专利名称：多功能扩散硅压力传感器的制作方法
技术领域：
所属领域本实用新型涉及传感器制造技术领域，是一种多参数扩散硅压力传感器。
背景技术：
多功能扩散硅压力传感器是工业智能差压变送器的核心部件，是自动化控制系统和信息系统的前端器件，是过程控制自动化、智能化和信息化的关键基础部件。目前的扩散硅传感器技术，结合计算机能够从数字运算上解决传感器的静压补偿，温度补偿问题，改变了以前静压无法补偿、仅靠工艺解决以及温度补偿仅靠硬件电路的局面，显著提高了传感器的测量精度，已达到0.1％和0.075％；并且增加了传感器输出的信息量，实现了传感器的智能化，这也是国际传感技术发展的方向。
国际上传感器的智能化始于八十年代，首先是由美国霍尼威尔公司推出的ST3000型传感器。此后，国际上各大公司纷纷研制多功能传感器，如美国Rosemount公司等。随着我国工业过程控制技术的智能化发展，工业控制仪表对多功能传感器的年需求量持续增长。但是国外对传感器制造技术进行垄断，使技术密集、性能先进的高档多功能传感器几乎是国外产品的独霸天下，牵制和影响了我国工业自动化仪表的发展。
新型内容本实用新型的目的是提供一种多功能扩散硅压力传感器，它是能够用同时测得的静压和温度参数修正被测环境差压输出信号的OEM型传感器。
多功能扩散硅压力传感器，以硅敏感芯片7为基底，在其正面有两个惠斯登电桥1、2和一个感温电阻3，其特征在于在芯片7的背面、与其正面两个惠斯登电桥相对应的位置为敏感膜片4和敏感膜片5，将膜片4、5与玻璃8上面相对、玻璃8下面与导压管9相对，把芯片7、玻璃8和导压管9静电封接在一起；导压管9末端与基座11焊接；硅铝丝6将敏感芯片7的电桥1、2和感温电阻3与基座11上的引线10相连，采用全固态封装在壳体内。
差压敏感惠斯登电桥1可检测硅敏感芯片7正面与背面的压力差；静压敏感惠斯登电桥2只能检测硅敏感芯片正面所受压力；温度敏感电阻3可检测传感器所处环境的温度。
本设计的扩散硅压力传感器是一种多用途新型OEM型传感器，它采用微电子和微机械加工融合技术在面积为3.5×4.0mm2的硅片上将差压敏感元件、静压敏感元件、温度敏感元件集成为一体、并将其封装在专用基座中。采用静电封接技术使敏感芯片与基座实现了全固态连接，易于大批量生产，一致性、重复性好。该传感器经过再次装配成差压传感器，能够同时测量现场中的差压、静压、温度的变化，静压和温度的测量数据可修正被测环境的差压输出信号，从而可提高了变送器的精度。


图1是本设计多功能扩散硅压力传感器敏感芯片7的正面俯视图图2是本设计多功能扩散硅压力传感器敏感芯片7的结构示意图。
图3是本设计多功能扩散硅压力传感器的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型多功能扩散硅压力传感器，以双面抛光的N型硅单晶片敏感芯片7作衬底，其特征是采用微电子和微机械加工融合技术在硅单晶片的正面特定区域由离子注入硼形成P型差压敏感电桥1、静压敏感电桥2和感温电阻3，使之集成在面积为3.5×4.0mm2的硅片7正面上，见图1；在硅单晶片的背面、与正面两个惠斯登电桥相对应的区域腐蚀出两个杯底薄厚不等的硅杯，即杯底膜片薄的为差压敏感膜片4、杯底膜片厚的为静压敏感膜片5；见图2；将硅敏感芯片7的背面与有中心孔的双抛玻璃8上面进行静电封接，其中玻璃8的孔与硅敏感芯片7背面的差压敏感膜片4对准，静压敏感膜片5被玻璃8上面无孔区域封死，再将玻璃8的背面与导压管9大径相对、玻璃8的孔与导压管9的导压孔对准，将芯片7、玻璃8和导压管9用静电封接固定在一起，并将其从基座11的大径端置入，见图3；将导压管9的尾端与基座11进行氩弧焊，通过超声压焊用硅铝丝6将差压敏感电桥1、静压敏感电桥2和温度敏感元件3与基座引线10相连，形成完整的全固态封装的多功能扩散硅压力传感器。
上述基座11为管状件，其外径有三种尺寸的圆台，其中等尺寸的圆台内有与之垂直、轴向设置的引线10；基座11内径有两种尺寸，其小径端大于导压管9的尾端。
权利要求1.多功能扩散硅压力传感器，以硅敏感芯片7为基底，在其正面两个惠斯登电桥(1)、(2)和一个感温电阻(3)，其特征在于在芯片(7)的背面、与其正面两个惠斯登电桥相对应的位置为敏感膜片(4)、敏感膜片(5)，将膜片(4)、(5)与玻璃(8)上面相对、玻璃(8)下面与导压管(9)相对，将芯片(7)、玻璃(8)和导压管(9)静电封接在一起；导压管(9)末端与基座(11)焊接；硅铝丝(6)将敏感芯片(7)正面的电桥(1)、(2)和感温电阻(3)与基座(11)上的引线(10)相连，采用全固态封装在壳体内。
2.根据权利要求1所述的多功能扩散硅压力传感器，其特征是硅敏感芯片(7)的背面、在与正面电桥区域相对应的部位有两个硅杯底形成的厚度不等的膜片，薄的是敏感膜片(4)、厚的是敏感膜片(5)。
3.根据权利要求1所述的多功能扩散硅压力传感器，其特征是玻璃(8)上面的孔与硅敏感芯片(7)背面的差压膜片(4)对准，静压膜片(5)处于玻璃(8)上面的无孔区域；玻璃(8)下面的孔与导压管(9)的导压孔对准。
4.根据权利要求1所述的多功能扩散硅压力传感器，其特征是基座(11)为管状件，其外径有三种尺寸的圆台，其中等尺寸的圆台内有与之垂直、轴向设置的引线(10)；基座(11)内径有两种尺寸，其小径端大于导压管(9)的尾端。
专利摘要多功能扩散硅压力传感器，以硅敏感芯片7为基底，在其正面两个惠斯登电桥1、2和一个感温电阻3，其特征在于在芯片7的背面、与其正面两个惠斯登电桥相对应的位置为敏感膜片4、敏感膜片5，与玻璃8上面相对、玻璃8下面与导压管9相对，静电封接在一起；导压管9末端与基座11焊接；硅铝丝6将芯片7正面的元件与基座11上的引线10相连，采用全固态封装在壳体内。本设计是一种多用途新型OEM型传感器，它在面积为3.5×4.0mm
文档编号G01L9/00GK2681108SQ0328471
公开日2005年2月23日 申请日期2003年9月16日 优先权日2003年9月16日
发明者唐慧, 张治国, 陈信琦, 郑东明, 刘宏伟, 孙海玮 申请人:沈阳仪表科学研究院