CN103926029B - 压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法 - Google Patents
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Abstract
压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，涉及一种压阻式压力传感器敏感芯片的封装方法。本发明是要解决现有的压阻式压力传感器封装敏感芯片的方法易使芯片从管座上脱离而发生故障的问题。方法：一、先在敏感芯片底面依次磁控溅射金属层；二、将敏感芯片、钎焊焊片、管座组件按从上到下依次叠放，敏感芯片的正面向上，钎焊焊片通过中间的孔穿过定位凸台，放置在敏感芯片与管座组件之间，然后采用低温钎焊技术，通过钎焊焊片将敏感芯片与管座组件固定连接。本发明采用低温钎焊技术，实现了硅压阻式压力传感器的敏感芯片与管座的刚性密封连接，从而提高了压阻式压力传感器负压测量时的可靠性和性能的稳定性。本发明用于压阻式压力传感器领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种压阻式压力传感器敏感芯片的封装方法。
背景技术
压阻式压力传感器是目前应用最为广泛的一种压力传感器，具有体积小、重量轻、工作可靠、灵敏度高特点，广泛应用在军事、石油、化工、汽车等各个领域，通过压阻效应将压力信号转变成电信号，从而实现压力的测量和自动控制的目的。压阻式压力传感器由压力敏感芯片、管座、波纹膜片等零部件组成，压力敏感芯片一般通过硅酮类胶与管座连接，由于硅酮类胶的强度较弱，在测量负压的情况下，敏感芯片受到拉力的作用，芯片易从管座上脱离或发生内部传压液体泄漏的现象，可靠性低，易出现故障。若敏感芯片采用强度较高的胶结剂粘接固定，由于线胀系数差别较大，在环境温度变化较大时易出现胶结面分离、开裂等现象，导致故障的发生。
发明内容
本发明是要解决现有的压阻式压力传感器封装敏感芯片的方法易使芯片从管座上脱离而发生故障的问题，提供一种压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法。
本发明压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，按以下步骤进行：
一、先在敏感芯片底面依次磁控溅射沉积Cr、Pt、Au获得金属层；
二、在压阻式压力传感器的管座组件上与敏感芯片连接的位置，设有定位凸台，所述钎焊焊片与敏感芯片的形状相匹配，且钎焊焊片的中间设有与定位凸台相匹配的孔，将敏感芯片、钎焊焊片、管座组件按从上到下依次叠放，敏感芯片的正面向上，钎焊焊片通过中间的孔穿过定位凸台，放置在敏感芯片与管座组件之间，然后采用低温钎焊技术，通过钎焊焊片将敏感芯片与管座组件固定连接。
步骤二所述钎焊焊片的熔点为210～230℃。
步骤二所述钎焊焊片的材料为锡银铜合金SAC305。
步骤二所述钎焊焊片的厚度为0.09～0.11mm。
本发明的有益效果：本发明采用低温钎焊技术，实现了硅压阻式压力传感器的敏感芯片与管座的刚性密封连接，从而提高了压阻式压力传感器负压测量时的可靠性和性能的稳定性，彻底避免了负压测量时内部传压液体泄漏故障的发生。另外，在管座组件与压阻式压力敏感芯片连接的位置，设计有定位凸台，使压阻式压力敏感芯片在安装时可以进行准确定位，并防止钎焊焊片熔化后流入而堵塞通气孔影响产品感压性能。
压阻式压力传感器的工作原理：管座组件的四个端子中，两个为电源(供电)，另两个为输出。当被测系统的压力(正压力或负压力)作用在波纹膜片上时，内部充灌的传压液体便将被测压力等值的传递给压阻式压力敏感芯片，通过压阻式压力敏感芯片的压阻效应，输出端子便产生与被测压力成正比的电信号，进而达到压力测量的目的。
附图说明
图1为本发明压阻式压力传感器敏感芯片的结构示意图；图2为压阻式压力传感器的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，按以下步骤进行：
一、先在敏感芯片1底面依次磁控溅射沉积Cr、Pt、Au获得金属层1-1；
二、在压阻式压力传感器的管座组件3上与敏感芯片1连接的位置，设有定位凸台3-1，所述钎焊焊片2与敏感芯片1的形状相匹配，且钎焊焊片2的中间设有与定位凸台3-1相匹配的孔，将敏感芯片1、钎焊焊片2、管座组件3按从上到下依次叠放，敏感芯片1的正面向上，钎焊焊片2通过中间的孔穿过定位凸台3-1，放置在敏感芯片1与管座组件3之间，然后采用低温钎焊技术，通过钎焊焊片2将敏感芯片1与管座组件3固定连接。
图1为压阻式压力传感器敏感芯片的结构示意图，图1中1-1为金属层，1-2为玻璃底座，1-3为硅膜片。
图2为压阻式压力传感器的结构示意图，图2中1为敏感芯片，2为钎焊焊片，3为管座组件，4为内引线，5为钢球，6为传压液体，7为压环，8为波纹膜片，3-1为定位凸台。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二所述钎焊焊片2的熔点为210～230℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二所述钎焊焊片2的材料为锡银铜合金SAC305。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二所述钎焊焊片2的厚度为0.09～0.11mm。其它与具体实施方式一至三之一相同。
实施例：
本实施例压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，按以下步骤进行：
一、先在敏感芯片1底面依次磁控溅射沉积Cr、Pt、Au获得金属层1-1；
二、在压阻式压力传感器的管座组件3上与敏感芯片1连接的位置，设有定位凸台3-1，所述钎焊焊片2与敏感芯片1的形状相匹配，且钎焊焊片2的中间设有与定位凸台3-1相匹配的孔，将敏感芯片1、钎焊焊片2、管座组件3按从上到下依次叠放，敏感芯片1的正面向上，钎焊焊片2通过中间的孔穿过定位凸台3-1，放置在敏感芯片1与管座组件3之间，然后采用低温钎焊技术，通过钎焊焊片2将敏感芯片1与管座组件3固定连接。
步骤二所述钎焊焊片的材料为锡银铜合金SAC305，钎焊焊片的厚度为0.1mm。
所述低温钎焊技术的具体步骤为：将组合在一起的敏感芯片、钎焊焊片和管座组件放入真空钎焊炉中密封，并使用砝码或盖板在敏感芯片上方施加压力，对钎焊炉进行抽真空，然后加热到250℃，恒温10分钟，钎焊焊片完全熔化后，降温并充入氩气，等温度降到室温后取出工件再次进行清洗即可。
本实施例将压阻式压力传感器的敏感芯片与管座进行刚性密封连接，从而提高了压阻式压力传感器负压测量时的可靠性和性能的稳定性，彻底避免了负压测量时内部传压液体泄漏故障的发生。
Claims (4)
1.压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、先在敏感芯片(1)底面依次磁控溅射沉积Cr、Pt、Au获得金属层(1-1)；
二、在压阻式压力传感器的管座组件(3)上与敏感芯片(1)连接的位置，设有定位凸台(3-1)，钎焊焊片(2)与敏感芯片(1)的形状相匹配，且钎焊焊片(2)的中间设有与定位凸台(3-1)相匹配的孔，将敏感芯片(1)、钎焊焊片(2)、管座组件(3)按从上到下依次叠放，敏感芯片(1)的正面向上，钎焊焊片(2)通过中间的孔穿过定位凸台(3-1)，放置在敏感芯片(1)与管座组件(3)之间，然后采用低温钎焊技术，通过钎焊焊片(2)将敏感芯片(1)与管座组件(3)固定连接。
2.根据权利要求1所述的压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，其特征在于步骤二所述钎焊焊片(2)的熔点为210～230℃。
3.根据权利要求1所述的压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，其特征在于步骤二所述钎焊焊片(2)的材料为锡银铜合金SAC305。
4.根据权利要求1所述的压阻式压力传感器敏感芯片气密性硬封装方法，其特征在于步骤二所述钎焊焊片(2)的厚度为0.09～0.11mm。
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