(57)【要約】【課題】水晶基板の結晶欠陥に起因する貫通孔を抑制した積層基板の製造方法、ダイアフラムの製造方法、圧力センサーの製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の積層基板４００の製造方法は、第１及び第２の水晶基板１００，２００を接合し基板間に接合層１０５を形成する工程と、前記第１又は／及び第２の水晶基板１００，２００を前記接合層１０５に向かってエッチングして薄肉部２０５を形成する工程と、からなることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の水晶基板を接合し基板間に接合層を形成する工程と、
前記第１又は／及び第２の水晶基板を前記接合層に向かってエッチングして薄肉部を形成する工程と、
からなることを特徴とする積層基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の水晶基板は直接接合により接合することを特徴とする請求項１に記載の積層基板の製造方法。
【請求項３】
前記接合層は、低融点ガラスを用いたことを特徴とする請求項１に記載の積層基板の製造方法。
【請求項４】
第１及び第２の水晶基板を接合し基板間に接合層を形成する工程と、
前記第１及び第２の基板の枠部及び支持部に相当する領域をマスキングする工程と、
前記第１又は／及び第２の水晶基板を前記接合層に向かってエッチングして可撓部を形成する工程と、
からなることを特徴とするダイアフラムの製造方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の水晶基板は直接接合により接合することを特徴とする請求項４に記載のダイアフラムの製造方法。
【請求項６】
前記接合層は、低融点ガラスを用いたことを特徴とする請求項４に記載のダイアフラムの製造方法。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の製造方法により製造したダイアフラムの支持部と感圧素子の基部を接合して形成したことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に水晶基板の結晶欠陥に起因する貫通孔を抑制する積層基板の製造方法、ダイアフラムの製造方法、圧力センサーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定圧力を受圧して撓む可撓部を有する受圧手段としてのダイアフラムと、当該ダイアフラムの支持部に支持固定される感圧素子としての双音叉振動片とから構成される圧力センサーとして、特許文献１が開示されている。
【０００３】
図９は圧力センサーの従来技術の説明図であり、（Ａ）は圧力センサーの断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。特許文献１に開示されている圧力センサー１は、圧力を受圧したダイアフラム２が撓むと、その撓みに起因した力が支持部３を介して双音叉振動子４に伝達されて前記双音叉振動子４にも撓みが生じることによって、振動子の振動腕（ビーム）５方向に伸縮作用が生じる。この伸縮作用によって生じた内部応力により双音叉振動子４の共振周波数に変化が生じる。この共振周波数の変化を圧力の変化に変換することにより圧力変動を検出することができる。
【０００４】
上記のように圧力センサーは、圧力の変化を検出できるため、気圧の変化を検出することで、その高度を検出することが可能である。ＰＮＤ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）等のナビゲーションシステムに圧力センサーによる高度検出情報を用いることで、例えば建物の何階であるのか、立体交差の上下など平面的なＧＰＳ情報だけでは判別し難い高さ方向の位置情報に関して精度を向上させることができる。
また人のナビゲーションを行う場合、車などより精度良く高度を検出する必要がある。精度良く高度情報を検出するためには、圧力の変化を感度良く検出することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２７９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧力センサーの感度を向上させる一つの方法として、ダイアフラムの面積を増加させる方法がある。ダイアフラムの面積を増加させると、ダイアフラムの変位量が増えることになり、ダイアフラムと接続された感圧素子により大きな力が加わり、微小な変化であっても大きな周波数変化として検知することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、ダイアフラムの面積を増加させると素子面積も増加してしまうため、ナビゲーションシステムのような小型化が要求されている携帯端末へ搭載させることを考慮すると望ましくない。
【０００８】
一方、圧力センサーの感度を向上させるもう一つの方法として、ダイアフラムの厚みを薄くする方法がある。ダイアフラムの厚みを薄くすると、ダイアフラムの変位量が増えるため、ダイアフラムと接続された感圧素子により大きな力が加わり、微小な変化であっても大きな周波数変化として検知することが可能である。
【０００９】
ここでダイアフラムの厚みを薄くする加工方法として、研磨加工、サンドブラスト加工、エッチング加工などが挙げられる。
通常、圧力センサーはダイアフラムに薄肉部と厚肉部を設けた凹凸構造となるため、研磨加工による加工は困難である。
【００１０】
またサンドブラスト加工では、ダイアフラムを薄く加工する場合、砥粒が基材へ衝突する衝撃で薄く形成させるダイアフラム自体が破損してしまい歩留まりが低下する問題がある。
【００１１】
一方、エッチング加工では、サンドブラストのような破損が生じず、凹凸を形成できるため、当該ダイアフラムの加工に適した方法である。しかしながら材料に存在するエッチチャンネルを拡充してしまう。ここでエッチチャンネルとは、Ｚ軸方向に形成された線状欠陥が、基板表面に現れている箇所では、エッチング液に対する化学的強度が弱く、優先的にエッチングが進行して基板を貫通して形成された孔をいう。このため、ダイアフラムに貫通孔が発生して、ダイアフラムの内外が繋がってしまい、圧力変化を検出できなくなるという問題がある。
【００１２】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、水晶基板のエッチングによる貫通孔の発生を抑制させた積層基板の製造方法、ダイアフラムの製造方法、圧力センサーの製造方法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】
【００１３】
本発明は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］第１及び第２の水晶基板を接合し基板間に接合層を形成する工程と、前記第１又は／及び第２の水晶基板を前記接合層に向かってエッチングして薄肉部を形成する工程と、からなることを特徴とする積層基板の製造方法。
【００１４】
上記方法により、第１及び第２の水晶基板の線状欠陥が重なることがなく、積層させた基板をエッチングしてもエッチチャンネルの拡充を接合層で止めることができる。従って第１及び第２の水晶基板を貫通する孔が形成されることがない。また第１及び第２の水晶基板は平板の基板状で接合しているため、接合時における応力により歪みや破損を防止することができる。
【００１５】
［適用例２］前記第１及び第２の水晶基板は直接接合により接合することを特徴とする適用例１に記載の積層基板の製造方法。
上記方法により、第１及び第２の水晶基板との基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない。
【００１６】
［適用例３］前記接合層は、低融点ガラスを用いたことを特徴とする適用例１に記載の積層基板の製造方法。
上記方法により、水晶と熱膨張係数の略等しい低融点ガラスを用いるため第１及び第２の水晶基板の基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない。
【００１７】
［適用例４］第１及び第２の水晶基板を接合し基板間に接合層を形成する工程と、前記第１及び第２の基板の枠部及び支持部に相当する領域をマスキングする工程と、前記第１又は／及び第２の水晶基板を前記接合層に向かってエッチングして可撓部を形成する工程と、からなることを特徴とするダイアフラムの製造方法。
【００１８】
上記方法により、第１及び第２の水晶基板の線状欠陥が重なることがなく、積層させた基板をエッチングしてもエッチチャンネルの拡充を接合層で止めることができる。従って第１及び第２の水晶基板を貫通する孔が形成されることがない。またダイアフラムの可撓部を容易に薄膜に形成することができ、検出感度を向上させることができる。また第１及び第２の水晶基板は平板の基板状で接合しているため、接合時における応力により歪みや破損を防止することができる。
【００１９】
［適用例５］前記第１及び第２の水晶基板は直接接合により接合することを特徴とする適用例４に記載のダイアフラムの製造方法。
上記方法により、第１及び第２の水晶基板の基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない。従ってダイアフラムの感度を向上させることができる。
【００２０】
［適用例６］前記接合層は、低融点ガラスを用いたことを特徴とする適用例４に記載のダイアフラムの製造方法。
上記方法により、第１及び第２の水晶基板の基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない。従ってダイアフラムの感度を向上させることができる。
【００２１】
［適用例７］適用例４ないし適用例６のいずれか１項に記載の製造方法により製造したダイアフラムの支持部と感圧素子の基部を接合して形成したことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
【００２２】
上記方法により、第１及び第２の水晶基板の線状欠陥が重なることがなく、積層させた基板をエッチングしてもエッチチャンネルの拡充を接合層で止めることができる。従って第１及び第２の水晶基板を貫通する孔が形成されることがない。またダイアフラムの可撓部を容易に薄膜に形成することができ、検出感度を向上させた圧力センサーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の積層基板の製造方法の説明図である。
【図２】積層基板の製造方法の変形例の説明図である。
【図３】化学的エッチング方法による水晶基板の製造方法の説明図である。
【図４】単位面積当たりの線状欠陥数と重なり数の関係についての説明図である。
【図５】（Ａ）は圧力センサーの基板の内側（凹部側）を上方から見た斜視図であり、（Ｂ）はダイアフラムの内側（支持部側）を上方から見た斜視図である。
【図６】圧力センサーの断面図である。
【図７】ダイアフラムの底面図である。
【図８】本発明のダイアフラムの製造方法の説明図である。
【図９】圧力センサーの従来技術の説明図であり、（Ａ）は圧力センサーの断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の積層基板の製造方法、ダイアフラムの製造方法、圧力センサーの製造方法の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
まず水晶基板をエッチングする際、線状欠陥による貫通孔（エッチチャンネル）の形成メカニズムについて説明する。図３は化学的エッチング方法による水晶基板の製造方法の説明図である。図３（１）に示す平板状の水晶基板８０に薄肉部を形成する場合、図３（２）に示すように水晶基板８０の一方の主面側８０ａの薄肉部以外の厚肉部に相当する領域をＣｒ及びＡｕ膜でメタライズした金属層８１ａを形成する。さらに水晶基板８０の他方の主面８０ｂの全面にＣｒ及びＡｕ膜でメタライズした金属層８１ｂを形成する。次に図３（３）に示すように薄肉部に相当する領域をフッ化アンモニウムなどのエッチャントを用いてエッチングする。このとき図３（２）に示すように、水晶基板８０の一方の主面８０ａの表面に露出している線状欠陥８２がある場合、エッチング液に対する化学的強度が弱く、優先的にエッチングが進行して貫通孔（エッチチャンネル）８３が形成される。図３（３）に示すような水晶基板８０の両主面８０ａ、８０ｂに形成した金属膜を除去すると、水晶基板８０には、一方の主面８０ａから他方の主面８０ｂを貫通した貫通孔８３が形成されてしまう。
【００２５】
ここで水晶の原石の育成条件や、育成後の原石にスェプト処理やアニール処理を行い、さらに選別を行うことによって線状欠陥が殆ど現れない水晶基板を製作することができる。このような水晶基板を用いることにより、エッチングによる貫通孔を抑制する方法も考えられる。しかしながらこのような水晶基板の製作にはコストがかかってしまう問題がある。
【００２６】
そこで本発明では、線状欠陥が存在する安価な原石であっても、エッチングによるエッチチャンネルが生じない加工方法を提案するものである。
図１は本発明の積層基板の製造方法の説明図である。
【００２７】
まず図１（１）に示すような薄膜の第１の基板１００と、厚肉の第２の基板２００を接合する（図１（２））。本発明の第１及び第２の基板１００，２００はいずれもＡＴカット等の角度で切断した人工水晶などの水晶基板を用いている。接合手段としては直接接合、プラズマ活性化接合、シロキサン接合等を用いることができる。
【００２８】
プラズマ活性化の場合、接合部材の接合面をプラズマを用いて表面処理した後に接合部材を貼り合わせて接合するものである。このような接合技術によれば、直接接合に比べて熱処理温度を低くした場合であっても高い接合強度を得ることができる。
【００２９】
また、シロキサン接合の場合、接合部材同士を薄膜化されたガラス質物質を介して接合するものである。具体的には、第１の基板１００上にシロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むランダムな原子構造を有するＳｉ骨格と、このＳｉ骨格に結合する脱離基とを有する接合膜１０４を形成し、この接合膜１０４を介して結合部材同士の接合を行うというものである。接合膜１０４に熱や圧縮といったエネルギーを付与することにより、Ｓｉ骨格に結合された脱離基が脱離し、Ｓｉ骨格に活性手が生ずる。接合膜１０４に生じた活性手同士の結合により、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が成され、接合部材に形成した２つの接合膜１０４は一体化され、強固な接合層１０５となる。
【００３０】
図１（１）に示すように、第１及び第２の基板１００，２００には、複数の線状欠陥１３，２３がランダムに存在する。ここで本発明者はこのような基板同士を接合する際の線状欠陥が重なる確率について検討した。
【００３１】
図４は、単位面積当たりの線状欠陥数と重なり数の関係についての説明図である。グラフは、横軸に１平方センチメートル当たりの線状欠陥数を、縦軸に１平方センチメートル当たりの重なり数をそれぞれ表している。また四角印はエッチチャンネルの直径が３〜５μｍ、三角印はエッチチャンネルの直径が２〜４μｍをそれぞれ表している。図示のように直径２〜４μｍ、３〜５μｍのいずれも線状欠陥が１００（個／ｃｍ２）以下では線状欠陥の重なり数が０を示している。従って基板同士を接合した際、線状欠陥が重なってしまい、エッチング処理による貫通孔が生じる可能性が殆どないことがわかる。従って、線状欠陥が１００（個／ｃｍ２）以下の水晶基板を用いることが望ましい。
【００３２】
次に図１（３）に示すように、エッチングしない領域、即ち第１の基板１００の一方の主面１００ａと、第２の基板２００の厚肉部に相当する領域に、スパッタや蒸着等によりＣｒ膜及び、Ｃｒ膜を被膜した上にＡｕ膜を被膜した金属層１０２を形成する。
【００３３】
そして図１（４）に示すように、積層基板４００の薄肉部２０５に相当する領域をエッチングする処理を行い、厚肉部２０４を形成する。このとき、第１及び第２の基板１００，２００の間には接合層１０５が形成されているため、第２の基板２００の線状欠陥に対して優先的にエッチングが進行しても接合層１０５がエッチングストップ層として機能して、エッチチャンネルの拡充が生じることがなく、第１及び第２の基板１００，２００を貫通する貫通孔が形成されることがない。また第１及び第２の基板１００，２００の線状欠陥１３，２３は、接合時に互いに重ならない位置にあるため、優先的にエッチングが進行しても対向する基板でエッチングを止めることができる。従ってエッチチャンネルの拡充が生じることがない。
【００３４】
次に図１（４）に示す積層基板４００の露出している金属層１０２をヨウ化カリウム、硝酸等により除去する処理を行う。これにより、積層基板４００に薄肉部２０５を形成することができる（図１（５））。
【００３５】
上記方法によれば、第１及び第２の基板の線状欠陥が重なることがなく、積層させた基板をエッチングしてもエッチチャンネルの拡充を接合層で止めることができる。また第１及び第２の基板との基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない。
【００３６】
図２は積層基板の製造方法の変形例の説明図である。図１に示す第１及び第２基板の接合方法のように、第１及び第２の基板との基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない接合方法として接合層に低融点ガラス層を用いる方法がある。
【００３７】
図２（１）に示すように、板厚が略等しい第１及び第２の基板１０１，２０１を用意して、第１の基板１０１の一方の主面に接合層１０５ａとなる鉛、ビスマス、銀、バナジウムの酸化物などからなる低融点ガラス層１０６をスクリーン印刷等により形成する。なお接合層は、第１及び第２の基板１０１，２０１などの水晶基板と熱膨張係数が等しく、接合後も応力を伝達することなく強固に固定できる材料であればよい。
【００３８】
図２（２）に示すように第１及び第２の基板１０１，２０１を加熱溶融して接合し、接合基板４０１を形成する。接合基板４０１は、第１及び第２の基板１０１，２０１間に接合層１０５ａとなる低融点ガラス層１０６を挟んだ構成となる。
【００３９】
図２（３）に示すように、第２の基板２０１上の厚肉部に相当する領域にスパッタや蒸着等によりＣｒ膜及び、Ｃｒ膜を被膜した上にＡｕ膜を被膜した金属層１０２を形成する。金属層１０２の形成は、第２の基板２０１の一方の主面に全面金属層を形成した後、レジスト膜でマスクして金属層を除去する方法、或いは予め形成位置以外をマスクして金属層を形成する方法であってもよい。
【００４０】
図２（４）に示すように、積層基板４０１の薄肉部２０５となる領域をエッチングする処理を行い、厚肉部２０４を形成する。このとき、第１及び第２の基板１０１，２０１の間には接合層１０５ａが形成されているため、第１又は第２の基板１０１，２０１の線状欠陥に対して優先的にエッチングが進行しても接合層１０５ａがエッチングストップ層として機能して、エッチチャンネルの拡充が生じることがなく、第１及び第２の基板１０１，２０１を貫通する貫通孔が形成されることがない。また第１及び第２の基板１０１，２０１の線状欠陥１３，２３は、接合時に互いに重ならない位置にあるため、優先的にエッチングが進行しても対向する基板でエッチングを止めることができる。従ってエッチチャンネルの拡充が生じることがない。
【００４１】
次に図２（４）に示すような積層基板４０１の露出している金属層１０２をヨウ化カリウム、硝酸等により金属層１０２を除去する処理を行う。これにより、積層基板４０１に薄肉部２０５を形成することができる（図２（５））。
【００４２】
上記変形例の方法によれば、第１及び第２の基板の線状欠陥が重なることがなく、積層させた基板をエッチングしてもエッチチャンネルの拡充を接合層で止めることができる。また第１及び第２の基板との基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない。
【００４３】
なお図１に示す第１及び第２の基板１００，２００の接合層に図２に示す低融点ガラス層を適用することもできる。また図２に示す第１及び第２の基板１０１，２０１の接合方法に図１に示す直接接合、プラズマ活性化接合、シロキサン接合等を適用することもできる。
【００４４】
次に本発明のダイアフラムの製造方法及び圧力センサーの製造方法について以下説明する。
図５は本発明の圧力センサーの分解斜視図である。（Ａ）は基板の内側（凹部側）を上方から見た斜視図であり、（Ｂ）はダイアフラムの内側（支持部側）を上方から見た斜視図である。図６は圧力センサーの断面図である。図７はダイアフラムの底面図である。図示のように本発明の圧力センサー１０は、基板２０と、枠付き振動子３０と、ダイアフラム（受圧手段）４０とを有している。
【００４５】
なお本実施形態の基板２０と、枠付き振動子３０と、ダイアフラム（受圧手段）４０は熱膨張係数の差による温度特性の劣化などを考慮して、同質材料となる水晶基板を用いている。
【００４６】
基板２０は、枠付き振動子３０の圧電振動片３１を収容する内部空間Ｓを密封するためのパッケージ或いはリッドとしての役割を果たす部材である。基板２０は、図５又は図６に示すように、その内側に凹部２２が形成されており、この凹部２２の開口側の周縁の環状囲繞部となる端面２４に、枠付き振動子３０の枠状部３２と、ダイアフラム４０の枠部４２と順に積層して接合することで、凹部２２の内側が密封された内部空間Ｓとなる。
【００４７】
そして図５に示す基板２０の主面外形は、水晶結晶軸のＸ軸方向に並行して延びる２本の辺と水晶結晶軸のＹ方向に並行して延びる２本の辺とからなる略四角形状（すなわち略長方形）である。
【００４８】
なお、図示されていないが、基板２０の外部に露出した面には電極端子が設けられており、この電極端子は図示しない導電パターンを介して圧電振動片３１との間で信号の入出力を行うようになっている。
【００４９】
感圧素子を構成する枠付き振動子３０は、枠状部３２及びこの枠状部３２と接続された双音叉型の圧電振動片３１とを有している。そして枠付き振動子３０は、圧電材料として例えば水晶をエッチングして形成されている。また図５に示す枠状部３２の外形は、Ｘ軸方向に並行して延びる２本の辺とＹ軸方向に延びる２本の辺とからなる略矩形形状である。
【００５０】
圧電振動片３１は、本実施形態の場合、加えられた力に対して周波数の変化が大きく、圧力を感度よく検出できる双音叉振動片を用いている。すなわち双音叉振動片は、屈曲振動モードを有する振動片であって、図５に示すように２つの音叉型振動片の自由端側の端面どうしを対向させて結合させた構造を有しており、互いに並行にＹ軸方向に長手方向が延びる２本の振動腕３４，３５と、この振動腕３４，３５の長手方向の両端に接続され、振動腕３４，３５と一列に並んだ２つの基部３６とを有している。前記振動腕３４，３５は一方の基部３６から他方の基部３６に向かって伸びている。双音叉型振動子は、その感圧部（振動腕３４，３５）である前記２つの振動腕３４，３５に引張り応力（伸長応力）あるいは圧縮応力が印加されると、その共振周波数が印加される応力にほぼ比例して変化するという特性を有している。
【００５１】
振動腕３４，３５はＹ軸方向に細長く、その表面に設けられた励振電極３９ａにより駆動電圧を印加されて屈曲振動する部分であり、この部分にＹ軸方向に伸張及び／又は圧縮するようにストレス或いはテンションがかかると、周波数が変化する部分である。したがってその周波数変化を検知することで圧力変化を感知することができる。
【００５２】
圧電振動片３１は、力の検出方向を検出軸として設定し、圧電振動片３１の前記一対の基部３６の並ぶ方向は、前記検出軸と平行関係にある。双音叉型圧電振動子の場合は、梁（ビーム）の伸びる方向と検出軸とが平行関係になっている。
【００５３】
基部３６は、圧電振動片３１をダイアフラム４０に固定するための両端部であり、さらに本実施形態の場合、振動腕３４，３５と外部との間で信号の入出力を行うための中継となる電極３９ｂを有する部分でもある。
【００５４】
後述するダイアフラム４０の支持部４５側の表面には、上述の中継となる電極３９ｂと導通するための引出電極３９ｃを有しており、この引出電極３９ｃは、入出力電極３９ｄを介して上述した基板２０に設けられた端子と電気的に接続している。
【００５５】
枠状部３２は、基板２０の凹部とともに圧電振動片３１を収容する内部空間Ｓを形成する部材であり、かつ、ダイアフラム４０の枠部４２に積層し固定する部材である。具体的には、枠状部３２は少なくとも振動腕３４，３５との間に空間を有しており、圧電振動片３１の両端の基部３６に接続部３８を介して連結されると共に、圧電振動片３１及び接続部３８と一体的に形成されている。すなわち、本実施形態の場合、枠状部３２、接続部３８と圧電振動片３１とは、１枚の水晶ウェハから、例えばフォトリソ技術とエッチング技法とを利用して形成されている。
【００５６】
接続部（梁）３８は基部３６よりも細い形状である。すなわち接続部３８は、基部３６とダイアフラム４０の支持部４５と接合した後は、振動腕３４，３５の撓みを阻害するものとなるので存在しないほうが好ましく、このため本実施形態では、枠付き振動子３０とダイアフラム４０とを接合する際に、基部３６と支持部４５とを位置合わせして接合できる程度に細く形成している。
【００５７】
そして接続部３８は、一対の基部３６が結ぶ方向（Ｙ軸方向）、すなわち接続部３８と基部３６とからなる部分と、枠状部３２のＸ軸方向に延びる枠辺との間には、それらの厚み方向に貫通した貫通孔３８ａが設けられている。このように接続部３８を細く構成し、かつ貫通孔３８ａを設けた構成とすることにより、図６に示すように外部から被測定圧力Ｐをダイアフラム４０の受圧面４３で受圧したときに、圧電振動片３１の振動腕３４，３５が一対の基部３６が並ぶ方向（Ｙ軸方向）へ伸縮し易くし、そのＹ軸方向への伸縮を接続部３８が阻害してしまう事態を防止することができる。
【００５８】
なお接続部３８は、各基部３６の幅方向（すなわち図の基部どうしを結ぶＹ軸方向と直交するＸ軸方向）の両端から、それぞれ幅方向に沿って、互いに離間するように延びて形成された梁としている。この梁は、Ｙ軸方向の撓みを阻害しないようにＹ軸方向に枠に対して交差している（図５では直交させた接続部３８を示している）。
【００５９】
このような梁の構成により枠付き振動子３０の構成（剛性）がＹ軸方向に沿った中心線を境に左右対称となる。そしてこのような左右対称の構成により、圧電振動子の撓み量がＹ軸方向に沿った中心線を境に左右均等となるので、ダイアフラム４０から圧電振動片３１に伝達された力を２本の振動腕３４，３５に等しく分配することができる。
【００６０】
さらに、この接続部３８は振動漏れを軽減するために、できるだけ振動腕３４，３５から離れた位置に形成することが好ましく、図示のように基部３６の振動腕側３４，３５と反対側の端部における幅方向の両端に接続されている。
圧電振動子の振動腕３４，３５に形成された励振電極３９ａは接続部（梁）上に形成された引き出し電極３９ｃを介して外枠に形成した端子電極と電気的に接続されている。
【００６１】
ダイアフラム４０は外部と内部空間Ｓとを仕切って、外部から受けた圧力Ｐを圧電振動片３１に伝達する部材である。ダイアフラム４０は、微細な圧力Ｐを伝達できるように薄膜状の可撓部４１と、可撓部４１を囲む枠部４２を有している。またダイアフラム４０は、可撓部４１の受圧面４３の面とは反対側の密閉側の主面（他方の主面）４４に支持部４５を有している。
枠部４２は、薄肉の可撓部４１よりも厚肉に形成し、前述の枠付き振動子３０の枠状部３２と基板２０とを順に積層し接合している。
【００６２】
ダイアフラム４０は、枠部４２が枠付き振動子３０の枠状部３２を介して基板２０の開口側の端面２４と接合して固定されるようになっているため、枠状部３２の熱膨張係数と同様の熱膨張係数を有する材料で形成されている。
ここで本発明のダイアフラム４０は、図７に示すように可撓部４１で最も変位量が大きい箇所を密閉側の主面４４の中心Ｃとしている。
【００６３】
支持部４５ａ，４５ｂは、前記密閉側の主面４４の中心Ｃを挟むように受圧面となる可撓部４１の密閉側の主面４４に一対形成している。支持部４５ａ，４５ｂは、圧電振動片３１の基部３６を接合する台座となる。支持部４５ａ，４５ｂにより支持固定された圧電振動片３１を密閉側の主面４４の中心Ｃを跨ぐように配置することにより、感圧部である振動腕３４，３５に最も大きなストレスが作用し、圧力変動の検出感度を向上させることができる。
【００６４】
上記構成によるダイアフラムの製造方法について以下説明する。図８は本発明のダイアフラムの製造方法の説明図である。
まず図８（１）に示すようなダイアフラムを構成する薄膜の第１の基板１０３と、厚肉の第２の基板２０３を接合する（図８（２））。接合手段としては直接接合、プラズマ活性化接合、シロキサン接合等を用いることができる。
【００６５】
図８（１）に示すように、第１及び第２の基板１０３，２０３には、複数の線状欠陥１３，２３がランダムに存在するが、エッチチャンネルが１００（個／ｃｍ２）以下の水晶基板を用いた場合には線状欠陥の重なり数が０となり、基板同士を接合した際、線状欠陥が重なってしまい、エッチング処理による貫通孔が生じる可能性が殆どない。
【００６６】
次に図８（３）に示すように、エッチングしない領域、即ち第１の基板１０３の一方の主面１００ａと、第２の基板２００の枠部と支持部に相当する領域に、スパッタや蒸着等によりＣｒ膜及び、Ｃｒ膜を被膜した上にＡｕ膜を被膜した金属層１０２を形成する。
【００６７】
そして図８（４）に示すように、積層基板４０３の薄肉部となる可撓部４１に相当する領域をエッチングする処理を行い、枠部４２及び支持部４５を形成する。このとき、第１及び第２の基板１０３，２０３の間には接合層１０５が形成されているため、第２の基板２０３の線状欠陥に対して優先的にエッチングが進行しても接合層１０５がエッチングストップ層として機能して、エッチチャンネルの拡充が生じることがなく、第１及び第２の基板１０３，２０３を貫通する貫通孔が形成されることがない。また第１及び第２の基板１０３，２０３の線状欠陥１３，２３は、接合時に互いに重ならない位置にあるため、優先的にエッチングが進行しても対向する基板でエッチングを止めることができる。従ってエッチチャンネルの拡充が生じることがない。
【００６８】
次に図８（４）に示す積層基板４０３の露出している金属層１０２をヨウ化カリウム、硝酸等により除去する処理を行う。これにより、ダイアフラム４０に薄肉の可撓部４１を形成することができる（図８（５））。
【００６９】
上記方法によれば、第１及び第２の基板の線状欠陥が重なることがなく、積層させた基板をエッチングしてもエッチチャンネルの拡充を接合層で止めることができる。また第１及び第２の基板との基板間における熱膨張係数の差による温度特性の劣化を生じることがない。
【００７０】
次に上記構成による圧力センサー１０の製造方法は、ダイアフラム４０の支持部４５と感圧素子となる枠付き振動子３０の基部３６を接着剤などの接合部材で接合する。さらに枠付き振動子３０の枠状部３２を基板２０とダイアフラム４０とで挟んで接着剤などの接合部材で接合し三層構造としている。具体的に圧力センサー１０は、ダイアフラム４０と枠付き振動子３０と基板２０を、圧電振動片のカット角に合わせた材料、一例としてＺ軸に対して垂直に切り出したＺ板の水晶であって熱膨張係数αが略等しい材料を用いる。そして図６に示すように、ダイアフラム４０と枠付き振動子３０の間と、枠付き振動子３０と基板２０の間に接着部材６０として無機接着剤を用いる。これにより硬化した後に所定の硬度が得られるため、ＣＩ値が良好となる。また接着部分の応力の緩和が少なくなり、経年劣化が少ない。或いはまた接着部材６０として熱膨張係数αをダイアフラム等の材質と合わせた接着剤を用いてもよい。これにより温度特性を良好にできる。
【００７１】
このような本発明の圧力センサーの製造方法によれば、第１及び第２の基板の線状欠陥が重なることがなく、積層させた基板をエッチングしてもエッチチャンネルの拡充を接合層で止めることができる。従って第１及び第２基板を貫通する孔が形成されることがない。またダイアフラムの可撓部を容易に薄膜に形成することができ、検出感度を向上させた圧力センサーが得られる。
【符号の説明】
【００７２】
１………圧力センサー、２………ダイアフラム、３………支持部、４………双音叉振動子、５………振動腕、１０………圧力センサー、１３………線状欠陥、２０………基板、２２………凹部、２３………線状欠陥、２４………端面、３０………枠付き振動子、３１………圧電振動片、３２………枠状部、３４，３５………振動腕、３６………基部、３８………接続部、４０………ダイアフラム、４１………可撓部、４２………枠部、４３………受圧面、４４………密閉側の主面、４５………支持部、６０………接着部材、８０………水晶基板、８２………線状欠陥、８３………貫通孔、１００，１０１，１０３………第１の基板、１０２………金属層、１０５………接合層、１０６………低融点ガラス層、２００，２０１，２０３………第２の基板、２０４………厚肉部、２０５………薄肉部、４００，４０１………積層基板。
【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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【図９】
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