(57)【要約】【課題】優れた温度補償を行うことのできる物理量センサー装置、高度計、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】圧力センサー装置１は、受圧面５４１を有し、撓み変形可能なダイアフラム５４を備える圧力センサー１と、ダイアフラム５４の受圧面５４１側にダイアフラム５４と離間して配置される温度センサー４１１と、を有している。また、圧力センサー１は、ダイアフラム５４の受圧面５４１とは反対の面側に圧力基準室である空洞部を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧面を有し、撓み変形可能なダイアフラムを備える物理量センサーと、
前記ダイアフラムの前記受圧面側に前記ダイアフラムと離間して配置される温度センサー素子と、を有することを特徴とする物理量センサー装置。
【請求項２】
前記受圧面の平面視にて、前記温度センサー素子は、前記ダイアフラムの少なくとも一部と重なっている請求項１に記載の物理量センサー装置。
【請求項３】
前記物理量センサーは、前記ダイアフラムの前記受圧面とは反対の面側に圧力基準室を有する請求項１または２に記載の物理量センサー装置。
【請求項４】
前記物理量センサーは、前記ダイアフラムの撓みに応じた信号を出力する信号出力部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量センサー装置。
【請求項５】
前記信号出力部は、前記ダイアフラムに配置されるピエゾ抵抗素子を有する請求項４に記載の物理量センサー装置。
【請求項６】
前記ダイアフラムと前記温度センサー素子との間に配置される樹脂を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の物理量センサー装置。
【請求項７】
前記樹脂は、ゲル状または液状である請求項６に記載の物理量センサー装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量センサー装置を備えていることを特徴とする高度計。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量センサー装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量センサー装置を備えてい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、物理量センサー装置、高度計、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載の圧力センサーモジュールは、ダイアフラム部を有し、このダイアフラム部の撓みに基づいて圧力を検知する圧力センサー装置と、温度測定部（温度センサー部）を有する温度補償装置と、を有しており、圧力センサー部および温度測定部が伝熱線を介して熱的に接続されている。そのため、温度測定部によって測定された圧力センサー部の温度に基づいて、検出圧力の温度補償が可能となっている。
【０００３】
しかしながら、このような構成の圧力センサーモジュールでは、圧力センサー装置と温度補償装置とが横に並んで配置されているため、圧力センサー装置（特にダイアフラム部）と温度測定部との離間距離が長くなってしまう。そのため、温度測定部では、圧力センサー装置（特にダイアフラム部）の温度測定を正確に行うことができず、よって、精度の良い温度補償を行うことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６４３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、優れた温度補償を行うことのできる物理量センサー装置、高度計、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】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］
本適用例の物理量センサー装置は、受圧面を有し、撓み変形可能なダイアフラムを備える物理量センサーと、
前記ダイアフラムの前記受圧面側に前記ダイアフラムと離間して配置される温度センサー素子と、を有することを特徴とする。
これにより、優れた温度補償を行うことのできる物理量センサー装置が得られる。
【０００８】
［適用例２］
本適用例の物理量センサー装置では、前記受圧面の平面視にて、前記温度センサー素子は、前記ダイアフラムの少なくとも一部と重なっていることが好ましい。
【０００９】
これにより、ダイアフラムと温度センサー素子の距離をより短くすることができ、温度センサーによって圧力センサーの温度（特に、ダイアフラムの温度）をより精度よく検知することができる。
【００１０】
［適用例３］
本適用例の物理量センサー装置では、前記物理量センサーは、前記ダイアフラムの前記受圧面とは反対の面側に圧力基準室を有することが好ましい。
これにより、受けた物理量（特に圧力）を精度よく検知することができる。
【００１１】
［適用例４］
本適用例の物理量センサー装置では、前記物理量センサーは、前記ダイアフラムの撓みに応じた信号を出力する信号出力部を有することが好ましい。
これにより、受けた物理量を信号として取り出すことができる。
【００１２】
［適用例５］
本適用例の物理量センサー装置では、前記信号出力部は、前記ダイアフラムに配置されるピエゾ抵抗素子を有することが好ましい。
これにより、信号出力部の構成が簡単となる。
【００１３】
［適用例６］
本適用例の物理量センサー装置では、前記ダイアフラムと前記温度センサー素子との間に配置される樹脂を有することが好ましい。
これにより、ダイアフラムを保護することができる。
【００１４】
［適用例７］
本適用例の物理量センサー装置では、前記樹脂は、ゲル状または液状であることが好ましい。
これにより、受けた物理量を効率的にダイアフラムに伝達することができる。
【００１５】
［適用例８］
本適用例の高度計は、上記適用例の物理量センサー装置を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い高度計が得られる。
【００１６】
［適用例９］
本適用例の電子機器は、上記適用例の物理量センサー装置を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１７】
［適用例１０］
本適用例の移動体は、上記適用例の物理量センサー装置を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量センサー装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す物理量センサー装置の平面図である。
【図３】図１に示す物理量センサー装置が有する物理量センサーを示す断面図である。
【図４】図３に示す物理量センサーが有する圧力センサー部を示す平面図である。
【図５】図４に示す圧力センサー部を含んだ回路を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る物理量センサー装置を示す平面図である。
【図７】本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図９】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】
【００１９】
以下、本発明の物理量センサー装置、高度計、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
１．物理量センサー装置
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサー装置の第１実施形態を示す断面図である。図２は、図１に示す物理量センサー装置の平面図である。図３は、図１に示す物理量センサー装置が有する物理量センサーを示す断面図である。図４は、図３に示す物理量センサーが有する圧力センサー部を示す平面図である。図５は、図４に示す圧力センサー部を含んだ回路を示す図である。なお、以下の説明では、図１、図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２１】
図１に示す圧力センサー装置（物理量センサー装置）１は、圧力センサー（物理量センサー）３と、圧力センサー３と電気的に接続され、温度センサー４１１を有しているＩＣチップ４と、圧力センサー３およびＩＣチップ４を収納するパッケージ２と、パッケージ２内で圧力センサー３およびＩＣチップ４を囲っている充填材１１と、を有している。以下、これら各部について順に説明する。
【００２２】
≪パッケージ≫
パッケージ２は、圧力センサー３を、その内部に形成された内部空間２８に収納するとともに、固定する機能を有するものである。
【００２３】
図１に示すように、パッケージ２は、ベース２１と、ハウジング２２と、可撓性配線基板２５と、を有し、ベース２１とハウジング２２とで可撓性配線基板２５を挟み込むようにして、これらを互いに接合して構成されている。ベース２１と可撓性配線基板２５との接合、および、ハウジング２２と可撓性配線基板２５との接合は、それぞれ、接着剤で構成される接着剤層２６を介して行われている。
【００２４】
ベース２１は、パッケージ２の底面を構成し、本実施形態では、全体形状が平板状をなし、その平面視形状は、正方形状となっている。ベース２１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パッケージ２を得ることができる。なお、ベース２１の平面視形状としては、その他、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。
【００２５】
ハウジング２２は、パッケージ２の蓋部を構成し、本実施形態では、全体形状が筒状をなしている。また、ハウジング２２は、その外径および内径が、下端から上端に向かってパッケージ高さの途中まで漸減する第１の部位と、この途中から上端に向かってほぼ一定となる第２の部位とを有している。ハウジング２２の構成材料としては、ベース２１の構成材料として挙げたのと同様のものを用いることができる。なお、ハウジング２２の形状としては、特に限定されない。
【００２６】
可撓性配線基板２５は、パッケージ２の厚さ方向において、ベース２１とハウジング２２との間に位置し、圧力センサー３およびＩＣチップ４をパッケージ２内で支持するとともに、圧力センサー３やＩＣチップ４からの電気信号をパッケージ２の外部に取り出す機能を有している。このような可撓性配線基板２５は、可撓性を有する基材２３と、基材２３の上面側に形成された配線２４とで構成される。
【００２７】
また、図２に示すように、基材２３は、略四角形の枠状をなし中心部に開口部２３３を有する枠部２３１と、枠部２３１の一辺において突出するように一体的に形成された帯状をなす帯体２３２と、で構成されている。基材２３の構成材料としては、可撓性を有するものであれば、特に限定されず、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。
【００２８】
配線２４は、導電性を有し、図２に示すように、枠部２３１と帯体２３２にかけて設けられ（引き回され）ている。このような配線２４は、圧力センサー３を支持する（吊り下げる）と共に、圧力センサー３とＩＣチップ４とを電気的に接続する４つの配線部２４１と、ＩＣチップ４を支持するとともに、ＩＣチップ４に電気的に接続される４つの配線部２４５と、を有している。
【００２９】
４つの配線部２４１は、それぞれ、圧力センサー３側の端部が端子２４１ａとなっており、ＩＣチップ４側の端部がフライングリード２４１ｂとなっている。４つの端子２４１ａは、枠部２３１の１つの辺２３１ａに沿って並んで配置されており、４つのフライングリード２４１ｂも、同じ辺２３１ａに沿って並んで配置されている。このように、端子２４１ａとフライングリード２４１ｂとを同じ辺２３１ａに沿って並べて配置することで、配線部２４１の長さを短くすることができ、ノイズの発生を低減することができる。
【００３０】
そして、４つの端子２４１ａは、それぞれ、ボンディングワイヤー（金属ワイヤー）１５を介して圧力センサー３と電気的に接続されている。また、このボンディングワイヤー１５によって、圧力センサー３が枠部２３１から離間して支持されている。一方、４つのフライングリード２４１ｂは、それぞれ、その先端側が開口部２３３内に突出するように設けられており、先端部において、導電性の固定部材１４を介して、ＩＣチップ４と電気的に接続されている。また、このフライングリード２４１ｂによって、ＩＣチップ４が枠部２３１から離間して支持されている。以上のような構成とすることで、４つの配線部２４１を介して圧力センサー３とＩＣチップ４とが電気的に接続される。
【００３１】
一方、４つの配線部２４５は、それぞれ、その基端側が帯体２３２に設けられ、先端側が枠部２３１に設けられている。また、４つの配線部２４５の先端部は、辺２３１ａと対向する辺２３１ｂに沿って配置されており、フライングリード２４５ｂとなっている。４つのフライングリード２４５ｂは、それぞれ、その先端側が開口部２３３内に突出するように設けられており、先端部において、固定部材１４を介して、ＩＣチップ４と電気的に接続されている。また、このフライングリード２４５ｂによって、ＩＣチップ４が枠部２３１から離間して支持されている。
【００３２】
このような構成のパッケージ２によれば、配線部２４５の端部に、例えば、後述する電子機器または移動体のマザーボード等を電気的に接続することで、圧力センサー３やＩＣチップ４からの電気信号をパッケージ２の外部に取り出すことができる。
【００３３】
なお、配線２４が有する配線部の数は、特に限定されず、圧力センサー３に設けられている接続端子７４３の数や、ＩＣチップ４に設けられている接続端子４２の数に合わせて適宜設定すればよい。また、配線２４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。
【００３４】
≪圧力センサー≫
図３に示すように、圧力センサー３は、基板５と、圧力センサー部６と、素子周囲構造体７と、空洞部８と、図示しない半導体回路と、を有している。以下、これら各部について順に説明する。
【００３５】
基板５は、板状をなし、ＳＯＩ基板（第１のＳｉ層５１１、ＳｉＯ２層５１２、第２のＳｉ層５１３がこの順で積層している基板）で構成された半導体基板５１上に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成された第１絶縁膜５２と、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）で構成された第２絶縁膜５３と、をこの順に積層することで構成されている。ただし、半導体基板５１としては、ＳＯＩ基板に限定されず、例えば、シリコン基板を用いることができる。
【００３６】
また、半導体基板５１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アフラム５４が設けられている。このダイアフラム５４は、半導体基板５１の下面に有底の凹部５５を設けることで形成され、その下面（凹部５５の底面）が受圧面５４１となっている。
【００３７】
このような半導体基板５１上およびその上方には図示しない半導体回路（回路）が作り込まれている。この半導体回路には、必要に応じて形成されたＭＯＳトランジスタ等の能動素子、キャパシタ、インダクタ、抵抗、ダイオードおよび配線等の回路要素が含まれている。
【００３８】
圧力センサー部（出力信号部）６は、図４に示すように、ダイアフラム５４に設けられている４つのピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４を有している。これら４つのピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４は、それぞれ、平面視で四角形をなすダイアフラム５４の各辺に対応して設けられている。
【００３９】
ピエゾ抵抗素子６１、６２は、ダイアフラム５４の外縁部に設けられているピエゾ抵抗部６１１、６２１と、ピエゾ抵抗部６１１、６２１の両端部に接続されている配線６１３、６２３と、を有している。一方、ピエゾ抵抗素子６３、６４は、ダイアフラム５４の外縁部に設けられている１対のピエゾ抵抗部６３１、６４１と、１対のピエゾ抵抗部６３１、６４１同士を接続している接続部６３２、６４２と、１対のピエゾ抵抗部６３１、６４１の他端部に連結されている配線６３３、６４３と、を有している。
【００４０】
ピエゾ抵抗部６１１、６２１、６３１、６４１は、それぞれ、例えば、半導体基板５１の第１のＳｉ層５１１にリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。また、配線６１３、６２３、６３３、６４３および接続部６３２、６４２は、それぞれ、例えば、第１のＳｉ層５１１に、ピエゾ抵抗部６１１、６２１、６３１、６４１よりも高濃度でリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。
【００４１】
また、ピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４は、自然状態における抵抗値が互いに等しくなるように構成されている。そして、これらのピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４は、配線６１３、６２３、６３３、６４３等を介して、互いに電気的に接続され、図５に示すように、ブリッジ回路６０（ホイートストンブリッジ回路）を構成し、半導体回路と接続されている。このブリッジ回路６０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６０は、ピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４の抵抗値に応じた信号（電圧）を出力する。
【００４２】
素子周囲構造体７は、空洞部８を画成するように形成されている。この素子周囲構造体７は、図３に示すように、層間絶縁膜７１と、層間絶縁膜７１上に形成された配線層７２と、配線層７２および層間絶縁膜７１上に形成された層間絶縁膜７３と、層間絶縁膜７３上に形成された配線層７４と、配線層７４および層間絶縁膜７３上に形成された表面保護膜７５と、封止層７６とを有している。配線層７４は、空洞部８の内外を連通する複数の細孔７４２を備えた被覆層７４１を有しており、被覆層７４１上に配置されている封止層７６が細孔７４２を封止している。なお、配線層７２、７４は、空洞部８を囲むように形成されている配線層と、半導体回路の配線を構成する配線層と、を含んでいる。半導体回路は、配線層７２、７４によって圧力センサー３の上面に引き出され、配線層７４の一部が接続端子７４３となっている。そして、この接続端子７４３が、ボンディングワイヤー１５を介して端子２４１ａと電気的に接続されている。
【００４３】
層間絶縁膜７１、７３としては、特に限定されないが、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の絶縁膜を用いることができる。また、配線層７２、７４としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム膜等の金属膜を用いることができる。また、封止層７６としては、特に限定されないが、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属膜を用いることができる。また、表面保護膜７５としは、特に限定されないが、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、エポキシ樹脂膜など、素子を水分、ゴミ、傷などから保護するための耐性を有するものを用いることができる。
【００４４】
基板５と素子周囲構造体７とで画成された空洞部８は、密閉された空間であり、圧力センサー３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。このような空洞部８は、ダイアフラム５４の受圧面５４１とは反対側に位置し、また、ダイアフラム５４と重なるように配置されている。そして、ダイアフラム５４が空洞部８を画成する壁部の一部を構成している。また、空洞部８は、真空状態（例えば１０Ｐａ以下）となっている。これにより、圧力センサー３を、真空状態を基準として圧力を検出する所謂「絶対圧センサー素子」として用いることができる。ただし、空洞部８は、真空状態でなくてもよく、例えば、大気圧状態であってもよいし、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。
【００４５】
≪ＩＣチップ≫
図１および図２に示すように、ＩＣチップ４には半導体回路４１が設けられている。この半導体回路４１は、少なくとも、圧力センサー３（特にダイアフラム５４上のピエゾ抵抗素子６１〜６４）の温度を検知するための温度センサー４１１を有している。また、半導体回路４１は、その他、必要に応じて、ＭＯＳトランジスタ等の能動素子、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線等の回路要素を含んでいる。このような半導体回路４１は、その上面（圧力センサー３側の面）に配置されている接続端子４２を介してフライングリード２４１ｂ、２４５ｂと電気的に接続されている。
【００４６】
ここで、ＩＣチップ４内の半導体回路４１および圧力センサー３内の前記半導体回路には、例えば、ブリッジ回路６０に電圧を供給するための駆動回路や、ブリッジ回路６０からの出力を温度センサー４１１で検知した温度に基づいて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が含まれている。なお、駆動回路、温度補償回路、出力回路等の配置は特に限定されず、例えば、圧力センサー３内の半導体回路に駆動回路が形成され、ＩＣチップ４内の半導体回路４１に温度補償回路および出力回路が形成されていてもよい。
【００４７】
また、温度センサー４１１は、ピエゾ抵抗素子（温度センサー素子）４１１ａを有している。ピエゾ抵抗素子４１１ａは、温度によって抵抗値が変化する性質を有しているため、温度センサー４１１は、ピエゾ抵抗素子４１１ａの抵抗値の変化に基づいて周囲の温度（すなわち、ダイアフラム５４上のピエゾ抵抗素子６１〜６４の温度）を検知することができる。
【００４８】
ここで、ピエゾ抵抗素子４１１ａの配置としては、特に限定されないが、図１に示すように、平面視で、少なくとも一部がダイアフラム５４と重なるように配置されていることが好ましい。これにより、ピエゾ抵抗素子４１１ａをダイアフラム５４により近づけることができ、温度センサー４１１による圧力センサー３の温度検知をより正確に行うことができる。なお、温度センサー４１１の構成としては、圧力センサー３の温度を検知することができれば、本実施形態に限定されない。
【００４９】
以上、圧力センサー３およびＩＣチップ４について説明した。圧力センサー３は、ボンディングワイヤー１５を介して配線部２４１の端子２４１ａに接合されており、これにより、圧力センサー３が枠部２３１に支持されると共に、各接続端子７４３が配線部２４１に電気的に接続されている。また、圧力センサー３は、ダイアフラム５４の受圧面５４１を下側（パッケージ２の開口とは反対側）に向けて配置されている。一方、ＩＣチップ４は、導電性を有する固定部材１４を介して配線部２４１、２４５に接合されており、これにより、ＩＣチップ４が枠部２３１に支持されると共に、各接続端子４２が配線部２４１、２４５に電気的に接続されている。これにより、配線部２４１を介して圧力センサー３とＩＣチップ４とが電気的に接続されるとともに、配線部２４５によってＩＣチップ４から外部へ出力することができる。固定部材１４としては、それぞれ、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、半田等の金属ろう材、金バンプ等の金属バンプ、導電性接着剤等を用いることができる。
【００５０】
このようにして固定された圧力センサー３およびＩＣチップ４は、図１に示すように、ボンディングワイヤー１５およびフライングリード２４１ｂ、２４５ｂと、充填材１１とによって、パッケージ２の内部空間２８内で浮いた状態（内壁と接触していない状態）となっている。これにより、振動等がパッケージ２を介して圧力センサー３やＩＣチップ４に伝わり難くなるため、圧力センサー装置１による圧力検出精度の低下を抑制することができる。また、本実施形態では、ＩＣチップ４の少なくとも一部が圧力センサー３と平面視で重なるように配置（上下に重なって配置）されているため、圧力センサー装置１の横への広がりが抑えられ、圧力センサー装置１の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、図１に示すように、ダイアフラム５４の受圧面５４１を下側に向けて圧力センサー３が配置され、圧力センサー３の下側、すなわち、受圧面５４１側にＩＣチップ４が配置されている。このように、ＩＣチップ４を受圧面５４１側に（受圧面５４１と対向するように）設けることで、温度センサー４１１によって、ダイアフラム５４上のピエゾ抵抗素子６１〜６４の温度をより精度よく検知することができる。具体的には、仮に、ＩＣチップ４が、本実施形態と反対側（すなわち受圧面５４１と反対側）に配置されている場合には、温度センサー４１１とピエゾ抵抗素子６１〜６４との間に空洞部８が介在することとなる。前述したように空洞部８は、真空状態であるため、熱伝達率が非常に低い。そのため、ピエゾ抵抗素子６１〜６４の温度が温度センサー４１１まで伝わり難く、ピエゾ抵抗素子６１〜６４の温度を精度よく検知することができない。これに対して、本実施形態では、ピエゾ抵抗素子６１〜６４と温度センサー４１１（ピエゾ抵抗素子４１１ａ）との間に空洞部８が介在しないため、ピエゾ抵抗素子６１〜６４の熱が効率的に温度センサー４１１に伝達される。よって、本実施形態によれば、温度センサー４１１によって、ピエゾ抵抗素子６１〜６４の温度をより精度よく検知することができる。
【００５２】
特に、本実施形態では、図１に示すように、温度センサー４１１のピエゾ抵抗素子４１１ａの少なくとも一部が平面視にてダイアフラム５４と重なるように配置されているため、温度センサー４１１とピエゾ抵抗素子６１〜６４との離間距離をより短くすることができる。よって、上記効果がより向上する。
【００５３】
≪充填材≫
図１に示すように、充填材（樹脂）１１は、パッケージ２内に形成された内部空間２８内に充填され、これにより、内部空間２８内に収納された圧力センサー３およびＩＣチップ４を覆っている。この充填材１１により、圧力センサー３およびＩＣチップ４を保護（防塵および防水）するとともに、圧力センサー装置１に作用した外部応力を低減させることができる。なお、圧力センサー装置１に加わった圧力は、ハウジング２２の開口および充填材１１を介して、圧力センサー３の受圧面５４１に作用する。
【００５４】
このような充填材１１は、圧力センサー３、ＩＣチップ４、およびパッケージ２よりも軟らかい特性を有する物質であればよく、例えば、液状またはゲル状をなしており、具体的な一例としては、シリコーンオイル、フッ素系オイル、シリコーンゲル等を用いることができる。言い換えれば、充填材１１は、圧力センサー３およびＩＣチップ４よりもヤング率の小さい物質とすることができる。また、充填材１１の粘度としては、特に限定されないが、例えば、針入度が５０以上、２５０以下の範囲内であることが好ましく、１５０以上、２５０以下の範囲内であることがより好ましい。これにより、充填材１１を十分に柔らかくすることができ、圧力センサー装置１に加わった圧力が受圧面５４１に効率的に作用する。
【００５５】
なお、温度センサー４１１による温度検出をより精度よく行うために、充填材１１（特に圧力センサー３とＩＣチップ４の間に位置する部分）に、熱伝導性フィラーを分散してもよい。これにより、充填材１１の熱伝導率を高めることができ、温度センサー４１１による温度検出をより精度よく行うことができる。熱伝導性フィラーとしては、例えば、金属粉末、グラファイト、カーボンブラック等の導電性を有するものや、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナ等の絶縁性を有するものを用いることができる。なお、充填材１１の絶縁性を確保するために、熱伝導性フィラーとしては、絶縁性を有するものを用いることが好ましい。
以上、圧力センサー装置１の構成について説明した。
【００５６】
このような圧力センサー装置１は、ダイアフラム５４の受圧面５４１が受ける圧力に応じてダイアフラム５４が撓み変形し、これにより、ピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４が歪み、その撓み量に応じてピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４の抵抗値が変化する。それに伴って、ブリッジ回路６０の出力が変化する。ここで、ピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４は、自身の撓みのほかにも、自身の温度（環境温度）によっても抵抗値が変化する性質を有している。そのため、ブリッジ回路６０の出力の変化は、ピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４の撓みとピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４の温度とに起因したものとなる。そこで、半導体回路４１は、温度センサー４１１によって検知されたピエゾ抵抗素子６１、６２、６３、６４の温度に基づいて、ブリッジ回路６０から得られる信号を補正し、補正後の信号に基づいて、受圧面５４１で受けた圧力の大きさを求め、その情報を出力する。
【００５７】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサー装置を示す平面図である。
【００５８】
以下、物理量センサー装置の第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。
【００５９】
第２実施形態は、圧力センサーとＩＣチップの配置や接続方法が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００６０】
図６に示すように、本実施形態の圧力センサー装置１では、各配線部２４１の両端が枠部２３１上に位置している。すなわち、前述した第１実施形態ように一端がフライングリードとなっていない。また、平面視で、圧力センサー３は、その全域がＩＣチップ４と重なるように配置されている。言い換えると、平面視で、圧力センサー３の全域がＩＣチップ４に内包されている。また、ＩＣチップ４は、ボンディングワイヤー（金属ワイヤー）１６を介して配線部２４１、２４５に接続され、支持されている。このような構成の圧力センサー装置１は、圧力センサー３の全域がＩＣチップ４と重なっている分、前述した第１実施形態と比較して、小型化を図ることができる。
【００６１】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６２】
２．高度計
次に、本発明の物理量センサー装置を備える高度計の一例について説明する。
【００６３】
図７は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
図７に示すように、高度計２００は、腕時計のように手首に装着することができる。また、高度計２００の内部には、圧力センサー装置１が搭載されており、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。
【００６４】
なお、この表示部２０１には、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。
【００６５】
３．電子機器
次に、本発明の物理量センサー装置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。
【００６６】
図８は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
図８に示すように、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、圧力センサー装置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。
【００６７】
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。高度情報を得ることにより、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装置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。
【００６８】
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。
【００６９】
なお、本発明の物理量センサー装置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。
【００７０】
４．移動体
次いで、本発明の物理量センサー装置を備える移動体について説明する。
【００７１】
図９は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
図９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（圧力センサー装置１）が内蔵されている。
【００７２】
以上、本発明の物理量センサー装置、高度計、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。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００７３】
また、前述した実施形態では、圧力センサーが有する圧力センサー部としてピエゾ抵抗素子を用いたものについて説明したが、圧力センサー部としては、これに限定されず、例えば、フラップ型の振動子を用いた構成や、櫛歯電極等の他のＭＥＭＳ振動子や、水晶振動子等の振動素子を用いることもできる。
【符号の説明】
【００７４】
１……圧力センサー装置
１１……充填材
１４……固定部材
１５、１６……ボンディングワイヤー
２……パッケージ
２１……ベース
２２……ハウジング
２３……基材
２３１……枠部
２３１ａ、２３１ｂ……辺
２３２……帯体
２３３……開口部
２４……配線
２４１……配線部
２４１ａ……端子
２４１ｂ……フライングリード
２４５……配線部
２４５ｂ……フライングリード
２５……可撓性配線基板
２６……接着剤層
２８……内部空間
３……圧力センサー
４……ＩＣチップ
４１……半導体回路
４１１……温度センサー
４１１ａ……ピエゾ抵抗素子
４２……接続端子
５……基板
５１……半導体基板
５１１……第１のＳｉ層
５１２……ＳｉＯ２層
５１３……第２のＳｉ層
５２……第１絶縁膜
５３……第２絶縁膜
５４……ダイアフラム
５４１……受圧面
５５……凹部
６……圧力センサー部
６０……ブリッジ回路
６１、６２、６３、６４……ピエゾ抵抗素子
６１１、６２１、６３１、６４１……ピエゾ抵抗部
６１３、６２３、６３２、６３３、６４２、６４３……配線
７……素子周囲構造体
７１、７３……層間絶縁膜
７２、７４……配線層
７４１……被覆層
７４２……細孔
７４３……接続端子
７５……表面保護膜
７６……封止層
８……空洞部
２００……高度計
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
【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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