させたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記各チタン層の下地層としてクロム層を配置したことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記各チタン層の下地層としてＣｒ−Ｎｉ層を配置したことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１又は２において、前記各チタン層の下地層としてＣｒ−金層を配置したことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項２、３、４又は５において、前記各絶縁膜が酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなり、該絶縁膜を成膜する前記固定電極又は前記可動電極の少なくとも各表層が、酸化可能な金属からなることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６において、前記酸化可能な金属は、チタン又はクロムであることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６において、前記固定電極又は前記可動電極は、チタン層、金層を順次積層形成した後、該金層表面にチタン膜又はクロム膜、若しくはアルミニウム層を成膜した構成を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、請求項１の発明によれば、下部メタライズ電極と上部メタライズ電極の表層を金層とすると共に、底板上面と金層との間、及び検出片下面と金層との間に、夫々チタン層を介在させたことを特徴とする。
酸化による接合不良を発生させない利点を有する一方で基台や検出部材を構成する水晶板との接合強度が弱いという欠点を有する金を、引き出し電極としての各メタライズ電極の表層に使用する場合に、水晶板と金層との間に介在することによって両者の接合強度を高める下地金属を使用する必要があるが、この下地金属としてクロムを用いると、ロウ材を用いた加熱接合時にクロムが金層に拡散してロウ材との接合強度が低下する。そこで、本発明では、下地金属として、加熱接合時に金層内に拡散する虞がない金属材料であるチタンを用いるようにした。この発明は、静電容量型圧力センサ、タッチモード容量型圧力センサ等のダイヤフラム式圧力センサに適用可能である。
請求項２の発明は、固定電極、及び可動電極の少なくとも何れか一方に絶縁膜を形成するタッチモード容量型圧力センサに、請求項１と同様の発明特定事項を付加したものである。
請求項３の発明は、各チタン層の下地層としてクロム層を配置したので、水晶との接合強度を更に高めることができる。
請求項４の発明は、前記各チタン層の下地層としてＣｒ−Ｎｉ層を配置したので、水晶との接合強度を更に高めることができるだけでなく、電極の高さを大きく確保して、基台と検出部材とのギャップを大きく確保することができる。
請求項５の発明は、各チタン層の下地層としてＣｒ−金層を配置したので、水晶との接合強度を更に高めることができるだけでなく、基台と検出部材間のギャップを大きく確保できる。
請求項６、７、８の発明は、各絶縁膜が酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなり、該絶縁膜を成膜する固定電極又は可動電極の少なくとも各表層が酸化可能な金属からなるので、酸化シリコンとの接合強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の圧力センサについて添付図面に示した実施の形態に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明の圧力センサを構成する基台及び検出部材の分解斜視図（接合直前状態を示す各基板の斜視図）、（ｂ）は接合直前状態を示す断面図であり、図２（ａ）は接合状態を示す斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。更に、図３は要部拡大図である。
このタッチモード容量型圧力センサ（以下、圧力センサ、という）１は、例えば自動車等の車両のタイヤ内の適所に図示しないトランスポンダーに組み付けられた状態で固定配置されて使用される。トランスポンダーは、アンテナコイルを備え、車両側のアンテナから出力された電磁波によってアンテナコイルに誘起される電流によって圧力センサ回路を作動させ、測定された圧力情報を電磁波として車両側へ出力する。タイヤ内の空気圧は、圧力センサ１の薄肉部（ダイヤフラム）に加わり、真空に設定された気密空間Ｓ内の圧力を越えた圧力が加わった場合に薄肉部１２ａを撓み変形させる。
この圧力センサ１は、水晶から成る底板（絶縁板）３の面上に、表層に金層を備えた金属膜（メタライズ膜）から成る固定電極４、下部引出し電極（下部メタライズ電極）５等を形成した基台２と、水晶、シリコン等から成る検出片１２の下面に表層に金層を備えた金属膜（メタライズ膜）から成る可動電極１３、上部引出し電極（下部メタライズ電極）１４等を形成した検出部材１１と、を備え、基台２上面の下部引出し電極５に対して、半田、Ａｕ−Ｓｕ等の融点が２４０℃以上のロウ材１５を用いて、検出部材１１上の上部引出し電極１４を接合一体化した構成を備えている。
尚、ロウ材１５として、金錫ロウ材を用いるのは、その融点が２７０℃以上であり、下部及び上部引き出し電極表層の金層との接合性に優れるからである。
【０００９】
まず、基台２は、矩形平板状の底板３の上面中央に所定形状（この例では矩形）の金属膜である固定電極４を備え、固定電極４の外周との間に所定の狭いスペース（例えば、０．１ｍｍ）を介して配置された下部引出し電極５と、固定電極４の表面を絶縁被覆する薄膜としての絶縁膜（ＳｉＯ2）６と、を備えている。
下部引出し電極５は、前後方向端部中央に夫々設けた切欠き部７によって、左右の下部引出し電極片５ａ、５ｂに分割されている。この例では、左方の下部引出し電極片５ａだけがリード部５ａ’を介して固定電極４と導通している。右方の下部引出し電極片５ｂは、固定電極４とは導通していない。左右の下部引出し電極片５ａ、５ｂは、略左右対称な形状を備えており、下部引出し電極片５ａ、５ｂは、夫々２つの切欠き部７を介して対向配置されたコ字状部５ａ−１、５ｂ−１と、各コ字状部５ａ−１、５ｂ−１の前後端縁中央部から夫々前後方向へ引き出されたＬ字状部５ａ−２、５ｂ−２と、を備えている。後述するように、各コ字状部５ａ−１、５ｂ−１と、各Ｌ字状部５ａ−２、５ｂ−２の一部は、検出部材１１側の上部引出し電極１４と整合する形状、及び位置関係を有するように構成されている。なお、各Ｌ字状部５ａ−２、５ｂ−２のうち、上部引出し電極１４と重ならない部分、即ち各Ｌ字状部５ａ−２、５ｂ−２の先端部分は外部回路（トランスポンダー側の端子）との接続用端子部５ｃを構成している。
なお、固定電極４、下部引出し電極５からなる金属膜パターンの構成は、種々変形可能であり、図示した例は一例に過ぎない。
【００１０】
次に、検出部材１１は、絶縁膜６と対向する位置関係にあり、且つ絶縁膜６との間に微小ギャップを隔てて対向配置される薄肉部１２ａ、及び薄肉部１２ａの外周縁に一体化された厚肉環状部１２ｂを有する検出片１２と、薄肉部１２ａ下面の少なくとも一部に形成され且つ固定電極４と対向する位置関係にある可動電極１３と、検出片１２の厚肉環状部１２ｂ下面に形成され且つ可動電極１３と接続される上部引出し電極１４と、を備えている。なお、この例では、接合用のロウ材１５が上部引出し電極１４の下面に沿って積層されているが、ロウ材１５は下部引出し電極５上に予め形成しておいてもよい。
検出片１２は、その前後方向端縁に夫々２つの突起部１２ｃを備え、各対をなす突起部間には所定の間隔が設けられている。つまり、検出片１２の前端縁と、後端縁には、夫々所定の間隔をおいて配置された２つずつの突起部１２ｃが突設されている。
上部引出し電極１４は、前後端縁の中央部に夫々設けた各切欠き部１６によって左右の上部引出し電極片１４ａ、１４ｂに分割され、（平面から見て）右側の上部引出し電極片１４ｂだけがリード部１４ｂ’（図示なし）を介して可動電極１３と導通し、左側の上部引出し電極片１４ａは可動電極１３と導通していない。
このような構成を有した基台２上に、検出部材１１をロウ材１５を介して重ね合わせ、ロウ材を加熱溶融させることによって、両者の接合を完了する。この際、絶縁膜６と可動電極１３との間には所定の微小ギャップ（例えば、３μｍ）から成る空間Ｓが保持される。この空間Ｓは後述する接着剤（封止剤）により封止されることによって、基準圧力室となる。
基台２と検出部材１１とを接合した状態において、可動電極１３と非導通である左側の上部引出し電極片１４ａは、基台上の左側の下部引出し電極片５ａを介して固定電極４と導通する。一方、右側の下部引出し電極片５ｂは、検出片下面の右側の上部引出し電極片１４ｂを介して可動電極１３と導通する。
【００１１】
下部引出し電極５の前後方向各端縁に夫々設けた切欠き部７と、上部引出し電極１４の前後方向各端縁に夫々設けた切欠き部１６は、互いに整合する位置関係で、整合する開口寸法となるように設定されており、いずれも一対の突起部１２ｃの中間位置に配置される。従って、基台２と検出部材１１とを接合した状態において、上部引出し電極と下部引出し電極に夫々設けた各切欠き部７、１６は互いに合致する位置関係にあることによって各切欠き部７、１６を介して空間Ｓは外部と連通した状態となる（図２（ａ）、（ｂ））。換言すれば、各引出し電極５、１４、及びロウ材１５の肉厚は、接合完了後に必要十分な高さの切欠き部を形成するのに十分な程度の肉厚とする必要がある。
厚肉環状部１２ｂは、切欠き部１６の左右両側方位置に夫々前後方向へ突出する突起部１２ｃを備えているが、上部引出し電極１４及びロウ材１５は、各突起部１２ｃの下面にまで連続して延在している。従って、ロウ材１５による接合時には、各突起部１２ｃの下面は、基台２の上面（Ｌ字状部５ａ−２、５ｂ−２の基部）に対して固着されることとなる。
この圧力センサは、２つの突起部１２ｃ間に充填される絶縁接着剤（封止剤）によって切欠き部７、１６を封止した構成を有するが、切欠き部を封止することにより、空間Ｓを気密化された基準圧力室とすることができる。また、塗布された絶縁接着剤は、両サイドに位置する突起部１２ｃによって外部へ（接続用端子部５ｃ側へ）の流出が防止される。
本発明は、上記の如く、基台２と、基台２の上面との間に基準圧力室となる空間Ｓを形成した状態で基台上面に接合された検出部材１１と、を備えた圧力センサにおける電極の構造に関するものであり、具体的には、少なくともロウ材１５による接合対象となる下部引き出し電極（下部メタライズ電極）５と上部引き出し電極（上部メタライズ電極）１４の各表層を金層（Ａｕ層）３０とすると共に、該金層３０の下地金属をチタン（Ｔｉ）層３１とした構成が特徴的である（図３）。図３では、上部引き出し電極１４の下地金属としてチタンを用いた例のみを示したが、下部引き出し電極５側についても同様の構成とするのが好ましい。
即ち、各引き出し電極５、１４を構成するメタライズ膜の表層である金層（Ａｕ層）３０の下地層として金に対する拡散係数がクロムよりも小さい金属としてチタン（Ｔｉ）を用いた点が特徴的である。
本発明によれば、従来、水晶板との接合強度が高いクロムを金層の下地金属として用いた場合に発生していた不具合を解消するために、クロムに代えてチタンからなる下地金属３１を介在させたので、ロウ材１５を用いた接合のための加熱によって下地金属が金層側に拡散することがなくなり、ロウ材との接合強度を十分に確保することができる。
なお、タッチモード容量型圧力センサの場合には、固定電極４と可動電極１３との短絡を防止するために、何れか一方の電極の表層に絶縁膜６を形成する。
【００１２】
上記実施形態では、下地金属としてのチタン層３１と、表層としての金層３０からなる二層構造のメタライズ電極５、１４を用いた例を示したが、水晶板からなる底板３、及び検出片１２と各チタン層３１との間に、水晶との接合強度に優れる他の金属膜を下地金属として介在させた三層以上の積層構造としてもよい。
即ち、図４（ａ）乃至（ｃ）は、本発明におけるメタライズ電極の他の構成例を示す拡大断面図であり、何れも上部引き出し電極１４の構成例を一例として示している。
まず、図４（ａ）の例では、チタン層３１の下地金属層としてクロム（Ｃｒ）層３２を配置した構成が特徴的である。クロムは、水晶との接合性が極めて良好である一方、クロム層３２と金層３０との間にチタン層３１が介在しているため、ロウ材１５を加熱溶融させる際にクロムが金層内に拡散する虞がない。
次に、図４（ｂ）の例では、チタン層３１と検出片１２の下面（水晶板面）との間に、クロム層３２とニッケル（Ｎｉ）層３３を介在させた構成が特徴的である。換言すれば、図４（ａ）におけるチタン層３１とクロム層３２との間にニッケル層３３を介在させたものである。
次に、図４（ｃ）の例では、図４（ｂ）のニッケル層３３に代えて、金層３４を用いている点が特徴的である。
図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の各メタライズ電極構造にあっては、底板上面と検出片下面との間のギャップを十分に確保したい場合に、高価なチタンにより厚膜を形成する必要がなくなるので、コスト的に有利となる。なお、上記ギャップをさほど大きく確保する必要がない場合には、図３の構成例のように二層構造で十分であるし、生産工程が簡素となるので好ましい。
次に、図５は水晶からなる底板３、及び検出片１２上に成膜した引き出し電極５、１４の積層構造例と、両引き出し電極５、１４をロウ材（Ａｕ−Ｓｎ）にて接合した場合の、各積層構造における接合強度（引張り強度）を示す図である。この図から明らかなように本発明に係る電極構造であるサンプルＮｏ．２〜５の何れかを採用した場合には、サンプルＮｏ．１の従来構造（Ｃｒ−Ａｕ）に比して接合強度が大幅に向上していることが判る。
【００１３】
次に、上述の如くタッチモード容量型圧力センサの場合には、固定電極４と可動電極１３との短絡を防止するために、何れか一方の電極の表層に絶縁膜を形成する必要がある。固定電極４側に絶縁膜を形成した例を示す図６（ａ）、（ｂ）に示すように、この絶縁膜６としては酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜が多用されている。しかし、酸化シリコンは、水晶と同様に金（Ａｕ）に対する接合強度を確保しくい物質である。従って、酸化シリコンを成膜する固定電極４又は可動電極１３の表面には、金層に代えて酸化シリコンとの接合強度を十分に確保できる性質を備えた金属膜（酸化物生成エネルギー（負の絶対値）が大きい金属）を使用する必要がある。即ち、空気中にて酸化し易い金属を固定電極４又は可動電極１３の表層に配置することにより、酸化金属中の酸素分子と酸化シリコン中の酸素分子との結合により高い接合強度を得ることが可能となる。
即ち、絶縁膜６を成膜する固定電極４又は可動電極１３の各表層として、酸化物生成エネルギーが大きな金属を使用することが有効である。
具体的には、酸化シリコン膜を形成する固定電極４又は可動電極１３の材料構成を、チタン層のみ、或いはクロム層のみの単層構造とすることにより、酸化シリコン膜との接合強度を十分に確保することが可能となる。固定電極４、及び可動電極１３は、接合用の各引き出し電極５、１４とは異なり、表層金属が酸化することを防止する配慮が不要であるため、表層を金材料により構成するする必要がない。従って、表面に形成する酸化シリコンとの接合強度の高いチタン層、或いはクロム層の単層構造とすることができる。
【００１４】
或いは、図７に示すように、引き出し電極５、１４の場合と同様に、固定電極４又は可動電極１３の構成として、水晶からなる底板３又は検出片１２上にチタン層４０、金層４１を順次積層形成した後、該金層４１表面にチタン膜又はクロム膜、若しくはアルミニウム層４２を成膜することも、絶縁膜としての酸化シリコン６との良好な接合性を確保する上で有効である。このように固定電極４又は可動電極１３の何れか一方を複数の金属層を積層し、且つ最表層に酸化シリコン膜６を形成した電極構造とすれば、対向する他方の電極（可動電極１３又は固定電極４）との間隔が狭くなり、可動電極１３が固定電極４に対して当接し易くなり、静電容量の変化特性として直線性に優れた圧力センサを得ることが可能となる。
尚、下部引出し電極５と上部引出し電極１４以外のメタライズ部分、即ち、固定電極４及び可動電極１３等のロウ材による接合がなされていないメタライズ部分については、検出部材１１と基台２との接合部分ではないので、水晶材料の表面にクロム又はニッケル層を成膜し、これに金層を積層したメタライズ構成であっても構わない。
一方、このようなクロム又はニッケル層に金層を積層した固定電極４、及び可動電極１３等は、経年変化によって金層下地のクロム又はニッケル層が拡散し、その表面の構成状態が変化することから、固定電極４及び可動電極１３等の導電率又は電極間の誘電率が変化してしまい圧力センサ感度等の電気的特性の変化が発生し易くなるので、高精度・高安定なセンサ感度の圧力センサに適用することが不向きな場合がある。
従って、より高精度・高安定な圧力センサを得る場合には、固定電極４及び可動電極１３等のメタライズ構造においても、下部引出し電極５及び上部引出し電極１４のメタライズ構造と同様に、例えばクロム又はニッケル層と金層との間に拡散防止金属層としてチタン層を施し、予め経年変化特性の悪化を防止する構造とすることが望ましい。
以上説明した本発明の圧力センサは車両のタイヤ内に装備されて空気圧変化を測定する空気圧センサとして説明したが、本発明はタイヤに限らず種々の空気圧（ガス圧）を測定する手段として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の圧力センサを構成する基台及び検出部材の分解斜視図（接合直前状態を示す斜視図）、（ｂ）は接合直前状態を示す断面図。
【図２】（ａ）は接合状態を示す斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図。
【図３】図２の要部拡大図。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は夫々本発明の実施形態に係る引き出し電極の構造を示す拡大断面図。
【図５】水晶からなる底板、及び検出片上に成膜した引き出し電極の積層構造例と、両引き出し電極をロウ材にて接合した場合の、各積層構造における接合強度（引張り強度）を示す図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）はタッチモード容量型圧力センサの一例の構成を示す断面図。
【図７】絶縁膜を備えた固定電極の構造を示す拡大断面図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は従来例の説明図。
【符号の説明】
【００１６】
１  圧力センサ、２  基台、３  底板（水晶板）、４  固定電極、５  下部引出し電極（下部メタライズ電極）、５ａ、５ｂ  下部引出し電極片、５ａ−１、５ｂ−１  コ字状部、５ａ−２、５ｂ−２  Ｌ字状部、５ｃ  接続用端子、６  絶縁膜、７  切欠き部、１１  検出部材、１２  検出片、１２ａ  薄肉部、１２ｂ  環状厚肉部、１２ｃ  突起部、１２ｄ  張出し板部、１３  可動電極、１４  上部引出し電極（上部メタライズ電極）、１４ａ、１４ｂ  上部引出し電極片、１５  ロウ材、１６  切欠き部、２０  熱硬化型接着剤（絶縁接着剤）、３０  金層（Ａｕ層）、３１  チタン（Ｔｉ）層、３２  クロム（Ｃｒ）層、３３  ニッケル層、３４  金層、４０  チタン層、４１  金層、４２  アルミニウム層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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