[發明專利]一種硅基雙島結構石英梁諧振式微壓力傳感器

有效

• 申請號: 201310016227.0
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103105248A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 趙玉龍;程榮俊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10;G01L9/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種硅基雙島結構石英梁諧振式微壓力傳感器，包括殼體（1），其特征在于：殼體（1）的空腔與殼體（1）上底部的壓力孔（9）連通，壓力孔（9）與大氣相通，殼體（1）空腔內配置有傳感器芯片和兩個電極引腳（10），傳感器芯片由上至下依次是石英梁（5）、硅基底（7）和玻璃基底（8），玻璃基底（8）與殼體（1）的空腔底部用環氧樹脂膠粘接，并且玻璃基底（8）的進氣孔（8-3）與壓力孔（9）對正，硅基底（7）與玻璃基底（8）通過粘接或靜電鍵合封接在一起，石英梁（5）兩端基座粘接在硅基底（7）對應的凸臺上，石英梁（5）基座上的壓焊塊（5-5）、（5-6）和兩電極引腳（10）通過超聲熱壓焊用金絲（6）連接在一起，壓環（3）和殼體（1）上部通過螺紋連接固定在一起，連接處設有彈性密封圈（2），壓環（3）上的螺紋孔（4）與殼體（1）的空腔相連通；

所述的硅基底（7）正面經過ICP刻蝕形成“工”字型凹槽（7-3）和兩個相同的第一矩形凹槽（7-4）、第二矩形凹槽（7-5），正面未被刻蝕區域形成了兩個矩形粘接凸臺（7-1）和（7-2），第一矩形粘接凸臺（7-1）上制作了第一對準標記（7-6）和第二對準標記（7-7），第二矩形粘接凸臺（7-2）上制作了第三對準標記（7-8）和第四對準標記（7-9），硅基底（7）的背面腐蝕凹腔形成第一硅島（7-10）和第二硅島（7-11），經正面和背面腐蝕后，硅基底（7）上的“工”字型凹槽（7-3）所對應的區域即構成壓力敏感膜（7-12）。

2.根據權利要求1所述的一種硅基雙島結構石英梁諧振式微壓力傳感器，其特征在于：所述的石英梁（5）由兩端的基座（5-1）、（5-2）和中間腐蝕了矩形凹槽的兩根單梁（5-3）、（5-4）構成，第一基座（5-1）上表面覆蓋有第一壓焊塊（5-5），第二基座（5-2）上表面覆蓋有第二壓焊塊（5-6），第一單梁（5-3）和第二單梁（5-4）的四周均覆蓋有電極，并且電極分別與第一壓焊塊（5-5）和第二壓焊塊（5-6）連通，第一基座（5-1）、第二基座（5-2）、第一單梁（5-3）和第二單梁（5-4）的材料均為石英晶體，第一壓焊塊（5-5）、第二壓焊塊（5-6）以及電極的材料為均為金或銀，石英梁（5）的厚度為80~200μm。

3.根據權利要求1所述的一種硅基雙島結構石英梁諧振式微壓力傳感器，其特征在于：所述的“工”字型凹槽（7-3）和兩個矩形凹槽（7-4）、（7-5）的刻蝕深度為60~100μm，且刻蝕深度相同。

4.根據權利要求1所述的一種硅基雙島結構石英梁諧振式微壓力傳感器，其特征在于：所述的壓力敏感膜（7-12）的厚度為30~60μm。

5.根據權利要求1所述的一種硅基雙島結構石英梁諧振式微壓力傳感器，其特征在于：所述的四個對準標記（7-6）、（7-7）、（7-8）和（7-9）尺寸相同，寬度為15~40μm。

6.根據權利要求1所述的一種硅基雙島結構石英梁諧振式微壓力傳感器，其特征在于：所述的玻璃基底（8）中心加工了一進氣孔（8-3），直徑為φ0.5mm~φ1mm，正面刻蝕了兩個方形凹槽（8-1）、（8-2），分別與硅基底（7）上的兩個硅島（7-10）、（7-11）對正，兩個凹槽尺寸相同，刻蝕深度為30~50μm。