JPH0594932U - 半導体圧力スイッチ - Google Patents
半導体圧力スイッチInfo
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- JPH0594932U JPH0594932U JP3640192U JP3640192U JPH0594932U JP H0594932 U JPH0594932 U JP H0594932U JP 3640192 U JP3640192 U JP 3640192U JP 3640192 U JP3640192 U JP 3640192U JP H0594932 U JPH0594932 U JP H0594932U
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 圧力スイッチがＯＦＦの時、通電状態となる
半導体圧力スイッチを提供する。 【構成】 一方の面に形成した凹部２内に接点電極６を
形成した受圧ダイヤフラムを有するシリコン基板１と、
前記凹部２内の接点電極との相対面側に基準電極１０を
形成したガラス基板とを接合して大気から遮断した間隙
を形成し、大気圧力によるダイヤフラムの歪みによる前
記間隙内の電極同士の接触で圧力を電気信号に変換する
圧力スイッチにおいて、前記接点電極６と基準電極１０
とで形成されるスイッチ部２２と、抵抗１８、１９、イ
ンバータ２０、トランジスタ２１等からなる信号出力回
路部１６とを前記シリコン基板上に設け、前記スイッチ
部２２がＯＦＦのとき前記信号出力回路１６が通電状態
になるようにした。
半導体圧力スイッチを提供する。 【構成】 一方の面に形成した凹部２内に接点電極６を
形成した受圧ダイヤフラムを有するシリコン基板１と、
前記凹部２内の接点電極との相対面側に基準電極１０を
形成したガラス基板とを接合して大気から遮断した間隙
を形成し、大気圧力によるダイヤフラムの歪みによる前
記間隙内の電極同士の接触で圧力を電気信号に変換する
圧力スイッチにおいて、前記接点電極６と基準電極１０
とで形成されるスイッチ部２２と、抵抗１８、１９、イ
ンバータ２０、トランジスタ２１等からなる信号出力回
路部１６とを前記シリコン基板上に設け、前記スイッチ
部２２がＯＦＦのとき前記信号出力回路１６が通電状態
になるようにした。
Description
【０００１】
本考案は、半導体圧力スイッチの構造に関するものである。
【０００２】
従来の半導体圧力スイッチを図４（平面図）、図５（断面図）に沿って説明す る。１はＮ型のシリコン基板であり、２はプラズマエッチング装置によって約３ μｍエッチングされた凹部で、凹部と逆側にエッチングによって厚み約２０μｍ の肉薄となったダイヤフラム１１が形成されている。３はボロンのイオン注入に よって拡散されたボロン電極である。凹部２上の配線電極の下地の絶縁膜として 酸化膜４が成膜されており、この酸化膜４上にＬＰＣＶＤによって成膜された多 結晶シリコンの凸部５が形成されており、凸部５上にスパッタによって成膜され た約２０μｍのＡｕ，Ｃｒの接点電極６が形成され、ボロン電極３に接続されて いる。７、８はＡｌのボンディングパッドである。
【０００３】 一方のガラス基板９にはスパッタによって形成されたＡｕ、Ｃｒの基準電極１ ０である。この基準電極１０を形成したガラス基板９とシリコン基板１は接点電 極６と基準電極１０が向かい合うようにセットされ、陽極接合によって凹部２内 と大気側を密閉封止され接着されている構造である。 次に従来の半導体圧力スイッチの使用例を図６（回路図）に沿って説明する。 図のように、半導体圧力スイッチとＬＥＤ１７等と電流制御のための抵抗１８を 直列に接続し、圧力が印加され接点電極６と基準電極１０が接触している場合電 流が流れ、接続されているＬＥＤ１７等を点灯させ、逆に圧力が下がり接点電極 ６と基準電極１０が離れ、ボンディングパッド７、８間に電流が流れなくなりＬ ＥＤ等が消えることで圧力変化を検知していた。
【０００４】
しかし、従来の半導体圧力スイッチは圧力が印加されている状態でスイッチが ＯＮとなるため、たとえば、圧力が印加されているときが正常でＬＥＤ等を消灯 し、圧力が下がったときＬＥＤ等を点灯させる様な使い方ができない。さらに、 通常圧力が印加されている場合、つまり、スイッチがＯＮ状態の方がＯＦＦ状態 よりはるかに時間が長い場合では、ほとんどの時間においてＬＥＤ等の表示部が 点灯していることになるため、ＬＥＤ等の表示のために必要な電力の消費量が多 くなってしまい、たとえば、電池等によって駆動させる場合は長時間の使用がで きないという課題があった。また、電流制御のための抵抗等を半導体圧力スイッ チの外部に接続する必要があり手間がかかった。
【０００５】
本考案は、上記のような課題を解決するため、圧力を検知するためのスイッチ 部に加え、信号を出力するための抵抗、インバーター、トランジスタ等を含んだ 信号出力回路を同一シリコン基板上に形成し、スイッチ回路と逆の信号を出力す るようにし、さらにスイッチ部のに接続された抵抗を大きくしスイッチ部に流れ る電流を少なくする。。
【０００６】
上記のような構造により、加圧されダイヤフラム上の電極がガラス基板上の電 極に接触しているとき信号出力回路は通電せず、加圧が弱く２つの接点が接触し ていないとき信号出力回路が通電する。さらに、スイッチ部に流れる電流値が少 ないため、消費電流が少なくなり電池等の駆動でも長時間使用できる。また、抵 抗等の必要な部品を同一シリコン基板に形成できるため手間がなくなり、しかも 小型化も可能である。
【０００７】
以下、本考案の半導体圧力スイッチの実施例を図１（平面図）図２（断面図） に沿って説明する。１は厚み５２５μｍ、外径サイズ２．５×２．０ｍｍのＮ型 のシリコン基板であり、２、１５はそれぞれプラズマエッチング装置によって約 ３μｍエッチングされた凹部および信号出力回路１６をガラス基板９と接触しな いようにするための回路形成凹部である。凹部２と逆側に異方性エッチングによ って形成された厚み約２０μｍの肉薄となったダイヤフラム１１が形成され、ダ イヤフラム１１は圧力の変化によって凹部２の大きさだけ歪むようになっている 。３、１３、１４はボロンのイオン注入によって拡散されたボロン電極である。 凹部２上の配線電極の下地の絶縁膜として酸化膜４が成膜されており、この酸化 膜４上にＬＰＣＶＤによって成膜された多結晶シリコンの凸部５が形成されてお り、凸部５上にスパッタによって成膜された約２０μｍのＡｕ，Ｃｒの接点電極 ６が形成され、信号出力回路１５を通してボンディングパッド８に接続されてい る。７、８、１２はＡｌのボンディングパッドである。
【０００８】 一方のガラス基板９にはスパッタによって形成されたＡｕ、Ｃｒの基準電極１ ０である。この基準電極１０を形成したガラス基板９とシリコン基板１は接点電 極６と基準電極１０が向かい合うようにセットされ、陽極接合によって凹部２内 と大気側を密閉封止した構造である。 次に、信号出力回路１６およびこの信号出力回路を使った本考案の実施例を図 ３（回路図）に沿って説明する。信号出力回路１６は約５００ｋΩの抵抗１９、 ２００Ωの抵抗１８、インバータ２０およびトランジスタ２１を集積化した回路 で、本実施例では電源として３ｖの乾電池を使用している。圧力が印加されダイ ヤフラム１１が歪み接点電極６と基準電極１０が接触してスイッチ部２２に電流 が流れた場合、トランジスタ２１側のインバータ２０の信号は０ｖとなりトラン ジスタ２１に電流が流れず、従ってボンディングパッド７、１４間に接続されて いるＬＥＤ１７は点灯せず、逆に圧力が低く、ダイヤフラム１１上の接点電極６ が基準電極１０から離れスイッチ回路に電流が流れない場合、トランジスタ２１ 側のインバータ２０の信号は３ｖとなり、トランジスタ２１に電流が流れＬＥＤ １７が点灯するようになっている。この製作した半導体圧力スイッチを圧力容器 にいれ、３．０kg/cm2で加圧ところ接続してあるＬＥＤ１７は点灯せず、逆に圧 力を減圧していき２．０kg/cm2になったところでＬＥＤ１７が点灯した。ダイヤ フラム１１上の接点電極６が基準電極１０に接触しスイッチ部に電流が流れた場 合の電流値を測定したところ約６μＡであり３ｖの乾電池の寿命から推測すると ３年以上電池の交換無しに検出できた。
【０００９】 このように、この考案によって、加圧されダイヤフラム上の電極がガラス基板 上の電極に接触しているとき信号出力回路は通電せず、加圧が弱く２つの接点が 接触していないとき信号出力回路が通電しする。さらに、通常加圧された環境で の使用の場合ではスイッチ部に流れる電流値が少ないため、消費電流が少なくな り電池等の駆動でも長時間使用できる。また、抵抗等の必要な部品を同一シリコ ン基板に形成できるため手間がなく、しかも小型のスイッチ製作が可能になる。
【００１０】 尚、本考案ではＮ型シリコン基板を用いたが、Ｐ型のシリコン基板を用いても よい。また、信号出力回路はインバータ、トランジスタを用いたが、トランスミ ッションゲート等の素子を用いてもよく、検知確認表示としてＬＥＤを用いたが 、ブザー、液晶等の素子を用いてもよい。さらに、電流制御のための抵抗を５０ ０ｋΩ、２００Ωの抵抗を用いたが、用途に応じて他の抵抗値でもよい。
【００１１】
この考案は、圧力を検知するためのスイッチ部に加え、信号を出力するための 抵抗、インバータ等を含んだ信号出力回路を同一シリコン基板上に形成し、加圧 されダイヤフラム上の電極がガラス基板上の電極に接触しているとき信号出力回 路は通電せず、加圧が弱く２つの接点が接触していないとき信号出力回路が通電 しスイッチ部と逆の信号を出力できるようにしたので消費電流が少なくなり電池 等の小容量の電源駆動でもスイッチ機能が長時間使用できるようになった。また 、抵抗等の必要な部品を同一シリコン基板に形成できるため小型のスイッチ製作 が可能になる。
【図１】本考案の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図２】本考案の半導体圧力スイッチの断面図である。
【図３】本考案の一実施例の回路図である。
【図４】従来の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図５】従来の半導体圧力スイッチの断面図である。
【図６】従来の使用例の回路図である。
１ シリコン基板 ２ 凹部 ３ ボロン電極 ９ ガラス基板 ７、８、１２ ボンディングパッド １０ 基準電極 １５ 回路形成凹部 １６ 信号出力回路 １７ ＬＥＤ １８、１９ 抵抗 ２０ インバータ
Claims (1)
- 【請求項１】 一方の面に形成した凹部内に接点電極を
形成した受圧ダイヤフラムを有するシリコン基板と、前
記凹部内の接点電極との相対面側に基準電極を形成した
ガラス基板とを接合して大気から遮断した間隙を形成
し、大気圧力によるダイヤフラムの歪みによる前記間隙
内の電極同士の接触で圧力を電気信号に変換する圧力ス
イッチにおいて、前記接点電極と基準電極とで形成され
るスイッチ部と、抵抗、インバータ、トランジスタ等か
らなる信号出力回路部とを前記シリコン基板上に設け、
前記スイッチ部がＯＦＦのとき前記信号出力回路が通電
状態になるようにしたことを特徴とする半導体圧力スイ
ッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3640192U JPH0594932U (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体圧力スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3640192U JPH0594932U (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体圧力スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594932U true JPH0594932U (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=12468831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3640192U Pending JPH0594932U (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体圧力スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0594932U (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012038629A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Jimbo Electric Co Ltd | 位置表示灯付スイッチ |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP3640192U patent/JPH0594932U/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012038629A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Jimbo Electric Co Ltd | 位置表示灯付スイッチ |
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