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DE3128188C2 - Druckmeßfühler in Halbleiterbauweise - Google Patents

Druckmeßfühler in Halbleiterbauweise

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Publication number
DE3128188C2
DE3128188C2 DE3128188A DE3128188A DE3128188C2 DE 3128188 C2 DE3128188 C2 DE 3128188C2 DE 3128188 A DE3128188 A DE 3128188A DE 3128188 A DE3128188 A DE 3128188A DE 3128188 C2 DE3128188 C2 DE 3128188C2
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DE
Germany
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holder
thermal expansion
coefficient
glass
pressure sensor
Prior art date
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Expired
Application number
DE3128188A
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English (en)
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DE3128188A1 (de
Inventor
Ko Hitachi Soeno
Masatoshi Tsuchiya
Tomomasa Mito Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings
    • G01L19/147Details about the mounting of the sensor to support or covering means

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  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
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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
Verbinden im Fall der Fe-40°/o-Ni-Legierung.
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 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.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
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.
DE3128188A 1980-07-18 1981-07-16 Druckmeßfühler in Halbleiterbauweise Expired DE3128188C2 (de)

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