压力传感器的制作方法

1.本发明涉及基于膜的变形来检测压力的压力传感器。


背景技术：

2.已知有一种利用压阻效应(也称为piezoresistive effect)，通过电阻变化来检测膜(也称为膜片)的应变的压力传感器。在这样的压力传感器中，通过设置在膜上的电阻体的电阻变化来检测膜的变形引起的应变。
3.为了提高这样的压力传感器的可靠性等，例如在下述的专利文献1中，提出将多个压力检测部层叠配置。
4.然而，在将多个检测部层叠配置的现有的压力传感器中，将检测部形成于刚体板的表面，层叠该刚体板而构成压力传感器，不考虑从膜表面至检测部的距离，在检测精度上存在问题。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2018-40726号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的问题
9.本发明鉴于这样的实际情况而做出的，其目的在于，提供一种在层叠方向上具有多个检测部而且检测精度提高的压力传感器。
10.用于解决问题的技术方案
11.本发明人等，对在层叠方向上具有多个检测部而且检测精度提高的压力传感器进行深入探讨，作为结果发现：通过缩短从膜的表面至第二测量层(gauge layer)的检测部的距离而检测精度提高，直至完成本发明。
12.即，本发明提供一种压力传感器具有：
13.膜，其形成与压力对应的变形；
14.第一测量层，其形成在所述膜上；
15.中间绝缘层，其形成在所述第一测量层之上；以及
16.第二测量层，其形成在所述中间绝缘层之上，
17.所述第一测量层及所述第二测量层分别包括检测所述膜的变形的第一检测部及第二检测部，
18.从所述膜的表面至所述第二检测部的距离在30μm以内。
19.根据本发明人等的实验判明，如果从膜的表面至第二检测部的距离在30μm以内，则从膜的表面至第一检测部的距离也在30μm以内，由这些检测部检测的应力(应变)成为大致同等。其结果，由第一及第二检测部双方检测的检测信号的输出成为大致同等。因此，例如通过比较并监测由第一检测部检测的第一检测信号和由所述第二检测部检测的第二检
测信号，能够容易地检测一个检测部的故障，并且能够实现检测精度的提高。
20.另外，在本发明的压力传感器中，通过溅射或蒸镀等薄膜形成法，能够容易地较薄地形成第一测量层、中间绝缘层以及第二测量层，因此，能够实现压力传感器的小型化和低成本化。
21.优选为，所述第一测量层、所述中间绝缘层以及所述第二测量层的各层的厚度分别为10μm以下。通过设定为这样的厚度关系，变得容易将从膜的表面至第二检测部的距离设定为30μm以内。
22.在膜由金属等导电性构成的情况下，优选为，在所述膜和所述第一测量层之间形成有厚度为10μm以下的基底绝缘层。通过形成基底绝缘层，确保第一测量层和膜的绝缘性，并且由第一测量层的第一检测部的检测精度提高。
23.覆盖并连接所述第一测量层的一部分和所述第二测量层的一部分的电极层也可以形成在所述膜之上，所述电极层的厚度优选为10μm以下。通过形成这样构成的电极层，能够将用于从各测量层个别地取出的配线的至少一部分共用化，并且能够将取出配线简化。
24.也可以为，从所述膜的法线方向观察，所述第一测量层的图案配置和所述第二测量层的图案配置实质上相同。通过这样构成，第一定位部的第一检测部的位置和第二定位部的第二检测部的位置成为大致相同的位置，在大致相同的位置检测由施加至膜的压力而引起的应力，并且检测信号的精度进一步提高。
25.或者，也可以为，从述膜的法线方向观察，所述第一测量层的图案配置和所述第二测量层的图案配置在旋转方向上错位。通过这样配置，容易使来自各测量层的检测信号的取出电极部的位置偏移。
26.也可以为，本发明的压力传感器还具有：比较单元，其比较并监测由所述第一检测部检测的第一检测信号和由所述第二检测部检测的第二检测信号。通过使用比较单元来比较第一检测信号和第二检测信号，能够容易地检测一个检测部的故障，并且能够实现检测精度的提高。
27.或者，还可以为，本发明的压力传感器还还具有：切换单元，其切换并输出由所述第一检测部检测的第一检测信号和由所述第二检测部检测的第二检测信号。通过这样构成，例如在一个测量层的检测部发生故障的情况下，切换到另一个测量层的检测部，从而压力传感器的耐久性及冗余性提高。
28.另外，也可以为，在所述第二测量层之上，经由另外的中间绝缘层，层叠有其他的测量层。通过这样构成，压力传感器的耐久性及冗余性进一步提高。优选为，从所述膜的表面至所述其他的测量层的检测部的距离在50μm以内。如果到检测部的距离在规定距离的范围内，则由检测部检测的应力(应变)与由第一检测部及第二检测部检测的应力(应变)没有显著的差别，并且能够以较高精度进行检测。
附图说明
29.图1是本发明的一实施方式的压力传感器的概略截面图。
30.图2a是图1的ii所示的部分的放大截面图。
31.图2b是本发明的另一实施方式的与图2a对应的部分的放大截面图。
32.图2c是本发明的又一实施方式的与图2a对应的部分的放大截面图。
33.图3是示出沿着图2a所示的iii－iii线的第一测量层的图案排列的概略图。
34.图4a是示出沿着图2a所示的iv－iv线的第二测量层的图案排列的概略图。
35.图4b是示出本发明的另一实施方式的第二测量层的图案排列的概略图。
36.图5是示出根据本发明人等的实验的、距膜表面的距离(位置)和应力的关系的图表。
37.图6是示出本发明的一实施方式的压力传感器的使用例的电路图。
38.图7是示出本发明的另一实施方式的压力传感器的使用例的电路图。
具体实施方式
39.以下，基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。
40.第一实施方式
41.如图1所示，压力传感器10具有产生与压力对应的变形的膜22。在本实施方式中，膜22由形成于中空筒状的心柱(steam)20的一端的端壁构成。心柱20的另一端为中空部的开放端，与连接构件12的流路12b连通，导入流路12b的流体被从心柱20的中空部引导至膜22的内表面22a，并将流体压力作用于膜22。心柱20例如由不锈钢等金属构成。
42.在心柱20的开放端的周围，凸缘部21以从心柱20的轴芯向外方突出的方式形成，凸缘部21夹在连接构件12和按压构件14之间，通往膜22的内表面的流路12b被密封。连接构件12具有：将压力传感器10相对于封入有成为测定对象的流体的压力室等固定的螺纹槽12a。通过经由螺纹槽12a将压力传感器10固定于压力室等，从而形成于连接构件12的内部的流路12b相对于成为测定对象的流体存在于内部的压力室的内部气密地连通。
43.在按压构件14的上表面，在心柱20的周围安装有电路基板16。在电路基板16内置有例如图6所示的比较器(比较单元)80、82、84、图7所示的切换开关(切换单元)90、或者用于输出检测信号的电路等。
44.如图1所示，在膜22的外表面22b形成有层叠型传感器主体18。层叠型传感器主体18和电路基板16通过中间配线(例如焊线wire bonding)72连接。
45.接着，对层叠型传感器主体18进行说明。如图2a所示，层叠型传感器主体18具有：与膜22的外表面22b贴紧并成膜的基底绝缘层30、和在基底绝缘层30之上成膜的规定图案的第一测量层(gauge layer)40。
46.基底绝缘层30以覆盖膜22的外表面22b的大致整体的方式形成，由例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等构成。基底绝缘层30的厚度优选为10μm以下，进一步优选为1～5μm。基底绝缘层30能够通过例如cvd等蒸镀法形成于膜22的外表面22b。此外，在膜22的外表面22b具有绝缘性的情况下，也可以不形成基底绝缘层30，而在膜22的外表面22b直接形成第一测量层40。
47.在本实施方式中，层叠型传感器主体18还具有：在第一测量层40之上成膜的规定图案的中间绝缘层50、和在中间绝缘层50之上成膜的规定图案的第二测量层60。
48.如图3所示，第一测量层40具有第一检测部42。第一检测部42具有第一～第四电阻体r1～r4，这些第一～第四电阻体r1～r4以通过第一配线层44构成惠斯通电桥电路的方式连接。在图6或图7中示出由通过第一～第四电阻体r1～r4形成的惠斯通电桥电路构成的第一检测部42的电路图。
49.如图3所示，在第一电阻体r1和第二电阻体r2之间、第二电阻体r2和第三电阻体r3之间、第三电阻体r3和第四电阻体r4之间、第四电阻体r4和第一电阻体r1之间的第一配线层44，分别形成有第一电极层46a～46d。
50.第一～第四电阻体r1～r4、配线层44以及第一电极层46a～46d全部能够通过对相同材质的导电层进行图案加工来形成，它们构成第一测量层40。第一测量层40例如能够由ni-cr合金、氧化铬、氮化铬等构成。第一测量层40的厚度优选为10μm以下，进一步优选为0.1～1μm。第一测量层40能够通过溅射等薄膜法形成。
51.第一～第四电阻体r1～r4例如通过将导体层图案化为曲折形状而形成，第一配线层44通过将导体层图案化为直线或曲线状而形成，第一电极层46a～46d通过以比第一配线层44宽的方式将导体层图案化而获得。
52.第一～第四电阻体r1～r4，以安装于图2a所示的膜22由于流体压力而变形并应变的位置，并且电阻值根据其应变量而变化的方式构成。此外，电极层46a～46d没有必要一定安装于膜22应变的位置。
53.如图2a所示，在第一测量层40之上形成的中间绝缘层50由与基底绝缘层30同样的材质构成，但没有必要一定由相同材质构成。例如通过由氧化硅构成基底绝缘层30，由氮化硅构成中间绝缘层50，存在以下倾向：分别地，氧化硅具有压缩方向的应力，氮化硅具有拉伸应力，因此，通过设为这样的结构，存在能够消除各层的应力并减少膜的剥离等不良等优点。中间绝缘层50能够通过与基底绝缘层30同样的方法成膜。
54.中间绝缘层50优选进行图案加工。其原因在于，需要使第一测量层40的表面的一部分露出。例如，构成图3所示的第一测量层40的第一检测部42的电阻体r1～r4优选为被图2a所示的中间绝缘层50全部覆盖，但图3所示的第一电极层46a～46d中的至少一部分优选为不被中间绝缘层50覆盖。其原因在于，在图3所示的第一电极层46a～46d中的至少一部分，经由图2a所示的取出电极层70而连接有中间配线层72。
55.中间绝缘层50的厚度优选为10μm以下，进一步优选为1～5μm。中间绝缘层50的厚度也可以与基底绝缘层30的厚度相同，也可以不同。例如，也可以使中间绝缘层50的厚度比基底绝缘层30厚度薄。通过使厚度不同，确保至少任一个绝缘层的绝缘，并且冗余性提高。
56.在中间绝缘层50之上形成有第二测量层60。在本实施方式中，如图4a所示，第二测量层60具有第二检测部62。第二检测部62与第一检测部42同样地具有第一～第四电阻体r11～r14，这些第一～第四电阻体r11～r14以通过第二配线层64构成惠斯通电桥电路的方式连接。在图6或图7中示出由通过第一～第四电阻体r11～r14形成的惠斯通电桥电路构成的第二检测部62的电路图。
57.如图4a所示，在第一电阻体r11和第二电阻体r12之间、第二电阻体r12和第三电阻体r13之间、第三电阻体r13和第四电阻体r14之间、第四电阻体r14和第一电阻体r11之间的第二配线层64，分别形成有第二电极层66a～66d。
58.第一～第四电阻体r11～r14、配线层64以及第二电极层66a～66d全部能够通过对相同材质的导电层进行图案加工来形成，它们构成第二测量层60。第二测量层60例如由与第一测量层40同样的材质构成，但没有必要一定是相同的材质。通过使第二测量层60和第一测量层40的材质相同，存在容易形成大致相同的特性的检测部并且制造变得容易的优点，通过使第二测量层60和第一测量层40的材质不同，存在冗余性提高的优点。
59.第二测量层60的厚度优选为10μm以下，进一步优选为0.1～1μm。第二测量层60的厚度优选为与第一测量层40的厚度同样，但也可以不同。通过使第二测量层60和第一测量层40的厚度相同，存在容易形成大致相同的特性的检测部的优点，通过使第二测量层60和第一测量层40的厚度不同，存在冗余性提高的优点。
60.第二测量层60能够由与第一测量层40同样的薄膜法形成，但也可以不一定为相同的制法。通过使第二测量层60和第一测量层40的制法相同，存在容易形成大致相同特性的检测部并且制造变得容易的优点，通过使第二测量层60和第一测量层40的制法不同，存在冗余性提高的优点。
61.第一～第四电阻体r11～r14例如通过将导体层图案化为曲折形状而形成，第二配线层64通过将导体层图案化为直线或曲线状而形成，第二电极层66a～66d通过以比第二配线层64宽的方式将导体层图案化而获得。
62.第一～第四电阻体r11～r14以安装于图2a所示的膜22由于流体压力而变形并应变的位置，并且电阻值根据其应变量而变化的方式构成。此外，电极层66a～66d没有必要一定安装于膜22应变的位置。
63.在本实施方式中，如图3及图4a所示，从图2a所示的膜22的法线方向(与图3及图4a的纸面垂直的方向)观察，第一检测部40的第一电阻体r1和第二检测部60的第一电阻体r11配置于大致相同的位置。另外，从图2a所示的膜22的法线方向观察，第一检测部40的第二电阻体r2和第二检测部60的第二电阻体r12配置于大致相同的位置。
64.而且，从图2a所示的膜22的法线方向观察，第一检测部40的第三电阻体r3和第二检测部60的第三电阻体r13配置于大致相同的位置。此外，从图2a所示的膜22的法线方向观察，第一检测部40的第四电阻体r4和第二检测部60的第四电阻体r14配置于大致相同的位置。
65.此外，在本实施方式中，大致相同的位置是指实质上相同的位置，也可以不一定为完全相同的位置，位于比处于由配线层44或64连接的相邻位置的电阻体更近的位置即可。例如，电阻体r4和r14处于比相邻位置的电阻体r1、r11、r3、r13更近的位置，能够称为实质上相同的位置。
66.在本实施方式中，如图2a所示，覆盖并连接第一测量层40的一部分和第二测量层60的一部分的取出电极层70形成在膜22之上。在取出电极层70连接有中间配线72。
67.取出电极层70由含有例如au、pt、w、al、ni内的至少一种的金属(包括合金)构成，也可以通过溅射等薄膜法形成，由于没有必要为比测量层40、60更薄地成膜，因此，也可以通过镀敷法等形成。取出电极层70的厚度优选为0.1～4μm
68.此外，在第一电极层46a～46d和取出电极层70之间也可以介设有贴紧层。作为贴紧层，可例示例如含有ti、cr、ni、mo中的至少一种的金属层等。贴紧层的厚度与电极层70的厚度相比也可以足够薄。另外，也可以不使用取出电极层70而配线层72与图3所示的第一电极层46a～46d直接连接。
69.如图6所示，在本实施方式中，第一检测部42的电阻体r1～r4以构成惠斯通电桥电路的方式连接，第二检测部62的电阻体r11～r14也同样地以构成惠斯通电桥电路的方式连接。第一检测部42的电阻体r1和电阻体r2之间与电源线vdd连接，第二检测部62的电阻体r11和电阻体r12之间也与电源线vdd连接。
70.第一检测部42的电阻体r2和电阻体r3与接地gnd连接，第二检测部62的电阻体r12和电阻体r13之间也与接地gnd连接。另外，第一检测部42的电阻体r1和电阻体r2之间与作为比较单元的第一比较器80的一个输入端连接，第一检测部42的电阻体r3和电阻体r4之间与第一比较器80的另一个输入端连接。
71.同样地，第二检测部62的电阻体r11和电阻体r12之间与作为比较单元的第二比较器82的一个输入端连接，第二检测部62的电阻体r13和电阻体r14之间与第二比较器82的另一个输入端连接。第一比较器80的输出端和第二比较器82的输出端与作为比较单元的第三比较器84的两个输入端分别连接。第三比较器84的输出端与省略图示的、作为压力检测单元的控制装置等连接。
72.如图3所示，在第一检测部42的电阻体r2和电阻体r3之间经由配线层44连接有电极层46b。另外，如图4a所示，在第二检测部62的电阻体r12和电阻体r13之间经由配线层64连接有电极层66b。如图6所示，第一检测部42的电阻体r2和电阻体r3之间与接地gnd连接，第二检测部62的电阻体r12和电阻体r13之间也与接地gnd连接。因此，第一测量层40的电极层46b和第二测量层60的电极层66b也可以通过例如图2a所示的取出电极层70直接连接，并由通过单一的中间配线72与图1所示的电路基板16的接地gnd连接。
73.另外，同样地，如图3所示，在第一检测部42的电阻体r1和电阻体r4之间经由配线层44连接有电极层46d。另外，如图4a所示，在第二检测部62的电阻体r11和电阻体r14之间经由配线层64连接有电极层66d。如图6所示，第一检测部42的电阻体r1和电阻体r4之间与电源线vdd连接，第二检测部62的电阻体r11和电阻体r14之间也与电源线vdd连接。因此，第一测量层40的电极层46d和第二测量层60的电极层66d也可以通过例如图2a所示的取出电极层70直接连接，并通过单一的中间配线72与图1所示的电路基板16的电源线vdd连接。
74.图3及图4a所示的其他电极层46a、46c、66a、66c与图1所示的彼此分开的中间配线72连接，并与电路基板16中具备的、图6所示的比较器80、82的输入端连接。
75.接着，对图1所示的压力传感器10的制造方法进行说明。首先，准备心柱20。心柱20例如由sus316等不锈钢构成。接着，如图2a所示，在心柱20的膜22的外表面22b形成层叠型传感器主体18。
76.为了形成层叠型传感器主体18，首先，在膜22的外表面22b，以覆盖膜22的方式，以规定厚度通过cvd或溅射等薄膜法形成基底绝缘层30。作为基底绝缘层30，可例示氧化硅膜或氮化硅膜等。
77.接着，在基底绝缘层30的表面以规定图案形成第一测量层40。第一测量层40包括：成为压力检测部(第一检测部42)的、图3所示的电阻体r1～r4、第一配线层44以及第一电极层46a～46d。在本实施方式中，电阻体r1～r4、第一配线层44以及第一电极层46a～46d由ni-cr合金膜等构成，也可以是单一膜，也可以是多层膜，其总厚度为10μm以下。
78.第一测量层40通过例如蒸镀或溅射等薄膜法形成。第一测量层40以分别成为电阻体r1～r4、第一配线层44以及第一电极层46a～46d的方式图案化。使用光刻作为用于图案化的方法。具体而言，使用剥离(peel off)、铣削(milling)、蚀刻(etching)等方法。
79.接着，在图案化的第一测量层40之上形成中间绝缘层50。中间绝缘层50以规定厚度通过cvd或溅射等薄膜法形成。作为中间绝缘层50，也可以使用与构成基底绝缘层30的材质同样的材质，但没有必要为一定相同。
80.接着，在中间绝缘层50之上以规定图案形成第二测量层60。第二测量层60包括：成为压力检测部(第二检测部62)的、图4a所示的电阻体r11～r14、第二配线层64、以及第二电极层66a～66d。第二测量层60的材质及形成方法与第一测量层40的材质及形成方法同样，但没有必要一定采用相同的材质及形成方法。
81.在中间绝缘层50之上，在以规定图案形成第二测量层60之前或在其之后，为了使形成于第一测量层40的电极层46a～46d中的至少一部分露出等，而图案化中间绝缘层50。作为用于图案化的方法，与基底绝缘层30同样，但没有必要一定相同。
82.如图2a所示，在第一测量层40的一部分露出的状态下，在规定图案的第二测量层60之上形成有取出电极层70，取出电极层70也可以将第一测量层40的一部分和第二测量层60的一部分连接，或者也可以仅形成于第一测量层40的一部分。
83.取出电极层70也可以通过例如溅射等薄膜法形成，但由于没有必要比测量层40、60更薄地形成，因此，也可以通过镀敷法等形成。
84.由此形成的层叠型传感器主体18的表面除中间配线72之外，也可以被保护层覆盖。作为保护层，也可以是通过例如薄膜法形成的绝缘层，也可以是树脂覆膜等。
85.在本实施方式的压力传感器10中，如图2a所示，基底绝缘层30、第一测量层40及中间绝缘层50中的各个的厚度为10μm以下。因此，能够将从膜22的外表面22b至第二测量层60的第二检测部62的距离(膜22的法线方向)设为30μm以下。另外，从膜22的外表面22b至第一测量层42的第一检测部42的距离也为10μm以内，且在30μm以下。
86.根据示出本发明人等的实验的图5，如果从膜22的表面(外表面22b)朝向外侧，法线方向的距离为30μm(0.03mm)以下，则作用于形成于膜22的表面的层叠膜的应力几乎不变。即，由图3所示的第一测量层40的第一检测部42检测的应力(应变)和由图4a所示的第二测量层60的第二检测部62检测的应力(应变)几乎一致。
87.其结果，由第一检测部42及第二检测部62检测的检测信号的输出大致同等。因此，例如在图6所示的、作为比较单元的比较器84中，能够比较并监测由第一检测部42检测的第一检测信号和由第二检测部62检测的第二检测信号。例如，在由比较器84检测的输入信号的差异大到规定值以上的情况下，能够容易地检测一个检测部42或62的故障，并且能够实现检测精度的提高。
88.而且，在本实施方式的压力传感器10中，由于能够通过溅射或蒸镀等薄膜形成法容易地较薄地形成第一测量层40、中间绝缘层50以及第二测量层60，因此，实现压力传感器10的小型化和低成本化变得容易。
89.而且，在本实施方式中，在由金属等导电性材料构成的膜22和第一测量层40之间形成有厚度为10μm以下的基底绝缘层30。通过形成基底绝缘层30，确保了第一测量层40和膜22的绝缘性，并且第一测量层40的第一检测部42的检测精度提高。
90.而且，在本实施方式中，如图2a所示，优选为，通过形成厚度为10μm以下的取出电极层70，能够将用于从各测量层40、60个别地取出的配线的至少一部分共用化，并且能够将取出配线72简化。
91.另外，在本实施方式中，从膜22的法线方向观察，图3所示的第一测量层40的第一检测部42的图案配置和图4a所示的第二测量层60的第二检测部62的图案配置实质上相同。通过这样构成，各电阻体r1～r4或r11～r14在大致相同的位置检测由施加至膜22的压力而
引起的应力，检测信号的精度进一步提高。
92.此外，在上述的实施方式中，从膜22的法线方向观察，图3所示的第一测量层40的第一检测部42的图案配置(电阻体r1～r4的配置)和图4a所示的第二测量层60的第二检测部62的图案配置(电阻体r11～r14的配置)稍微错开配置。
93.然而，在本实施方式中，也可以使图3所示的第一测量层40的第一检测部42的图案配置和第二测量层60的第二检测部62的配置大致完全一致。即，也可以，以与图3所示的第一测量层40的第一检测部42的图案配置相同的配置来形成第二测量层的第二检测部。但是，在该情况下，优选为，使第一电极层46a～46d的配置图案和第二电极层66a～66d的配置图案错位。其目的在于，能够在各电极层46a～46d及66a～66d连接取出电极70或中间配线72。
94.第二实施方式
95.如图2b所示，在本实施方式的压力传感器10a中，仅层叠型传感器主体18a的结构及作用与第一实施方式不同，其他结构及作用与第一实施方式同样，省略共同的部分的说明。
96.如图2b所示，在本实施方式中，第二测量层60的图案与第一实施方式不同，第二测量层60的一部分直接与第一测量层40的一部分连接。作为第二测量层60的一部分直接与第一测量层40的一部分连接的部分的例子，例如是图6所示的第一测量层40的电极层46b和第二测量层60的电极层66b与接地gnd连接的部分。另外，作为第二测量层60的一部分直接与第一测量层40的一部分连接的部分的例子，例如是图6所示的第一测量层40的电极层46d和第二测量层60的电极层66d与电源线vdd连接的部分。
97.在本实施方式中，在第一测量层40的电极层46b和电极层46d，没有必要直接连接取出电极层70或中间配线72，在第二测量层60的电极层66b和电极层66d连接取出电极层70或中间配线72即可。
98.图3及图4a所示的其他电极层46a、46c、66a、66c与图1所示的彼此分开的中间配线72连接，并与电路基板16中具备的、图6所示的比较器80、82的输入端连接。
99.第三实施方式
100.如图2c所示，在本实施方式的压力传感器10b中，仅层叠型传感器主体18b的结构及作用与第一实施方式不同，其他结构及作用与第一实施方式同样，省略共同的部分的说明。
101.如图2c所示，在本实施方式中，中间绝缘层50的图案或取出电极层70的图案不同，以使得第一测量层40和第二测量层60绝缘。即，在本实施方式中，在层叠型传感器主体18b的内部，第一测量层40和第二测量层60不直接连接，并且也不经由取出电极层70间接连接。因此，相对于图3及图4a所示的电极层46a～46d及66a～66d中的每各个，经由图2c所示的取出电极层70或不经由其连接有中间配线72。
102.第四实施方式
103.如图4b所示，在本实施方式的压力传感器10c中，仅第二测量层60a的图案配置与第一实施方式不同，其他结构及作用与第一～第三实施方式同样，省略共同的部分的说明。
104.如图4b所示，在本实施方式中，从膜22(参照图1)的法线方向观察，第一测量层40的第一检测部42的图案配置和第二测量层60a的第二检测部62的图案配置在旋转方向上错
位。在本实施方式中，第二测量层60a的图案配置是除旋转角度以规定角度(约90度)错位以外与第一测量层40的图案配置相同的图案配置。
105.即，在图4b中，如果使第二测量层60a逆时针旋转规定角度(约90度)，则第一测量层40的电极层46a～46d与第二测量层60的电极层66a～66d重叠，第一测量层40的电阻体r1～r4与第二测量层60的电阻体r11～r14重叠。另外，配线层44也与配线层64重叠。此外，在图4b所示的例子中，相对于第一测量层40的第一检测部42的图案配置，第二测量层60a的图案配置以旋转角度约为90度错位，但不限于约90度。错位的旋转角度例如也可以在0度～180度的范围内自由地变化，但在大幅错位的情况下，优选为60度～120度程度。
106.在本实施方式中，能够使用于取出来自第一测量层40的检测部42的检测信号的电极层46a～46d的位置和用于取出来自第二测量层60a的检测部62的检测信号的电极层66a～66d的位置在旋转方向上偏移。因此，从各电极层46a～46d及66a～66d的配线变得容易。
107.第五实施方式
108.如图7所示，本实施方式的压力传感器除了没有图6所示的比较器82及84而具有切换开关(切换单元)90以外，与第一～第四实施方式同样，省略共同的部分的说明。
109.如图7所示，在本实施方式中，第一检测部42的电阻体r1和电阻体r2之间与切换开关90的第一输入端91连接，第一检测部42的电阻体r3和电阻体r4之间与切换开关90的第三输入端93连接。同样地，第二检测部62的电阻体r11和电阻体r12之间与切换开关90的第二输入端92连接，第二检测部62的电阻体r13和电阻体r14之间与切换开关90的第四输入端94连接。
110.在切换开关90中，第一输出端95与比较器80的一个输入端连接，第二输出端96与比较器80的另一个输入端连接。切换开关90能够同时实现第一输入端91和第一输出端95的连接以及第三输入端93和第二输出端96的连接。另外，切换开关90例如被内置于图1所示的电路基板16的控制电路控制，并且能够从图7所示的状态向同时实现第二输入端92和第一输出端95的连接以及第四输入端94和第二输出端96的连接的状态切换。而且，切换开关90被内置于图1所示的电路基板16的控制电路控制，也能够进行相反的开关的切换。
111.在本实施方式中，能够通过切换开关90切换由第一检测部42检测的第一检测信号和由第二检测部62检测的第二检测信号，并将其输入到比较器80。通过这样构成，例如在一个测量层40或60的检测部42或62发生故障的情况下，切换至另一个测量层的检测部，从而压力传感器的耐久性及冗余性提高。
112.此外，本发明不限于上述的实施方式，在本发明的范围内能够进行各种改变。
113.例如，在第二测量层60或60a之上，也可以经由另外的中间绝缘层50而层叠有其他测量层。通过这样构成，压力传感器的耐久性及冗余性进一步提高。在该情况下，优选为，从膜22的外表面22b至其他的测量层的检测部的距离优选在50μm以内。
114.如图5所示，如果距膜表面的距离(位置)为50μm(0.05)以下，则由检测部检测的应力(应变)与由第一检测部42及第二检测部62检测的应力(应变)没有显著的差别(在1％以内的范围内)，能够以较高精度进行检测。
115.符号的说明
116.10、10a、10b
…
压力传感器
117.12
…
连接构件
118.12a
…
螺纹槽
119.12b
…
流路
120.14
…
按压构件
121.16
…
电路基板
122.18、18a、18b
…
层叠型传感器主体
123.20
…
心柱
124.21
…
凸缘部
125.22
…
膜
126.22a
…
内表面
127.22b
…
外表面
128.30
…
基底绝缘层
129.40
…
第一测量层
130.42
…
第一检测部
131.44
…
第一配线层
132.46a～46d
…
第一电极层
133.50
…
中间绝缘层
134.60、60a
…
第二测量层
135.62
…
第二检测部
136.64
…
第二配线层
137.66a～66d
…
第二电极层
138.70
…
取出电极层
139.72
…
中间配线
140.80、82、84
…
比较器(比较单元)
141.90
…
切换开关(切换单元)
142.r1、r11
…
第一电阻体
143.r2、r12
…
第二电阻体
144.r3、r13
…
第三电阻体
145.r4、r14
…
第四电阻体。