JPH0446461B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0446461B2 JPH0446461B2 JP59007678A JP767884A JPH0446461B2 JP H0446461 B2 JPH0446461 B2 JP H0446461B2 JP 59007678 A JP59007678 A JP 59007678A JP 767884 A JP767884 A JP 767884A JP H0446461 B2 JPH0446461 B2 JP H0446461B2
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- JP
- Japan
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- pressure
- support
- pressure receiving
- receiving structure
- wiring
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- Expired - Lifetime
Links
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
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- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、一導電形の半導体よりなる受圧構造
体の受圧面に角度をなす面に他導電形の抵抗素子
領域が形成され、各抵抗素子領域の抵抗値変化に
よつて受圧面に加わる力の３分力を検出するもの
であつて、受圧構造体が受圧面と平行な支持面を
有する支持体に固定される圧覚センサに関する。
体の受圧面に角度をなす面に他導電形の抵抗素子
領域が形成され、各抵抗素子領域の抵抗値変化に
よつて受圧面に加わる力の３分力を検出するもの
であつて、受圧構造体が受圧面と平行な支持面を
有する支持体に固定される圧覚センサに関する。
例えば各種の物体を扱うロボツトバンドの把持
力を適正な大きさに制御するためには、ハンドに
加わる力を三次元的に検出する圧覚センサが必要
である。これに対して、例えば第１図に示すよう
に単結晶シリコンよりリング状の基体１を形成
し、その一表面１１に基体と逆導電形の複数の抵
抗素子領域２を拡散により形成する。この基体１
の面１１に垂直な受圧面１２に圧力が加わると抵
抗素子領域２の抵抗値が変化し、これらの素子か
らつくられる三つのブリツジの出力電圧から受圧
面１２に加わる力の３分力を検出するプレーナ形
半導体圧覚センサが既に提案されている。このよ
うな圧覚センサの安定した動作のためには、受圧
構造体である半導体基体１を面１１に垂直で面１
２に平行な支持面３１を有する支持体３に固設す
る必要がある。同時に各抵抗素子領域２に接続さ
れる配線と、支持体３上に設けられる出力端子４
に接続される配線との間の信頼性の高い接続を行
う必要がある。
力を適正な大きさに制御するためには、ハンドに
加わる力を三次元的に検出する圧覚センサが必要
である。これに対して、例えば第１図に示すよう
に単結晶シリコンよりリング状の基体１を形成
し、その一表面１１に基体と逆導電形の複数の抵
抗素子領域２を拡散により形成する。この基体１
の面１１に垂直な受圧面１２に圧力が加わると抵
抗素子領域２の抵抗値が変化し、これらの素子か
らつくられる三つのブリツジの出力電圧から受圧
面１２に加わる力の３分力を検出するプレーナ形
半導体圧覚センサが既に提案されている。このよ
うな圧覚センサの安定した動作のためには、受圧
構造体である半導体基体１を面１１に垂直で面１
２に平行な支持面３１を有する支持体３に固設す
る必要がある。同時に各抵抗素子領域２に接続さ
れる配線と、支持体３上に設けられる出力端子４
に接続される配線との間の信頼性の高い接続を行
う必要がある。
本発明は、従つて受圧構造体が支持体上に安定
して固定されさらに受圧構造体上の配線と支持体
上の配線との信頼性高い電気的接続が行われる圧
覚センサを提供することを目的とする。
して固定されさらに受圧構造体上の配線と支持体
上の配線との信頼性高い電気的接続が行われる圧
覚センサを提供することを目的とする。
本発明によれば、圧覚センサの受圧構造体の受
圧面に対向する側の設けられ突出部の端面に受圧
構造体上の配線に接続される電極を内面に有する
凹部を備え、支持体の支持面に形成された前記突
出部に嵌合する陥没部の底面に支持体上の配線に
接続される電極を表面に有し、前記凹部に嵌合す
る凸部を備えることによつて上記の目的が達成さ
れる。
圧面に対向する側の設けられ突出部の端面に受圧
構造体上の配線に接続される電極を内面に有する
凹部を備え、支持体の支持面に形成された前記突
出部に嵌合する陥没部の底面に支持体上の配線に
接続される電極を表面に有し、前記凹部に嵌合す
る凸部を備えることによつて上記の目的が達成さ
れる。
第２図ａ，ｂ，ｃは本発明の一実施例の受圧構
造体を示し、第１図と共通の部分には同一の符号
が付されている。シリリコン単結晶からなる受圧
構造体１は受圧面１２に対向する側に突出部１３
を有する。突出部１３の端面１４には、例えば選
択エツチングにより凹部５が形成され、その内面
はハツチングによつて示すように、例えばアルミ
ニウムからなる電極によつて被覆され、この電極
は抵抗素子領域２とアルミニウム配線６によつて
接続されている。この受圧構造体１は、同様に第
１図と共通の部分に同一の符号を付した第３図に
説明的に示すように、突起部１３を、例えばセラ
ミツクスからなる支持体３の支持面３１の陥没部
３２に嵌合させることにより抵抗体３に固定され
る。その際凹部５には陥没部３２の底面の縁に形
成された凸部７が嵌入する。この凸部７の表面は
金属電極によつて被覆され、嵌入した凹部５の内
面の電極と接触する。凸部７の表面電極は図示し
ないが支持体３の支持面３１上の配線に接続され
る。従つて支持体３上の配線は受圧構造体１上の
配線および抵抗素子領域２と電気的に接続され
る。
造体を示し、第１図と共通の部分には同一の符号
が付されている。シリリコン単結晶からなる受圧
構造体１は受圧面１２に対向する側に突出部１３
を有する。突出部１３の端面１４には、例えば選
択エツチングにより凹部５が形成され、その内面
はハツチングによつて示すように、例えばアルミ
ニウムからなる電極によつて被覆され、この電極
は抵抗素子領域２とアルミニウム配線６によつて
接続されている。この受圧構造体１は、同様に第
１図と共通の部分に同一の符号を付した第３図に
説明的に示すように、突起部１３を、例えばセラ
ミツクスからなる支持体３の支持面３１の陥没部
３２に嵌合させることにより抵抗体３に固定され
る。その際凹部５には陥没部３２の底面の縁に形
成された凸部７が嵌入する。この凸部７の表面は
金属電極によつて被覆され、嵌入した凹部５の内
面の電極と接触する。凸部７の表面電極は図示し
ないが支持体３の支持面３１上の配線に接続され
る。従つて支持体３上の配線は受圧構造体１上の
配線および抵抗素子領域２と電気的に接続され
る。
突出部１３の凹部５は第２図ｂあるいは第３図
に示すように基体１の抵抗素子領域２が形成され
る面１１と突出部端面１４との間の稜線近傍のみ
に形成されてもよく、あるいは第２図ｃに示すよ
うに端面１４の幅全体を通る溝として形成されて
もよい。その場合は当然支持体３の凸部７も陥没
部３２の底面を横切つて形成される。これにより
半導体基体１側の電極と支持体３側の電極との接
触面積を増大させる効果がある。
に示すように基体１の抵抗素子領域２が形成され
る面１１と突出部端面１４との間の稜線近傍のみ
に形成されてもよく、あるいは第２図ｃに示すよ
うに端面１４の幅全体を通る溝として形成されて
もよい。その場合は当然支持体３の凸部７も陥没
部３２の底面を横切つて形成される。これにより
半導体基体１側の電極と支持体３側の電極との接
触面積を増大させる効果がある。
支持体３の凸部７自体をはんだバンプとして形
成し、リフローさせれば基体１の凹部５の内面電
極との電気的接続をより確実にするのに有効であ
る。
成し、リフローさせれば基体１の凹部５の内面電
極との電気的接続をより確実にするのに有効であ
る。
なお、突出部１３は１枚の半導体板から複数の
受圧構造体を製作するとき、構造体間の連結部と
して利用できる。
受圧構造体を製作するとき、構造体間の連結部と
して利用できる。
本発明は、受圧面に角度をなす面に抵抗素子領
域を形成した圧覚センサの半導体受圧構造体の受
圧面に対向する側に突出部を設け、その突出部を
受圧面に平行な支持面を有する支持体の陥没部に
嵌合せしめて受圧構造体の安定な支持を図ると共
に、突出部の端面に設けた凹部の内面の電極と陥
没部底面に設けた凸部表面の電極とを接触せしめ
て受圧構造体上の配線と支持体上の配線の間の信
頼性高い電気的接続を得るものである。この構造
により、例えば受圧構造体上の配線と支持体上の
配線とを導線のボンデイングにより接続する場合
のように断線の虞がなく、電極間隔も小さくでき
るので構造のコンパクト化が可能であり、またボ
ンデイングの手数なしに支持体への固定と電気的
接続が同時にできるため量産性に富むなど、信頼
性高く圧覚センサを安価に供給できるので得られ
る効果は極めて大きい。
域を形成した圧覚センサの半導体受圧構造体の受
圧面に対向する側に突出部を設け、その突出部を
受圧面に平行な支持面を有する支持体の陥没部に
嵌合せしめて受圧構造体の安定な支持を図ると共
に、突出部の端面に設けた凹部の内面の電極と陥
没部底面に設けた凸部表面の電極とを接触せしめ
て受圧構造体上の配線と支持体上の配線の間の信
頼性高い電気的接続を得るものである。この構造
により、例えば受圧構造体上の配線と支持体上の
配線とを導線のボンデイングにより接続する場合
のように断線の虞がなく、電極間隔も小さくでき
るので構造のコンパクト化が可能であり、またボ
ンデイングの手数なしに支持体への固定と電気的
接続が同時にできるため量産性に富むなど、信頼
性高く圧覚センサを安価に供給できるので得られ
る効果は極めて大きい。
第１図は本発明の対象の圧覚センサの斜視図、
第２図ａ，ｂ，ｃは本発明の実施例の受圧構造体
を示し、ａは正面図、ｂは一実施例の下面図、ｃ
は別の実施例の下面図、第３図は第２図ａ，ｂに
示した受圧構造体の支持体との組立て方法を示す
斜視図である。 １…受圧構造体、１２…受圧面、１３…突出
部、１４…突出部端面、２…抵抗素子領域、３…
支持体、３１…支持面、３２…陥没部、５…凹
部、７…凸部。
第２図ａ，ｂ，ｃは本発明の実施例の受圧構造体
を示し、ａは正面図、ｂは一実施例の下面図、ｃ
は別の実施例の下面図、第３図は第２図ａ，ｂに
示した受圧構造体の支持体との組立て方法を示す
斜視図である。 １…受圧構造体、１２…受圧面、１３…突出
部、１４…突出部端面、２…抵抗素子領域、３…
支持体、３１…支持面、３２…陥没部、５…凹
部、７…凸部。
Claims (1)
- １ 一導電形の半導体よりなる受圧構造体の受圧
面に角度をなす面に他導電形の抵抗素子領域が形
成され、各抵抗素子領域の抵抗値変化によつて受
圧面に加わる力の３分力を検出するものであつ
て、受圧構造体が受圧面に平行な支持面を有する
支持体に固定されるものにおいて、受圧構造体の
受圧面に対向する側に設けられた突出部の端面に
受圧構造体上の配線に接続される電極を内面に有
する凹部を備え、支持体の支持面に形成された前
記突出部に嵌合する陥没部の底面に支持体上の配
線に接続される電極を表面に有し、前記凹部に嵌
合する凸部を備えたことを特徴とする圧覚セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59007678A JPS60152073A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 圧覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59007678A JPS60152073A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 圧覚センサ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5142407A Division JPH0793445B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 圧覚センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152073A JPS60152073A (ja) | 1985-08-10 |
| JPH0446461B2 true JPH0446461B2 (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=11672445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59007678A Granted JPS60152073A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 圧覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152073A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0793445B2 (ja) * | 1993-06-15 | 1995-10-09 | 株式会社富士電機総合研究所 | 圧覚センサ |
| DE102006031635A1 (de) * | 2006-07-06 | 2008-01-17 | Werthschützky, Roland, Prof. Dr.-Ing. | Minaturisierbarer Kraftsensor zum Erfassen eines Kraftvektors |
| CN108496055B (zh) * | 2016-04-15 | 2020-10-27 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 三维印刷的测力传感器部件 |
-
1984
- 1984-01-19 JP JP59007678A patent/JPS60152073A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60152073A (ja) | 1985-08-10 |
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