專利名稱：微型動態(tài)壓阻壓力傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型動態(tài)壓阻壓力傳感器及其制造方法，特別涉及一種基于 MEMS (Micro Electro Mechanical System)硅體微機械加工技術(shù)的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器及其制造方法，特別適用于空氣動力學(xué)試驗(俗稱風(fēng)洞試驗)中的動態(tài)壓力測量。
背景技術(shù)：
MEMS (Micro Electro Mechanical System)技術(shù)的硅體微機械加工技術(shù)用于壓阻壓力傳感器的制作始于20世紀70年代后期，利用硅的壓阻效應(yīng)，用平面集成電路工藝在硅片上一定晶向，一定位置用氧化擴散或離子注入摻雜、光刻等方法制作成的應(yīng)變檢測壓敏電阻，并互連構(gòu)成測試惠斯頓應(yīng)變電橋。用雙面對準光刻，硅的各向異性腐蝕等硅三維加工工藝，把襯底硅片制作成周邊固支的力敏薄膜結(jié)構(gòu)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械研磨加工硅杯工藝。這種用上述硅體微機械加工工藝制作的硅壓阻壓力傳感器在保持了硅壓阻壓力傳感器低量程、高靈敏度優(yōu)點的同時，縮小了芯片尺寸，從而使傳感器的外形尺寸縮小到Φ 12mm 以下。80年代至90年代，美國Kulite公司、Endevco公司等利用這種技術(shù)，制作了外徑 Φ 2mm- Φ 5mm的各種微型壓阻壓力傳感器，將它們大量用于空氣動力學(xué)試驗中。為了盡量減小尺寸，Kulite公司采用了 C型平膜力敏結(jié)構(gòu)；為了提高低量程下的線性度及頻響，Endevco公司采用了雙島膜結(jié)構(gòu)，它們都有各自的優(yōu)點和缺點。為了實現(xiàn)微型封裝和內(nèi)引線轉(zhuǎn)接，他們都采用了各自不同的內(nèi)部轉(zhuǎn)換件結(jié)構(gòu)。用于空氣動力學(xué)研究時，一般要求傳感器有高的動態(tài)頻響，小的芯片尺寸是取得高的動態(tài)頻響第一要考慮的，第二要考慮的是傳感器的封裝不能形成管腔，必須壓力敏感膜片直接面對迎向壓力。Kulite公司的微型傳感器的芯片有小的徑向尺寸，因此固有頻率本是高的，但由于要正面迎接介質(zhì)，而介質(zhì)灰塵的影響，光照效應(yīng)的影響，使得Kulite封裝產(chǎn)品時不得不在硅片正面的前方擋上一個用激光打有陣列孔的薄帽罩，而且為通氣但又要防灰塵粒子高速撞擊到最薄弱、易擊穿擊破的薄膜中心處，這些陣列孔通常被稱為M型或S 型分布于薄膜邊沿外沿區(qū)，這種防護是要嚴重影響使用動態(tài)頻響的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于MEMS技術(shù)的能用于空氣動力學(xué)測試的具有低量程、高靈敏、強抗干擾、風(fēng)洞試驗測試動態(tài)性能優(yōu)良的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器及其制造方法。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種微型動態(tài)壓阻壓力傳感器的制造方法，包括以下步驟1)用MEMS硅體微機械加工方法制造微型壓力敏感芯片，該壓力敏感芯片為微型E 型硅杯力敏結(jié)構(gòu)；2)該壓力敏感芯片背面用靜電鍵合工藝與光學(xué)拋光的Pyrex或GG-17玻璃環(huán)片焊接在一起，形成壓力敏感組件，以加強該芯片的耐封裝強度；3)該壓力敏感組件的玻璃環(huán)裸露面用硅橡膠粘接劑粘接在外周面設(shè)有多條花鍵槽的瓷管上端面，該花鍵槽內(nèi)設(shè)有焙銀電極；4)該壓力敏感組件的力敏惠斯頓電橋的電引出是在該芯片正面內(nèi)壓焊點用金絲球焊機焊上金絲內(nèi)引線，將該金絲內(nèi)引線的另一端用微型焊機焊接到該焙銀電極的上端；5)用微型焊機將外引線焊接到該焙銀電極的下端，實現(xiàn)引線轉(zhuǎn)接引出；6)將帶有花鍵槽瓷管的壓力敏感組件裝入作為傳感器外管的薄壁不銹鋼管或可伐合金管內(nèi)，用環(huán)氧粘合劑或硅橡膠粘合劑將該瓷管與該傳感器外管密封粘合；7)該傳感器外管頂端用激光焊接方法焊接一個頂蓋，對應(yīng)該壓力敏感芯片正面上方的該頂蓋中心部設(shè)有一個小孔；8)將引出該外引線的微型電纜和連通該壓力敏感芯片的背壓腔、實現(xiàn)與該傳感器表壓平衡的微型可伐導(dǎo)氣管用注塑元件固定，再用環(huán)氧樹脂膠粘結(jié)到該傳感器外管底端；所述壓力敏感芯片正面覆蓋有SiO2層和Si3N4層而背面由該芯片邊緣硬框圍成的薄膜部分和該薄膜中心留有的中心島部分組成，該中心島覆蓋有SiO2層，該邊緣硬框覆蓋有SiA層和Si3N4層，該薄膜裸露硅層，該壓力敏感芯片正面對應(yīng)E型中心島的部分有真空鍍膜或濺射的金屬化鋁層覆蓋；所述壓力敏感芯片為1. 5X1. 5mm，薄膜為1. 0X1. Omm,中心島為0. 7X0. 7mm，該芯片對角線為小于2. 0mm，該Pyrex或GG-17玻璃環(huán)直徑Φ 2. 5 Φ 2. 8mm，內(nèi)孔Φ 0.5 Φ0. 8mm,厚度1 2mm，該芯片上方距離該頂蓋小于0. 5mm，該頂蓋中心部的小孔為 Φ0. 6 Φ0.8mm，該花鍵槽瓷管外徑為Φ2. 5_2. 8mm，內(nèi)孔Φ0. 5_lmm，該瓷管外周面設(shè)有 4-5條鍵槽，槽寬0. 5 0. 6mm,槽深0. 4 0. 6mm,該傳感器外管的外徑Φ 3 Φ 3. 5_，內(nèi) @ Φ 2. 4 ~ Φ 3mm。作為本發(fā)明所述的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器制造方法的進一步改進該壓力敏感組件和該花鍵瓷管間膠結(jié)的粘結(jié)劑，在該傳感器量程小于600Kpa時用硅橡膠粘結(jié)劑，量程大于IMI^a用橡膠改性環(huán)氧粘結(jié)劑。一種用所述的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器制造方法所制造的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器，1)兩面分別覆蓋SiO2層和Si3N4層的微型E型硅杯力敏結(jié)構(gòu)設(shè)計的壓力敏感芯片背面由該芯片邊緣硬框圍成的薄膜部分和該薄膜中心留有的中心島部分組成，該中心島覆蓋有SiO2層，該邊緣硬框覆蓋有SiA層和Si3N4層，該薄膜裸露硅層；2)該壓力敏感芯片背面焊接有光學(xué)拋光的Pyrex或GG-17玻璃環(huán)片，形成壓力敏感組件；3)該壓力敏感組件的玻璃環(huán)裸露面粘接到外周面設(shè)有多條花鍵槽的瓷管上端面， 該花鍵槽內(nèi)設(shè)有焙銀電極；4)該壓力敏感組件的力敏惠斯頓電橋的電引出是在該芯片正面內(nèi)壓焊點用金絲球焊機焊上金絲內(nèi)引線，將該金絲內(nèi)引線的另一端用微型焊機焊接到該焙銀電極的上端；5)該花鍵槽下端的焊點焊接到外引線，實現(xiàn)引線轉(zhuǎn)接引出；6)帶有花鍵槽瓷管的該壓力敏感組件裝入作為傳感器外管的薄壁不銹鋼管或可伐合金管內(nèi)，該瓷管與該傳感器外管密封粘合；
7)該傳感器外管頂端焊接一個頂蓋，對應(yīng)該壓力敏感芯片正面上方的該頂蓋中心部設(shè)有一個小孔；8)將引出該外引線的微型電纜和連通該壓力敏感芯片的背壓腔、實現(xiàn)與該傳感器表壓平衡的微型可伐導(dǎo)氣管固定于注塑元件，該注塑元件密封粘結(jié)到該傳感器外管底端；所述該壓力敏感芯片正面對應(yīng)E型中心島的部分覆蓋有金屬化鋁層；所述壓力敏感芯片尺寸為1.5X1. 5mm，薄膜尺寸為1. OX 1. 0mm，中心島尺寸為 0. 7X0. 7mm,該芯片對角線尺寸為小于2. Omm,該Pyrex或GG-17玻璃環(huán)直徑Φ 2. 5 Φ 2. 8mm,內(nèi)孔Φ0. 5 Φ0. 8mm，厚度1 2mm的上，該芯片上方距離該頂蓋小于0. 5mm, 該頂蓋中心部之小孔尺寸為Φ0.6 Φ0.8mm，該花鍵槽瓷管外徑為Φ2. 5_2. 8mm，內(nèi)孔 Φ 0. 5-lm,該瓷管外周面設(shè)有4-5條鍵槽，槽寬0. 5 0. 6mm,槽深0. 4 0. 6mm,該傳感器外管的外徑Φ 3 Φ 3. 5mm,內(nèi)徑Φ 2. 4 Φ 3mm。作為本發(fā)明所述的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器進一步改進，對應(yīng)壓力量程10、30、 50、100、400、600、IOOOPa 的薄膜厚度為 10、15、20、25、30、35、40 μ m。本發(fā)明的有益效果是1)由于該壓力敏感芯片正面離測壓面小于1mm，是典型的準齊平封裝設(shè)計，充分保證了傳感器的動態(tài)頻響特性，完全滿足空氣動力學(xué)試驗要求的響應(yīng)頻率；2)該壓力傳感器的頂蓋中心孔正對的該壓力敏感芯片相對較厚的中心島而不是薄膜部分，因而具有很優(yōu)秀的抗光干擾性且可以防護用于爆轟類試驗時飛濺塵粒的破壞性撞擊。3)該壓力敏感芯片中心島區(qū)部分的正面有真空鍍膜或濺射的金屬化鋁層覆蓋，提高了其在使用時的抗電磁干擾性能和抗光塵干擾的能力；4)采用島膜復(fù)合力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計解決了低量程靈敏度的問題；5)由于采用焙銀瓷管及導(dǎo)氣管，實現(xiàn)了該傳感器的內(nèi)外引線轉(zhuǎn)接以及背壓腔與被測環(huán)境大氣溝通或差壓的測量。


圖1是本發(fā)明涉及的覆蓋有S^2層和Si3N4層的硅片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明涉及的光刻島膜區(qū)的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明涉及的腐蝕成E型硅杯的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明涉及的摻雜形成壓力敏感電阻的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明涉及的形成檢測電橋的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明涉及的靜電鍵合硅芯片與Pyrex玻璃環(huán)、膠結(jié)玻璃環(huán)與花鍵瓷管形成敏感組件以及內(nèi)外引線轉(zhuǎn)接的示意圖；圖7是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。對圖1至圖7做如下進一步說明I-Si3N4層9-微型電纜2-Si02層10-焙銀花鍵瓷管3-膜11-金絲內(nèi)引線4-邊緣硬框12-注塑元件
5-島13-傳感器外管6-Pyrex玻璃環(huán)片14-導(dǎo)氣管7-頂蓋17-花鍵槽18-外引線
具體實施例方式采用MEMS硅體微機械加工工藝制作微型壓力敏感芯片，該芯片的單元尺寸為1.5X1. 5mm，敏感膜片的尺寸為1. 0 X 1. 0mm，膜片的中心留一島形硬心，硬心尺寸為 0. 7X0. 7mm，力敏檢測電阻分布在硬心和邊界硬框之間的薄膜上，位置按E型敏感芯片的方法設(shè)計確定。實施步驟按照如圖1至圖5所示實現(xiàn)圖1是作彈性元件的雙面拋光硅片在MEMS技術(shù)加工中先用傳統(tǒng)的熱氧化技術(shù)在兩面覆蓋1 μ m厚的SiO2層2，再用標準的LPCVD法在兩面上覆蓋3000A厚的Si3N4層1，用兩次光刻技術(shù)，刻蝕掉硅片背面相當于今后島5和膜3部位的Si3N4層及膜部位的S^2層， 保留島部位覆蓋的SiO2層。圖3是將上述硅片在KOH腐蝕液中按標準的硅體微機械加工工藝技術(shù)進行各向異性腐蝕，由于預(yù)留在島部位的SiO2層的腐蝕掩蔽作用形成島一膜復(fù)合彈性力學(xué)敏感結(jié)構(gòu)。圖4是用雙面光刻技術(shù)和離子注入摻雜技術(shù)，在島——膜復(fù)合彈性芯片的正面特定位置制作成力敏電阻全橋。上述未詳加敘述的都是標準的集成電路工藝。圖5是一個完成了上述微機械加工工藝和硅集成電路工藝的微型力敏芯片，它的單元尺寸是1.5X1. 5mm,作為彈性敏感薄膜的尺寸為1.0X1. Omm,為改善低量程下平薄膜大撓度引起的力學(xué)非線性，在膜的中心部位的小島的尺寸是0.7X0. 7mm。在圖2所述刻蝕SiO2層和Si3N4層時，在芯片單元之間的地方，硅片圖形兩面同時刻蝕出相當于V型分劃槽部位的S^2層和Si3N4層圖形。因此在圖3所述的各向異性腐蝕中，正反面的分劃槽部位各腐蝕出深度為1/3硅片厚度的V型硅槽，因十字交叉槽拐角的削角腐蝕作用，消除了正方單元芯片的對角線，減小了對角線尺寸對芯片直徑及微封裝的影響。將制作有數(shù)百單元圖形的硅大片進行劃分，形成單個邊長為1. 5mm，但四個拐角無尖接近園潤，直徑小于2mm的die。將它與直徑dΦ 2. 5 dΦ 2. 8mm,內(nèi)孔Φ0. 5 Φ0. 8mm, 厚度1 2mm的Pyrex或GG-17玻璃環(huán)片6靜電鍵合在一起，鍵合電壓1000-1200V，鍵合溫度300-320°C ；將已完成的微型壓力敏感芯片正面的內(nèi)壓焊點用金絲球焊機焊上直徑 Φ40-50μπι的金絲內(nèi)引線11 ；然后再將玻璃環(huán)片的另一面與一個最大外徑Φ2. 5-2. 8mm, 內(nèi)孔Φ0. 5-lmm的氧化鋁花鍵槽17焙銀瓷管10的一個端面粘結(jié)在一起(視量程選用不同的粘結(jié)劑)；將壓力敏感芯片的金絲內(nèi)引線另一端用微型調(diào)溫電烙鐵焊接到花鍵瓷管鍵槽焙銀電極的上端；將外引線18的微型電纜9焊接到花鍵瓷管焙銀電極的下端。如圖6所示。將上述組件裝入作為外徑Φ 3 Φ 3. 5mm，內(nèi)徑Φ 2. 4 Φ 3mm的薄壁不銹鋼管或可伐合金管內(nèi)，視產(chǎn)品量程大或小，選擇用環(huán)氧粘合劑或硅橡膠粘合劑粘合密封；將加工有Φ0. 6-Φ0. 8mm中心孔，厚度0. 2-0. 4mm的微型傳感器頂蓋7通過激光焊接的方法焊接到外徑Φ3 Φ3. 5mm的薄壁不銹鋼管或可伐合金管端面(靠近敏感芯片一端)；用可以固定外引線和導(dǎo)氣管的注塑元件固定外引線及導(dǎo)氣管并粘結(jié)到薄壁不銹鋼管或可伐合金管的另一端面(外引線引出端)；將導(dǎo)氣管粘結(jié)到瓷管背壓腔出口處，實現(xiàn)傳感器背壓腔與被測環(huán)境大氣溝通的目的。如圖7所示。本微型傳感器的量程是由微機械加工的硅力敏芯片的薄膜厚度控制的，由于薄膜中心的島狀結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中作用，它可以改善大撓度下的非線性，薄膜可以很薄，在膜厚為10 μ m時，傳感器的量程為IOKPa ；膜厚15 μ m時，傳感器量程為30KPa ；膜厚為20 μ m及 25Pm時量程為50KPa及IOOKPa ；膜厚為30 μ m時量程為400KPa ；膜厚為35 μ m時量程為 600KPa;膜厚為40μπι時量程為lOOOKPa。薄膜用各向異性腐蝕工藝與精密控厚四電極化學(xué)腐蝕裝置完成。本傳感器的敏感芯片離傳感器表面小于1mm，是典型的準齊平設(shè)計，充分保證了傳感器的動態(tài)頻響特性，IOOKPa的本傳感器經(jīng)激波管實際標定的固有頻率為250KHz，量程越大，頻響越高，可以充分滿足空氣動力學(xué)試驗的要求響應(yīng)頻率。本傳感器的進壓口為頂蓋的中心孔，它正對的是硅微芯片背面存在厚島的區(qū)域， 因此有很優(yōu)秀的抗光干擾性，抗介質(zhì)中微粒撞擊的安全性。本傳感器硅片正面接觸介質(zhì)，硅芯片中心島區(qū)部分的正面有真空鍍膜或濺射的金屬化鋁層覆蓋，提高了其在使用時的抗電磁干擾性能和抗光塵干擾的能力。本傳感器由于采用焙銀瓷管及導(dǎo)氣管，實現(xiàn)了該傳感器的內(nèi)外引線轉(zhuǎn)接以及背壓腔與被測環(huán)境大氣溝通或差壓的測量。本傳感器性能優(yōu)良、穩(wěn)定、抗干擾能力強，可用于空氣動力學(xué)試驗中的高靈敏度動態(tài)測試的用途，有著較好的市場前景。本發(fā)明產(chǎn)品的主要性能指標為；1、量程0 lOKPaJOKPaJOKPaUOOKPadOOIffajOOKPa、lOOOKPa，輸出靈敏度 15 IOOmV2、外形尺寸外徑Φ3 Φ 3. 5mm ；長度8 40mm3、精度0. 0. 5% FS4、動態(tài)頻響130 600KHz5、時間穩(wěn)定性彡0. ImV6、溫度穩(wěn)定性彡 5 X IO"4/"C · FS
權(quán)利要求
1.一種微型動態(tài)壓阻壓力傳感器的制造方法，其特征在于包括以下步驟1)用MEMS硅體微機械加工方法制造微型壓力敏感芯片，該壓力敏感芯片為微型E型硅杯力敏結(jié)構(gòu)；2)該壓力敏感芯片背面用靜電鍵合工藝與光學(xué)拋光的Pyrex或GG-17玻璃環(huán)片(6)焊接在一起，形成壓力敏感組件，以加強該芯片的耐封裝強度；3)該壓力敏感組件的玻璃環(huán)裸露面用硅橡膠粘接劑粘接在外周面設(shè)有多條花鍵槽 (7)的瓷管(10)上端面，該花鍵槽內(nèi)設(shè)有焙銀電極；4)該壓力敏感組件的力敏惠斯頓電橋的電引出是在該芯片正面內(nèi)壓焊點用金絲球焊機焊上金絲內(nèi)引線(11)，將該金絲內(nèi)引線的另一端用微型焊機焊接到該焙銀電極的上端；5)用微型焊機將外引線(18)焊接到該焙銀電極的下端，實現(xiàn)引線轉(zhuǎn)接引出；6)將帶有花鍵槽瓷管的壓力敏感組件裝入作為傳感器外管(1 的薄壁不銹鋼管或可伐合金管內(nèi)，用環(huán)氧粘合劑或硅橡膠粘合劑將該瓷管與該傳感器外管密封粘合；7)該傳感器外管頂端用激光焊接方法焊接一個頂蓋(7)，對應(yīng)該壓力敏感芯片正面上方的該頂蓋中心部設(shè)有一個小孔；8)將引出該外引線的微型電纜(9)和連通該壓力敏感芯片的背壓腔、實現(xiàn)與該傳感器表壓平衡的微型可伐導(dǎo)氣管(14)用注塑元件(1 固定，再用環(huán)氧樹脂膠粘結(jié)到該傳感器外管底端；該壓力敏感芯片正面覆蓋有SiO2層(2)和Si3N4層(1)而背面由該芯片邊緣硬框(4) 圍成的薄膜C3)部分和該薄膜中心留有的中心島( 部分組成，該中心島覆蓋有SiO2層， 該邊界硬框覆蓋有S^2層和Si3N4層，該薄膜裸露硅層，該壓力敏感芯片正面對應(yīng)E型中心島的部分有真空鍍膜或濺射的金屬化鋁層覆蓋；所述壓力敏感芯片為1. 5X1. 5mm,薄膜為1. 0X1. Omm,中心島為0. 7X0. 7mm,該芯片對角線為小于2. 0mm，用靜電鍵合工藝焊接到直徑Φ2. 5 Φ 2. 8mm，內(nèi)孔Φ0.5 Φ0. 8mm，厚度1 2mm的Pyrex或GG-17玻璃環(huán)上，該花鍵槽瓷管外徑為Φ 2. 5-2. 8mm，內(nèi)孔Φ 0. 5-lmm,該瓷管外周面設(shè)有4_5條鍵槽，槽寬0. 5 0. 6mm,槽深0. 4 0. 6mm,該傳感器外管的外徑Φ 3 Φ 3. 5mm,內(nèi)徑Φ 2. 4 Φ 3mm。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微型動態(tài)壓阻壓力傳感器的制造方法，其特征在于，該壓力敏感組件和該花鍵槽瓷管間膠結(jié)的粘結(jié)劑，在該傳感器量程小于600Kpa時用硅橡膠粘結(jié)劑，量程大于IMI^a用橡膠改性環(huán)氧粘結(jié)劑。
3.一種用權(quán)利要求1所述的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器的制造方法所制造的微型動態(tài)壓阻壓力傳感器，其特征在于，1)兩面分別覆蓋SiO2層(2)和Si3N4層(1)的微型E型硅杯力敏結(jié)構(gòu)設(shè)計的壓力敏感芯片背面由該芯片邊緣硬框(4)圍成的薄膜C3)部分和該薄膜中心留有的中心島( 部分組成，該中心島覆蓋有S^2層，該邊界硬框覆蓋有S^2層和Si3N4層，該薄膜裸露硅層；2)該壓力敏感芯片背面焊接有光學(xué)拋光的Pyrex或GG-17玻璃環(huán)片(6)，形成壓力敏感組件；3)該壓力敏感組件的玻璃環(huán)裸露面粘接到外周面設(shè)有多條花鍵槽(17)的瓷管(10)上端面，該花鍵槽內(nèi)設(shè)有焙銀電極；4)該壓力敏感組件的力敏惠斯頓電橋的電引出是在該芯片正面內(nèi)壓焊點用金絲球焊機焊上金絲內(nèi)引線(11)，將該金絲內(nèi)引線的另一端用微型焊機焊接到該焙銀電極的上端；5)該花鍵槽下端的焊點焊接到外引線(18)，實現(xiàn)引線轉(zhuǎn)接引出；6)帶有花鍵槽瓷管的該壓力敏感組件裝入作為傳感器外管(1 的薄壁不銹鋼管或可伐合金管內(nèi)，該瓷管與該傳感器外管密封粘合；7)該傳感器外管頂端焊接一個頂蓋(7)，對應(yīng)該壓力敏感芯片正面上方的該頂蓋中心部設(shè)有一個小孔；8)將引出該外引線的微型電纜(9)和連通該壓力敏感芯片的背壓腔、實現(xiàn)與該傳感器表壓平衡的微型可伐導(dǎo)氣管(14)固定于注塑元件(12)，該注塑元件密封粘結(jié)到該傳感器外管底端；所述壓力敏感芯片正面對應(yīng)E型中心島的部分覆蓋有金屬化鋁層；所述壓力敏感芯片為1. 5X1. 5mm,薄膜為1. 0X1. Omm,中心島為0. 7X0. 7mm,該芯片對角線為小于2. 0_，該Pyrex或GG-17玻璃環(huán)直徑Φ 2. 5 Φ 2. 8_，內(nèi)孔Φ 0.5 Φ 0. 8mm，厚度1 2mm，該芯片上方距離該頂蓋小于0. 5mm,該頂蓋中心部的小孔為 Φ 0.6 Φ 0.8mm，該花鍵槽瓷管外徑為Φ2. 5_2. 8mm，內(nèi)孔Φ0. 5_lmm，該瓷管外周面設(shè)有 4-5條鍵槽，槽寬0. 5 0. 6mm,槽深0. 4 0. 6mm,該傳感器外管的外徑Φ 3 Φ 3. 5_，內(nèi) @ Φ 2. 4 Φ 3mm。
4.如權(quán)利要求3所述的一種微型動態(tài)壓阻壓力傳感器，其特征在于，對應(yīng)壓力量程10、 30、50、100、400、600、1000Pa 的薄膜厚度為 10、15、20、25、30、35、40 μ m。
全文摘要
一種微型動態(tài)壓阻壓力傳感器的制造方法為用MEMS硅體微機械加工方法制造微型壓力敏感芯片，芯片為E型硅杯力敏結(jié)構(gòu)；芯片背面與Pyrex或GG-17玻璃環(huán)片焊接形成壓力敏感組件；玻璃環(huán)裸露面粘接在外周面設(shè)有花鍵槽的瓷管上端，花鍵槽設(shè)有焙銀電極；壓力敏感組件的電引出是在該芯片正面內(nèi)壓焊點焊上金絲內(nèi)引線，內(nèi)引線另一端焊接到焙銀電極上端；外引線焊接到焙銀電極下端；將壓力敏感組件裝入傳感器外管并密封粘合；傳感器外管頂端焊接頂蓋，對應(yīng)芯片的頂蓋中心設(shè)有一個小孔；引出外引線的微型電纜和連通芯片的背壓腔的微型導(dǎo)氣管用注塑元件固定，再粘結(jié)到傳感器外管底端，所制造的微型傳感器具有很強抗光和抗電磁干擾性、防護破壞性撞擊。
文檔編號B81C1/00GK102295262SQ20101021301
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者王文襄 申請人:昆山雙橋傳感器測控技術(shù)有限公司, 王文襄