JPH0446462B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0446462B2 JPH0446462B2 JP59009794A JP979484A JPH0446462B2 JP H0446462 B2 JPH0446462 B2 JP H0446462B2 JP 59009794 A JP59009794 A JP 59009794A JP 979484 A JP979484 A JP 979484A JP H0446462 B2 JPH0446462 B2 JP H0446462B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- ring
- receiving surface
- semiconductor board
- sensitive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/50—Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、一導電形の半導体よりなるリング状
の感圧構造体がその受圧面に角度をなす面に逆導
電形の複数の抵抗素子領域を備え、受圧面に対向
する側で支持体に固定され、抵抗素子から構成さ
れるブリツジ回路に圧面が印加された際の抵抗素
子の抵抗変化により生ずる出力電圧より印加され
た力の３方向成分を検出する、特に面状に分布さ
れた荷重の分布を検出するに適した小形の圧覚セ
ンサの製造方法に関する。
の感圧構造体がその受圧面に角度をなす面に逆導
電形の複数の抵抗素子領域を備え、受圧面に対向
する側で支持体に固定され、抵抗素子から構成さ
れるブリツジ回路に圧面が印加された際の抵抗素
子の抵抗変化により生ずる出力電圧より印加され
た力の３方向成分を検出する、特に面状に分布さ
れた荷重の分布を検出するに適した小形の圧覚セ
ンサの製造方法に関する。
各種の物体を取り扱うロボツトハンドは、取り
扱う物体に応じて適正な力で把持することが望ま
れる。そのために把状力の３方向成分を精密に検
出し、さらにその面状分布を知る必要がある。そ
の要求に応ずるために第１図に示すような小形の
圧覚センサが提案されている。第１図において、
Ｎ型シリコン単結晶からなる、例えば外径３mm、
内径１mm、厚さ0.3mmのリング状感圧構造体１の
受圧面２に垂直な面３に複数個のＰ型抵抗素子領
域４を形成し、受圧面２に力が印加された場合、
この抵抗素子の抵抗値が変化することに基づく抵
抗素子からなるブリツジ回路の出力電圧より印加
された力のFx，Fy，Fz3成分を検出する。感圧
構造体１は、受圧面力が印加された場合安定した
姿勢を保つため、受圧面２に対向する基底面５に
より支持体上に固定されて受圧面に印加される力
を受止めなければならない。力の面状分布を検出
するためには複数の感圧構造体を密接して支持体
上に配置してアレイを構成する。
扱う物体に応じて適正な力で把持することが望ま
れる。そのために把状力の３方向成分を精密に検
出し、さらにその面状分布を知る必要がある。そ
の要求に応ずるために第１図に示すような小形の
圧覚センサが提案されている。第１図において、
Ｎ型シリコン単結晶からなる、例えば外径３mm、
内径１mm、厚さ0.3mmのリング状感圧構造体１の
受圧面２に垂直な面３に複数個のＰ型抵抗素子領
域４を形成し、受圧面２に力が印加された場合、
この抵抗素子の抵抗値が変化することに基づく抵
抗素子からなるブリツジ回路の出力電圧より印加
された力のFx，Fy，Fz3成分を検出する。感圧
構造体１は、受圧面力が印加された場合安定した
姿勢を保つため、受圧面２に対向する基底面５に
より支持体上に固定されて受圧面に印加される力
を受止めなければならない。力の面状分布を検出
するためには複数の感圧構造体を密接して支持体
上に配置してアレイを構成する。
このような感圧構造体１は、厚さ0.5mmのシリ
コン板から集積回路製造技術によるパターン形
成、拡散工程により抵抗素子領域の形成、配線等
を行つて製作される。この場合１枚のシリコン板
に多数の感圧構造体を作り込み分離することが量
産のために望ましい。
コン板から集積回路製造技術によるパターン形
成、拡散工程により抵抗素子領域の形成、配線等
を行つて製作される。この場合１枚のシリコン板
に多数の感圧構造体を作り込み分離することが量
産のために望ましい。
本発明は、そのような要望に応じて量産に対し
て有利でしかも特性に対して悪い影響の残らない
圧覚センサの製造方法を提供することを目的とす
る。
て有利でしかも特性に対して悪い影響の残らない
圧覚センサの製造方法を提供することを目的とす
る。
本発明によれば１枚の半導体板から複数の感圧
構造体を製作する際に、抵抗素子領域および配線
の形成後、各リング部を覆うマスクを半導体板の
両表面に設け、半導体板の厚さの一部をエツチン
グにより除き、ついでリング部およびリング部間
の連結部を覆うマスクを半導体板の両表面により
設けてリング中央の穴および各感圧構造体部の間
連結部以外の部分をエツチングで除き、最後に連
結部の中央を切断して各感圧構部を分離すること
によつて上記の目的が達成される。
構造体を製作する際に、抵抗素子領域および配線
の形成後、各リング部を覆うマスクを半導体板の
両表面に設け、半導体板の厚さの一部をエツチン
グにより除き、ついでリング部およびリング部間
の連結部を覆うマスクを半導体板の両表面により
設けてリング中央の穴および各感圧構造体部の間
連結部以外の部分をエツチングで除き、最後に連
結部の中央を切断して各感圧構部を分離すること
によつて上記の目的が達成される。
第２図ａ〜ｄは本発明の一実施例の工程を順次
示し、例えば厚さ300μmのＮ型のシリコン単結晶
板６にはＰ型拡散領域である抵抗素子領域７およ
び図示しない配線が形成されている。図には一つ
の感圧構造体の部分のみより示されていないが、
１枚のシリコン板６に多数のこのような部分を同
時に形成する。このシリコン板６の上に第２図ａ
に示すようにエツチング用のマスク８を被覆す
る。このマスク８は第３図ａに示すような黒色部
２１と透明部２２のパターンを有するフオトマス
クを用いて光蝕刻法により作成することができ
る。次に第２図ｂに示すようにシリコン板６の厚
さの一部をエツチングする。エツチングの深さは
片側50μm程度とする。各感圧構造体のリング部
９はシリコン板６の厚さのまま残される。つづい
て第３図ｂに示すフオトマスクを用いて別のマス
ク１０によりシリコン板６を覆う（第２図Ｃ）。
このマスク１０はリング部９のほかにリング部を
連結する部分１１も覆う。つづいて再びエツチン
グを行えば第２図ｄに示すようにリング部の中央
の穴１２が貫通し、また各リング部９の間にある
部分は連結部１１を除いて除去される。この薄く
された連結部１１の中央をダイシングにより切離
せば、第４図に示すような４方に突起部１１を有
する構造体を得る。この構造体の突起部１１の一
つを除去して受圧面を形成し、対向する側の突起
部１１を利用して、例えば支持板の凹部に嵌入さ
せれば、感圧構造体が支持板に固く結合された圧
覚センサができ上がる。
示し、例えば厚さ300μmのＮ型のシリコン単結晶
板６にはＰ型拡散領域である抵抗素子領域７およ
び図示しない配線が形成されている。図には一つ
の感圧構造体の部分のみより示されていないが、
１枚のシリコン板６に多数のこのような部分を同
時に形成する。このシリコン板６の上に第２図ａ
に示すようにエツチング用のマスク８を被覆す
る。このマスク８は第３図ａに示すような黒色部
２１と透明部２２のパターンを有するフオトマス
クを用いて光蝕刻法により作成することができ
る。次に第２図ｂに示すようにシリコン板６の厚
さの一部をエツチングする。エツチングの深さは
片側50μm程度とする。各感圧構造体のリング部
９はシリコン板６の厚さのまま残される。つづい
て第３図ｂに示すフオトマスクを用いて別のマス
ク１０によりシリコン板６を覆う（第２図Ｃ）。
このマスク１０はリング部９のほかにリング部を
連結する部分１１も覆う。つづいて再びエツチン
グを行えば第２図ｄに示すようにリング部の中央
の穴１２が貫通し、また各リング部９の間にある
部分は連結部１１を除いて除去される。この薄く
された連結部１１の中央をダイシングにより切離
せば、第４図に示すような４方に突起部１１を有
する構造体を得る。この構造体の突起部１１の一
つを除去して受圧面を形成し、対向する側の突起
部１１を利用して、例えば支持板の凹部に嵌入さ
せれば、感圧構造体が支持板に固く結合された圧
覚センサができ上がる。
本発明は１枚の半導体板に形成された複数の感
圧構造体部分のリング中央の穴、構造体間の不用
部分をエツチングで除去すると共に構造体部分間
に連結部を残し、連結部において切断することに
より各感圧構造体を分離させるものである。この
製造方法は次のような利点を有する。
圧構造体部分のリング中央の穴、構造体間の不用
部分をエツチングで除去すると共に構造体部分間
に連結部を残し、連結部において切断することに
より各感圧構造体を分離させるものである。この
製造方法は次のような利点を有する。
(1) １枚の半導体板から連結体で連結されたリン
グ状の感圧構造体部分が形成されるので、切離
された状態での穴明け加工が必要なく、量産に
適している。
グ状の感圧構造体部分が形成されるので、切離
された状態での穴明け加工が必要なく、量産に
適している。
(2) 半導体板の加工を連結部切断以外エツチング
で行うためセンサの感度に影響を与える歪層が
残らない。
で行うためセンサの感度に影響を与える歪層が
残らない。
(3) リング中央の微細な穴明けを機械加工によら
ないので精密加工機械が不要であり、連結部の
切断は連結部が薄いため従来のダイシング機械
を用いることができるため、設備費が節減され
る。すなわち、本発明により信頼性の高い小形
の圧覚センサが低価格でできるのでロボツト産
業その他に極めて有効に使用することができ
る。
ないので精密加工機械が不要であり、連結部の
切断は連結部が薄いため従来のダイシング機械
を用いることができるため、設備費が節減され
る。すなわち、本発明により信頼性の高い小形
の圧覚センサが低価格でできるのでロボツト産
業その他に極めて有効に使用することができ
る。
第１図は圧覚センサの感圧構造体の基本的構造
を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例の工程
を順次示す要部断面図、第３図は第２図に示した
工程に用いる光蝕刻用フオトマスクを示す平面
図、第４図は分離後の感圧構造体の一つを示す斜
視図である。 ６……シリコン単結晶板、７……抵抗素子領
域、８，１０……エツチングマスク、９……リン
グ部、１１……連結部、１２……穴。
を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例の工程
を順次示す要部断面図、第３図は第２図に示した
工程に用いる光蝕刻用フオトマスクを示す平面
図、第４図は分離後の感圧構造体の一つを示す斜
視図である。 ６……シリコン単結晶板、７……抵抗素子領
域、８，１０……エツチングマスク、９……リン
グ部、１１……連結部、１２……穴。
Claims (1)
- １ 一導電形の半導体よりなるリング状感圧構造
体がその受圧面に対し角度をなす面に逆導電形の
複数の抵抗素子領域を備え、受圧面に対向する側
で支持体に固定され、抵抗素子から構成されるブ
リツジ回路に受圧面が印加された際の抵抗素子の
抵抗変化により生ずる出力電圧より印加された力
の３方向成分を検出するセンサを製造する方法で
あつて、１枚の半導体板に複数の感圧構造体の抵
抗素子領域および配線を形成後、各リング部を覆
うマスクを半導体板の両表面に設け、半導体板の
厚さの一部をエツチングにより除き、つづいて各
リング部および各リング部間の連結部を覆うマス
クを半導体板の両表面に設けてリング中央の穴お
よび各感圧構造体部の間の連結部以外の部分をエ
ツチングにより除き、最後に連結部の中央を切断
して各感圧構造体部を分離することを特徴とする
圧覚センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009794A JPS60153182A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009794A JPS60153182A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153182A JPS60153182A (ja) | 1985-08-12 |
| JPH0446462B2 true JPH0446462B2 (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=11730111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009794A Granted JPS60153182A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153182A (ja) |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59009794A patent/JPS60153182A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60153182A (ja) | 1985-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6823744B2 (en) | Six-axis force sensor | |
| US5455445A (en) | Multi-level semiconductor structures having environmentally isolated elements | |
| US5178016A (en) | Silicon pressure sensor chip with a shear element on a sculptured diaphragm | |
| US10197462B2 (en) | Differential pressure sensor full overpressure protection device | |
| US20070266797A1 (en) | Force sensor chip | |
| JP2822486B2 (ja) | 感歪センサおよびその製造方法 | |
| JPH0446462B2 (ja) | ||
| JPH05281251A (ja) | 加速度センサおよびその製造方法 | |
| US4884051A (en) | Semiconductor diffusion type force sensing apparatus | |
| JPH05340957A (ja) | 半導体センサの製造方法および半導体センサ | |
| JPS61224465A (ja) | 力センサ及びその製造方法 | |
| JP3116384B2 (ja) | 半導体歪センサおよびその製造方法 | |
| JPH09257612A (ja) | 力覚センサー | |
| JP2670048B2 (ja) | 力検出装置 | |
| JPS63111677A (ja) | 力検出装置 | |
| JPH09285991A (ja) | 触覚センサ | |
| JP2587255B2 (ja) | 力検出装置 | |
| JPH0275925A (ja) | 分布型圧覚センサ | |
| JPS629243A (ja) | 半導体触覚センサ | |
| JP2746298B2 (ja) | 二成分以上の力検出装置 | |
| JPH10160608A (ja) | 圧力センサ及びその製造方法 | |
| JPS63111676A (ja) | 力検出装置 | |
| JPS60173878A (ja) | 半導体感圧素子の製造方法 | |
| JPH0663884B2 (ja) | 分布型圧覚センサ | |
| JPS633468A (ja) | 半導体圧力センサ |