(57)【要約】【課題】省電力化を図りつつ、優れた検出精度を有する圧力センサーを提供すること、また、この圧力センサーを備える携帯機器、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の圧力センサーは、受圧により撓み変形する２つのダイヤフラム部６６の受圧面６６１が互いに異なる方向を向くように配置され、かつ、一方のダイヤフラム部に配置されているピエゾ抵抗素子７と、他方のダイヤフラム部６６に配置されているピエゾ抵抗素子とが直列に接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１受圧面を有し、前記第１受圧面での受圧により撓み変形する第１ダイヤフラム部と、
前記第１受圧面とは異なる方向を向いて配置されている第２受圧面を有し、前記第２受圧面での受圧により撓み変形する第２ダイヤフラム部と、
前記第１ダイヤフラム部に配置されていて歪みに応じて信号を出力する第１歪検出素子と、
前記第２ダイヤフラム部に配置されていて歪みに応じて信号を出力し、かつ、前記第１歪検出素子に直列に接続されている第２歪検出素子と、
を備えることを特徴とする圧力センサー。
【請求項２】
直列に接続されている前記第１歪検出素子と前記第２歪検出素子とを複数組備えている請求項１に記載の圧力センサー。
【請求項３】
前記第１受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が増加する前記第１歪検出素子と、
前記第１受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が減少する前記第１歪検出素子と、
前記第２受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が増加し、前記信号が増加する前記第１歪検出素子と直列に接続している前記第２歪検出素子と、
前記第２受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が減少し、前記信号が増加する前記第１歪検出素子と直列に接続している前記第２歪検出素子と、
を備える請求項２に記載の圧力センサー。
【請求項４】
前記第１歪検出素子および前記第２歪検出素子を有するブリッジ回路を備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項５】
前記第１ダイヤフラム部が壁部の一部を構成している第１圧力基準室と、
前記第２ダイヤフラム部が壁部の一部を構成している第２圧力基準室と、
を備える請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項６】
前記第１圧力基準室と前記第２圧力基準室とが連通している請求項５に記載の圧力センサー。
【請求項７】
前記第１圧力基準室と前記第２圧力基準室の少なくとも一方が、積層構造の壁部を有している請求項５または６に記載の圧力センサー。
【請求項８】
前記第１ダイヤフラム部を含む第１構造体と前記第２ダイヤフラム部を含む第２構造体とを支持する基板を備える請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項９】
前記第１構造体は、前記基板の一方の面側に配置され、前記第２構造体は、前記基板の他方の面側に配置されている請求項８に記載の圧力センサー。
【請求項１０】
前記第１構造体および前記第２構造体は、ともに前記基板の一方の面側に配置されている請求項８に記載の圧力センサー。
【請求項１１】
開口を有し、前記第１ダイヤフラム部を含む第１構造体と前記第２ダイヤフラム部を含む第２構造体とを収納している容器を備える請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の圧力センサー。
【請求項１２】
前記容器内で少なくとも前記第１受圧面と前記第２受圧面とを覆っている液体状またはゲル状の圧力伝達媒体を備える請求項１１に記載の圧力センサー。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする携帯機器。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の圧力センサーを備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサー、携帯機器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
受圧により撓み変形するダイヤフラムを備えた圧力センサーが広く用いられている。このような圧力センサーでは、例えば、ダイヤフラムに設けたピエゾ抵抗素子の抵抗値に基づいて、ダイヤフラムに加わった圧力を検出する。ここで、ダイヤフラムに重力加速度等の加速度が加わったとき、その加速度の影響を受けてダイヤフラムの撓み量が変動することによって、検出圧力の精度低下を招く場合がある。
【０００３】
そこで、従来では、特許文献１に開示されているように、受圧面が互いに反対側を向くように２つの圧力センサーを配置し、これらの圧力センサーのそれぞれから電気的な信号を出力した後に、これらの出力を加算することによって重力加速度による出力成分を相殺して、検出精度の向上を図っている。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の構成では、２つの圧力センサーのそれぞれからの電気的な信号を出力する必要があるため、回路構成が複雑となり、その結果、省電力化が難しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６１８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、省電力化を図りつつ、優れた検出精度を有する圧力センサーを提供すること、また、この圧力センサーを備える携帯機器、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
［適用例１］
本発明の圧力センサーは、第１受圧面を有し、前記第１受圧面での受圧により撓み変形する第１ダイヤフラム部と、
前記第１受圧面とは異なる方向を向いて配置されている第２受圧面を有し、前記第２受圧面での受圧により撓み変形する第２ダイヤフラム部と、
前記第１ダイヤフラム部に配置されていて歪みに応じて信号を出力する第１歪検出素子と、
前記第２ダイヤフラム部に配置されていて歪みに応じて信号を出力し、かつ、前記第１歪検出素子に直列に接続されている第２歪検出素子と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような圧力センサーによれば、第１ダイヤフラム部の第１受圧面と第２ダイヤフラム部の第２受圧面とが互いに異なる方向を向いて配置されているため、圧力センサーに重力加速度等の加速度が作用したときに生じる第１歪検出素子の出力と第２歪検出素子の出力との変動分を互いに相殺または緩和することができる。そのため、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【０００９】
しかも、第１歪検出素子と第２歪検出素子とが電気的に接続されているため、前述したような重力加速度等の加速度の影響を低減した１つの信号を圧力センサーから出力することができる。そのため、第１歪検出素子および第２歪検出素子のそれぞれの信号を圧力センサーから出力する場合に比べて、圧力センサー内の回路構成が簡単化され、その結果、圧力センサーの省電力化を図ることができる。
【００１０】
［適用例２］
本発明の圧力センサーでは、直列に接続されている前記第１歪検出素子と前記第２歪検出素子とを複数組備えていることが好ましい。
これにより、検出精度をより高めることができる。
【００１１】
［適用例３］
本発明の圧力センサーでは、前記第１受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が増加する前記第１歪検出素子と、
前記第１受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が減少する前記第１歪検出素子と、
前記第２受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が増加し、前記信号が増加する前記第１歪検出素子と直列に接続している前記第２歪検出素子と、
前記第２受圧面が受ける圧力が増加したときに、出力する前記信号が減少し、前記信号が増加する前記第１歪検出素子と直列に接続している前記第２歪検出素子と、
を備えることが好ましい。
これにより、検出精度をさらに高めることができる。
【００１２】
［適用例４］
本発明の圧力センサーでは、前記第１歪検出素子および前記第２歪検出素子を有するブリッジ回路を備えることが好ましい。
【００１３】
これにより、１つのブリッジ回路内で、圧力センサーに重力加速度等の加速度が作用したときに生じる第１歪検出素子の出力と第２歪検出素子の出力との変動分を互いに相殺または緩和することができる。
【００１４】
［適用例５］
本発明の圧力センサーでは、前記第１ダイヤフラム部が壁部の一部を構成している第１圧力基準室と、
前記第２ダイヤフラム部が壁部の一部を構成している第２圧力基準室と、
を備えることが好ましい。
これにより、絶対圧センサーを実現することができる。
【００１５】
［適用例６］
本発明の圧力センサーでは、前記第１圧力基準室と前記第２圧力基準室とが連通していることが好ましい。
【００１６】
これにより、簡単に、第１圧力基準室の圧力と第２圧力基準室の圧力とを等しくし、第１ダイヤフラム部および第２ダイヤフラム部を共通の圧力を基準として撓み変形させることができる。そのため、圧力センサーの設計や製造が容易となる。
【００１７】
［適用例７］
本発明の圧力センサーでは、前記第１圧力基準室と前記第２圧力基準室の少なくとも一方が、積層構造の壁部を有していることが好ましい。
【００１８】
これにより、ＣＭＯＳプロセスのような半導体製造プロセスを用いて、小型な圧力センサーを簡単かつ高精度に製造することができる。
【００１９】
［適用例８］
本発明の圧力センサーでは、前記第１ダイヤフラム部を含む第１構造体と前記第２ダイヤフラム部を含む第２構造体とを支持する基板を備えることが好ましい。
【００２０】
これにより、第１受圧面および第２受圧面を所望の向きで安定的に維持することができる。また、基板を介して第１歪検出素子および第２歪検出素子を電気的に接続することができる。そして、重力加速度等の加速度の影響を低減した１つの信号を基板から出力することができる。
【００２１】
［適用例９］
本発明の圧力センサーでは、前記第１構造体は、前記基板の一方の面側に配置され、前記第２構造体は、前記基板の他方の面側に配置されていることが好ましい。
【００２２】
これにより、第１受圧面および第２受圧面が互いに反対側を向くような、基板に対する第１構造体および第２構造体の設置が容易となる。
【００２３】
［適用例１０］
本発明の圧力センサーでは、前記第１構造体および前記第２構造体は、ともに前記基板の一方の面側に配置されていることが好ましい。
これにより、圧力センサーの低背化を図ることができる。
【００２４】
［適用例１１］
本発明の圧力センサーでは、開口を有し、前記第１ダイヤフラム部を含む第１構造体と前記第２ダイヤフラム部を含む第２構造体とを収納している容器を備えることが好ましい。
これにより、第１構造体および第２構造体を保護することができる。
【００２５】
［適用例１２］
本発明の圧力センサーでは、前記容器内で少なくとも前記第１受圧面と前記第２受圧面とを覆っている液体状またはゲル状の圧力伝達媒体を備えることが好ましい。
【００２６】
これにより、第１受圧面および第２受圧面への圧力伝達を可能としつつ、第１構造体および第２構造体の保護を強化することができる。
【００２７】
［適用例１３］
本発明の携帯機器は、本発明の圧力センサーを備えることを特徴とする。
【００２８】
このような携帯機器によれば、使用者の使用状況（例えば携帯機器の姿勢）や圧力センサーの実装の向き等によらず、圧力センサーが重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。また、圧力センサーが省電力であるため、携帯機器の小型化を図ったり、携帯機器の設計の自由度が増したりすることができる。
【００２９】
［適用例１４］
本発明の電子機器は、本発明の圧力センサーを備えることを特徴とする。
【００３０】
このような電子機器によれば、圧力センサーが、省電力で、かつ、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【００３１】
［適用例１５］
本発明の移動体は、本発明の圧力センサーを備えることを特徴とする。
【００３２】
このような移動体によれば、圧力センサーが、省電力で、かつ、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサーを示す断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【図３】図２に示す圧力センサー素子のダイヤフラム部におけるピエゾ抵抗素子（歪検出素子）の配置を示す平面図である。
【図４】図３に示すピエゾ抵抗素子を含む回路を示す図である。
【図５】図２に示す圧力センサー素子の作用を説明するための図であって、（ａ）は加圧状態を示す断面図、（ｂ）は加圧状態を示す平面図である。
【図６】図１に示す圧力センサーの作用を説明する図であって、圧力センサーに加わる加速度と検出圧力との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【図１０】図９に示す圧力センサー素子のピエゾ抵抗素子を含む回路を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す主要部の変形例を示す断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る圧力センサーを示す断面図である。
【図１４】図１３に示す圧力センサーの主要部を示す平面図である。
【図１５】本発明の携帯機器の一例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図１７】本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の圧力センサー、携帯機器、電子機器および移動体を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
＜第１実施形態＞
１．圧力センサー
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサーを示す断面図、図２は、図１に示す圧力センサーの主要部を示す断面図である。図３は、図２に示す圧力センサー素子のダイヤフラム部におけるピエゾ抵抗素子（歪検出素子）の配置を示す平面図、図４は、図３に示すピエゾ抵抗素子を含む回路を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００３６】
図１に示す圧力センサー１は、２つの圧力センサー素子２（２ａ、２ｂ）と、２つの圧力センサー素子２を支持する基板３と、２つの圧力センサー素子２および基板３を収納するケーシング４（容器）と、ケーシング４内に充填された圧力伝達媒体１０と、を有している。以下、これら各部について順次説明する。
【００３７】
（ケーシング）
ケーシング４は、２つの圧力センサー素子２および基板３を収納するとともに、これらを支持する機能を有する。これにより、各圧力センサー素子２を保護することができる。
【００３８】
このケーシング４は、開口４３１を有する。これにより、ケーシング４内の各圧力センサー素子２に対して、開口４３１を通じてケーシング４の外部の圧力を伝達することができる。
【００３９】
図１に示すように、ケーシング４は、板状のベース４１と、ベース４１の一方の面に接合された枠状の枠体４２と、枠体４２のベース４１とは反対側の面に接合された筒状の筒体４３と、を有している。
【００４０】
ベース４１の下面には、金属で構成された複数の外部端子５４が設けられている。一方、ベース４１の上面には、枠体４２が接合されている。枠体４２の内側の幅は、筒体４３の下端の内側の幅よりも狭くなっていて、ベース４１の上面と枠体４２の上面との間には、段差４２１が形成されている。この段差４２１上には、金属で構成された複数の内部端子（図示せず）が設けられており、この内部端子は、ベース４１および枠体４２内に埋め込まれた配線（図示せず）を介して、前述した外部端子５４に電気的に接続されている。
【００４１】
このようなベース４１および枠体４２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックスのような各種セラミックスや、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂のような各種樹脂材料等の絶縁性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、各種セラミックスであることが好ましい。これにより、優れた機械的強度を有するケーシング４を実現することができる。なお、ベース４１および枠体４２の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、円形状、長方形状、五角形以上の多角形状等をなすものであってもよい。
【００４２】
筒体４３は、その内外の各幅（内径、外径）が、下端から上端側へ向けて狭くなる部分と、その部分から上端へ向けて一定となる部分と、を有している。なお、筒体４３の形状は、これに限定されず、例えば、幅が一定となる部分だけで構成されていてもよいし、幅が上端へ向けて狭くなる部分だけで構成されていてもよい。
【００４３】
このような筒体４３の構成材料としては、特に限定されないが、前述したベース４１および枠体４２の構成材料と同様の材料を用いることができる。
【００４４】
（圧力伝達媒体）
圧力伝達媒体１０は、各圧力センサー素子２等の外表面（少なくとも後述の受圧面６６１）を覆うように、前述したケーシング４内に充填されており、ケーシング４外部の圧力を各圧力センサー素子２に伝達する機能を有する。
【００４５】
圧力伝達媒体１０は、液体状またはゲル状をなし、例えば、シリコーン樹脂等の樹脂材料で構成されている。このような圧力伝達媒体１０は、ケーシング４の開口４３１から露出した部分を有し、かかる部分に加わった圧力を各圧力センサー素子２（より具体的には後述するダイヤフラム部６６の受圧面６６１）に伝達する。なお、圧力伝達媒体１０を構成する樹脂材料には、有機材料または無機材料で構成された固体状のフィラー（粉体）が含まれていてもよい。
【００４６】
また、各圧力センサー素子２およびその周辺構造の外表面がゲル状または液体状の圧力伝達媒体１０により覆われていることにより、各圧力センサー素子２およびその周辺構造を保護することができる。
【００４７】
このように、圧力伝達媒体１０が液体状またはゲル状であってケーシング４内で各圧力センサー素子２の少なくとも後述の受圧面６６１を覆っていることにより、各受圧面６６１への圧力伝達を可能としつつ、各圧力センサー素子２の保護を強化することができる。
【００４８】
（基板）
基板３は、２つの圧力センサー素子２をそれぞれ支持する機能と、２つの圧力センサー素子２を電気的に接続する機能と、を有する。この基板３は、例えばプリント配線基板であり、基材３１と、基材３１の上面に設けられた複数の端子３２と、基材３１の下面に設けられた複数の端子３３と、基材３１を貫通して端子３２、３３間を接続する配線３４と、基材３１の上面に設けられた複数の端子３５と、を有している。
【００４９】
基材３１としては、特に限定されないが、例えば、通常のプリント基板の基材と同様、樹脂を含浸した基材を用いることができる。
【００５０】
複数の端子３２は、金属バンプや導電性接着剤等の接合材５１を介して圧力センサー素子２（２ａ）に接続されている。同様に、複数の端子３３は、金属バンプや導電性接着剤等の接合材５１を介して圧力センサー素子２（２ｂ）に接続されている。また、複数の端子３２、３３は、後述するように２つの圧力センサー素子２のピエゾ抵抗素子７がブリッジ回路７０を構成するように（図４参照）、配線３４および図示しない配線に電気的に接続されている。
【００５１】
複数の端子３５は、図示しない配線を介して、ブリッジ回路７０に電気的に接続されているとともに、例えばボンディングワイヤーで構成された配線５３を介して、前述したケーシング４の内部端子（図示せず）に接続されている。これにより、基板３が配線５３を介してケーシング４の内部端子に電気的に接続されているとともにケーシング４に対して支持されている。
【００５２】
（圧力センサー素子）
２つの圧力センサー素子２は、基板３の上面側に設けられた圧力センサー素子２ａと、基板３の下面側に設けられた圧力センサー素子２ｂと、で構成されている。なお、本実施形態において、圧力センサー素子２ａと圧力センサー素子２ｂは、基板３に対する取付位置が異なるが、互いに同じ構成である。
【００５３】
各圧力センサー素子２（２ａ、２ｂ）は、基板６と、基板６の一方の主面上に設けられている積層構造体８と、を備えている。ここで、基板６は、ダイヤフラム部６６を有しており、ダイヤフラム部６６には、複数のピエゾ抵抗素子７が形成されている。また、積層構造体８は、ダイヤフラム部６６に対向して配置されている部分が基板６に対して離間しており、これにより、かかる部分と基板６との間には、空洞部Ｓ（圧力基準室）が形成されている。
【００５４】
以下、圧力センサー素子２を構成する各部を順次説明する。
−基板６−
基板６は、半導体基板６１と、半導体基板６１の一方の主面上に設けられた絶縁膜６２と、絶縁膜６２に対して半導体基板６１とは反対側に設けられた絶縁膜６３と、絶縁膜６３に対して半導体基板６１とは反対側に設けられた導体層６４と、を有している。
【００５５】
半導体基板６１は、単結晶シリコンで構成されているシリコン層６１１（ハンドル層）と、シリコン酸化膜で構成されている酸化シリコン層６１２（ボックス層）と、単結晶シリコンで構成されているシリコン層６１３（デバイス層）とがこの順で積層されたＳＯＩ基板である。なお、半導体基板６１は、ＳＯＩ基板に限定されず、例えば、単結晶シリコン基板等の他の半導体基板であってもよい。
【００５６】
絶縁膜６２は、例えば、シリコン酸化膜であり、絶縁性を有する。また、絶縁膜６３は、例えば、シリコン窒化膜であり、絶縁性を有するとともに、フッ酸を含むエッチング液（リリースエッチングに用いるエッチング液）に対する耐性をも有する。ここで、半導体基板６１（シリコン層６１３）と絶縁膜６３（シリコン窒化膜）との間に絶縁膜６２（シリコン酸化膜）が介在していることにより、絶縁膜６３の成膜時に生じた応力が半導体基板６１に伝わるのを絶縁膜６２により緩和することができる。また、絶縁膜６２は、半導体基板６１およびその上方に半導体回路を形成する場合、素子間分離膜として用いることもできる。なお、絶縁膜６２、６３は、前述した構成材料に限定されず、また、必要に応じて、絶縁膜６２、６３のうちのいずれか一方を省略してもよい。
【００５７】
また、半導体基板６１には、絶縁膜６２、６３、６４とは反対側に開口する有底の凹部６５が設けられており、これにより、基板６には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイヤフラム部６６が設けられている。このダイヤフラム部６６は、その下面が受圧面６６１となっている。本実施形態では、図３に示すように、ダイヤフラム部６６は、略正方形の平面視形状である。
【００５８】
本実施形態の基板６では、凹部６５がシリコン層６１１を貫通しており、ダイヤフラム部６６が酸化シリコン層６１２、シリコン層６１３および絶縁膜６２、６３の４層で構成されている。ここで、酸化シリコン層６１２は、圧力センサー素子２の製造工程において凹部６５をエッチングにより形成する際にエッチングストップ層として利用することができ、ダイヤフラム部６６の厚さの製品ごとのバラツキを少なくすることができる。
【００５９】
なお、凹部６５がシリコン層６１１を貫通せず、ダイヤフラム部６６がシリコン層６１１の薄肉部、酸化シリコン層６１２、シリコン層６１３および絶縁膜６２、６３の５層で構成されていてもよい。
【００６０】
導体層６４は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンにリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）して構成されており、導電性を有する。この導体層６４は、パターニングされており、例えば、空洞部Ｓの外側において基板６上にＭＯＳトランジスタを形成する場合、導体層６４の一部をＭＯＳトランジスタのゲート電極として用いることができる。また、導体層６４の一部を配線として用いることもできる。また、導体層６４は、平面視でダイヤフラム部６６の周囲を囲むように形成されており、導体層６４の厚さ分の段差部を形成する。これにより、ダイヤフラム部６６が受圧により撓み変形したとき、ダイヤフラム部６６の段差部との間の境界部分に応力を集中させることができる。そのため、かかる境界部分（またはその付近）にピエゾ抵抗素子７を配置することにより、検出感度を向上させることができる。
【００６１】
−ピエゾ抵抗素子７−
複数のピエゾ抵抗素子７は、図２に示すように、それぞれ、シリコン層６１１の厚み中心よりもダイヤフラム部６６の空洞部Ｓ側に形成されている。また、複数のピエゾ抵抗素子７は、平面視で略四角形をなすダイヤフラム部６６の４つの辺にそれぞれ対応して配置されたピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで構成されている。
【００６２】
ピエゾ抵抗素子７ａは、ダイヤフラム部６６の対応する辺に対して平行な方向に沿って延びている１対のピエゾ抵抗領域が直列に電気的に接続されて構成されている。そして、ピエゾ抵抗素子７ａは、１対の配線により外側に引き出されている。同様に、ピエゾ抵抗素子７ｂは、ダイヤフラム部６６の対応する辺に対して平行な方向に沿って延びている２対のピエゾ抵抗領域が直列に電気的に接続されて構成されている。そして、ピエゾ抵抗素子７ｂは、１対の配線により外側に引き出されている。
【００６３】
一方、ピエゾ抵抗素子７ｃは、ダイヤフラム部６６の対応する辺に対して垂直な方向に沿って延びている１対のピエゾ抵抗領域が直列に電気的に接続されて構成されている。そして、ピエゾ抵抗素子７ｃは、１対の配線により外側に引き出されている。同様に、ピエゾ抵抗素子７ｄは、ダイヤフラム部６６の対応する辺に対して垂直な方向に沿って延びている１対のピエゾ抵抗領域が直列に電気的に接続されて構成されている。そして、ピエゾ抵抗素子７ｄは、１対の配線により外側に引き出されている。
【００６４】
このようなピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄおよび配線は、それぞれ、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したシリコン（単結晶シリコン）で構成されている。ここで、配線における不純物のドープ濃度は、ピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおける不純物のドープ濃度よりも高い。なお、配線は、金属で構成されていてもよい。
【００６５】
以上説明したようなピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、図４に示すように、ブリッジ回路７０（ホイートストンブリッジ回路）を構成している。ここで、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとは、それぞれ対応して対をなしていて、前述した基板３を介してそれぞれ直列に接続されている。このブリッジ回路７０には、駆動電圧ＡＶＤＣを供給する駆動回路（図示せず）が接続されている。そして、ブリッジ回路７０では、ピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの抵抗値変化に応じた出力電圧Ｖｏｕｔが検出信号として出力される。
【００６６】
−積層構造体８−
積層構造体８は、空洞部Ｓを画成するように形成されている。この積層構造体８は、基板６上に平面視でピエゾ抵抗素子７を取り囲むように形成された層間絶縁膜８１と、層間絶縁膜８１上に形成された配線層８２と、配線層８２および層間絶縁膜８１上に形成された層間絶縁膜８３と、層間絶縁膜８３上に形成され、複数の細孔８４２（開孔）を備えた被覆層８４１を有する配線層８４と、配線層８４および層間絶縁膜８３上に形成された表面保護膜８５と、被覆層８４１上に設けられた封止層８６と、を有している。
【００６７】
ここで、配線層８２、８４は、ピエゾ抵抗素子７に電気的に接続されている部分を有する。また、配線層８４は、接合材５１を介して基板３の端子３２または端子３３に接続される端子８４３を有する。
【００６８】
このように、空洞部Ｓの壁部の一部を構成する積層構造体８は、積層構造を有しているため、ＣＭＯＳプロセスのような半導体製造プロセスを用いて形成することができる。これにより、小型な圧力センサー１を簡単かつ高精度に製造することができる。また、積層構造体８を形成する際、細孔８４２を通じたエッチング（犠牲層エッチング）により空洞部Ｓを形成することができる。なお、シリコン層６１３に対して積層構造体８が配置されている側には、半導体回路が作り込まれていてもよい。この半導体回路は、ＭＯＳトランジスタ等の能動素子、その他必要に応じて形成されたコンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線（ピエゾ抵抗素子７に接続されている配線を含む）等の回路要素を有している。
【００６９】
−空洞部Ｓ−
基板６と積層構造体８とによって画成された空洞部Ｓは、密閉された空間である。この空洞部Ｓは、圧力センサー素子２が検出する圧力の基準値となる圧力基準室として機能する。本実施形態では、空洞部Ｓが真空状態（３００Ｐａ以下）となっている。空洞部Ｓを真空状態とすることによって、圧力センサー素子２を、真空状態を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができ、その利便性が向上する。ここで、圧力センサー素子２ａ、２ｂのうち、一方の圧力センサー素子における空洞部Ｓが、ダイヤフラム部６６（第１ダイヤフラム部）が壁部の一部を構成している「第１圧力基準室」を構成し、一方、他方の圧力センサー素子における空洞部Ｓが、ダイヤフラム部６６（第２ダイヤフラム部）が壁部の一部を構成している「第２圧力基準室」を構成する。
【００７０】
ただし、空洞部Ｓは、真空状態でなくてもよく、大気圧であってもよいし、大気圧よりも気圧が低い減圧状態であってもよいし、大気圧よりも気圧が高い加圧状態であってもよい。また、空洞部Ｓには、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。
以上、圧力センサー１の構成について簡単に説明した。
【００７１】
図５は、図２に示す圧力センサー素子の作用を説明するための図であって、図５（ａ）は加圧状態を示す断面図、図５（ｂ）は加圧状態を示す平面図である。図６は、図１に示す圧力センサーの作用を説明する図であって、圧力センサーに加わる加速度と検出圧力との関係を示すグラフである。
【００７２】
各圧力センサー素子２は、図５（ａ）に示すように、ダイヤフラム部６６の受圧面６６１が受ける圧力Ｐに応じて、ダイヤフラム部６６が変形し、これにより、図５（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが歪み、ピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの抵抗値が変化する。それに伴って、ピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを含むブリッジ回路７０（図４参照）の出力電圧Ｖｏｕｔが変化し、その出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、受圧面６６１で受けた圧力Ｐの大きさを求めることができる。
【００７３】
ここで、前述したようなダイヤフラム部６６の変形が生じたとき、図５（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂにその幅方向に沿った圧縮歪みおよび長手方向に沿った引張歪みが生じるとともに、ピエゾ抵抗素子７ｃ、７ｄにその幅方向に沿った引張歪みおよびその長手方向に沿った圧縮歪みが生じる。したがって、前述したようなダイヤフラム部６６の変形が生じたとき、ピエゾ抵抗素子７ａ、７ｂの抵抗値とピエゾ抵抗素子７ｃ、７ｄの抵抗値とのうち、一方の抵抗値が増加し、他方の抵抗値が減少する。
【００７４】
ところで、ダイヤフラム部６６には、ダイヤフラム部６６の姿勢に応じて、重力や衝撃等により重力加速度等の加速度が加わる。そのため、実際には、ダイヤフラム部６６の撓み変形量は、ダイヤフラム部６６に加わった圧力によるものとは異なることがある。
【００７５】
そこで、圧力センサー１では、前述したように、圧力センサー素子２ａのダイヤフラム部６６の受圧面６６１と圧力センサー素子２ｂのダイヤフラム部６６の受圧面６６１とが互いに反対側（異なる方向）を向いて配置されている。これにより、圧力センサー１に重力加速度等の加速度が作用したときに生じる圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７の出力と圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７の出力との変動分を互いに相殺または緩和することをできる。そのため、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【００７６】
具体的に説明すると、図２に示すように、ダイヤフラム部６６に下方向への加速度Ｇが加わっている場合、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７の歪み量は、圧力のみによる歪み量よりも加速度Ｇに応じた分だけ大きくなり、圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７の歪み量は、圧力のみによる歪み量よりも加速度Ｇに応じた分だけ小さくなる。反対に、ダイヤフラム部６６に上方向への加速度Ｇが加わっている場合、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７の歪み量は、圧力のみによる歪み量よりも加速度Ｇに応じた分だけ小さくなり、圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７の歪み量は、圧力のみによる歪み量よりも加速度Ｇに応じた分だけ大きくなる。
【００７７】
したがって、圧力センサー素子２ａ、２ｂの各ダイヤフラム部６６に対して上下方向（ダイヤフラム部６６の厚さ方向）に加速度Ｇが作用する場合、下方向への加速度Ｇが大きくなるほど、図６に示すように、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７のみに基づく検出圧力は、実際の圧力（真値Ｐ０）よりも小さくなり、一方、圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７のみに基づく検出圧力は、実際の圧力（真値Ｐ０）よりも大きくなる。反対に、下方向への加速度Ｇが小さくなるほど、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７のみに基づく検出圧力は、実際の圧力（真値Ｐ０）よりも大きくなり、一方、圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７のみに基づく検出圧力は、実際の圧力（真値Ｐ０）よりも小さくなる。
【００７８】
このようなことから、圧力センサー１では、圧力センサー１に重力加速度等の加速度が作用したときに生じる圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７の出力と圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７の出力との変動分を互いに相殺または緩和することをできる。そのため、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【００７９】
しかも、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７と圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７とが直列に接続されている部分を有する。これにより、前述したような重力加速度等の加速度の影響を低減した１つの信号を圧力センサー１から出力することができる。圧力センサー素子２ａと圧力センサー素子２ｂのそれぞれのピエゾ抵抗素子７を直列に接続する際には、加速度Ｇが加わっていない状態で圧力Ｐを受けたときに、抵抗値が増加するもの同士、または減少するもの同士のピエゾ抵抗素子７を選択する。つまり、ピエゾ抵抗素子７それぞれからの出力信号である電圧が、増加するもの同士、または減少するもの同士を選択して直列に接続する。また、抵抗値が増加するもの同士、または減少するもの同士を夫々１組以上接続することで、より精度よく圧力を測定できる。さらに、抵抗値が増加するもの同士、または減少するもの同士が夫々２組以上接続してブリッジ回路７０を構成することにより、さらに高精度な圧力測定が可能となる。そのため、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７と圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７とのそれぞれの信号を圧力センサー１から出力する場合に比べて、圧力センサー１内の回路構成が簡単化され、その結果、圧力センサー１の省電力化を図ることができる。
【００８０】
特に、圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７と圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７とを含んで構成されている１つのブリッジ回路７０内で、圧力センサー１に重力加速度等の加速度が作用したときに生じる圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７の出力と圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７の出力との変動分を互いに相殺または緩和することができる。これにより、重力加速度等の加速度の影響を低減した１つの信号をブリッジ回路７０から出力することができる。
【００８１】
なお、ここで、圧力センサー素子２ａおよび圧力センサー素子２ｂのうち、一方の圧力センサー素子において、受圧面６６１が「第１受圧面」、ダイヤフラム部６６が受圧面６６１での受圧により撓み変形する「第１ダイヤフラム部」、ピエゾ抵抗素子７がダイヤフラム部６６に配置されていて歪みに応じて信号を出力する「第１歪検出素子」を備え、一方、他方の圧力センサー素子において、受圧面６６１が「第２受圧面」、ダイヤフラム部６６が受圧面６６１での受圧により撓み変形する「第２ダイヤフラム部」、ピエゾ抵抗素子７が当該一方の圧力センサー素子のピエゾ抵抗素子７に電気的に接続され、かつ、ダイヤフラム部６６に配置されていて歪みに応じて信号を出力する「第２歪検出素子」を備える。
【００８２】
また、本実施形態では、圧力センサー素子２ａおよび圧力センサー素子２ｂをともに基板３で支持することにより、圧力センサー素子２ａ、２ｂの双方の受圧面６６１を所望の向きで安定的に維持することができる。また、基板３を介して圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７と圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７とを電気的に接続することができる。そして、重力加速度等の加速度の影響を低減した１つの信号を基板３から出力することができる。ここで、圧力センサー素子２ａおよび圧力センサー素子２ｂのうち、一方の圧力センサー素子がダイヤフラム部６６（第１ダイヤフラム部）を含む「第１構造体」を構成し、他方の圧力センサー素子がダイヤフラム部６６（第２ダイヤフラム部）を含む「第２構造体」を構成する。
【００８３】
また、圧力センサー素子２ａが基板３の一方の面側に配置され、圧力センサー素子２ｂが基板３の他方の面側に配置されているため、互いの受圧面６６１が互いに反対側を向くような、基板３に対する圧力センサー素子２ａ、２ｂの設置が容易となる。
【００８４】
＜第２実施形態＞
次に本発明の圧力センサーの第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【００８５】
以下、本発明の圧力センサーの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。なお、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００８６】
第２実施形態は、２つの圧力センサー素子を基板の一方の面上に配置した以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００８７】
図７に示す圧力センサー１Ａは、２つの圧力センサー素子２と、この２つの圧力センサー素子２を支持する基板３Ａと、を有する。
【００８８】
この基板３Ａは、基材３１Ａと、基材３１Ａの上面に設けられた複数の端子３２および複数の端子３５と、を有している。
【００８９】
複数の端子３２には、前述した第１実施形態と同様、接合材５１を介して圧力センサー素子２ａに接続されている。本実施形態では、圧力センサー素子２ｂが、基板３Ａの上面に、接着剤等で構成された接合材５１Ａを介して接合されている。ここで、圧力センサー素子２ｂは、受圧面６６１が下側を向くように設置されており、接合材５１Ａにより圧力センサー素子２ｂと基板３Ａとの間に隙間が形成されている。これにより、圧力センサー素子２ｂの受圧面６６１の受圧が可能となっている。
【００９０】
また、圧力センサー素子２ｂの端子８４３は、ボンディングワイヤーで構成された配線５５を介して、基板３Ａの上面に設けられた端子（図示せず）に電気的に接続されている。これにより、圧力センサー素子２ｂのピエゾ抵抗素子７が基板３Ａを介して圧力センサー素子２ａのピエゾ抵抗素子７に直列に接続される部分を有し、前述した第１実施形態と同様のブリッジ回路を構成している。
【００９１】
このように、圧力センサー素子２ａおよび圧力センサー素子２ｂがともに基板３Ａの一方の面側に配置されていることにより、圧力センサー１Ａの低背化を図ることができる。
【００９２】
以上説明したような圧力センサー１Ａによっても、省電力化を図りつつ、優れた検出精度を発揮することができる。
【００９３】
＜第３実施形態＞
次に本発明の圧力センサーの第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【００９４】
以下、本発明の圧力センサーの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。なお、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００９５】
第３実施形態は、２つの圧力センサー素子の大きさが互いに異なるとともに、２つの圧力センサー素子間の基板を省略した以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００９６】
図８に示す圧力センサー１Ｂは、導電性の接合材５１Ｂを介して接合された２つの圧力センサー素子２Ｂを備える。ここで、２つの圧力センサー素子２Ｂは、圧力センサー素子２ａと、圧力センサー素子２ａに導電性の接合材５１Ｂを介して接合された圧力センサー素子２ｃと、で構成されている。このように、本実施形態では、圧力センサー素子２ａと圧力センサー素子２ｃとが基板を介さずに接合されている。これにより、圧力センサー素子２ａ、２ｂを含む構造体全体の小型化を図ることができる。
【００９７】
圧力センサー素子２ｃは、ダイヤフラム部６６を有する基板６Ｂと、基板６Ｂの上面上に設けられている積層構造体８Ｂと、を備えている。積層構造体８Ｂは、基板６Ｂ上に平面視でピエゾ抵抗素子７を取り囲むように形成された層間絶縁膜８１と、層間絶縁膜８１上に形成された配線層８２Ｂと、配線層８２Ｂおよび層間絶縁膜８１上に形成された層間絶縁膜８３と、層間絶縁膜８３上に形成され、複数の細孔（開孔）を備えた被覆層８４１を有する配線層８４Ｂと、配線層８４Ｂおよび層間絶縁膜８３上に形成された表面保護膜８５と、被覆層８４１上に設けられた封止層８６とを有している。
【００９８】
配線層８４Ｂは、圧力センサー素子２ａの端子８４３に接合材５１Ｂを介して接合された端子８４３を有する。これにより、圧力センサー素子２ｃが圧力センサー素子２ａに電気的に接続されている。そして、配線層８２Ｂおよび配線層８４Ｂは、前述した第１実施形態と同様のブリッジ回路を形成するように構成されている。
【００９９】
また、配線層８４Ｂは、配線５３に接続された端子８４４を有する。ここで、圧力センサー素子２ｃは、圧力センサー素子２ａのよりも幅が大きく平面視で圧力センサー素子２ａから突出した部分を有しており、かかる部分に端子８４４が設けられている。これにより、配線５３を介してケーシング４への接続を容易なものとすることができる。
【０１００】
また、本実施形態では、圧力センサー素子２ｃの外周部側に回路部９が設けられている。これにより、前述したような圧力センサー素子２ｃの突出した部分を有効利用して、回路部９を配置することができる。この回路部９は、例えば、ブリッジ回路に電圧を供給するための駆動回路や、ブリッジ回路からの出力を温度補償するための温度補償回路や、温度補償回路からの出力から加わった圧力を求める圧力検出回路や、圧力検出回路からの出力を所定の出力形式（ＣＭＯＳ、ＬＶ−ＰＥＣＬ、ＬＶＤＳ等）に変換して出力する出力回路等を含むことができる。
【０１０１】
以上説明したような圧力センサー１Ｂによっても、省電力化を図りつつ、優れた検出精度を発揮することができる。
【０１０２】
＜第４実施形態＞
次に本発明の圧力センサーの第４実施形態について説明する。
【０１０３】
図９は、本発明の第４実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。図１０は、図９に示す圧力センサー素子のピエゾ抵抗素子を含む回路を示す図である。
【０１０４】
以下、本発明の圧力センサーの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。なお、図９および図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１０５】
第４実施形態は、各圧力センサー素子が複数のダイヤフラム部を有する以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１０６】
図９に示す圧力センサー１Ｃは、２つの圧力センサー素子２Ｃと、２つの圧力センサー素子２Ｃを支持する基板３Ｃと、を有している。
【０１０７】
２つの圧力センサー素子２Ｃは、基板３Ｃの上面側に設けられた圧力センサー素子２ｄと、基板３Ｃの下面側に設けられた圧力センサー素子２ｅと、で構成されている。なお、本実施形態において、圧力センサー素子２ｄと圧力センサー素子２ｅは、基板３Ｃに対する取付位置が異なるが、互いに同じ構成である。
【０１０８】
各圧力センサー素子２Ｃは、複数（本実施形態では２つ）のダイヤフラム部６６と、これに対応する複数の空洞部Ｓと、を有する。なお、各圧力センサー素子２Ｃが有するダイヤフラム部６６の数は、前述したものに限定されず、３つ以上であってもよい。また、空洞部Ｓは、２つ以上のダイヤフラム部に対応したり、他の空洞部Ｓと連通していたりしてもよい。
【０１０９】
基板３Ｃは、基材３１Ｃと、基材３１Ｃの上面に設けられた複数の端子３２と、基材３１Ｃの下面に設けられた複数の端子３３と、基材３１Ｃを貫通して端子３２、３３間を接続する配線３４と、基材３１Ｃの上面に設けられた複数の端子３５と、を有している。これにより、図１０に示すようなブリッジ回路７０Ｃを構成するように、２つの圧力センサー素子２Ｃが基板３Ｃを介して電気的に接続されている。
【０１１０】
このように、各圧力センサー素子２Ｃが複数のダイヤフラム部６６を有することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【０１１１】
以上説明したような圧力センサー１Ｃによっても、省電力化を図りつつ、優れた検出精度を発揮することができる。
【０１１２】
＜第５実施形態＞
次に本発明の圧力センサーの第５実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第５実施形態に係る圧力センサーの主要部を示す断面図である。
【０１１３】
以下、本発明の圧力センサーの第５実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。なお、図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１１４】
第５実施形態は、基板の貼り合わせにより圧力基準室を構成している以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１１５】
図１１に示す圧力センサー１Ｄは、ダイヤフラム部６６を有する２つの基板６のハンドル層側の面同士が基板６８を介して接合された圧力センサー素子２Ｄと、圧力センサー素子２Ｄを支持する基板３Ｄと、を有している。
【０１１６】
圧力センサー素子２Ｄは、各基板６の凹部が基板６８により封鎖されることにより、圧力基準室として機能する空洞部Ｓが構成されている。基板６８としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板、ガラス基板等を用いることができる。また、基板６８と各基板６との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、基板６８がシリコン基板で
ある場合、直接接合法を用いることができ、また、基板６８がガラス基板である場合、陽極接合法を用いることができる。
【０１１７】
また、各基板６が有するダイヤフラム部６６の基板６８とは反対側の面が受圧面６６１Ｄを構成している。ここで、２つのダイヤフラム部６６の受圧面６６１Ｄは、互いに反対側を向いており、一方の受圧面６６１Ｄが「第１受圧面」、他方の受圧面６６１Ｄが「第２受圧面」を構成し、当該一方の受圧面６６１Ｄを有するダイヤフラム部６６が「第１ダイヤフラム部」、当該他方の受圧面６６１Ｄを有するダイヤフラム部６６が「第２ダイヤフラム部」を構成する。
【０１１８】
また、本実施形態では、基板６の基板６８とは反対側の面上には、複数の端子６７が設けられており、２つの基板６のうちの一方（図１１にて基板６８に対して下側）の基板６の端子６７は、導電性の接合材５９を介して、基板３Ｄが有する端子５８に接続されている。また、２つの基板６のうちの他方（図１１にて基板６８に対して上側）の基板６の端子６７は、ボンディングワイヤーで構成された配線５６を介して、基板３Ｄが有する端子５７に電気的に接続されている。これにより、前述した第１実施形態と同様にブリッジ回路を形成するように、圧力センサー素子２Ｄおよび基板３Ｄが互いに電気的に接続されている。
【０１１９】
このような圧力センサー素子２Ｄは、１つの素子に互いに反対側を向く受圧面６６１Ｄを設けることができる。そのため、圧力センサー１Ｄの構成を簡素化できる。
【０１２０】
以上説明したような圧力センサー１Ｄによっても、省電力化を図りつつ、優れた検出精度を発揮することができる。
【０１２１】
（変形例）
図１２は、図１１に示す主要部の変形例を示す断面図である。
【０１２２】
前述した圧力センサー１Ｄにおいて、基板６８を省略し、図１２に示すように、２つの基板６同士を直接的に接合してもよい。この場合、一方の基板６の凹部と他方の基板６の凹部とが互いに封鎖されて空洞部Ｓ（圧力基準室）が形成される。言い換えると、２つの圧力基準室（第１圧力基準室および第２圧力基準室）が連通している。これにより、簡単に、第１圧力基準室の圧力と第２圧力基準室の圧力とを等しくし、一方のダイヤフラム部６６（第１ダイヤフラム部）および他方のダイヤフラム部６６（第２ダイヤフラム部）を共通の圧力を基準として撓み変形させることができる。そのため、圧力センサーの設計や製造が容易となる。
【０１２３】
＜第６実施形態＞
次に本発明の圧力センサーの第６実施形態について説明する。
【０１２４】
図１３は、本発明の第６実施形態に係る圧力センサーを示す断面図、図１４は、図１３に示す圧力センサーの主要部を示す平面図である。
【０１２５】
以下、本発明の圧力センサーの第６実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。なお、図１３および図１４において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１２６】
第６実施形態は、可撓性配線基板を用いて２つの圧力センサー素子を支持する以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１２７】
図１３に示す圧力センサー１Ｅは、２つの圧力センサー素子２（２ａ、２ｂ）と、２つの圧力センサー素子２を収納するケーシング４Ｅ（容器）と、ケーシング４Ｅ内に充填された圧力伝達媒体１０と、を有している。
【０１２８】
ケーシング４Ｅは、板状のベース４１と、ベース４１の一方の面に接合された枠状の枠体４２Ｅと、枠体４２Ｅのベース４１とは反対側の面に接合された可撓性配線基板４４（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）と、可撓性配線基板４４の枠体４２Ｅとは反対側の面に接合された筒状の筒体４３と、を有している。ここで、可撓性配線基板４４は、枠体４２Ｅと筒体４３との間に挟み込むようにして設けられ、枠体４２Ｅおよび筒体４３に対して接着剤４５により接合されている。
【０１２９】
可撓性配線基板４４は、２つの圧力センサー素子２をケーシング４Ｅ内で支持する機能と、２つの圧力センサー素子２とともにブリッジ回路を構成しそのブリッジ回路からの電気信号をケーシング４Ｅの外部に取り出す機能とを有している。このような可撓性配線基板４４は、可撓性を有する基材４４１と、基材４４１の上面側に形成された複数の配線４４２とで構成されている。
【０１３０】
図１４に示すように、基材４４１は、平面視における中央部に開口部４４１１を有する。また、基材４４１は、ケーシング４Ｅ内からケーシング４Ｅの外部へ引き出された部分を有する。基材４４１の構成材料としては、基材４４１が可撓性および絶縁性を有することができれば、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１３１】
各配線４４２の一部は、基材４４１上から開口部４４１１側へ突出したフライングリード４４２１となっている。このフライングリード４４２１の先端部には、図示しない導電性の接合材（例えば、半田等の金属ろう材、金バンプ等の金属バンプ、導電性接着剤等）を介して、圧力センサー素子２の端子８４３に接合されている。これにより、各圧力センサー素子２が可撓性配線基板４４に支持されるとともに、可撓性配線基板４４に電気的に接続されている。ここで、圧力センサー素子２ａと圧力センサー素子２ｂとは、受圧面６６１が互いに反対側を向くように配置されている。
【０１３２】
また、複数の配線４４２は、圧力センサー素子２ａ、２ｂとともにブリッジ回路を形成するように構成されている。そして、複数の配線４４２のうちの４つの配線４４２は、そのブリッジ回路への駆動電圧の入力および出力信号の取り出しのため、基材４４１上にてケーシング４Ｅの外部に引き出されている。
また、配線４４２の構成材料としては、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌ等の金属、これらを含むＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金、ＩＴＯ、ＳｎＯ2等の酸化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１３３】
なお、配線４４２の数および配置等は、図示のものに限定されず、各圧力センサー素子２内の配線構造等に応じて適宜設定することができる。
【０１３４】
このように、可撓性配線基板４４に圧力センサー素子２ａ、２ｂを配置することにより、圧力センサー素子２ａ、２ｂに外部から応力が作用するのを低減することができる。その結果、検出精度を向上させることができる。
【０１３５】
以上説明したような圧力センサー１Ｅによっても、省電力化を図りつつ、優れた検出精度を発揮することができる。
【０１３６】
２．携帯機器
次に、本発明の圧力センサーを備える携帯機器（本発明の携帯機器）の一例について説明する。図１５は、本発明の携帯機器の一例を示す斜視図である。
【０１３７】
携帯機器２００は、使用者の手首に装着可能な腕時計型の携帯機器である。この携帯機器２００の内部には、圧力センサー１が搭載されており、圧力センサー１の検出圧力を用いて、表示部２０１に現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を表示することができる。
【０１３８】
なお、この表示部２０１には、上記以外にも、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。
【０１３９】
このような携帯機器２００によれば、使用者の使用状況（例えば携帯機器２００の姿勢）や圧力センサー１の実装の向き等によらず、圧力センサー１が重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。また、圧力センサー１が省電力であるため、携帯機器２００の小型化を図ったり、携帯機器２００の設計の自由度が増したりすることができる。
【０１４０】
なお、本発明の携帯機器は、前述した腕時計型に限定されず、例えば、スマートフォン、携帯電話、ヘッドマウントディスプレイ等の各種携帯機器に適用することができる。
【０１４１】
３．電子機器
次に、本発明の圧力センサーを備える電子機器を適用したナビゲーションシステムについて説明する。図１６は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【０１４２】
ナビゲーションシステム３００には、図示しない地図情報と、ＧＰＳ（全地球測位システム：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、圧力センサー１と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部３０１とを備えている。
【０１４３】
このナビゲーションシステムによれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には、一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。そこで、本実施形態に係るナビゲーションシステム３００では、高度情報を圧力センサー１によって取得することができ、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出し、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
【０１４４】
特に、ナビゲーションシステム３００では、圧力センサー１が、省電力で、かつ、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【０１４５】
なお、表示部３０１は、例えば液晶パネルディスプレイや、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなど、小型かつ薄型化が可能な構成となっている。
【０１４６】
なお、本発明の圧力センサーを備える電子機器は、上記のものに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
【０１４７】
４．移動体
次いで、本発明の圧力センサーを適用した移動体（本発明の移動体）について説明する。図１７は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【０１４８】
図１７に示すように、移動体４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２とを有しており、車体４０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪４０２を回転させるように構成されている。このような移動体４００には、ナビゲーションシステム３００（圧力センサー１）が内蔵されている。
【０１４９】
このような移動体４００によれば、圧力センサー１が、省電力で、かつ、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【０１５０】
以上、本発明の圧力センサー、携帯機器、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【０１５１】
また、前述した実施形態では、１つのダイヤフラム部に設けられるピエゾ抵抗素子（歪検出素子）の数は、前述した実施形態に限定されず、１つ以上３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。また、ダイヤフラム部の１ケ所に設けられているピエゾ抵抗素子は２つずつ直列に接続されていなくてもよく、１つずつでもよい。また、ピエゾ抵抗素子の配置や形状等も前述した実施形態に限定されず、例えば、前述した実施形態において、ダイヤフラム部の中央部にピエゾ抵抗素子を配置してもよい。
【０１５２】
また、前述した実施形態では、第１受圧面と第２受圧面とが互いに真反対側を向いている場合を例に説明したが、第１受圧面および第２受圧面の向きは互いに反対方向となる成分を含んでいれば、圧力センサーに重力加速度等の加速度が作用したときに生じる第１歪検出素子の出力と第２歪検出素子の出力との変動分を互いに相殺または緩和することが可能である。この場合、第１受圧面および第２受圧面の互いに傾斜角度を考慮して設計を行えばよい。この場合、補正に用いる回路が必要となっても比較的簡易なものでよい。
【０１５３】
また、前述した実施形態では、第１ダイヤフラム部と第２ダイヤフラム部とが互いに同じ構成を有する場合を例に説明したが、第１ダイヤフラム部と第２ダイヤフラム部とが互いに異なる構成を有していても、圧力センサーに重力加速度等の加速度が作用したときに生じる第１歪検出素子の出力と第２歪検出素子の出力との変動分を互いに相殺または緩和することが可能である。この場合、第１ダイヤフラム部および第２ダイヤフラム部の幅、厚さ、材質等の違いを考慮して設計を行えばよい。
【符号の説明】
【０１５４】
１‥‥圧力センサー
１Ａ‥‥圧力センサー
１Ｂ‥‥圧力センサー
１Ｃ‥‥圧力センサー
１Ｄ‥‥圧力センサー
１Ｅ‥‥圧力センサー
２‥‥圧力センサー素子
２Ｂ‥‥圧力センサー素子
２Ｃ‥‥圧力センサー素子
２Ｄ‥‥圧力センサー素子
２ａ‥‥圧力センサー素子
２ｂ‥‥圧力センサー素子
２ｃ‥‥圧力センサー素子
２ｄ‥‥圧力センサー素子
２ｅ‥‥圧力センサー素子
３‥‥基板
３Ａ‥‥基板
３Ｃ‥‥基板
３Ｄ‥‥基板
４‥‥ケーシング
４Ｅ‥‥ケーシング
６‥‥基板
６Ｂ‥‥基板
７‥‥ピエゾ抵抗素子
７ａ‥‥ピエゾ抵抗素子
７ｂ‥‥ピエゾ抵抗素子
７ｃ‥‥ピエゾ抵抗素子
７ｄ‥‥ピエゾ抵抗素子
８‥‥積層構造体
８Ｂ‥‥積層構造体
９‥‥回路部
１０‥‥圧力伝達媒体
３１‥‥基材
３１Ａ‥‥基材
３１Ｃ‥‥基材
３２‥‥端子
３３‥‥端子
３４‥‥配線
３５‥‥端子
４１‥‥ベース
４２‥‥枠体
４２Ｅ‥‥枠体
４３‥‥筒体
４４‥‥可撓性配線基板
４５‥‥接着剤
５１‥‥接合材
５１Ａ‥‥接合材
５１Ｂ‥‥接合材
５３‥‥配線
５４‥‥外部端子
５５‥‥配線
５６‥‥配線
５７‥‥端子
５８‥‥端子
５９‥‥接合材
６１‥‥半導体基板
６２‥‥絶縁膜
６３‥‥絶縁膜
６４‥‥導体層
６５‥‥凹部
６６‥‥ダイヤフラム部
６７‥‥端子
６８‥‥基板
７０‥‥ブリッジ回路
７０Ｃ‥‥ブリッジ回路
８１‥‥層間絶縁膜
８２‥‥配線層
８２Ｂ‥‥配線層
８３‥‥層間絶縁膜
８４‥‥配線層
８４Ｂ‥‥配線層
８５‥‥表面保護膜
８６‥‥封止層
２００‥‥携帯機器
２０１‥‥表示部
３００‥‥ナビゲーションシステム
３０１‥‥表示部
４００‥‥移動体
４０１‥‥車体
４０２‥‥車輪
４２１‥‥段差
４３１‥‥開口
４４１‥‥基材
４４２‥‥配線
６１１‥‥シリコン層
６１２‥‥酸化シリコン層
６１３‥‥シリコン層
６６１‥‥受圧面
６６１Ｄ‥‥受圧面
８４１‥‥被覆層
８４２‥‥細孔
８４３‥‥端子
８４４‥‥端子
４４１１‥‥開口部
４４２１‥‥フライングリード
ＡＶＤＣ‥‥駆動電圧
Ｇ‥‥加速度
Ｐ‥‥圧力
Ｐ０‥‥真値
Ｓ‥‥空洞部
Ｖｏｕｔ‥‥出力電圧
【図１】
2016161508.tif 000003
【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】
2016161508.tif 000015
【図１４】
2016161508.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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