被封装的装置制造方法及图纸

一种变换器具有一用于安装在基片上部件（１２）的封闭结构，该封装结构包括：盖部件（１６）；塑料材料的外围部件（１７），其一侧固定到盖部件（１６）、与该侧相反的其它侧固定到基片（１３）上；外围部件（１７）使盖部件（１６）与基底（１３）隔开并在组合时，该基片，盖部件（１６）和外围部件（１７）限定一用于电极结构（１２）的密封外壳（１８）。本发明专利技术还包括一个承载本变换器的工件，以便利用该变换器检测工件中产生的应变。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及被封装的装置，特别涉及被封装的表面声波(以下简称“SAW”)变换器。在欧洲专利EP 0 518 90和本专利技术的一方面描述了一种测量设备，该设备测量由具有转动轴的主体传输的动力转矩，其中一个或多个SAW变换器相对主体而设置即通过安置在主体上的各变换器而设置；第一信号输入和信号发送器由低功率的电感、电容或无线电波装置耦合到该信号输入上；第二信号输入和信号接收器由低功率的电感、电容或无线电波装置耦合到该信号输入上；两个变换器的输出共用的信号输出和信号接收器由低功率的电感、电容或无线电波装置耦合到第一信号输出上；各变换器被设置在转动轴外侧上或附近的分开的位置处；各变换器包括安装在一对指状交叉电极一侧的压电基片；其中所述对的一个电极连接到该信号输入上；第一发生器将预定频率的输入信号施加到第一信号输入上；第二发生器将输入信号施加到第二信号输入上；混合器接收来自第一发生器和第二发生器的信号、并可根据施加到基片的应变得出信号输出的变化。下文的SAW变换器是上述类型的变换器。本专利技术的第一方面提供一种所述类型的变换器，其中，基片上安装一个由诸如铝的薄膜导体构成的电极结构；一个或多个导电轨迹从电极结构伸展到基片边界的周围；一用于安装在基片上之部件的封闭结构包括一盖部件；一塑料材料构成的外围部件，其一侧被固定到盖部件上而另一侧被固定到基片上；该外围部件使盖部件与基片隔开并因此在组合中，该基片，盖部件和外围部件限定一用于电极结构的气密式密封外壳并在暴露于外壳外的基片周围附近且在外壳的外侧保留所述轨迹或每个轨迹的一个区域。根据本专利技术第一方面的第一优选方案，该外围部件由塑料粘结膜的片材构成。典型的粘结膜是ABLEFILM 550。根据本专利技术第一方面的第二优选方案或第一优选方案的变型，在相对承载外围部件的那侧为相反侧的基片之一区域适于连接到经受应变并被变换器检测的部件的一表面上。通常，该区域包括一粘结层，因此变换器能连接到该部件表面上。另外，该区域包括一镀金属层，因此变换器能连接到该部件表面上。根据本专利技术第二方面，提供一个承载本专利技术第一方面或第一方面各优选方案之变换器的工件，以便利用该变换器检测工件中产生的应变。根据本专利技术开发的程序，以便以提供密封的并允许最大应变从基片转移到SAW变换器的方式进行SAW装置的封装处理。该处理应能实现低成本、高产量的要求。下面将结合附图说明本专利技术的示例性实施例，该唯一的附图表示被封装的SAW变换器的截面图。SAW变换器装置11包括一由铝薄膜制作的位于石英基片13上的电极结构12。基片13的尺寸约为9mm×7mm×250·m厚度。一铝轨迹14从电极结构12伸展到基片13的边缘15、以便以使装置11电连接到外部网络。盖部件16也由250·m厚度的石英构成，但其外部尺寸比基片13较窄，所以铝轨迹14露出。这种被封装的设计方案的前提是以1mm厚的圆环形材料形成的外围部件17将基片15连接到盖部件16而实现密封的，从而给电极结构12提供一个气密式密封腔18。基片13的下侧R适于连接到借助电极结构12而检测的工件上。初始步骤首先，应使用金属连接件形式的外围部件17，以在SAW装置与其石英盖部件之间提供一壁结构。这个方案的优点是金属连接结构将是清洁的(无有机化合物)、高度可靠的、并能给电极结构提供充分气密式的密封。所以，启动一工作程序首先是建立一工序用于在外围部件17和基片13和盖部件16之间提供必需的扩散连接点。已经认识到在制作多个起作用的SAW装置时，简单的低成本的方案是应用塑料外围部件17进行替换。这包括用一外围部件17形成一环形框架并用片状粘结膜制成以在每个SAW器件12上固定该250·m厚度的石英板盖件16。开始，会觉得塑料部件不能提供与金属外围部件相同的气密式密封性能。但它能容易地提供电绝缘，因而避免使用金属外围部件17所导致的使SAW桥接的复杂性。一粘接部件是物理顺从性的，它有助于将经基片13到SAW装置12的应变转换最大化。另外，设置塑料外围部件17较易于实现批量生产。材料和处理成本将是低廉的，提供的由粘接片制成的环形框架予成形件形式的塑料外围部件可从粘结薄膜供给商处作为制成品购买。对于其它应用，也可能需要不同塑料材料。实验发现了适用于外围部件的片材塑料、并为其应用建立了适当的处理条件。虽然最大连续工作温度是150℃，但是塑料部件需要能承受间断地暴露在300℃下。如果被封装的SAW装置利用在221℃熔化的银锡焊料连接到钢轴上时，则需要后一特性。最好选用名为ABEFILM550的片料形式的专利粘结剂，它已在电子工业中使用了约二十年。该薄膜的可实用的最薄厚度是0.125mm。这可在SAW装置与封装盖之间提供足够的分隔距离。外围部件的粘结剂材料可以是柔性的半透明片材形式，它在室温下略有粘性。予成形件可以用标准的金属穿孔器或用手动剪刀和模制剖刀方便地从该片材上切割而成。备用盖用作样板以切割出粘结剂薄膜为矩形的正确形状，用手术刀片切割掉中心部分而制备外围部件的预成形件，所有的可复制的预成形件均以这种具有可忽略产量损失的方式制备。为了将塑料预成形件激活和固化为已述的部件，应在最短的时间内同时承受加热和加压。制作者建议最初使用的加工条件是在150℃、5PSI压力下加工0.5小时。而后，实验根据逐渐改变参数继续进行以得到所需的最终产品。实验发现，建议的条件使粘结剂明显地流动、并且连接间隙几乎全部塌陷。所以应以连续增量的方式降低压力和温度并成比例地增加时间、以达到完全固化。在这个工作过程中发现，准确地调整温度是控制粘结剂流动的关键。使用高性能的风扇加热炉可将温度控制在设定点的±0.1℃范围内。可知，这个条件能得到恰当的复制结果。最终被建立的处理条件是在100℃、不施加负载、至少保持30分钟。这个处理时间要求某些限定条件，即在100℃、在30分钟之后，既使在同样温度下延长加热时间(到16小时)或在最后30分钟将温度提高到150℃、粘结剂也不再有流动发生。延长加热处理或短时间较高的温度处理是充分硬化粘结剂所必需的。关于采取什么方案的决断以及是在温度编程的加热炉中还是在两个分开的炉中进行双温度处理，这需要进一步考虑成本的因素。从技术上说，两者是同样可行的。这些实验根据“军事标准883E、方法AL”建议的密封性是在密封的样品器件上进行的。简言之，它包括在一个腔中设置一包装结构，抽真空至5mb，用氦气加压至60psi保持两小时，而后在大气压下测量氦气泄漏率。对于一气密式封装结构的军事标准是氦气泄漏率不超过5×108atm/cc/sec。该封装结构体积被估计为0.5mm3。接着该泄漏实验是对被封装的SAW装置随后进行的封装功能测试。该封装处理不会明显影响SAW器件的电气性能。工业实用性实验结果表明，建议的采用一塑料粘接予成形件对SAW装置封装的方法可提供一不影响所述部件电气性能的气密式密封结构。该处理包括使用市场上可买到的片状薄膜粘结剂和简单的加热处理。特别需要控制处理温度、以便得到不在SAW装置上产生过多流动粘结剂的满意的密封。另一方面，这些经验方法表明，使用具有石英顶层(与基片相对应)和塑料预成形件的外围部件的封装结构能实现可市场化的产品。适当制作处理的选择基于对今后使用和制成的变换器最终工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变换器，其中，基片具有其上安装的一诸如由铝的薄膜导体构成的电极结构；其特征在于，一个或多个导电轨迹（１４）从电极结构（１２）伸展到基片（１３）边界周围（１５）；一用于安装在基片（１３）上的部件（１２）的封闭结构包括：一盖部件（１６） ；一塑料材料构成的外围部件（１７），其一侧被固定到盖部件（１６）上，而其另一侧被固定到基片（１３）上；该外围部件（１７）用于使盖部件（１６）与基片（１３）隔开，从而在组合方式中，该基片（１３），盖部件（１６）和外围部件（１７）用于限 定一用于电极结构（１２）的气密式密封外壳（１８），同时在暴露于该外壳外的基片（１３）周围（１５）附近且在该外壳的外侧保留该轨迹或每个轨迹（１４）的一个区（１４Ａ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JAH佩里，
申请(专利权)人：传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]