(57)【要約】【課題】  圧力により水晶が発生する電荷を効率良く取り出せるとともに、発生した電荷を高いＳ／Ｎ比で効率良く外部回路に伝達可能な圧電センサとその製造方法を提供する。【解決手段】  圧力に応じて電荷を発生する水晶よりなる圧電体と、前記圧電体上に成膜され、前記電荷を外部回路に伝達する金属膜と、を有する圧電センサとし、前記圧電センサの製造工程は、圧電体上に金属膜を形成する成膜工程と、圧電体上に圧電センサの外形形状に対応するパターンであるレジストを描画するフォトリソグラフィ工程と、フォトリソグラフィ工程により描画されたパターンであるレジストを用いて圧電センサの外形形状を形成する外形形成工程とを有する。【選択図】  図５
2007139504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を検出する圧電センサであって、圧力に応じて電荷を発生する水晶よりなる圧電体と、前記圧電体上に成膜され、前記電荷を外部回路に伝達する金属膜と、を有することを特徴とする圧電センサ。
【請求項２】
前記圧電体は、円環状であることを特徴とする請求項１記載の圧電センサ。
【請求項３】
前記金属膜は、クロム又はその合金からなることを特徴とする請求項１記載の圧電センサ。
【請求項４】
前記金属膜は、前記圧電体上に形成されるクロム又はその合金からなる第１層と、該第１層上に形成される金からなる第２層とからなることを特徴とする請求項１記載の圧電センサ。
【請求項５】
前記クロム又はその合金に代えて、ニッケル又はその合金、或いは、チタン又はその合金を用いることを特徴とする請求項３又は４記載の圧電センサ。
【請求項６】
前記水晶に代えて、ニオブ酸リチウム単結晶又はタンタル酸リチウム単結晶を使用することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電センサ。
【請求項７】
圧力に応じて電荷を発生する水晶よりなる圧電体上に金属膜を形成する成膜工程と、
前記圧電体上に圧電センサの外形形状に対応するパターンを描画するフォトリソグラフィ工程と、
前記フォトリソグラフィ工程により描画されたパターンを用いて前記圧電センサの外形形状を形成する外形形成工程と
を有することを特徴とする圧電センサの製造方法。
【請求項８】
前記フォトリソグラフィ工程は、前記外形形状を複数同時に描画し、前記外形形成工程は、前記外形形状を複数同時に形成することを特徴とする請求項７記載の圧電センサの製造方法。
【請求項９】
前記外形加工工程は、微細砥粒による噴射加工を用いることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の圧電センサの製造方法。
【請求項１０】
前記成膜工程後に、前記圧電体を複数貼り合せる貼合工程を有することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載の圧電センサの製造方法。
【請求項１１】
前記成膜工程後に、前記圧電体上に所望の形状に電極を形成する電極形成工程を有することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の圧電センサの製造方法。
【請求項１２】
圧力を検出する圧電センサであって、圧力に応じて電荷を発生する水晶よりなる圧電体上に成膜工程により金属膜が形成され、前記圧電体上に前記圧電センサの外形形状に対応するパターンがフォトリソグラフィ工程により描画され、前記フォトリソグラフィ工程により描画されたパターンを用いて外形形成工程により前記圧電センサの外形形状が形成されることによりなることを有することを特徴とする圧電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶を使用した圧電センサ及びその製造方法に関する。特に圧力により発生する電荷を効率良く外部回路に伝えＳ／Ｎ比を改善し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用エンジンの燃焼室内の燃焼圧力を検出する圧力センサとして、圧電セラミックスを用いた圧電センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この圧電センサは、円環状（リング状）であり、圧電セラミックス、電極板及び絶縁板の積層体の両面を、ワッシャを介してネジ締めすることにより構成されている。
また、従来、上記と同様の用途の圧力センサとして、水晶を用いた圧電センサが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
この水晶圧電センサは円板状であり、２枚の水晶圧電体の間に金属板による電極を挟み込む形で構成されている。
しかし、この特許文献２には、水晶を用いた圧電センサの製造方法については言及されていない。
特許文献２に開示されている水晶を用いた水晶燃焼圧センサの概略構造を図１１に示す。
図１１に示すように、円板状水晶圧電体４ａ，４ｂの間に正電極５となる薄い金属板を挟んで負電極６となるハウジング内に収容し、外部に突出する正電極５と負電極６との間に絶縁体７を介装したものである。
【０００４】
円板状水晶圧電体４ａ，４ｂは、与えられた圧力に対し、それ自体が有する圧電効果により電荷を発生する。結晶軸のＹ軸に対しＸ軸の方向に力を加えればＹ軸の両面に電荷を発生する。いわゆる縦軸効果である。発生する電荷は水晶に加わる圧力の方向と水晶の結晶軸の方向により決定する。
例えば、図１１に示したように外部から圧縮圧力が加わった場合には、正電極５側に正電荷、負電極６側には負電荷が発生する。
水晶圧電体４ａと円板状水晶圧電体４ｂとを図示したようにＸ軸方向が逆方向に配置することにより、円板状水晶圧電体４ａと円板状水晶圧電体４ｂより発生した電荷が加算され、加えられた圧力に相当した電荷量を外部回路（図示省略）に伝達する。
【０００５】
外部回路は、この電荷量により自動車用内燃機関の燃焼圧を常時計測することができ、トルク変動に対しても要求燃焼圧を得るための制御が可能となる。
よって、精度良く圧力を計測するためには、温度、振動などの外的な要因による変動を小さくしなければならない。
水晶圧電体４ａ，４ｂの圧電効果は、温度による変動がセラミックスに比べて極めて小さく優れているが、機械結合係数が小さい分だけ発生する電荷量が小さく高いＳ／Ｎ比の確保が難しく、これが問題点として残されている。
【特許文献１】特公平７−８１９２５号公報
【特許文献２】特開平７−２０９１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、図１２に示すような円環状燃焼圧センサ３は圧電セラミックスを用いており、図１３に示すような円板状燃焼圧センサ４は水晶を用いている。
しかし、水晶を用いた円環状圧電センサについては上記特許文献１，２には記載されず、また、機械加工により割れやすい水晶を円環状に加工する方法についても同様である。
本発明は、上記問題点に鑑み、圧力により水晶が発生する電荷を効率良く取り出せるとともに、発生した電荷を高いＳ／Ｎ比で効率良く外部回路に伝達可能な圧電センサとその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、圧力を検出する圧電センサであって、圧力に応じて電荷を発生する水晶よりなる圧電体と、前記圧電体上に成膜され、前記電荷を外部回路に伝達する金属膜と、を有することを特徴とする圧電センサである。
【０００８】
更に、本発明は、前記構成において、前記圧電体が、円環状であることを特徴とする圧電センサである。
【０００９】
更に、本発明は、前記構成において、前記金属膜が、クロム又はその合金からなること、或いは、前記圧電体上に形成されるクロム又はその合金からなる第１層と、該第１層上に形成される金からなる第２層とからなること、また、前記クロム又はその合金に代えて、ニッケル又はその合金、或いは、チタン又はその合金を用いることを特徴とする圧電センサである。
【００１０】
更に、本発明は、前記構成において、前記水晶に代えて、ニオブ酸リチウム単結晶又はタンタル酸リチウム単結晶を使用することを特徴とする圧電センサである。
【００１１】
本発明は、圧力に応じて電荷を発生する水晶よりなる圧電体上に金属膜を形成する成膜工程と、前記圧電体上に圧電センサの外形形状に対応するパターンを描画するフォトリソグラフィ工程と、前記フォトリソグラフィ工程により描画されたパターンを用いて前記圧電センサの外形形状を形成する外形形成工程とを有することを特徴とする圧電センサの製造方法である。
【００１２】
更に、本発明は、前記製造方法において、前記フォトリソグラフィ工程は、前記外形形状を複数同時に描画し、前記外形形成工程は、前記外形形状を複数同時に形成することを特徴とする圧電センサの製造方法である。
【００１３】
更に、本発明は、前記製造方法において、前記外形加工工程は、微細砥粒による噴射加工を用いることを特徴とする圧電センサの製造方法である。
【００１４】
更に、本発明は、前記製造方法において、前記成膜工程後に、前記圧電体を複数貼り合せる貼合工程を有することを特徴とする圧電センサの製造方法である。
【００１５】
更に、本発明は、前記製造方法において、前記成膜工程後に、前記圧電体上に所望の形状に電極を形成する電極形成工程を有することを特徴とする圧電センサの製造方法である。
【００１６】
本発明は、上記製造方法により製造される圧電センサである。即ち、圧力を検出する圧電センサであって、圧力に応じて電荷を発生する水晶よりなる圧電体上に成膜工程により金属膜が形成され、前記圧電体上に前記圧電センサの外形形状に対応するパターンがフォトリソグラフィ工程により描画され、前記フォトリソグラフィ工程により描画されたパターンを用いて外形形成工程により前記圧電センサの外形形状が形成されることによりなることを特徴とする圧電センサである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の圧電センサは、水晶よりなる圧電体上に金属膜を成膜したことにより、金属膜と圧電体の電気的な抵抗を小さくでき、圧電体に加わる圧力に応じ圧電効果で発生する電荷を外部に設けられたチャージアンプなどの外部回路に効率よく伝達できる。
特に、金属膜は、圧電体上にクロムを第１層として成膜し、その上に金を第２層として成膜することで、金属膜の密着強度を高め剥がれにくく、且つ、電気的に安定な膜を得ることができる。
【００１８】
例えば、図１１に示すように円板状水晶圧電体４ａ、４ｂと正電極５、負電極６が機械的に保持されて、水晶圧電体と金属が面接触している場合には、接触面積により接触抵抗が変化して電荷の伝達効率が変化し、接触面積が小さければ、伝達効率が悪くなる。
これに対し、本発明では、予め圧電体に金属膜を成膜することにより、圧電体と電極間の電気的な抵抗が小さくなり、圧電体が発生した電荷が効率良く金属膜上に伝わり、外部回路への電荷の移動が容易となる。
【００１９】
また、圧電センサの外形形状を描画するフォトリソグラフィ工程と、前記フォトリソグラフィ工程により描画されたパターンを用いて形状を形成する外形形成工程を設けたことにより、圧電センサを任意の形状に対応でき、複雑な形状でも加工可能である。
また、圧電体上に複数個の圧電センサの外形形状を同時に描画する前記フォトリソグラフィ工程を設け、更に、必要に応じて、前記成膜工程後に圧電体を２枚以上貼り合せる貼り合せ工程を設けることにより製造コストを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、既述したような課題を解決するために、圧電体上に金属膜を形成する成膜工程と、前記圧電体に圧電センサの外形形状に対応するパターンを描画するフォトリソグラフィ工程と、前記フォトリソグラフィ工程により描画されたパターンを用いて前記圧電センサの外形形状を形成する外形形成工程とを設けた。
成膜工程では圧電体上にスパッタリング又は蒸着などにより金属膜を成膜する。
【００２１】
フォトリソグラフィ工程では圧電センサの外形をリング型や円板型だけでなく、任意の形状を描画する。外形形成工程では描画されたパターンを用いて圧電センサの外形形状を形成する。
前記フォトリソグラフィ工程を用いるとレジスト工程、露光工程、現像工程などと工程数が増え、製造コストが高くなることがある。
【００２２】
そこで、圧電体上に複数の圧力センサの外形形状を同時に描画することにより、コストを大幅に低減できる。
更に、前記フォトリソグラフィ工程で形成するレジスト膜の耐久性が外形形成工程で確保できる範囲であれば、前記成膜工程後に圧電体を複数貼り合せる貼合工程を設けることにより、外形形成工程で同時に複数個の圧電センサを形成でき更に製造コストを抑制できる。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１の実施例に係る圧電センサを図１及び図２に示す。
図１は本実施例に係る圧電センサの上面図、図２はその側面図である。
本実施例に係る圧電センサは、自動車エンジンの燃焼室内の燃焼圧力を検出する燃焼圧センサに適用したものである。
【００２４】
即ち、グロープラグに装着できるよう、水晶からなる穴あき円板状（円環状）の圧電体１の両面に、電極となる金属膜２をそれぞれ成膜したものである。
圧電体１として水晶を用いると、水晶は温度変化に対する感度変化（温度特性）が、セラミックやニオブ酸リチウム、ランガサイトなどと比較して小さいため、より高精度化することが可能となる利点がある。
【００２５】
また、水晶は、焦電効果が小さいので、特に熱と圧力を同時に受ける環境下において熱の影響を受けにくく、圧力検出の高精度化が可能であるという利点もある。焦電効果は、周囲の熱エネルギーの変化により焦電体の表面の電荷が誘起されて起電力が発生する作用のことである。
更に、圧電体１は、単なる円板状ではなく穴あき円板状としたことにより、穴の内側にてボルト等の締結手段で支持固定できるため、よりシリンダ等の圧力源に接近させることが可能となる。これにより、応答性を向上させることが可能である。
【００２６】
但し、ウエットエッチングにより穴加工を行うと、金属の回り込みによりショートする可能性が有るため、そのような回り込みによりショートが発生しないブラスト加工又はドライエッチングが加工法として適する。
なお、同じ水晶を材料として、加速度センサ（音叉型）に用いる場合と、圧力センサ（円板状、穴あき円板状）に用いる場合とでは、水晶原石からのカット角が異なる。即ち、音叉型の加速度センサは、Ｚ軸（光学軸）に垂直な面に近いカットであり、圧力センサはＸ軸（電気軸）に垂直なＸカットである。
【００２７】
異方性の水晶では、ウエットエッチングにおける加工速度が方向によって異なる。このカット角の違いにより、音叉型加速度センサの外形形成の際には、ウエットエッチングによる上下方向の加工速度が速く、所望の形状を抜くことが可能であるが、Ｘカットの圧力センサの外形形成では、ウエットエッチングによる上下方向の加工速度が他の方向に比べて遅く、困難である。
このようなＸカットの圧電体の外形形成方法としては、例えば、微細砥粒を噴射するブラスト加工が適する。また、ブラスト加工に代えてドライエッチング、例えば、シリコンに反応するガスをイオン、ラジカル化させてプラズマ状態として相手材と反応させて除去する処理も適する。
【００２８】
圧電体１の両面に成膜される金属膜２は、圧電体１と同様に、穴あき形状である円環状である。
金属膜２の材質は、クロム又はその合金を用いることができ、特に、金属膜として、圧電体１上にクロムを第１層として成膜し、その上に金を第２層として成膜することで、金属膜２の密着強度を高め剥がれにくく、且つ、電気的に安定な膜を得ることができる利点がある。
【００２９】
金属膜としては、クロム又はその合金に代えて、ニッケル又はその合金を用いることもでき、更には、チタン又はその合金、ニッケル又はその合金を用いることも可能である。
本実施例に係る圧電センサの様々な形状を図３に示す。
図３（ａ）に示す圧電センサ１ａは、一部を切り欠いた円環形状であり、図３（ｂ）に示す圧電センサ１ｂは、半円弧状に切り取った円環形状であり、図３（ｃ）は、矩形状の穴を有する円環形状である。  
【００３０】
本実施例に係る圧電センサの製造方法について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、圧電センサの製造工程を示すフローチャート、図５は、製造工程の各工程を示す模式図である。
【００３１】
先ず、切断工程において、図５（ａ）に示すように、水晶１０を所望の厚みに切断して、圧電体ウェハ１１とする（ステップ２０）。
水晶１０はアズグロンの状態より所望の切断角に切断される。例えば、水晶の場合にはＸ軸に垂直に切断する。一般的にＸカットと呼ばれる切断である。また、ニオブ酸リチウム単結晶の場合にはＹ軸に垂直に切断する。一般的にＹカットと呼ばれる切断である。これらは公知の技術により実施可能である。水晶１０に代えて、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶を使用することができる。
【００３２】
次に、研磨工程において、図５（ｂ）に示すように、所望のカット角と厚みに切断された圧電体ウェハ１１の厚みムラを抑えるために、或いは、面粗度を小さくするために、圧電体ウェハ１１の表面を研磨する（ステップ２１）。
これにより、平行度及び面粗度が管理された圧電体ウェハ１１が形成される。研磨についても公知の技術により実施可能である。
【００３３】
引き続き、成膜工程において、図５（ｃ）に示すように、研磨した圧電体ウェハ１１の両面にスパッタリングにて金属膜１２ａ，１２ｂの膜付けを行う（ステップ２２）。
スパッタリングする金属はクロム又はその合金である。クロムは水晶、ニオブ酸リチウム単結晶などとの密着性が良く多く用いられる。酸化による導通不良を防ぐために、クロムの表面に更に金をスパッタリングする方が望ましい。金属膜１２ａ，１２ｂの他の金属としては、ニッケルとその合金なども有用である。
また、スパッタリングは成膜工程の一例としたもので、これに限定するものではなく、スパッタリングに代えて蒸着による膜付けも可能である。
【００３４】
その後、金属膜１２ａ，１２ｂが両面に成膜された圧電体ウェハ１１に対して金属膜フォトリソグラフィ工程を実施する。
フォトリソグラフィ工程は、外形レジスト工程（ステップ２３）、外形露光工程（ステップ２４）及び外形現像工程（ステップ２５）の３工程からなる。
【００３５】
外径レジスト工程においては、図５（ｄ）に示すよう、圧電体ウェハ１１の片面に成膜された金属膜１２ａ上に外形レジスト１３を貼り付ける（ステップ２３）。
外形レジストは、感光性のレジストであり、一例として感光性フィルム（商品名：オーディルＢＦ４１０）を加熱しながら貼り付ける。レジストの材質は、後述する外形加工工程（ステップ２６）に合せて選択する必要がある。
【００３６】
外形露光工程においては、図５（ｅ）に示すように、所定のマスク１４を利用して露光し、金属膜１２ａ上に貼り付けられた外形レジスト１３上に所望のパターン（形状）を描画する（ステップ２４）。
例えば、圧電センサの外形形状が図１に示すような穴あき円板形状であるときは、穴あき円板形状のパターンを露光する。露光は、圧電体ウェハ上に配置できる数だけ配置し、一度にまとめて露光する方が効率的である。また、異形状のものも一度に露光することも可能である。
図６（ａ）に示すように、円環状の圧電体１ｄを縦横に整列して矩形状の圧電体ウェハ１１ａ上に配置することができ、また、図６（ｂ）に示すように、半円形状の圧電体１ｅを、矩形状の圧電体ウェハ１１ａ上に、隙間なく最も収量を上げるように配列するとコストダウンを実現することも可能である。
【００３７】
外形現像工程においては、図５（ｆ）に示すように、露光されなかった部分を除去し、露光された部分のみを残すことにより現像する（ステップ２５）。
これにより、外部レジスト１３は、圧電センサの外形形状に対応した部分が残されることになる。
なお、外形露光工程におけるマスクを逆パターンとして、外形レジスト１３としては、露光された部分を除去し、露光されなかった部分のみを残すようにしても良い。
本実施例では、炭酸ナトリウム水溶液により現像し、水洗後に希塩酸で中和し再度純水で水洗を行った。現像に用いる溶液はレジストの種類により適宜選択する必要がある。
【００３８】
フォトリソグラフィ工程（ステップ２３〜ステップ２５）を経た圧電体ウェハ１１は両面に金属膜１２ａ，１２ｂが成膜され、圧電センサの外形形状に対応した部分だけ外形レジスト１３が残された状態であり、更に、外形加工において、外形レジスト１３の除去された部分に対して、微細砥粒による噴射加工（以下、ブラスト加工という）を行う（ステップ２６）。
ブラスト加工とは、圧縮空気又は遠心力を使用して高速で被加工物に砥粒などの研磨微粉を噴射し、脆性破壊原理により高精度な微細加工を実現する方法である。
ブラスト加工に用いる研磨微粉は＃４００〜＃３０００（粒径３〜４００μｍ）であり、炭化珪素（ＳｉＣ）などからなる。より微細加工を行う場合には粒径５０μｍ以下のものを用いる。
ブラスト加工においては、加工面の品質又は加工レートにより砥粒などの研磨微粉の材質又は粒径を選択する。更に加工回数又は噴射圧力を設定することにより所望の形状に加工できる。
ブラスト加工に代えて、レーザ加工又は超音波加工などを用いても良い。
【００３９】
ブラスト加工により、外形レジスト１３の存在しない部分において、成膜した金属膜１２ａ，１２ｂ及び圧電体ウェハ１１が同時に除去される。図５（ｇ）は、ブラスト加工中の圧電体ウェハ１１の形状変化の様子を示す図である。図５（ｇ）において、上から下に向かっている複数の矢印は、噴射されている砥粒の流れの方向を示している。ブラスト加工では砥粒が表層から下層へと徐々に深い位置で衝突することになる。そのため、図５（ｇ）に示すように、被加工物である圧電体ウェハ１１は、外形レジスト１３の有無の境界線付近が最も砥粒の流れの方向に近い傾斜で、その境界線から遠くなるほど傾斜が緩くなるような形状となる。
図５（ｈ）は、ブラスト加工終了時の圧電体ウェハ１１の状態を示す図である。図５（ｈ）に示すように、ブラスト加工が進むと、成膜した金属膜１２ａ，１２ｂ及び圧電体ウェハ１１が外形レジスト１３に倣って、水晶のカット角の影響を受けずに砥粒の流れの方向に沿って完全に除去される。つまり、圧電センサの外形形状に一致するように、金属膜１２ａ，１２ｂ及び圧電体ウェハ１１が一時に加工される。外形レジスト１３も、ブラスト加工によって全面的にやや薄くなるように除去されるが、その多くは残存する。
なお、水晶圧電体は割れやすいため、ドリリング、ミーリングは言うまでもなく、研削、研磨などの機械加工によっても穴あけを行うことは困難である。
【００４０】
次に、レジスト剥離工程において、不要となった外形レジスト１３を剥離する（ステップ２７）。図５（ｉ）は、ブラスト加工で残った外形レジスト１３を金属膜１２ａの表面から剥離した状態を示す図である。
レジスト剥離は、例えば、純水に浸け粘着力を低下させて、残った外形レジスト１３を引き剥がすことにより行う。
その後、洗浄工程において、純水又はＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などにより洗浄する（ステップ２８）。
以上の工程を経ることにより、圧電センサが完成する。
【００４１】
上述したように、圧電体ウェハ１１と金属膜１２ａ，１２ｂを同時に外形加工することにより、図１及び図２に示すように、圧電体１と金属膜２の形状が高い精度で一致する。
圧電体１と金属膜２を一度に外形加工することによって、圧電体１と金属膜２の位置ずれも発生しない。
仮に、圧電体１を外形加工した後に金属膜２を成膜する場合には、次のような問題が発生するが、本発明ではそのような問題も解決することができる。
【００４２】
即ち、所望の形状に加工した圧電体上の必要な所だけに金属膜を成膜するために、不要な部分を隠すマスクとして一般的には金属製マスクを用いることが多い。この金属製マスクではマスクの反り、浮きが発生し、マスクの裏側に金属が回り込んでしまう場合がある。
このために、金属膜を付けたくない所、例えば側面などに金属膜が付いてしまう。これは正電極と負電極を短絡するなどの問題を引き起す可能性がある。また、圧電体に対するマスクの位置あわせも、それぞれ行う必要があり、煩雑な作業となる。
本発明は、圧電体１と金属膜２を一度に外形加工することによって、このような問題を解決でき、また、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す形状に限らず、菱形、星型のような任意の形状も形成できる。
【実施例２】
【００４３】
本発明の第２の実施例に係る圧電センサの製造方法について、図７を参照して説明する。
図７は、本実施例に係る圧電センサの製造工程を示すフローチャートである。
本実施例は、貼合工程（ステップ２９）を、スパッタ工程（ステップ２２）と外形レジスト工程（ステップ２３）との間に挿入したものであり、その他の工程については、前述した実施例１と同様である。
【００４４】
切断工程（ステップ２０）からスパッタ工程（ステップ２２）は既述した通りである。
次に、貼合工程において、スパッタ工程で両面に金属膜１２ａ，１２ｂの成膜された圧電体ウェハ１１を複数枚、重ね合わせて貼り合わせる（ステップ２９）。貼り合せには固定用のワックスなどを用いる。貼り合せる枚数については、外形レジスト工程（ステップ２３）で貼り付ける外形レジスト１３が外形加工工程（ステップ２６）の時にレジストとして機能できる範囲で設定する。外形レジスト１３は、外形加工２６の時に加工が進むについて消耗し薄くなってゆく。
【００４５】
外形レジスト１３が深く除去され、外形レジスト１３の下方の金属膜１２ａ，１２ｂ、圧電体ウェハ１１が加工されると、レジストとしての機能を失うので、貼り合わせる枚数は、品質を維持できる範囲で枚数を決定する。
【００４６】
以後の工程である外形レジスト工程（ステップ２３）から洗浄工程（ステップ２８）については既述した通りであるが、洗浄工程の前に、貼合工程で使用したワックスを溶かし、金属膜１２ａ，１２ｂの成膜された圧電体ウェハ１１を個片に分ける。
これにより、圧電センサを同時に多く数量を生産できる。
【実施例３】
【００４７】
本発明の第３の実施例に係る圧電センサを図８及び図９に示す。図８は本実施例に係る圧電センサの上面図、図９はその側面図である。
本実施例に係る圧電センサは、前述した実施例１と同様に、自動車エンジンの燃焼室内の燃焼圧力を検出する燃焼圧センサに適用できるよう、水晶からなる穴あき円板状の圧電体１の両面に、電極８を成膜したものである。
【００４８】
但し、実施例１の圧電センサでは、圧電体１と金属膜２とは厚みを除く外形寸法、内径寸法が同じであるのに対し、本実施例の圧電センサでは、圧電体１に比較し、金属膜８は外形が僅かに小さい点で異なるものである。
本実施例の圧電センサを製造方法について、図１０を参照して説明する。図１０は本実施例に係る圧電センサの製造工程を示すフローチャートである。
本実施例における圧電センサの製造工程は、電極レジスト工程（ステップ２１０）、電極露光工程（ステップ２２０）、電極現像工程（ステップ２３０）、電極メタルエッチング工程（ステップ２４０）を、スパッタ工程（ステップ２２）と外形レジスト工程（ステップ２３）との間に挿入したものであり、その他の工程については、前述した実施例１における製造工程と同様である。
【００４９】
切断工程（ステップ２０）からスパッタ工程（ステップ２２）は既述した通りである。
先ず、電極レジスト工程ではスパッタ工程で金属膜１２ａ，１２ｂが両面に成膜された圧電体ウェハ１１に、スピンコーター又はスプレーコーターなどを用いてレジスト液を片面ずつに塗布する（ステップ２００）。
次に、電極露光工程において、所定のマスクを用い、レジストを塗布した面に電極８の形状に対応したパターンを両面同時に露光する（ステップ２１０）。
【００５０】
引き続き、電極現像工程において、露光されなかった部分のレジストをレジスト液に適した現像液により除去し、露光された部分のレジストを残すことにより現像し、そして、リンス洗浄、純水洗浄を行う（ステップ２２０）。
電極メタルエッチング工程（ステップ２３０）では金属膜をエッチングする。
金属膜がクロムの場合には、硫酸セリウムアンチモンを用いたエッチング液によりレジストでカバーされていない部分のクロムを除去する。
【００５１】
このように所望の電極形状に加工が出来た後に、不要となったレジストを電極レジスト剥離工程（ステップ３５）で除去する。
上述したように両面同時露光の工程で説明を行ったが、片面露光による加工も可能である。更に、一部工程を２回繰り返すことにより同一の効果を得ることができる。
外形レジスト２３以降の工程については既述した通りであり、ここでは割愛する。
【００５２】
本実施例における、電極レジスト工程（ステップ２１０）、電極露光工程（ステップ２２０）、電極現像工程（ステップ２３０）、電極メタルエッチング工程（ステップ２４０）は、圧電体上に所望の電極を形成する電極形成工程である。
従って、本実施例に係る圧電センサは、図８及び図９に示すように圧電体１の上にひと回り小さい電極８を形成したものであるが、これに限るものではなく任意な形状を実現できる。
本発明は水晶のみではなく、ニオブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶にも有効であることは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、自動車用内燃機関の燃焼室内で燃料が燃焼する際に発生する燃焼圧を測定する圧電センサに利用して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】圧電センサの実施例を示す上面図である。
【図２】図１記載の圧電センサの実施例を示す側面図である。
【図３】圧電センサの実施例を示す上面図である。
【図４】圧電センサの実施例を示すフローチャートである。
【図５】圧力センサの製造工程の各工程を示す模式図である。
【図６】ウェハ表面に複数の電極パターンを配置した平面図である。
【図７】圧電センサの実施例を示すフローチャートである。
【図８】圧電センサの実施例を示す上面図である。
【図９】図８記載の圧電センサの実施例を示す側面図である。
【図１０】圧電センサの実施例を示すフローチャートである。
【図１１】水晶を用いた水晶圧電センサの構造を示す構造図である。
【図１２】円環状圧電センサの従来例を示す斜視図である。
【図１３】円板状圧電センサの従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１ｄ，１ｅ  圧電体  
１ａ，１ｂ，１ｃ  圧電センサ
２  金属膜
３  圧電セラミックスを用いた円環状燃焼圧センサ
４  水晶を用いた円板状燃焼圧センサ
４ａ，４ｂ  円板状水晶圧電体
５  正電極
６  負電極
７  絶縁体
１０  水晶
１１  圧電体ウェハ
１２ａ，１２ｂ  金属膜
１３  外形レジスト
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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