JPH0714069B2 - 力変換素子の製造方法 - Google Patents
力変換素子の製造方法Info
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- JPH0714069B2 JPH0714069B2 JP18632988A JP18632988A JPH0714069B2 JP H0714069 B2 JPH0714069 B2 JP H0714069B2 JP 18632988 A JP18632988 A JP 18632988A JP 18632988 A JP18632988 A JP 18632988A JP H0714069 B2 JPH0714069 B2 JP H0714069B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は力変換素子の製造方法、特に力伝達部を介して
伝達される圧縮力に対応した電気信号をSi単結晶体から
出力するよう形成された力変換素子の製造方法に関す
る。
伝達される圧縮力に対応した電気信号をSi単結晶体から
出力するよう形成された力変換素子の製造方法に関す
る。
［背景技術］ 力変換素子は、各種分野において圧縮力を検知するため
のセンサとして幅広く用いられている。従って、このよ
うな力変換素子には、周囲の環境に影響されることな
く、圧縮力を正確に測定できる能力が要求される。
のセンサとして幅広く用いられている。従って、このよ
うな力変換素子には、周囲の環境に影響されることな
く、圧縮力を正確に測定できる能力が要求される。
特に、この力変換素子は、極めて厳しい使用環境下で用
いられることも多く、例えば近年においては内燃機関の
シリンダ内における高温、高圧の燃焼ガスの圧力測定用
としても用いられている。
いられることも多く、例えば近年においては内燃機関の
シリンダ内における高温、高圧の燃焼ガスの圧力測定用
としても用いられている。
従って、このような状況のもとで使用される力変換素子
には、周囲に存在する磁気的、電気的なノイズの影響を
受けることなく、しかも加えられる圧縮力を、応答性良
く確実に測定できることが要求される。
には、周囲に存在する磁気的、電気的なノイズの影響を
受けることなく、しかも加えられる圧縮力を、応答性良
く確実に測定できることが要求される。
従来、このような力変換素子としては、圧縮型ロードセ
ルに代表される歪みゲージタイプのものが一般的に知ら
れている。
ルに代表される歪みゲージタイプのものが一般的に知ら
れている。
しかし、従来の力変換素子にあっては、この数年新規な
圧縮力検知方式を取入れて構成されたものはなかった。
圧縮力検知方式を取入れて構成されたものはなかった。
新規な力変換素子 本発明者等は、従来の力変換素子とは全くその原理が異
なる新規な力変換素子を開発した。本発明は、このよう
な新規な力変換素子の製造方法に関するものである。
なる新規な力変換素子を開発した。本発明は、このよう
な新規な力変換素子の製造方法に関するものである。
第２図には、本発明者等によって開発された新規な力変
換素子の原理図が示されており、同図（Ａ）はその平面
説明図、同図（Ｂ）はその側面説明図である。
換素子の原理図が示されており、同図（Ａ）はその平面
説明図、同図（Ｂ）はその側面説明図である。
この力変換素子1000は、圧縮力が加えられる面として
（110）面の結晶面を有するよう形成されたSi単結晶体1
0と、このSi単結晶体10の（110）面の結晶面12と接合さ
れ、圧縮力Ｗをその結晶面12に垂直に伝達する力伝達部
30と、前記Si単結晶体10の前記力伝達部30と結合された
結晶面12と相対する結晶面14と接合され、Si単結晶体10
を支持する支持基台50とを含む。
（110）面の結晶面を有するよう形成されたSi単結晶体1
0と、このSi単結晶体10の（110）面の結晶面12と接合さ
れ、圧縮力Ｗをその結晶面12に垂直に伝達する力伝達部
30と、前記Si単結晶体10の前記力伝達部30と結合された
結晶面12と相対する結晶面14と接合され、Si単結晶体10
を支持する支持基台50とを含む。
前記Si単結晶体10には、結晶の［001］方向より45゜の
方向に対向して設けられた第１の電極16,16′と、［１
０］方向より45゜の方向に対向して設けられた第２の
電極18,18′とが設けられている。そして、これら第１
および第２の電極のいずれか一方16,16′を出力電極と
し、他方18,18′を入力電極として用いている。
方向に対向して設けられた第１の電極16,16′と、［１
０］方向より45゜の方向に対向して設けられた第２の
電極18,18′とが設けられている。そして、これら第１
および第２の電極のいずれか一方16,16′を出力電極と
し、他方18,18′を入力電極として用いている。
そして、この力変換素子1000を用いて圧縮力Ｗを測定す
る場合には、まず入力電極18,18′からSi単結晶体10に
電流Ｉを流し、出力電極16,16′から電圧ΔＶを取出す
ようにした状態で、力伝達部30の頂面32に圧縮力Ｗを印
加すればよい。このとき、Si単結晶体10には圧縮応力σ
Ｚが作用し、出力電極16,16′から次式で示す電圧ΔＶ
が出力される。
る場合には、まず入力電極18,18′からSi単結晶体10に
電流Ｉを流し、出力電極16,16′から電圧ΔＶを取出す
ようにした状態で、力伝達部30の頂面32に圧縮力Ｗを印
加すればよい。このとき、Si単結晶体10には圧縮応力σ
Ｚが作用し、出力電極16,16′から次式で示す電圧ΔＶ
が出力される。
ΔＶ＝ｂ・ρ・J2・π63′・σＺ …（１） ここにおいて、ρはSi単結晶体10の比抵抗、J2は電流密
度、π63′はピエゾ抵抗係数である。
度、π63′はピエゾ抵抗係数である。
この力変換素子1000の特徴は、出力電極16,16′から圧
縮力に対応した電圧ΔＶを出力するため、ピエゾ抵抗係
数π63′が十分大きな値となるようにSi単結晶体10を形
成したことにある。
縮力に対応した電圧ΔＶを出力するため、ピエゾ抵抗係
数π63′が十分大きな値となるようにSi単結晶体10を形
成したことにある。
すなわち、本発明者等は、代表的な次の４つの結晶面
（100）、（110）、（111）、（211）を有するSi単結晶
体10について、電極を設ける方向を代えて、Si単結晶体
10から、電圧ΔＶを得るために不可欠なピエゾ抵抗係数
π63′についての計算を行った。この結果、（100）、
（111）、（211）の場合、いずれの方向に電極を設けて
もピエゾ抵抗係数π63′は零となった。これに対し、
（110）の場合には、電極を［001］方向より45゜の方
向、または［１０］より45゜の方向に設けることで、
絶対値が相等しく最大のピエゾ抵抗係数π63′が存在す
ることが判明した。
（100）、（110）、（111）、（211）を有するSi単結晶
体10について、電極を設ける方向を代えて、Si単結晶体
10から、電圧ΔＶを得るために不可欠なピエゾ抵抗係数
π63′についての計算を行った。この結果、（100）、
（111）、（211）の場合、いずれの方向に電極を設けて
もピエゾ抵抗係数π63′は零となった。これに対し、
（110）の場合には、電極を［001］方向より45゜の方
向、または［１０］より45゜の方向に設けることで、
絶対値が相等しく最大のピエゾ抵抗係数π63′が存在す
ることが判明した。
第３図は、比抵抗7.8Ωcmのｐ型（110）面Si単結晶体の
ピエゾ抵抗係数π63′の計算結果を示したもので、出力
電極を、［001］方向より45゜の方向、入力電極を［１
０］方向より45゜の方向に設けることにより、最大の
ピエゾ抵抗係数π63′を得ることができる。
ピエゾ抵抗係数π63′の計算結果を示したもので、出力
電極を、［001］方向より45゜の方向、入力電極を［１
０］方向より45゜の方向に設けることにより、最大の
ピエゾ抵抗係数π63′を得ることができる。
なお、出力電極16,16′を［１０］方向より45゜の方
向に、入力電極18,18′を［001］方向より45゜の方向に
設けた場合でも、ピエゾ抵抗係数π63′を同様に利用で
き、新規な力変換素子1000が実現できることには変りな
い。また、前記［001］，［１０］となる結晶方向は
（110）面のSi単結晶体10における代表的な結晶方向を
示したもので、これらの結晶方向と等価な結晶方向にお
いては全く同様に考えることができる。
向に、入力電極18,18′を［001］方向より45゜の方向に
設けた場合でも、ピエゾ抵抗係数π63′を同様に利用で
き、新規な力変換素子1000が実現できることには変りな
い。また、前記［001］，［１０］となる結晶方向は
（110）面のSi単結晶体10における代表的な結晶方向を
示したもので、これらの結晶方向と等価な結晶方向にお
いては全く同様に考えることができる。
第１表には、Si単結晶体10の（110）面の結晶面と等価
な結晶面と、［001］，［１０］からなる結晶方向と
等価な結晶方向が示されている。この表から明らかなよ
うに、Si単結晶体には（110）面と等価な結晶面が複数
存在する。したがって、（110）面と等価な結晶面をも
つSi単結晶体を用いても、本発明の力変換素子1000を形
成することができる。
な結晶面と、［001］，［１０］からなる結晶方向と
等価な結晶方向が示されている。この表から明らかなよ
うに、Si単結晶体には（110）面と等価な結晶面が複数
存在する。したがって、（110）面と等価な結晶面をも
つSi単結晶体を用いても、本発明の力変換素子1000を形
成することができる。
なお、（110）の結晶面と等価な結晶面は｛110｝で表わ
され、また［001］，［１０］と等価な結晶方向は、
＜001＞，＜110＞で一般的に表わされる。
され、また［001］，［１０］と等価な結晶方向は、
＜001＞，＜110＞で一般的に表わされる。
なお、第３図ではｐ型Si単結晶体10のピエゾ抵抗係数π
63′を示したが、もちろんｎ型（110）面Si単結晶体に
あっても、前記ピエゾ抵抗係数π63′は、ｐ型の場合と
同等の大きさを有して同様に存在する。
63′を示したが、もちろんｎ型（110）面Si単結晶体に
あっても、前記ピエゾ抵抗係数π63′は、ｐ型の場合と
同等の大きさを有して同様に存在する。
このように、この力変換素子1000は、力伝達部30を介し
てSi単結晶体10の（110）面の結晶面12に圧縮力Ｗを垂
直に伝達するという従来にはない新規な構成を採用して
いる。このため、Si単結晶体10の出力電極16,16′から
は、圧縮力Ｗと正確に対応し、しかも実用上十分な大き
さをもった電圧ΔＶを出力することができる。
てSi単結晶体10の（110）面の結晶面12に圧縮力Ｗを垂
直に伝達するという従来にはない新規な構成を採用して
いる。このため、Si単結晶体10の出力電極16,16′から
は、圧縮力Ｗと正確に対応し、しかも実用上十分な大き
さをもった電圧ΔＶを出力することができる。
また、この力変換素子1000は、Si単結晶体10が矩形（正
方形を含む）となるよう切出され、その厚み、不純物濃
度が均一となるように形成されている。このため、各電
極間の抵抗値、すなわち16と18、18と16′、16′と18′
と18′と16との間の各抵抗値を等しくでき、また、Si単
結晶体10の厚みと不純物濃度が均一であることから、温
度の変化に対する前記各抵抗値もほぼ等しくできる。
方形を含む）となるよう切出され、その厚み、不純物濃
度が均一となるように形成されている。このため、各電
極間の抵抗値、すなわち16と18、18と16′、16′と18′
と18′と16との間の各抵抗値を等しくでき、また、Si単
結晶体10の厚みと不純物濃度が均一であることから、温
度の変化に対する前記各抵抗値もほぼ等しくできる。
従って、この力変換素子1000は、温度の変化に左右され
ることなく、圧縮力Ｗを正確に測定することができる。
ることなく、圧縮力Ｗを正確に測定することができる。
力変換素子の製造方法 第６図には、このような力変換素子1000の従来の製造方
法が示されている。
法が示されている。
この方法によれば、まずSi単結晶体ウエハ100の一方の
面に支持基台ウエハ110を位置合せして静電接合し、接
合ウエハ120を形成する。
面に支持基台ウエハ110を位置合せして静電接合し、接
合ウエハ120を形成する。
そして、この接合ウエハ120を所定のマトリクスパター
ンに従って切断し、分割素子200を切出す。
ンに従って切断し、分割素子200を切出す。
また、これと並行して力伝達部ウエハ130を所定のマト
リクスパターンに従って切断し、力伝達部30を切出す。
リクスパターンに従って切断し、力伝達部30を切出す。
そして、所定の位置合わせ治具を用いて、分割素子200
のSi単結晶体10の表面12に力伝達部30を位置合わせし、
静電接合することにより、力変換素子1000を形成してい
た。
のSi単結晶体10の表面12に力伝達部30を位置合わせし、
静電接合することにより、力変換素子1000を形成してい
た。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、力変換素子1000のような小さなものを多量に
生産する場合には、少しでも作業の回数を減らすととも
に、少なくとも各ロットごとに電気的特性等の揃ったも
のを得る必要がある。
生産する場合には、少しでも作業の回数を減らすととも
に、少なくとも各ロットごとに電気的特性等の揃ったも
のを得る必要がある。
しかし、従来のように、分割素子200と、力伝達部30と
を一組づつ位置合せし、静電接合することにより力変換
素子を製造する方法では、力伝達部30と分割素子200と
の間に位置ずれが発生しやすく、製造された力変換素子
の電気的出力特性にバラツキが発生してしまうという問
題があった。
を一組づつ位置合せし、静電接合することにより力変換
素子を製造する方法では、力伝達部30と分割素子200と
の間に位置ずれが発生しやすく、製造された力変換素子
の電気的出力特性にバラツキが発生してしまうという問
題があった。
また、このように、力伝達部30と分割素子200とを一組
づつ位置合わせしながら静電接合する従来の製造方法で
は、両者を静電接合するための作業に時間がかかりす
ぎ、力変換素子を量産するには不向きであるという問題
があった。
づつ位置合わせしながら静電接合する従来の製造方法で
は、両者を静電接合するための作業に時間がかかりす
ぎ、力変換素子を量産するには不向きであるという問題
があった。
［発明の目的］ 本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、前述した新規な力変換素子を効率よ
くかつ確実に製造することが可能な力変換素子の製造方
法を得ることにある。
あり、その目的は、前述した新規な力変換素子を効率よ
くかつ確実に製造することが可能な力変換素子の製造方
法を得ることにある。
［問題点の解決手段および作用］ 前記目的を達成するため、本発明は、 圧縮力が加えられる面として｛110｝面の結晶面を有す
るSi単結晶体と、 前記Si単結晶体の｛110｝面側に接合された力伝達部
と、 前記Si単結晶体の他面側に接合された支持基台と、 前記Si単結晶体上に、その｛110｝面上における、結晶
の＜001＞方向より45度の方向に対向して設けた第１の
電極と、＜110＞方向より45度の方向に対向して設けた
第２の電極と、を含み、これら第１および第２の電極の
いずれか一方を出力電極とし、他方を入力電極として用
いる複数の電極と、 を含み、力伝達部を介して伝達される圧縮力に対応した
電気信号をSi単結晶体から前記電極を介して出力する力
変換素子の製造方法であって、 前記電極が設けられたSi単結晶体ウエハの｛110｝面側
に、力伝達部が所定のマトリクス溝を用いて形成された
力伝達部ウエハを位置合わせして接合するとともに、Si
単結晶体ウエハの他面側に支持基台ウエハを位置合わせ
して接合した後、前記力伝達部ウエハをマトリスク溝に
合わせて切断し、さらにダイシング溝に沿ってSi単結晶
体ウエハおよび支持基台ウエハを切断することにより力
変換素子を形成することを特徴としている。
るSi単結晶体と、 前記Si単結晶体の｛110｝面側に接合された力伝達部
と、 前記Si単結晶体の他面側に接合された支持基台と、 前記Si単結晶体上に、その｛110｝面上における、結晶
の＜001＞方向より45度の方向に対向して設けた第１の
電極と、＜110＞方向より45度の方向に対向して設けた
第２の電極と、を含み、これら第１および第２の電極の
いずれか一方を出力電極とし、他方を入力電極として用
いる複数の電極と、 を含み、力伝達部を介して伝達される圧縮力に対応した
電気信号をSi単結晶体から前記電極を介して出力する力
変換素子の製造方法であって、 前記電極が設けられたSi単結晶体ウエハの｛110｝面側
に、力伝達部が所定のマトリクス溝を用いて形成された
力伝達部ウエハを位置合わせして接合するとともに、Si
単結晶体ウエハの他面側に支持基台ウエハを位置合わせ
して接合した後、前記力伝達部ウエハをマトリスク溝に
合わせて切断し、さらにダイシング溝に沿ってSi単結晶
体ウエハおよび支持基台ウエハを切断することにより力
変換素子を形成することを特徴としている。
このように、本発明の製造方法によれば、従来は１チッ
プ単位での接合しかできないと思われていた力伝達部
と、Si単結晶体との接合をウエハ単位で行うことを可能
とした。ただし、本発明の方法によれば、力伝達部ウエ
ハに対し、予め所定のマトリクス溝を形成しておくとい
う前加工を施す必要があるが、これはそれほど面倒なこ
とではない。
プ単位での接合しかできないと思われていた力伝達部
と、Si単結晶体との接合をウエハ単位で行うことを可能
とした。ただし、本発明の方法によれば、力伝達部ウエ
ハに対し、予め所定のマトリクス溝を形成しておくとい
う前加工を施す必要があるが、これはそれほど面倒なこ
とではない。
このようにして、本発明によれば、各ロッド毎に電気的
出力特性が揃った力変換素子を得ることができる。さら
に、力変換素子のように小さなものを多量に生産する場
合には、本発明のように各構成部材の位置合わせ回数を
減らし、作業時間を短縮することにより、その製造コス
トを大巾に低減することができる。
出力特性が揃った力変換素子を得ることができる。さら
に、力変換素子のように小さなものを多量に生産する場
合には、本発明のように各構成部材の位置合わせ回数を
減らし、作業時間を短縮することにより、その製造コス
トを大巾に低減することができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、Si単結晶体と支
持基台との位置合わせおよびその接合と、Si単結晶体と
力伝達部との位置合わせおよびその接合とを、それぞれ
ウエハ単体で行うことができるため、製造される力伝達
素子の位置ずれに起因する電気的特性のバラツキが小さ
くなり、しかも位置合わせ等の作業時間を短縮し、力伝
達素子の製造コストを大巾に低減することができるとい
う効果がある。
持基台との位置合わせおよびその接合と、Si単結晶体と
力伝達部との位置合わせおよびその接合とを、それぞれ
ウエハ単体で行うことができるため、製造される力伝達
素子の位置ずれに起因する電気的特性のバラツキが小さ
くなり、しかも位置合わせ等の作業時間を短縮し、力伝
達素子の製造コストを大巾に低減することができるとい
う効果がある。
［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。
第４図には、本発明の方法によって製造される力変換素
子の好適な一例が示されている。なお、前記第２図に示
す力伝達素子1000と対応する部材には同一符号を付しそ
の説明は省略する。
子の好適な一例が示されている。なお、前記第２図に示
す力伝達素子1000と対応する部材には同一符号を付しそ
の説明は省略する。
実施例の力変換素子1000は、圧縮力が加えられる面とし
て（110）面の結晶面を有するよう形成されたSi単結晶
体10と、このSi単結晶体10の一方の結晶面12に静電接合
された力伝達部30と、Si単結晶体10の他方の結晶面14に
静電接合された支持基台50とを含む。実施例の力変換素
子1000と、前記第２図に示す力変換素子との違いは、Si
単結晶体10と力伝達素子30とが45度ずれて静電接合され
た点にある。
て（110）面の結晶面を有するよう形成されたSi単結晶
体10と、このSi単結晶体10の一方の結晶面12に静電接合
された力伝達部30と、Si単結晶体10の他方の結晶面14に
静電接合された支持基台50とを含む。実施例の力変換素
子1000と、前記第２図に示す力変換素子との違いは、Si
単結晶体10と力伝達素子30とが45度ずれて静電接合され
た点にある。
そして、実施例のSi単結晶体10は、比抵抗が約10Ωcm、
大きさ1.7mm2、厚さ0.2mmのＰ型Si単結晶体として形成
されている。そして、このSi単結晶体10の一方の結晶面
12上には、結晶の［001］方向より45度の方向にアルミ
ニウムを真空蒸着して一対の出力電極16,16′が設けら
れ、さらに［１０］方向より45度の方向にアルミニウ
ムを真空蒸着することにより一対の入力電極18,18′が
設けられている。
大きさ1.7mm2、厚さ0.2mmのＰ型Si単結晶体として形成
されている。そして、このSi単結晶体10の一方の結晶面
12上には、結晶の［001］方向より45度の方向にアルミ
ニウムを真空蒸着して一対の出力電極16,16′が設けら
れ、さらに［１０］方向より45度の方向にアルミニウ
ムを真空蒸着することにより一対の入力電極18,18′が
設けられている。
また、実施例の支持基台50は、Si単結晶体10と熱膨張係
数が近接した、大きさ1.7mm2厚さ1mmの結晶化ガラスを
用いて形成されている。また、前記力伝達素子30は、大
きさが１mm2で、その厚さが1mmの立方体形状をした結晶
化ガラスを用いて形成されている。
数が近接した、大きさ1.7mm2厚さ1mmの結晶化ガラスを
用いて形成されている。また、前記力伝達素子30は、大
きさが１mm2で、その厚さが1mmの立方体形状をした結晶
化ガラスを用いて形成されている。
第１図には、本発明に係る力変換素子1000の製造方法の
好適な一例が示されている。
好適な一例が示されている。
本実施例において、Si単結晶体ウエハ100は、圧縮力が
加えられる面として（110）面の結晶面を有するよう形
成されている。なお、前記Si単結晶体ウエハ100の一方
の結晶面12上には、後述する第５図に示すように、出力
電極16,16′、入力電極18,18′が所定パターンに従って
アルミニウムを真空蒸着することにより形成されてい
る。
加えられる面として（110）面の結晶面を有するよう形
成されている。なお、前記Si単結晶体ウエハ100の一方
の結晶面12上には、後述する第５図に示すように、出力
電極16,16′、入力電極18,18′が所定パターンに従って
アルミニウムを真空蒸着することにより形成されてい
る。
また、本実施例において、力伝達部ウエハ130の一方の
面には、所定パターンのマトリクス溝132に囲まれるよ
うにして複数の力伝達部30が形成されている。このマト
リクス溝132は、その幅がｗ２，に設定されている。
面には、所定パターンのマトリクス溝132に囲まれるよ
うにして複数の力伝達部30が形成されている。このマト
リクス溝132は、その幅がｗ２，に設定されている。
そして、この力伝達部ウエハ130は、図示しない位置合
せ治具を用いて、Si単結晶体ウエハ100の結晶面12と位
置合わせされ静電接合される。
せ治具を用いて、Si単結晶体ウエハ100の結晶面12と位
置合わせされ静電接合される。
第５図は、Si単結晶体ウエハ100の結晶面12上に力伝達
部ウエハ130を位置合わせした状態を表わしており、同
図において、力伝達部ウエハ130は、マトリクス溝132に
より囲まれた力伝達部30が図示されている。
部ウエハ130を位置合わせした状態を表わしており、同
図において、力伝達部ウエハ130は、マトリクス溝132に
より囲まれた力伝達部30が図示されている。
本実施例において、Si単結晶体ウエハ100の結晶面12上
には、出力電極16,16′と入力電極18,18′とが所定のパ
ターンに従って複数組設けられている。
には、出力電極16,16′と入力電極18,18′とが所定のパ
ターンに従って複数組設けられている。
そして、本実施例の力伝達部ウエハ130は、各力伝達部3
0が対応する電極16,16′,18,18′中心に位置するようSi
単結晶体ウエハ100の結晶面12上に位置合わせされ、静
電接合される。
0が対応する電極16,16′,18,18′中心に位置するようSi
単結晶体ウエハ100の結晶面12上に位置合わせされ、静
電接合される。
このようにして、Si単結晶体ウエハ100の両面に、支持
基台ウエハ110と力伝達部ウエハ130とを位置合わせし静
電接合した後、第１図に示すように、力伝達部ウエハ13
0を、マトリクス溝132に沿って幅w1でダイシングし、各
力伝達部30の保持部134を除去する。
基台ウエハ110と力伝達部ウエハ130とを位置合わせし静
電接合した後、第１図に示すように、力伝達部ウエハ13
0を、マトリクス溝132に沿って幅w1でダイシングし、各
力伝達部30の保持部134を除去する。
これにより、Si単結晶体ウエハ100の結晶面12上には、
複数の力伝達部ウエハ130がマトリクス状に静電接合さ
れた状態となる。
複数の力伝達部ウエハ130がマトリクス状に静電接合さ
れた状態となる。
この状態で、静電接合されたSi単結晶体ウエハ100およ
び支持基台ウエハ110を、ダイシング溝（マトリクス溝1
32）の中心136に沿ってダイシングし、複数の力変換素
子1000を切出す。
び支持基台ウエハ110を、ダイシング溝（マトリクス溝1
32）の中心136に沿ってダイシングし、複数の力変換素
子1000を切出す。
このようにして、本発明の製造方法によれば、３枚のウ
エハ100,110および130を互いに位置合わせし、静電接合
した後、力伝達部ウエハ130をマトリクス溝132に沿って
ダイシングし、次にこのダイシング溝に沿ってSi単結晶
体ウエハ100および支持基台110をダイシングするという
簡単な作業で、力変換素子1000を製造することができ
る。
エハ100,110および130を互いに位置合わせし、静電接合
した後、力伝達部ウエハ130をマトリクス溝132に沿って
ダイシングし、次にこのダイシング溝に沿ってSi単結晶
体ウエハ100および支持基台110をダイシングするという
簡単な作業で、力変換素子1000を製造することができ
る。
従って、前記第６図に示す従来方法に比べ、位置合わせ
の回数が大巾に少なくなり、力変換素子1000の製造に要
する作業時間を大巾に短縮することができる。
の回数が大巾に少なくなり、力変換素子1000の製造に要
する作業時間を大巾に短縮することができる。
さらに、本発明によれば、力変換素子を構成する各部品
10,30および50の位置合わせを、ウエハ単位で行うこと
ができるため、この位置合わせをより正確に行うことが
でき、電気的特性の優れた力変換素子を製造することが
できる。特に、本発明によれば、電気的特性の揃った力
変換素子を各ロット単位で得ることができ、力変換素子
のように小さいものを多量に生産する場合に極めて好適
なものとなる。
10,30および50の位置合わせを、ウエハ単位で行うこと
ができるため、この位置合わせをより正確に行うことが
でき、電気的特性の優れた力変換素子を製造することが
できる。特に、本発明によれば、電気的特性の揃った力
変換素子を各ロット単位で得ることができ、力変換素子
のように小さいものを多量に生産する場合に極めて好適
なものとなる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能である。
本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能である。
例えば、本実施例においては、Si単結晶体10と力伝達部
30とを直接に静電接合し、しかもSi単結晶体10と支持基
台50とを直接に静電接合する場合を例にとり説明した
が、本発明はこれに限らず、これら接合面に必要に応じ
て各種の積層体を設けることも可能である。
30とを直接に静電接合し、しかもSi単結晶体10と支持基
台50とを直接に静電接合する場合を例にとり説明した
が、本発明はこれに限らず、これら接合面に必要に応じ
て各種の積層体を設けることも可能である。
例えばSi単結晶体10の一方の結晶面14側に半導体層、絶
縁膜を順次積層し、Si単結晶体10と支持基台50とをこれ
ら積層体を介して静電接合してもよい。この場合には、
予めウエハ製造段階において、Si単結晶体ウエハ100の
結晶面14上にこのような積層体を形成しておけばよい。
縁膜を順次積層し、Si単結晶体10と支持基台50とをこれ
ら積層体を介して静電接合してもよい。この場合には、
予めウエハ製造段階において、Si単結晶体ウエハ100の
結晶面14上にこのような積層体を形成しておけばよい。
また、前記実施例においては、（110）面の結晶面を有
するSi単結晶体ウエハを用いる場合を例にとり説明した
が、本発明はこれに限らず、（110）と等価な結晶面、
例えば（１０）、（10）または（０）の各結晶
面を有するSi単結晶体ウエハを用いてもよい。
するSi単結晶体ウエハを用いる場合を例にとり説明した
が、本発明はこれに限らず、（110）と等価な結晶面、
例えば（１０）、（10）または（０）の各結晶
面を有するSi単結晶体ウエハを用いてもよい。
また、前記実施例においては、結晶面が（110）面のSi
単結晶体を用い力変換素子を形成した場合を例にとり説
明したが、本発明はこれに限らずこれ以外に前記第１表
に示すように（110）面と等価な｛110｝結晶面をもつSi
単結晶体を用いて力変換素子を形成してもよい。
単結晶体を用い力変換素子を形成した場合を例にとり説
明したが、本発明はこれに限らずこれ以外に前記第１表
に示すように（110）面と等価な｛110｝結晶面をもつSi
単結晶体を用いて力変換素子を形成してもよい。
第１図は本発明に係る力変換素子の好適な実施例を示す
説明図、 第２図は新規な力変換素子の原理説明図であり、同図
（Ａ）はその平面説明図、同図（Ｂ）はその側面説明
図、 第３図はＰ型Si（110）面のピエゾ抵抗係数π63′の特
性図、 第４図は、本発明の製造方法を用いて作成された力変換
素子の説明図であり、同図（Ａ）はその平面説明図、同
図（Ｂ）はその側面説明図、 第５図は、本発明の製造方法を用いて力変換素子を製造
する場合における、Si単結晶体ウエハと力伝達部ウエハ
との位置合せ状態の説明図、 第６図は、従来の力変換素子の製造方法の一例を示す説
明図である。 10……Si単結晶体 12……結晶面 30……力伝達部 100……Si単結晶体ウエハ 110……支持基台ウエハ 130……力伝達部ウエハ 132……マトリクス溝 1000……力変換素子
説明図、 第２図は新規な力変換素子の原理説明図であり、同図
（Ａ）はその平面説明図、同図（Ｂ）はその側面説明
図、 第３図はＰ型Si（110）面のピエゾ抵抗係数π63′の特
性図、 第４図は、本発明の製造方法を用いて作成された力変換
素子の説明図であり、同図（Ａ）はその平面説明図、同
図（Ｂ）はその側面説明図、 第５図は、本発明の製造方法を用いて力変換素子を製造
する場合における、Si単結晶体ウエハと力伝達部ウエハ
との位置合せ状態の説明図、 第６図は、従来の力変換素子の製造方法の一例を示す説
明図である。 10……Si単結晶体 12……結晶面 30……力伝達部 100……Si単結晶体ウエハ 110……支持基台ウエハ 130……力伝達部ウエハ 132……マトリクス溝 1000……力変換素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳光 早苗 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−36081（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】圧縮力が加えられる面として｛110｝面の
結晶面を有するSi単結晶体と、 前記Si単結晶体の｛110｝面側に接合された力伝達部
と、 前記Si単結晶体の他面側に接合された支持基台と、 前記Si単結晶体上に、その｛110｝面上における、結晶
の＜001＞方向より45度の方向に対向して設けた第１の
電極と、＜110＞方向より45度の方向に対向して設けた
第２の電極と、を含み、これら第１および第２の電極の
いずれか一方を出力電極とし、他方を入力電極として用
いる複数の電極と、 を含み、力伝達部を介して伝達される圧縮力に対応した
電気信号Si単結晶体から前記電極を介して出力する力変
換素子の製造方法であって、 前記電極が設けられたSi単結晶体ウエハの｛110｝面側
に、力伝達部が所定のマトリクス溝を用いて形成された
力伝達部ウエハを位置合わせして接合するとともに、Si
単結晶体ウエハの他面側に支持基台ウエハを位置合わせ
して接合した後、前記力伝達部ウエハをマトリスク溝に
合わせて切断し、さらにダイシング溝に沿ってSi単結晶
体ウエハおよび支持基台ウエハを切断することにより力
変換素子を形成することを特徴とする力変換素子の製造
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18632988A JPH0714069B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 力変換素子の製造方法 |
| US07/384,817 US4993266A (en) | 1988-07-26 | 1989-07-25 | Semiconductor pressure transducer |
| DE89113807T DE68905967T2 (de) | 1988-07-26 | 1989-07-26 | Piezoresistiver Si Einkristall Druckwandler. |
| EP89113807A EP0352773B1 (en) | 1988-07-26 | 1989-07-26 | Piezoresistive si single crystal pressure transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18632988A JPH0714069B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 力変換素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236573A JPH0236573A (ja) | 1990-02-06 |
| JPH0714069B2 true JPH0714069B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16186442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18632988A Expired - Fee Related JPH0714069B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 力変換素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714069B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8272256B2 (en) | 2008-09-30 | 2012-09-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Pressure sensor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2678413B2 (ja) * | 1991-11-15 | 1997-11-17 | 株式会社大井製作所 | ロックストライカ用カバー |
| JP2553199Y2 (ja) * | 1991-12-26 | 1997-11-05 | 株式会社豊田中央研究所 | 力変換素子 |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP18632988A patent/JPH0714069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8272256B2 (en) | 2008-09-30 | 2012-09-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Pressure sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0236573A (ja) | 1990-02-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |