JPS63190391A - 金―ゲルマニウム接着層を用いた圧電型検出素子の製造方法 - Google Patents
金―ゲルマニウム接着層を用いた圧電型検出素子の製造方法Info
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- JPS63190391A JPS63190391A JP62267591A JP26759187A JPS63190391A JP S63190391 A JPS63190391 A JP S63190391A JP 62267591 A JP62267591 A JP 62267591A JP 26759187 A JP26759187 A JP 26759187A JP S63190391 A JPS63190391 A JP S63190391A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
- H10N30/302—Sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
-
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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】
本発明は弾性の変化を検出するためのデバイス。
より詳細にはこれらの検出素子における動的曲げモーメ
ントを検出するための圧電素子に関する。
ントを検出するための圧電素子に関する。
この種のデバイスの１つの用途は、マルチセンサーレー
トジャイロにおけるコリオリ加速度の検出および測定で
ある。
トジャイロにおけるコリオリ加速度の検出および測定で
ある。
一般に、好ましい圧電素子の形状は、互いに接着された
２層の圧電材料からなる゛圧電対゛′の形である。圧電
材料はこれらに軸方向応力が与えられるとこれらの層の
表面間に電圧が生じる状態で分極する。この種の圧電対
を構成するためには、導電性材料が混入されたエポキシ
樹脂を用いて圧電層を互いに接着する。しかしエポキシ
型接着を用いると、＠変質化に基づく差膨張によって圧
電材料中にバイアス応力が誘発されるであろう。これら
のバイアス応力はそれ自体では有害でない。
２層の圧電材料からなる゛圧電対゛′の形である。圧電
材料はこれらに軸方向応力が与えられるとこれらの層の
表面間に電圧が生じる状態で分極する。この種の圧電対
を構成するためには、導電性材料が混入されたエポキシ
樹脂を用いて圧電層を互いに接着する。しかしエポキシ
型接着を用いると、＠変質化に基づく差膨張によって圧
電材料中にバイアス応力が誘発されるであろう。これら
のバイアス応力はそれ自体では有害でない。
これらは補償しうる温度誘発性の尺度因子として現われ
るにすぎないからである。しかしいかなる形の接着剤結
合についても温度誘発性応力は経時的に緩和し、これに
よシ阻止するのに十分なほど大きな尺度因子／温度変化
ヒステレシスが生じる。
るにすぎないからである。しかしいかなる形の接着剤結
合についても温度誘発性応力は経時的に緩和し、これに
よシ阻止するのに十分なほど大きな尺度因子／温度変化
ヒステレシスが生じる。
２層の圧電層を結合させることを目的とした先行技術に
は米国特許第３．４４８．５０３号明細書（トロットら
）が含まれる。トロットらの場合。
は米国特許第３．４４８．５０３号明細書（トロットら
）が含まれる。トロットらの場合。
２層の圧電層が銀電極面を高温の液体（５係銀−水銀）
アマルガムに溶解し、これらの層’ｉｏ、７０Ｋｇ／ｃ
ｒＩＬ（１０Ｐ Ｓ Ｉ ）で９０℃に保たれた炉内に
おいて７２時時間−にプレスすることにより接着される
。トロットらの方法は銀電極中への水銀の固相拡散およ
び移行に基づく。２層の圧電層を接着するための他の方
法は、ルンによシ米国特許第３，４８１，０１４号およ
び第３，５７３，５１１号各明細書に示されている。両
明細書中にルンはきわめて複雑な圧電対接着形成につい
て記載している。ルンの圧電対接着は、ワツフル形金箔
が銅界面に接着した柔軟な金フィルムを形成する場合に
形成される。ルン法は６５０℃、６０分間。
アマルガムに溶解し、これらの層’ｉｏ、７０Ｋｇ／ｃ
ｒＩＬ（１０Ｐ Ｓ Ｉ ）で９０℃に保たれた炉内に
おいて７２時時間−にプレスすることにより接着される
。トロットらの方法は銀電極中への水銀の固相拡散およ
び移行に基づく。２層の圧電層を接着するための他の方
法は、ルンによシ米国特許第３，４８１，０１４号およ
び第３，５７３，５１１号各明細書に示されている。両
明細書中にルンはきわめて複雑な圧電対接着形成につい
て記載している。ルンの圧電対接着は、ワツフル形金箔
が銅界面に接着した柔軟な金フィルムを形成する場合に
形成される。ルン法は６５０℃、６０分間。
オヨヒ面当タシ付与される５、 ６２ Ｋｇ／ｃＩＬ（
８０ＰＳＩ）ｋ必要とする。接着形成に際して真空条件
は存在しないので、ルンの接着は弱く、金箔により形成
された接合部には閉じ込められたガスが存在する可能性
がある。
８０ＰＳＩ）ｋ必要とする。接着形成に際して真空条件
は存在しないので、ルンの接着は弱く、金箔により形成
された接合部には閉じ込められたガスが存在する可能性
がある。
本発明はバイアス応力による影響を受けず、かつ製造が
簡単である圧電対素子を提供することにより、上記の問
題を効果的に除く。本発明の圧電対素子には、まず金属
材料たとえば金−ゲルマニウム（Ａｕ −Ｇｅ ） ｋ
、接着すべき圧電層の対向面上にスパッターする。これ
らの層ｆ Ａｕ −Ｇｅ材料が融解するのに十分な程度
に加熱すると、圧電層が接着して圧電対が形成される。
簡単である圧電対素子を提供することにより、上記の問
題を効果的に除く。本発明の圧電対素子には、まず金属
材料たとえば金−ゲルマニウム（Ａｕ −Ｇｅ ） ｋ
、接着すべき圧電層の対向面上にスパッターする。これ
らの層ｆ Ａｕ −Ｇｅ材料が融解するのに十分な程度
に加熱すると、圧電層が接着して圧電対が形成される。
冷却に際し圧電対はポーリングされる。完成した圧電対
の中心導電部への電気接点の形成を容易にするために、
スパッター操作の前にセラミック層のエツジを面取りす
る。これによシ中心金属層にＶ形電極接点をもつ圧電対
が得られる。
の中心導電部への電気接点の形成を容易にするために、
スパッター操作の前にセラミック層のエツジを面取りす
る。これによシ中心金属層にＶ形電極接点をもつ圧電対
が得られる。
従って本発明の目的は、＠度の変化によって起こるいか
なるバイアス応力に対しても抵抗性の検出用圧電素子を
提供することである。
なるバイアス応力に対しても抵抗性の検出用圧電素子を
提供することである。
さらに本発明の目的は、マルチセンサーにおいて応力の
変化を検知するための圧電対素子の簡単な製法を提供す
ることである。
変化を検知するための圧電対素子の簡単な製法を提供す
ることである。
上記の本発明の目的および利点は添付の図面と関連づけ
た本発明の実施態様についての下記の記述を参照するこ
とにより最も良く理解されるであろう。
た本発明の実施態様についての下記の記述を参照するこ
とにより最も良く理解されるであろう。
第１図は先行技術による圧電対である。
第２図はＡｕ −Ｇｅ合金の温度範囲を示すグラフであ
る。
る。
第３図は圧電層上への金属フィルムのスパッターを示す
。
。
第４ａ図は本発明の圧電対の一形態を示す。
第４に図は第４ａ図に示した圧電対の透視図である。
第５図は本発明の第２の形態の断面図を示す。
第１図を参照すると、厚さ約０．６１０ｍｍ（，０２４
インチ）の２層の圧電材料層２および４を備えた一般的
な圧電対型センサーが示されている。各層１および２の
外表を、対応する電極６および８が覆っている。これら
の電極（たとえば銀、ニッケルまたは金で作成すること
ができる）は圧電対型センサー１０の長さ全体重だは一
部を覆う。
インチ）の２層の圧電材料層２および４を備えた一般的
な圧電対型センサーが示されている。各層１および２の
外表を、対応する電極６および８が覆っている。これら
の電極（たとえば銀、ニッケルまたは金で作成すること
ができる）は圧電対型センサー１０の長さ全体重だは一
部を覆う。
圧電層２および４はその中心割にエポキシ樹脂層１４ａ
および１４ｋによって接着されている。中心割１２は厚
さ約、００３ｍｍであシ、多数の材料から作成すること
ができる（数例を挙げると黄銅またはタンタル）。周知
のように中心割１２ならびに圧電層２および４を構成す
る材料は異々る膨張係数をもち、従って必ずしも同一割
合では膨張し々い。従って温度変化があると、中心割１
２と圧電層２および４との間の軸方向応力がそれぞれエ
ポキシセメント層１４−および１４４における剪断とし
て現われる。軸方向応力が存在すると。
および１４ｋによって接着されている。中心割１２は厚
さ約、００３ｍｍであシ、多数の材料から作成すること
ができる（数例を挙げると黄銅またはタンタル）。周知
のように中心割１２ならびに圧電層２および４を構成す
る材料は異々る膨張係数をもち、従って必ずしも同一割
合では膨張し々い。従って温度変化があると、中心割１
２と圧電層２および４との間の軸方向応力がそれぞれエ
ポキシセメント層１４−および１４４における剪断とし
て現われる。軸方向応力が存在すると。
発信器としての圧電対型センサーの感度が変化する。さ
らにエポキシ樹脂層は時間と共に流れるので、そこに残
留する応力を緩和するだめに圧電対センサー内に゛クリ
ープ″が生じる。従ってこの種の一般的な圧電対センサ
ーにより構成された計器を変動する温度範囲にわたって
使用すると、その感温曲線にヒステリシスの動きが得ら
れる。言い換えると、温度を変動させた場合、一度温度
について別個の感度を得る代わりに一般的な圧電対型セ
ンサー計器は一定の温度について経時的に変化する測定
値を与えるであろう。
らにエポキシ樹脂層は時間と共に流れるので、そこに残
留する応力を緩和するだめに圧電対センサー内に゛クリ
ープ″が生じる。従ってこの種の一般的な圧電対センサ
ーにより構成された計器を変動する温度範囲にわたって
使用すると、その感温曲線にヒステリシスの動きが得ら
れる。言い換えると、温度を変動させた場合、一度温度
について別個の感度を得る代わりに一般的な圧電対型セ
ンサー計器は一定の温度について経時的に変化する測定
値を与えるであろう。
この”クリープ″現象を克服するために、流れない材料
を用いて２層を接着する方法を採用しなければならない
。この種の材料は下記の基準を備えていなければならな
い。
を用いて２層を接着する方法を採用しなければならない
。この種の材料は下記の基準を備えていなければならな
い。
・これは導電性でなければならない。
・これは圧電材料に付着しなければならない。
・これは応力下でクリープを生じない。
・これは十分な引張り強さをもたなければならない。
・これは各圧電層に施すことができ１次いで追加の試薬
を用いずにそれ自体で接着することができる。
を用いずにそれ自体で接着することができる。
さらに２層の圧電層をこの材料で接着する方法は、接着
温度はこれによシ形成される圧電対型センサーの操作お
よびポーリングの温度よシも高く、圧電層の形成のだめ
のファイヤリング温度よりも低くなければならない。１
２重量係ゲルマニウムを含むＡｕ−Ｇｅ合金□Ａｕ −
１２ｗｌｏ Ｇｅ’：］ を２層の圧電層の接着に用い
て圧電対型センサーを作成することができる。
温度はこれによシ形成される圧電対型センサーの操作お
よびポーリングの温度よシも高く、圧電層の形成のだめ
のファイヤリング温度よりも低くなければならない。１
２重量係ゲルマニウムを含むＡｕ−Ｇｅ合金□Ａｕ −
１２ｗｌｏ Ｇｅ’：］ を２層の圧電層の接着に用い
て圧電対型センサーを作成することができる。
第２図を参照すると、このＡｕ−Ｇｅ合金は共融温度６
５６℃をもつことが認められる。この共融温度は、圧電
層の特性が変化する温度に近接しないほど十分に低く、
かつこの種の合金によシ接着される圧電素子から作成さ
れるセンサーの操作温度よりも十分に高く、まだ圧電素
子のポーリング温度よシも十分に高い。
５６℃をもつことが認められる。この共融温度は、圧電
層の特性が変化する温度に近接しないほど十分に低く、
かつこの種の合金によシ接着される圧電素子から作成さ
れるセンサーの操作温度よりも十分に高く、まだ圧電素
子のポーリング温度よシも十分に高い。
第６図を参照すると、圧電層１８が示されている。ＣＡ
ｕ −Ｇｅ ］フィルム２２が同−化学量論的量の前記
Ａｕ −Ｇｅ合金ターゲットによりスパッターされる。
ｕ −Ｇｅ ］フィルム２２が同−化学量論的量の前記
Ａｕ −Ｇｅ合金ターゲットによりスパッターされる。
内面１８Ｉに電気接点を接続しやすくするために、その
エツジが２０の位置において面取りされている。内面１
８Ｉ上にＡｕ−Ｇｅ合金を沈澱させるためにスパッター
法を採用する理由は。
エツジが２０の位置において面取りされている。内面１
８Ｉ上にＡｕ−Ｇｅ合金を沈澱させるためにスパッター
法を採用する理由は。
析出の深さおよび合金の化学量論的割合を正確に制御し
うるからである。もちろんＡｕ−Ｇｅフィルム２２の厚
さは説明のために描かれているにすぎず、実際には２５
，０００オングストローム以下ノ厚さをもつであろう。
うるからである。もちろんＡｕ−Ｇｅフィルム２２の厚
さは説明のために描かれているにすぎず、実際には２５
，０００オングストローム以下ノ厚さをもつであろう。
圧電層１８にＡｕ −Ｇｅフィルム２２をスパッターし
たのち、これを対応する圧電層１８ａと組合わせる。こ
れもその内面１８Ｉ−にＡｕ −Ｇｅ合金のフィルム２
２．がスパッターされている。もちろんフィルム２２の
外表２２Ｉも２４の位置で面取りされている。この形態
については、第２ウエーハのフィルム２２．を対応する
面２２Ｉの上部に１面取りされたエツジ２４および２０
が整合した状態で乗せる。層１８および１８．ならびに
フィルム２２および２２ｃＬの組合わせ（以下圧電対２
６と表示する）を次いで高められた温度に加熱し、これ
によシそれぞれのＡｕ −Ｇｅフィルムが対応する外表
２２Ｉおよび２２１．において融解し、これによって圧
電層１８が対応する圧電層１８゜に密に接着する。
たのち、これを対応する圧電層１８ａと組合わせる。こ
れもその内面１８Ｉ−にＡｕ −Ｇｅ合金のフィルム２
２．がスパッターされている。もちろんフィルム２２の
外表２２Ｉも２４の位置で面取りされている。この形態
については、第２ウエーハのフィルム２２．を対応する
面２２Ｉの上部に１面取りされたエツジ２４および２０
が整合した状態で乗せる。層１８および１８．ならびに
フィルム２２および２２ｃＬの組合わせ（以下圧電対２
６と表示する）を次いで高められた温度に加熱し、これ
によシそれぞれのＡｕ −Ｇｅフィルムが対応する外表
２２Ｉおよび２２１．において融解し、これによって圧
電層１８が対応する圧電層１８゜に密に接着する。
この形態には［Ａｕ −１２ｗｌｏ Ｇｅ ］が用いら
れているので、２枚のＡｕ−Ｇｅ合金フィルムを融解す
るのに必要な温度はこれの共融温度である。
れているので、２枚のＡｕ−Ｇｅ合金フィルムを融解す
るのに必要な温度はこれの共融温度である。
前記の基準をすべて備えた異なる組成物または化学的に
異なる合金を用いると、共融温度、すなわち２層の圧電
層を接着するために合金フィルムを融解するのに必要な
温度はもちろん異なるであろう。
異なる合金を用いると、共融温度、すなわち２層の圧電
層を接着するために合金フィルムを融解するのに必要な
温度はもちろん異なるであろう。
圧電対２６をＡｕ −Ｇｅ合金の共融温度に一定期間加
熱したのち、これは゛クリープなし′となる。
熱したのち、これは゛クリープなし′となる。
フィルム２２および２２αは互いに接着して一体圧電対
を形成するからである。従っていかなる量の応力がこれ
に与えられたかに関係なく、フィルム２２，２２ｃＬな
らびに圧電層１８および１８ａの間に゛クリープパは生
じないであろう。また合金フィルム２２，２２．の厚さ
がきわめて薄いため層１８および１８．ならびにフィル
ム２２゜２．２ａが受ける応力はきわめて薄い。
を形成するからである。従っていかなる量の応力がこれ
に与えられたかに関係なく、フィルム２２，２２ｃＬな
らびに圧電層１８および１８ａの間に゛クリープパは生
じないであろう。また合金フィルム２２，２２．の厚さ
がきわめて薄いため層１８および１８．ならびにフィル
ム２２゜２．２ａが受ける応力はきわめて薄い。
本発明にはさらに金属導電層３０および６２を対応する
層１８および１８．のそれぞれの外表１８０および１８
０ａ上に析出させることをも含む。層１８と１８ａの接
着を促進するために０．６５Ｋｇ／ｆｆ１（５Ｐ Ｓ
Ｉ ）程度のわずかな圧力をかけてもよい。第４ａ図に
示されるように、整合した面取りエツジ２４と２０ａか
ら′Ｖ”型ノツチ３４が形成される。ノツチ３４が必要
なのは、現実的な状況において合金フィルム２８の厚さ
がきわめて薄いため、圧電対２６上のいずれかに合金フ
ィルム２８へ電極が接続するだめの場所を設けなければ
ならないという事実による点を留意されたい。
層１８および１８．のそれぞれの外表１８０および１８
０ａ上に析出させることをも含む。層１８と１８ａの接
着を促進するために０．６５Ｋｇ／ｆｆ１（５Ｐ Ｓ
Ｉ ）程度のわずかな圧力をかけてもよい。第４ａ図に
示されるように、整合した面取りエツジ２４と２０ａか
ら′Ｖ”型ノツチ３４が形成される。ノツチ３４が必要
なのは、現実的な状況において合金フィルム２８の厚さ
がきわめて薄いため、圧電対２６上のいずれかに合金フ
ィルム２８へ電極が接続するだめの場所を設けなければ
ならないという事実による点を留意されたい。
図示されるように電極６６がはんだ３８によって合金フ
ィルム２８に接続される。圧電対２６に与えられた応力
に対応する信号が得られるのは電極６６を介してである
。圧電対素子のポーリングおよび検出について以下に述
べる。
ィルム２８に接続される。圧電対２６に与えられた応力
に対応する信号が得られるのは電極６６を介してである
。圧電対素子のポーリングおよび検出について以下に述
べる。
大部分の圧電材料の場合、それから構成されるセンサー
は活性化のためにポーリングされる必要がある。この種
のポーリングは一般に材料をポーリングが可能なほど十
分に高く、かつ操作中の脱ポーリングを避けるだめにデ
バイスの操作温度よりも十分に高い温度に加熱すること
によって行われる。温度が高められている間に電極間に
高い電圧をかけて、圧電材料の双極子モーメントを第４
ａ図の矢印４０および４２に平行に整列させる。
は活性化のためにポーリングされる必要がある。この種
のポーリングは一般に材料をポーリングが可能なほど十
分に高く、かつ操作中の脱ポーリングを避けるだめにデ
バイスの操作温度よりも十分に高い温度に加熱すること
によって行われる。温度が高められている間に電極間に
高い電圧をかけて、圧電材料の双極子モーメントを第４
ａ図の矢印４０および４２に平行に整列させる。
第４ａ図に示したポーリング極性において、圧電対２６
の軸４４の回りに曲げモーメントを与えると、一方の層
（たとえば１８）は引張られ、他方の層（たとえば１８
ａ）は圧縮されるであろう。
の軸４４の回りに曲げモーメントを与えると、一方の層
（たとえば１８）は引張られ、他方の層（たとえば１８
ａ）は圧縮されるであろう。
この形状の圧電対においては、センサーは軸４４の回り
のビームに与えられる曲げモーメントを測定する。これ
らの曲げモーメントは一方の層に引張りを、他方の層に
圧縮を与える。デバイスがこれらの層に電気的に直列に
接続しているかまたは並列に接続しているかに応じて、
これらの層は互いに逆平行または並行に整列した分極ベ
クター４０および４２をもつ状態でポーリングされる。
のビームに与えられる曲げモーメントを測定する。これ
らの曲げモーメントは一方の層に引張りを、他方の層に
圧縮を与える。デバイスがこれらの層に電気的に直列に
接続しているかまたは並列に接続しているかに応じて、
これらの層は互いに逆平行または並行に整列した分極ベ
クター４０および４２をもつ状態でポーリングされる。
逆平行の方向に各層を分極させるためには、中心電極間
および外側電極（並列に接続）間に電圧をかける必要が
ある。各層を平行方向に分極させるためには、外側電極
間にのみ電圧をかければよい。
および外側電極（並列に接続）間に電圧をかける必要が
ある。各層を平行方向に分極させるためには、外側電極
間にのみ電圧をかければよい。
逆平行に分極した圧電対の出力を検出するためには、外
側電極間の信号を測定する必要がある。平行に分極した
圧電対の出力を検出するためには。
側電極間の信号を測定する必要がある。平行に分極した
圧電対の出力を検出するためには。
中心電極間および外側電極間の信号を測定する必要があ
る。いずれの分極の場合も、中心電極への電気的接続が
容易に達成される必要がある。この電気的接続は、これ
ら２枚のウェーハの面取りした表面を合わせて第４ｂ図
の圧電対となした際に生じるｔｌ Ｖ ＩＩ型ノツチに
よって可能となる。中心電極はＶ ＩＩの表面に連続的
に沿っているからである。
る。いずれの分極の場合も、中心電極への電気的接続が
容易に達成される必要がある。この電気的接続は、これ
ら２枚のウェーハの面取りした表面を合わせて第４ｂ図
の圧電対となした際に生じるｔｌ Ｖ ＩＩ型ノツチに
よって可能となる。中心電極はＶ ＩＩの表面に連続的
に沿っているからである。
圧電対２６は事実上単一式センサーであるので、これは
６クリープ″に対して実質的に抵抗性であシ、このため
検出器が合金フィルム２８から得る測定値ははるかに正
確であり、ひずみがない。
６クリープ″に対して実質的に抵抗性であシ、このため
検出器が合金フィルム２８から得る測定値ははるかに正
確であり、ひずみがない。
第４４図は第４ａ図に示した圧電対センサーの透視図を
示す。
示す。
本発明の他の形態においては、圧電層は他方の圧電層以
外の材料に接着されていてもよい。ある種の用途におい
ては、圧電材料を非圧電材料層、たとえば金属またはガ
ラスに接着することが望ましい。との種の積層を反復し
、必要な層数を得ることができる。
外の材料に接着されていてもよい。ある種の用途におい
ては、圧電材料を非圧電材料層、たとえば金属またはガ
ラスに接着することが望ましい。との種の積層を反復し
、必要な層数を得ることができる。
たとえば第５図に示すように、非圧電材料層５１を圧電
材料層５５に接着する。圧電材料層５５を非圧電層５１
に接着するためには、非圧電層が金／ゲルマニウム層５
４と適合性（接着という意味で）であることが必要であ
る。金／ゲルマニウム層５４が非圧電層５１と親和性で
ない場合は、適切な界面層、たとえば５２を非圧電層５
１上に付着させる必要がある。次いで金／ゲルマニウム
層５６を界面層５２上にスパッターし、先に圧電対の形
成について述べたと同様な様式で圧電材料層５５を非圧
電材料層５１に結合させる。
材料層５５に接着する。圧電材料層５５を非圧電層５１
に接着するためには、非圧電層が金／ゲルマニウム層５
４と適合性（接着という意味で）であることが必要であ
る。金／ゲルマニウム層５４が非圧電層５１と親和性で
ない場合は、適切な界面層、たとえば５２を非圧電層５
１上に付着させる必要がある。次いで金／ゲルマニウム
層５６を界面層５２上にスパッターし、先に圧電対の形
成について述べたと同様な様式で圧電材料層５５を非圧
電材料層５１に結合させる。
ここには本発明の好ましい形態を説明のために示したが
、当業者には多数の変形、修正、変更。
、当業者には多数の変形、修正、変更。
置換したものおよび均等物が明らかになるであろう。従
って本発明は特許請求の範囲に示された精神および範囲
によってのみ限定されるものとする。
って本発明は特許請求の範囲に示された精神および範囲
によってのみ限定されるものとする。
第１図は先行技術による圧電対である。
第２図はＡｕ−Ｇｅ合金の温度範囲を示すグラフである
。 第６図は圧電層上への金属フィルムのスパッターを示す
。 第４４図は本発明の圧電対の一形態を示す。 第４４図は第４α図に示した圧電対の透視図である。 第５図は本発明の第２の形態の断面図を示す。 これらの図面において各記号は下記のものを表わす。 ２．４：圧電層 ６．８：電極 １０：圧電対センサー １２：中心箔 １４：エポキシ樹脂層 １８：圧電層 ２０．２４：エツジ ２２：金属フィルム ２６：圧電対 ２８：金属フィルム層 ３０．３２：導電層 ６６：電極 ６８：はんだ ４０．４２：分極ベクター ４４：中立軸 ５１：圧電層 ５２：界面層 ５３．５４：金属層 ５５：非圧電層。 （外４名）
。 第６図は圧電層上への金属フィルムのスパッターを示す
。 第４４図は本発明の圧電対の一形態を示す。 第４４図は第４α図に示した圧電対の透視図である。 第５図は本発明の第２の形態の断面図を示す。 これらの図面において各記号は下記のものを表わす。 ２．４：圧電層 ６．８：電極 １０：圧電対センサー １２：中心箔 １４：エポキシ樹脂層 １８：圧電層 ２０．２４：エツジ ２２：金属フィルム ２６：圧電対 ２８：金属フィルム層 ３０．３２：導電層 ６６：電極 ６８：はんだ ４０．４２：分極ベクター ４４：中立軸 ５１：圧電層 ５２：界面層 ５３．５４：金属層 ５５：非圧電層。 （外４名）
Claims (20)
- （１）第１圧電層； 第１圧電層に近接して平行に配位された第２圧電層；お
よび これらの圧電層を密に金属学的に接着してクリープに対
し実質的に抵抗性の圧電対型検出素子を形成するために
第１圧電層と第２圧電層の間に挿入された金属フィルム からなる、弾性の変化を検出するための検出素子。 - （２）さらに、 圧電対型検出素子の一方の側面に面取りされたノッチで
あって、このノッチが金属フィルムから各圧電層のエッ
ジへ斜めに伸びたそれぞれの斜面をもち、このノッチが
金属フィルムで被覆されているもの からなる、特許請求の範囲第１項に記載の検出素子。 - （３）第１層と第２層の共通の一側面においてそれぞれ
のエッジが圧電対型検出素子の一方の側面にノッチを与
えるために面取りされており、これらのエッジが金属フ
ィルムで被覆されている。 特許請求の範囲第１項に記載の検出素子。 - （４）金属フィルムが金−ゲルマニウム合金からなる、
特許請求の範囲第１項に記載の検出素子。 - （５）内面および外面を備えた第１圧電層であって、こ
の第１層はその内面に面取りされた第１エッジをもち； 第１圧電層に近接して平行に配置された、内面および外
面を備えた第２圧電層であって、この第２圧電層がその
内面に面取りされたエッジを含み、この面取りされたエ
ッジが第１層の面取りされた第１エッジに整合している
もの； 第１および第２層のそれぞれの外表に配置された、検出
素子の電気伝導を行うための導電性フィルム；ならびに 第１圧電層と第２圧電層の間に、各層の内面それぞれを
密に金属学的に接着してクリープに対し実質的に抵抗性
の圧電対型検出素子を形成するために挿入された金−ゲ
ルマニウム合金フィルムからなる、応力の変化を検出す
るための検出素子。 - （６）第１および第２圧電層それぞれの対向する面に第
１エッジを面取りし； 各圧電層のこれらの対向面上に金属フィルムを付着させ
； これらの圧電層を互いに平行に、対向する各面を接触さ
せて、かつ面取りされた各エッジを整合させて配置し； 第１および第２圧電層の各金属フィルムを密に金属学的
に接着して圧電対検出素子を形成するためにこれらの層
を高められた温度に加熱し、これにより面取りされた各
エッジから面取りされたノッチが形成され、この圧電対
型検出素子がクリープに対し実質的に抵抗性である、 ことよりなる、圧電対型検出素子の製法。 - （７）付着工程が金−ゲルマニウム合金フィルムを各圧
電層の対向する各面上にスパッターすることよりなる、
特許請求の範囲第６項に記載の方法。 - （８）加熱工程が各層を金属フィルムの融解温度に加熱
することよりなる、特許請求の範囲第６項に記載の方法
。 - （９）加熱工程が各層を金−ゲルマニウム合金フィルム
の融解温度に加熱することよりなる、特許請求の範囲第
７項に記載の方法。 - （１０）さらに、 圧電対型検出素子の電気接点を形成するために各圧電層
の対向しない各面上に金属フィルムを付着させる ことよりなる、特許請求の範囲第６項に記載の方法。 - （１１）非圧電層上に圧電層を配置し； 圧電層および非圧電層それぞれの対向する各面の第１エ
ッジを面取りし； 圧電層の上記対向面上に金属フィルムを付着させ； 圧電層と非圧電層との接着適合性を判定し；圧電層と非
圧電層が適合性である場合には、圧電層と非圧電層を平
行に、それらの上記対向面を接触させ、面取りされた各
エッジを整合させて配置し； 圧電層と非圧電層を密に金属学的に接着するために各層
を高められた温度に加熱し、これによりクリープに対し
実質的に抵抗性の検出素子を形成する、 ことよりなる、 曲げモーメントを検出するための素子の製法。 - （１２）付着工程が金−ゲルマニウム合金フィルムをス
パッターすることよりなる、特許請求の範囲第１１項に
記載の方法。 - （１３）加熱工程が各層を金属フィルムの融解温度に加
熱することよりなる、特許請求の範囲第１１項に記載の
方法。 - （１４）非圧電層上に圧電層を配置し； 圧電層および非圧電層それぞれの対向する各面の第１エ
ッジを面取りし； 圧電層の上記対向面上に第１金属フィルムを付着させ； 圧電層と非圧電層との接着適合性を判定し；圧電層と非
圧電層が適合性でない場合には、非圧電層の上記対向面
上に界面層を付着させ；界面層上に第２金属フィルムを
付着させ； 圧電層と非圧電層を平行に、各金属フィルムを接触させ
、かつ面取りされた各エッジを整合させて配置し； 第１金属フィルムと第２金属フィルムを密に金属学的に
接着するために各層を高められた温度に加熱して実質的
にクリープなしの検出素子を形成する ことよりなる、曲げモーメントを検出するための素子の
製法。 - （１５）加熱工程が各層を金属フィルムの融解温度に加
熱することよりなる、特許請求の範囲第１４項に記載の
方法。 - （１６）圧電層； 圧電層にほぼ平行に配置された非圧電層； 圧電層と非圧電層を密に金属学的に接着してクリープに
対し実質的に抵抗性の検出素子を形成するために圧電層
と非圧電層の間に挿入される金属フィルム からなる、曲げモーメントの変化を検出するための検出
素子。 - （１７）さらに、 検出素子の一方の側面に面取りされたノッチであって、
このノッチが金属フィルムから圧電層および非圧電層の
各エッジへ斜めに伸びたそれぞれの斜面をもち、このノ
ッチが金属フィルムで被覆されているもの、 からなる、特許請求の範囲第１６項に記載の検出素子。 - （１８）金属フィルムが金−ゲルマニウム合金からなる
、特許請求の範囲第１６項に記載の検出素子。 - （１９）非圧電層がガラスである、特許請求の範囲第１
６項に記載の検出素子。 - （２０）非圧電層が金属である、特許請求の範囲第１６
項に記載の検出素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US921520 | 1986-10-22 | ||
| US06/921,520 US4769882A (en) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | Method for making piezoelectric sensing elements with gold-germanium bonding layers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190391A true JPS63190391A (ja) | 1988-08-05 |
| JPH0346991B2 JPH0346991B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=25445555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62267591A Granted JPS63190391A (ja) | 1986-10-22 | 1987-10-22 | 金―ゲルマニウム接着層を用いた圧電型検出素子の製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4769882A (ja) |
| EP (1) | EP0265090B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63190391A (ja) |
| AU (1) | AU595071B2 (ja) |
| CA (1) | CA1317478C (ja) |
| DE (1) | DE3771831D1 (ja) |
| IL (1) | IL83901A (ja) |
| NO (1) | NO178317C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002144239A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-21 | Alps Engineering:Kk | ノズル |
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| CN1151367C (zh) | 2000-01-06 | 2004-05-26 | 罗斯蒙德公司 | 微机电系统(mems)用的电互联的晶粒生长 |
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1987
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- 1987-09-25 EP EP87308529A patent/EP0265090B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-25 DE DE8787308529T patent/DE3771831D1/de not_active Expired - Fee Related
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- 1987-10-21 NO NO874390A patent/NO178317C/no unknown
- 1987-10-22 JP JP62267591A patent/JPS63190391A/ja active Granted
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