DE3128188C2 - Druckmeßfühler in Halbleiterbauweise - Google Patents
Druckmeßfühler in HalbleiterbauweiseInfo
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Abstract
Ein Halbleiter-Druckwandler, der eine piezoresistive Halbleitermembran (1), einen zylindrischen Sockel (2), der aus einem Glas mit einem dem der Membran (1) angenäherten Wärmeausdehnungskoeffizient hergestellt und mit der letzteren durch anodisches Verbinden hermetisch verbunden ist, und einen zylindrischen Halter (3) aufweist, der durch anodisches Verbinden mit dem zylindrischen Sockel (2) hermetisch verbunden ist, wobei der Halter (3) aus einem ferromagnetischen Legierungsmaterial besteht, das Fe, Co und Ni enthält und einen Wärmeausdehnungskoeffizient von 35 10 ↑- ↑7/ ° C oder weniger innerhalb des Temperaturbereichs zwischen 30 ° C und 400 ° C aufweist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckmeßfühler «5
in Halbleiterbauweise und insbesondere auf einen Druckmeßfühler dieser Art mit einer verbesserten
Bindefestigkeit zwischen einem Glassockel mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizient als Träger der
Halbleitermembran und einem Halter des Glassockels.
Druckmeßfühler, die eine Halbleitermembran verwenden, sind beispielsweise in der Beschreibung der
US-PS 40 19 388 offenbart. Beim Druckmeßfühler nach dieser US-PS wird eine Siliziummembran, in der ein
Piezowiderstand gebildet ist, durch eutektische Reaktion mittels eines Lötmaterials mit einem rohrförmigen
Halter oder Sockel aus einem Borsilikatglas verbunden. Dieser Glashalter oder -sockel wird seinerseits mit
einem Ni-Fe-Halter mit 39-42% Nickel verlötet.
In jüngerer Zeit wird vorgeschlagen und tatsächlich &o
verwirklicht, die Verbindung zwischen der Siliziummembran und dem Glassockel und zwischen dem
Glassockel und dem Halter durch anodisches Verbinden vorzunehmen. Ein solches anodisches Verbinden ist
beispielsweise beim Druckmeßfühler nach der Beschrei- &5
bung der DE-OS 29 40 305 erwähnt.
Auch gibt es eine Beschreibung des anodhchen
Verbindens (oder elektrostatischen Verbindens) im Meßfühler in einem Aufsatz »A solid state bonding and
packing technique for integrated sensor transducer« (ISA ASI 73246 [229-238], 1973). Gemäß dieser
Verbindungstechnik ist es möglich, zwei Bauteile ohne Verwendung irgendeines Klebstoffs oder Bindemittels
zu verbinden. Dabei ist es jedoch wesentlich, daß die Materialien der beiden Bauteile den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient
aufweisen. Gewöhnlich wird ein Borsilikatglas mit einem dem von Si nahekommenden
Wärmeausdehnungskoeffizient als das Material des Glassockels verwendet, während eine Legierung des
Fe-40%-Ni-Systems als Material des Halters verwendet «ird. Beim Druckmeßfühler mit diesem Aufbau ist es
erforderlich, daß alle verbunden Teile in gasdichter Weise und mit einer hohen Bindefestigkeit verbunden
werden, ohne daß eine wesentliche Restspannung nach dem Verbindungsvorgang zurückbleibt
Bei Temperaturen unter etwa 3000C zeigen das
genannte Borsilikatglas und die Fe-40%-Ni-Legierung angenähert den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient
auf. Insbesondere zeigen dieses Glas und die Fe-40%-Ni-Legierung einen Durchschnittswärmeausdehnungskoeffizient,
der im Temperaturbereich zwischen 30 und 3000C im Bereich von 32 χ 10~7/K und
34x10-VK liegt Wenn die Temperatur an der
Verbindungsstelle unter 2700C sinkt, wird die Funktion
oder das Verhalten des Glases als ein Elektrolyt unterdrückt, so daß sich die Bindefestigkeit verringert
Daher wird das anodische Verbinden üblicherweise bei einer Temperatur zwischen 280 und 3000C durchgeführt.
So beschränkt die Verwendung der Ni-Fe-Legierung unzweckmäßig den Verbindungstemperaturbereich.
Wegen einer geringen Änderung im Wärmeausdehnungskoeffizient des Haltermaterials bleibt, wenn
das Verbinden bei einer solchen Temperatur erfolgt, daß das Haltermaterial einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizient
als das Glas aufweist, eine hohe Spannung im Glas nach dem Vcrtindungsvorgang
zurück, was häufig zu Rissen im Glas führt. Daher ermöglicht die vorstehend erwähnte Kombination von
Materialien in unzweckmäßiger Weise ein Entweichen von Gas an der Verbindungsstelle und senkt unvorteilhaft
die Bindefestigkeit Deshalb kann eine solche Kombination nicht erfolgreich beim Druckmeßfühler
verwendet werden, der eine hohe Verbindungspräzision erfordert
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmeßfühler zu entwickeln, der eine Erhöhung der
Temperatur des anodischen Verbindens zwischen dem Glassockel mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizient
und dem Halter ermöglicht und eine Kombination des Glassockels und des Haltermaterials aufweist,
die sich zur Beibehaltung im wesentlichen gleicher Wärmeausdehnungskoeffizienten dieser Materialien
über einen Weiten Temperaturbereich eignet, und ein Haltermaterial zu entwickeln, das eine wirksame
Vorbereitung für das anodische Verbinden ermöglicht und außerdem eine gute Eignung zur Verschweißung
zwischen dem Halter und einem Behälter aufweist, in welchem der Halter aufzunehmen ist.
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Druckmeßfühler entsprechend dem
des Anspruchs 1.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert;
darin zeigt
Fig. 1 eine Schnittdarsteüung eines wesentlichen
Teils eines Druckmeßfühlers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig.2 ein Diagramm zur Darstellung einer als
Material eines Halters gemäß der Erfindung besonders brauchbaren Legierungszusammensetzung,
Fi g. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Wärmeausdehnungskoeffizienten
des erfindungsgemäß verwendeten Haltermaterials, des Fe-400/b-Nt-Materials und des
Borsilikatglases, und
F ig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Wärmeausdehnungskoeffizienten
einiger im Rahmen der Erfindung verwendeter Haltermaterialien und des Borsilikatglases.
In F i g. 1, die im Schnitt einen wesentlichen Teil eines Druckmeßfühlers gemäß der Erfindung veranschaulicht,
hat eine Siliziummembran 1 einen hochgradig glatt bearbeiteten Umfangsteil, der durch anodisches Verbinden
mit einer Seite eines zylindrischen Glas-Sockels 2 verbunden ist Der zylindrische Glas-Sockel 2 besteht
aus einem Glas mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizient, insbesondere aus einem Borsilikatglas
mit einem dem des Siliziums nahekommenden Wärmeausdehnungskoeffizient Die Einzelheiten des anodischen
Verbindens werden hier nicht erläutert, da diese Technik an sich bekannt ist Es wird, falls erforderlich,
auf die schon erwähnte Druckschrift »A solid state bonding and packing technique for integrated sensor
transducer« (ISA ASI 73246 [229-238], 1973) verwiesen.
Zur Erzielung einer hohen Qualität de; anodischen Verbindens ist es erforderlich, auch die Oberfläche 13
des Glas-Sockels 2 hochgradig glatt zu bearbeiten. Anschließend wird der zylindrische Halter 3 durch
anodisches Verbinden mit der anderen Seite 5 des Glas-Sockels 2 verbunden. Piezoresistive Zonen 12
werden in der Siliziummembran 1 durch eine Bordiffusion gebildet, so daß eine Änderung des elektrischen
Widerstandes entsprechend der Krümmung der Membran über Leiter 11 abgeleitet wird.
Die so aufgebaute Einheit wird in einem Hohlraum 7 in einem Basisteil 4 angeordnet. Die äußere Umfangskante
des Halters 3 wird durch ein Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit Wolframelektroden bei 6 mit dem
Rand des Hohlraums 7 verbunden. Der Hohlraum 7 im Basisteil <S wird mit einem Fluid,'-'ie z.B. Silikoneöl,
gefüllt.
Die zu messende Flüssigkeit oder eine Druckübertragungsmedium-Flüssigkeit,
die den Druck der zu messenden Flüssigkeit Ά überträgt, wird zur hohlen
Rückseite der Silizium-Membran 1 durch den Kanal 8 des zylindrischen Halten» 3 und den Kanal 9 des
Glassockels 2 eingeführt, wodurch der Druck zur Rückseite der Silizium-Membran 1 übertragen wird.
Wie schon erwähnt, zeigen beim Druckmeßfühler gemäß der Erfindung die Siliziummembran 1 und der
Glassockel 2 einander angenäherte Wärmeausdehnungskoeffizienten, um einen Bruch der Siliziummembran
1 und/oder des Glassockels 2 aufgrund einer Wärmespannung zu vermeiden, die spnst während des
anodischen Verbindens hervorgerufen werden könnte. Aus dem gleichen Grund ist es erforderlich, den
Wärmeausdehnungskoeffizient des Halters 3 dem des Glassockels 2 anzunähern. Wenn diese Annäherung der
Wärmeausdehnvngskoeffizienten nur innerhalb eines begrenzten Temperaturbereichs erhältlich ist, ist der
anodische Verschweißt .ngsvorgang entsprechend beschränkt,
und die Verläßlichkeit der erhaltenen Verbindung verringert sich. Es sei beispielsweise angenommen,'
daß die Annäherung der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Halters und des Glassockels nur in: einem
Temperaturbereich von unterhalb 270° C erreichbar ist und das anodische Verbinden bei einer Temperatür
unter 2700C durchgeführt werden muß. In diesem Fall
wird, da die Funktion oder das Verhalten des Glases als Elektrolyt gering ist, die Bindefestigkeit ungenügend.
Nimmt man im Gegenteil an, daß der Halter einen dem
in des Glases angenäherten Wärmeausdehnungskoeffizient
nur bei einer hohen Temperatur, z. B. 40O0C,
aufweist und daß das anodische Verbinden bei dieser Temperatur durchgeführt wird, ergibt sich ein Fall, in
dem die Verbindung nach der Abkühlung aufgrund der Wärmespannung bricht die im Lauf des Temperaturanstiegs
auf 4000C erzeugt wurde.
Unter Berücksichtigung dieser Umstände führten die Erfinder einen Vergleich der Wärmeausdehnungskoeffizienten
zwischen dem Borsilikatglas und der Fe-40%-Ni-Legierung,
die in weitem Umfang als das Material des Halters verwendet wurde, Oder einen weiten
Temperaturbereich durch. Als Ergebuis konnten sie feststellen, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der
Fe-40%-Ni-Legierung sich demjenigen des Glases bei
einer Temperatur von etwa 2800C gut annähert daß jedoch, wenn diese Temperatur überschritten wird, der
Wärmeausdehnungskoeffizient der Fe-40%-Ni-Legierung sehr erheblich über den des Glases hinaus
anwächst. Aus dieser Tatsache wird abgeleitet daß eine
jo hochverläßliche Verbindung nur zu erzielen ist wenn der Halter aus einem Material besteht das einen dem
des Glases bis zu einer hohen Temperatur von über 280° C, insbesondere über 350° C, bei der das Glas gut als
Elektrolyt wirkt, angenäherten Wärmeausdehnungsko-
effizient zeigt, da ein solches Material eine befriedigende anodische Verbindung bei einer Temperatur über
3500C ermöglicht.
Die Erfinder entwickelten einen Halter aus einer Fe-Ni-Co-Legierung, die einen Wärmeausdehnungskbeffizient
von unter 3,5 χ 10-VK in einem Temperaturbereich
zwischen 30 und 4000C aufweist, und führten ejn
anodisches Verbinden dieses Halters mit dem-Borsilikatglas
durch. Das Ergebnis war merklich überlegen und ausgezeichnet im Vergleich mit dem zaodischen
Diese Fe-Ni-Co-Legierung hat einen Curie-Punkt von über 3000C. So tritt eine drastische Änderung
(Erhöhung) des Wärmeausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur über 3000C auf.
Das geeignet als das Material des Halters gemäß der Erfindung verwendete Legierungsmateria! ist eine
ferromagnetische Legierung, die 27,5 bis 32 Gew.-% Mi,
113 bis 164 Gew.-% Co und Rest Fe mit bei Bedarf
noch oeigegebenen Zusätzen enthält und einer Kaltverformung von 30% oder mehr sowie einem Anlessen
unterworfen wurde, um einen Wärmeausdehnungskoeffizient von 3,5xlO"6/K in einem Temperaturbereich
zwischen 30 und 4000C aufzuweisen.
Die Erfinder stallten fest, daß es durch Behandlung der Fe-Nj-Co-Legierung mittels einer Kaltverfprmung und eines Anlassens möglich ist, kornverfeinerte Gefüge zu erhalten, wodurch der Wärmeausdehnungskoeffizient merklich gesenkt wird, und auch daß der Übergangspunkt des Wärmeausdehnungskoeffizienten als Ergebnis der Kaltverformung und des Anlassens zur höheren Temperaturseite verschoben wird.
Die Erfinder stallten fest, daß es durch Behandlung der Fe-Nj-Co-Legierung mittels einer Kaltverfprmung und eines Anlassens möglich ist, kornverfeinerte Gefüge zu erhalten, wodurch der Wärmeausdehnungskoeffizient merklich gesenkt wird, und auch daß der Übergangspunkt des Wärmeausdehnungskoeffizienten als Ergebnis der Kaltverformung und des Anlassens zur höheren Temperaturseite verschoben wird.
Die Erfinder führten verschiedene Versuche und eine intensive Untersuchung durch, um eine Zusammenset-
zung der Fe-Ni-Co-Legierung zu erhalten, die einen Durchschnittswärmeausdehnungskoeffizient von unter
35,Ox 10-'/K in einem Temperaturbereich zwischen 30
und 4000C ergibt Es wurden Proben ausgewählt und hergestellt, die in einen Zusammensetzungsbereich
fallen, der, wie in F i g. 2 gezeigt ist, durch einen Punkt A (Ni: 27,5%, Co: 16,5%), einen Punkt B (Ni: 30,5%, Co:
16,5), einen Punkt C(Ni: 32,0%, Co: 11,5%) und einen
Punkt D(Ni: 29,25%, Co: 114%) definiert ist Es wurde
gefunden, daß Materialien mit einem niedrigen Durchschnittswärmedehnungskoeffizient
von weniger als 35 χ 10-VK erhältlich sind, indem man diese Probematerialien
einer Kaltverformung von 30 bis 90% und danach einem Spannungsentlastungsanlassen bei 200 bis
600eC unterwirft Praktisch lassen sich, wenn die
genannte Zusammensetzung weniger als 0,1% C, weniger als 0,5% Si und weniger als 2% Mn sowie
unvermeidliche Verunreinigungen enthält, die angestrebten Ziele der Erfindung voll verwirklichen.
Im Zusammensetzungsbereich niedrigerer Ni- und Co-Gehalte als der die Punkte A und D verbindenden
Linie in F i g. 2 tritt eine Martensitumwandlung im Lauf einer Abkühlung vom vollkommen angelassenen Zustand
auf, so daß der Wärmeausdehnungskoeffizient wächst Daher kann praktisch die Zusammensetzung in
diesem Bereich nicht verwendet werden. Der Durchschnittswärmeausdehnungskoeffizient
von weniger als 35 χ 10-7/K über einen Temperaturbereich zwischen 30
und 350° C kann auch in anderen Zusammensetzungsbereichen außerhalb des schraffierten Vierecks in F i g. 2
nicht erhalten werden.
Es wird keine wesentliche Wirkung der Kaltverformung erhalten, wenn der Grad der Kaltverformung, wie
z. B. Walzen, Ziehen, Strangpressen, Schmieden usw, geringer' als 25% ist und in einigen Zusammensetzungen
tritt eine Umwandlung des Korngcfügcs von
Austenit zu Martensit auf, wenn der Kaltverformungsgrad 90% überschreitet was zu einem plötzlichen
Anstieg des Durchschnittswärmeausdehnungskoeffizientcin in einem Temperaturbereich zwischen 30 und
350°C führt Der Kaltverformungsgrad fällt daher
vorzugsweise in den Bereich zwischen 50 und 70%. Das Anlassen nach der Kaltverformung sollte bei einer
Temperatur unter der Rekristallisationstemperatur, vorzugsweise zwischen 200 und 600" C durchgeführt
werden. Eine Anlaßtemperatur unter 1900C kann keinen ausreichenden Anlaßeffekt liefern und verursacht
eine Verformung des Halters zur Zeit des anodischen Verbindens. Eine so niedrige Anlaßtemperatur
ist daher ungeeignet
Es soll nun eine Erläuterung hinsichtlich der maximal
zulässigen Gehalte an Elementen, die unvermeidlich im Lauf der Herstellung eingeführt werden, sowie der
maximal zulässigen Gehalte an Elementen gegeben werden, die eis Desoxydationsmittel und Entschwefelungsmittel
zugesetzt werden.
Die Verwendung von C als eines starken Desoxydationsmittels ist erforderlich, um die Reinheit des
Materials zu verbessern, jedoch führt eine Erhöhung des C-Gehalts zu einem unerwünschten Anstieg des
Wärmeausdehnungskoeffizienten, weshalb der C-Gehalt auf unter 0,1% gesteuert werden sollte. Auch sollte
der Si-Gehalt der als Entschwefslungsmittel verwendet
wird, auf einen Wert unter 04% beschränkt werden. Ein
Anstieg des Si-Gehalts führt zu einer Verringerung der Zähigkeit Mn kann auch als Entschwefelungsmittel
verwendet werden. Der Mn-Gehalt sollte jedoch auf ein Niveau unter 2,0% begrenzt werden, da eine Erhöhung
des Mn-Gehalts einen Anstieg des Wärmeausdehnungskoeffizienten
verursacht P und S wirken sich in einer Senkung der Zähigkeit des Materials aus. Daher sollte
der (P+S)-Gehalt auf ein Niveau unter 0,01%
s beschränkt werden.
F i g. 3 zeigt ein typisches Beispiel der Wärmeausdehnungskurve des erfindungsgemäß verwendeten Haltermaterials
im Vergleich mit der des herkömmlich verwendeten Materials und in Beziehung zu der des
to Borsilikatglases. Man erkennt, daß die Fe-Ni-Legiening
als das herkömmliche Material einen Wärmeausdehnungskoeffizient zeigt, der gut zu dem des Borsilikatglases
bis zu einer Temperatur von etwa 28O°C paßt. Wenn jedoch die Temperatur über 280° steigt wächst der
is Wärmeausdehnungskoeffizient dieses Materials rapide
und zeigt einen großen Unterschied gegenüber dem des Borsilikatglases. Im Gegensatz dazu zeigt das Haltermateriai
gemäß der Erfindung einen Wärmeausdehnungskoeffizient,
der dem des Borsilikatglases bis zu
μ einer hohen Temperatur von etwa 350° C gut angenähert
ist Dies bedeutet, daß das anodische Verbinden zwischen dem Borsilikatglas und dem Haltermaterial
gemäß der Erfindung bei einer so hohen Temperatur wie 350° C durchgeführt werden kann, so daß die
Funktion oder das Verhalten des Glases als Elektrolyt verbessert wird und so eine starke Verbindung in einer
kürzericr Zeitdauer ermöglicht. Außerdem ist beim Haltermaterial gemäß der Erfindung die Änderung des
Wärmeausdehnungskoeffizienten im Umwandlungs-
oder Übergangspunkt so gering, daß die Verbindung in einer recht stabilen Weise erhalten werden kann, ohne
daß sie ungünstig durch ein Abweichen des Wärmeausdehnungskoeffizienten und der Verbindungstemperatur
beeinflußt wird.
Wie man der vorstehenden Beschreibung entnimmt, ermöglicht die Verwendung des HaltermaterialE gemäß
der Erfindung ein anodisches Verbinden des Halters mit dem Borsilikatglas bei einer hohen Temperatur im
Bereich von 350° C, wodurch eine höhere Gasdichtheit
und eine höhere Bindefestigkeit gesichert werden, während das Niveau der Restspannung verringert wird.
So ermöglicht die Erfindung, Druckmeßfühler mit stark verringerter Qualitätsabweichung und mit höherer
Ausbeute im Vergleich mit der herkömmlichen Technik herzustellen.
Es wird ein praktisches Beispiel im folgenden beschrieben, um ein volles Verständnis der Vorteile der
Erfindung zu ermöglichen. Unter Verwendung eines Hochfrequenz-Vakuumschmelzofens wurden 28 k« der
Probenmaterialien mit verschiedenen Ni- und Co-Gehalten hergestellt, wie sie in der folgenden Tabelle
angegeben sind.
65 | A: | No. | Zusammensetzung (%) | Cn | rc | I. | Durchschnittswärme- | |
55 | B: | Ni | EifindungsgemiSes Material. | ausdehnungskoeffi- | ||||
zient zwischen 30° C | ||||||||
Rest | und 350° C | |||||||
- | Rest | (x 10~7/K) | ||||||
60 A | 1 | 40,06 | 15,8 | Rest | 45,7 | |||
B | 2 | 28,04 | 15,6 | Rest | 35,2 | |||
3 | 29,21 | 14,4 | Rest | 33,6 | ||||
4 | 29,52 | 12,8 | Rest | 28,7 | ||||
5 | 30,01 | 12,5 | Rest | 34,8 | ||||
6 | 30,96 | 12,2 | 34,8 | |||||
7 | 31,68 | Herkömmliches Materia | 35,0 | |||||
Nach einem Heißschmieden wurden die Probenmaterialien einer Wärmebehandlung von 1 h bei 9000C und
anschließend einem Kaltziehen mit einem Verformungsgrad von 60% unterworfen, um Drähte mit
Durchmessern im Bereich von 5,0 bis 10 mm zu erzeugen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient, wie er
für jedes Probematerial nach einem Anlassen bei 4000C gemein wurde, ist in der obigen Tabelle gezeigt.
Man sieht, daß die Haltermaterialien gemäß der Erfindung stetig Durchschnittswärmeausdehnungskoef- ι ο
fizienten unter 3,52 χ lO-'/K. über den Temperaturbereich
zwischen 30 und 3500C zeigen. Fig.4 zeigt
typische Beispiele von Wärmeausdehnungskurven der herkömmlich verwendeten Fe-40%-Ni-Legierung Nr. 1
und des Haltermaterials gemäß der Erfindung im Fall is der Proben Nr. 4 und Nr. 6. Die Halter wurden unter
Verwendung der in F i g. 4 veranschaulichten Materialien hergestellt und durch anodisches Verbinden bei
35O0C mit Borsiiikatgiassocke'm vcfbanden. Sämtliche
Borsilikatglassockel, die mit der herkömmlichen Legierung verbunden wurden, zerbrachen nach dem Verbinden.
Dagegen trat bei den Borsilikatglassockeln, die mit den aus dem Material gemäß der Erfindung hergestellten
Haltern verbunden wurden, kein Bruch auf. Die Verbindungszone zwischen dem Borsilikatglassockel
und den aus den Materialien gemäß der Erfindung hergestellten Haltern zeigten eine vollkommene Gasdichtheit.
Es wurde auch bestätigt, daß die Bindefestigkeit des druckaufnehmenden Teils des Druckmeßfühlers
nach diesem Ausführungsbeispiel größer all die Bruchfestigkeit der Siliziummembran ist. Das Verhältnis
der Zahl der durch anodisches Verbinden verbundenen Erzeugnisse mit annehmbarer Festigkeit zur Gesamtzahl
der Erzeugnisse war 95% oder höher, was4ußerst
hoch im Vergleich mit dem Verhältnis von 30 bis 70% ist, das sich bei den Produkten mit dem herkömmlichen
Haltermaterial ergab. So ist es erfindungsgemäß möglich, Druckmeßfühler mit gegenüber dem Stand der
Technik überlegener Qualität und viel höherer Ausbeute herzustellen.
Claims (3)
1. Druckmeßfühler in Halbleiterbauwei$e mit einer piezoresistiven Halbleitermembran, aus einem
Siliziumeinkristall, einem zylindrischen Sockel aus einem Glas mit einem dem der Membran angenäherten
Wärmeausdehnungskoeffizient, welche Membran durch anodisches Verbinden hermetisch mit
einer Seite des zylindrischen Sockels verbunden ist, und einem zylindrischen Halter aus einer Eisen-Nikkel-Kobalt-Legierung
zum Einführen eines Druckfluids durch den zylindrischen Glassockel zur Membran, welcher zylindrische Halter an seinem
einen Ende durch anodisches Verbinden hermetisch mit der anderen Seite des Glassockels zum
Abstützen des Glassockels verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (3)
aus einer Legierung hergestellt ist, die im wesentlichen aus Ni und Co, deren Gehaite im durch einen
Punkt A (Ni: 27,5%; Co: 163%), einen Punkt B (Ni:
30^%; Co: 163%), einen Punkt C (Ni: 32,0%; Co:
113%) und einen Punkt D(Ni: 29,25%; Co: 113%;
Fig.2) definierten Bereich liegen, und Rest Eisen mit geringen Mengen an Si, Ma und C besteht und
einen Wärmeausdehnungskoeffizient von 35 χ 10-VK oder weniger über einen Temperaturbereich
zwischen 30 und 400° C aufweist
2. Druckmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet daß die Legierung des Halters (3) 0,1 Gew.-% oder weniger C 03 Gew.-% oder
weniger Si, 2 Gew.-% oder weniger Mn und unvermeidliche Verunreinigung^ enthält und daß
sie einen dem des Glassockels (2) angenäherten Wärmeausdehnungskoeffizient im Temperaturbereich
zwischen 30 und 40O0C hat
3. Druckmeßfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Halter (3)
bildende Legierung durch Kaltverformung und Anlassen behandelt ist.
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ID=14194989
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