JPH0446465B2 - - Google Patents
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- JPH0446465B2 JPH0446465B2 JP59272024A JP27202484A JPH0446465B2 JP H0446465 B2 JPH0446465 B2 JP H0446465B2 JP 59272024 A JP59272024 A JP 59272024A JP 27202484 A JP27202484 A JP 27202484A JP H0446465 B2 JPH0446465 B2 JP H0446465B2
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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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
- G01L5/1627—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of strain gauges
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は触覚センサと基板との接続方法に関
し、特に配線導体の配設された絶縁シートを積層
して形成した多層基板に触覚センサのセルを搭載
し、セルの配線と基板の配線との間に電気的な接
続が得られるようにする触覚センサと基板との接
続方法に関する。
し、特に配線導体の配設された絶縁シートを積層
して形成した多層基板に触覚センサのセルを搭載
し、セルの配線と基板の配線との間に電気的な接
続が得られるようにする触覚センサと基板との接
続方法に関する。
ロボツト等に使用されてきた従来の触覚センサ
は、例えば導電フイルムのようにセンサ自体が平
坦に形成されており、単に押圧力のみを検出する
型のものが多く、したがつてこのようなセンサが
設けられる基板について特別な配慮の必要がなか
つた。しかし、近年では、対象物に対して人間の
触覚に近い機能をもつて接触やすべり等の情報が
得られるようなセンサの要望が高まるに連れて、
たとえば互いに直交する３方向の分力の検出が可
能な触覚センサの開発が検討されてきた。
は、例えば導電フイルムのようにセンサ自体が平
坦に形成されており、単に押圧力のみを検出する
型のものが多く、したがつてこのようなセンサが
設けられる基板について特別な配慮の必要がなか
つた。しかし、近年では、対象物に対して人間の
触覚に近い機能をもつて接触やすべり等の情報が
得られるようなセンサの要望が高まるに連れて、
たとえば互いに直交する３方向の分力の検出が可
能な触覚センサの開発が検討されてきた。
このような触覚センサの実現には、センサの形
態も平面的でなく、基板に対して立体的な構造を
持つものでなければならず、特にこのようなセン
サが配置される基板はセンサの立体化に伴つて配
線密度の高いものとなり、しかもセンサ受圧面の
受ける外力に対して十分耐えることのできる接合
強度が保持されなければならない。そこで、かか
る触覚センサを積層して形成された多層配線基板
上に配列させることが考えられてきた。
態も平面的でなく、基板に対して立体的な構造を
持つものでなければならず、特にこのようなセン
サが配置される基板はセンサの立体化に伴つて配
線密度の高いものとなり、しかもセンサ受圧面の
受ける外力に対して十分耐えることのできる接合
強度が保持されなければならない。そこで、かか
る触覚センサを積層して形成された多層配線基板
上に配列させることが考えられてきた。
しかしながら、上述したように立体的に構成し
たセンサを従来の方法で多層セラミツク配線基板
に接続したのでは、十分な機械的強度が保たれ
ず、電気的接続自体にも問題がある。
たセンサを従来の方法で多層セラミツク配線基板
に接続したのでは、十分な機械的強度が保たれ
ず、電気的接続自体にも問題がある。
すなわち、従来のこのような電子部品の接続の
場合、電子部品が搭載される層面に形成された導
体の端子部に電子部品の端子を一致させて、例え
ばはんだ付けなどが行われるが、かかる表面的な
接続のみでは本例のようなセンサの場合、センサ
に外力が加えられたときに電気的接続のみならず
センサを構成しているセル自体が基板から分離さ
れてしまう。
場合、電子部品が搭載される層面に形成された導
体の端子部に電子部品の端子を一致させて、例え
ばはんだ付けなどが行われるが、かかる表面的な
接続のみでは本例のようなセンサの場合、センサ
に外力が加えられたときに電気的接続のみならず
センサを構成しているセル自体が基板から分離さ
れてしまう。
本発明の目的は、上述したような問題点に鑑み
れ、３方向の成分を有する力が加えられても損わ
れることなく、十分な電気的接続状態を保つこと
ができる強固な触覚センサと基板との接続方法を
提供することにある。
れ、３方向の成分を有する力が加えられても損わ
れることなく、十分な電気的接続状態を保つこと
ができる強固な触覚センサと基板との接続方法を
提供することにある。
すなわち、本発明は、多層配線基板の上層部
に、個々の層の導体との間の電気的接続が可能な
半スルーホールを付設した溝を設けて、この溝に
触覚センサのセル基部が嵌合可能なようになし、
次に半スルーホールにはんだを施し、半スルーホ
ールに関連しない溝の部分には接着剤を塗布し、
触覚センサのセル基部をこの溝に嵌合させて固着
したのち、上記のはんだを溶触させてこのスルー
ホールを介して触覚センサセル上の配線端子と基
板の配線端子との間の電気的接続が得られるよう
にすることを特徴とするものである。
に、個々の層の導体との間の電気的接続が可能な
半スルーホールを付設した溝を設けて、この溝に
触覚センサのセル基部が嵌合可能なようになし、
次に半スルーホールにはんだを施し、半スルーホ
ールに関連しない溝の部分には接着剤を塗布し、
触覚センサのセル基部をこの溝に嵌合させて固着
したのち、上記のはんだを溶触させてこのスルー
ホールを介して触覚センサセル上の配線端子と基
板の配線端子との間の電気的接続が得られるよう
にすることを特徴とするものである。
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は、本発明によりリング状の触覚センサ
セルをセラミツクの多層配線基板上に取付けて構
成した触覚センサの一例を示す。ここで、１はシ
リコンの拡散型半導体による圧力センサとして形
成された触覚センサセルである。セル１には複数
の所定位置に歪ゲージ２がそれぞれ配設してあ
り、更にセル１の上部には受圧板３が取付けてあ
つて、受圧板３に作用した荷重をセル１を介して
歪ゲージ２に伝達させることにより、これらの歪
ゲージ２を介して上記の荷重を互いに直交する３
方向の分力に分解し検出することができる。
セルをセラミツクの多層配線基板上に取付けて構
成した触覚センサの一例を示す。ここで、１はシ
リコンの拡散型半導体による圧力センサとして形
成された触覚センサセルである。セル１には複数
の所定位置に歪ゲージ２がそれぞれ配設してあ
り、更にセル１の上部には受圧板３が取付けてあ
つて、受圧板３に作用した荷重をセル１を介して
歪ゲージ２に伝達させることにより、これらの歪
ゲージ２を介して上記の荷重を互いに直交する３
方向の分力に分解し検出することができる。
そこで、個々の歪ゲージ２からこのような歪信
号を取出すために、セル１の基部１Ａには第２Ａ
図に示すように複数の端子４が配設され、歪ゲー
ジ２と端子４とはそれぞれ図示しない配線で接続
される。また、セル１が固定される多層基板５の
方にもこれらの端子４と対応する位置に接続用の
端子６が形成されていて、第１図および第２Ｂ図
に示すようにセル１および受圧板３を上層基板５
Ａに形成した溝７に固定した状態では、半スルー
ホール８に施したはんだを後述したように溶融さ
せることにより双方の端子４と６との間を電気的
に接続することができる。
号を取出すために、セル１の基部１Ａには第２Ａ
図に示すように複数の端子４が配設され、歪ゲー
ジ２と端子４とはそれぞれ図示しない配線で接続
される。また、セル１が固定される多層基板５の
方にもこれらの端子４と対応する位置に接続用の
端子６が形成されていて、第１図および第２Ｂ図
に示すようにセル１および受圧板３を上層基板５
Ａに形成した溝７に固定した状態では、半スルー
ホール８に施したはんだを後述したように溶融さ
せることにより双方の端子４と６との間を電気的
に接続することができる。
なお、第２Ａ図は受圧板３を取付けたセル１と
多層基板５とを接続する前の段階を示したもの
で、セル１の基部１Ａを上層基板５Ａの溝７に嵌
合する前に、溝７の側壁に設けた半スルーホール
８には、はんだクリームを塗布しておくか、また
ははんだめつきを実施しておき、更に溝７の半ス
ルーホール８から離隔部分には導体部９の方へは
み出さないようにして接着剤１０を適下等により
添着させておくようにする。また、必要に応じて
セル１の対応した部分に接着剤１０を薄く塗布し
ておくのが好適である。
多層基板５とを接続する前の段階を示したもの
で、セル１の基部１Ａを上層基板５Ａの溝７に嵌
合する前に、溝７の側壁に設けた半スルーホール
８には、はんだクリームを塗布しておくか、また
ははんだめつきを実施しておき、更に溝７の半ス
ルーホール８から離隔部分には導体部９の方へは
み出さないようにして接着剤１０を適下等により
添着させておくようにする。また、必要に応じて
セル１の対応した部分に接着剤１０を薄く塗布し
ておくのが好適である。
第２Ｂ図は、かくしてセル１を溝７に嵌合した
状態を示し、半スルーホール８に施されたはんだ
を例えばレーザ照射などによつて接着剤１０が損
われないように局部加熱し、溶融させて電気的な
接続状態とすることができる。
状態を示し、半スルーホール８に施されたはんだ
を例えばレーザ照射などによつて接着剤１０が損
われないように局部加熱し、溶融させて電気的な
接続状態とすることができる。
続いて、第３Ａ図〜第３Ｇ図によつて、本発明
の実施例を製造工程にしたがい順次に説明する。
の実施例を製造工程にしたがい順次に説明する。
まず、第３Ａ図に示すように、アルミナ92％に
粘結材等の添加物を加えて生成した流動状のセラ
ミツクからドクターブレード法を用いて厚さが
0.2〜0.8mmのグリーンシート５Ｂを形成し、この
シート５Ｂ上の所定の位置に半スルーホール８形
成用の孔８Ａをパンチ、ドリル、レーザ等によつ
て穿設して、このあとタングステンＷかモリブデ
ンMoのペーストを孔８Ａに充填した後、導体パ
ターン１１を印刷した。
粘結材等の添加物を加えて生成した流動状のセラ
ミツクからドクターブレード法を用いて厚さが
0.2〜0.8mmのグリーンシート５Ｂを形成し、この
シート５Ｂ上の所定の位置に半スルーホール８形
成用の孔８Ａをパンチ、ドリル、レーザ等によつ
て穿設して、このあとタングステンＷかモリブデ
ンMoのペーストを孔８Ａに充填した後、導体パ
ターン１１を印刷した。
続いて、第３Ｂ図のように、上層基板用のシー
ト５Ｂのセル基部１Ａ取付け位置にパンチやレー
ザを用いて溝７を形成したが、切断の際、切断線
が孔８Ａの中心を通るようになして、切取られた
溝７の側壁に半スルーホール８が得られるように
した。なお、この状態では半スルーホール８にペ
ーストが詰つているので、後述するはんだ層形成
のために幾分ペーストを除去しておくようにす
る。
ト５Ｂのセル基部１Ａ取付け位置にパンチやレー
ザを用いて溝７を形成したが、切断の際、切断線
が孔８Ａの中心を通るようになして、切取られた
溝７の側壁に半スルーホール８が得られるように
した。なお、この状態では半スルーホール８にペ
ーストが詰つているので、後述するはんだ層形成
のために幾分ペーストを除去しておくようにす
る。
次に、別に用意した同サイズのグリーンシート
５Ｂ上には図に示さないが、所定の位置に導体パ
ターンを印刷し、要すればスルーホールを設け
て、これらのグリーンシート５Ｂを第３Ｃ図に示
すように積層し、これを還元雰囲気中で約1600℃
に加熱焼成して第３Ｄ図のような多層配線セラミ
ツク基板５を得た。
５Ｂ上には図に示さないが、所定の位置に導体パ
ターンを印刷し、要すればスルーホールを設け
て、これらのグリーンシート５Ｂを第３Ｃ図に示
すように積層し、これを還元雰囲気中で約1600℃
に加熱焼成して第３Ｄ図のような多層配線セラミ
ツク基板５を得た。
このようにして得られた多層セラミツク基板５
の寸法は焼成によつて約17％収縮する。このと
き、半スルーホール８内のペーストは上記の焼成
でセラミツク基板５と冶金的に結合されメタライ
ズされるが、Ｗのみで形成された導体では電気的
接続が十分でないので、この導体上にニツケルや
銀でめつきを行い、更にその上に、はんだクリー
ムを塗布した。
の寸法は焼成によつて約17％収縮する。このと
き、半スルーホール８内のペーストは上記の焼成
でセラミツク基板５と冶金的に結合されメタライ
ズされるが、Ｗのみで形成された導体では電気的
接続が十分でないので、この導体上にニツケルや
銀でめつきを行い、更にその上に、はんだクリー
ムを塗布した。
第３Ｅ図は別に用意した受圧板３付きの触覚セ
ンサセル１を示す。このセル１は従来の半導体プ
ロセス法によりシリコンウエハに拡散形歪ゲージ
を作り込んで機械加工したものであり、側面に形
成した配線端子４にはニツケルや銀でめつきが施
されている。本例では、このセル１の基部１Ａに
おける背面側すなわち本図では紙面の裏側および
底面に、さきに第２Ａ図で示したように接着剤１
０を塗布し、更に多層セラミツク基板５の溝７に
６第３Ｆ図に示すように接着剤１０を塗布した。
ンサセル１を示す。このセル１は従来の半導体プ
ロセス法によりシリコンウエハに拡散形歪ゲージ
を作り込んで機械加工したものであり、側面に形
成した配線端子４にはニツケルや銀でめつきが施
されている。本例では、このセル１の基部１Ａに
おける背面側すなわち本図では紙面の裏側および
底面に、さきに第２Ａ図で示したように接着剤１
０を塗布し、更に多層セラミツク基板５の溝７に
６第３Ｆ図に示すように接着剤１０を塗布した。
なお、この場合、接着剤１０が半スルーホール
８が図示しない導体等に、はみ出していかないよ
うにする配慮が必要なことはいうまでもない。し
たがつて、接着剤１０の使用量はこのようなはみ
出しを防止するために、あらかじめ最適の量を設
定しておくようにする。
８が図示しない導体等に、はみ出していかないよ
うにする配慮が必要なことはいうまでもない。し
たがつて、接着剤１０の使用量はこのようなはみ
出しを防止するために、あらかじめ最適の量を設
定しておくようにする。
かくして、溝７にセル１の基部１Ａを嵌合させ
てセル１の端子４と基板５側の端子６との位置を
一致させ、接着剤１０が溝７から外部にはみ出し
ている場合は、これを機械的な方法等により取除
く。最後に、接着剤１０が凝固した後、接着剤１
０が損われないようにしてレーザ等により半スル
ーホール８のはんだクリームを局部的に加熱し、
これを溶融させて、電気的接続を終え、第３Ｇ図
に示すような接続状態とした触覚センサを得るこ
とができた。なお、上記のはんだを溶融させる場
合、はんだブリツジが発生しないように留意する
必要のあることはいうまでもない。
てセル１の端子４と基板５側の端子６との位置を
一致させ、接着剤１０が溝７から外部にはみ出し
ている場合は、これを機械的な方法等により取除
く。最後に、接着剤１０が凝固した後、接着剤１
０が損われないようにしてレーザ等により半スル
ーホール８のはんだクリームを局部的に加熱し、
これを溶融させて、電気的接続を終え、第３Ｇ図
に示すような接続状態とした触覚センサを得るこ
とができた。なお、上記のはんだを溶融させる場
合、はんだブリツジが発生しないように留意する
必要のあることはいうまでもない。
以上説明してきたように、本発明によれば、多
層配線基板の上層部に個々の層の導体配線と電気
的接続が可能な半スルーホールを具えた溝を設
け、一方、触覚センサのセル基部の上記半スルー
ホールと対応する位置にはセルの配線端子を設け
て、このセル基部を上記の溝に嵌合可能となし、
上記半スルーホールにはんだを施し、上記溝の半
スルーホールに関連しない位置に接着剤を付着さ
せてこの溝に触覚センサのセル基部を嵌合させて
接着固定した後、半スルーホールのはんだを溶融
させて電気的接続が得られるようにしたので、機
械的に十分な強度が得られるのみならず、電気的
接続に対しても信頼性が高く、しかも構造が簡単
で組立が容易であり、高密度の配置が可能となつ
た。
層配線基板の上層部に個々の層の導体配線と電気
的接続が可能な半スルーホールを具えた溝を設
け、一方、触覚センサのセル基部の上記半スルー
ホールと対応する位置にはセルの配線端子を設け
て、このセル基部を上記の溝に嵌合可能となし、
上記半スルーホールにはんだを施し、上記溝の半
スルーホールに関連しない位置に接着剤を付着さ
せてこの溝に触覚センサのセル基部を嵌合させて
接着固定した後、半スルーホールのはんだを溶融
させて電気的接続が得られるようにしたので、機
械的に十分な強度が得られるのみならず、電気的
接続に対しても信頼性が高く、しかも構造が簡単
で組立が容易であり、高密度の配置が可能となつ
た。
また、以上の説明では、触覚センサと多層配線
基板との接続の場合について述べたが、本発明の
適用はこれに限られるものではなく、ひろく一般
に、例えばトランスなどの比較的重い電子部品を
多層配線基板上に高密度で配設する場合の接合方
法にも適用できることはいうまでもない。
基板との接続の場合について述べたが、本発明の
適用はこれに限られるものではなく、ひろく一般
に、例えばトランスなどの比較的重い電子部品を
多層配線基板上に高密度で配設する場合の接合方
法にも適用できることはいうまでもない。
第１図は本発明による単体触覚センサの構成の
一例を示す斜視図、第２Ａ図および第２Ｂ図はそ
のセンサセルと多層基板との接続前および接続後
の状態をそれぞれ示す断面図、第３Ａ図〜第３Ｄ
図は本発明の一実施例として多層セラミツク配線
基板の製造工程をそれぞれ順を追つて示す斜視
図、第３Ｅ図は本発明に適用する触覚センサセル
の正面図、第３Ｆ図は第３Ａ図〜第３Ｄ図の工程
を経て得られた接続前の多層セラミツク配線基板
の斜視図、第３Ｇ図は本発明により接続を終えて
仕上げられた単体触覚センサの斜視図である。 １…触覚センサセル、１Ａ…セル基部、２…歪
ゲージ、３…受圧板、４，６…端子、５…多層基
板、５Ａ…上層基板、５Ｂ…グリーンシート、７
…溝、８…半スルーホール、８Ａ…孔、９…導体
部、１０…接着剤、１１…導体パターン。
一例を示す斜視図、第２Ａ図および第２Ｂ図はそ
のセンサセルと多層基板との接続前および接続後
の状態をそれぞれ示す断面図、第３Ａ図〜第３Ｄ
図は本発明の一実施例として多層セラミツク配線
基板の製造工程をそれぞれ順を追つて示す斜視
図、第３Ｅ図は本発明に適用する触覚センサセル
の正面図、第３Ｆ図は第３Ａ図〜第３Ｄ図の工程
を経て得られた接続前の多層セラミツク配線基板
の斜視図、第３Ｇ図は本発明により接続を終えて
仕上げられた単体触覚センサの斜視図である。 １…触覚センサセル、１Ａ…セル基部、２…歪
ゲージ、３…受圧板、４，６…端子、５…多層基
板、５Ａ…上層基板、５Ｂ…グリーンシート、７
…溝、８…半スルーホール、８Ａ…孔、９…導体
部、１０…接着剤、１１…導体パターン。
Claims (1)
- １ 多層配線基板の上層部に溝を設け、該溝の壁
面に前記多層配線基板の個々の層の導体配線と電
気的接続が可能な半円形のスルーホールを形成
し、触覚センサのセルの基部には前記スルーホー
ルと対応する位置に当該セルの配線端子を設け
て、前記セルの基部を前記溝に嵌合可能となし、
前記スルーホールにはんだを施し、前記溝に接着
剤を付着させてから該溝に前記セルの基部を嵌合
させ、前記接着剤により固定した後、前記スルー
ホールに施したはんだを溶融させて前記電気的接
続が得られるようにすることを特徴とする触覚セ
ンサと基板との接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59272024A JPS61150381A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 触覚センサと基板との接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59272024A JPS61150381A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 触覚センサと基板との接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61150381A JPS61150381A (ja) | 1986-07-09 |
| JPH0446465B2 true JPH0446465B2 (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=17508063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59272024A Granted JPS61150381A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 触覚センサと基板との接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61150381A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6252241B2 (ja) | 2014-02-27 | 2017-12-27 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置、およびロボット |
| JP6996309B2 (ja) * | 2017-03-06 | 2022-01-17 | セイコーエプソン株式会社 | センサーデバイス、力検出装置およびロボット |
| JP6477843B2 (ja) * | 2017-11-28 | 2019-03-06 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置、およびロボット |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59272024A patent/JPS61150381A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61150381A (ja) | 1986-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |