JPS62222137A - 圧力センサ用ダイヤフラム - Google Patents
圧力センサ用ダイヤフラムInfo
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- JPS62222137A JPS62222137A JP61065464A JP6546486A JPS62222137A JP S62222137 A JPS62222137 A JP S62222137A JP 61065464 A JP61065464 A JP 61065464A JP 6546486 A JP6546486 A JP 6546486A JP S62222137 A JPS62222137 A JP S62222137A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非晶質合金を材料とする歪ゲージに関するもの
で、ダイヤフラム上に歪ゲージを設けた圧力センサとし
て利用されるものである。
で、ダイヤフラム上に歪ゲージを設けた圧力センサとし
て利用されるものである。
（従来の技術）
本発明に係る従来技術としては特開昭５９−１３２３２
７号「圧力センサ」の公報がある。
７号「圧力センサ」の公報がある。
ダイヤフラム上に歪ゲージを設けた圧力センサは、ダイ
ヤフラムの両面に加わる圧力差から生じるダイヤフラム
の応力変化を歪ゲージで検出し圧力を測定するものであ
る。従来の歪ゲージ式圧力センサは、接着剤を用いて金
属性ダイヤフラム上に歪ゲージを接着したもの、金泥性
ダイヤフラムの表面に真空Ｖｒ＃膜形成法２例えばスパ
ッタリング法、ＣＶＤ法、イオンブレーティング法５蒸
着法等にて形成した無機質絶縁体薄膜又はガラス等の無
機質絶縁体からなるダイヤフラムの表面上に前記薄膜形
成法の一つである、スパッタリング等により歪ゲージと
なる金ｉ薄膜を形成するものである。
ヤフラムの両面に加わる圧力差から生じるダイヤフラム
の応力変化を歪ゲージで検出し圧力を測定するものであ
る。従来の歪ゲージ式圧力センサは、接着剤を用いて金
属性ダイヤフラム上に歪ゲージを接着したもの、金泥性
ダイヤフラムの表面に真空Ｖｒ＃膜形成法２例えばスパ
ッタリング法、ＣＶＤ法、イオンブレーティング法５蒸
着法等にて形成した無機質絶縁体薄膜又はガラス等の無
機質絶縁体からなるダイヤフラムの表面上に前記薄膜形
成法の一つである、スパッタリング等により歪ゲージと
なる金ｉ薄膜を形成するものである。
無機質の薄い絶縁膜２例えばＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ、Ａｌ
２Ｏ３等の無機質絶縁物皮膜は、厚さ約１、０〜約２．
０μｍのものを用いるもので、金属薄膜は約０．１〜２
μｍの厚さを有し、通常のフォトエツチング技術により
ダイヤフラムの歪を検出しやすいパターンに形成され、
この合金薄膜は抵抗温度係数の小さい非晶質金属である
。
２Ｏ３等の無機質絶縁物皮膜は、厚さ約１、０〜約２．
０μｍのものを用いるもので、金属薄膜は約０．１〜２
μｍの厚さを有し、通常のフォトエツチング技術により
ダイヤフラムの歪を検出しやすいパターンに形成され、
この合金薄膜は抵抗温度係数の小さい非晶質金属である
。
上記絶縁層と歪ゲージ金属薄膜とを形成したダイヤフラ
ムはハウジング内に収容され、ハウジング内空間を圧力
を測定すべき空間に連通ずる室と大気に連通ずる室とに
分離して形成されている。
ムはハウジング内に収容され、ハウジング内空間を圧力
を測定すべき空間に連通ずる室と大気に連通ずる室とに
分離して形成されている。
ダイヤフラムはステンレス板、リン青銅等の金泥板又は
ガラス板が使用されている。
ガラス板が使用されている。
測定時には、ダイヤフラムの両側に印加される圧力が異
なりダイヤフラムに歪が生じ、これは歪ゲージの抵抗値
を変化させるものである。
なりダイヤフラムに歪が生じ、これは歪ゲージの抵抗値
を変化させるものである。
（発明が解決しようとする問題点）
前記金属薄膜においてＮｉ−Ｓｉ−Ｂ非晶質合金を材料
とする歪ゲージはダイヤフラム上にスパッタリングによ
り付着させ、フォトエツチング技術によりダイヤフラム
の歪を検出し易いパターンに形成されたものであるが、
この歪ゲージは１００℃以上の比較的高温に長時間曝れ
ると、Ｎｉ −５ｉ−Ｂ非晶質合金薄膜が大気中の酸素
と反応して電気抵抗値が徐々に変化し、この変化により
各ゲージにその変化量に応じたバラツキが生じ、ブリッ
ジの抵抗のバランスがくずれ、このために圧力センサ特
性そのものが劣化するという問題点がある。
とする歪ゲージはダイヤフラム上にスパッタリングによ
り付着させ、フォトエツチング技術によりダイヤフラム
の歪を検出し易いパターンに形成されたものであるが、
この歪ゲージは１００℃以上の比較的高温に長時間曝れ
ると、Ｎｉ −５ｉ−Ｂ非晶質合金薄膜が大気中の酸素
と反応して電気抵抗値が徐々に変化し、この変化により
各ゲージにその変化量に応じたバラツキが生じ、ブリッ
ジの抵抗のバランスがくずれ、このために圧力センサ特
性そのものが劣化するという問題点がある。
本発明はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ非晶質合金薄膜が１００〜１５
０℃の高温に長時間さらされても、圧力センサとしての
特性が劣化することない歪ゲージを提供することを技術
的課題とするものである。
０℃の高温に長時間さらされても、圧力センサとしての
特性が劣化することない歪ゲージを提供することを技術
的課題とするものである。
（問題点を解決するための手段）
上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は次
のようである。すなわち本発明は歪ゲージを形成するＮ
ｉ−Ｓｉ−Ｂ非晶質合金が高温にさらされることにより
生ずる電気抵抗値の変化を防止するもので、Ｎｉ−Ｓｉ
−Ｂ非晶質合金薄膜歪ゲージにおいて、その非晶質合金
薄膜の一部または全面に、稠密、かつ密着性に優れた５
ｉ０２を主成分とする薄膜をスパッタリング、真空蒸着
等の真空成膜装置により付着させるものである。
のようである。すなわち本発明は歪ゲージを形成するＮ
ｉ−Ｓｉ−Ｂ非晶質合金が高温にさらされることにより
生ずる電気抵抗値の変化を防止するもので、Ｎｉ−Ｓｉ
−Ｂ非晶質合金薄膜歪ゲージにおいて、その非晶質合金
薄膜の一部または全面に、稠密、かつ密着性に優れた５
ｉ０２を主成分とする薄膜をスパッタリング、真空蒸着
等の真空成膜装置により付着させるものである。
（作用）
上記技術的手段は次のように作用する。
ダイヤフラム上のＮｉ−Ｓｉ −Ｂ非晶質合金薄膜にお
いて、その表面上に二酸化ケイ素を主成分とした保護膜
をスパッタリングにて付着するもので、保護膜のないも
の、市販のコーティングを塗布したものはいづれも経時
変化により、電気抵抗が変化し易く、本発明の二酸化ケ
イ素を主成分とする保護膜を付着させたものについては
殆んど変化しないものである。
いて、その表面上に二酸化ケイ素を主成分とした保護膜
をスパッタリングにて付着するもので、保護膜のないも
の、市販のコーティングを塗布したものはいづれも経時
変化により、電気抵抗が変化し易く、本発明の二酸化ケ
イ素を主成分とする保護膜を付着させたものについては
殆んど変化しないものである。
第１図はこの電気抵抗値の経時変化について本実施例及
び従来例について測定したものを示し、電気抵抗の測定
については代用特性としてブリッジバランスの変化量を
測定したものである。
び従来例について測定したものを示し、電気抵抗の測定
については代用特性としてブリッジバランスの変化量を
測定したものである。
（Ａ）は本発明品、 （Ｂ）はロックタイト、（Ｃ）は
ハードコート剤（信越化学）、（Ｄ）は保護膜なし、で
本発明の（Ａ）は従来品と比較して経時変化によるブリ
ッジバランスの変化量が殆んどない。
ハードコート剤（信越化学）、（Ｄ）は保護膜なし、で
本発明の（Ａ）は従来品と比較して経時変化によるブリ
ッジバランスの変化量が殆んどない。
（実施例）
以下、実施例について説明する。
第３図はフォトエツチングによりパターン化したＮｉ−
Ｓｉ−Ｂ非晶質合金薄膜上の鉄電極膜部分を除いた全面
に、Ｓ ｉ０２を主成分とする薄膜をスパッタリングに
より付着させた圧力センサの断面図で、第４図はそれの
拡大図であり、１はガラスよりなるダイヤフラム、２は
フレキシブルプリント基板、３はＮｉ−Ｓｉ’−Ｂ非晶
質合金、４は鉄電極膜、５はハンダで、６ａ、５ｂは二
酸化ケイ素を主成分とする保護膜である。
Ｓｉ−Ｂ非晶質合金薄膜上の鉄電極膜部分を除いた全面
に、Ｓ ｉ０２を主成分とする薄膜をスパッタリングに
より付着させた圧力センサの断面図で、第４図はそれの
拡大図であり、１はガラスよりなるダイヤフラム、２は
フレキシブルプリント基板、３はＮｉ−Ｓｉ’−Ｂ非晶
質合金、４は鉄電極膜、５はハンダで、６ａ、５ｂは二
酸化ケイ素を主成分とする保護膜である。
尚、ここでＮｉ−Ｓｉ−Ｂよりなる非晶質合金３のＮｉ
の原子体積％をａ、Ｓｉの原子体積％をす、Ｂの原子体
積％をＣとすると、ａ＋ｂ＋ｃは実質的に１００％であ
り、６０≦ａ≦７４．１６゜５≦ｂ、２６≦ｂ＋ｃ≦４
０である。
の原子体積％をａ、Ｓｉの原子体積％をす、Ｂの原子体
積％をＣとすると、ａ＋ｂ＋ｃは実質的に１００％であ
り、６０≦ａ≦７４．１６゜５≦ｂ、２６≦ｂ＋ｃ≦４
０である。
保護膜６の厚さについて０．１．０．２． １．０μｍ
のものを製造しこれらの経時変化について従来品と比較
した。これを第２図に示す。
のものを製造しこれらの経時変化について従来品と比較
した。これを第２図に示す。
（Ｅ）は従来品で保護膜を付着させないもの。
（Ｆ）は二酸化ケイ素を主成分とする保護膜の膜厚が０
．１μｍのもの、 （Ｇ）は前記保護膜の膜厚が０．２
μｍのもの、 （Ｈ）は保護膜が１．０μｍのものであ
る。
．１μｍのもの、 （Ｇ）は前記保護膜の膜厚が０．２
μｍのもの、 （Ｈ）は保護膜が１．０μｍのものであ
る。
第２図より、Ｎｉ−３ｔ−Ｂ非晶質合金薄膜上にＳ ｉ
Ｏ２を主成分とする薄膜を０．２μｍ以上付着させる
ことにより、前記非晶質膜を大気から完全に保護するこ
とができ抵抗の経時変化を抑えることができた。
Ｏ２を主成分とする薄膜を０．２μｍ以上付着させる
ことにより、前記非晶質膜を大気から完全に保護するこ
とができ抵抗の経時変化を抑えることができた。
またサンプル（Ｇ）、 ｌ）については２万回の作動
耐久試験を実施したが、ブリッジ抵抗変化。
耐久試験を実施したが、ブリッジ抵抗変化。
保護膜の表面状態−剥離１割れなど−とも、まった（問
題がない。尚、この場合のスパッタリング条件は、真空
到達圧２Ｘ１０−５Ｔｏｒｒ、アルゴン分圧３Ｘ１０−
３Ｔｏｒｒ、酸素分圧１×１０ ’Ｔｏｒｒ、 スパ
ッタリングの際の高周波電力と成膜時間が（Ｆ）のもの
では０．５ ｋ ｗ １時間。
題がない。尚、この場合のスパッタリング条件は、真空
到達圧２Ｘ１０−５Ｔｏｒｒ、アルゴン分圧３Ｘ１０−
３Ｔｏｒｒ、酸素分圧１×１０ ’Ｔｏｒｒ、 スパ
ッタリングの際の高周波電力と成膜時間が（Ｆ）のもの
では０．５ ｋ ｗ １時間。
（Ｈ）では１．０ ｋ ｗ ２時間であった。
本発明では次の効果を有する。すなわち、スパッタリン
グ、真空蒸着等の方法により製作するＳｉ Ｑ ２を主
成分とする薄膜は、堅固であるためにＮｉ−Ｓｉ−Ｂ非
晶質合金薄膜を外部からの衝撃やゴミから保護し、また
薄く均一であるためダイヤフラムの変形が均一におこり
、非晶質歪ゲージに及ぼす影響がなく、更にＮｉ−Ｓｉ
−Ｂ非晶質合金薄膜もスパッタリング、真空蒸着等の方
法により製作されるので、真空槽を１度も開けることな
く連続的にＳ ｉ Ｏ２を主成分とするｖｓ膜を付着す
ることも可能で、これにより作業能率が向上しかつ非晶
質薄膜が全く大気に接触しないので密着性に優れダイヤ
フラムの変電なる変形にも剥離しない強固な保護膜であ
る。
グ、真空蒸着等の方法により製作するＳｉ Ｑ ２を主
成分とする薄膜は、堅固であるためにＮｉ−Ｓｉ−Ｂ非
晶質合金薄膜を外部からの衝撃やゴミから保護し、また
薄く均一であるためダイヤフラムの変形が均一におこり
、非晶質歪ゲージに及ぼす影響がなく、更にＮｉ−Ｓｉ
−Ｂ非晶質合金薄膜もスパッタリング、真空蒸着等の方
法により製作されるので、真空槽を１度も開けることな
く連続的にＳ ｉ Ｏ２を主成分とするｖｓ膜を付着す
ることも可能で、これにより作業能率が向上しかつ非晶
質薄膜が全く大気に接触しないので密着性に優れダイヤ
フラムの変電なる変形にも剥離しない強固な保護膜であ
る。
第１図は本実施例と従来例の経時変化によるブリッジバ
ランスの変化量を示すグラフ、第２図は本実施例で膜厚
を変化したものと、膜厚の無いものとの経時変化による
ブリッジバランスの変化量を示すグラフ、第３図は本実
施例で圧力センサの一部破断面を有する斜視図、第４図
は第３図の要部の拡大断面図である。 １・・・ダイヤフラム、２・・・基板、３・・・非晶質
合金薄膜、６ａ、６ｂ・・・二酸化ケイ素薄膜 特許出願人 １イシシ精櫃碑式会社 代表者 伊 藷 清
ランスの変化量を示すグラフ、第２図は本実施例で膜厚
を変化したものと、膜厚の無いものとの経時変化による
ブリッジバランスの変化量を示すグラフ、第３図は本実
施例で圧力センサの一部破断面を有する斜視図、第４図
は第３図の要部の拡大断面図である。 １・・・ダイヤフラム、２・・・基板、３・・・非晶質
合金薄膜、６ａ、６ｂ・・・二酸化ケイ素薄膜 特許出願人 １イシシ精櫃碑式会社 代表者 伊 藷 清
Claims (1)
- 平板状ダイヤフラムに形成され、該平板状ダイヤフラ
ムの歪を電気量に変換する、Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ非晶質合金
薄膜歪ゲージを有する圧力センサにおいて、前記非晶質
合金薄膜歪ゲージの一部または全面に二酸化ケイ素を主
成分とする保護膜をスパツタリングなどの真空成膜装置
により付着した圧力センサ用ダイヤフラム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61065464A JPS62222137A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 圧力センサ用ダイヤフラム |
| US07/029,646 US4821011A (en) | 1986-03-24 | 1987-03-24 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61065464A JPS62222137A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 圧力センサ用ダイヤフラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62222137A true JPS62222137A (ja) | 1987-09-30 |
Family
ID=13287867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61065464A Pending JPS62222137A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 圧力センサ用ダイヤフラム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4821011A (ja) |
| JP (1) | JPS62222137A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995008756A1 (fr) * | 1993-09-20 | 1995-03-30 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Capteur de pression |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| US5349867A (en) * | 1991-12-02 | 1994-09-27 | Kavlico Corporation | Sensitive resistive pressure transducer |
| FR2693795B1 (fr) * | 1992-07-15 | 1994-08-19 | Commissariat Energie Atomique | Jauge de contrainte sur support souple et capteur muni de ladite jauge. |
| US6700174B1 (en) * | 1997-09-25 | 2004-03-02 | Integrated Micromachines, Inc. | Batch fabricated semiconductor thin-film pressure sensor and method of making same |
| US20040026367A1 (en) * | 2000-07-26 | 2004-02-12 | Herbert Goebel | Production method for a thin-layer component, especially a thin-layer high pressure sensor, and corresponding thin-layer component |
| US9279733B2 (en) * | 2012-07-03 | 2016-03-08 | Apple Inc. | Bulk amorphous alloy pressure sensor |
| US10468206B2 (en) * | 2015-07-01 | 2019-11-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for patterning amorphous alloy, amorphous alloy pattern structure using the same, dome switch, and method for manufacturing dome switch |
| CN116698242A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-09-05 | 中国科学院物理研究所 | 扭矩传感器、其制备方法和协作机器人 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128616Y2 (ja) * | 1972-02-18 | 1976-07-19 | ||
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4821011A (en) | 1989-04-11 |
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