[發(fā)明專(zhuān)利]敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器及其加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910527313.5
• 申請(qǐng)日: 2019-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110207864B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李以貴;金敏慧;王歡;張成功;王潔;蔡金東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/18
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

1.一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器，包括敏感膜，該敏感膜包括中心板(5)、連接于所述中心板(5)四周的懸臂梁、設(shè)于所述懸臂梁(4)上的壓敏電阻(2)，金屬引線將所述壓敏電阻相互連接形成惠斯登電橋；其特征在于，

還包括與所述中心板(5)一體連接的傳力導(dǎo)桿(1)；

所述懸臂梁(4)包括與所述中心板(5)邊緣平行的承載梁(41)和連接于所述承載梁和中心板(5)之間的連接梁(42)；所述壓敏電阻(2)設(shè)于所述承載梁上并與連接梁(42)相對(duì)設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器，其特征在于，所述傳力導(dǎo)桿(1)結(jié)構(gòu)為圓柱形結(jié)構(gòu)或方形結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器，其特征在于，每個(gè)承載梁上分別設(shè)有兩個(gè)壓敏電阻(2)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器，其特征在于，所述承載梁(41)上設(shè)有與所述壓敏電阻(2)位置匹配的接觸孔(3)，金屬引線與所述壓敏電阻(2)在所述接觸孔(3)內(nèi)形成歐姆接觸。

5.一種如權(quán)利要求1所述的敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

壓敏電阻(2)加工：提供SOI硅片作為基板，在所述SOI硅片的正面單晶硅上加工出一層二氧化硅薄膜，并除去該二氧化硅薄膜上壓敏電阻(2)區(qū)的二氧化硅薄膜，對(duì)所述正面單晶硅頂部的壓敏電阻(2)區(qū)注入硼離子，獲得P型壓敏電阻；

金屬引線加工：在所述二氧化硅薄膜上開(kāi)設(shè)接觸孔(3)，利用金屬引線版在所述二氧化硅薄膜上配置金屬引線，該金屬引線與所述壓敏電阻(2)在所述接觸孔(3)內(nèi)形成歐姆接觸，并組成惠斯登電橋；

通過(guò)深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在所述SOI硅片的正面單晶硅進(jìn)行刻蝕，以二氧化硅層為刻蝕停止層，在所述正面單晶硅形成中心板(5)和懸臂梁(4)結(jié)構(gòu)；

通過(guò)深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)在所述SOI硅片的背面單晶硅刻蝕，以二氧化硅層為刻蝕停止層，在所述背面單晶硅層形成傳力導(dǎo)桿(1)結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器的加工方法，其特征在于，刻蝕所述SOI硅片的背面單晶硅時(shí)，先在所述SOI硅片的背面單晶上制備金屬鋁層，再對(duì)所述背面單晶進(jìn)行刻蝕。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器的加工方法，其特征在于，所述SOI硅片的厚度為500～2000μm；所述SOI硅片的正面單晶硅厚度為30～100μm；所述SOI硅片的背面單晶硅厚度為400～1000μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器的加工方法，其特征在于，所述SOI硅片的單晶硅為N型單晶硅。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種敏感膜和傳力導(dǎo)桿一體化的微力傳感器的加工方法，其特征在于，所述金屬引線的材質(zhì)為鋁。