JPH0335062B2 - - Google Patents
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- JPH0335062B2 JPH0335062B2 JP8246282A JP8246282A JPH0335062B2 JP H0335062 B2 JPH0335062 B2 JP H0335062B2 JP 8246282 A JP8246282 A JP 8246282A JP 8246282 A JP8246282 A JP 8246282A JP H0335062 B2 JPH0335062 B2 JP H0335062B2
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
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- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 3
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
- B24B5/14—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding conical surfaces, e.g. of centres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体圧力センサ用のダイヤフラム
製造方法に関する。
製造方法に関する。
圧力や歪などの機械量を電気量に変換する圧力
センサは、第１図に示すように、丸穴１が形成さ
れたSi単結晶からなる円板状のダイヤフラム２
を、中央部分に貫通孔３が穿設されたSi単結晶か
らなる円板状の台座４に貫通孔３が丸穴１に連通
するように接着して構成されている。上記ダイヤ
フラム２の丸穴１が形成されている面と反対側の
面には、歪抵抗層５が拡散処理により形成されて
いる。しかして、圧力測定は、ダイヤフラム２の
両面にかかる圧力P1，P2の差圧を歪抵抗層５の
歪変化により電気量に変換することにより行つて
いる。ところで本来、半導体圧力センサからは、、
差圧（P1−P2）に直線的に比例した電圧を有す
る信号が出力されるのが理想的であるが、実際に
は、差圧（P1−P2）と出力電圧とには完全な直
線的比例関係はなく非直線的となる。このように
半導体圧力センサの感度の非直線性△ｌ（＝Ｅ／
E0×100（％）；E0…差圧（P1−P2）における直線
関係を満足する理想的出力電圧、Ｅ…差圧（P1
−P2）における実際の出力電圧）は、差圧（P1
−P2）の正負により対称的となるのが好ましい
が、ダイヤフラム２が平坦な場合には、上記感度
の非直線性△ｌは、第２図の曲線６のように、非
対称的となる。これは、差圧（P1−P2）が正の
ときと、負のときとで、ダイヤフラム２のたわみ
量がわずかに異なることにより生じる。このよう
な感度の非直線性△ｌの差圧（P1−P2）の正負
による非対称性は、低圧測定及びダイヤフラムが
逆方向に変形する真空圧測定の際の測定精度低下
の一因となるので対称になるようにせねばならな
い。そこで、従来においては、腐食加工によりダ
イヤフラム２の中央部にふくらみを形成すること
により上記問題を解決していた。ところが、腐食
加工は、加工速度の制御が困難であるので、加工
精度に問題があり、また加工能率が低く再現性に
乏しいので、ふくらみを有するダイヤフラムの加
工には不適であつた。
センサは、第１図に示すように、丸穴１が形成さ
れたSi単結晶からなる円板状のダイヤフラム２
を、中央部分に貫通孔３が穿設されたSi単結晶か
らなる円板状の台座４に貫通孔３が丸穴１に連通
するように接着して構成されている。上記ダイヤ
フラム２の丸穴１が形成されている面と反対側の
面には、歪抵抗層５が拡散処理により形成されて
いる。しかして、圧力測定は、ダイヤフラム２の
両面にかかる圧力P1，P2の差圧を歪抵抗層５の
歪変化により電気量に変換することにより行つて
いる。ところで本来、半導体圧力センサからは、、
差圧（P1−P2）に直線的に比例した電圧を有す
る信号が出力されるのが理想的であるが、実際に
は、差圧（P1−P2）と出力電圧とには完全な直
線的比例関係はなく非直線的となる。このように
半導体圧力センサの感度の非直線性△ｌ（＝Ｅ／
E0×100（％）；E0…差圧（P1−P2）における直線
関係を満足する理想的出力電圧、Ｅ…差圧（P1
−P2）における実際の出力電圧）は、差圧（P1
−P2）の正負により対称的となるのが好ましい
が、ダイヤフラム２が平坦な場合には、上記感度
の非直線性△ｌは、第２図の曲線６のように、非
対称的となる。これは、差圧（P1−P2）が正の
ときと、負のときとで、ダイヤフラム２のたわみ
量がわずかに異なることにより生じる。このよう
な感度の非直線性△ｌの差圧（P1−P2）の正負
による非対称性は、低圧測定及びダイヤフラムが
逆方向に変形する真空圧測定の際の測定精度低下
の一因となるので対称になるようにせねばならな
い。そこで、従来においては、腐食加工によりダ
イヤフラム２の中央部にふくらみを形成すること
により上記問題を解決していた。ところが、腐食
加工は、加工速度の制御が困難であるので、加工
精度に問題があり、また加工能率が低く再現性に
乏しいので、ふくらみを有するダイヤフラムの加
工には不適であつた。
本発明は、上記事情を参酌してなされたもの
で、差圧の正負において非直線性が対称となる高
性能かつ高信頼性の半導体圧力センサ用ダイヤフ
ラム製造方法を提供することを目的とする。
で、差圧の正負において非直線性が対称となる高
性能かつ高信頼性の半導体圧力センサ用ダイヤフ
ラム製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要）
Si単結晶に対して研削砥石を遊星運動させる
際、上記研削砥石の自転軸を公転軸に対してわず
かに傾かせてダイヤフラムの中央部を周辺部に対
して次第にふくらみをもつように研削加工を行う
ようにしたものである。
際、上記研削砥石の自転軸を公転軸に対してわず
かに傾かせてダイヤフラムの中央部を周辺部に対
して次第にふくらみをもつように研削加工を行う
ようにしたものである。
以下、本発明を図面を参照して実施例に基づい
て詳述する。
て詳述する。
第３図は、本実施例にいて用いられる研削装置
の要部を示すもので、第４図に示すカツプ形研石
７は、自転用スピンドル８にカツプ形研石７の軸
線が同軸になるように固定されている。上記自転
用スピンドル８は、偏心軸受９により軸支されて
いる。偏心軸受９は、介挿体１０を介して円柱状
の支持体１１に取付けられている。この支持体１
１の外周面には、図示せぬ環装体が装着され、高
圧空気源から供給された高圧空気を偏心軸受９内
に設けられているエア・タービン機構に導入し
て、自転用スピンドル８を高速回転させるように
なつている。さらに支持体１１は、図示せぬ軸受
に軸支された公転用スピンドル１２に同軸に固定
されている。この公転用スピンドル１２は、図示
せぬ電動機により回転駆動されるようになつてい
る。上記自転用スピンドル８の軸線１３は、公転
用スピンドル１２の軸線１４に対して角度θ（好
ましくは、0.05〜0.3゜）傾斜するようになつてい
る。すなわち、軸線１３の一端は、軸線１３のカ
ツプ形研石７側の交点１５において交差し、他端
は、支持体１１の下端面上において、軸線１４か
らe0だけ偏心した位置と交差するようになつてい
る。したがつて、軸線１２は、公転用スピンドル
１２の回転にともない交点１５を頂点とする円錐
を形成するようになつている。なお、図示せぬ
が、本実施例の研削装置は、円板状のSiウエハで
ある被加工物１６を、この被加工物１６の主面が
公転用スピンドル１２の軸線１４と直交するよう
に、保持固定する保持装置が設けられている。ま
た、カツプ形研石７は、図示せぬ送りテーブルに
より公転用スピンドル１２の軸線１４に沿つて昇
降されるようになつている。第４図は、カツプ形
研石７の要部断面を示すもので、先端部中央には
凹部１７が設けられていて、先端周縁部は、円環
状の研削作用面１８となつている。そして、この
研削作用面１８の外径r1は、研削加工面１８上に
おける自転用スピンドル８の軸線１３の公転用ス
ピンドル１２の軸線１４に対する偏心量ｅよりも
大きく、研削作用面１８の内径r2は、偏心量ｅよ
りも小さく設定され、研削中に研削作用面１８を
軸線１４が通るように設定されている（第３図参
照）。
の要部を示すもので、第４図に示すカツプ形研石
７は、自転用スピンドル８にカツプ形研石７の軸
線が同軸になるように固定されている。上記自転
用スピンドル８は、偏心軸受９により軸支されて
いる。偏心軸受９は、介挿体１０を介して円柱状
の支持体１１に取付けられている。この支持体１
１の外周面には、図示せぬ環装体が装着され、高
圧空気源から供給された高圧空気を偏心軸受９内
に設けられているエア・タービン機構に導入し
て、自転用スピンドル８を高速回転させるように
なつている。さらに支持体１１は、図示せぬ軸受
に軸支された公転用スピンドル１２に同軸に固定
されている。この公転用スピンドル１２は、図示
せぬ電動機により回転駆動されるようになつてい
る。上記自転用スピンドル８の軸線１３は、公転
用スピンドル１２の軸線１４に対して角度θ（好
ましくは、0.05〜0.3゜）傾斜するようになつてい
る。すなわち、軸線１３の一端は、軸線１３のカ
ツプ形研石７側の交点１５において交差し、他端
は、支持体１１の下端面上において、軸線１４か
らe0だけ偏心した位置と交差するようになつてい
る。したがつて、軸線１２は、公転用スピンドル
１２の回転にともない交点１５を頂点とする円錐
を形成するようになつている。なお、図示せぬ
が、本実施例の研削装置は、円板状のSiウエハで
ある被加工物１６を、この被加工物１６の主面が
公転用スピンドル１２の軸線１４と直交するよう
に、保持固定する保持装置が設けられている。ま
た、カツプ形研石７は、図示せぬ送りテーブルに
より公転用スピンドル１２の軸線１４に沿つて昇
降されるようになつている。第４図は、カツプ形
研石７の要部断面を示すもので、先端部中央には
凹部１７が設けられていて、先端周縁部は、円環
状の研削作用面１８となつている。そして、この
研削作用面１８の外径r1は、研削加工面１８上に
おける自転用スピンドル８の軸線１３の公転用ス
ピンドル１２の軸線１４に対する偏心量ｅよりも
大きく、研削作用面１８の内径r2は、偏心量ｅよ
りも小さく設定され、研削中に研削作用面１８を
軸線１４が通るように設定されている（第３図参
照）。
上記構成の研削装置を用いた本実施例のダイヤ
フラム製造方法について述べると、まず、被加工
物１６を保持装置に固定し、公転用スピンドル１
２を電動機により10〜100rpmで回転駆動させる
とともに、自転用スピンドル８をエア・タービン
機構により20000〜100000rpmで高速回転させ、
送りテーブルを矢印１９方向に下降させてカツプ
形研石７を被加工物１６に向つて切込ませる。す
ると、カツプ形研石７は、第５図のように、矢印
２０方向に自転運動をしながら、矢印２１方向に
公転運動する。カツプ形研石１の研削作用面１８
は、つねに丸穴２２の中心２３を通過するので、
第６図に示すような中央部分に高さ△Ｈ（５〜
30μm）及び底部周縁から中央部にかけての傾斜
角θが0.05〜0.3゜の円錐状のふくらみを有する丸
穴２２が形成される。このような中央部分にふく
らみが形成されたダイヤフラム２４は、差圧
（P1−P2）が正のときと、負のときとで、たわみ
が等しくなり、第２図の曲線２５のように、感度
の非直線性が対称となる。このように、本実施例
による中央部にふくらみを有する丸穴２２形成
は、従来の腐食加工による方法に比べて、加工能
率及び加工精度が高く、再現性がすぐれている。
フラム製造方法について述べると、まず、被加工
物１６を保持装置に固定し、公転用スピンドル１
２を電動機により10〜100rpmで回転駆動させる
とともに、自転用スピンドル８をエア・タービン
機構により20000〜100000rpmで高速回転させ、
送りテーブルを矢印１９方向に下降させてカツプ
形研石７を被加工物１６に向つて切込ませる。す
ると、カツプ形研石７は、第５図のように、矢印
２０方向に自転運動をしながら、矢印２１方向に
公転運動する。カツプ形研石１の研削作用面１８
は、つねに丸穴２２の中心２３を通過するので、
第６図に示すような中央部分に高さ△Ｈ（５〜
30μm）及び底部周縁から中央部にかけての傾斜
角θが0.05〜0.3゜の円錐状のふくらみを有する丸
穴２２が形成される。このような中央部分にふく
らみが形成されたダイヤフラム２４は、差圧
（P1−P2）が正のときと、負のときとで、たわみ
が等しくなり、第２図の曲線２５のように、感度
の非直線性が対称となる。このように、本実施例
による中央部にふくらみを有する丸穴２２形成
は、従来の腐食加工による方法に比べて、加工能
率及び加工精度が高く、再現性がすぐれている。
なお、上記実施例においては、傾斜角θは、介
挿体１０により付与しているが、これに限らず、
最初から偏心軸受９と介挿体１０とが一体的に形
成された軸受を用いてもよい。さらに、研削砥石
は、カツプ形研石に限らず、凹部がない中実な円
柱状の砥石を用いてもよい。また、上記実施例に
おいては、カツプ形研石をダイヤフラム素材であ
る被加工物に対して送り運動させているが、これ
に制約されることなく、カツプ形研石とダイヤフ
ラム素材とを相対的に送り運動させてダイヤフラ
ムを形成するものであれば本発明の要旨の範囲内
である。さらにまた、自転用スピンドル８は、エ
ア・タービン機構によらず、高周波モータにより
駆動するようにしてもよい。
挿体１０により付与しているが、これに限らず、
最初から偏心軸受９と介挿体１０とが一体的に形
成された軸受を用いてもよい。さらに、研削砥石
は、カツプ形研石に限らず、凹部がない中実な円
柱状の砥石を用いてもよい。また、上記実施例に
おいては、カツプ形研石をダイヤフラム素材であ
る被加工物に対して送り運動させているが、これ
に制約されることなく、カツプ形研石とダイヤフ
ラム素材とを相対的に送り運動させてダイヤフラ
ムを形成するものであれば本発明の要旨の範囲内
である。さらにまた、自転用スピンドル８は、エ
ア・タービン機構によらず、高周波モータにより
駆動するようにしてもよい。
本発明のダイヤフラム製造方法は、研削砥石を
遊星運動させてダイヤフラムを形成する際に、公
転軸に対して自転軸を傾斜させることによりダイ
ヤフラム中央部にふくらみをもたすようにして、
圧力センサの差圧の正負による感度の非直線性を
対称にするもので、腐食加工による同様のダイヤ
フラム形成に比べて、加工能率及び加工精度が高
くなるとともに、再現性がよくなり、製品歩留り
が向上するという格別の効果を奏する。
遊星運動させてダイヤフラムを形成する際に、公
転軸に対して自転軸を傾斜させることによりダイ
ヤフラム中央部にふくらみをもたすようにして、
圧力センサの差圧の正負による感度の非直線性を
対称にするもので、腐食加工による同様のダイヤ
フラム形成に比べて、加工能率及び加工精度が高
くなるとともに、再現性がよくなり、製品歩留り
が向上するという格別の効果を奏する。
第１図は半導体圧力センサの要部断面図、第２
図は差圧と非直線性との関係を示すグラフ、第３
図は本発明の一実施例のダイヤフラム製造方法を
示す図、第４図は第３図において用いられるカツ
プ形研石の要部断面図、第５図は第４図のカツプ
形砥石の遊星運動を示す図、第６図は第３図に示
すダイヤフラム製造方法により得られたダイヤフ
ラムの断面図である。 １：丸穴、２，２４：ダイヤフラム、７：カツ
プ形砥石（研削砥石）、１３：軸線（自転軸）、１
４：軸線（公転軸）、１６：被加工物（ダイヤフ
ラム素材）、１８：研削作用面。
図は差圧と非直線性との関係を示すグラフ、第３
図は本発明の一実施例のダイヤフラム製造方法を
示す図、第４図は第３図において用いられるカツ
プ形研石の要部断面図、第５図は第４図のカツプ
形砥石の遊星運動を示す図、第６図は第３図に示
すダイヤフラム製造方法により得られたダイヤフ
ラムの断面図である。 １：丸穴、２，２４：ダイヤフラム、７：カツ
プ形砥石（研削砥石）、１３：軸線（自転軸）、１
４：軸線（公転軸）、１６：被加工物（ダイヤフ
ラム素材）、１８：研削作用面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ダイヤフラム素材を研削砥石により丸穴加工
してダイヤフラムを形成する半導体圧力センサ用
のダイヤフラム製造方法において、一端面が円形
の研削作用面となつている研削砥石を上記研削作
用面に直交しかつこの研削作用面の中心を通る自
転軸のまわりに自転させるとともに公転させて遊
星運動させる方法と、上記公転軸に沿つて上記研
削砥石を上記ダイヤフラム素材に対して相対的に
送り運動させる方法とを具備し、上記自転軸は上
記公転軸に対して一定角度傾斜されて上記公転軸
と上記研削作用面より上記ダイヤフラム素材側に
て交差しかつ上記自転軸は上記ダイヤフラム素材
の研削加工中に上記研削作用面が上記公転軸と交
差する位置に配設され上記ダイヤフラムの中央部
にふくらみを形成することを特徴とするダイヤフ
ラム製造方法。 ２ 自転軸の公転軸に対する傾斜角は0.05〜0.3゜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のダイヤフラム製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8246282A JPS58202760A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | ダイヤフラム製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8246282A JPS58202760A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | ダイヤフラム製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202760A JPS58202760A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0335062B2 true JPH0335062B2 (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=13775168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8246282A Granted JPS58202760A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | ダイヤフラム製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202760A (ja) |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP8246282A patent/JPS58202760A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58202760A (ja) | 1983-11-26 |
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