DE68919471T2

DE68919471T2 - Drucksensor.

Info

Publication number: DE68919471T2
Application number: DE68919471T
Authority: DE
Inventors: Hisayoshi Hashimoto; Kazuyoshi Hatano; Ken Ichiryu; Fujio Sato; Morio Tamura; Kiyoshi - Tanaka; Nobuyuki Tobita
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: EP0381775B1; DE68919471D1; EP0381775A4; WO1990001153A1; US5144843A; EP0381775A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der einen für die Montage an Bauteilen hydraulischer Maschinen geeigneten Aufbau aufweist, d.h. von hydraulischen Einrichtungen wie Hydraulikrohren und Kupplungen (Verbindungseinrichtungen) für die Hydraulikrohre.
Dmcksensoren sind in einem weiten Sinne eine Art von Belastungssensoren, die Dehnungssensoren, Drehmomentsensoren, Lastsensoren, etc. enthalten und zur Druckerfassung bei Flüssigkeiten, Gasen, etc. verwendet werden. Derartige Drucksensoren werden oft als Detektoren zum Erfassen von Arbeitshydraulikdrücken bei verschiedenen mechanischen Bauteilen beispielsweise in hydraulischen Maschinen für Hoch- und Tiefbau verwendet. Drucksensoren können unterschiedlich aufgebaut sein. Ein Drucksensor init einer Membran wird im folgenden beschrieben.
Der Aufbau eines herkömmlichen Membrandrucksensors ist in Fig. 39 dargestellt. Der Drucksensor uinfaßt eine aus Metall hergestellte Membranbasis 300, die direkt einem Druck P, beispielsweise einem Hydraulikdruck, ausgesetzt wird, einen durch eine Filmerzeugungstechnik wie das CVD-Verfahren unter Verwendung von Silangas oder ahnlichem gebildeten Isolierfilm 301, vier Belastungssensoren 302, die jeweils einen Widerstandswert aufweisen, der sich abhängig von einer durch den Druck P verursachten Belastung der Membran ändert, Dünnfilmleiter 303, die als Anschlüsse für eine elektrische Verdrahtung dienen, und einen Passivierungsfilm 304, der als hermetischer Schutzfilm dient. Die aus Metall hergestellte Membranbasis 300 ist fiinktionell in zwei Teile unterteilt. Ein Teil ist ein dem Druck P ausgesetzter Membranabschnitt 305 zum Entwickeln einer von der Größe des Drucks abhängigen Belastung, und ein weiterer Teil ist ein röhrenförmiger Halteabschnitt 306, der zum Halten des Membranäbschnifts 305 und zum Befestigen des Drucksensors an einer bestimmten Befestigungsposition dient. Der Membranabschnitt 305 ist derart an einer oberen Position des röhrenförrnigen Halteabschnifts 306 ausgebildet, daß er dessen eine Endfläche schließt. Der Belastungssensor 302 und die Dünnfilmleiter 303 sind von dem Passivierungsfilm 304, beispielsweise einem SiNx - oder SiO2-Film, bedeckt.
Drähte 307, 307 sind, wie aus der Zeichnung hervorgeht, an ihren unteren Enden jeweils mit den Dünnfllmleitern 303, 303 verbunden. Die anderen Enden der Drähte 307 sind zum elektrischen Messen einer in dem Membranabschnift 305 entwickelten Belastung durch (nicht dargestellte) Bleidrähte mit einer elektrischen Meßeinheit wie einem Voltmeter oder Amperemeter verbunden. Genauer bleiben im unbelasteten Zustand, bei dem der Druck P nicht auf den Membranabschnitt 305 einwirkt, die spezifischen Widerstände der Belastungssensoren 302 unverändert, so daß zwischen den Drähten 307 und 307 keine Potentialdifferenz auftritt und kein Strom in die Meßeinheit fließt. Wenn andererseits unter Einwirkung des Drucks P eine Belastung in dem Membranabsclmitt 305 entwickelt wird, werden die spezifischen Widerstände der Belastungssensoren 302 geändert, um eine Potentialdifferenz zwischen den Drähten 307 und 307 zu erzeugen, wodurch die Meßeinheit den auf den Membranabschnitt 305 ausgeübten Druck bestimmen kann.
Bei dem Drucksensor mit dem in Fig. 39 dargestellten Aufbau sind der Membranabschnitt 305 und der Halteabschnitt 306 integral in der aus Metall gefertigten Membranbasis 300 ausgebildet. Herkömmlicher Weise wurde jedoch auch ein Drucksensor vorgeschlagen, bei dem, wie beispielsweise in der JP-U-61 (1986) -137242 offenbart, der Membranabschnitt 305 und der Halteabschniff 306 als getrennte Elemente aufgebaut sind. Bei diesem Typ von Drucksensor ist der Membranabschnitt 305 in einer aus Metall gefertigten dünnen Plattenmembran als eigenes unabhängiges Element ausgebildet und dann an einen als ein Halteelement vorgesehenen, aus Metall gefertigten, röhrenförmigen Körper geschweißt. Unter Berücksichtigung der Situation der praktischen Nutzung des Drucksensors muß der Halteabschnitt 306 mit dem Objekt zusammenpassen, auf dem der Drucksensor angeordnet ist. Selbst bei dem Drucksensor des Typs, bei den der Membranabschnitt 305 und der Halteabschnitt 306 als getrennte Elemente ausgebildet sind, ist dementsprechend ein Halteelement zum Halten einer Membran unentbehrlich. Ein getrenntes Halteelement muß notwendigerweise zu dem Drucksensor hinzugefügt werden, um letztendlich den im wesentlichen gleichen Aufbau wie den des in Fig. 39 dargestellten Drucksensors zu schaffen. Dann wird die Halbleiter-Fertigungstechnik für eine kombinierte Zusammensetzung der dünnen Plattenmembran und des röhrenförinigen Elements zum Bilden von Halbleiter-Belastungssensoren auf der oberen Fläche der Membran angewendet.
Jeder der Belastungssensoren 302 kann ein metallischer Belastungssensor oder ein Halbleiter-Belastugssensor sein. Insbesondere der Halbleiter-Belastugssensor hat sich in letzter Zeit weit verbreitet, da er eine höhere Meßrate aufweist, eine größere Änderung des von einer geringen mechanischen Belastung abhängigen Widerstandswerts entwickelt und daher eine höhere Genauigkeit bei der Druckmessung aufweist als der metallische Belastungssensor. Der in Fig. 39 dargestellte Belastungssensor 302 ist ein auf der oberen Fläche des Isolierfilms 301 ausgebildeter Dünnfilm- Halbleiter-Belastungssensor. Der in der JP-U-61 (1986) - 137242 offenbarte Belastungssensor ist, wie oben erwähnt, ebenfalls ein Halbleiter-Belastungssensor. Der Belastungssensor wird beispielsweise durch Bilden eines Siliziumdünnfilms, der eine Verunreinigung wie Phosphor oder Bor enthält, für den Sensor auf dem Isolierfilm 301 mit dem Plasma-CVD-Verfahren und das anschließende Strukturieren des Siliziumdünnfilms durch die Photolithographie gefertigt, wodurch ein Piezo- Widerstandselement erzeugt wird, dessen spezifischer Widerstand geändert wird, wenn eine Belastung durch eine externe Kraft aufgenommen wird. Die Dünnfilmleiter wie die Anschlüsse 303 werden beispielsweise durch Bilden von Dünnfilmen aus einem hoch leitfähigen Material wie Gold, Kupfer oder Aluminium durch die Vakuumdampfablagerung und das anschließende Bilden von Strukturen, die die jeweiligen Belastungssensoren 302 durch die Photolithographie untereinander verbinden, gefertigt, um dadurch eine Wheatstone-Brückenschaltung zu erzeugen. Wie oben beschrieben werden der Isolierflim 301, die Belastungssensoren 302, die Dünnfilmleiter 303 und der Passivierungsfilm 304 durch Anwendung der Halbleiter-Fertigungstechnik gefertigt. Daher wird die Halbleiter-Fertigungstechnik bei der Fertigung von Drucksensoren mit Halbleiter-Belastungssensoren verwendet.
Ungeachtet des oben beschriebenen bekannten Stands der Technik tritt bei dem Drucksensor mit dem Aufbau nach Fig. 39 ein Problem auf, wenn die Belastungssensoren 302 oder ähnliches direkt auf der oberen Fläche der aus Metall gefertigten Membranbasis 300 gebildet werden. Insbesondere ist der Belastungserfassungsabschnitt, der die Belastungssensoren 302 und weiteres umfaßt, auf der dünnen Platte mit einer Dicke von weniger als 2 um ausgebildet, während die aus Metall gefertigte Membranbasis eine Dicke von ca. 3 - 6 mm aufweist. Daher stellt die Dicke der aus Metall gefertigten Membranbasis ein Hindernis dar, das die ausreichende Nutzung der Halbleiter-Fertigungstechnik beeinträchtigt. Ein derartiges Problem tritt bei dem Drucksensor wie in der oben genannten JP-U-61 (1986) - 137242 offenbart, bei dem die Membran und der röhrenförmige Körper als getrennte Elemente gefertigt sind, ebenfalls auf. Insbesondere wenn die Halbleiter-Fertigungstechnik zur Fertigung der Belastungssensoren verwendet wird, werden die Membran und der röhrenförmige Körper in dem einstückigen Aufbau kombiniert. Wie bei dem oben genannten bekannten Stand der Technik weist daher der offenbarte Drucksensor eine bestimmte beträchtliche Dicke auf; wodurch ein ähnliches Problem auftritt, bei dem die Halbleiter- Fertigungstechnik bei der Herstellung des Drucksensors nicht ausreichend genutzt werden kann.
Im folgenden wird ein weiteres Problem erläutert, das darin besteht, daß bei den herkömmlichen Drucksensoren aufgrund des besonderen Aufbaus der Belastungssensoren und des durch diesen Aufbau beschränkten Fertigungsverfahrens Schwierigkeiten beim Aufrechterhalten einer hohen Erfassungssensiblilität der Belastungssensoren in der Membran sowie beim Anordnen der Belastungssensoren auftreten, was zu der verminderten Anordnungsgenauigkeit führt.
Bei dem in Fig. 39 dargestellten Drucksensor wird die aus Metall gefertigte Membranbasis 300 durch ein spanabhebendes Verfahren in eine Form mit einem im wesentlichen kanalartigen Querschnitt gebracht, und die vier Belastungssensoren 302 sind auf einem Druck verursachenden Bereich des Membranabschnitts 305 ausgebildet. Da die Belastungssensoren 302 jeweils durch die Halbleiterfilm- Erzeugungstechnik als sehr dünner Film von 2 um oder weniger gebildet werden, muß der Membranabschnitt 305 mit hoher Genauigkeit mit einer gleichmaßigen Dicke ausgebildet sein, um die Fähigkeit der Halbleiter-Belastungssensoren 302 aufrechtzuerhalten, die inherent eine hohe Belastungserfassungssensibilität autweisen. Es ist jedoch schwierig, diese Anforderung mit der derzeit verwendeten Bearbeitungstechnik zu erfüllen.
Ferner ist es zum Zwecke der wirkungsvollen Entwicklung einer hohen Belastungserfassungssensibilität wünschenswert, daß die vier Belastungssensoren 302 mit möglichst großen Abständen zueinander in dem Belastung verursachenden Bereich angeordnet sind, der wahrscheinlich durch den Innendurchinesser des röhrenförmigen Halteabschnitts 306 an der oberen Fläche des Druckmembranabschnitts 305 definiert wird. Bei der herkömmlichen Bearbeitungstechnik verbleiben jedoch Rundkanten an den oberen Ecken einer Bohrung, wenn die Membranbasis 300 von der in der Zeichnung unteren Seite ausgebohrt wird, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit nicht verbessert werden kann. Daher kann der Belastung verursachende Bereich des Membranabschnitts 305 nur durch eine Größe des Innendurchmessers des Halteabschnitts 306 nicht streng definiert werden, wodurch es schwierig wird, den Belastungssensor 302 mit hoher Genauigkeit anzuordnen. Dies führt notwendigerweise dazu, daß die Anordnungsgenauigkeit der Belastungssensoren des mit dem oben besclrriebenen Aufbau hergestellten Drucksensors vermindert ist.
Bei dem in der oben genannten JP-U-61 (1986) - 137242 offenbarten Drucksensor werden die dünne Platte als eine Membran und der röhrenförmige Körper als ein Halteelement getrennt hergestellt, woraufhin die dünne Platte und der röhrenförmige Körper aneinander geschweißt werden. Die Belastungssensoren werden dann auf der oberen Fläche der dünnen Platte gebildet. Die dünne Platte kann derart bearbeitet werden, daß sie eine gleichmäßige Dicke aufweist, da sie einzeln aus einem dünnen Plattenelement mit einem Belastung verursachenden Bereich gefertigt wird. Die dünne Platte wird danach jedoch durch Schweißen mit dem als getrenntes Element gefertigten röhrenförmigen Körper verbunden, woraufhin der Belastung verursachende Bereich der dünnen Platte beispielsweise aufgrund der im Schweißschritt angewendeten Wärme verformt wird. Der dadurch entstandene Fehler macht es unmöglich, eine Größe des Belastung verursachenden Bereichs in dem fertigen Drucksensor streng zu definieren. Daher ist es schwierig, die auf dem Belastung verursachenden Bereich ausgebildeten Belastungssensoren mit hoher Genauigkeit anzuordnen, und die Anordnungsgenauigkeit wird vermindert.
Vom Standpunkt eines Benutzers aus betrachtet, für den die Verwendung von Drucksensoren von großer Wichtigkeit ist, treten die folgenden Probleme auf Auf jeden Fall muß der Aufbau eines Drucksensors unter Berücksichtigung der Bedingungen des Orts, an dem der Drucksensor angeordnet werden soll, bestimmt werden. In dem normalen befestigten Zustand des Drucksensors muß das Halteelement zum Halten des Membranabschnitts dem doppelten Zweck dienen, den Membranabschnitt zu installieren und ihn von jeglicher Störung, d.h. einer deformierenden Kraft, zu schützen. Bei der Betrachtung des in Fig. 39 dargestellten herkömmlichen Drucksensors unter diesem Gesichtspunkt kann, da der Membranabschnitt 305 und der Halteabschnitt 306 ohne Berücksichtigung der Umstände, unter denen der Drucksensor verwendet werden soll, vom Hersteller im Voraus integral in der metallenen Membranbasis 300 gefertigt sind, nicht behauptet werden, daß dieser Typ von Drucksensor für Benutzer, die versuchen, ihn zu verwenden, bequem ist. Ferner werden die Form des Halteabschnitts 306 der metallenen Membranbasis 300 und der Aufbau des Drucksensors selbst im allgemeinen von den Herstellern standardisiert und sind nicht immer optimal für die Bedingungen, unter denen der Drucksensor von den Benutzern verwendet werden soll.
Aus der US-A-3 935 636 ist ein Drucksensor bekannt, der ein oberes und ein unteres Halteelement und eine kreisförmige Membran in Form einer Metallplatte umfaßt. Das obere Halteelement weist eine innere kleinere kreisförmige Bohrung und eine koaxiale größere kreisförmige Bohrung auf; in der das untere Halteelement und der Uinfangsabschnitt der Membran befestigt sind. Auf der oberen Fläche der Membran sind in einem Belastungserfassungsabschnitt mehrere Belastungssensoren angeordnet, die durch Drähte elektrisch mit einer elektrischen Betätigungsschaltung verbunden sind. Die Herstellung dieser Art von Drucksensoren ist kompliziert, da die beiden Halteelemente getrennt hergestellt und nach dem Anordnen der Membran zwischen ihnen fest verbunden werden müssen.
Die US-A-4600912 offenbart, als nächstkommender Stand der Technik, einen Drucksensor, bei dem eine rechteckige Membran, die an einer Ausnehinung angeordnet ist, in einer Basis ausgebildet ist, deren eine Fläche durch eine Verbindungs schicht mit der Standfläche der Basis verbunden ist und deren andere Fläche durch eine Verbindungsschicht mit einem Abdeckungsansatz einer Abdeckung verbunden ist. In diesem Fall ist die Membran eine rechteckige, flache, dünne Platte. Sie ist jedoch aus Metall gefertigt und ist ein aus einem einzigen Kristallmaterial hergestelltes rechteckiges Plättchen. Dies bedeutet, daß die Membran aus einem Halbleitersubstrat wie Saphir, Spinell und Silizium besteht. Nach diesem Dokument ist allgemein bekannt, daß ein Verzerrungserfassungsabschnitt (Belastungserfassungsabschnitt) zum Erfassen eines Drucks (oder Differenzdrucks) auf der Grundlage der Halbleiterfertigungs Filmtechnik gebildet wird. Das plattenartige Element ist jedoch im allgemeinen zu schwach, um einen hohen Druck zu erfassen und kann nicht hoch sensibel für hohe Drücke sein, da das plattenartige Element, das als Membran zum Erfassen von Druck wirkt, lediglich ein Halbleitersubstrat ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucksensor zu schaffen, der einen Aufbau aufiweist, der ein definitives Festlegen eines Belastung verursachenden Bereichs auf einer Membran ermöglicht, die einem Druck ausgesetzt wird, und das Bilden mehrerer Halbleiter-Belastungssensoren, die jeweils eine hohe Erfassungssensibilität aufweisen, mit einer für die vollständige Entfaltung ihrer Möglichkeiten ausreichend hohen Anordnungsgenauigkeit auf dem Belastung verursachenden Bereich zuläßt, und der unter effektiver Nutzung der Halbleiter-Fertigungstechnik durch einen einfachen Filmerzeugungsprozeß in großer Anzahl hergestellt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucksensor zu schaffen, der derart aufgebaut ist, daß eine dünne Plattenbembran in einer stufigen Bohrung eines aus Metall gefertigten Halteelements installiert wird, um die Membran durch die stufige Bohrung mit hoher Genauigkeit anzuordnen, und daß die Membran beim Anordnen des Drucksensors in einer Hydraulikeinrichtung oder ähnlichem durch das Halteelement fest gehalten wird, um dadurch den Drucksensor für die Erfassung eines hohen Drucks anwendbar zu machen, und der daher den optimalen Aufbau für die Befestigung an einer Wand der Hydraulikeinrichtung aufweist, da selbst bei einer Befestigung des Drucksensors an der Wand der Einrichtung keine Befestigungskraft direkt auf die Membran ausgeübt wird.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Drucksensor kann vorteilhafterweise derart aufgebaut sein, daß die in Form einer dünnen Platte gebildete Membran einen auf einer Oberfläche vorgesehenen Belastungserfassungsabschnitt aufweist und sowohl die eine als auch die andere Oberfläche als Druckaufiiahmeflächen verwendet werden, und ein Halteelement eine Bohrung mit einem größeren Durchmesser und eine Bohrung mit einem kleineren Durchmesser aufweist, die in kontinuierlicher und koaxialer Relation zu der Bohrung mit dem größeren Durchmesser ausgebildet ist, wobei die Bohrung mit dem größeren Durchmesser die Membran aufnimmt, die innere Wandfläche der Bohrung mit dem größeren Durchmesser eine Installationsposition der Membran entsprechend dem Positionsverhältnis einer Beschränkung einer Position der Außenkante der Membran in Relation zu der Bohrung mit dem kleineren Durchmesser bestimmt, die Bohrung mit dem kleineren Durchmesser eine Größe des Belastung verursachenden Bereichs der Membran bestimmt, ein zwischen der Bohrung mit dem größeren Durchmesser und der Bohrung mit dem kleineren Durchmesser ausgebildeter stufiger Abschnitt eine Verbindungsfläche zum Verbinden mit der Membran bildet, und Druckmedien unter verschiedenen Drucknieveaus auf die eine Oberfläche und die andere Oberfläche der in der Bohrung mit dem größeren Durchmesser angeordneten Membran einwirken, wodurch der Drucksensor als Differenzdrucksensor aufgebaut ist.
Ein erstes Herstellungsverfahren für einen erflndungsgemaßen Drucksensor umfaßt einen Membranerzeugungsschritt zum Bilden einer dünnen Plattenmembran aus einem metallischen Material, einen Isolierfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Isolierfilms auf einer Oberfläche der Membran in der Nähe von deren Zentrum, einen Siliziumdünnfim-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Siliziumdünnfilms in einem amorphen Zustand auf der oberen Fläche des Isolierfilms, einen Wärmebehandlungsschritt zur Wärmebehandlung des amorphen Siliziumdünnfilms zur Kristallisierung, einem Sensorstruktur-Erzeugungsschritt zum Strukturieren des kristallisierten Siliziumdünnfilms in Belastungssensoren, und einen Verbindungsschritt zum Verbinden der Membran mit einem Halteelement zur Aufhahme und Anordnung der Membran.
Ein zweites Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemaßen Drucksensor wird durch Umkehrung der Prozeßreihenfolge des Wärmebehandlungsschritts und des Sensorstruktur-Erzeugungsschritts bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren für den Drucksensor geschaffen.
Ein drittes Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Drucksensor umfaßt einen Membranerzeugungsschritt zum Bilden einer dünnen Plattenmembran aus einem metallischen Material, einen Isolierfilm-Erzeugungsschrift zum Bilden eines Isolierfilms über einer Oberfläche der Membran, einen Siliziumdünnfilm- Erzeugungsschritt zum Bilden eines Siliziumdünnfilms in einem amorphen Zustand auf der oberen Fläche des Isolierfilms, einen Wärmebehandlungsschritt zur Wärmebehandlung des amorphen Siliziumdünnfilms zur Kristallisierung, einen Sensorstruktur-Erzeugungsschritt zur Strukturierung des kristallisierten Siliziumdünnfilms zu Belastungssensoren, und einen Verbindungsschritt zum Verbinden der Membran und eines Halteelements zur Aufhähme und Anordnung der Membran auf diesem.
Ein viertes Herstellungsverfahren für einen erflhdungsgemäßen Drucksensor wird durch Umkehrung der Prozeßreihenfolge des Wärmebehandlungsschritts und des Sensorstruktur-Erzeugungsschritts bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren für den Drucksensor geschaffen.
Ein fünftes Herstellungsverfahren für einen erflndungsgemaßen Drucksensor umfaßt einen Substratherstellungsschritt zur Herstellung eines dünnen Plattensubstrats aus einem metallischen Material, wobei das Substrat einen beliebigen gewünschten zum Bilden mehrerer Membranen ausreichenden Bereich aufweist, einen Maskenanordnungsschritt zum Anordnen einer Maske auf dem dünnen Plattensubstrat zum Festlegen von Bereichen, in denen jeweils ein Belastungserfassungsabschnitt jeder Membran gebildet werden soll, einen Isolierfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Isolierfllms in jedem der durch die Maske auf der Oberfläche des dünnen Plattensubstrats festgelegten Bereiche, einen Siliziumdünnfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Siliziumdünnfilms in einem amorphen Zustand auf der Oberfläche jedes Isolierfilms, einen Maskenenffernungsschritt zum Entfernen der Maske von dem dünnen Plattensubstrat, einen Wärmebehandlungsschritt zur Wärmebehandlung jedes amorphen Siliziumdünnfilms zur Kristallisierung, einen Sensorstruktur-Erzeugungsschritt zum Strukturieren jedes kristallisierten Silizlumdünnfilms in mehrere Belastungssensoren, einen Trennschritt zum Trennen des dünnen Plattensubstrats für jede Gruppe der mehreren Belastungssensoren zum Bilden mehrerer Membranen, von denen jede einen Belastungserfassungsabschnitt aufweist, und einen Verbindungsschritt zum Verbinden der Membran mit einem Halteelement zur Aufhahme und Anordnung der Membran.
Ein sechstes Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemaßen Drucksensor wird durch Umkehrung der Prozeßreihenfolge des Wärmebehandlungsschritts und des Sensorstruktur-Erzeugungsschritts bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren für den Drucksensor geschaffen.
Ein siebtes Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemaßen Drucksensor umfaßt einen Substratherstellungsschritt zur Herstellung eines dünnen Plattensubstrats aus einem metallischen Material, wobei das Substrat einen beliebigen, gewünschten, zum Bilden mehrerer Membranen ausreichenden Bereich aufweist, einen Isolierfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Isolierfilms auf der oberen Fläche des dünnen Plattensubstrats, einen Siliziumdünnfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Siliziumdünnfilms in einem amorphen Zustand auf der oberen Fläche des Isolierfilms, einen Wärmebehandlungsschritt zur Wärmebehandlung des amorphen Siliziumdünnfilms zur Kristallisierung, einen Sensorstruktur-Erzeugungsschritt zum Strukturieren des kristallisierten Siliziumdünnfllms in mehrere Belastungssensoren, einen Trennschritt zum Trennen des dünnen Plattensubstrats für jede Gruppe der mehreren Belastungssensoren zum Bilden mehrerer Membranen, von denen jede einen Belastungserfassungsabschnitt aufweist, und einen Verbindungsschritt zum Verbinden der Membran mit einem Halteelement zur Aufhahme und Anordnung der Membran.
Ein achtes Herstellungsverfahren für einen erflndungsgemaßen Drucksensor wird durch Umkehrung der Prozeßreihenfolge des Wärmebehandlungsschritts und des Sensorstruktur-Erzeugungsschritts bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren für den Drucksensor geschaffen.
Ein neuntes Herstellungsverfahren für einen erflndungsgemäßen Drucksensor umfaßt einen Membranerzeugungsschritt zum Bilden einer dünnen Plattenmembran aus einem metallischen Material, einen Isolierfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Isolierfilms auf einer Oberfläche der dünnen Plattenmembran in der Nähe von deren Mitte, einen Siliziumdünnfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Siliziumdünnfilms in einem amorphen Zustand auf der oberen Fläche des Isolierfilms, einen Sensorstruktur-Erzeugungsschritt zum Strukturieren des Siliziumdünnfns in mehrere amorphe Belastungssensoren und einen Wärmebehandlungsschritt zur gleichzeitigen Wärmebehandlung eines Halteelements, der Membran und der amorphen Belastungssensoren zum Verbinden der Membran mit den darauf strukturierten amorphen Belastungssensoren mit einem Halteelement zur Aufiiahme und Anordnung der Membran durch Diffusionsbonden sowie zum Kristallisieren der amorphen Belastungssensoren auf der Membran.
Ein zehntes Herstellungsverfahren für einen erflndungsgemaßen Drucksensor umfaßt einen Substratherstellungsschritt zur Herstellung eines dünnen Plattensubstrats aus einem metallischen Material, wobei das Substrat einen beliebigen, gewünschten, zum Bilden mehrerer Membranen ausreichenden Bereich aufweist, einen Maskenanordnungsschritt zum Anordnen einer Maske auf dem dünnen Plattensubstrat zum Festlegen von Bereichen, in denenjeweils ein Belastungserfassungsabschnitt jeder Membran gebildet werden soll, einen Isolierfllm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Isolierfilms in jedem der durch die Maske auf der Oberfläche des dünnen Plattensubstrats festgelegten Bereiche, einen Siliziumdünnfilm-Erzeugungsschritt zum Bilden eines Siliziumdünnfilms in einem amorphen Zustand auf der oberen Fläche jedes Isolierfilms, einen Maskenentfernungsschritt zum Entfernen der Maske von dem dünnen Plattensubstrat, einen Sensorstruktur-Erzeugungsschritt zum Strukturieren jedes Siliziumdünnfilms in mehrere Belastungssensoren, einen Trennschritt zum Trennen des dünnen Plattensubstrats für jeden Satz der mehreren Belastungssensoren zum Bilden mehrerer Membranen, von denen jede einen Belastungserfassungsabschnitt aufweist, und einen Wärmebehandlungsschritt zur gleichzeitigen Wärmebehandlung jedes Halteelements, jeder Membran und der amorphen Belastungssensoren zum Verbinden jeder Membran mit den darauf strukturierten amorphen Belastungssensoren mit jedem Halteelement zur Aufhahme und Anordnung der Membran durch Diffusionsbonden sowie zum Kristallisieren der amorphen Belastungssensoren auf jeder Membran.
Eine Hydraulikeinrichtung mit einem erfindungsgemaßen Drucksensor weist vorteihafterweise eine Wand auf; deren Innenfläche mit einem Hydraulikfluid in Kontakt kommt, wobei eine Drucksensor-Installationsbohrung so ausgebildet ist, daß sie sich von der äußeren Wandfläche zur inneren Wandfläche der Wand erstreckt, und eine Hydraulikiluid-Einführungsbohrung zum Verbinden der Drucksensor- Installationsbohrung mit der Hydraulikfluid-Kontaktfläche in der Wand ausgebildet ist, und wobei ein Drucksensor, der eine Membran umfaßt, die einen Belastungserfassungsabschnitt und ein Halteelement zur Aufnahme und Anordnung der Membran aufweist, in der Drucksensor-Installationsbohrung angeordnet ist und das Halteelement von einem Aufnahmeelement fest gehalten wird, um den Drucksensor in der Drucksensor-Installationsbohrung der Wand zu befestigen. Es zeigen:
Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die den Aufbau eines erfindungsgemäßen Drucksensors (eines Drucksensors im weiteren Sinne, der im folgenden und bei den folgenden Ausführungsformen als eine Drucksensoreinheit bezeichnet wird) in vergrößertem Maßstab zeigt;
Fig. 2 eine Unterseitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Drucksensoreinheit;:
Fig. 3 eine vertikale Querschnittsansicht, die den Aufbau eines Drucksensors im engeren Sinne zeigt, wobei sein Belastungserfassungsabschnitt vergrößert dargestellt ist;
Fig. 4 ein Schaltungsdiagrarnm, das die Anordnung eines elektrischen Schaltungsabschnitts genau darstellt;
Fig. 5 eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Drucksensoreinheit an einer Wand oder ähnlichem befestigt ist;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI - VI in Fig. 5;
Fig. 7 bis Fig. 16 Prozeßansichten, die eine Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für den erfindungsgemaßen Drucksensor darstellen;
Fig. 17 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine weitere Ausführungsform des erflndungsgemäßen Drucksensors zeigt;
Fig. 18 bis Fig. 23 Prozeßansichten, die ein Herstellungsverfahren für den in Fig. 17 dargestellten Drucksensor zeigen;
Fig. 24 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemaßen Drucksensoreinheit zeigt;
Fig. 25 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemaßen Drucksensoreinheit zeigt;
Fig. 26 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform zeigt, bei der die als Differenzdrucksensor aufgebaute erfindungsgemäße Drucksensoreinheit an einer Wand oder ähnlichem befestigt ist;
Fig. 27 eine der Fig. 26 ähnliche Ansicht, die eine weitere Ausführungsform einer als Differenzdrucksensor aufgebauten erflndungsgemaßen Drucksensoreinheit zeigt;
Fig. 28 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 27;
Fig. 29 eine Teilquerschnittsansicht, die eine modifizierte Ausführungsform des in Fig. 27 dargestellten Differenzdrucksensors zeigt;
Fig. 30 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform einer mit dem ertindungsgemaßen Drucksensor ausgestatteten Hydraulikeinrichtung zeigt;
Fig. 31 eine vergrößerte Draufsicht eines Teils von Fig. 30;
Fig. 32 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform einer mit dem erfindungsgemaßen Drucksensor ausgestatteten Hydraulikeinrichtung zeigt;
Fig. 33 eine vergrößerte Draufsicht eines Teils von Fig. 32;
Fig. 34 eine Seitenansicht, die eine dritte Ausführungsform einer mit dem erfindungsgemaßen Drucksensor ausgestatteten Hydraulikeinrichtung zeigt;
Fig. 35 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXV - XXXV in Fig. 34;
Fig. 36 eine Seitenansicht, die eine vierte Ausführungsform einer mit dem erfindungsgemaßen Drucksensor ausgestatteten Hydraulikeinrichtung zeigt;
Fig. 37 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXVII - XXXVII in Fig. 36; und
Fig. 38 eine vertikale Querschnittsansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Drucksensors zeigt.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In Fig. 1 wird durch das Bezugszeichen 1 eine Drucksensoreinheit nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Die Drucksensoreinheit 1 umfaßt eine aus Metall gefertigte Membran 2 mit einem Belastung verursachenden Bereich in ihrer Mitte, ein aus Metall gefertigtes Halteelement 3 zum Halten der aus Metall gefertigten Membran 2, die in einem unteren Abschnitt des Halteelements 3 angeordnet und installiert ist, und einen elektrischen Schaltungsabschnitt 4, der in einem oberen Abschnitt des Halteelements 3 angeordnet ist. Daher besteht die Drucksensoreinheit 1, wie oben erwähnt, aus der aus Metall gefertigten Membran 2, dem aus Metall gefertigten Halteelement 3 und dem elektrischen Schaltungsabschnitt 4, wodurch ein Drucksensor im weiteren Sinne gebildet wird. Bei der Drucksensoreinheit 1 ist auf der oberen Fläche der aus Metall gefertigten Membran ein aus Halbleiter-Belastungssensoren und anderem bestehender Belastungserfassungsabschnitt 2A vorgesehen. Daher bilden die aus Metall gefertigte Membran 2 und der Belastungserfassungsabschnitt 2A gemeinsam einen Drucksensor 1A in einem engeren Sinne. Das Halteelement 3 ist in seiner außeren Form im wesentlichen zylindrisch mit einer kurzen axialen Länge, und ist an seinem Abschnitt entlang der Mittelachse mit einer kreisförmigen, stufigen Bohrung 5 mit partiell unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet. Die Bohrung 5 umfaßt, wie aus der Zeichnung hervorgeht, drei Abschnitte; eine in der Unterseite ausgebildete, kreisförmige, vertiefte Bohrung 5a mit größerem Durchmesser, eine in der Mitte ausgebildete Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser, und eine in der Oberseite ausgebildete, kreisförmige, vertiefte Bohrung 5c mit größerem Durchmesser, wobei diese drei Bohrungsabschnitte 5a, 5b, 5c in koaxialem Positionsverhältnis ausgebildet sind. Die Bohrung 5a mit größerem Durchmesser schafft einen Freiraum, in dem die aus Metall gefertigte Membran 2 angeordnet und installiert wird, die Bohrung 5c mit größerem Durchmesser schafft einen Freiraum, in dem der elektrische Schaltungsabschnitt 4 angeordnet wird, und die Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser schaIft einen Freiraum, in den eine elektrische Verdrahtung eingefiihrt wird. Auch eine kreisförmige, ringartige Rille 6 ist ausgebildet, um, wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, die Bohrung 5a mit größerem Durchmesser in der unteren Fläche des Halteelements 3 zu umgeben.
Die Membran 2 ist in der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 3 angeordnet und aus einer aus Metall gefertigten dünnen Platte gebildet, die etwa 0,05 - 2 mm dick ist und, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, eine quadratische, ebene Form aufweist. Die Membran 2 kann beispielsweise aus einem Metall wie SUS630 oder jedem anderen starren Plattenmaterial bestehen. Bei diesem Beispiel ist die Membran 2 derart gefertigt, daß die Diagonale der Membran 2 eine Länge aufweist, die annähernd dem Durchmesser der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser entspricht, wodurch die Membran zur Anordnung und Installation in der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser fest eingepaßt wird. Überdies wird die Membran 2 an einem Uinfangsabschnitt ihrer oberen Fläche durch Diffüsionsbonden über einen verbundenen Abschnitt 7 fest an der Stufenfläche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser befestigt. Die Achsen der Membran 2 und der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser sind in einem Zustand, in dem die zuerst genannte in der zuletzt genannten installiert ist, aneinander ausgerichtet.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau ist die dünne Plattenmembran 2 in der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 3 angeordnet, und die Kanten der äußeren Ecken, d.h. die vier Scheitelpunkte, der Membran 2 stehen in diesem Zustand mit der inneren Wandfläche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser in Kontakt, wodurch die Membran 2 in der Bolrrung 5a mit größerem Durchmesser angeordnet wird. Dadurch ist die Membran 2 bezüglich der in koaxialem Verhältnis zu der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser angeordneten Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser mit hoher Genauigkeit in dem Halteelement 3 angeordnet. Bei der fest mit der Stufenfläche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser verbundenen Membran dient, wie bereits erwähnt, der verbleibende Bereich der Membran 2, der nicht mit der Stufenfiäche verbunden ist, als ein Belastung verursachender Bereich. Da diese Stufenfläche durch die Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser festgelegt wird, ermöglicht die hohe Anordnungsgenauigkeit der Membran 2 in bezug auf die Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser das exakte Bestimmen der Größe des Belastung verursachenden Bereichs der Membran 2 durch die Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser mit hoher Genauigkeit. Daher ermöglicht der Aufbau der erflndungsgemaßen Drucksensoreinheit 1 das exakte Bestimmen einer Größe des Belastung verursachenden Bereichs der Membran 2 durch den eigenen Aufbau der Membran 2 und des Halteelements 3, die zur Einstellung für den Fertigungsprozeß der Befestigung der Membran 2 an dem Halteelement 3 und dessen genauer Anordnung geeignet sind.
Im vorhergehenden werden beim Anordnen der Membran 2 in dem Halteelement 3 nicht notwendigerweise sämtliche Scheitelpunkte der Membran 2 mit der inneren Wandfläche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser in Kontakt gebracht. Selbst in einem Zustand, in dem ein oder mehrere Scheitelpunkte keinen Kontakt haben, kann der Belastung verursachende Bereich aus dem Positionsverhältnis zu der Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser bestimmt werden, wenn die Positionen der Scheitelpunkte der Membran 2 aufgrund des Positionsverhältnisses zwischen den jeweiligen Scheitelpunkten und der inneren Wandfläche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser durch die innere Wandfläche beschränkt sind, so daß die Membran 2 innerhalb eines festgelegten Bereichs in der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser angeordnet ist. Dabei ist zu beachten, daß die ebene Form der Membran 2 nicht auf eine quadratische Form beschränkt ist und jede andere kreisförmige oder vieleckige Form aufweisen kann. Bei einer Kreisform weist die Membran die Umfangskante auf Obwohl die Membran 2 nach der Darstellung der Fig. 1 eine geringer Dicke aufweist als eine Tiefe der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser, können die beiden Größen einander entsprechend gefertigt werden.
Fig. 3 zeigt den Aufbau des auf der oberen Fläche der Membran 2 ausgebildeten Belastungserfassungsabschnitts 2A in vergrößertem Maßstab. Wie oben erwähnt, bilden die Membran 2 und der Belastungserfassungsabschnitt 2A zusammen den Drucksensor 1A im engeren Sinne. Der Belastungserfassungsabschnitt 2A umfaßt einen auf der oberen Fläche der Membran 2 ausgebildeten Isolierfllm 8, vier auf dem Isolierfllm 8 angeordnete Halbleiter-Belastungssensoren 9 (von denen lediglich zwei dargestellt sind), Dünnfilmleiter 10 für jeweils zu dem Belastungssensor 9 gehörende Anschlüsse, aus den Dunnfilmleitern 10 herausführende Drähte 11, und einen Passivierungsfilm 12 zum Bedecken der Belastungssensoren 9, der Dünnfilmleiter 10 und weiterer Elemente zu deren Schutz. Diese Bauteile werden, wie später beschrieben, alle auf der Grundlage der Halbleiter-Fertigungstechnik gebildet. Der Isolierfilm 8 wird nicht über die gesamte obere Fläche der Membran gebildet, sondern über den Bereich, der dem Belastung verursachenden Bereich entspricht, so daß eine Membranoberfläche 2a in dem Uinfangsabschnitt der Membran 2 freigelegt ist. Diese Membranfläche 2a dient als Verbindungsfiäche zur Verbindung mit der stufigen Fläche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser durch Diffusionsbonden, wie oben beschrieben. Der weitere Aufbau und die Charakteristika des Isolierfilms 8, der Belastungssensoren 9, der Dünnfilmleiter 10, der Drähte 11 und des Passivierungsfilms 12 entsprechen in allem denen des im vorhergehenden im Zusammenhang mit Fig. 39 beschriebenen und werden daher hier nicht beschrieben. Bei einem derartigen Aufbau des Drucksensors erzeugt, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Druck P wie ein Hydraulikdruck auf die untere Fläche der Membran einwirkt, ein Hydraulikfluid als Druckmedium eine Belastung in dem Bereich, der dem Belastung verursachenden Bereich der Membran 2 entspricht. Und die vier in bezug auf den Belastung verursachenden Bereich in dem optimalen Positionsverhältnis angeordneten Belastungssensoren 9 erfassen die Belastung und erzeugen abhängig von der Belastung eine Spannung zwi schen den paarigen Drähten 11 und 11. Es sei auch darauf hingewiesen, daß der Aufbau des Belastungserfassungsbereichs 2A in Fig. 1. nicht dargestellt ist, da der Belastungserfassungsbereich 2A derart aufgebaut ist, daß er eine weit geringere Dicke als die Membran 2 im Mikrometerbereich aufweist.
Nach Fig. 1 ist der elektrische Schaltungsbereich 4 auf einem Schaltungssubstrat 13 angeordnet. Das Schaltungssubstrat 13 ist in der auf der Oberseite des Halteelements 3 ausgebildeten Bohrung 5c mit größerem Durchmesser angeordnet, wodurch der elektrische Schaltungsbereich 4 selbst im wesentlichen in der Bohrung 5c mit größerem Durchmesser angeordnet und installiert ist. Der elektrische Schaltungsbereich 4 umfaßt einen Verstärkerschaltungsbereich, Einstellwiderstände und weitere Bauteile. Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Schaltungsanordnung, die die Belastungssensoren 9 und den elektrischen Schaltungsbereich 4 umfaßt. Nach Fig. 4 stellen vier Widerstände 9a, 9b, 9c, 9d die vier Belastungssensoren 9 in der Form elektrischer Schaltungselemente dar und sind untereinander verbunden, um eine Wheatstone- Brückenschaltung zu bilden. Ein Energiequellenanschluß 14 ist mit einem Endpunkt zwischen den Widerständen 9a und 9b verbunden, während ein Erdungsabschnitt 16 mit einem Endpunkt zwischen den Widerständen 9a und 9d verbunden ist. Ein variabler Widerstand R&sub1; zwischen den Widerständen 9a und 9c und ein variabler Widerstand R&sub2; zwischen den Widerständen 9b und 9c sind jeweils Widerstände zum Einstellen einer Nullpunktkompensation. Ausgabestpannungen der Wheatstone-Brückenschaltung werden den jeweiligen Anschlüssen der Widerstände R&sub1; und R&sub2; entnommen. Ein Funktionsverstärker 17 dient zusammen mit Widerständen 18 - 21 und variablen Widerständen R&sub3;, R&sub4;, R&sub5; zum Bilden eines Differenzverstarkers. Die Ausgabespannungen der Wheatstone-Brückenschaltung werden von den zugehörigen Widerständen auf der Eingabeseite geteilt und jeweils an einen nicht invertierten Eingabeanschluß und einen invertierten Eingabeanschluß des Funktionsverstärkers 17 angelegt, so daß eine der Differenzspannung auf der Eingabeseite entsprechende Spannung verstärkt und von einem Ausgabeanschluß 15 des Funktionsverstärkers 17 ausgegeben wird. Unter den variablen Widerständen R&sub3;, R&sub4; und R&sub5;, R&sub3; ist ein Widerstand zur Versatzeinstellung, und R&sub4;, R&sub5; sind Widerstände zur Verstärkungsgradeinstellung. Daher umfaßt der elektrische Schaltungsbereich 4 den Verstärkerschaltungsabschnitt, die mehreren Einstellwiderstände und die drei Verbindungsanschlüsse; d.h. den Quellenanschluß 14, den Ausgabeanschluß 15 und den Erdungsanschluß 16. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind Drahtleitungen 14a, 15a, 16a jeweils mit diesen Verbindungsanschlüssen 14, 15, 16 verbunden und weiter nach außen gelegt. Die Einstellwiderstände sind in einer derartigen Weise angeordnet, daß sie von oberhalb des elektrischen Schaltungsbereichs 4 leicht eingestellt werden können. Die aus dem auf der Membran 2 ausgebildeten Belastungserfassungsabschnitt 2A geführten Drähte 11, 11 werden durch die Bohrung 5b mit dem geringeren Durchmesser eingeführt und dann nach dem Durchlaufen einer in dem Schaltungssubstrat 13 ausgebildeten kleinen Bohrung mit dem elektrischen Schaltungsabschnitt 4 auf dem Schaltungssubstrat 13 verbunden.
Fig. 5 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Drucksensoreinheit 1 mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau an einer Wand 22 einer Einrichtung wie einem Hydraulikrohr befestigt ist. Nach Fig. 5 ist durch das Bezugszeichen 22a ein Außenfläche der Wand 22 bezeichnet, und 22b bezeichnet deren Innenfläche. Die Wand 22 weist an der Außenfläche 22a eine kreisförmige Ausnehmung 23 auf, in der das Halteelement 3 der Drucksensoreinheit 1 angeordnet und installiert ist, und die eine Bohrung 24 mit kreisförmigen Querschnitt aufweist, die beispielsweise von einer Bodenfläche der Ausnehmung 23 zur Inhenfläche 22b gebohrt ist. Dementsprechend steht die Seite der Ausnehmung 23 über die Bohrung 24 mit der Seite des Fluidkanals (Ölkanals) in Verbindung. Die Tiefe der Ausnehmung 23 ist größer als die Dicke des Halteelements 3. Das Halteelement 3, auf dem entsprechend dem Aufbau der in Fig. 1 dargestellten Drucksensoreinheit die Membran 2, der elektrische Schaltungsabschnitt 4 und weiter Elemente angeordnet sind, ist zur Installation in die Ausnehmung 23 der Wand 22 eingepaßt. Ein Dichtungsring 25 zur Öldichtung ist in der ringartigen Rille 6 angeordnet, die in der unteren Fläche des Halteelements 3 ausgebildet ist. Das Halteelement 3 wird dann in der Ausnehmung 23 angeordnet, indem die untere Fläche des Halteelements 3 mit der unteren Fläche der Ausnehmung 23 in Kontakt gebracht wird, während der Dichtungsring zum Anstoßen an die untere Fläche der Ausnehmung 23 gebracht wird. In einem Zustand, in dem die Drucksensoreinheit 1, wie in Fig. 5 dargestellt, an der Wand 22 angeordnet ist, liegt die untere Fläche, d.h. die Druckaufiiahmefläche der Membran 2 über die Bohrung 24 dem Fluidkanal gegenüber, um dem Druck P ausgesetzt zu sein. Nach Fig. 5 kann die Druckerfassung selbst für einen höheren Druck ausgeführt werden, da die den Druck von unten aufiiehmende Membran 2 durch den stufigen Abschnitt der Bohrung 5a mit dem größeren Durchmesser des Halteelements 3 gehalten wird und durch Diffüsionsbonden fest mit der stufigen Fläche verbunden ist. Fig. 6 ist eine Ouerschnittsansicht entlang der Linie VI - VI der Fig. 5 und stellt die Anordnung auf der oberen Fläche des Quadrats der Membran 2 in einer Draufsicht dar. Nach Fig. 6 ist durch 26 ein Umriß der inneren Wandfläche der Bohrung 5a mit dem größeren Durchmesser bezeichnet, und durch 24 die oben genannte durch die Wand 22 in einer Position unter der Membran 2 ausgebildete Bohrung. Vier kleine Rechtecke 9 bezeichnen ein Beispiel der Anordnung der Belastungssensoren.
Um auf Fig. 5 zurückzukommen, bezeichnet 27 ein Halterungselement zum Ausüben von Druck auf die in der Ausnehmung 23 von der Seite der Außenfläche 22a installierten Drucksensoreinheit 1 und zum Befestigen derselben. Das Halterungselement 27 ist ein kreisförmiges, plattenartiges Element mit einem Vorsprung 27a zum Einpassen in die Ausnehmung 23. Das Halterungselement 27 ist durch mindestens zwei Bolzen 28 an der Wand 22 befestigt, wobei der Vorsprung 27a gegen das Halteelement 3 gedrückt wird. 29 ist eine in der Wand ausgebildete Gewindebohrung, und 30 ist eine durch das Halterungselement 27 gebildete Bolzeneinführbohrung. Die Bolzeneinführbohrung 30 umfaßt einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der einen Bolzenkopf derart aufnimmt, daß der Kopf eines Bolzens 28 nicht aus der Bohrung 30 ragt, wenn er hineingeschraubt ist. Ferner ist eine stufige Bohrung 31 in der Mitte des Halterungselements 27 ausgebildet, und die aus dem elektrischen Schaltungsabschnitt 4 der Drucksensoreinheit 1 geleiteten Drahtleitungen 14a, 15a, 16a werden durch die Bohrung 31 nach außen geführt. Bei der durch die Verwendung des Halterungselements 27 erzeugten Halterungsstruktur wirkt die durch das Halterungselement 27 erzeugte Druckkraft direkt auf das Halteelement 3 von hoher Festigkeit ein, und die Membran 2 ist daher keinen nachteiligen Verformungskräften ausgesetzt, wodurch die Druckmeßgenauigkeit hoch gehalten werden kann.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 dargestellte Drucksensoreinheit 1 ein Herstellungsverfahren für eine strukturelle Unteranordnung genau besclrrieben, die die Membran 2, das Halteelement 3, den Isolierfllm 8 und die Belastungssensoren 8 umfaßt.
Auf der oberen Fläche der aus Metall gefertigten Membran 2, die, wie oben erwähnt, in Form einer dünnen Platte hergestellt ist, wird der Isolierfilm 8 durch Anwendung einer Filmerzeugungstechnik wie dem CVD-Verfahren, der Vakuumdampfablagerung oder dem Bedampfen beispielsweise wie nach bekanntem Stand der Technik unter Verwendung von SiO&sub2;, SiC, SiNx oder ähnlichem als Dünnfilm mit einer Dicke von ca. 1 - 20 um ausgebildet. In diesem Fall wird der Isolierfllm 8 auf dem Bereich gebildet, der dem dem Fabrikanten oder Hersteller bekannten Belastung verursachenden Bereich der Membran 2 entspricht, so daß der Umfangsabschnitt der Membran 2 zur späteren Verwendung als Verbindungsfläche 2a frei von dem Isolierfilm 8 bleibt. Die Halbleiter-Belastungssensoren 9 werden wie folgt auf der oberen Fläche des Isolierfilms 8 gebildet. Zunächst wird beispielsweise durch das Plasma-CVD-Verfahren ein Siliziumdünnfilm in einem amorphen Zustand auf der oberen Fläche des Isolierfilms 8 gebildet, während ein Dotieren mit einer Verunreinigung wie Phosphor oder Bor erfolgt. Dann wird die Photolithographie auf den Siliziumdünnfilm angewendet, um Strukturen auf den amorphen Belastungssensoren zu bilden. Danach erfolgt eine Wärmebehandlung, um kristalline Belastungssensoren zu erzeugen. Es ist zu beachten, daß in dieser Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen aus Gründen der Bequemlichkeit der Erklärung und der Eindeutigkeit der Begriffe unabhängig von einem amorphen oder kristallinen Zustand die Bezeichnung "Belastungssensor(en)" verwendet wird, obwohl die Belastungssensoren in einem amorphen Zustand nicht als Belastungssensoren fiinktionieren können. Bei dem im vorhergehenden beschriebenen Herstellungsverfahren kann die Verarbeitungsreihenfolge des Strukturierungsschritts und des Wärmebehandlungsschritts umgekehrt werden.
Bei der Drucksensoreinheit 1 der im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform können die Wärmebehandlung für das Diftusionsbonden zwischen der Membran 2 und dem Halteelement 3 und die Wärmebehandlung zum Umwandeln der Belastungssensoren 9 auf der oberen Fläche der Membran 2 von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand gleichzeitig durch eine einzelne Wärmebehandlung erfolgen. Das Diffiisionsbonden ist eine Technik zum Bewirken einer atomaren Verbindung zwischen der Membran 2 und dem HaIteelement 3, die beide aus dem gleichen metallischen Material gefertigt sind, beispielsweise indem die Verbindungsfläche 2a der Membran 2 mit der stufigen Fläche der Bolrrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 3 in Kontakt gebracht wird, wobei zwischen ihnen ein Einschub aus Aluminium oder ähnlichem angeordnet ist, und dann die Anordnung für eine bestimmte Zeitspanne bei einer Temperatur nicht unter 550ºC erwärmt wird, während sie in einer Vakuum- oder Argonathmosphäre unter Druck gehalten wird. Diese Technik kann eine sehr hohe Verbindungskraft schaffen. Das Diffusionsbonden kann auch erfolgen, wenn die Membran 2 und das Halteelement 3 nicht aus dem gleichen Material, sondern aus verschiedenen oder inhomogenen Materialien gefertigt sind. In der Zwischenzeit sind die in einem amorphen Zustand befindlichen Belastungssensoren 9 bei einer Temperatur von 500ºC - 650ºC kristallisiert. Dementsprechend können die Belastungssensoren 9 durch die Verwendung der Wärmebehandlung für das Diffusionsbonden auch für die Kristallisierung in einem einzigen Schritt gleichzeitig kristallisiert und verbunden werden.
Wie oben beschrieben wird die Membran 2 in Übereinstimmung mit der Verbindungsfläche der Vertiefung 5a (der Bohrung mit größerem Durchmesser) in einem Zustand im voraus gebildet, in dem die Membran 2 in der Vertiefung 5a des Halteelements 3 (Membranerzeugungsschritt) angeordnet und installiert ist; der Isolierfilm 8 wird an einer vorbestimmten Stelle auf der oberen Fläche der Membran 2 gebildet (Isolierfllm-Erzeugungsschritt); ein amorpher Siliziumdünnfilm wird auf der oberen Fläche des Isolierfilms 8 gebildet (Siliziumdünnfilm-Erzeugungsschritt); und dann werden die amorphen Belastungssensoren 9 in Strukturen auf dem Siliziumdünnfilm gebildet (Sensorstruktur-Erzeugungsschritt). Danach werden die Membran 2 und die amorphen Belastungssensoren 9 zusammen warmebehandelt (Wärmebehandlungsschritt), um die Membran 2 mit den darauf ausgebildeten Strukturen der amorphen Belastungssensoren 9 durch Diffusionsbonden fest mit dem Halteelement 3 zu verbinden und die amorphen Belastungssensoren 9 zu kristallisieren, wodurch die oben genannte strukturelle Unteranordnung der Drucksensoreinheit 1 hergestellt wird.
Es ist zu beachten, daß die im vorhergehenden beschriebene Art der Warmebehandlung zur Kristallisierung des amorphen Siliziumdünnfilms von den Erfindern in der japanischen Patentanmeldung Nr. 63(1988)-241995 vorgeschlagen wurde. Wie in der Beschreibung dieser Patentanmeldung genau ausgeführt, kann mit Hilfe der Wärme wie bei der oben beschriebenen Behandlung durch Erwärmen eines amorphen Siliziumfilms mit einem Widerstandswert annähernd nahe dem eines Isolators ein kristalliner Siliziumfilm mit dem verringerten Widerstandswert gebildet werden, der eine Piezo-Widerstandswirkung aufweist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 16 eine weitere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für den oben genannten strukturellen Unteraufbau der Drucksensoreinheit 1 beschrieben. Dieses Herstellungsverfahren ist auf die Herstellung des strukturellen Unteraufbaus ausgerichtet, der die Membran 2, den Isolierfilm 8 und den Belastungssensor 9 umfaßt.
Zunächst wird in einem Substratherstellungsschritt ein in Fig. 7 dargestelltes aus Metall gefertigtes dünnes Plattensubstrat 32 hergestellt. Das aus Metall gefertigte dünne Plattensubstrat 32 wird später zur Membran 2. Das dünne Plattensubstrat 32 wird beispielsweise unter Verwendung eines Metallmaterials wie SU630 in einer dünnen Plattenform in einer Dicke t&sub1; von ca. 0,05 - 2 mm gebildet. Wie im folgenden beschrieben weist das Substrat 32 ausreichende Flächenmaße zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Membranen 2 auf Eine Metallmaske 33 wird dann, wie in dem Maskenanordnungsschritt nach Fig. 8 dargestellt, fest auf der oberen Fläche des dünnen Plattensubstrat 32 angeordnet. Das Anordnen der Metallinaske 33 definiert mehrere kreisförmige Bereiche auf der oberen Fläche des dünnen Plattensubstrats 32, wobei jeder kreisförmige Bereich einem Bereich entspricht, auf dem der Belastungserfassungsbereich 2A gebildet wird.
Fig. 9 stellt einen Isolierfilm-Erzeugungsschritt dar. In diesem Schritt wird durch eine geeignete Filmerzeugungstechnik wie die Vakuumdampfablagerung oder das Sputtern unter Verwendung von SiO&sub2;, SiC, SiNx oder ähnlichem der Isolierfilm 8, der eine Dicke t&sub2; von ca. 1 - 20 um aufweist, in jedem der durch die Metallmaske 33 auf der oberen Fläche des dünnen Plattensubstrats 32 definierten kreisförmigen Bereiche gebildet.
Fig. 10 stellt einen Siliziumdünnfilm-Erzeugungsschritt dar. In diesem Schritt wird aufjeder oberen Fläche der mehreren Isolierfilme 8 beispielsweise durch das Plasma-CVD-Verfiihren unter Dotierung mit Phosphor oder Bor ein Siliziumdünnfilm 34 in einem amorphen Zustand mit geringer Kristalinität gebildet. Nach dem Bilden des Siliziumdünnfilms wird, wie in einem in Fig. 11 dargestellten Maskenentfernungsschritt gezeigt, die Metallmaske 33 entfernt. Dann erfolgt, wie in den Figuren 12 und 13 dargestellt, ein Sensorenstrukturierschritt zum Bilden bzw. Strukturieren der vier amorphen Belastungssensoren 9 aufjedem Siliziumdünnfilm 34 durch Photolithographie.
Die Figuren 13 und 14 zeigen einen Trennschritt. In diesem Schritt wird das dünne Plattensubstrat 32, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 13 dargestellt, in Stücke für jeweils vier in dem Sensorstruktur-Erzeugungsschritt gebildete amorphe Belastungssensoren 9 getrennt, wodurch die mehreren Drucksensoren 1A gebildet werden, von denen jeder die Membran 2, den Isolierfilm 8 und die vier amorphen Belastungssensoren 9 umfaßt.
Die Figuren 15 und 16 stellen dann einen Wärmebehandlungsschritt zum Diffiisionsbonden des Halteelements 3 und der Membran 2 und zum Kristallisieren der amorphen Belastungssensoren 9 dar. Zur Vorbereitung für das Diffusionsbonden wird zunächst, wie in Fig. 15 dargestellt, ein Einschubmaterial wie Aluminium entweder auf der stufigen Verbindungsfiäche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 3 oder der Verbindungsfläche 2a der Membran 2 angeordnet oder als Beschichtung darauf aufgebracht, woraufhin das Halteelement 3 und die Membran 2 einschließlich des Belastungserfassungsbereichs in nahen Kontakt miteinander gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Membran 2 in der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 3 angeordnet und installiert, wobei sie für die Anordnung von der inneren Wandfläche der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser geführt wird. In einem Zustand, in dem die Membran 2 in der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser installiert ist, ist der Belastungserfassungsabschnitt im optimalen Anordnungsverhältnis der Bohrung 5b mit geringerem Durchmesser zugewandt. Während das Halteelement 3 und die Membran 2 in engem Kontakt gehalten werden, werden sie in einen elektrischen Ofen eingeführt, der einen Heizer 35 aufweist, und dann für eine bestimmte Zeitspanne bei einer für das Diffusionsbonden erforderlichen Temperatur erwärmt, die nicht unter 550ºC liegt. Dies ermöglicht eine feste Verbindung des Halteelements 3 und der Membran 2 durch atomares Bonden und die Kristallisierung der amorphen Belastungssensoren 9 zur Umwandlung der Halbleiter- Belastungssensoren 9, die eine Piezo-Widerstandswirkung aufweisen. Daher kann das Diffusionsbonden zwischen dem Halteelement 3 und der Membran 2 und die Kristallisierung der Halbleiter-Belastungssensoren 9 durch eine einzige Wärmebehandlung erfolgen, was zu einer Verringerung sowohl der Anzahl der Verarbeitungsschritte als auch der Herstellungskosten führt. Es ist auch möglich, bei der Verwendung eines dünnen Plattensubstrats großer Abmessungen gleichzeitig mehrere Belastungserfassungsbereiche herzustellen, und dadurch Drucksensoren gleicher Qualität in Massen herzustellen.
Fig. 17 stellt eine modifizierte Ausführungsform des Aufbaus des Drucksensors 1A dar, der die Membran 2 und den Belastungserfassungsbereich 2A umfaßt, der aus einem Isolierfilm 37, den Halbleiter-Belastungssensoren 9, den Dünnfilmleitern 10 und dem Passivierungsfilm 12 besteht. Bei dieser Ausführungsform wird der Isolierfilm auf der gesamten oberen Fläche der Membran 2 gebildet. Der übrige Aufbau ist mit dem in Fig. 3 dargestellten identisch. Der derart aufgebaute Drucksensor wird unter Verwendung eines Klebstoffs an dem stufigen Abschnitt der kreisförmigen Bohrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 3 befestigt. Dieser Typ von Drucksensor wird verwendet, wenn der zu messende Druck verhältnismäßig gering ist, da die Verbindungskraft zwischen dem Halteelement 3 und der Membran 2 schwächer ist als bei einer festen Verbindung durch Diffusionsbonden.
Ein Herstellungsverfähren für den Drucksensor mit diesem Aufbau wird unter Bezugnahme auf die Figuren 18 bis 23 beschrieben. Dieses Herstellungsverfahren entspricht grundsätzlich dem oben in Verbindung mit den Figuren 7 bis 14 beschriebenen. Zunächst wird in einem Substratherstellungsschritt (Fig. 18) das kreisförmige, aus Metall gefertigte, dünne Plattensubstrat 32 hergestellt, und der Isolierfilm 37 wird in einem Isolierfilm-Erzeugungsschritt (Fig. 19) durch die Filmerzeugungstechnik auf der gesamten oberen Fläche des dünnen Plattensubstrats 32 gebildet. Danach wird in einem Siliziumdünnfilm-Erzeugungsschritt (Fig. 20) auf der gesamten oberen Fläche des Isolierffims 37 ein amorpher Siliziumdünnfilm 38 gebildet. Anschließend wird ein Sensorstruktur-Erzeugungsschritt ausgeführt, um den Siliziumdünnfilm 38 durch Photolithographie in die Strukturen der mehreren amorphen Belastungssensoren 9 zu formen (Figuren 21 und 22). Jede Gruppe von Sensorstrukturen wird in einem vorbestimmten Bereich gebildet, der später zu dem Belastung verursachenden Bereich der Membran 2 wird. In einem Trennschritt werden das dünne Plattensubstrat 32 und der Isolierfilm 37 wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 22 dargestellt in Stücke für jeweils vier amorphe Belastungssensoren 9 getrennt, wodurch schließlich die mehreren Drucksensoren 1A hergestellt werden, die jeweils die Membran 2, den Isolierfilm 37 und die amorphen Belastungssensoren 9 uinfassen (Fig. 23). Daraufhin werden die derart hergestellten und in Fig. 23 dargestellten Drucksensoren 1A der oben beschriebenen Wärmebehandlung zur Kristallisierung der amorphen Belastungssensoren 9 unterzogen. Dann wird an einer vorbestimmten Stelle zum Befestigen jedes der Drucksensoren 1A an dem Halteelement 3 ein Klebstoff auf die obere Fläche des Isolierfilms 37 aufgetragen: Mit dem Aufbau des Drucksensors nach dieser Ausführungsform wird aufgrund der Überflüssigkeit der Verwendung einer Metallmaske der Herstellungsprozeß vereinfacht. Auch das Verbindungsverfahren ist einfacher, da das Halteelement 3 und die Membran 2 durch die Verwendung eines Klebstoffs miteinander verbunden werden.
Weitere modifizierte Ausführungsformen der Drucksensoreinheit 1 werden unter Bezugnahme auf die Figuren 24 und 25 beschrieben.
Fig. 24 stellt einen Teil der Drucksensoreinheit 1 dar. Die Drucksensoreinheit 1 umfaßt eine flache Plattenbasis 39, die eine untere Fläche 39a als Fluidkontaktfläche aufweist, die, wie aus der Zeichnung hervorgeht, mit dem Hydraulikfluid in Kontakt gebracht wird, und die mit einem stufigen Abschnitt 39c mit größerem Durchmesser und einem Bohrungsabschnitt 39d mit geringerem Durchmesser ausgebildet ist, die konzentrisch von der Fluidkontaktfläche 39a zur gegenüberliegenden Fläche 39b reichend ausgebildet sind, und eine Membran 2 ist in den stufigen Abschnitt 39c mit größerem Durchmesser der Basis 39 eingepaßt. Die Basis 39 kann beispielsweise aus einer Wand einer Hydraulikeinrichtung wie einem Hydraulikrohr, einer Kupplung, einer Hydraulikpumpe und eines Hydraulikmotors bestehen, wobei die Wand mit dem Hydraulikfluid in Kontakt gebracht wird. Nach dem Bilden eines Belastungserfassungsabschnitts 2A auf der oberen Fläche der Membran 2 wird, wie aus der Zeichnung hervorgeht, die Membran 2 beispielsweise durch Diffusionsbonden oder einen Klebstoff derart an dem stufigen Abschnitt 39c mit größerem Durchmesser der Basis 39 befestigt, daß der Belastungserfassungsabschnitt 2A in dem Bohrungsabschnitt 39d mit geringerem Durchmesser der Basis 39 aufgenommen wird. Daher wird bei dieser Ausführungsform die als Halteelement dienende Basis 39 durch eine Wand einer hydraulischen Einrichtung ersetzt, die mit dem Hydraulikfiuid in Kontakt steht.
Ferner unterscheidet sich, während der Aufbau des Belastungserfassungsabschnitts 2A, der einen Isolierfiim 8, Halbleiter-Belastungssensoren 9, Dünnfilmleiter 10, einen Passivierungsfilm 12 und Drähte 11 umfaßt, dem der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform entspricht, bei dieser Ausführungsform der Aufbau der Umgebung von dem der im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform. Insbesondere ist durch 40 eine aus synthetischem Harz gefertigte und in einer Röhrenform ausgebildete Abdeckung bezeichnet, die einen Deckel aufweist. Die Abdeckung 40 ist derart an dem Isolierfilm 8 befestigt, daß sie den Belastungserfassungsabschnift 2A bedeckt, und weist mehrere Drahteinführbohrungen 41, 41 auf (in der dargestellten Ausführungsform sind zwei gezeigt), die durch ihre obere Wand 40a gebildet sind. Durch 42, 42 sind Verbindungsanschlüsse bezeichnet, die für jeweilige Verbindungen mit mehreren Bleidrähten 44, 44 an der oberen Fläche der oberen Wand 40a befestigt sind. Mit jedem der mehreren Verbindungsanschlüsse 42 ist ein Ende des entsprechenden Drahts 11 verbunden. Ein elektrischer Schaltungsabschnitt, eine Meßeinheit und weitere (nicht dargestellte) Elemente sind mit den entfernt liegenden Enden der Bleidrähte 44, 44 verbunden.
Bei der Drucksensoreinheit 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist es möglich, die Festigkeit der Membran als einem wesentlichen Teil des Drucksensors 1A zu verbessern und den auf der Membran 2 ausgebildeten Belastungserfassungsabschnitt 2A einfach durch Einpassen der Membran in den stufigen Abschnitt 39 mit größerem Durchmesser der Basis 39 zur Anordnung und Installation darin präzise und leicht anzuordnen, wie bei der im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform. Da die Basis 39 als ein Halteelement direkt durch eine Wand einer hydraulischen Einrichtung gebildet wird, kann die Drucksensoreinheit 1 zudem in kompakter Weise angeordnet werden.
Fig. 25 stellt eine mit einem kompakteren Aufbau gefertigte Drucksensoreinheit 1 dar. Nach Fig. 25 ist durch 50 ein Halteelement 2 von geringer Größe bezeichnet, 2 ist eine in einer Bohrung 50a mit größerem Durchmesser des Halteelements 50 angeordnete und installierte und durch Diffusionsbonden oder andere Mittel fest mit dem Halteelement 50 verbundene Membran, und 4 ist ein auf der oberen Fläche des Halteelements 50 angeordneter elektrischer Schaltungsbereich. Bei dieser Drucksensoreinheit 1 ist auf der gesamten Umfangsseitenfläche des Halteelements 50 eine vorstehende Umrandung bzw. ein Flansch 50b ausgebildet. Unter Verwendung der vorstehenden Urnrandung 50b wird ein Abdeckelement 51 mit einer Doppelfunktion als Abdeckung und Halterungselement durch Einpassen oder sonstige Mittel auf dem Halteelement 50 gehalten, wobei ein Dichtungsring 52 wie durch die imaginären Linien dargestellt in einem Freiraum unter der vorstehenden Umrandung 50b angeordnet ist. Die Drucksensoreinheit 1 nach dieser Ausführungsform kann die Lagerung und Handhabung vereinfachen, die Beschädigung des elektrischen Schaltungsabschnitts verhindern und durch elnfache Befestigungsarbeit an Hydraulikeinrichtungen angebracht werden.
Fig. 26 ist eine Fig. 5 ähnliche Ansicht, die jedoch eine Drucksensoremheit 100 darstellt, deren Aufbau sich grundlegend unterscheidet. Die Drucksensoreinheit 100 nach dieser Ausführungsform ist derart aufgebaut, daß sie zwei Drucksensoren 1A umfaßt, und die Ausgabedifferenz zwischen den zwei Drucksensoren 1A wird zur Erzeugung eines beabsichtigten Drucksignals verwendet. Anders ausgedrückt ist die Drucksensoreinheit 100 als Differenzdrucksensor aufgebaut. In Fig. 26 sind die gleichen Elemente wie die in Fig. 5 dargestellten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insbesondere ist 22 eine Wand, 23 ist eine kreisförmige Ausnehmung mit größerem Durchmesser zur Aufhahme der Drucksensoreinheit 100, 27 ist ein Halterungselement zum Befestigen der Drucksensoreinheit 100 in der Ausnehmung 23 der Wand 22, und 28 ist ein Bolzen zum Befestigen des Halterungselements 27 an der Außenfläche der Wand 22. 53 ist ein Halteelement für die Drucksensoreinheit 100 nach dieser Ausführungsform. Das Halteelement 53 weist einen größeren Durchmesser auf als das Halteelement 3 nach der vorhergehenden Ausführungsform und ist derart aufgebaut, daß es zwei Drucksensoren 1A umfaßt. Dementsprechend ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, die oben genannte Bohrung 5a mit größerem Durchmesser zur Aufiiahme und Befestigung einer Membran 2 jedes Drucksensors 1A in der unteren Fläche des Halteelements 53 zweifach ausgebildet. Die umgebenden Strukturen der beiden Drucksensoren 1A sind miteinander identisch und wie in Fig. 5 dargestellt aufgebaut. Daher weist das Halteelement 53 zwei Bohrungen 5b mit geringerem Durchmesser, zwei ringartige Rillen 6 und zwei Dichtungsringe 25 auf Daher ist die Drucksensoreinheit 100 derart aufgebaut, daß sie die Funktion der Erfassung eines Drucks an zwei Stellen erfüllt. Inzwischen wird entsprechend einem derartigen Aufbau der Drucksensoreinheit 100 die Wand 22 mit zwei Bohrungen 24 zum Ausüben eines Drucks wie einem Hydraulikdruck durch diese gebildet. Auf die Bohrungen 24, 24 einwirkende Druckniveaus unterscheiden sich voneinander. Die Umgebungsstruktur einer Befestigungsposition für den elektrischen Schaltungsabschnitt 4, die in einem oberen Abschnitt des Halteelements 53 angeordnet ist, entspricht im wesentlichen der des Halteelements 3 bei der vorherigen Ausführungsform, nur mit der Ausnahme, daß die Größe in gewissem Maße erhöht ist. Der elektrische Schaltungsabschnitt 4 ist jedoch derart aufgebaut, daß er Erfassungssignale von den zwei Drucksensoren 1A aufnimmt, die den verschiedenen Druckniveaus entsprechen, und ein von dem Differenzdruck abhängiges Signal ausgibt.
Fig. 27 stellt eine modifizierte Ausführungsform des erfindungsgemäß aufgebauten Differenzdrucksensors dar. Bei dem Aufbau einer Drucksensoreinheit 200, die als Differenzdrucksensor konstruiert ist, wird zur Erzeugung des Differenzdrucksensors ein einziger Drucksensor 1A verwendet. In Fig. 27 ist durch 54 ein Teil einer Wand einer hydraulischen Einrichtung oder ähnlichem bezeichnet, wobei die Wand 54 innere Wandflächen 54a und 54b aufweist, die verschiedenen Niveaus von Hydraulikdruck ausgesetzt sind. Die inneren Wandfiächen 54a, 54b der Wand 54 sind mit Bohrungen 24, 24a ausgebildet, durch die jeweils das Hydraulikfluid eingeführt wird. Eine mit Innengewinden an ihrer Innenfläche ausgebildete Bohrung 55 mit größerem Durchmesser wird in eine äußere Wandfläche 54c der Wand 54 gebohrt, und diese Bohrung 55 ist mit einer Bohrung 57 mit geringerem Durchmesser in ihrem Boden gebildet, in der ein Halteelement 56 zum Halten des Drucksensors 1A angeordnet und installiert wird. Das Halteelement 56 weist eine im wesentlichen säulenartige Form auf und ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, mit einer Bohrung 5a mit größerem Durchmesser zur Aufiiahme und Befestigung einer Membran 2 des Drucksensors 1A, einer Rille 58 zum Definieren eines Fluidkanals in der Umfangsseitenfläche und einer Bohrung 59 für einen Fluidkanal, der mit der oberen Flächenseite der Membran 2 und der Rille 58 in Verbindung steht, in seinem unteren Abschnitt ausgebildet. Die oben erwähnte Bohrung 24 steht mit der unteren Flächenseite der Membran 2 in Verbindung, und die Bohrung 24a weist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, an ihrem linken Ende eine Öffnung auf, die derart angeordnet ist, daß sie der Rille 58 zugewandt ist. Dementsprechend wirkt das Hydraulikfluid, das die innere Wandfläche 54a berührt, über die Bohrung 24 auf die untere Flächenseite der Membran 2 ein, während das Hydraulikfluid, das die innere Wandfläche 54b berührt, über die Bohrung 24a auf die obere Flächenseite der Membran 2, die Rille 58 und die Bohrung 59 einwirkt. Ferner ist in einer Ausnehmung 60, die in der oberen Fläche des Halteelements ausgebildet ist, ein elektrischer Schaltungsabschnitt 4 angeordnet und installiert. Durch 61, 62, 63 sind Dichtungsringe bezeichnet. Genauer ist 61 ein in einer ringartigen Rille, die in der unteren Fläche des Halteelements 56 ausgebildet ist, angeordneter O-Dichtungsring, und 62, 63 sind Dichtungsringe, die in Umfangsrillen angeordnet sind, die in der Umfangsseitenfläche des Halteelements ausgebildet sind.
Der Aufbau des Drucksensors 1A ist grundsätzlich identisch mit dem oben im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsform besprochenen. Da jedoch das Hydrauliktluid auch auf die obere Flächenseite der Membran 2 einwirkt, ist zum Schutz des auf der oberen Fläche der Membran 2 ausgebildeten Belastungserfassungsabschnitts ein aus SiNx gebildeter Schutzfilm oder ein Preßftlm vorgesehen. Bei der derart aufgebauten Ausführungsform ermöglicht die Struktur, die das Einwirken verschiedener Druckniveaus auf die obere und die untere Fläche der Membran 2 des Drucksensors 1A gestattet, das direkte Erfassen des Differenzdrucks zwischen diesen. Anders ausgedrückt kann durch den einzelnen Drucksensor 1A mittels Ausüben von Drücken auf die gegenüberliegenden Flächen der aus Metall gefertigten Membran 2 ein Differenzdrucksensor mit ausgezeichneten Reaktionen erreicht werden. Ein von dem Belastungserfassungsabschnitt auf der oberen Fläche der Membran 2 erfaßtes Differenzdrucksignal wird über mehrere Drahtleitungen 65 durch eine hermetische Dichtung 66 zu dem elektrischen Schaltungsabschnitt 4 geleitet und dann von einem Verstärker und weiteren Elementen des elektrischen Schaltungsabschnitts 4 verarbeitet. Die hermetische Dichtung 66 dient zum Verhindern des Eindringens des Hydraulikfiuids in die Seite des elektrischen Schaltungsabschnitts 4.
Fig. 28 stellt ein Beispiel des Aufbaus zum Befestigen jeder Drahtleitung 65 an der oberen Fläche der Membran 2 dar. Das untere Ende der Drahtleitung 65 ist an der oberen Uinfangsfläche der Membran 2 befestigt, und ihr unterer Abschnitt ist mit dem Schutzfilm 64 beschichtet. Die Drahtleitung 65 ist beispielsweise derart mit der Stiftmontagestruktur verbunden, daß durch Löten bei 67 eine Stiftaufhahmeeinrichtung 68 auf der oberen Uinfangsfläche der Membran 2 vorgesehen ist, und das untere Ende der Drahtleitung 65 wird in eine Öffhung der Stiftaufnahmeeinrichtung 68 eingeführt, die außerhalb des Schutzfilms 64 freiliegt. Dementsprechend ist der Aufbau stark vereinfacht. Alternativ kann-die Drahtleitung 65 einfach gelötet werden. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 28 durch 69 ein Dunnfllm für die Verdrahtung bezeichnet ist.
Bei dem in Fig. 27 dargestellten Aufbau wird zusatzlich zu den oben im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen besprochenen Vorteilen der vorliegende Erfindung die folgende vorteilhalte Wirkung erzielt. Da die aus Metall gefertigte Membran 2 des Drucksensors 1A fest zwischen dem Gehäuseabschnitt der Wand 54 für das Halteelement 56 und dem stufigen Abschnitt der Bohrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 56 gehalten wird, wird die Haltestruktur sehr starr und fest, wodurch es möglich wird, bei der Anwendung arbiträr einen höheren oder geringeren Druck des Hydraulikfiuids zu wählen. Da diese Ausführungsförm den Differenzdrucksensor durch eine einzige Membran bilden kann, wird auch die Anzahl der Teile verringert, um die Herstellung der Differenzdrucksensoreinheit von geringerer Größe und vereinfachtem Aufbau zu ermöglichen. Es ist zu beachten, daß auf der Oberseite des Halteelements 56 ein (nicht dargestelites) Halterungselement angeordnet ist, das mit den Innengewinden der Bohrung 55 in Eingriff gebracht und zum Halten des Halteelements 56 darin befestigt wird.
Fig. 29 stellt eine Ausführungsform dar, die durch eine teilweise Modifikation des in Fig. 27 dargestellten Differenzdrucksensors erzielt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Form der dem Druck ausgesetzten Membran modifiziert. In Fig. 29 sind die Elemente, die den in Fig. 27 dargestellten entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insbesondere ist in Fig. 29 durch 54 eine Wand bezeichnet, 54a ist eine innere Wandfiäche, 24 ist eine Bohrung zum Einführen des Hydraulikfluids, 56 ist ein Halteelement, 59 ist eine Bohrung für einen Fluidkanal, 65 ist eine Drahtleitung und 66 ist eine hermetische Dichtung. Der in Fig. 29 nicht dargestellte Umfangsabschnitt ist ähnlich aufgebaut wie der in Fig. 27 dargestellte, mit der Ausnahme, daß, wie im folgenden beschrieben, in der zuerst genannten Ausführungs form der Dichtungsring 61 nicht verwendet wird. Nach Fig. 29 ist 102 eine Membran nach dieser Ausführungsform. Die Membran 102 besteht aus einer durch ein spanabhebendes Verfahren hergestellten aus Metall gefertigten Membran. Diese Membran 102 weist in ihrem oberen Plattenteil einen Belastung verursachenden Bereich 102a und einen auf dem Belastung verursachenden Bereich 102a vorgesehenen, durch einen Schutzfilm 64 geschützten Belastungserfassungsbereich auf, wobei die oberen und unteren Flächen des Belastung verursachenden Bereichs 102a als Druckaufnahmeflächen verwendet werden. Der von dem Umfang des Belastung verursachenden Bereichs 102a nach unten verlaufende Teil der Membran 102 ist kontinuierlich und einstückig mit dem Belastung verursachenden Bereich 102a in einem röhrenförmigen Abschnitt 102b ausgebildet. Der röhrenförmige Abschnitt 102b hält den Belastung verursachenden Abschnitt 102a. Die obere Fläche des röhrenförmigen Abschnitts 102b ist als keine Belastung verursachender Bereich aufgebaut, und die Drahtleitungen 65 sind mit dem keine Belastung verursachender Bereich verbunden. Ein stufiger Abschnitt 102c ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, in der unteren und äußeren Umfangsfläche des röhrenförmigen Abschnitts 102b ausgebildet. Die Membran 102 mit einem derartigen Aufbau wird in eine Bohrung 5a mit größerem Durchmesser des Halteelements 56 eingepaßt, um zur Befestigung an der Stufenfläche durch Diffusionsbonden oder einen Klebstoff darin angeordnet und installiert zu werden. Beim Zusammenbau wird die Membran 102, wie in Fig. 29 dargestellt, derart eingesetzt, daß die vorderen Enden des röhrenförmigen Abschnitts 102b in einer Bohrung 24a mit größerem Durchmesser der Bohrung 24 der Wand 54 angeordnet sind, und ein ringförmiger Freiraum ist durch den oben erwähnten stufigen Abschnitt 102c und den durch die Bohrung 24a mit größerem Durchmesser gebildeten stufigen Abschnitt definiert. Ein O- Dichtungsring 103 ist in dem ringförmigen Freiraum angeordnet. Bei der derart aufgebauten Struktur steht die Bohrung 24 zum Einführung des Hydraulikfluids mit einem inneren Seitenraum der Membran in Verbindung, und das Hydraulikfluid wirkt auf die untere Fläche des Belastung verursachenden Abschnitts 102a ein. Andererseits wird das Hydraulikfluid mit einem anderen Druck über den Fluidkanal 59 auf einen über dem Belastung verursachenden Abschnitt 102a definierten Raum geleitet und wirkt auf die obere Fläche des Belastung verursachenden Bereichs 102a ein. Durch ein derartiges Aufbringen verschiedener Druckniveaus auf die obere und die untere Fläche der aus Metall gefertigten Membran 102 kann der Differenzdruck zwischen diesen von den Belastungserfassungsbereich erfaßt werden. Es ist zu beachten, daß keine Notwendigkeit besteht, den in Fig. 27 dargestellten Dichtungsring 61 zu verwenden, da der Dichtungsring 103 wie oben erwähnt an dem entfemten Uinfangsende des röhrenförmigen Abschnitts 102b der Membran 102 angeordnet ist. Der Differenzdrucksensor nach dieser Ausführungsform ermöglicht es auch, wie bei der in Fig. 27 dargestellten Ausführungsform unter Verwendung einer einzelnen Membran einen Differenzdrucksensor zu erzeugen.
Als nächstes wird eine Kupplung für ein Hydraulikrohr und ein Hydraulikrohr beschrieben, auf dem im voraus eine der unter den vorhergehenden Ausfiihrungsformen besprochenen Drucksensoreinheiten angeordnet wurde.
Fig. 30 stellt eine erste Ausführungsförm einer derartigen Kupplung dar, und Fig. 31 ist eine Draufsicht eines Teils der Kupplung. Bei dieser Ausführungsform ist die Kupplung dargestellt, auf der die Drucksensoreinheit 1 mit dem in Fig. 5 dargestellten Aufbau angeordnet wird. In den Figuren 30 und 31 sind die Elemente, die im wesentlichen den in Fig. 5 dargestellten entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 70 ist eine Hülse, die zum Koppeln eines Paars von Hydraulikrohren verschiedener Durchmesser geeignet ist. Der Innenumfang der Hülse 70 bietet eine Fluidkontaktfläche 70a in der Form einer flachen Umfangsfläche, wodurch ein Fluidkanal 71 definiert wird Überdies sind an den axial gegenüberliegenden Endabschnitten der inneren Umfangsfläche der Hülse 70 Innengewinde 72, 73 mit größerem Durchmesser ausgebildet.
Durch 23 ist eine kreisförmige Bohrung bezeichnet, die zur Installation der Drucksensoreinheit 1 in einer äußeren Umfangsfläche 70b der Hülse 70 ausgebildet ist, 74 ist eine kreisförmige Bohrung zur Installation des oben genannten Halterungselements 27, 28, 28 sind Bolzen zum Befestigen des Halterungselements 27 in seiner Position, 29, 29 sind Gewindebohrungen, in die die Bolzen 28, 28 zur Befestigung geschraubt werden, und 24 ist eine Bohrung zum Einführen des Hydraulikfluids, die zur Fluidkontaktfläche 70a hin offen ist. Wie in Fig. 31 dargestellt, weist jeder Bolzen 28 eine in seiner oberen Fläche ausgebildete sechseckige Vertietung 28a auf Eine in die Drucksensoreinheit 1 eingesetzte Membran 2 wird über eine Bohrung 24 zum Einführen von Hydraulikfluid einem hydraulischen Druck ausgesetzt Auf diese Weise wird die Drucksensoreinheit 1 von der äußeren Umfangsseite in der Wand der Hülse 70 angeordnet oder zusammengesetzt und durch das Halterungselement 27 befestigt. In den Zeichnungen sind eine Meßeinheit etc. nicht dargestellt.
Die derart aufgebaute Hülse 70 bietet die Struktur, bei der der Drucksensor, der zum Erfassen eines Drucks des Hydraulikfluids geeignet ist, das den im Voraus in die Hülse 70 eingebauten Fluidkanal 71 durchläuft, und die Drucksensoreinheit 1 und das Halterungselement 27 sind vollständig in der Wand der Hülse 70 versenkt, wodurch es ermöglicht wird, zuverlässig zu verhindern, daß Steine, Erde und Sand etc. den Drucksensor beschädigen. Ferner kann der Drucksensor lediglich durch Ersetzen der herkömmlichen Hülse, die nicht mit einem Drucksensor ausgestattet ist, durch die Hülse 70 nach dieser Ausführungsform angeordnet werden, ohne die gesamte Länge der Hydraulikrohre zu ändern, und die Montagearbeit ist sehr einfach. Zudem kann der Meßpunkt eines Hydraulikdrucks frei und leicht durch Andern einer Position, an der die Hülse 70 mit den Hydraulikrohren verbunden ist, gewählt werden.
Die Figuren 32 und 33 stellen eine weitere Ausführungsform der Kupplung dar. Bei dieser Ausführungsform sind die Elemente, die den in Fig. 30 dargestellten entsprechen, durch die selben Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht beschrieben. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform durch ein Halterungselement zum Halten des Halteelements 3 der Drucksensoreinheit 1. Insbesondere ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, eine Bohrung 75 zur Installation des Halterungselements als Bohrung mit größerem Durchmesser und einem Innengewinde in einem oberen Abschnitt der Installationsbohrung 23 für die Drucksensoreinheit 1 ausgebildet, und ein Halterungselement 76 mit in seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildeten Gewinden ist zur Befestigung in die Gewindebohrung geschraubt. In der äußeren Endfläche des Halterungselements 76 sind, wie in Fig. 33 dargestellt, zwei Bohrungen 76a zum Drehen des Halterungselements 76 vorgesehen. Ferner ist durch einen Wellenabschnitt des Halterungselements 76 eine Durchdringbohrung 76 ausgebildet, und Bleidrähte des in einem oberen Abschnitt der Drucksensoreinheit 1 angeordneten elektrischen Schaltungsabschnitts 4 werden durch die Bohrung 76b gezogen. Anschließend wird die Bohrung 76b abgedichtet.
Die Figuren 34 und 35 stellen eine Ausführungsform dar, bei der die erfindungsgemäße Drucksensoreinheit an einem Flanschabschnitt eines Hydraulikrohrs angeordnet ist. Bei dem befestigten Drucksensor wird davon ausgegangen, daß er den in Fig. 5 dargestellten Aufbau aufweist. Durch 77 ist ein Hydraulikrohr mit einem Flansch bezeichnet, das einen Rohrabschnitt 77a und einen Flanschabschnitt 77b umfaßt und bei dem der Innenumfang als Fluidkontaktfläche 77c dient. 23 ist eine Bohrung, die radial von der äußeren Umfangsfläche des Rohrabschnitts 77a nach innen ausgebildet ist und zur Installation des Drucksensoreinheit 1 verwendet wird. 24 ist eine Bohrung zum Einführen des Hydraulikfluids. 78 ist eine Halterung, die vertikal in konzentrischem Verhältnis zu der Installationsbohrung 23 vorgesehen und mit Innengewinden 78a in einem Abschnitt in der oberen Hälfte ihrer inneren Umfangsfläche ausgebildet ist. Ein Halterungselement 79 zum Halten und Fixieren der Drucksensoreinheit 1 wird in die Innengewinde 78a geschraubt.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann durch Anordnen des mit dem Flansch ausgestatteten Hydraulikrohrs 77 einschließlich der Drucksensoremheit 1 an jeder gewünschten Position von Hydraulikrohren der Hydraulikdruck an einer beliebigen Position gemessen werden.
Die Figuren 36 und 37 stellen eine Ausführungsform dar, bei der die erfindungsgemäße Drucksensoreinheit an einem Flanschabschnitt 80b eines mit einem Flansch ausgestatteten Hydraulikrohrs 80 angeordnet ist, das ein Hydraulikrohr 80a und den Flanschabschnitt 80b umfaßt. Bei dieser Ausführungsförm ist der Flanschabschnitt 80b mit einer Bohrung 23 zur Installation der Drucksensoreinheit 1 und einer koaxial zu der Bohrung 23 ausgebildeten Bohrung 82 mit Innengewinde zur Aufbähme eines Halterungselements 81, die zur Befestigung der installierten Drucksensoreinheit 1 geeignet ist, ausgebildet. Es ist zu beachten, daß 24 eine Bohrung zum Einführen des Hydraulikfluids und 80c eine Fluidkontaktfiäche ist.
Obwohl die Drucksensoren nach den im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen als hauptsächlich einen Hydraulikdruck messend erläutert wurden, ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung ähnlich auch als Drucksensor weiterer Flüssigkeiten oder Gase anwendbar ist.
Der Drucksensor und die mit dem erfindungsgemäßen Drucksensor ausgestattete Hydraulikeinrichtung weisen den zum Anordnen oder Einbauen in oder für den Zusammenbau mit Hydraulikeinrichtungen und ähnlichem in Maschinen für Hochund Tiefbau optimalen Aufbau auf und ermöglichen die Verbesserung der Anordnungsgenauigkeit der jeweiligen Bauteile wie einer Membran, vereinfachen die Befestigung bzw. den Zusammenbau und verbessern die Genauigkeit der Druckmessung. Mit dem Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Drucksensor kann die Halbleiter-Fertigungstechnik wirkungsvoll verwendet werden.

Claims

1. Drucksensor mit

- einem Halteelement (3) mit einer größeren kreisförmigen Bohrung (5a) und einer zu der größeren kreisförmigen Bohrung (5a) koaxialen inneren kleineren kreisförmigen Bohrung (5b),

- einer Membran (2) in Form einer dünnen Metallplatte mit einem äußeren Umfangsabschnitt zur Befestigung der Membran (2) in dem Halteelement (3) auf der ringförmigen Oberfläche des stufigen Abschnitts zwischen der kleineren und der größeren Bohrung (5b, 5a) und einem durch die kleinere kreisförmige Bohrung (5b) definierten inneren Be1astungserfassungsabschnitt (2a),

- mehreren fest in dem Belastungserfassungsabschnitt (2a) der Membran (2) angeordneten Halbleiter-Belastungssensoren (9) und

- einem durch Drähte (11) mit den Belastungssensoren (9) verbundenen elektrischen Schaltungsabschnitt (4),

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Membran (2) in einer derartigen rechteckigen Form ausgebildet ist, daß die Scheitelpunkte mit der inneren Umfangswand der größeren kreisförmigen Bohrung (5a) in Kontakt sind,

- die Membran (2) durch Abtrennen eines dünnen Metallplattensubstrats (32) mit mehreren Belastungserfassungsabschnitten (2a) gebildet wird, das vor dem Abtrennprozeß durch einen Halbleiter-Dünnfilmprozeß hergestellt wird, und

- der äußere Umfangsabschnitt der Membran (2) einschließlich der Scheitelpunkte durch Bonden an der ringförmigen Oberfläche des stufigen Abschnitts befestigt ist.

2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) durch einen Klebstoff (7) mit dem Halteelement (3) verbunden wird.

3. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) durch Diffiisionsbonden zwischen der uinfangsseitigen Oberfläche der Membran (2) um den äußeren Uinfang des Belastungserfassungsabschnifts (2a) und der ringförmigen Oberfläche des stufigen Abschnitts des Halteelements (3) mit dem Halteelement (3) verbunden wird.

4. Drucksensor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (3) in einer Wand einer Hydraulikeinrichtung angeordnet ist.

5. Drucksensor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungserfassungsabschnitt (2a) der Membran (2) einen Isolierfilm (8), vier auf dem Isolierflim (8) ausgebildete Halbleiter-Belastungssensoren (9) und elektrisch mit den Belastungssensoren (9) und mit den Drähten (11) verbundene Dünnfilmleiter (10) umfaßt.

6. Drucksensor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) auf der Seite der größeren kreisförmigen Bohrung (5a) eine Druckaufhahmefläche aufweist.

7. Drucksensor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Oberflächen der Membran (2) Druckaufnahmeflächen sind und ein Druckmedium unter verschiedenen Druckniveaus auf die eine Oberfläche und die andere Oberfläche der in der kreisförmigen Bohrung (5a) mit größerem Durchmesser angeordneten Membran einwirkt, wodurch der Drucksensor einen Differenzdruck sensor bildet.