[發明專利]基于轉印技術的微納薄膜壓力傳感器及其制備方法

無效

• 申請號: 201110380360.5
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102494832A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李策;楊邦朝;陳信琦
• 申請（專利權）人: 李策;楊邦朝;陳信琦
• 主分類號: G01L9/04
• 分類號: G01L9/04
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(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)、轉接環(2)、管座(3)、管帽(4)、內引線(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芯片，其特征在于，所述單個芯片進一步包括：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)的晶圓上的轉印介質(15)。

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

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

4.如權利要求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信號調理電路，所述電路安裝在所述轉接環上，將所述傳感器的輸出轉化成0～5VDC、1～5VDC以及4～20mADC中的一種標準信號輸出。

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外延方法生長一層壓敏電阻層，然后采用光刻工藝按設計圖形形成壓敏電阻；

3)采用金屬化工藝按設計圖制作金屬電極；

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印介質，烘干后進行切割形成帶有犧牲襯底的單個芯片；

5)提供器件襯底，將所述單個芯片倒扣在所述器件襯底的上表面上，對準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芯片上的犧牲襯底及絕緣層，形成傳感組件；

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

7)采用壓焊工藝用內引線將所述金屬電極與所述轉接環實現電氣聯接，再將輸出電纜焊接在所述轉接環上；

8)輸出電纜穿過管帽，再將所述管帽與所述管座對準進行焊接；

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所述管帽密封，完成傳感器的制作。

7.如權利要求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、二個電阻構成惠斯通電橋的半橋以及四個電阻構成惠斯通電橋的全橋中的一種。

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

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