一种SiC高温压力传感器及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种SiC高温压力传感器及其封装方法，传感器包括SiC MEMS芯片、AlN载体、弹性金属膜、支撑管壳、导热基座和多根导电接线柱，导热基座安装在支撑管壳内，所述AlN载体固定安装在导热基座上，所述SiC MEMS芯片固定安装在AlN载体上，所述弹性金属膜设于SiC MEMS芯片上方的支撑管壳上，SiC MEMS芯片与AlN载体相贴的一面刻蚀有减薄的自密封空腔，所述导电接线柱从支撑管壳下端贯穿导热基座后与SiC MEMS芯片的电极相连，且导电接线柱与导热基座之间设有绝缘层。将上述装配结构放入导热硅油中，利用环形塞帽将弹性金属膜压配到支撑管壳中，完成SiC高温压力传感器封装。本发明专利技术封装成本低廉，可靠性好，将芯片与介质完全隔离，可在500℃以上高温条件下连续工作。

A SiC high temperature pressure sensor and its packaging method

【技术实现步骤摘要】
一种SiC高温压力传感器及其封装方法
本专利技术属于半导体领域，涉及一种半导体压力传感器，特别是涉及一种SiC高温压力传感器及其封装方法，适用于500℃以上的压力测量。
技术介绍
高温压力传感器在航空航天发动机、重型燃气机轮和现代化武器装备系统等领域有着广泛的应用需求。由于测量环境的特殊性，要求传感器封装结构能够耐受500℃以上的高温介质环境。传统的Si压力传感器、蓝宝石压力传感器由于芯片材料及封装工艺的限制，在500℃高温下难以保证高性能的工作，而SiC材料属于宽禁带半导体具有很高的机械强度、高的热传导率、高熔点、抗腐蚀，所以在以上领域有很大的潜在市场。根据现有文献及专利调研，其中设计的大部分SiC高温压力传感器内部MEMS芯片都不是采用自密封腔体。无论是表压或绝压结构的MEMS芯片，都是利用干法刻蚀制备的开放式腔体，制备传感器所需的密封腔体都须利用耐高温胶水或者焊接技术进行二次密封处理；根据现有技术，焊接和胶水固化的温度都比较高；用于贴合芯片的衬底材料也需要严格筛选，以满足芯片膨胀系数及导热性的需求。以上特点给后续传感器的封装工艺加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SiC高温压力传感器，其特征在于：包括SiC MEMS芯片、AlN载体、弹性金属膜、支撑管壳、导热基座和多根导电接线柱，所述导热基座安装在支撑管壳内，所述AlN载体固定安装在导热基座上，所述SiC MEMS芯片固定安装在AlN载体上，所述弹性金属膜通过环形塞帽固定在SiC MEMS芯片上方的支撑管壳上，通过弹性金属膜将SiC MEMS芯片与待检测介质隔离开，所述导电接线柱从支撑管壳下端贯穿导热基座后与SiC MEMS芯片的电极相连，且导电接线柱与导热基座之间设有绝缘层。/n

【技术特征摘要】
1.一种SiC高温压力传感器，其特征在于：包括SiCMEMS芯片、AlN载体、弹性金属膜、支撑管壳、导热基座和多根导电接线柱，所述导热基座安装在支撑管壳内，所述AlN载体固定安装在导热基座上，所述SiCMEMS芯片固定安装在AlN载体上，所述弹性金属膜通过环形塞帽固定在SiCMEMS芯片上方的支撑管壳上，通过弹性金属膜将SiCMEMS芯片与待检测介质隔离开，所述导电接线柱从支撑管壳下端贯穿导热基座后与SiCMEMS芯片的电极相连，且导电接线柱与导热基座之间设有绝缘层。


2.如权利要求1所述SiC高温压力传感器，其特征在于：所述支撑管壳为铝合金管壳，所述导热基座为铜合金基座，所述导电接线柱直接与SiCMEMS芯片的电极相连或者通过设于铜合金基座上的焊盘做跳线与SiCMEMS芯片的电极相连。


3.如权利要求2所述SiC高温压力传感器，其特征在于：所述弹性金属膜为顶部开口的圆柱形金属膜，所述圆柱形金属膜的外径与铝合金管壳上部内径匹配，圆柱形金属膜安装在铝合金管壳内后，通过环形塞帽进行固定。


4.如权利要求1所述SiC高温压力传感器，其特征在于：所述导热基座中部设有用于放置热电偶的测温孔。


5.如权利要求4所述SiC高温压力传感器，其特征在于：所述AlN载体上表面设有预留SiCMEMS芯片变形空间的凹槽。


6.如权利要求2所述SiC高温压力传感器，其特征在于：所述AlN载体上表面的焊盘由下至上依次利用蒸镀工艺沉积Ti、0.2和Au制成。


7.如权利要求2所述SiC高温压力传感器，其特征在于：所述AlN载体上表面的设有用于对SiCMEMS芯片定位的标记点，所述标记点为依次沉积在AlN载体上Ti和Pt制成。


8.如权利要求2所述SiC高温压力传感器，其特征在于：所述导电接线柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：周圣军，于圣韬，徐浩浩，万泽洪，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42