[發(fā)明專利]基于轉(zhuǎn)印技術(shù)的微納薄膜壓力傳感器及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110380360.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102494832A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李策;楊邦朝;陳信琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李策;楊邦朝;陳信琦
• 主分類號(hào): G01L9/04
• 分類號(hào): G01L9/04
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

1.一種微納薄膜壓力傳感器，所述傳感器包括傳感組件(1)、轉(zhuǎn)接環(huán)(2)、管座(3)、管帽(4)、內(nèi)引線(5)、緊固件(6)、密封圈(7)、輸出電纜(8)以及引壓口(9)，所述傳感組件(1)包括器件襯底(16)以及倒扣在其上表面上的單個(gè)芯片，其特征在于，所述單個(gè)芯片進(jìn)一步包括：壓敏電阻(14)；形成在壓敏電阻(14)的兩端的金屬電極(13)；以及涂覆在所述壓敏電阻(14)及金屬電極(13)的晶圓上的轉(zhuǎn)印介質(zhì)(15)。

2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述壓敏電阻(14)為單電阻、二個(gè)電阻構(gòu)成惠斯通電橋的半橋或四個(gè)電阻構(gòu)成惠斯通電橋的全橋中的一種。

3.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)印介質(zhì)(15)為苯并環(huán)丁烯BCD或光刻膠SU-8。

4.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述器件襯底(16)作為彈性膜片為金屬襯底或其他材料。

5.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述在所述傳感器上連接后續(xù)信號(hào)調(diào)理電路，所述電路安裝在所述轉(zhuǎn)接環(huán)上，將所述傳感器的輸出轉(zhuǎn)化成0～5VDC、1～5VDC以及4～20mADC中的一種標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。

6.一種微納薄膜壓力傳感器的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)在犧牲襯底上生長(zhǎng)一層絕緣層，所述犧牲襯底的材料為單晶硅、多晶硅或其他材料，所述絕緣層的材料為二氧化硅作或其他絕緣材料；

2)在所述絕緣層上通過(guò)外延方法生長(zhǎng)一層壓敏電阻層，然后采用光刻工藝按設(shè)計(jì)圖形形成壓敏電阻；

3)采用金屬化工藝按設(shè)計(jì)圖制作金屬電極；

4)在制備好的所述壓敏電阻及所述金屬電極的晶圓上涂敷轉(zhuǎn)印介質(zhì)，烘干后進(jìn)行切割形成帶有犧牲襯底的單個(gè)芯片；

5)提供器件襯底，將所述單個(gè)芯片倒扣在所述器件襯底的上表面上，對(duì)準(zhǔn)所述器件襯底的上表面采用加溫及加壓使兩者牢固的鍵合在一起，然后采用腐蝕方法去除所述單個(gè)芯片上的犧牲襯底及絕緣層，形成傳感組件；

6)提供轉(zhuǎn)接環(huán)，在所述傳感組件上粘貼轉(zhuǎn)接環(huán)，固化后將其安裝在管座的安裝槽內(nèi)，再用儲(chǔ)能焊接機(jī)將器件襯底的下表面與管座牢固的焊接在一起；

7)采用壓焊工藝用內(nèi)引線將所述金屬電極與所述轉(zhuǎn)接環(huán)實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)接，再將輸出電纜焊接在所述轉(zhuǎn)接環(huán)上；

8)輸出電纜穿過(guò)管帽，再將所述管帽與所述管座對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行焊接；

9)在所述輸出電纜上套入密封圈及緊固件，旋緊緊固件使所述密封圈對(duì)所述管帽密封，完成傳感器的制作。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在步驟2)中，所述壓敏電阻層的厚度為100nm～1000nm，所述壓敏電阻為單電阻、二個(gè)電阻構(gòu)成惠斯通電橋的半橋以及四個(gè)電阻構(gòu)成惠斯通電橋的全橋中的一種。

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在步驟4)中，所述轉(zhuǎn)印介質(zhì)為苯并環(huán)丁烯BCD或光刻膠SU-8，厚度為3μm～6μm。

9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在步驟5)中，所述器件襯底作為彈性膜片為金屬襯底或其他材料。

10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在步驟7)中，所述內(nèi)引線為金絲或硅鋁絲。