JP3387532B2 - Method and apparatus for trimming pressure switch - Google Patents
Method and apparatus for trimming pressure switchInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、気圧や水圧を検知す
る圧力スイッチのトリミング方法及びその装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure switch trimming method and apparatus for detecting atmospheric pressure and water pressure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２に示す圧力スイッチは、チップ２１
の中央部を肉薄にしたダイヤフラム構造で、ダイヤフラ
ム部１１上部に凹部２２を形成し、チップ２１の上面に
ガラス２３を接合することでこの凹部２２を密閉して形
成される。この圧力スイッチに所定の圧力が印加される
と、ダイヤフラム部１１がたわみ、微小なギャップを介
して対向するダイヤフラム部１１上に設けたダイヤフラ
ム部電極２４とガラス側に設けたガラス部電極２５が接
触することでオン状態となり、圧力が検知される。そし
てダイヤフラム部１１の厚みが変わると検知する圧力値
が変化する。そのため、わずかなダイヤフラム厚みの違
いにより、要求仕様の圧力値を外れてしまうことがあ
り、製造上の歩留りが悪かった。2. Description of the Related Art The pressure switch shown in FIG.
This is a diaphragm structure in which the central portion is thin, and a concave portion 22 is formed on the upper portion of the diaphragm portion 11 and a glass 23 is bonded to the upper surface of the chip 21 to seal the concave portion 22. When a predetermined pressure is applied to this pressure switch, the diaphragm portion 11 bends, and the diaphragm portion electrode 24 provided on the diaphragm portion 11 and the glass portion electrode 25 provided on the glass side are opposed to each other via a minute gap. By doing so, it is turned on and the pressure is detected. Then, when the thickness of the diaphragm portion 11 changes, the detected pressure value changes. Therefore, a slight difference in diaphragm thickness may deviate from the pressure value of the required specifications, resulting in poor manufacturing yield.
【０００３】そこで、要求する圧力で圧力スイッチがオ
ン状態になるようにするためにトリミングを行うが、そ
の方法として、ダイヤフラム部１１をウェットまたはド
ライエッチングして薄くし、そして、エッチング後に圧
力測定を行い、要求仕様を外れている場合はさらにエッ
チングを行って要求する圧力で検知するように追い込ん
でいた。Therefore, trimming is performed so that the pressure switch is turned on at the required pressure. As a method for this, the diaphragm portion 11 is thinned by wet or dry etching, and the pressure is measured after the etching. If it is out of the required specifications, further etching is performed and the pressure is required to be detected.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来ダイヤフ
ラム部のエッチングと圧力測定を繰り返し行い、要求す
る圧力でスイッチするように逐次調整していくため、工
数がかかるという課題があった。また、ダイヤフラム部
のエッチングでは、エッチング量を時間で管理している
ため、温度等の条件の変動により過剰にエッチングして
しまい、要求仕様を外れてしまうこともある。しかし、
そのサンプルが仕様を外れたかどうかは圧力測定を行っ
て、圧力スイッチを動作させてみなければわからないと
いう課題があった。However, the conventional method has a problem that it takes a lot of man-hours because etching and pressure measurement of the diaphragm portion are repeatedly performed and the adjustment is sequentially performed so as to switch at the required pressure. Further, in the etching of the diaphragm portion, since the etching amount is controlled by time, excessive etching may occur due to changes in conditions such as temperature, which may deviate from the required specifications. But,
There was a problem that it was not possible to know whether the sample was out of specification unless pressure measurement was performed and the pressure switch was operated.
【０００５】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、トリミング後に圧力測定をす
る必要がなく、また過剰エッチング等の不具合の無いト
リミング方法およびその装置を得ることである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a trimming method and an apparatus therefor which do not require pressure measurement after trimming and have no problems such as excessive etching in order to solve the conventional problems. .
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は圧力スイッチのトリミング方法におい
て、圧力スイッチを圧力チャンバー内に載置し、圧力ス
イッチに所定の圧力を印加した状態で、ダイヤフラム部
の下部にレーザー光を照射し、ダイヤフラム部をエッチ
ングすることにより圧力スイッチの検知圧力を合わせ込
むようにした。In order to solve the above problems, the present invention provides a method for trimming a pressure switch, wherein the pressure switch is placed in a pressure chamber, and a predetermined pressure is applied to the pressure switch. The pressure detected by the pressure switch was adjusted by irradiating the lower part of the diaphragm with laser light and etching the diaphragm.
【０００７】また、その装置においてはエッチング用レ
ーザー光を出力するレーザー光発振部と、そのレーザー
光を所定のスポット径に収束させる光学装置と、所定の
圧力が印加され、内部に圧力スイッチが載置され、収束
されたレーザー光を導入する透過窓を有する圧力チャン
バーと、導入されたレーザー光により圧力スイッチが所
定の検知圧力にトリミングされたことを検出してレーザ
ー光発振部のレーザー光出力を停止させるコントロール
ユニットを有する構成とした。Further, in the apparatus, a laser beam oscillating section for outputting an etching laser beam, an optical apparatus for converging the laser beam to a predetermined spot diameter, a predetermined pressure is applied, and a pressure switch is mounted inside. The pressure chamber has a transmission window for introducing the converged laser beam and the introduced laser beam detects that the pressure switch has been trimmed to a predetermined detection pressure and detects the laser beam output of the laser beam oscillator. It is configured to have a control unit for stopping.
【０００８】さらに、その圧力チャンバーには、圧力ス
イッチを複数同時に載置し、導入されたレーザー光を複
数の圧力スイッチに順次照射するための回転機構付きス
テージを有する構成とした。Further, in the pressure chamber, a plurality of pressure switches are simultaneously mounted, and a stage with a rotation mechanism for sequentially irradiating the plurality of pressure switches with the introduced laser light is provided.
【０００９】[0009]
【作用】上記のように構成されたトリミング方法および
その装置においては、要求される検知圧力に相当する圧
力を印加した状態でレーザー光を用いてダイヤフラムを
エッチングすることによってトリミングを行い、圧力ス
イッチがオン状態になった時点でレーザー光を止めるこ
とで、トリミング後に圧力測定を行う必要がなく、過剰
にダイヤフラムをエッチングしてしまうといった不具合
はなくなる。In the trimming method and the apparatus therefor configured as described above, trimming is performed by etching the diaphragm with the laser beam while applying the pressure corresponding to the required detection pressure, and the pressure switch By stopping the laser light when it is turned on, there is no need to measure the pressure after trimming, and the problem of excessively etching the diaphragm is eliminated.
【００１０】[0010]
【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図１は、本発明に係わるトリミング装置の構成
図である。レーザー光はエキシマレーザーを用い、その
出力は２Ｗである。レーザー光発振部１から出力される
レーザー光２６は導光路３内に配置されたレンズ２、透
過窓４を通って圧力スイッチ５のダイヤフラム部１１に
照射される。レンズ２の位置を変えることによってダイ
ヤフラム部１１のサイズに対応したスポット径にレーザ
ー光２６を絞る。圧力チャンバー８内は加圧（減圧）器
９により検知圧力に相当する所定の圧力が印加される。
また、コントロールユニット１０は、圧力スイッチから
の信号により、レーザー光２６を制御する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a trimming device according to the present invention. An excimer laser is used as the laser light, and the output is 2W. The laser light 26 output from the laser light oscillator 1 passes through the lens 2 and the transmission window 4 arranged in the light guide 3 and is applied to the diaphragm portion 11 of the pressure switch 5. By changing the position of the lens 2, the laser beam 26 is focused to a spot diameter corresponding to the size of the diaphragm portion 11. A predetermined pressure corresponding to the detection pressure is applied to the inside of the pressure chamber 8 by the pressurization (decompression) device 9.
Further, the control unit 10 controls the laser light 26 by the signal from the pressure switch.
【００１１】図３には、ダイヤフラム部１１へのレーザ
ー光の照射時間と圧力スイッチ５の抵抗値の関係を示
す。このグラフは、レーザー光か照射されダイヤフラム
が薄くなると、圧力スイッチの電極が接触し、抵抗値が
急激に下がることを示している。このとき、圧力スイッ
チ５には予め電圧を印加しておき、抵抗値が下がること
で電流が流れるようになっている。この電流を圧力スイ
ッチ５からの信号として、コントロールユニット１０に
取り込む。FIG. 3 shows the relationship between the irradiation time of the laser beam on the diaphragm portion 11 and the resistance value of the pressure switch 5. This graph shows that when the diaphragm is thinned by irradiation with laser light, the electrodes of the pressure switch come into contact with each other and the resistance value sharply decreases. At this time, a voltage is applied to the pressure switch 5 in advance, and a current flows when the resistance value decreases. This current is taken into the control unit 10 as a signal from the pressure switch 5.
【００１２】トリミング方法は、まず、目的のダイヤフ
ラム厚よりも厚い圧力スイッチ５を台座６に固定する。
この時、圧力スイッチ５のパッド部１２にプローブ７を
あてておく。次に圧力チャンバー８内を圧力スイッチ５
の検知圧力値にする。この状態でダイヤフラム部にレー
ザー光を照射してダイヤフラムをエッチングする。この
とき、レーザー光がダイヤフラム部以外の場所に当たら
ないようにレーザー光を絞るレンズ２を移動させレーザ
ー光を所定のスポット径に絞る。ダイヤフラムが薄くな
り、圧力スイッチ５がオン状態になるとコントロールユ
ニット１０に信号が入り、レーザー光の照射が止められ
る。この方法によれば、圧力スイッチの作動をモニター
した状態でエッチングを行えるため、再度圧力を測定す
る工数が減り、ダイヤフラム厚を目的の厚みより過剰に
エッチングしてしまうという不具合はなくなる。また、
この方法によりレーザー光の出力を適宜制御することに
よって、検知圧力を０．００１kg／cm2 単位でトリミン
グする事ができる。In the trimming method, first, the pressure switch 5 thicker than the target diaphragm thickness is fixed to the pedestal 6.
At this time, the probe 7 is applied to the pad portion 12 of the pressure switch 5. Next, the pressure switch 5 is set in the pressure chamber 8.
Set the detection pressure value of. In this state, the diaphragm portion is irradiated with laser light to etch the diaphragm. At this time, the lens 2 for narrowing the laser light is moved so that the laser light does not hit a place other than the diaphragm portion, and the laser light is narrowed to a predetermined spot diameter. When the diaphragm becomes thin and the pressure switch 5 is turned on, a signal is input to the control unit 10 and the irradiation of laser light is stopped. According to this method, since the etching can be performed while the operation of the pressure switch is being monitored, the number of steps for measuring the pressure again is reduced, and the problem that the diaphragm thickness is excessively etched beyond the target thickness is eliminated. Also,
By properly controlling the output of the laser beam by this method, the detected pressure can be trimmed in units of 0.001 kg / cm 2 .
【００１３】また、図４は、本発明の他の実施例であ
り、レーザー照射部に圧力スイッチを移動させる回転機
構付きステージを持ったトリミング装置を示している。
基本的な構成は図１に示したトリミング装置と同様であ
る。圧力スイッチ５のサンプルは回転ステージ１３の円
周部分に、回転ステージの中心からみて外側にダイヤフ
ラム部が向くように配置する。圧力スイッチ５は円周上
に等間隔で複数個並べられる。回転ステージ１３はモー
ター１４により、１つのサンプルのエッチングが終わっ
たら次のサンプルへと、順次、回転させる。圧力スイッ
チ５からの検知信号は、圧力スイッチ５のパッド部１２
にあてられたプローブ７から伸びた接点１６が回転ステ
ージ１３の下に設けられたバネ電極１５に接触すること
で取り出される。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, which shows a trimming device having a stage with a rotation mechanism for moving a pressure switch in a laser irradiation section.
The basic configuration is similar to that of the trimming device shown in FIG. The sample of the pressure switch 5 is arranged on the circumferential portion of the rotary stage 13 so that the diaphragm portion faces outward when viewed from the center of the rotary stage. A plurality of pressure switches 5 are arranged on the circumference at equal intervals. The rotary stage 13 is sequentially rotated by the motor 14 to the next sample after etching one sample. The detection signal from the pressure switch 5 is the pad portion 12 of the pressure switch 5.
The contact point 16 extending from the probe 7 applied to the contact point comes out by contacting the spring electrode 15 provided under the rotary stage 13.
【００１４】バネ電極１５は、ダイヤフラム１１をエッ
チングする位置に圧力スイッチ５がきたときに、接点１
６が接触する位置にある。また、バネ電極１５はコント
ロールユニット１０に接続されており、予め電圧が印加
されていて圧力スイッチ５がオン状態になったとき、プ
ローブ７、接点１６、バネ電極１５を通ってコントロー
ルユニット１０にトリミング中の圧力スイッチの検知信
号が送られるようになっている。The spring electrode 15 contacts the contact 1 when the pressure switch 5 reaches a position where the diaphragm 11 is etched.
6 is in contact position. The spring electrode 15 is connected to the control unit 10, and when voltage is applied in advance and the pressure switch 5 is turned on, trimming is performed on the control unit 10 through the probe 7, the contact 16, and the spring electrode 15. The detection signal of the pressure switch inside is sent.
【００１５】トリミング方法は、まず、回転ステージ１
３上にある複数の台座６それぞれに、圧力スイッチ５を
パット部１２にプローブ７を当てた状態で固定する。回
転ステージ１３をモーター１４により回転させ、ダイヤ
フラム部１１がエッチングされる位置に圧力スイッチ５
を移動させる。このとき、台座６に固定されているプロ
ーブ７から伸びた接点１６が、バネ電極１５に接触する
ようになっている。圧力チャンバー８内を圧力スイッチ
５の検知圧力値にする。レーザー光２６をダイヤフラム
に照射し、ダイヤフラムをエッチングする。ダイヤフラ
ムが薄くなり、圧力スイッチ５がオン状態になるとコン
トロールユニット１０に信号が入り、レーザー光２６の
照射が止められる。１つの圧力スイッチ５のトリミング
が終わったら、次のサンプルのトリミングを行うために
回転ステージ１３を回転させ、ダイヤフラム部１１がエ
ッチングされる位置に、次の圧力スイッチ５を移動させ
る。In the trimming method, first, the rotary stage 1
The pressure switch 5 is fixed to each of the plurality of pedestals 6 on the pad 3 with the probe 7 applied to the pad portion 12. The rotary stage 13 is rotated by the motor 14, and the pressure switch 5 is moved to a position where the diaphragm 11 is etched.
To move. At this time, the contact 16 extending from the probe 7 fixed to the pedestal 6 comes into contact with the spring electrode 15. The inside of the pressure chamber 8 is set to the pressure value detected by the pressure switch 5. The diaphragm is etched by irradiating the diaphragm with the laser light 26. When the diaphragm becomes thin and the pressure switch 5 is turned on, a signal is input to the control unit 10 and the irradiation of the laser beam 26 is stopped. After the trimming of one pressure switch 5 is completed, the rotary stage 13 is rotated to trim the next sample, and the next pressure switch 5 is moved to the position where the diaphragm portion 11 is etched.
【００１６】この方法によれば、複数個の圧力スイッチ
５を１回の圧力印加でトリミング作業を行うことがで
き、１回１回の加圧（減圧）による作業のタイムロスを
低減することができる。According to this method, the trimming work can be performed by applying the pressure to the plurality of pressure switches 5 once, and the time loss of the work due to the pressurization (pressure reduction) once can be reduced. .
【００１７】[0017]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、レー
ザー光発振源と圧力チャンバーとレーザー光を絞るレン
ズと圧力スイッチをレーザー照射部に送り出す回転機構
つきステージという構成としたので、以下に記載した効
果がある。As described above, according to the present invention, the laser light oscillation source, the pressure chamber, the lens for squeezing the laser light, and the stage with a rotating mechanism for sending out the pressure switch to the laser irradiation unit are described below. There is an effect.
【００１８】圧力を印加した状態でダイヤフラム部の
エッチングが行えるため、エッチング後に再度圧力測定
をする必要がない。
ダイヤフラム部をエッチングしている間、圧力スイッ
チのオン状態、オフ状態をモニターしているため、ダイ
ヤフラムを過剰にエッチングしてしまうことがなく、圧
力を０．００１kg／cm2 単位でトリミングすることが可
能である。Since the diaphragm portion can be etched while pressure is applied, it is not necessary to measure the pressure again after etching. While the diaphragm part is being etched, the on / off state of the pressure switch is monitored, so it is possible to trim the pressure in 0.001 kg / cm 2 units without overetching the diaphragm. It is possible.
【００１９】圧力チャンバー内に複数個の圧力スイッ
チを入れて、順次トリミングしていくため、１個ずつ加
圧（減圧）をしてトリミングするよりも、圧力印加の工
程が少なくなり、タイムロスを低減する。Since a plurality of pressure switches are put in the pressure chamber and trimming is sequentially performed, the number of pressure applying steps is reduced and the time loss is reduced as compared with the case where the pressure is trimmed by pressing (decreasing) one by one. To do.
【図１】本発明のトリミング装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a trimming device of the present invention.
【図２】従来のトリミング方法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional trimming method.
【図３】ダイヤフラム部へのレーザー光の照射時間と圧
力スイッチの抵抗値の関係を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the irradiation time of laser light on the diaphragm and the resistance value of the pressure switch.
【図４】本発明の回転ステージをもったトリミング装置
の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a trimming device having a rotary stage of the present invention.
１ レーザー光発振部 ２ レンズ ３ 導光路 ４ 透過窓 ５ 圧力スイッチ ６ 台座 ７ プローブ ８ 圧力チャンバー ９ 加圧（減圧）器 １０ コントロールユニット １１ ダイヤフラム部 １２ パッド部 １３ 回転ステージ １４ モーター １５ バネ電極 １６ 接点 ２１ チップ ２２ 凹部 ２３ ガラス ２４ ダイヤフラム部電極 ２５ ガラス部電極 ２６ レーザー光 1 Laser light oscillator 2 lens 3 light guide path 4 transparent window 5 Pressure switch 6 pedestals 7 probe 8 pressure chambers 9 Pressure (decompression) device 10 control unit 11 Diaphragm part 12 Pad part 13 rotation stage 14 motor 15 spring electrode 16 contacts 21 chips 22 recess 23 glass 24 Diaphragm part electrode 25 Glass part electrode 26 laser light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 4/00 - 4/04 B23K 26/00 - 26/42 H01H 35/34 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C23F 4/00-4/04 B23K 26/00-26/42 H01H 35/34
Claims (3)
部を有し、前記ダイヤフラム部の上部に密閉形成された
微小空隙の上面および下面に電極を形成し、前記両電極
が接触することで圧力を検知する圧力スイッチをトリミ
ングする方法において、 前記圧力スイッチを圧力チャンバー内に載置し、前記ダ
イヤフラム部に前記圧力スイッチが検知する所定の圧力
を印加した状態で、前記ダイヤフラム部の下部にレーザ
ー光を照射し、前記ダイヤフラム部をエッチングし、前
記圧力スイッチがオン状態になった時点で前記レーザー
光の照射を止め、前記ダイヤフラム部の厚みを調整する
ことにより前記圧力スイッチの検知圧力を合わせること
を特徴とする圧力スイッチのトリミング方法。1. A chip has a thin diaphragm portion substantially at the center thereof, and electrodes are formed on the upper and lower surfaces of a microscopic air gap that is hermetically formed on the upper portion of the diaphragm portion. In a method of trimming a pressure switch for detecting the pressure switch, the pressure switch is placed in a pressure chamber, and a predetermined pressure detected by the pressure switch is applied to the diaphragm portion, and a laser beam is applied to a lower portion of the diaphragm portion. irradiated with, the diaphragm portion is etched, prior to
When the pressure switch is turned on, the laser
Stop the irradiation of light and adjust the thickness of the diaphragm part.
The pressure switch trimming method is characterized in that the pressures detected by the pressure switch are thereby adjusted.
部を有し、前記ダイヤフラム部の上部に密閉形成された
微小空隙の上面および下面に電極を形成し、前記両電極
が接触することで圧力を検知する圧力スイッチをトリミ
ングする装置において、 エッチング用レーザー光を出力するレーザー光発振部
と、 前記レーザー光を所定のスポット径に収束させる光学装
置と、 前記圧力スイッチが検知する所定の圧力が印加され、内
部に前記圧力スイッチと前記圧力スイッチからの検知信
号を取り出すプロ−ブが載置され、前記収束されたレー
ザー光を導入する透過窓を有する圧力チャンバーと、前記圧力スイッチに電圧を印加し、 前記導入されたレー
ザー光により前記圧力スイッチが所定の検知圧力にトリ
ミングされ前記プロ−ブを通して前記圧力スイッチのオ
ン状態を検出することにより前記レーザー光発振部のレ
ーザー光出力を停止させるコントロールユニットから構
成されることを特徴とする圧力スイッチのトリミング装
置。2. A chip has a thin diaphragm portion substantially at the center thereof, and electrodes are formed on the upper and lower surfaces of a microscopic air gap that is hermetically formed at the upper portion of the diaphragm portion. In a device for trimming a pressure switch that detects a pressure, a laser light oscillation unit that outputs a laser light for etching, an optical device that converges the laser light into a predetermined spot diameter, and a predetermined pressure that the pressure switch detects is applied. The pressure switch and the detection signal from the pressure switch are internally
A probe for taking out a signal is placed , a voltage is applied to the pressure chamber having a transmission window for introducing the converged laser light and the pressure switch, and the pressure switch is controlled by the introduced laser light. The pressure switch is trimmed to the detected pressure, and the pressure switch is turned on through the probe.
A trimming device for a pressure switch, comprising a control unit for stopping the laser light output of the laser light oscillating section by detecting the ON state .
いて、前記圧力チャンバーは、複数同時に載置された前
記圧力スイッチに、前記導入されたレーザー光を順次照
射するための回転機構付きステージを有する請求項２記
載の圧力スイッチのトリミング装置。3. The trimming device of the pressure switch according to claim 2, wherein the pressure chamber has a stage with a rotation mechanism for sequentially irradiating the pressure switches, which are mounted at the same time, with the introduced laser light. Trimming device for the described pressure switch.
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1992
- 1992-10-28 JP JP29018692A patent/JP3387532B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH06136569A (en) | 1994-05-17 |
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