DE2849738A1

DE2849738A1 - Halbleiterkraftwandler

Info

Publication number: DE2849738A1
Application number: DE19782849738
Authority: DE
Inventors: Warren Conrad Rosvold
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-11-18
Filing date: 1978-11-16
Publication date: 1979-05-23
Also published as: FR2409500B1; GB2008319A; JPS6241434B2; US4129042A; DE2849738C2; IT7829830A0; JPS5478991A; FR2409500A1; GB2008319B; IT1101152B

Description

N.V. Philips' Giosüa.Tipsniabrit-ken, Eindhoven If ■ '

9.11.1978 1 PHA 1031

Halbleiterkraftwandler

Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiter-

kraftwandler und insbesondere auf ein verbessertes Gehäuse für einen Wandler mit einer durch eine zusammengefaltete Blattfeder gebildeten Membran.

δ In der US-PS 4.050.049, ist ein Kraftwandler

beschrieben, in dem eine Halbleiterscheibe mit einer dünnen Membran in Form einer zusammengefalteten freitragen*- den Feder verwendet wird. Die Halbleiterfedermembran enthält vier Piezowiderstandselemente, die durch Ionenimplan-

Ό tationen oder Diffusionen gebildet werden in Gebieten der Federmembran wo eine hohe Ziehspannung herrschen kann. Zwei der Piezowiderstandselemente sind derart orientiert, dass ihr Widerstand mit der Beschleunigung zunimmt, während die beiden anderen Elemente derart orientiert sind, dass ihr Widerstand mit der Beschleunigung abnimmt. Die Piezowiderstandselemente sind in einer Brückenkonfiguration angeordnet, derart, dass jede Beschleunigung die Brücke aus dem Gleichgewichtszustand bringt und ein Signal erzeugt, das dex· Beschleunigungskraft gerade proportional ist.

Mehrere Anforderungen müssen erfüllt werden,

um eine befriedigende Wirkung des Wandlers sicherzustellen. Er muss thermisch gegen die Umgebung isoliert werden, so dass der Wandler unempfindlich für externe Temperaturänderungen sein wird. Für die Anwendung als Beschleunigungs-

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messer muss die Federmembran kritisch gedämpft werden, derart, dass sie kein Signal erzeugt, nachdem die Beschleunigungskraft beendet ist. Letzten Endes muss der Wandler vor korrosiven oder elektrisch leitenden Umgebungseinflüssen geschützt werden.

Ein mit einem Gehäuse versehene Halbleiterkraftwandler nach der Erfindung enthält eine Halbleiterzwischenscheibe zum Montieren der Wandlerscheite, die auf Abstand von dem Gehäuse liegt, derart, dass die Wandlerscheibe thermisch gegen das Gehäuse isoliert ist. Die Federmembran der Wandlerscheibe ist von einem Traggestell umgeben, dessen Unterseite an der Oberseite der Zwischenscheibe an einer diskreten Anzahl getrennter Stellen befestigt ist, was z.B. durch die sogenannte "Flip-chip"-" Verbindungstechnik erfolgt, wodurch die Wärmeübertragung auf ein Mindestmass beschränkt wird. Die Verbindungsmittel sind derart bemessen, dass ein kleiner Spalt (in der Grössenordnung von Mikrons) , der zwischen der Federmenibran und der Bodenseite der Zwischenscheibe gebildet wird, eine beschränkte Biegung der Pedermembran gestattet, während sie einer mechanischen Kraft unterworfen wird, der aber mittels eines komprimierten Gasfilmes die Dämpfung der Schwingungsbewegung der Federmenibran nach Beseitigung der mechanischen Kraft herbeiführt. Die Zwischen- und Wandlerscheibe sind in einer Kappe untergebracht, die hermetisch gegen das Gehäuse abgedichtet ist.

•Fig. 1 ist eine auseinandergezogene

perspektivische Darstellung der Oberseite eines Zwischenhalbleiterscheibe und der Bodenseite einer Halbleiter-Wandlerscheibe in ihrer Lage vor dem Zusammenbau nach der Erfindung.

F:g. 2 ist eine Draufsicht (wobei Teile entfernt sind) auf einen Beschleunigungsmesser', in dem eine Wandlerscheibe verwendet wird, die auf einer Zwischenscheibe nach

der Erfindung montiert ist,

Fig. 3 ist teilweise im Schnitt eine Seitenansicht des Beschleunigungsmessers nach Fig. 2, der in einem Gehäuse untergebracht ist,

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Fig. 4 zeigt in vergrössertem Massstab einen

Schnitt durch die Details eines metallischen Kontaktelements der Zwischenscheibe vor dem Zusammenbau mit einem metallischen Kontaktelement der Wandlerscheibe, ;

Pig. 5 zeigt in vergrössertem Massstab einen Schnitt durch die Details eines metallischen Kontaktelements der Wandlerscheibe vor dem Zusammenbau mit einem metallischen Kontaktelement der Zwischenscheibe, und

Fig. 6 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines Druckwandlers mit einer Wandlerscheibe, die auf einer Zwischenscheibe nach der Erfindung montiert ist.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene Darstellung einer Wandlerscheibe 10 und einer Zwischenscheibe 12, auf der die Wandlerscheibe 10 montiert werden soll.

Die Wandlerscheibe 10 besteht aus Halbleitermaterial, das vorzugsweise einkristallines η-leitendes Silizium mit einer <^100^> -Kristallorientation ist. Das <^100^> kristalline Silizium wird <^11 i\ kristallinem Silizium vorgezogen, weil es die einzigartige Eigenschaft aufweist, dass es mit mathematischer Vorhersagbarkeit chemisch in die Form genauer dreidimensionaler Geometrien gebracht werden kann. Die Siliziumscheibe 10 muss anisotrop geätzt werden, um die komplexe einspringende Struktur der Wandlerfedermembran zu bilden, die allgemein mit i4 bezeichnet wird. \

Die zentral in der Wandlerscheibe 10 liegende Federmembran l4 wird von einem Traggestellelement 16 begrenzt. Wie ausführlicher in der vorgenannten US-PS 4.050.049 beschrieben ist, wird die Wandlerscheibe 10 dadurch gebildet, dass eine Scheibe aus ^100^ -Silizium anisotrop geätzt wird, derart, dass eine Vertiefung in der obere Fläche der Scheibe 10 nach Fig. 1 erhalten wird, wonach ein Muster 18 von Schlitzen durch den Boden der '. Aussparung geätzt wird. Die fertige Struktur ist eine dünne Blattfedermembran 14 in Form eines doppelten E, die von zwei einander gegenüber liegenden Rändern des dicken Gestellelements 16 her eingespannt wird. Die Bodenoberfläche des Gestellelements 16 und die Federmembran 14 liegen auf der gleichen Ebene.

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.;„..-.. Die Federmembran 14 trägt eine Anzahl von .

Piezowiderständen 20, von denen vier in der Zeichnung dargestellt sind, die sich an Punkten befinden, an denen die Federmembran 14 einer hohen mechanischen Spannung unterworfen wird, wenn darauf eine externe Kraft ausgeübt wird. Die Piezowiderstände 20 an jedem Ende der Wandlermembran 14 können senkrecht zueinander orientiert sein, wie dargestellt ist. Auch können sie in gewissen Fällen, in denen es notwendig ist gewisse Vorspannungsbedingungen infolge thermischer Bearbeitung auszugleichen, parallel zueinander orientiert sein.

Die Piezowiderstände 20 werden vorzugsweise durch Ionenimplantation einer geeigneten Dosis von Boratomen in die Membran 14 aus η-leitendem Silizium gebildet.

ic 1 "5 ' 2

'" Eine Dosierung von 10 Boratomen/cm , mit der ein spezifischer Schichtwiderstand von 1300iyQuadrat erhalten wird,hat sich als geeignet erwiesen. Jeder Piezowiderstand 20 kann zwei oder mehr implantierte Gebiete enthalten, die die Form von Liniensegmenten aufweisen, die an abwechselnden Enden mittels leitenden Materials gemäss einem

mäanderförmigen Muster angeordnet sind. :

Die Piezowiderstände 20 werden gesondert über Leiter 22 mit leitenden Anschlussfahnen 24 verbunden, die sich auf dem Gestellelement 16 befinden. Die Leiter 22 und

*- die Anschlussfahnen 24 werden auf einer Isolierschicht aus Siliziumdioxid abgelagert.

. Wenn die Wandlerscheibe 10 einen Teil eines

Beschleunigungsmessers bildet, trägt sie eine Reaktionsmasse 28, die sich zentral auf der Federmembran 14

^ou befindet. Die Reaktionsmasse 28, die aus einem Material hergestellt ist, dessen Dichte grosser als die der Siliziumfedermembran 14 ist, kann zwei Goldquadrate mit je einem Gewicht von 10 mg enthalten, die mit gegenüberliegenden Seiten der Federmembran 14 verbunden sind.

Die Zwischenscheibe 12 ist ebenfalls aus

Halbleitermaterial, das dem der Wandlerscheibe 10 ähnlich ist, hergestellt und kann eine entgegengesetzte p-Dotierung ' oder die gleiche η-Dotierung aufweisen. Die Zwischen-

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scheibe 12 weist eine etwas grössere Länge und Breite als die ¥andlerscheibe 10 auf. Die Zwischenscheibe 12 ist mit einer mittleren Öffnung 30 versehen, deren Umfang grosser als der der Reaktionsmasse 28 auf der Wandlerscheibe 10 ist und die mit der Reaktionsmasse 28 fluchtet, wenn die zwei Scheiben 10 und 12 zusammengebracht werden, wodurch eine freie Bewegung der Reaktionsmasse 28 bei Anwendung der ¥andlerscheibe 10 als Teil eines Beschleunigungsmessers gestattet wird.

W Die Oberseite der Zwischenscheibe 12, die der

Wandlerscheibe 10 zugewandt ist, enthält eine Isolierschicht 32 aus Siliziumdioxid, die eine Anzahl leitender Lötfahnen 3k gleich der Anzahl auf der Wandlerscheibe 10 liegender Anschlussfahnen 2k trägt. Der Satz von Lötfahnen

^ 3k auf der Grenzflächenscheibe 12 ist physisch derart angeordnet, dass er den Satz von Anschlussfalinen Zk auf der Wandlerscheibe 10 berührt.

Die Lötfahnen 3k stellen eine leitende Verbindung mit DrahtanSchlussfahnen 36 her, die sich in der " Nähe der Aussenränder der Zwischeiischeibe 12 befinden. Die Drahtanschlussfahnen 36 befinden sich ausserhalb des Perimeters des Gebietes, das die Wandlerscheibe 10 einnehmen wird, und werden zur Herstellung von Drahtanschlussverbindungen mit den Anschlussfahnen des Gehäuses verwendet,

wie in einer anderen Figur dargestellt wird.

Die Bodenseite der Zwischerischeibe 12 ist

mit einer Goldschicht 38 überzogen, um die Zwischenscheibe 12 niit dem Gehäuse zu verlöten. '

Die Wandlerscheibe 10 und die Zwischenscheibe

12 sind nach den Figuren 2 und 3 zusammengebaut; diese Figuren zeigen eine Draufsicht bzw. einen Querschnitt.

Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, weist die Federmembran unter der oberen Fläche der Scheibe 10 eine Vertiefung auf.

Weiter ist infolge des Schlitzmusters 18 die Federmembran

14 an vier Stellen von vier einander spiegelbildlich direkt gegenüber liegenden Aussenschenke.ln*40 (Fig. 2) der Federmembran Ik eingespannt, die von den Bodenflächen zweier Stützen k2 abgestützt werden, die von dem Ausgangskörper des

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Gestellelements 16 her nach innen hervorragen. ·

Die Drahtanschlussfahnen 36 der Zwischenscheibe 12 sind durch Drähte 44, von denen zwei dargestellt sind, mit den Drahtanschlussfahnen 46 des Gehäuses 39 verbunden, wobei diese Drahtanschlussfahnen 46 durch nicht dargestellte Mittel intern mit externen Leitern 47 verbunden sind. Die Zwischenscheibe 12 ist mit keramischen Distanzgliedern 48 des Gehäuses 39 verbunden, wobei die Distanzglieder 48 mit Gold-Germanium-Lot überzogen worden sind, das an der Goldschicht 38 nach Fig. 1 auf der Unterseite der Zwischenscheibe 12 haftet.

Die äusseren Gebiete der Zwischenscheibe 12, die zwischen den Lötfahnen 36 und der Wandlerscheibe 10 liegen, können vorteilhafterweise dazu benutzt werden, integrierte Schaltungen zu tragen, die für eine befriedigende Wirkung des Wandlers erforderlich sind. Z.B. ist in Fig. 2 ein allgemein mit 50 bezeichnetes Gebiet dargestellt, in dem Operationsverstärker integriert sein können, die zum Verstärken der Piezowiderstandsbrückensignale benutzt werden . Weiter sind in Fig. 2 zwei voneinander getrennte Gebiete 52 dargestellt, in denen Temperaturregelschaltungen integriert sein können, die zur Regelung der Temperatur der Federmembran 14 benutzt werden. In diesem Zusammenhang können die unter den Stützen 42 liegenden Gebiet des i Gestellelements 16 wärmeabgebende Bauelemente, wie ■ Transistoren, enthalten, durch die Strom geschickt werden kann, zur Widerstandserhitzung der Wandlerscheibe 10. Dieselben Stützengebiete des Gestellelements 16 können auch Temperaturmessvorrichtungen in Form von Dioden

3" enthalten, die die Temperatur der Wandlerscheibe 10 messen können und über die Temperaturregelschaltungen in den Gebieten 52 der Grenzflächenscheibe 12 die Temperatur der Wandlerscheibe 10 regeln können. Andere Gebiete 53 ^: zwischen den zwei Gebieten 52 können Abgleichswiderstände enthalten, mit deren Hilfe die die Piezowiderstände 20 enthaltende Brücke in den Gleichgewichtszustand gebracht werden kann. · ^:

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Wandler-

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scheibe 10 und die Zwischenscheibe 12 12 miteinander nur an einer endlichen- Anzahl von Kontaktpunkten $k in ther- -mischem und elektrischem Kontakt stehen. ;

Diese Kontaktpunkte $k, die gering in Anzahl sind, entsprechen den Stellen, an denen die Anschlussfahren Zk der Wandlerscheibe 10 nach Fig. 1 und die Lötfahnen 3Λ der G^eenzflächenscheibe 12 a.B. durch Erhitzung und Auflegierung nach einem sogenannten "Flip-chip"-Verbindungsverfahren zusammengefügt werden. Wegen der geringen Grosse und der kleinen Anzahl der Kontaktpunkte 5k ^is* die Wärmeübertragung zwischen der Zwischenscheibe 12 und der Wandlerscheibe 10 auf ein Mindesttnass beschränkt. Die Dicke der Metalllegierung an den Kontaktpunkten Jjk beträgt in einer praktischen Ausführungsform etwa 12 /um, wodurch ein Abstand von 12 /um zwischen der Federmembran 14 und der Grenzflächenschexbe 12 erhalten wird.

Die obere Fläche der Z-wischenscheibe 12 beschränkt die maximale Biegung der Federmembran lk_f wenn sie einer Kraft unterworfen wird. Der dünne Gasfilter zwischen der Federmembran 14 und der Wandlerscheibe 12 dient als ein vorzüglicher Dämpfungsmechanxsmus, durch den die Federmembran Ik schnell in ihre Ruhelage zurückkehren kann, wenn die Kraft beseitigt wird.Der Dänipfungsmechanismus, der dadurch erhalten wird, dass zwei flache Platten durch einen sehr dünnen Gasfilm, wie Luft oder ein anderes Fluid, getrennt werden, wird als Dämpfung durch einen komprimierten Gasschicht bezeichnet; diese Bezeichnung ist darauf zurückzufuhren, dass durch das Herauspressen des Gases zwischen den zwei Platten eine Kraft auf jede dieser Platten ausge-

übt wird. . I

Figuren k und 5 zeigen im Detail die Metallsysteme für die Wandlerscheibe 10 bzw. die Zwischenscheibe 12, mit denen ein komprimierbaren Gasfilm von 12 #um erhalten werden kann. Nach Fig. k kann die Wandlerscheibe 10 ein Substrat 56 aus η-leitendem Silizium erhalten, das mit einer Isolierschicht 26 aus Siliziumdioxid überzogen ist. Ein p-implantiertes Gebiet bildet einen der Piezowiderstände 20. ..J

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Mit dem Piezowiderstand 20 wird ein Kontakt über eine Oeffnung in der Isolierschicht 26 hergestellt. Das Metallkontaktsystem für den Piezowiderstand 20 enthält eine Legierungsschicht 58 aus Platin und Nickelsilizid in ohmschem Kontakt mit den Piezowiderständen 20. Eine Unter*- schicht 58 aus einer Legierung von Titan und Wolfram kontaktiert die Legierungsschicht 56 und erstreckt sich über die Isolierschicht 26 zu einer Stelle unterhalb einer leitenden Anschlussfahne 24. Ein Leiter 22 aus Gold erstreckt sich über die Unterschicht 58 ^zu der leitenden Anschlussfahne 24, wozu eine 10 /um dicke Goldschicht auf dem Leiter 22 abgelagert sein kann. Die Tita-Wolfram-Unterschicht 58 ist eine Diffusionssperre für den Goldleiter 22.

Nach Fig.5 kann die Zwischenscheibe 12 ein - Substrat 62 aus p-leitendem Silizium enthalten, das mit einer Isolierschicht 32 aus Siliziumdioxid überzogen ist. Eine als Diffusionssperre wirkende Unterschüit 64 aus einer Legierung von Titan und Wolfram erstreckt sich über die Isolierschicht 32 von einer Stelle unterhalb einer Drahtanschlussfahne 36 zu einer Stelle unterhalb einer Lötfahne 3^. Ein Goldleiter 66, der an einem Ende derart vergrössert wird, dass die Drahtanschlussfahne 36 gebildet wird, erstreckt sich über die Unterschicht 60 zu der Lötfahne 34, die auf dem Goldleiter 66 abgelagert ist. Die Lötfahne 34 ist eine lameliierte Struktur aus vier Schichten, und zwar einer untersten Schicht 68 aus Kupfer mit einer Dicke von 4 /um, darauf einer Schicht 70 aus Gold mit einer Dicke von 5 /um, darauf einer Schicht 72 aus Zinn mit einer Dicke von 3 /um und darauf schliesslich einer Schicht 76 aus Gold mit einer Dicke von 2 /um.

Die Wandlerscheibe 10 wird mit der Zwischenscheibe 12 dadurch zusammengebaut, dass der Satz von Anschlussfahnen 24 der Wandlerscheibe .10 mit den Lötfahnen 34 der Grenzflächenscheibe 12 verbunden wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Wandlerscheibe 10 Und die Zwischenscheibe 12 in einer Lehre angeordnet werden, derart, dass die Anschlussfahnen 24 und die Lötfahnen 24 miteinander in Kontakt sind, wobei das Gebilde in einem Ofen

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oberhalb der eutektischen Temperatur von Gold—Zinn von 280 C erhitzt wird, so dass die Anschlussfahnen 24 und die Lötfahnen 34 miteinander verlötet werden. Nach Beendigung des Lötvorgangs sind die Wandlerscheibe 10 und die Grenzflächenscheibe 12 zusammengebaut, wobei der gewünschte Abstand von 12 /um zwischen der Federmembran 14 und der Grenzflächenscheibe 12 erhalten wird.

Nach Fig. 3 wird das Zusammenbauen zu einem Paket dadurch kompletiert, dass das Gebilde aus Wandlerscheibe 10 und Zwischenscheibe 12 luftdicht in einer Umhüllung, wie einer Metallkappe 76, abgedichtet wird. Der Rand 78 der Kappe 76 wird mit einem Goldüberzug 80 auf der oberen Fläche des keramischen Bodens 39 verlötet. Das Innere der Kappa 76 kann durch ein Pumprohr 82 vakuumgepumpt und dann mit einem inerten Gas, wie Argon oder Stickstoff, oder einem Dämpfungsfluid gefüllt werden, wonach das Pumprohr abgeschmolzen wird.

Fig. 6 zeigt einen Druckwandler 84, der ein in einem Gehäuse zusammengebautes Gebilde aus einer Wandlerscheibe und einer Zwischenscheibe enthält. Der Druckwandler 84 enthält eine Wandlerscheibe 10 der obenbeschriebenen Art, aber die Reaktionsmasse 28 ist fortgelassen. Die Wandlerscheibe 10 ist auf einer Zwischenscheibe 86 montiert und mit dieser Scheibe verbunden, die statt der Oeffnung 30 des Beschleunigungsmessers der obenbeschriebenen Art einen mittleren Teil 88 mit herabgesetzter Dicke aufweist, der mit der Mitte der Federmembran 14 an einem Kontaktpunkt 54a verbunden ist. Der Teil 88 mit herabgesetzter Dicke kann dadurch gebildet werden, dass eine Aussersparung 89 von der Umferseite der Zwischenscheibe 86 her geätzt wird. Das Gestellelement 16 ist mit dem dickeren Teil der Zwischenscheibe 86 an mehreren Kontaktpunkten 54b verbunden, die, gleich wie der Kontaktpunkt 54a, den Kontaktpunkten 54, die oben an Hand der Fig. 3 beschrieben wurden, ähnlich sind.

' Die Wandlerscheibe 10 und die Zwischenscheibe 86 sind in einer Oeffnung 9Ö angeordnet, die in einer Printplatte 92 gebildet ist. Ein Metallkörperteil 94 erstreckt

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sich von der Unterseite der Oeffnung 90 het. Der^Corper- ^ teil Sh wird rings um seinen oberen Umfang mit der Printplatte 92 mit Hilfe eines Weichlotrittges 96 verschmolzen. Der Körperteil 9k weist an seinem unteren Ende einen Gewindeteil 98 auf und ist mit einer longitudinalen mittleren Bohrung 100 versehen, durch die eine Kupplung mit einer Quelle unter hohem Druck stehenden Fluids hergestellt und das Fluid zu der Unterseite der Zwischenscheibe 86 geführt wird.

Ein Metallbolzen. 102 weist einen Kragen 1θ4, der in das obere Ende der Bohrung 100 passt, und einen Flansch 1O6 auf, der auf der Unterseite luftdicht gegen den Körperteil durch eine Hartlotabdichtung 108 verschlossen ist. Die Oberseite des Bolzenkragens 1θ4 ist mit der Unterseite der Zwischenscheibe 86 mittels eines eutektischen Gold-Silizium-Lots verbunden. Der Metallbolzen 102 besitzt eine kleine Bohrung 110, durch die unter hohem Druck stehendes Fluid zu der Unterseite des Teiles 88 mit herabgesetzter Dicke der Zwischenscheibe 86 geführt wird. Ein auf den Teil 88 mit herabgesetzter Dicke der Zwischenscheibe 86 ausgeübeter Druck bewirkt, dass eine Verformung dieses Teiles auftritt und dass die daran befestigte Federmembran - Ak auf entsprechende Weise verformt wird.

Der Metallbolzen 102 ist aus einem Metall hei·- gestellt, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient nahezu dem des Siliziums der Zwischenscheibe 86 entspricht, mit der er verbunden ist. Anderenfalls würde eine Fehlanpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten eine verschiedene Ausdehnung und Schwindung bei Aenderung der Temperatur ergeben, wodurch falsche Signale durch Aenderung des Widerstandswertes der Piezowiderstände induziert werden könnten. Zu diesem Zweck kann der Metallbolzen 102 aus Molybdän hergestellt werden.

Die obere Fläche der Printplatte 92 trägt ein Muster 112 von Leiterdrähten, das durch Vdrbindungsdrähte 11^ mit Drajitanschlussfahnen 116 auf der Zwischenscheibe 86 verbunden ist. Eine Metallkappe 118, die mit der Oberseite der Printplatte 92 mittels der Glasfritte 120 verschmolzen

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ist, umschliesst das ¥andlergebilde und dichtet es luftdicht ab.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

1») Halbleiterwandler, dadurch gekennzeichnet, dass er enthält:

a) ein starres Montageglied;

b) ein Wandlerglied, das einen verhältnismässig dicken Randgestellteil und einen verhältnisrnässig dünnen Membranteil enthält, der an dem genannten Randgestellteil befestigt und von diesem Teil umgeben ist, wobei der genannte Membranteil mit Schlitzen versehen ist, derart, dass eine zusammengefaltete freitragende Feder gebildet wird, die eine Schwingungsbewegung in bezug auf den genannten Gestellteil vollführen kann, wobei wenigstens der genannte Membranteil aus Halbleitermaterial hergestellt und mit Gebieten versehen ist, die Piezowiderstandselemente bilden, deren elektrischer Widerstand geändert wird, wenn Sie einer mechanischen Spannung sich ändernder Stärke unterworfen werden;

c) ein starres Zwischenglied aus Halbleitermaterial, das das Wandlerglied von dem Montageglied trennt und dessen erste Seite dem genannten Wandlerglied zugewandt und dessen gegenüberliegende zweite Seite dem genannten Montageglied ist;

d) Mittel, mit deren Hilfe das Montageglied mit Oberflächenteilen wenigstens der zweiten. Seite des genannten Zwischengliedes verbunden ist;'

e) Mittel zur Befestigung des Gestellteils nur des genannten

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Wandlergliedes an der ersten Seite des genannten Zwischengliedes an einer beschränkten Anzahl auf Abstand voneinander liegender Stellen, die derart verteilt sind, dass ein ganz offener endlicher Spalt zwischen dem genannten Membranteil und dem genannten Zwischenglied erhalten wird, um eine beschränkte Biegungsbewegung der Membran beim Ausüben einer mechanischen Kraft darauf zu gestatten und um eine durch einen komprimierten Gasfilm erhaltene Dämpfung der Schwingungsbewegung der genannten Membran nach Beseitigung der genannten mechanischen Kraft herbeizuführen.

2. Halbleiterwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere genannten Befestigungsmittel elektrisch leitende Fahnen und weiter Mittel enthalten, durch die eine Kupplung der genannten Piezowiderstandselemente mit den genannten leitenden Fahnen hergestellt wird. 3· Halbleiterwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Piezowiderstands— elemente durch Ionenimplantation gebildete Halbleitergebiete enthalten.

4. Halbleiterwandler nach Anspruch 1, 2 oder 3$ dadurch gekennzeichnet, dass der unter e) genannte Spalt zwischen dem genannten Membranteil und dem genannten Zwischenteil in der Grössenordnung von etwa 12 /um liegt. 2G 5· Halbleiterwandler nach einer der Ansprüche 1-A, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied mit einem zentral angeordneten freien Gebiet in der genannten ersten dem Wandlerglied zugewandten Seite versehen ist, während weiter ein Element aus Material vorhanden ist, dessen Dichte höher als die des Halbleitermaterials des Metnbranteiles ist, wobei dieses Element an einem Oberflächengebiet des Membranteiles befestigt ist, das dem genannten freien Gebiet zugewandt ist, so dass es unbehindert eine axiale Schwingungsbewegung in bezug auf das genannte Zwischenglied vollführen kann, wenn der Halbleiterwandler einer externen Beschleunigungs- oder Schwingungskraft unterworfen wird. 6. Halbleiterwandler nacji einerder Ansprüche 1—5» dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anzahl Integrierter

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Schaltungen enthält, die in Ober-f läcliengebieten des genannten Zwischengliedes« ausschliesslich des von dem Wandlerglied begrenzten Gebietes, gebildet werden, die zum Detektieren von Widerstandsänderungen in den genannten Piezo-Widerstandselementen dienen.

7. Ilalbleiterwandler nach einer der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter Mittel enthält, die das Wandlerglied und das genannte Zwischenglied derart umgeben, dass es mit einer mit dem genannten Montageglied gebildeten luftdichten Abdichtung verschlossen ist.

8. Halbleiterwandler nach einer der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, dass die Membran ein Muster in Form einer einspringenden zusammengefalteten freitragenden Feder aufweist. ·

9· Halbleiterwandler nach einer der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied mit einer zentral angebrachten Aussparung versehen ist, die sich von dessen zweiter Seite her derart erstreckt, dass ein Teil mit herabgesetzter Dicke gebildet wird, dessen Dicke erheblieh kleiner als die des umgebenden Teiles des Zwischengliedes ist, während weiter Mittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe der genannte Teil mit herabgesetzter Dicke mit dem Membranteil an einem mittleren Kontaktgebiet beschränkter Abmessungen verbunden ist.

10. Halbleiterdruckwandler nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet, dass er eine Printplatte" mit einer Oeffnung enthält in welcher Oeffnung die Zwischenscheibe montiert ist und dass Mittel angebracht sind, die an einer Seite der Printplatte befestigt sind und mit deren Hilfe unter Druck stehendes Fluid zu der Aussparung und entlang der Seite des Teiles mit herabgesetzter Dicke des genannten Zwischengliedes geführt wird, die der Aussparung zugewandt ist.

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