專利名稱：一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于應(yīng)變片傳感器制造領(lǐng)域，尤其涉及一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)變片的工作原理是當(dāng)外部環(huán)境有力、光、溫度、濕度等因素影響應(yīng)變片時(shí)，會(huì)引起應(yīng)變片的電阻、電感、電容等的變化，產(chǎn)生相應(yīng)的電學(xué)輸出，從而對(duì)外部環(huán)境的變化進(jìn)行精確的測(cè)量。在現(xiàn)實(shí)中，應(yīng)用較廣泛的應(yīng)變片主要是由壓阻式應(yīng)變傳感材料制成，被稱為應(yīng)變片壓力傳感器，其主要工作原理是被測(cè)壓力壓到粘貼有壓阻式應(yīng)變傳感材料的膜片、彈性梁或應(yīng)變管上并使之產(chǎn)生變形，由壓阻式應(yīng)變傳感材料組成的電橋會(huì)有不平衡電壓輸出， 該電壓與作用在傳感器上的被測(cè)壓力成正比，因此，可通過測(cè)量輸出電壓的變化達(dá)到對(duì)被測(cè)壓力的精確測(cè)量。另外，應(yīng)變片壓力傳感器具有精度高、體積小、重量輕、測(cè)量范圍寬、固有頻率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還具有耐振動(dòng)、抗沖擊性能良好的特點(diǎn)，適用于測(cè)量超高壓力、快速變化或巨大脈動(dòng)的壓力、加速度，廣泛應(yīng)用于壓力測(cè)量儀器、汽車電子、航空產(chǎn)品等領(lǐng)域。當(dāng)前，應(yīng)變片壓力傳感器的制造方法一般是先用機(jī)械方法從母盤上切割出應(yīng)變片，后由工人手工用環(huán)氧樹脂將應(yīng)變片粘貼到壓力薄膜上。由于應(yīng)變片較小且極薄，完全依靠工人憑經(jīng)驗(yàn)操作難以利用機(jī)械方法準(zhǔn)確地將應(yīng)變片從母盤中切割出來，同時(shí)也很難將應(yīng)變片準(zhǔn)確的粘貼到壓力薄膜上的指定位置；因?yàn)閼?yīng)變片壓力傳感器的精度極高，完全依靠以上方法很難制造出合格的應(yīng)變片壓力傳感器，即使制造出來，通常也有精度低、性能不佳、一致性不好、可靠性不高和成品率較低等問題；況且，工人在制造過程中難免會(huì)操作失誤，工人的任何操作失誤也會(huì)對(duì)應(yīng)變片壓力傳感器的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微熔半導(dǎo)體硅應(yīng)變片傳感器的制造方法，旨在解決現(xiàn)有應(yīng)變片壓力傳感器制造方法制造出的應(yīng)變片傳感器存在的精度低、性能不佳、一致性不好、可靠性不高和成品率較低的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，包括以下步驟(1)從刻制有應(yīng)變片的母盤中分離出應(yīng)變片；(2)在用于支撐應(yīng)變片的應(yīng)變片傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂印用于固定應(yīng)變片的固定膠；(3)將應(yīng)變片對(duì)正放置于固定膠上；(4)將固定膠加溫熔化，使應(yīng)變片沉入熔化的固定膠至設(shè)定的深度，待固定膠冷卻后，應(yīng)變片就永久地固定于傳感器結(jié)構(gòu)承載件上。其中，在步驟(1)中，所述母盤為硅晶圓片，所述應(yīng)變片刻制于硅晶圓片的正面，用腐蝕劑腐蝕硅晶圓片的反面，將硅晶圓片中除應(yīng)變片外的其余部分腐蝕掉，從硅晶圓片中分離出應(yīng)變片。其中，掩蓋住硅晶圓片的正面，腐蝕其反面直到應(yīng)變片從硅晶圓片中分離出來。其中，在步驟O)中，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件上設(shè)有相對(duì)為一平面的壓力薄膜，所述固定膠涂覆于壓力薄膜上。其中，在步驟( 之前還可以有步驟A，在步驟A中，加工處理壓力薄膜，得到適合微熔的表面。其中，在步驟O)中，用機(jī)械或手動(dòng)的方式將固定膠涂印于壓力薄膜上。其中，在步驟(3)中，先將應(yīng)變片或固定膠中至少之一涂上粘膠，后將應(yīng)變片粘貼到固定膠上的指定位置，粘貼時(shí)使用顯微鏡或視覺系統(tǒng)。其中，在步驟(4)之后，還有一步驟B，在步驟B中，先將粘貼有應(yīng)變片的傳感器結(jié)構(gòu)承載件放入加溫爐加熱至200 300°C，保持加溫爐中的溫度5 20小時(shí)，以改善傳感器微熔元件的穩(wěn)定性以及消除固定膠的內(nèi)應(yīng)力。采用以上技術(shù)方案后，由于將應(yīng)變片從母盤上分離出來粘貼到涂印有固定膠的傳感器結(jié)構(gòu)承載件上，采用顯微鏡進(jìn)行操作，確保應(yīng)變片粘貼到固定膠上的指定位置；通過融化固定膠，應(yīng)變片沉入熔化的固定膠之中，待固定膠冷卻后，應(yīng)變片就穩(wěn)固粘接于固定膠之上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案中傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂有一層固定膠，通過熔化固定膠使應(yīng)變片與固定膠穩(wěn)固粘接在一起；克服了現(xiàn)有技術(shù)中工人手工逐一用環(huán)氧樹脂將應(yīng)變片粘貼到傳感器金屬結(jié)構(gòu)上，所生產(chǎn)出的應(yīng)變片傳感器存在的精度低、性能不佳、一致性不好、可靠性不高和成品率較低問題。實(shí)踐也證明了利用本技術(shù)方案制造出的應(yīng)變片傳感器不僅具有精度高、性能穩(wěn)定、一致性好和可靠性高的特點(diǎn)，而且成品率也較高，也有利于大批量的工業(yè)生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的從母盤分離應(yīng)變片步驟中的第一示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的從母盤分離應(yīng)變片步驟中的第二示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的從母盤分離應(yīng)變片步驟中的第三示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的在壓力薄膜上涂印固定膠步驟中的第一示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的在壓力薄膜上涂印固定膠步驟中的第二示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的用粘膠將應(yīng)變片粘貼到固定膠步驟中的示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)變片微熔于傳感器結(jié)構(gòu)承載件上的固定膠步驟中的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，包括以下步驟(1)從刻制有應(yīng)變片的母盤中分離出應(yīng)變片；
(2)在支撐應(yīng)變片的傳感器金屬結(jié)構(gòu)上加上固定應(yīng)變片的固定膠；(3)將應(yīng)變片對(duì)正放置于固定膠體；(4)將固定膠加溫熔化，應(yīng)變片沉入熔化的固定膠中至設(shè)定的深度，待固定膠冷卻后，應(yīng)變片就永久地被固定于傳感器結(jié)構(gòu)承載件上。采用以上技術(shù)方案后，由于將應(yīng)變片從母盤上分離出來粘貼到涂印有固定膠的傳感器結(jié)構(gòu)承載件上，采用顯微鏡進(jìn)行操作，確保應(yīng)變片粘貼到固定膠上的指定位置；通過融化固定膠，應(yīng)變片沉入熔化的固定膠之中，待固定膠冷卻后，應(yīng)變片就穩(wěn)固粘接于固定膠之上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案中傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂有一層固定膠，通過熔化固定膠使應(yīng)變片與固定膠穩(wěn)固粘接在一起；克服了現(xiàn)有技術(shù)中工人手工逐一用環(huán)氧樹脂將應(yīng)變片粘貼到傳感器結(jié)構(gòu)承載件上，所生產(chǎn)出的應(yīng)變片傳感器存在的精度低、性能不佳、一致性不好、可靠性不高和成品率較低問題。實(shí)踐也證明了利用本技術(shù)方案制造出的應(yīng)變片傳感器不僅具有精度高、性能穩(wěn)定、一致性好和可靠性高的特點(diǎn)，而且成品率也較高，也有利于大批量的工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明提供的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法一共分為4個(gè)大的步驟，每個(gè)大的步驟又由若干小步驟實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)逐一詳細(xì)說明。步驟(1)從刻制有應(yīng)變片的母盤中分離出應(yīng)變片。以下對(duì)分離應(yīng)變片的方法做詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1，在本實(shí)施例中，所述母盤為硅晶圓片1，其上刻制有應(yīng)變片(圖中未示出)，所述應(yīng)變片為半導(dǎo)體硅應(yīng)變片；所述的硅晶圓片1是廣泛應(yīng)用于硅半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域中的基本原料，其主要成分是硅，通過將二氧化硅礦石經(jīng)過電弧爐提煉、鹽酸氯化、 蒸餾提純、制成多晶硅；又經(jīng)過拉棒、研磨、拋光、切片后，成為了硅晶圓片成品；再通過氧化、擴(kuò)散、光刻顯影、刻蝕、清洗、薄膜沉積等半導(dǎo)體技術(shù)在硅晶片上刻制所需的應(yīng)變片，一張硅晶圓片上可刻制出成千上萬個(gè)應(yīng)變片。由于硅晶圓片的制造工藝和在硅晶圓片上刻制應(yīng)變片的制造工藝均為現(xiàn)有技術(shù)，不是本發(fā)明的重點(diǎn)保護(hù)內(nèi)容，在此不作詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1，從刻制有應(yīng)變片的母盤中分離出應(yīng)變片包括以下幾個(gè)步驟①將刻制有應(yīng)變片的母盤用粘合劑貼合于貼片夾具2上，其中，刻制有應(yīng)變片的母盤正面與貼片夾具相接觸。在步驟①中，所述母盤為硅晶圓片1，所述粘合劑在本實(shí)施例中的作用有兩個(gè)，一是將硅晶圓片粘合在貼片夾具2，二是保護(hù)刻印在硅晶圓片1正面的應(yīng)變片不受腐蝕液的侵蝕；因此，任何符合上述兩種條件的粘合劑均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，在本實(shí)施例中， 所述粘合劑為蠟。請(qǐng)參閱圖1，所述貼片夾具2上開設(shè)有一貼片凹槽21，所述貼片凹槽21大小與硅晶圓片1的相適配；應(yīng)變片的母盤被粘合劑牢固地貼合于貼片夾具2上。具體操作時(shí)，先將粘合劑涂于硅晶圓片1的正面(刻印有應(yīng)變片的一面)和貼片凹槽21的內(nèi)表面，再將硅晶圓片1輕輕貼合于貼片凹槽21內(nèi)。在上述貼合過程既要防止動(dòng)作過大損壞應(yīng)變片，又要注意將硅晶圓片1與貼片凹槽21之間的粘合劑攤均勻，不要產(chǎn)生氣泡；以免影響后續(xù)操作。完成上述工序后，待粘合劑冷卻，硅晶圓片1就固定于貼片夾具2上的貼片凹槽21內(nèi)了。②用腐蝕劑腐蝕母盤的反面，將母盤除應(yīng)變片外的其余部分腐蝕掉，，分離應(yīng)變片。所述硅晶圓片1上刻制應(yīng)變片時(shí)在各應(yīng)變片之間均預(yù)留有凹槽(圖中未示出)，所述凹槽的深度與應(yīng)變片的厚度相當(dāng)，有利于采用腐蝕硅晶圓片1方法分離應(yīng)變片。在步驟②中，采用酸溶液對(duì)硅晶圓片1的反面進(jìn)行腐蝕，當(dāng)然，也可采用能腐蝕硅晶圓片1的其他溶液。腐蝕硅晶圓片1分為兩步，第一步是對(duì)硅晶圓片1進(jìn)行粗略腐蝕， 第二步是對(duì)硅晶圓片1進(jìn)行精細(xì)腐蝕；在粗略腐蝕中，使用濃度較大的酸溶液腐蝕，一般為濃度為20% 45%的酸溶液；在精細(xì)腐蝕中，使用濃度較小的酸溶液腐蝕，一般為濃度為 15% 30%的酸溶液。由于精細(xì)腐蝕的腐蝕速度較慢，腐蝕到在硅晶圓片1上的能觀察到凹槽，就停止該處的腐蝕，當(dāng)精細(xì)腐蝕到所有凹槽都暴露出來時(shí)，應(yīng)變片就被完整的從硅晶圓片1中分離出來了。與現(xiàn)有技術(shù)中使用機(jī)械切割的方法分離應(yīng)變片相比，利用本步驟能對(duì)精度極高的應(yīng)變片進(jìn)行分離而不對(duì)應(yīng)變片造成損壞，分離出的應(yīng)變片成品率較高；另外，利用本步驟可以對(duì)整個(gè)硅晶圓片1上的應(yīng)變片同時(shí)進(jìn)行分離，分離效率較高。具體來說，應(yīng)變片的厚度通常只有十幾微米至幾十微米，利用機(jī)械切割的方法分離應(yīng)變片無法準(zhǔn)確的將應(yīng)變片從硅晶圓片1中分離出來，即使將應(yīng)變片分離出來，也容易對(duì)應(yīng)變片造成損壞，大大降低應(yīng)變片的成品率，此外，利用機(jī)械分離應(yīng)變片需要逐一將應(yīng)變片從硅晶圓片1中切割出來，而不能同時(shí)對(duì)應(yīng)變片進(jìn)行切割，生產(chǎn)效率較低。③將貼合劑從貼片夾具2上去除，取出應(yīng)變片。當(dāng)完成步驟②時(shí)，應(yīng)變片被粘合劑固定在貼片夾具2上，如將粘合劑溶解，應(yīng)變片自然就被分離出來。請(qǐng)參閱圖3，在步驟③中，將利用溶解液溶解粘合劑以分離應(yīng)變片。
在本實(shí)施例中，采用溶解液蒸汽來溶解和清洗粘合劑，所述溶解液蒸汽為可溶解粘合劑的溶劑31加熱所產(chǎn)生。在容器3的開口處放置有一冷凝帽4，所述冷凝帽4中有通有冷卻水管(圖中未示出)，該冷凝帽4因此能保持較低的溫度。當(dāng)溶解液蒸汽上升的過程中遇到溫度較低的冷凝帽4時(shí)，會(huì)凝結(jié)成液體從冷凝帽4上滴下，從而避免溶解液蒸汽的蒸發(fā)。當(dāng)粘合劑全部被溶解液蒸汽溶解后，應(yīng)變片就完全分離出來了。在本步驟中，還提供了一種分離應(yīng)變片的設(shè)備，所述分離應(yīng)變片的設(shè)備包括貼片夾具以及用于裝置可溶解粘合劑的容器，所述貼片夾具上開設(shè)有一與硅晶圓片大小相適配的貼片凹槽；所述容器的開口上放置有一用于冷卻溶解液蒸汽的冷凝帽。步驟O)在用于支撐應(yīng)變片傳感器的應(yīng)變片傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂印固定膠。
請(qǐng)參閱圖4和圖5，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件53為一金屬部件，其上設(shè)有一壓力薄膜 M。所述壓力薄膜M為一平面，其能為應(yīng)變片提供安裝平臺(tái)。以下具體對(duì)在傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂印固定膠的方法做詳細(xì)說明。 應(yīng)變片傳感器的制造核心是將半導(dǎo)體應(yīng)變片與傳感器結(jié)構(gòu)承載件接合到一起，這種接合過程所用應(yīng)變片的位置，固定膠的厚度、形狀等都直接影響最終應(yīng)變片傳感器的精度和可靠性。在傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂印固定膠可采用手工或機(jī)械的形式進(jìn)行，在本實(shí)施例中，采用機(jī)械的方式在傳感器結(jié)構(gòu)承載件中的壓力薄膜上涂印固定膠。請(qǐng)參閱圖4和圖 5，在傳感器結(jié)構(gòu)承載件53中的壓力薄膜M上涂印固定膠的方法包括以下幾個(gè)步驟
①將固定膠55放置于開設(shè)有網(wǎng)孔的絲印網(wǎng)上，將傳感器結(jié)構(gòu)承載件53置于絲印網(wǎng)之下。請(qǐng)參閱圖4和圖5，在步驟①中，所述絲印網(wǎng)5置于支撐架(圖中未示出)之上，在絲印網(wǎng)5的下方放置有傳感器結(jié)構(gòu)承載件53，傳感器結(jié)構(gòu)承載件53上的壓力薄膜M亦位于絲印網(wǎng)5的下方。在本實(shí)施例中所述固定膠55為適合絲印的流動(dòng)性漿料，其可為玻璃或陶瓷。將所述固定膠陽放置于絲印網(wǎng)5，用絲印刮刀51可方便的將其刮入絲印網(wǎng)5上的網(wǎng)孔56中。 所述固定膠陽在本實(shí)施例中所起的主要作用是連接應(yīng)變片和傳感器結(jié)構(gòu)承載件53并使應(yīng)變片穩(wěn)固固定于傳感器結(jié)構(gòu)承載件53上的壓力薄膜M上。請(qǐng)參閱圖4和圖5，所述絲印網(wǎng)5上設(shè)有多個(gè)網(wǎng)孔56，在本實(shí)施例中，所述網(wǎng)孔56 在絲印網(wǎng)5的長度方向分為兩排，每排的網(wǎng)孔56呈直線排列，所述網(wǎng)孔56的大小根據(jù)傳感器結(jié)構(gòu)承載件53的大小、在傳感器結(jié)構(gòu)承載件53所涂固定膠的厚度等多種因素確定。所述網(wǎng)孔56的下方均設(shè)有一個(gè)傳感器結(jié)構(gòu)承載件53，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件53與網(wǎng)孔56之間有一定間隔，當(dāng)用力下壓絲印網(wǎng)5時(shí)，絲印網(wǎng)5發(fā)生形變，其上的網(wǎng)孔56與傳感器結(jié)構(gòu)承載件53相接觸；撤去下壓力時(shí)，絲印網(wǎng)5回復(fù)原狀，網(wǎng)孔56與傳感器結(jié)構(gòu)承載件53相分離。在步驟①中，設(shè)有多個(gè)傳感器金屬結(jié)構(gòu)承載件53，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件53與設(shè)置于網(wǎng)孔56下方且與網(wǎng)孔56 —一相對(duì)，在本實(shí)施例中，還設(shè)有承載件夾具中(圖中未示出)，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件53均放置于承載件夾具中。所述承載件夾具能將傳感器結(jié)構(gòu)承載件53穩(wěn)固固定在一起，防止在壓力薄膜M上涂印固定膠55時(shí)傳感器結(jié)構(gòu)承載件53 發(fā)生位移從而影響涂印精度的情形發(fā)生。②用絲印刮刀下壓并刮動(dòng)絲印網(wǎng)上的固定膠，絲印網(wǎng)受壓緊貼其下方的傳感器結(jié)構(gòu)承載件53，固定膠在絲印刮刀的壓力下穿過網(wǎng)孔并涂印于傳感器結(jié)構(gòu)承載件53的表面。請(qǐng)參閱圖4和圖5，在步驟②中，所述用絲印刮刀51為耐磨材質(zhì)的材料制成，避免其在刮動(dòng)固定膠55的過程中過快磨損；該絲印刮刀51裝置于絲印機(jī)刮刀架(圖中未示出) 上。所述絲印機(jī)刮刀架能帶動(dòng)絲印刮刀51左右來回移動(dòng)，以左右來回刮動(dòng)固定膠55。所述該絲印刮刀51下部為刮刀頭52，所述刮刀頭52的主要作用是將固定膠55刮入網(wǎng)孔56中并涂印于傳感器結(jié)構(gòu)承載件M之上，該刮刀頭52的兩側(cè)均為斜面521，當(dāng)刮刀頭52刮動(dòng)固定膠陽時(shí)，所述斜面521不僅向前推動(dòng)固定膠55移動(dòng)，而且還向下壓固定膠55，使固定膠 55更為順利的進(jìn)入網(wǎng)孔56并涂印于傳感器結(jié)構(gòu)承載件53上的壓力薄膜M上。請(qǐng)參閱圖4和圖5，當(dāng)絲印機(jī)刮刀架帶動(dòng)絲印刮刀51沿直線刮動(dòng)固定膠55移動(dòng)時(shí)，絲印刮刀51的刮刀頭52—方面推動(dòng)固定膠55向前移動(dòng)，一方面下壓固定膠55和絲印網(wǎng)5。所述絲印網(wǎng)5受壓后向下變形，其上的網(wǎng)孔56與下方的壓力薄膜討相接觸。所述固定膠55順利通過網(wǎng)孔56并涂印于壓力薄膜M上。由于絲印刮刀51沿直線運(yùn)動(dòng)，網(wǎng)孔56 也呈直線排列，因此絲印刮刀51 —次能對(duì)多個(gè)壓力薄膜M進(jìn)行涂印，極大的提高了工作效率。③絲印刮刀從絲印網(wǎng)上移走后，絲印網(wǎng)回復(fù)原狀并與傳感器結(jié)構(gòu)承載件分離，固定膠涂印于壓力薄膜的表面上。請(qǐng)參閱圖4和圖5，所述絲印刮刀51完成涂印固定膠的步驟后，就可從絲印網(wǎng)5上移走，由于絲印刮刀51不再下壓絲印網(wǎng)5，因此所述絲印網(wǎng)5回復(fù)原狀，網(wǎng)孔56與傳感器結(jié)構(gòu)承載件53相分離。待固定膠55在傳感器結(jié)構(gòu)承載件53上凝固后，固定膠55就非常牢固的涂印在傳感器結(jié)構(gòu)承載件53上。④將所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件53放入加熱爐(圖中未示出)中加溫，使壓力薄膜M 上的固定膠陽熔化，后讓固定膠陽自然冷卻，固定膠陽就凝固為一整體并且牢固的粘貼在壓力薄膜M上。在本實(shí)施例中，所述步驟①之前還有一步驟A，在步驟A中，上的傳感器結(jié)構(gòu)承載件53上壓力薄膜M表面經(jīng)預(yù)處理，以得到一致的粗糙表面，壓力薄膜M上粗糙表面既有利于固定膠陽涂印，又有利于增強(qiáng)固定膠陽與壓力薄膜M的粘結(jié)強(qiáng)度。在本步驟中，還提供一種在傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂印固定膠的設(shè)備，包括用于夾持和固定傳感器結(jié)構(gòu)承載件的承載件夾具、絲印網(wǎng)和用于涂印固定膠的絲印刮刀，其中，所述承載件夾具置于絲印網(wǎng)的下方，所述絲印刮刀置于絲印網(wǎng)的上方。其中，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件為金屬材料制成；所述絲印刮刀為耐磨材質(zhì)的材料制成，其下部為刮刀頭，所述刮刀頭的兩側(cè)面均為斜面。步驟(3)將應(yīng)變片對(duì)正放置于固定膠上。在本實(shí)施例中，是將半導(dǎo)體應(yīng)變片用粘膠粘貼到固定膠上并對(duì)正，當(dāng)然，應(yīng)變片也可不用粘膠而直接放置于固定膠上。將固定膠55熔化并讓其自然冷卻后，就要使用貼應(yīng)變片工具將應(yīng)變片貼放到傳感器結(jié)構(gòu)承載件上的固定膠上，應(yīng)變片相對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)承載件及固定膠具有極高的位置要求，其貼放的位置是否符合工藝要求直接決定應(yīng)變片壓力傳感器的質(zhì)量。在本實(shí)施例中，包括以下幾個(gè)步驟①將應(yīng)變片和涂印在壓力薄膜之上的固定膠中的至少一個(gè)涂上粘膠。首先將應(yīng)變片和涂印在傳感器結(jié)構(gòu)承載件上的固定膠中的至少一個(gè)涂上粘膠，所述粘膠的主要作用是將應(yīng)變片暫時(shí)固定在干干燥后的固定膠上。在本步驟中，可用涂膠工具在應(yīng)變片或固定膠上涂上粘膠，在本實(shí)施例中所述涂膠工具前端為球形，這樣既能方便的將粘膠涂到應(yīng)變片或固定膠上去，又能避免在涂膠的過程中刮傷應(yīng)變片或固定膠。當(dāng)然，所述涂膠工具還可以為其他形式的工具。②借助粘膠，將應(yīng)變片放置于固定膠上，應(yīng)變片與固定膠相粘貼；當(dāng)應(yīng)變片或固定膠中上涂上粘膠后，將應(yīng)變片放置在固定膠上，這時(shí)粘膠還是濕的，因此可以在固定膠上撥動(dòng)應(yīng)變片。在步驟②之后還有一步驟C，在步驟C中，設(shè)有傳感器結(jié)構(gòu)承載件夾具，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件放入承載件夾具中；所述固承載件夾具主要用于固定傳感器結(jié)構(gòu)承載件，使其不能自由移動(dòng)。③將應(yīng)變片撥動(dòng)到固定膠上的指定位置。在本實(shí)施例中，主要利用貼應(yīng)變片工具和視覺系統(tǒng)來將應(yīng)變片撥動(dòng)到固定膠上指定位置。請(qǐng)參閱圖6，所述貼應(yīng)變片設(shè)備包括數(shù)碼顯微鏡頭61、支撐數(shù)碼顯微鏡頭的支架6、 電視盒62、顯示器63和參照框64，所述數(shù)碼顯微鏡頭61安裝于支架6上，所述承載件夾具 67置于數(shù)碼顯微鏡頭61的觀察范圍內(nèi)，所述數(shù)碼顯微鏡頭61、電視盒63和顯示器63之間電連接，所述參照框64需要校準(zhǔn)并粘貼于顯示器上。請(qǐng)參閱圖6，當(dāng)要撥動(dòng)應(yīng)變片時(shí)，將傳感器結(jié)構(gòu)承載件放入承載件夾具67中并用承載件夾具67將傳感器結(jié)構(gòu)承載件加緊固定；由于承載件夾具67置于數(shù)碼顯微鏡頭61的觀察范圍內(nèi)，因此數(shù)碼顯微鏡頭61可以清楚的觀察到應(yīng)變片和固定膠的相對(duì)位置；所述數(shù)碼顯微鏡頭61通過電視盒與顯示器63電連接，該數(shù)碼顯微鏡頭61因此能將應(yīng)變片和固定膠的相對(duì)位置轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送到顯示器63之中，所述顯示器63因此能清晰地顯示出應(yīng)變片和固定膠的相對(duì)位置。請(qǐng)參閱圖6，所述顯示器63的屏幕上粘貼有一應(yīng)變片位置參照框64，所述參照框 64上開設(shè)有定位框65，將應(yīng)變片撥動(dòng)到所述定位框65時(shí)，應(yīng)變片就相應(yīng)的撥動(dòng)到固定膠的指定位置。具體來說，將所述承載件夾具67固定于支架6上，所述數(shù)碼顯微鏡頭61相對(duì)固定地觀測(cè)承載件夾具67，因此承載件夾具67在顯示器63中的位置也是相對(duì)固定的，在顯示器63上粘貼一開設(shè)有定位框65的參照框64，通過使用標(biāo)準(zhǔn)樣品可調(diào)校定位框65的位置， 使其與應(yīng)變片理論上應(yīng)當(dāng)撥動(dòng)到固定膠上的指定位置相重合，當(dāng)將承傳感器結(jié)構(gòu)載件上的應(yīng)變片撥動(dòng)到應(yīng)變片位置參照框64上的定位框65時(shí)，應(yīng)變片就相應(yīng)的撥動(dòng)到固定膠的指定位置。與以前的技術(shù)中在顯微鏡下直接撥動(dòng)應(yīng)變片到固定膠上的指定位置相比，使用本發(fā)明提供的貼應(yīng)變片設(shè)備可極大地提高了應(yīng)變片位置精度，方便了工人的操作，縮短了撥應(yīng)變片的時(shí)間，極大地提高了工作效率。在本步驟中，可采用撥片工具將應(yīng)變片撥動(dòng)到固定膠上的指定位置，所述撥片工具頭部是柔軟的，能準(zhǔn)確在固定膠上撥動(dòng)應(yīng)變片，并將應(yīng)變片撥動(dòng)固定膠上的指定位置而不損害應(yīng)變片。在本步驟中還提供一種貼應(yīng)變片設(shè)備，包括數(shù)碼顯微鏡、支撐數(shù)碼顯微鏡頭的支架、電視盒和顯示器，所述數(shù)碼顯微鏡安裝于支架上，所述承載件夾具置于數(shù)碼顯微鏡觀察范圍內(nèi)，所述數(shù)碼顯微鏡、電視盒和顯示器之間電連接。其中，所述貼應(yīng)變片設(shè)備還包括一參照框，所述參照框粘貼于顯示器上，該參照框上還開設(shè)有定位框。步驟將固定膠加溫熔化，應(yīng)變片沉入熔化的固定膠中到設(shè)定的深度，冷卻固定膠，應(yīng)變片就永久固定在傳感器結(jié)構(gòu)承載件之上。下面對(duì)微溶粘接應(yīng)變片的方法做詳細(xì)說明。當(dāng)應(yīng)變片粘貼到固定膠上的指定位置后，將傳感器結(jié)構(gòu)承載件放入加熱爐中加溫以微熔傳感器結(jié)構(gòu)承載件上的固定膠，使應(yīng)變片與固定膠相粘接，所述微溶粘接應(yīng)變片的方法包括以下幾個(gè)步驟①將傳感器結(jié)構(gòu)承載件放入加熱爐中加熱。請(qǐng)參閱圖7，在步驟①中，所述加熱爐7包括進(jìn)氣口 71、出氣口 72、進(jìn)料口 73和出料口 74，將傳感器結(jié)構(gòu)承載件從進(jìn)料口經(jīng)傳送帶73中放入加熱爐7的爐膛75中，開啟加熱爐7，對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)承載件上的固定膠進(jìn)行加熱。請(qǐng)參閱圖7，在加熱爐7對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)承載件上的固定膠進(jìn)行加熱的同時(shí)，從進(jìn)氣口 71中向爐膛75輸入壓縮空氣，所述壓縮空氣從出氣口 72中輸出。該步驟的有益效果為1、向爐膛75輸入壓縮空氣，壓縮空氣在爐膛75內(nèi)流動(dòng)，使得爐膛75內(nèi)的溫度更均勻，有益于固定膠的加熱熔化；2、向爐膛75輸入壓縮空氣， 可帶走或稀釋固定膠熔化時(shí)產(chǎn)生的有害氣體，有效地保證這些有害氣體不進(jìn)入或極少進(jìn)入固定膠之中；3、壓縮空氣的輸入和輸出形成一個(gè)氣簾，可有效阻隔爐膛75與加熱爐7外的空氣的聯(lián)系，防止熱爐7外的空氣帶進(jìn)灰塵和雜質(zhì)進(jìn)入爐膛75中與熔化的固定膠相結(jié)合， 影響固定膠的質(zhì)量。
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②傳感器結(jié)構(gòu)承載件上的固定膠受熱熔化，固定膠上的應(yīng)變片沉入熔化的固定膠至設(shè)定的深度。③停止加熱，將所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件從出料口 74中取出，讓所述固定膠自然冷卻，所述應(yīng)變片就微熔粘接于固定膠之中。在本實(shí)施例中，在步驟③之后，還有一步驟B，在步驟B中，將傳感器結(jié)構(gòu)承載件再次放入加溫爐中加溫至200 300°C，保持加溫爐中的溫度5 20小時(shí)，以消除固定膠的內(nèi)應(yīng)力。最后將傳感器結(jié)構(gòu)承載件從加溫爐中取出，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件就為一個(gè)半導(dǎo)體硅應(yīng)變片傳感器。實(shí)踐證明，利用以上微溶技術(shù)方案制造出的半導(dǎo)體硅應(yīng)變片傳感器不僅具有精度高、性能佳、一致性好和可靠性高的特點(diǎn)，而且成品率也較高、有利于大批量工業(yè)生產(chǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)從刻制有應(yīng)變片的母盤中分離出應(yīng)變片；(2)在用于支撐應(yīng)變片的應(yīng)變片傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂印用于固定應(yīng)變片的固定膠；(3)將應(yīng)變片對(duì)正放置于固定膠上；(4)將固定膠加溫熔化，使應(yīng)變片沉入熔化的固定膠至設(shè)定的深度，待固定膠冷卻后， 應(yīng)變片就永久地固定于傳感器結(jié)構(gòu)承載件上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于在步驟(1)中，所述母盤為硅晶圓片，所述應(yīng)變片刻制于硅晶圓片的正面，用腐蝕劑腐蝕硅晶圓片的反面，將硅晶圓片中除應(yīng)變片外的其余部分腐蝕掉，從硅晶圓片中分離出應(yīng)變片。
3.如權(quán)利要求2所述的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于掩蓋住硅晶圓片的正面，腐蝕其反面直到應(yīng)變片從硅晶圓片中分離出來。
4.如權(quán)利要求1所述的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于在步驟O)中，所述傳感器結(jié)構(gòu)承載件上設(shè)有相對(duì)為一平面的壓力薄膜，所述固定膠涂覆于壓力薄膜上。
5.如權(quán)利要求4所述的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于在步驟( 之前還可以有步驟A，在步驟A中，加工處理壓力薄膜，得到適合微熔的表面。
6.如權(quán)利要求4所述的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于在步驟O)中，用機(jī)械或手動(dòng)的方式將固定膠涂印于壓力薄膜上。
7.如權(quán)利要求1所述的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于在步驟(3)中，先將應(yīng)變片和固定膠中至少之一涂上粘膠，后將應(yīng)變片粘貼到固定膠上的指定位置，粘貼時(shí)使用顯微鏡或視覺系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，其特征在于在步驟(4)之后，還有一步驟B，在步驟B中，將粘貼有應(yīng)變片的傳感器結(jié)構(gòu)承載件放入加溫爐加熱至200 300°C，保持加溫爐中的溫度5 20小時(shí)，以改善傳感器微熔元件的穩(wěn)定性以及消除固定膠的內(nèi)應(yīng)力。
全文摘要
本發(fā)明適用于應(yīng)變片傳感器制造方法領(lǐng)域，提供了一種使用微熔技術(shù)制造應(yīng)變片傳感器的方法，包括以下步驟(1)從刻制有應(yīng)變片的母盤中分離出應(yīng)變片；(2)在用于支撐應(yīng)變片傳感器的應(yīng)變片傳感器結(jié)構(gòu)承載件上涂印用于固定應(yīng)變片的固定膠；(3)將應(yīng)變片對(duì)正放置于固定膠上；(4)將固定膠加溫熔化，應(yīng)變片沉入熔化的固定膠至設(shè)定的深度，待固定膠冷卻后，應(yīng)變片就永久地固定于傳感器結(jié)構(gòu)承載件上。由于將應(yīng)變片從母盤上分離出來粘貼到涂印有固定膠的傳感器結(jié)構(gòu)承載件上，并將應(yīng)變片粘貼到固定膠上的指定位置，通過融化固定膠，應(yīng)變片沉入熔化的固定膠之中，待固定膠冷卻后，應(yīng)變片就穩(wěn)固粘接于固定膠之上。
文檔編號(hào)C23F1/24GK102221326SQ20101015079
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
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