JP2005227283A - 鋼ダイヤフラム上にシリコンチップを備えた圧力センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の材料から成る第1のダイヤフラム210が、温度に関して、横膨脹を、第2の構成素子201の第1の領域250に伝達するようになっており、横膨脹の伝達が、第1のダイヤフラム210と第1の領域250の少なくとも一部との間に設けられた第1の結合材料220を介して行われるようになっている。
【選択図】図2
Description
Claims (14)
- 圧力値を検出するためのマイクロマシニング型の装置であって、当該装置が、2つの構成素子(200,201,301,401,510)から成っており、
第1の構成素子(200)が、第1の材料から成る第1のダイヤフラム(210)を備えており、
第2の材料から成る第2の構成素子(201,301,401,510)が、第1の領域(250,350)と第2の領域(240,340)とを備えており、第1の領域(250,350)が、第2の領域(250,350)よりも薄く形成されており、
第1のダイヤフラム(210)と第1の領域(250,350)の少なくとも一部とが、互いに堅固に結合されており、
第1の材料が、第2の材料よりも大きな熱膨張係数を有している形式のものにおいて、
第1の材料から成る第1のダイヤフラム(210)が、温度に関して、横膨脹を、第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)に伝達するようになっており、横膨脹の伝達が、第1のダイヤフラム(210)と第1の領域(250,350)の少なくとも一部との間に設けられた第1の結合材料(220)を介して行われるようになっていることを特徴とする、圧力値を検出するためのマイクロマシニング型の装置。 - 第1のダイヤフラム(210)と、第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)とが、第1の結合材料(220)によって結合されており、第1の結合材料(220)が、接着剤、はんだまたはシールガラスを備えており、
かつ/または、
第1の構成素子(200)が、第1のダイヤフラム(210)に対して追加的に基台を備えており、第2の構成素子(201,301,401,510)の第2の領域(240.340)と、基台とが、第2の結合材料(230)によって結合されている、請求項1記載の装置。 - 第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)および第2の領域(240,340)が、第3の領域(360)によって広範囲で制限されており、第3の領域(360)が、分離溝(300,420,440,530)を備えており、分離溝(300,420,440,530)が、第1の領域(250,350)の横膨脹を第2の領域(240,340)から分離している、請求項1記載の装置。
- 第1の構成素子(200)が、第1の材料として、
鋼、
セラミック、
インバー、
コバール、もしくは、
鉄−ニッケル−合金を有しており、
かつ/または、
第2の構成素子(201,301,401,510)が、第2の材料として半導体材料、たとえばシリコンを備えており、かつ/または、第1の領域(250,350)に第2のダイヤフラム(370,400)を備えており、かつ/または、たとえば第1の領域(250,350)に少なくとも1つの圧電抵抗性の抵抗(6,430,600)を備えており、かつ/または、少なくとも1つの導体路(450)を備えており、かつ/または、第4の領域に、電子回路(7,460)の少なくとも一部を備えており、
かつ/または、
第4の領域が、少なくとも部分的に第3の領域(470)によって第2の領域(410)から分離されており、
かつ/または、
圧電抵抗(6,430,600)の抵抗変化を評価するための回路が、圧力値を検出する際に作動するようになっている、請求項1または3記載の装置。 - 第1の領域(250,350)の少なくとも一部の誘導性の熱的かつ/または機械的な横膨脹が、分離溝(300,420,440,530)で終了するようになっており、
かつ/または、
分離溝(300,420,440,530)が、第2の構成素子(201,301,401)上に設けられた導体路(450)の延伸経過に応じて、部分的に中断されている、請求項3記載の装置。 - 第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)が、
切欠(620)を備えていて、かつ、所定の構造体(610,630,660)を介して第1のダイヤフラム(210)と結合されており、
所定の構造体(610,630,660)が、第2の領域(240,340,410)に対する第1の領域(250,350,400)の誘導性の横荷重を補償するようになっている、請求項1記載の装置。 - 所定の構造体(610,630,660)の少なくとも一部に、圧力値を検出するための圧電式の抵抗(600)が設けられている、請求項6記載の装置。
- マイクロマシニング型の圧力センサ、たとえば請求項1から7までのいずれか1項記載の圧力センサを製作する方法であって、製作のために、
第1の材料から成る、第1のダイヤフラム(210)を備えた第1の構成素子(200)と、
第2の材料から成る、比較的薄く形成された第1の領域(250,350)と第2の領域(240,340)とを備えた第2の構成素子(201,301,401,510)とを互いに結合して、第1のダイヤフラム(210)と第1の領域(250,350)の少なくとも一部とが互いに堅固に結合されるようにする方法において、
第1の材料が、第2に材料よりも大きな熱膨張係数を有しており、
第1のダイヤフラム(210)が、温度に関して、横膨脹を、第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)に伝達するようにし、横膨脹の伝達を、第1のダイヤフラム(210)と第1の領域(250,350)の少なくとも一部との間に設けられた第1の結合材料(220)を介して行うようにすることを特徴とする、圧力センサを製作する方法。 - 第1のダイヤフラム(210)と、第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)とを、第1の結合材料を用いて互いに結合し、第1の結合材料(220)として、接着剤、はんだまたはシールガラスを使用し、
かつ/または、
第1の構成素子(200)が、第1のダイヤフラム(210)に対して追加的に基台を備えており、第2の構成素子(201,301,401,510)の第2の領域(240,340)と、基台とを、第2の結合材料(230)を用いて結合し、
圧力作用下で硬くなる第2の結合材料(230)を用いる、請求項8記載の方法。 - 第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)と第2の領域(240,340)とを、第3の領域(360)によって大部分にわたって分離し、第3の領域(360)に分離溝(300,420,440,530)を形成し、分離溝(300,420,440,530)が、第1の領域(250,350)の横膨脹を第2の領域(240,340)から分離するようにする、請求項8記載の方法。
- 少なくとも第1の構成素子(200)における第1のダイヤフラム(210)を、
鋼、
セラミック、
インバー、
コバール、もしくは、
鉄−ニッケル−合金から製作し、
かつ/または、
第2の構成素子(201,301,401,510)を、半導体材料、たとえばシリコンから製作し、
かつ/または、
第2の構成素子(201,301,401,510)の第1の領域(250,350)に、第2のダイヤフラム(370,400)、および/または、たとえば圧力値を検出するための、少なくとも1つの圧電抵抗性の抵抗(6,430,600)を形成し、
かつ/または、
第2の構成素子(201,301,401,510)において、少なくとも、導体路(450)、および/または、第4の領域に電子回路(7,460)の一部を製作し、
第1の構成素子(200)および第2の構成素子(201,301,401,510)を、第1の結合材料(220)と結合するまえに、個別的に処理する、請求項8から10までのいずれか1項記載の方法。 - 分離溝(300,420,440,530)において、第1の領域(250,350)の少なくとも一部の、熱的かつ/または機械的な誘導性の横膨脹が終了するようにし、
かつ/または、
分離溝(300,420,440,530)が、第2の構成素子(201,301,401)上に設けられた導体路(450)に応じて、部分的に中断されるようにする、請求項10記載の方法。 - 第2の構成素子(201,301,401)の第1の領域(250,350)に、たとえば第2のダイヤフラム(370,400)に、切欠(620)を設け、
第1の領域(250,350,400)を、所定の構造体(610,630,660)を介して第1のダイヤフラム(210)と結合し、
所定の構造体(610,630,660)が、第2の領域(240,340,410)に対する第1の領域(250,350,400)の誘導性の横荷重を補償するようにする、請求項10または11記載の方法。 - 所定の構造体(610,630,660)の少なくとも一部に、圧力値を検出するための圧電抵抗性の抵抗(600)を形成する、請求項13記載の方法。
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