JPS6154272B2 - - Google Patents
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- JPS6154272B2 JPS6154272B2 JP5705079A JP5705079A JPS6154272B2 JP S6154272 B2 JPS6154272 B2 JP S6154272B2 JP 5705079 A JP5705079 A JP 5705079A JP 5705079 A JP5705079 A JP 5705079A JP S6154272 B2 JPS6154272 B2 JP S6154272B2
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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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体変位変換器に係り、特に金属起
歪体と、この金属起歪体との接着面側に金属中間
層および絶縁層を順次積層させた半導体歪検出体
とを合金ソルダ層を介して積層してなる変位変換
器の改良に関する。
歪体と、この金属起歪体との接着面側に金属中間
層および絶縁層を順次積層させた半導体歪検出体
とを合金ソルダ層を介して積層してなる変位変換
器の改良に関する。
半導体を用いた変位変換器は第１図に示す構成
からなつている。第１図において、金属起歪体と
しての起歪体合金１と、この起歪体合金１との接
着面側に金属中間層２および絶縁層３を順次積層
させた半導体歪検出体４とは合金ソルダ層５を介
して積層されている。半導体歪検出体４には歪感
応部６が形成され、この歪感応部６に外部回路と
接続するリード線が連結されている。
からなつている。第１図において、金属起歪体と
しての起歪体合金１と、この起歪体合金１との接
着面側に金属中間層２および絶縁層３を順次積層
させた半導体歪検出体４とは合金ソルダ層５を介
して積層されている。半導体歪検出体４には歪感
応部６が形成され、この歪感応部６に外部回路と
接続するリード線が連結されている。
このような半導体変位変換器において、起歪体
合金１の変位にともなう歪を合金ソルダ層５、金
属中間層２および絶縁層３を介して半導体歪検出
体４に伝達し、その歪量に対応する電気出力を得
るようになつている。半導体変位変換器は前記し
た変位変換器として有効に作動するためには、半
導体歪検出体４を起歪体合金１に強固に取り付け
る必要がある。このため、従来起歪体合金１にフ
アーニコ（Fe―Ni―Co合金）、絶縁層３材料に
SiO2がそれぞれ用いられ、金属中間層２材料に
SiO2と結合力の強いCr，Cu，Au積層体が用いら
れている。また合金ソルダには起歪体合金１およ
び半導体歪検出体４の特性を損なわない程度の比
較的低温で溶融するAu―12重量％Cu共晶合金が
用いられている。なお、重量％のことを以下では
wt％と略記する。
合金１の変位にともなう歪を合金ソルダ層５、金
属中間層２および絶縁層３を介して半導体歪検出
体４に伝達し、その歪量に対応する電気出力を得
るようになつている。半導体変位変換器は前記し
た変位変換器として有効に作動するためには、半
導体歪検出体４を起歪体合金１に強固に取り付け
る必要がある。このため、従来起歪体合金１にフ
アーニコ（Fe―Ni―Co合金）、絶縁層３材料に
SiO2がそれぞれ用いられ、金属中間層２材料に
SiO2と結合力の強いCr，Cu，Au積層体が用いら
れている。また合金ソルダには起歪体合金１およ
び半導体歪検出体４の特性を損なわない程度の比
較的低温で溶融するAu―12重量％Cu共晶合金が
用いられている。なお、重量％のことを以下では
wt％と略記する。
しかしながら、Au―12wt％Cu共晶合金を接着
用ソルダとして用いた場合、金属中間層中の
Cu，AuなどはAu―Geソルダ中に均一に固溶す
るが、Au―Geソルダ中のGeは金属中間層のCrと
反応してCrGe型化合物、起歪体合金のフアーニ
コを反応してNiGe型及び（Fe，Co）Ge2型化合
物を形成するため、ソルダ中のGe量は４〜7wt％
に減少している。このためソルダ層の組成はAu
―13wt％Cu―Geになつていることが判明した。
この結果、接着層の強度が不十分で変位変換器の
性能などに次のような悪影響を及ぼすことがわか
つた。
用ソルダとして用いた場合、金属中間層中の
Cu，AuなどはAu―Geソルダ中に均一に固溶す
るが、Au―Geソルダ中のGeは金属中間層のCrと
反応してCrGe型化合物、起歪体合金のフアーニ
コを反応してNiGe型及び（Fe，Co）Ge2型化合
物を形成するため、ソルダ中のGe量は４〜7wt％
に減少している。このためソルダ層の組成はAu
―13wt％Cu―Geになつていることが判明した。
この結果、接着層の強度が不十分で変位変換器の
性能などに次のような悪影響を及ぼすことがわか
つた。
(1)接着層の強度不足により高歪領域で起歪体合
金に生じた歪が歪検出体へ正確に伝達されず変位
変換器の感度が低下しやすいという欠点があつ
た。また(2)比較的高温（120℃）においては、接
着層がクリープ現象を生じ変位変換器として十分
な精度が得られないなどの欠点があつた。
金に生じた歪が歪検出体へ正確に伝達されず変位
変換器の感度が低下しやすいという欠点があつ
た。また(2)比較的高温（120℃）においては、接
着層がクリープ現象を生じ変位変換器として十分
な精度が得られないなどの欠点があつた。
以上のように、接着剤にAu―12wt％Ge合金ソ
ルダを用いた場合、変位変換器の特性や精度が著
しく損ねられ、変位変換器の製作歩留や信頼性が
低下する。
ルダを用いた場合、変位変換器の特性や精度が著
しく損ねられ、変位変換器の製作歩留や信頼性が
低下する。
本発明は、従来技術の欠点を除去し、合金ソル
ダの接着強度を向上させて、精度を向上させた変
位変換器を提供することにある。
ダの接着強度を向上させて、精度を向上させた変
位変換器を提供することにある。
本発明者らは、Au―Cu合金が規則格子を生成
して、著しく硬化することに着目し、Au―Cu共
晶合金にCuを添加しAuCuの規則化により合金ソ
ルダの強度を改善した結果、本発明に到達したも
のである。すなわち本発明は金属起歪体と、この
金属起歪体との接着面側に金属中間層および絶縁
層を順次積層してなる半導体変位変換器におい
て、前記合金ソルダ層をCu15〜20wt％、Ge12〜
15％、残Cuとしたものである。
して、著しく硬化することに着目し、Au―Cu共
晶合金にCuを添加しAuCuの規則化により合金ソ
ルダの強度を改善した結果、本発明に到達したも
のである。すなわち本発明は金属起歪体と、この
金属起歪体との接着面側に金属中間層および絶縁
層を順次積層してなる半導体変位変換器におい
て、前記合金ソルダ層をCu15〜20wt％、Ge12〜
15％、残Cuとしたものである。
本発明において、合金ソルダ層中、Cu量はAu
―Cu―Gu合金の規則格子の生成による硬化に影
響する。合金ソルダ層中のCu量が15wt％より少
ないと、第２図に示すように合金ソルダ層は規則
化の程度が少なく、ほとんど硬化しない。合金ソ
ルダ層中のCu量が15wt％を超えると、規則格子
の生成により次第に硬化するが、一方Cu量が増
加すると、合金ソルダの融点が上昇する結果、合
金ソルダ層形成時の接着温度が上昇する。変位変
換器において、起歪体合金の機械的性質を悪化さ
せることなく、また半導体歪検出体の電気配線を
損傷しない程度の比較的低温で接着する必要があ
る。
―Cu―Gu合金の規則格子の生成による硬化に影
響する。合金ソルダ層中のCu量が15wt％より少
ないと、第２図に示すように合金ソルダ層は規則
化の程度が少なく、ほとんど硬化しない。合金ソ
ルダ層中のCu量が15wt％を超えると、規則格子
の生成により次第に硬化するが、一方Cu量が増
加すると、合金ソルダの融点が上昇する結果、合
金ソルダ層形成時の接着温度が上昇する。変位変
換器において、起歪体合金の機械的性質を悪化さ
せることなく、また半導体歪検出体の電気配線を
損傷しない程度の比較的低温で接着する必要があ
る。
第３図および第４図は合金ソルダの組成と融点
と関係を熱分析により測定した結果を示すもの
で、合金ソルダ中のCu量が20wt％を超えると、
融点が高すぎるため、Cu量は20wt％以内である
ことが必要である。また合金ソルダ層中のGe量
は12〜15wt％であることが必要である。
と関係を熱分析により測定した結果を示すもの
で、合金ソルダ中のCu量が20wt％を超えると、
融点が高すぎるため、Cu量は20wt％以内である
ことが必要である。また合金ソルダ層中のGe量
は12〜15wt％であることが必要である。
なお図中Ａで示されるのは液体相であり、Ｂで
示される固体相である。第３図および第４図にお
いて、合金ソルダ中のGe量が12〜15wt％の範囲
外であると、いずれも融点が高くなる。
示される固体相である。第３図および第４図にお
いて、合金ソルダ中のGe量が12〜15wt％の範囲
外であると、いずれも融点が高くなる。
本発明において、金属中間層自体は公知の材料
が使用でき、具体的にはCr，Mo，Ｗから選ばれ
た１つの材料と、Ni，Cu，Auなどから選ばれた
１つ以上の材料との積層体が使用できる。さらに
上記のように限定された合金ソルダ組成は、必ず
しも起歪体合金１を半導体検出体４との接着時に
使用される合金ソルダ自体の組成を意味していな
い。最終的に製造された変位変換器としての合金
ソルダ層自体の組成が、Cu15〜20wt％、Ge12〜
15wt％、残Cuであればよい。したがつて金属中
間層の成分に応じて合金ソルダ自耐を上記した限
定範囲外の組成で使用することもできる。例えば
合金ソルダ層を接合する要に使用される金属中間
層にCuが含まれる場合、合金ソルダ中のCuが合
金ソルダ層中に固溶する量に見合う程度Cu量を
合金ソルダから減少させることができる。
が使用でき、具体的にはCr，Mo，Ｗから選ばれ
た１つの材料と、Ni，Cu，Auなどから選ばれた
１つ以上の材料との積層体が使用できる。さらに
上記のように限定された合金ソルダ組成は、必ず
しも起歪体合金１を半導体検出体４との接着時に
使用される合金ソルダ自体の組成を意味していな
い。最終的に製造された変位変換器としての合金
ソルダ層自体の組成が、Cu15〜20wt％、Ge12〜
15wt％、残Cuであればよい。したがつて金属中
間層の成分に応じて合金ソルダ自耐を上記した限
定範囲外の組成で使用することもできる。例えば
合金ソルダ層を接合する要に使用される金属中間
層にCuが含まれる場合、合金ソルダ中のCuが合
金ソルダ層中に固溶する量に見合う程度Cu量を
合金ソルダから減少させることができる。
上記合金ソルダ量は、合金ソルダを蒸着法、め
つき法などによつて金属中間層に接して形成する
か、またはこれら合金ソルダの箔を用い、熱処理
して一体化させて得られる。合金ソルダの接着温
度は400〜475℃がよく、400℃より低いと起歪体
合金とのぬれが悪く、475℃より高いと構成部材
の特性を損ねる。接着時の雰囲気としては上記合
金ソルダ表面の酸化を防止するため、還元性又は
不活性ガス中で熱処理するとよい。合金ソルダ層
形成後は、変位変換器は炉冷又は空冷などによつ
て徐冷却するか、または徐冷後再び100〜350℃で
熱処理される。
つき法などによつて金属中間層に接して形成する
か、またはこれら合金ソルダの箔を用い、熱処理
して一体化させて得られる。合金ソルダの接着温
度は400〜475℃がよく、400℃より低いと起歪体
合金とのぬれが悪く、475℃より高いと構成部材
の特性を損ねる。接着時の雰囲気としては上記合
金ソルダ表面の酸化を防止するため、還元性又は
不活性ガス中で熱処理するとよい。合金ソルダ層
形成後は、変位変換器は炉冷又は空冷などによつ
て徐冷却するか、または徐冷後再び100〜350℃で
熱処理される。
以上、本発明によれば、比較的低温で製造でき
るために構成部材の特性を損ねない、接着強度が
高く高温負荷時における出力が安定する、変位変
換器としての精度及び感度がよい、などの効果が
得られる。
るために構成部材の特性を損ねない、接着強度が
高く高温負荷時における出力が安定する、変位変
換器としての精度及び感度がよい、などの効果が
得られる。
実施例 １
本実施例における半導体変位変換器はSiストレ
ンゲージを用いた。一方の面にＰ型拡散抵抗を有
し、この面に対向する面及び側面に厚さ3.0μｍ
のSiO2膜を形成したチツプに、SiO2膜に接して
Ge，Cu，Auの金属中間層を積層蒸着後、Au―
15wt％Cu―12.5wt％Ge、合金ソルダを厚さ3.0μ
ｍ蒸着法で形成した。一方起歪体合金としては表
面にめつきを施したFe―Ni―Co合金（フアーニ
コ）カンチレバを用いた。以上の構成で得られた
Siストレンゲージチツプとフアーニコカンチレバ
とを400℃及び425℃で接着した。得られた変位変
換器の歪―出力特性の非直線誤差は200試料中、
95％が0.1％以下と極めて小さく、直線性に優え
た癖換器が得られた。これは接着層が均一で、し
かも強固に接着されているためであり、得られた
変位変換器は精度や信頼性に優れていることが確
認された。
ンゲージを用いた。一方の面にＰ型拡散抵抗を有
し、この面に対向する面及び側面に厚さ3.0μｍ
のSiO2膜を形成したチツプに、SiO2膜に接して
Ge，Cu，Auの金属中間層を積層蒸着後、Au―
15wt％Cu―12.5wt％Ge、合金ソルダを厚さ3.0μ
ｍ蒸着法で形成した。一方起歪体合金としては表
面にめつきを施したFe―Ni―Co合金（フアーニ
コ）カンチレバを用いた。以上の構成で得られた
Siストレンゲージチツプとフアーニコカンチレバ
とを400℃及び425℃で接着した。得られた変位変
換器の歪―出力特性の非直線誤差は200試料中、
95％が0.1％以下と極めて小さく、直線性に優え
た癖換器が得られた。これは接着層が均一で、し
かも強固に接着されているためであり、得られた
変位変換器は精度や信頼性に優れていることが確
認された。
実施例 ２
実施例１と同様のSiストレンゲージチツプとフ
アーニコカンチレバとを実施例１と同じ方法によ
りAu―20wt％Cu―15wt％Ge、合金ソルダを蒸
着法で30μｍの厚さに形成し、450℃で接着し
た。第５図に得られた変位変換器の120℃高温に
おける出力の変化を測定した結果の一例を示す。
高温負荷時における出力が極めて安定しているこ
とがわかる。これは接着層の強度が十分に大きく
高温においても接着層が非常に安定であることに
よる。本実施例で得られたSiストレンージを用い
た変位変換器は、歪―出力特性の非直線誤差が小
さく、高温における安定性の優れた半導体変位変
換器である。
アーニコカンチレバとを実施例１と同じ方法によ
りAu―20wt％Cu―15wt％Ge、合金ソルダを蒸
着法で30μｍの厚さに形成し、450℃で接着し
た。第５図に得られた変位変換器の120℃高温に
おける出力の変化を測定した結果の一例を示す。
高温負荷時における出力が極めて安定しているこ
とがわかる。これは接着層の強度が十分に大きく
高温においても接着層が非常に安定であることに
よる。本実施例で得られたSiストレンージを用い
た変位変換器は、歪―出力特性の非直線誤差が小
さく、高温における安定性の優れた半導体変位変
換器である。
第１図は代表的な半導体変位変換器の構造を示
す説明図、第２図はAu―Cu―Ge系合金の熱処理
による硬さの変化を示すグラフ、第３図はAu―
15％Cu―Ge系合金ソルダの組成と融点との関係
を示すグラフ、第４図はAu―20％Cu―Ge系合金
ソルダの組成と融点との関係を示すグラフ、第５
図は実施例２で得られた変位変換器の高温におけ
る安定性を示すグラフである。 １……起歪体合金、２……金属中間層、３……
絶縁層、４……半導体歪検出体、５……合金ソル
ダ層、６……歪感応部、７……リード線。
す説明図、第２図はAu―Cu―Ge系合金の熱処理
による硬さの変化を示すグラフ、第３図はAu―
15％Cu―Ge系合金ソルダの組成と融点との関係
を示すグラフ、第４図はAu―20％Cu―Ge系合金
ソルダの組成と融点との関係を示すグラフ、第５
図は実施例２で得られた変位変換器の高温におけ
る安定性を示すグラフである。 １……起歪体合金、２……金属中間層、３……
絶縁層、４……半導体歪検出体、５……合金ソル
ダ層、６……歪感応部、７……リード線。
Claims (1)
- １ 金属起歪体と、この金属起歪体との接着面側
に金属中間層および絶縁層を順次積層させた半導
体歪検出体とを合金ソルダ層を介して積層してな
る半導体変位変換器において、前記合金ソルダは
Cu15〜20重量％、Ge12〜15重量％、残Auからな
ることを特徴とする半導体変位変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5705079A JPS55150277A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Semiconductor displacement converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5705079A JPS55150277A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Semiconductor displacement converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55150277A JPS55150277A (en) | 1980-11-22 |
| JPS6154272B2 true JPS6154272B2 (ja) | 1986-11-21 |
Family
ID=13044612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5705079A Granted JPS55150277A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Semiconductor displacement converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55150277A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6387514U (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-07 | ||
| JPS63107820U (ja) * | 1987-12-24 | 1988-07-12 | ||
| JPS63246677A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Nippon Seiko Kk | 軸受組立体 |
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| JPH07218523A (ja) * | 1994-12-01 | 1995-08-18 | Nippon Seiko Kk | センサロータユニット |
| JPH1082796A (ja) * | 1997-07-14 | 1998-03-31 | Nippon Seiko Kk | 車両用の軸受組立体 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6129980B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2017-05-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 力学量測定装置及びその製造方法 |
| JP6208098B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2017-10-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 半導体素子接続ユニットおよびそれを備えた力学量測定装置 |
-
1979
- 1979-05-11 JP JP5705079A patent/JPS55150277A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS63246677A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Nippon Seiko Kk | 軸受組立体 |
| JPH01126419A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-18 | Nippon Seiko Kk | 軸受組立体 |
| JPS63107820U (ja) * | 1987-12-24 | 1988-07-12 | ||
| JPH07218523A (ja) * | 1994-12-01 | 1995-08-18 | Nippon Seiko Kk | センサロータユニット |
| JPH1082796A (ja) * | 1997-07-14 | 1998-03-31 | Nippon Seiko Kk | 車両用の軸受組立体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55150277A (en) | 1980-11-22 |
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