JPH0560268B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0560268B2 JPH0560268B2 JP59009796A JP979684A JPH0560268B2 JP H0560268 B2 JPH0560268 B2 JP H0560268B2 JP 59009796 A JP59009796 A JP 59009796A JP 979684 A JP979684 A JP 979684A JP H0560268 B2 JPH0560268 B2 JP H0560268B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure receiving
- support
- receiving structure
- pressure
- resistance element
- 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、一導電形の単結晶半導体よりなる受
圧構造体の受圧面と角度をなす面に他導電形の複
数の抵抗素子領域が形成され、この受圧構造体が
受圧面に平行な支持面を有する支持体に固定さ
れ、抵抗素子の抵抗変化によつて受圧面に印加さ
れる力の３成分を検出する圧覚センサに関する。
圧構造体の受圧面と角度をなす面に他導電形の複
数の抵抗素子領域が形成され、この受圧構造体が
受圧面に平行な支持面を有する支持体に固定さ
れ、抵抗素子の抵抗変化によつて受圧面に印加さ
れる力の３成分を検出する圧覚センサに関する。
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。そのために把持力の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
のような要求に応ずるため、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。すなわち、
センサのリング状受圧構造体１をｎ形シリコン単
結晶で形成し、受圧面２に垂直な面およびリング
の内側面に拡散による不純物の導入によりｐ形領
域３１〜３４を形成し、この四つの抵抗素子領域
からなるブリツジの出力電圧から受圧面２に加わ
る力の垂直な成分FZを検出する。四つの斜めの
面に同様に形成されたｐ形の抵抗素子領域４１〜
４４は受圧面２に加わる力の水平な成分のうちｘ
方向の成分Fxを検出する。受圧面２に垂直な別
の面に形成されたｐ形の抵抗素子領域５１〜５４
は受圧面２に加わる力の水平な成分のうちｙ方向
の成分Fyを検出する。このほかに抵抗素子領域
を受圧面２に垂直な一平面上のみに配置したもの
も提案されている。このような受圧構造体１は、
安定した状態で力を受けるために受圧面に平行な
支持面を有する支持体に例えば接着剤を用いて固
定されるが、同時に各抵抗素子領域から得られる
電気信号を支持体上の導体に伝達することが考慮
されなければならない。このような接続は、圧覚
センサが小形であるため接続作業が容易で接続の
ためのスペースを必要とせず、また受圧構造体に
力が加わつたときの変形の繰返しにも耐える機械
的強度を必要とする。このため例えば細線を用い
てボンデイングにより接続することは適当とは言
えない。
扱う物体に応じて適正な力で把持することが望ま
れる。そのために把持力の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
のような要求に応ずるため、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。すなわち、
センサのリング状受圧構造体１をｎ形シリコン単
結晶で形成し、受圧面２に垂直な面およびリング
の内側面に拡散による不純物の導入によりｐ形領
域３１〜３４を形成し、この四つの抵抗素子領域
からなるブリツジの出力電圧から受圧面２に加わ
る力の垂直な成分FZを検出する。四つの斜めの
面に同様に形成されたｐ形の抵抗素子領域４１〜
４４は受圧面２に加わる力の水平な成分のうちｘ
方向の成分Fxを検出する。受圧面２に垂直な別
の面に形成されたｐ形の抵抗素子領域５１〜５４
は受圧面２に加わる力の水平な成分のうちｙ方向
の成分Fyを検出する。このほかに抵抗素子領域
を受圧面２に垂直な一平面上のみに配置したもの
も提案されている。このような受圧構造体１は、
安定した状態で力を受けるために受圧面に平行な
支持面を有する支持体に例えば接着剤を用いて固
定されるが、同時に各抵抗素子領域から得られる
電気信号を支持体上の導体に伝達することが考慮
されなければならない。このような接続は、圧覚
センサが小形であるため接続作業が容易で接続の
ためのスペースを必要とせず、また受圧構造体に
力が加わつたときの変形の繰返しにも耐える機械
的強度を必要とする。このため例えば細線を用い
てボンデイングにより接続することは適当とは言
えない。
本発明は、受圧構造体と支持体の間の電気的接
続が容易で、さらに接続部が十分な機械的強度を
有する信頼性の高い圧覚センサを提供することを
目的とする。
続が容易で、さらに接続部が十分な機械的強度を
有する信頼性の高い圧覚センサを提供することを
目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明によれ
ば、受圧構造体の抵抗素子領域形成面に設けられ
た複数の抵抗素子領域形成面端子導体と、支持体
の支持面に設けられ各々抵抗素子領域形成面素子
導体と相対する複数の支持面端子導体とが、それ
ぞれ対として、半田材もしくは導電性接着材によ
り直接接続されて成るものとする。
ば、受圧構造体の抵抗素子領域形成面に設けられ
た複数の抵抗素子領域形成面端子導体と、支持体
の支持面に設けられ各々抵抗素子領域形成面素子
導体と相対する複数の支持面端子導体とが、それ
ぞれ対として、半田材もしくは導電性接着材によ
り直接接続されて成るものとする。
第２図、第３図は本発明の一実施例を示し、受
圧構造体１の図示しない抵抗素子領域と接続され
た複数の端子導体６は受圧面２に対向する底面近
くに配置され、一方支持体７の上面にはこの端子
導体６に近接した位置に端子導体８が位置する。
この両端子導体６，８は第３図に示すように導電
接着材などの接続導体層９によりそれぞれ接着さ
れる。第４図、第５図は支持体７の凹部１０に受
圧構造体１の突出部１１を埋込ませて固定した場
合の実施例で、支持体７の端子導体８を凹部１０
の縁まで延ばすことにより、受圧構造体１の端子
導体６に、第２図、第３図に示した実施例にくら
べてより近接した形で配置することができ、また
受圧構造体１と支持体７の結合がより強固にな
る。端子導体６，８はAu，Niなどの金属層から
なり、接続導体９としてPb／Snはんだなどのろ
う材を用いることが有効である。接続導体９とし
てははんだのような柔軟な、あるいは可塑性の材
料を用いれば、受圧構造体１の受圧時の変形によ
り、支持体との相対位置に多少の変動が生じても
接続導体９の層内に歪が生ずることがなく、接着
材９の破断の原因となることがない。
圧構造体１の図示しない抵抗素子領域と接続され
た複数の端子導体６は受圧面２に対向する底面近
くに配置され、一方支持体７の上面にはこの端子
導体６に近接した位置に端子導体８が位置する。
この両端子導体６，８は第３図に示すように導電
接着材などの接続導体層９によりそれぞれ接着さ
れる。第４図、第５図は支持体７の凹部１０に受
圧構造体１の突出部１１を埋込ませて固定した場
合の実施例で、支持体７の端子導体８を凹部１０
の縁まで延ばすことにより、受圧構造体１の端子
導体６に、第２図、第３図に示した実施例にくら
べてより近接した形で配置することができ、また
受圧構造体１と支持体７の結合がより強固にな
る。端子導体６，８はAu，Niなどの金属層から
なり、接続導体９としてPb／Snはんだなどのろ
う材を用いることが有効である。接続導体９とし
てははんだのような柔軟な、あるいは可塑性の材
料を用いれば、受圧構造体１の受圧時の変形によ
り、支持体との相対位置に多少の変動が生じても
接続導体９の層内に歪が生ずることがなく、接着
材９の破断の原因となることがない。
第６図は、特に受圧構造体１の端子導体６には
んだバンプ１２を取り付け、支持体上に固定した
後加熱して支持体の端子導体に接触させる実施例
である。
んだバンプ１２を取り付け、支持体上に固定した
後加熱して支持体の端子導体に接触させる実施例
である。
以上に述べたように、本発明においては、上記
の構成を採用した結果、受圧構造体の端子導体と
支持体の端子導体との接続作業が容易であり、配
線密度の増大、接続強度の向上が可能となつて信
頼性が高まり小形圧覚センサとしてすこぶる有効
に使用できる。
の構成を採用した結果、受圧構造体の端子導体と
支持体の端子導体との接続作業が容易であり、配
線密度の増大、接続強度の向上が可能となつて信
頼性が高まり小形圧覚センサとしてすこぶる有効
に使用できる。
特に接続強度の面では、例えば可撓性配線フイ
ルムにより受圧構造体の端子導体と支持体の端子
導体とを接続する場合に比べ、作業工数は若干増
加するものの、著しく強度が向上する。
ルムにより受圧構造体の端子導体と支持体の端子
導体とを接続する場合に比べ、作業工数は若干増
加するものの、著しく強度が向上する。
第１図は本発明の対象となる圧覚センサの受圧
構造体の斜視図、第２図、第３図は本発明の一実
施例を示し、第２図は接続前、第３図は接続後の
斜視図、第４図、第５図は異なる実施例を示し、
第４図は組立前、第５図は組立、接続後の斜視
図、第６図はさらに別の実施例の受圧構造体の斜
視図である。 １……受圧構造体、２……受圧面、３１〜３
４，４１〜４４、５１〜５４……抵抗素子領域、
６，８……端子導体、９……接続導体層。
構造体の斜視図、第２図、第３図は本発明の一実
施例を示し、第２図は接続前、第３図は接続後の
斜視図、第４図、第５図は異なる実施例を示し、
第４図は組立前、第５図は組立、接続後の斜視
図、第６図はさらに別の実施例の受圧構造体の斜
視図である。 １……受圧構造体、２……受圧面、３１〜３
４，４１〜４４、５１〜５４……抵抗素子領域、
６，８……端子導体、９……接続導体層。
Claims (1)
- １ 一導電形の単結晶半導体よりなる受圧構造体
の受圧面と角度をなす面に他導電形の複数の抵抗
素子領域が形成され、受圧構造体が受圧面に平行
な支持面を有する支持体に固定され、抵抗素子の
抵抗変化によつて受圧面に印加される力の３成分
を検出するものにおいて、前記受圧構造体の前記
抵抗素子領域形成面に設けられた複数の抵抗素子
領域形成面端子導体と、前記支持体の前記支持面
に設けられ各々前記抵抗素子領域形成面端子導体
と相対する複数の支持面端子導体とが、それぞれ
対として、半田材もしくは導電性接着材により直
接接続されて成ることを特徴とする圧覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009796A JPS60154574A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009796A JPS60154574A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60154574A JPS60154574A (ja) | 1985-08-14 |
| JPH0560268B2 true JPH0560268B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=11730160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009796A Granted JPS60154574A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60154574A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155677A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 触覚センサと基板の接続方法 |
| EP3450947B1 (en) * | 2017-09-05 | 2024-01-17 | IMEC vzw | Stress sensor for semiconductor components |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59009796A patent/JPS60154574A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60154574A (ja) | 1985-08-14 |
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