JPH06103866A - 圧力スイッチ - Google Patents
圧力スイッチInfo
- Publication number
- JPH06103866A JPH06103866A JP4249391A JP24939192A JPH06103866A JP H06103866 A JPH06103866 A JP H06103866A JP 4249391 A JP4249391 A JP 4249391A JP 24939192 A JP24939192 A JP 24939192A JP H06103866 A JPH06103866 A JP H06103866A
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- JP
- Japan
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- pressure
- silicon substrate
- electrode
- diaphragm
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- Pending
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- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力スイッチにおいて、長時間使用による特
性劣化や動作不良を防止した圧力スイッチを得る。 【構成】 圧力基準室４内に形成したダイヤフラム２側
の接点電極６を、金属を用いずにシリコン基板１と一体
化された凸部とし、この凸部に拡散抵抗７を形成するこ
とによって電極とし、ガラス側電極５と対となるスイッ
チとする。
性劣化や動作不良を防止した圧力スイッチを得る。 【構成】 圧力基準室４内に形成したダイヤフラム２側
の接点電極６を、金属を用いずにシリコン基板１と一体
化された凸部とし、この凸部に拡散抵抗７を形成するこ
とによって電極とし、ガラス側電極５と対となるスイッ
チとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ダイヤフラム構造を
有し、かつ圧力基準室を持ち、気圧や水圧の設定圧力を
感知する圧力スイッチに関する。
有し、かつ圧力基準室を持ち、気圧や水圧の設定圧力を
感知する圧力スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の代表的な圧力スイッチの
断面図である。図２において１はシリコン基板であり、
２はこのシリコン基板１の厚さを薄く加工して作られた
ダイヤフラムである。３は陽極接合などにより、シリコ
ン基板１に固定されたガラス基板であり、シリコン基板
１との間に圧力基準室４を設けられるような構成となっ
ている。この圧力基準室４内において、ガラス基板側に
はガラス側電極５が、シリコン基板側には接点電極６が
形成されている。それぞれの電極は、シリコン基板上に
形成された、拡散抵抗７によって電気的にパッド８を導
通している。このような構成の圧力スイッチにおいて圧
力が加わると、前記ダイヤフラム２が圧力の大きさに応
じてたわみ、ダイヤフラム上に形成された圧力基準室４
内の接点電極６がガラス側電極５に接触する。この２つ
の電極の導通をパッド８で検出することによって、一定
圧力に対するスイッチの機能を得ている。
断面図である。図２において１はシリコン基板であり、
２はこのシリコン基板１の厚さを薄く加工して作られた
ダイヤフラムである。３は陽極接合などにより、シリコ
ン基板１に固定されたガラス基板であり、シリコン基板
１との間に圧力基準室４を設けられるような構成となっ
ている。この圧力基準室４内において、ガラス基板側に
はガラス側電極５が、シリコン基板側には接点電極６が
形成されている。それぞれの電極は、シリコン基板上に
形成された、拡散抵抗７によって電気的にパッド８を導
通している。このような構成の圧力スイッチにおいて圧
力が加わると、前記ダイヤフラム２が圧力の大きさに応
じてたわみ、ダイヤフラム上に形成された圧力基準室４
内の接点電極６がガラス側電極５に接触する。この２つ
の電極の導通をパッド８で検出することによって、一定
圧力に対するスイッチの機能を得ている。
【０００３】ここで、圧力基準室４内の接点電極６は、
例として、図２で示しているように、ドライエッチング
法などにより、シリコンをエッチングし、圧力基準室４
のための段差を形成した後、Ａｌなどの金属をそのシリ
コン基板上に堆積し、パターニングすることによって形
成する。
例として、図２で示しているように、ドライエッチング
法などにより、シリコンをエッチングし、圧力基準室４
のための段差を形成した後、Ａｌなどの金属をそのシリ
コン基板上に堆積し、パターニングすることによって形
成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は下記のような課題があった。作製した圧力スイッチ
に、スイッチングするより充分大きな圧力が印加された
場合、前記ガラス側電極と接点電極が強い力で押しつけ
られ結合し、印加される圧力が、スイッチングする一定
圧力以下に低下しても２つの電極が離れず、スイッチと
しての機能が失われてしまうことがあった。
は下記のような課題があった。作製した圧力スイッチ
に、スイッチングするより充分大きな圧力が印加された
場合、前記ガラス側電極と接点電極が強い力で押しつけ
られ結合し、印加される圧力が、スイッチングする一定
圧力以下に低下しても２つの電極が離れず、スイッチと
しての機能が失われてしまうことがあった。
【０００５】又、圧力スイッチを長時間使用し、前記ガ
ラス側電極と接点電極の接触、非接触が繰り返された場
合、時間とともに接点電極に使用されている金属が摩
耗、損傷し、スイッチングする圧力の値が経時的に変化
してしまうという信頼性上の問題があった。
ラス側電極と接点電極の接触、非接触が繰り返された場
合、時間とともに接点電極に使用されている金属が摩
耗、損傷し、スイッチングする圧力の値が経時的に変化
してしまうという信頼性上の問題があった。
【０００６】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、圧力基準室内のシリコン基板
上に形成する接点電極を、金属を使用せずに形成するこ
とにある。
うな課題を解決するため、圧力基準室内のシリコン基板
上に形成する接点電極を、金属を使用せずに形成するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、圧力スイッチにおいて、圧力基準室内の
シリコン基板上に形成する接点電極について金属を電極
として使用せず、シリコン基板を接点電極として凸部形
状に加工し、このシリコンの凸部上の拡散抵抗を形成
し、電極とする構成とした。
にこの発明は、圧力スイッチにおいて、圧力基準室内の
シリコン基板上に形成する接点電極について金属を電極
として使用せず、シリコン基板を接点電極として凸部形
状に加工し、このシリコンの凸部上の拡散抵抗を形成
し、電極とする構成とした。
【０００８】
【作用】上記のように構成された圧力スイッチにおいて
は、長時間、スイッチングする圧力以上の高圧下で、圧
力基準室内のガラス側電極と接点電極が強く押えつけら
れても接点電極とガラス側電極が結合して、スイッチと
しての機能が失われるような不良が生じなくなる。
は、長時間、スイッチングする圧力以上の高圧下で、圧
力基準室内のガラス側電極と接点電極が強く押えつけら
れても接点電極とガラス側電極が結合して、スイッチと
しての機能が失われるような不良が生じなくなる。
【０００９】また、圧力の変化に対する、スイッチング
の繰り返しによる摩耗、損傷が極めて少なく、この為、
スイッチング圧力の経時変化が生じなくなり、寿命が長
く、信頼性の高い圧力スイッチの作製が可能となる。
の繰り返しによる摩耗、損傷が極めて少なく、この為、
スイッチング圧力の経時変化が生じなくなり、寿命が長
く、信頼性の高い圧力スイッチの作製が可能となる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明による実施例を図面を用いて
説明する。図１は、本発明による圧力スイッチの断面図
である。シリコン基板１において、エッチングにより薄
膜化されたダイヤフラム２が形成されている。またこの
シリコン基板１はガラス基板３と接合されており、前記
ガラス基板３とシリコン基板１との間に圧力基準室４が
形成されている。圧力基準室４内には、ガラス基板３側
にガラス側電極５が、シリコン基板１側に接点電極６が
形成されているが、該接点電極６は、シリコン基板１の
ダイヤフラム２形成部分の一部を凸部となるように加工
し、この凸部に拡散抵抗を形成するような構成としてい
るので、接点電極に金属を使用する必要がない。
説明する。図１は、本発明による圧力スイッチの断面図
である。シリコン基板１において、エッチングにより薄
膜化されたダイヤフラム２が形成されている。またこの
シリコン基板１はガラス基板３と接合されており、前記
ガラス基板３とシリコン基板１との間に圧力基準室４が
形成されている。圧力基準室４内には、ガラス基板３側
にガラス側電極５が、シリコン基板１側に接点電極６が
形成されているが、該接点電極６は、シリコン基板１の
ダイヤフラム２形成部分の一部を凸部となるように加工
し、この凸部に拡散抵抗を形成するような構成としてい
るので、接点電極に金属を使用する必要がない。
【００１１】以上のような構成の圧力スイッチについ
て、ダイヤフラム２に圧力が印加され、その結果、ダイ
ヤフラム２がたわむ。印加圧力が一定の値に達すると、
圧力基準室３内の前記２つの電極５と６が接触する。一
方、前記２つの電極５と６はシリコン基板１上の拡散抵
抗７による配線によって２つのパッド８に別々に取り出
されており、このパッド８から、一定圧力による前記２
つの電極５と６の接触を電気信号として検出する仕組み
になっている。
て、ダイヤフラム２に圧力が印加され、その結果、ダイ
ヤフラム２がたわむ。印加圧力が一定の値に達すると、
圧力基準室３内の前記２つの電極５と６が接触する。一
方、前記２つの電極５と６はシリコン基板１上の拡散抵
抗７による配線によって２つのパッド８に別々に取り出
されており、このパッド８から、一定圧力による前記２
つの電極５と６の接触を電気信号として検出する仕組み
になっている。
【００１２】次に本発明による圧力スイッチの製造工程
の概略を図３（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。まず、
図３（ａ）に示すように単結晶シリコン基板１を用意す
る。次に、図３（ｂ）に示すように、前記シリコン基板
１の表面を酸化し、酸化膜９をパターニングした後、こ
の酸化膜９をマスクとしてシリコン基板１をドライエッ
チング法によりエッチングする。
の概略を図３（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。まず、
図３（ａ）に示すように単結晶シリコン基板１を用意す
る。次に、図３（ｂ）に示すように、前記シリコン基板
１の表面を酸化し、酸化膜９をパターニングした後、こ
の酸化膜９をマスクとしてシリコン基板１をドライエッ
チング法によりエッチングする。
【００１３】その後、図３（ｃ）、（ｂ）に示すよう
に、前記エッチング部分にレジスト１０をコートし、こ
れを接点電極６の形にパターニングする。そして、この
レジスト１０をマスクとして、前工程でシリコンをエッ
チングした一部分に接点電極６のパターンを残して再度
エッチングする。これにより、接点電極６の凸部が形成
される。
に、前記エッチング部分にレジスト１０をコートし、こ
れを接点電極６の形にパターニングする。そして、この
レジスト１０をマスクとして、前工程でシリコンをエッ
チングした一部分に接点電極６のパターンを残して再度
エッチングする。これにより、接点電極６の凸部が形成
される。
【００１４】さらに、図３（ｄ）に示す工程でシリコン
基板１上に電極及び、配線のために、イオン注入などに
より拡散抵抗７を形成し、その一部にパッド８を形成す
る。次に図３（ｅ）では、あらかじめガラス側電極５を
形成したガラス基板３をシリコン基板１と陽極接合法な
どにより接合して、前記シリコン基板１との間に圧力基
準室４を形成する。
基板１上に電極及び、配線のために、イオン注入などに
より拡散抵抗７を形成し、その一部にパッド８を形成す
る。次に図３（ｅ）では、あらかじめガラス側電極５を
形成したガラス基板３をシリコン基板１と陽極接合法な
どにより接合して、前記シリコン基板１との間に圧力基
準室４を形成する。
【００１５】次に図３（ｆ）に示すように前記シリコン
基板１の裏面から、ＫＯＨなどによるアルカリ異方性エ
ッチングを、窒化膜１１をマスクとして行い、ダイヤフ
ラム２を形成する。以上のような工程により、凸部がシ
リコン基板と一体化した、拡散抵抗による接点電極の形
成が実現可能となる。
基板１の裏面から、ＫＯＨなどによるアルカリ異方性エ
ッチングを、窒化膜１１をマスクとして行い、ダイヤフ
ラム２を形成する。以上のような工程により、凸部がシ
リコン基板と一体化した、拡散抵抗による接点電極の形
成が実現可能となる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、圧力
スイッチにおいて圧力基準室内で、ガラス側電極と対向
するシリコン基板上の接点電極について、金属を使用せ
ずにシリコンによる凸部を形成し、該凸部に拡散抵抗を
形成することで電極とするような構成としたので、以下
に記載する効果を有する。
スイッチにおいて圧力基準室内で、ガラス側電極と対向
するシリコン基板上の接点電極について、金属を使用せ
ずにシリコンによる凸部を形成し、該凸部に拡散抵抗を
形成することで電極とするような構成としたので、以下
に記載する効果を有する。
【００１７】ガラス側電極と接点電極が接触したとき、
前記２つの電極が結合することがなく、高圧をかけるこ
とによる不良が生じにくい。圧力の変動に対するスイッ
チング圧力の経時変化がなく、信頼性の高い圧力スイッ
チが作製できる。
前記２つの電極が結合することがなく、高圧をかけるこ
とによる不良が生じにくい。圧力の変動に対するスイッ
チング圧力の経時変化がなく、信頼性の高い圧力スイッ
チが作製できる。
【図１】本発明の圧力スイッチの断面図である。
【図２】従来の圧力スイッチの断面図である。
【図３】本発明の圧力スイッチの製造工程を示した説明
図である。
図である。
１ シリコン基板 ２ ダイヤフラム ３ ガラス基板 ４ 圧力基準室 ５ ガラス側電極 ６ 接点電極 ７ 拡散抵抗 ８ パッド ９ 酸化膜 １０ レジスト １１ 窒化膜
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン基板の一部分を肉薄にしたダイ
ヤフラム構造を有し、該ダイヤフラムに対向するガラス
基板との間で圧力基準室を有し、かつ該ダイヤフラムの
圧力基準室側と、ガラス基板の圧力基準室側にそれぞれ
電気的接点を有する圧力スイッチにおいて、前記ダイヤ
フラムの圧力基準室側に設ける電気的接点はシリコン基
板と一体化した凸部に拡散抵抗を形成してなることを特
徴とする圧力スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249391A JPH06103866A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 圧力スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249391A JPH06103866A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 圧力スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06103866A true JPH06103866A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17192302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4249391A Pending JPH06103866A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 圧力スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103866A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010015569A1 (de) * | 2008-08-07 | 2010-02-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Druckmessumformer sowie verfahren zu dessen betrieb |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4249391A patent/JPH06103866A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010015569A1 (de) * | 2008-08-07 | 2010-02-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Druckmessumformer sowie verfahren zu dessen betrieb |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |