[發明專利]一種小型扁平壓力傳感器的制作方法

在審

• 申請號: 201710350680.3
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN108955991A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京天創金農科技有限公司
• 主分類號: G01L9/06
• 分類號: G01L9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種小型扁平壓力傳感器的制作方法，包括傳感器的組成部件介紹及組裝制作方法。該方法解決了目前現有傳感器體積大，厚度厚的問題，可以適用于不同曲面的安裝，由于傳感器的體積小，厚度薄，使傳感器具有隨型性，而且傳感器的動態性能很好，保證測量動態數據的準確性。

技術領域

本發明涉及一種壓力傳感器的制作技術，尤其是可以保證測量不影響被測流場，保證測試數據的準確性的一種小型扁平壓力傳感器的制作方法。

背景技術

目前現有的壓力傳感器主要采用螺紋接口安裝，需要安裝的空間大，但是在空氣動力學研究中，需要對風洞試驗模型表面壓力場分布進行測試；還有一種是微型探針型傳感器，這種傳感器要求安裝的縱向深度較大，但有些模型很薄，無法用打孔安裝微型探針傳感器的應用工況。有一種扁平式傳感器芯片部分采用硅襯底，中間為靜電封接玻璃層，最上層為玻璃或陶瓷封裝層。這種封裝形式存在的問題與本專利技術相比是三層結構，多了中間的玻璃層，無法保證傳感器做得很薄，同時上層的玻璃或陶瓷與中間層的玻璃氣密性封裝存在著較大的技術難度，不易實現封裝。因此在要求壓力傳感器很小很薄，需要將極薄的壓力傳感器直接貼裝或挖淺坑埋下齊平貼裝在模型表面的情況下，現有技術無法滿足使用要求。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明專利提供一種小型扁平壓力傳感器的制作方法，可以保證測量不影響被測流場，保證測試數據的準確性。

在小型扁平壓力傳感器的芯片結構中包含敏感芯片與玻璃上蓋兩部分，其中敏感芯片由SOI材料的硅片組成，將SOI硅片加工成C形硅杯結構，其正面加工有敏感電阻、真空腔封接區域、密封閉環區域、電極引出區。玻璃上蓋上具有通過TGV（玻璃通孔技術）制作的含有導電硅柱和真空腔結構。鍵合時使玻璃上蓋的導電硅柱與敏感芯片的引出電極緊密接觸對準，使敏感芯片的敏感電阻引出到玻璃上蓋的金屬引出線上。

玻璃基座上具有與傳感器芯片對應的電極引線點以及導電溝槽，通過電極引線點使傳感器芯片與玻璃基本的導電引出溝道相連，在導電溝道的末端通過導線將壓力敏感信號引出。

通過合理的距離結構和電極引出設計，將壓力敏感芯片和玻璃基座封接到一起，利用TGV技術將傳感器芯片的電阻引出，完成小型扁平壓力傳感器的整體制作。

本發明的效益是，傳感器可以安裝在曲面和各種不同的表面，傳感器做的很小、很薄，使傳感器具有適型性，該種傳感器在進行溫度補償后受溫度影響較小，穩定性高。由于采用很薄的琉璃和SOI硅片封裝成扁平結構，產品具有很好的動態響應特性。傳感器芯片直接與帶有導電硅柱的玻璃進行鍵合，有效的減小了傳感器的厚度，使傳感器適用于風洞等要求小型、適合曲面安裝模型很薄，無法用打孔安裝微型探針傳感器工況中。

附圖說明

圖1小型扁平壓力傳感器芯片結構示意圖。

圖2小型扁平壓力傳感器的玻璃基座結構示意圖。

圖3 產品結構圖。

具體實施方式

圖1中敏感芯片：采用SOI材料，壓阻式原理感壓，背面使用KOH腐蝕液加工成需要深度的敏感膜；正面在應力最大區域制作敏感電阻，敏感電阻刻蝕到SOI材料的氧化層處，電阻與電阻之間形成完全隔離，電阻的引出電極與上蓋封接琉璃的導電硅柱位置相對應，引出電極周圍形成密閉鍵合區域，使引出電極與真空密封腔形成隔離，在敏感膜的中部是絕壓感壓腔，最外邊是閉環的封接面，保證絕壓腔與外界壓力形成隔離。