[發明專利]一種使用微熔技術制造應變片傳感器的方法

有效

• 申請號: 201010150793.7
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN102221326A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 楚湯姆;李浩然;胡德強;戴蒙·杰滿通;許占豪
• 申請（專利權）人: 精量電子(深圳)有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;C23F1/24
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于應變片傳感器制造領域，尤其涉及一種使用微熔技術制造應變片傳感器的方法。

背景技術

應變片的工作原理是當外部環境有力、光、溫度、濕度等因素影響應變片時，會引起應變片的電阻、電感、電容等的變化，產生相應的電學輸出，從而對外部環境的變化進行精確的測量。

在現實中，應用較廣泛的應變片主要是由壓阻式應變傳感材料制成，被稱為應變片壓力傳感器，其主要工作原理是：被測壓力壓到粘貼有壓阻式應變傳感材料的膜片、彈性梁或應變管上并使之產生變形，由壓阻式應變傳感材料組成的電橋會有不平衡電壓輸出，該電壓與作用在傳感器上的被測壓力成正比，因此，可通過測量輸出電壓的變化達到對被測壓力的精確測量。另外，應變片壓力傳感器具有精度高、體積小、重量輕、測量范圍寬、固有頻率高、動態響應快等優點的同時，還具有耐振動、抗沖擊性能良好的特點，適用于測量超高壓力、快速變化或巨大脈動的壓力、加速度，廣泛應用于壓力測量儀器、汽車電子、航空產品等領域。當前，應變片壓力傳感器的制造方法一般是先用機械方法從母盤上切割出應變片，后由工人手工用環氧樹脂將應變片粘貼到壓力薄膜上。由于應變片較小且極薄，完全依靠工人憑經驗操作難以利用機械方法準確地將應變片從母盤中切割出來，同時也很難將應變片準確的粘貼到壓力薄膜上的指定位置；因為應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操作失誤，工人的任何操作失誤也會對應變片壓力傳感器的質量產生直接影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微熔半導體硅應變片傳感器的制造方法，旨在解決現有應變片壓力傳感器制造方法制造出的應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。

本發明是這樣實現的，一種使用微熔技術制造應變片傳感器的方法，包括以下步驟：

(1)從刻制有應變片的母盤中分離出應變片；

(2)在用于支撐應變片的應變片傳感器結構承載件上涂印用于固定應變片的固定膠；

(3)將應變片對正放置于固定膠上；

(4)將固定膠加溫熔化，使應變片沉入熔化的固定膠至設定的深度，待固定膠冷卻后，應變片就永久地固定于傳感器結構承載件上。

其中，在步驟(1)中，所述母盤為硅晶圓片，所述應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，將硅晶圓片中除應變片外的其余部分腐蝕掉，從硅晶圓片中分離出應變片。

其中，掩蓋住硅晶圓片的正面，腐蝕其反面直到應變片從硅晶圓片中分離出來。

其中，在步驟(2)中，所述傳感器結構承載件上設有相對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(2)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(2)中，用機械或手動的方式將固定膠涂印于壓力薄膜上。

其中，在步驟(3)中，先將應變片或固定膠中至少之一涂上粘膠，后將應變片粘貼到固定膠上的指定位置，粘貼時使用顯微鏡或視覺系統。

其中，在步驟(4)之后，還有一步驟B，在步驟B中，先將粘貼有應變片的傳感器結構承載件放入加溫爐加熱至200～300℃，保持加溫爐中的溫度5～20小時，以改善傳感器微熔元件的穩定性以及消除固定膠的內應力。

采用以上技術方案后，由于將應變片從母盤上分離出來粘貼到涂印有固定膠的傳感器結構承載件上，采用顯微鏡進行操作，確保應變片粘貼到固定膠上的指定位置；通過融化固定膠，應變片沉入熔化的固定膠之中，待固定膠冷卻后，應變片就穩固粘接于固定膠之上。與現有技術相比，本技術方案中傳感器結構承載件上涂有一層固定膠，通過熔化固定膠使應變片與固定膠穩固粘接在一起；克服了現有技術中工人手工逐一用環氧樹脂將應變片粘貼到傳感器金屬結構上，所生產出的應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。實踐也證明了利用本技術方案制造出的應變片傳感器不僅具有精度高、性能穩定、一致性好和可靠性高的特點，而且成品率也較高，也有利于大批量的工業生產。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的從母盤分離應變片步驟中的第一示意圖。

圖2是本發明實施例提供的從母盤分離應變片步驟中的第二示意圖。

圖3是本發明實施例提供的從母盤分離應變片步驟中的第三示意圖。

圖4是本發明實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。