DE1963756A1 - Auf Druck ansprechender elektrischer Wandler - Google Patents
Auf Druck ansprechender elektrischer WandlerInfo
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Description
DR. ELISABETH JUNG. DR. VOLKER VOSSIUS, DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY
Patentanwälte
MÖNCHEN 23 ■ CLEMENSSTRASSE 30 · TELEFON 345067 · TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MONCHEN · TELEX 5-29686
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u.Z0; B 923
M-4657
M-4657
MATSUSHITA BLSOTHOiIICS CORPORATION
Kadoina, Osaka, Japan
Kadoina, Osaka, Japan
Auf Druck ansprechender elektrischer Wandler
Priorität: 27. -Dezember 1968 / Japan Anmelde-Nr.: 44-437 (437/69)
Erfindung bezieht sich auf einen auf Druck ansprechenden elektrischen Wandler und betrifft insbesondere ä
einen elektrischen Wandler mit einem Festkörperbauelement» der geeignet ist, auf eine mechanische Druckkraft anzusprechen, und eine neuartige druckerzeugende Einrichtung umfaßt.
Beim bekannten auf Druck ansprechenden elektrischen Wandler erfolgt eine Stroraänderung oder die Erzeugung eines
Ausgangssignals in Abhängigkeit von einer mechanischen Druckkraft, die auf einen Wirkbereich eines Festkörperbauelements
aufgebracht wird, beiapielsweise einer Halbleitervorrichtung
mit einer pn-Übergangsfläche oder einer Metall-Halbleiter-Grenzfläche,
Allerdings aind derartige Wandler so konstruiert, daß eine konzentrierte Kraft auf einen winzigen Bereich aufge-
009829/1000 B,o 0^G^M-
bracht wird, um die Empfindlichkeit entsprechend der aufgebrachten
Kraft zu -v-Gratärkerto Aus diesem Grund ist hierbei die
druokaiKcüringeiidc Vorrichtung empfindlich und mühsam herzustellen ο Der xluxö&u eines Ausfühnmgsbeiapiels eines bekannten
elektrischen Y/andlers ist in Figo 1 der beigefügten Zeichnungen
aarg38J;elltr bei dom eine Drucknadel 33 aus einem starren Werkstoff,
bcispielsvreifie aua tfolframdraht, mit einem zugespitzten
End ο so angeordnet ist,-daß sie auf einen v/irkbereich 32 auf
eine? nalbleiterträgorschicht 3'i preßt«, Bei einem anderen Ausführungobeispiel
-. welches in Fig. 2 dargestellt ist, 3teht ein
aus einer winzigen, starren Kugel bestehendes Druckteil 34 mit einem Wirkbereioh 32 auf einer Halbieitertragersehieht 31 in
Berührung und wird nach dem gegenseitigen Verbinden mittels eines weichen Werkstoffs 35, beispielsweise eines Harzklebstoffs,
mit Hilfe eines Druckhebels 36 heruntergedrückt η Auf
der Oeorfläche der Vorrichtung ist eine Isolierschicht 37 angeordnet
O
Diese Vorrichtungen sind so konstruiert, daß der konzentrierte
Druck Über das Druckteil auf einen nur wenige Mikron großen V/irkbereich aufgebracht wird, so daß das Verfahren zum
Anordnen des Druckteils in der gewünschten Stellung oder dae Verfahren zum Herstellen der Verbindung großen Schwierigkelten
begegnete ο
Durch die Erfindung werden di· oben erwähnten Proble
me gelöst und ein elektrischer Wandler von hoher Empfindlich
keit, der leicht herzustellen ist, geschaffen.
Die üriinäüng und vorteilhafte Einzelheiten der Bffinj-
dung werden im folgenden anhand von Zeichnungen eines Ausfüh-*
rungsbeiepieis näher erläutert«
FIg. 1 und 2 sind Teilßchnitte durch die wichtigsten
Bauteile eines auf Druck ansprechenden elektrischen Wandlers \
gcmäS dem Stand der Suchnik;
29/ IQ 0§
3 zeigt im Schnitt die wichtigsten Bauteils eines Ausführungsbeispiels eines auf Druck ansprechenden elektrischen
Wandlers gemäß der Erfindung;
Tig. 4 zeigt die in Pig. 3 dargestellte Vorrichtung
in fertigem Zustand.
Das in Fig. 3 dargestellte Auoführungsbeispiel umfaßt
eine AuGgangaträgerschicht 1 eines FeatkOrperbaueleinents,
beispielsweise cino Halbleiterträgerochicht, und eine Wirkschicht
12, die beispielsweise aus einem aufgesprühten Metallfilni
aus Molybdän besteht, welcher eine Schottkysehe
Sperrschicht auf der mit der TrigorFchicht 1 in Berührung (J
stehenden Fläche bildete Bei dieser Schicht 12 kann os sich
um eine Halbleit erschient hand el»., deren Leitfähigkeit sich
von der der.!!trägerschicht unterscheidet. 1OiId einen pn--Jbergang
bildet, der nicht tief unter der Oberfläche liegt und zwischen der Schottkyscheu Sperrschicht und der i'rärerschicht
gebildet isto Als eine Elektrode bildende Metallschi"-·". * 1;?. die mit der Wirkschicht 1.2 leitend verbunden ist, is; .rine
Schicht aus Gold, Aluminium, Kupfer oder einem weichen Metall wie Blei-Zinn-Lötmetall und derjl, gewählt. J2in .-'am 14
des Druckteils, der für die- Erfindung charakteristisch ist.
ist auf seiner Oberfläche mit einer Metallschicht 15 versehen,
die im Wärmedruckverfahren mit der Elektrodenschicht 13 eine
Legierung bilden kann. Als Kern 14 des Jruckteils ist ein ku- "
gelXörmiger, starrer Körper aus Diamant. Rubin, Saphir, Achat. Quarz oder Glas geeignet. Als Metallschicht 15 zum überziehe::!
des Kerns kann Aluminium, Kupfer, Gold oder Nickel gewählt
warden.. Besonders für die Metallschicht 15 wird vorzugsweise '
ein Metall aus der bei einer niedrigen 'temperatur eine eutektische
Legierung mit der Metallelektrodenschicht 13 bildenden
Gruppe gewählt. Einige Beispiele wünschenswerter Kombinationen für diesen Zweck sind Gold-Aluminium, Kupfer-Aluminium,
Aluminium-Uickel, Gold-Kupfer, &old-Nickel usw., die alle bei
.niedrigen iemperatüren von !5OO bis 100O0C eutektische Legierungen, bilden* ä "
009829/1000
Eine oben beschriebene Vorrichtung kann gemäß folgendem
Verfahren hergestellt werden. Zunächst wird die Oberfläche
des den starren Körper bildenden, kugelförmigen Kerns 14 durch
Vakuumabseheidungg chemische Abscheidung oder nicht-elektrolytiachea
Plattieren mit der Metallschicht i5 überzogen» Dann
werden die Elektrodenschicht 13 und die Metallschicht 15"miteinander
verbunden, indem der kugeiförmige Körper mit Hilfe
einer Vakuumsaugvorrichtung erfaßt und gegen die Elektroden«
Schicht 13 auf der erhitsten und auf vorherbestimmter Temperatur gehaltenen ,trägerschicht gepreßt wirdo Anschließend
werden'der kugelförmige Körper und der Hauptteir der Elektrodenschicht
131 "wie S1Ig, 4 zeigt, mit einem Klebstoff 5 aus
einem weichen Kunststoff oder einem Gummi miteinander verbunden 0 Durch das oben beschriebene Vorgehen kann der Druckteilkern
14 mittels einer eutektischen Legierung im Wärmedruckver*-
fahren an einer gewünschten Stelle fest angebracht werden,
die sich auch darm nicht verschiebt, wenn durch eine drückerzeugende .Einrichtung 6, die zum Herabpressen des Kerns* 14 des
Druckteils vorgesehen istι Druck aufgebracht wird« Die auf
diese Weise gebildete Vorrichtung wird auf eine Metallstütz»
vorrichtung 13 gebracht, wie Pig. 4 zeigt, mit Elektrodenzufahrungsdrähten
19 und 20 versehen und als Doppelklemmenwandler fertiggestellte Die auf obige Weise erhaltene Vorrichtung
gemäß dar Erfindung hat einen charakteristischen Aufbau, der ee ermöglicht, das winzige Druckteil auf einfache ¥eise im
Wirkbereich des Halbleiters festzulegen, Gleichzeitig wird ein hochempfindlicher Wandler geschaffen, da ein sehr starrer
Körper, als Druckt eil verwendbar ist*" ■ -
009829/1000
Claims (1)
- .- 5—
Patentansprücheη J Auf Druck ansprechender elektrischer Wandler, bei dem auf einen bestimmten Wirkbereich eines Festkörperbauelemente mit Hilfe einer einen starren Körper aufweisenden, druckerzeugenden Einrichtung eine Kraft derartig ausgeübt v/ird, daß die Ausgangssignale des Wandlers sich entsprechend den Eingangskräften ändern, dadurch g e Ic e η η ζ e i c h net, daß der Wirkbereich zur Aufnahme der Singangskräft© mit einem weichen Metallfilm (13) und die Oberfläche des starren Körpers (14) der druckerzeuger!en Einrichtung.mit einem Metallfilm (15) überzogen ist, und daß der starre Körper der druckerzeugenden Einrichtung durch eine zwischen den beiden Me*- tallfilmen gebildete, aus einer eutektischen Legierung bestehende Verbindung auf dem Wirkbereich des Festkörperbauelemente befestigt ist02· Wandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß als- weicher Metallfilm (13) ein Metall der Gruppe Gold, Aluminium, Kupfer und Blei-Zinn-Lötmetall gewählt ist, und daß als Metallfilm (15) zum Anbringen auf dem starren Körper (14) ein Metall der Gruppe Aluminium, Kupfer, Gold und ITiekel gewählt ist, welches bei niedriger temperatur ohne weiteres eine eutektische Legierung mit dem weichen Me- λ tall bildet.3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß alo starrer Körper der druckerzeugenden Einrichtung eine winzige Kugel (14) aus eineßi Werkstoff der Gruppe Diamant, Rubin, Saphir, Achat und Quarz gewählt ist«4p Verfahren zum Herstellen eines auf Druck ansprechenden elektrischen viandlers nach Anspruch 1 bis 3, bei dem auf einen bestimmten Wirkbereich eines Festkörperbauelemente mit v " Hilfe einer einen starren Körper aufweisenden, druckerzeugen-·009829/1000- \. ■_-, ■den Einrichtung eine Kraft ausgeübt wird, derart, daß dessen elektrische Ausgangssignale sich in Abhängigkeit von den Bingangskräften ändern, dadurch gekennzeichnet , daß ein weicher Metallfilm auf einer bestimmten Oberfläche eines einen Druck empfangenden Wirkbereich umfassenden Festkörperbauelemente gebildet wird, daß ein Metallfilm auf der Oberfläche ds3 starren Körpers der druckerzeugenden Einrichtung durch Vakuumabscheidung, eine mit gasförmiger Phase ablaufende Reaktionsabscheidung oder ein nicht-elektrolytiaches Plattierungsverfahren gebildet wird, und daß der starre Körper der druckerzeugenden Einrichtung, der mit dem Metallfilm überzogen ist» auf dem weichen Hetallfilni auf der Oberfläche des V/irkbereichs des Festkörperbauelements durch eine im Wärraedruckverfahren erzeugte eutektische Verbindung beider Metallfilme angebracht wird.#09829/1000BäD ORIöSWäL-
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |