本发明专利技术涉及一种皮拉尼计真空计，尤其是一种扩大测量区间的真空度测量装置及制备方法。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述扩大测量区间的真空度测量装置，包括衬底；在所述衬底上采用MEMS工艺制备所需的皮拉尼计单元以及微压传感单元，在所述衬底内设置与微压传感单元正对应的微压传感背腔以及制备于所述微压传感背腔内的微压检测块。本发明专利技术能有效提高真空度的测量区间，与现有工艺兼容，降低使用的成本，安全可靠。安全可靠。安全可靠。
【技术实现步骤摘要】
扩大测量区间的真空度测量装置及制备方法
[0001]本专利技术涉及一种皮拉尼计真空计，尤其是一种扩大测量区间的真空度测量装置及制备方法。
技术介绍
[0002]在半导体封装等领域，真空度的大小和保持性能，很大程度上决定了器件的最终性能、工作的可靠性及器件使用寿命。因此，真空度的准确测量就显得尤为重要。真空度检测对于军事以及半导体等领域一直是至关重要的，常用皮拉尼真空计实现真空度的检测。
[0003]皮拉尼真空计是一种精度较高、制造工艺和测试都较为简单的真空度检测器件，其工作原理是利用一定真空度下电阻加热体的散热速率和气体压强的相关性来测量真空度，其测量范围基本都在1Pa
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101KPa之间，但由于气体热导率随压强变化等原因，导致其在低真空度1KPa
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101KPa之间灵敏度较低，不易于信号检测与信号处理。
[0004]另一方面，对于接近大气压的压力范围，可以用微压传感器来实现对气压的检测。在保证器件灵敏度和精度的前提下，由于其自身工作原理等因素的限制，其检测范围最低只能到1KPa。因此，想要完成1Pa
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101KPa压强范围内的准确检测，就需要同时使用皮拉尼真空计和微压传感器。然而，在一个系统中，当皮拉尼真空计与微压传感器作为独立器件使用时，会导致检测成本的增加，后端处理电路和算法也将变得复杂。同时，由于多器件的同时使用，需要增大器件摆放所需的空间，因而难以满足实际测试的需求。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种扩大测量区间的真空度测量装置及制备方法，其能有效提高真空度的测量区间，与现有工艺兼容，降低使用的成本，安全可靠。
[0006]按照本专利技术提供的技术方案，所述扩大测量区间的真空度测量装置，包括衬底；在所述衬底上采用MEMS工艺制备所需的皮拉尼计单元以及微压传感单元，在所述衬底内设置与微压传感单元正对应的微压传感背腔以及制备于所述微压传感背腔内的微压检测块。
[0007]所述微压传感单元包括设置于衬底上的支撑保护介质层、对称分布于衬底上方的微压传感电极以及制备于衬底内的压阻连接区，微压传感电极位于支撑保护介质层上，且微压传感电极穿过支撑保护介质层后与衬底内相应的压阻连接区适配电连接。
[0008]所述皮拉尼计单元包括盖板体以及与所述盖板体适配连接的键合支撑基座，键合支撑基座键合固定于支撑保护介质层上，且键合支撑基座位于微压传感电极的外圈；
[0009]盖板体位于支撑保护介质层以及微压传感电极的外侧，盖板体上设置若干贯通盖板体的盖板孔。
[0010]所述皮拉尼计单元包括皮拉尼计主体部，所述皮拉尼计主体部在支撑保护介质层上位于微压传感电极之间，或在支撑保护介质层上位于微压传感单元的外侧。
[0011]皮拉尼计主体部在支撑保护介质层位于微压传感单元的外侧时，还包括与所述皮
拉尼计主体部适配的皮拉尼计主体悬臂梁结构，所述皮拉尼计主体悬臂梁结构包括设置于衬底内的皮拉尼计腔体，所述皮拉尼计腔体位于皮拉尼计主体部的正下方。
[0012]一种提高测量区间的真空度测量装置的制备方法，用于真空度测量装置，所述制备方法包括如下步骤：
[0013]步骤1、提供衬底，并在所提供衬底的正面制备所需的微压传感单元；
[0014]步骤2、在衬底的背面制备与所述微压传感单元适配的微压传感背腔，在微压传感背腔内设置与微压传感单元适配的微压检测块，并在衬底上方制备所需的皮拉尼计单元，或者，在衬底先制备皮拉尼计单元，然后在衬底的背面制备与所述微压传感单元适配的微压传感背腔，在微压传感背腔内设置与微压传感单元适配的微压检测块。
[0015]制备微压传感单元包括如下步骤：
[0016]步骤1.1、提供衬底，并在所述衬底的正面制备压阻连接区；
[0017]步骤1.2、在上述衬底的正面制备支撑保护介质层，所述支撑保护介质层覆盖衬底的正面；
[0018]步骤1.3、选择性地掩蔽和刻蚀所述支撑保护介质层，以得到贯通支撑介质保护层的支撑保护介质层窗口，通过所述支撑保护介质层窗口使得衬底内压阻连接区露出；
[0019]步骤1.4、制备得到微压传感电极，所述微压传感电极位于支撑保护介质层上，且微压传感电极穿过支撑保护介质层后与衬底内相应的压阻连接区适配电连接。
[0020]步骤2中，在衬底上方制备皮拉尼计单元时，具体包括如下步骤：
[0021]步骤2.1、对衬底的背面进行所需的刻蚀，以形成与微压传感单元正对应的微压传感背腔以及制备于所述微压传感背腔内的微压检测块；
[0022]步骤2.2、提供转接基座，所述转接基座的正面凹设有基座槽；
[0023]步骤2.3、在上述转接基座制备用于形成皮拉尼计单元的转接导电体，所述转接导电体覆盖在转接基座的正面，且转接导电体覆盖基座槽的侧壁与底壁；
[0024]步骤2.4、选择性地掩蔽和刻蚀所述转接导电体，以得到若干贯通转接导电体且基座槽的槽底相对应的盖板孔；利用基座槽相对应的转接导电体形成盖板体，利用覆盖转接基座正面的转接导电体形成键合支撑基座；
[0025]步骤2.5、将键合支撑基座键合固定于支撑保护介质层上，且键合支撑基座位于微压传感电极的外圈，盖板体位于支撑保护介质层以及微压传感电极的外侧；
[0026]步骤2.6、将转接基座与键合支撑基座以及盖板体分离，以在衬底上制备得到所需的皮拉尼计单元。
[0027]步骤2中，所述所述皮拉尼计单元包括皮拉尼计主体部，所述皮拉尼计主体部支撑于支撑保护介质层上且位于微压传感电极之间；
[0028]在制备得到皮拉尼计主体部后，在衬底的背面制备与所述微压传感单元适配的微压传感背腔，在微压传感背腔内设置与微压传感单元适配的微压检测块。
[0029]步骤2中，皮拉尼计单元位于微压传感单元的外侧，皮拉尼计单元包括设置于支撑保护介质层上的皮拉尼计主体部以及与所述皮拉尼计主体部适配的皮拉尼计主体悬臂梁结构，所述皮拉尼计主体悬臂梁结构包括设置于衬底内的皮拉尼计腔体，所述皮拉尼计腔体位于皮拉尼计主体部的正下方。
[0030]本专利技术的优点：在衬底上采用MEMS工艺制备皮拉尼计单元以及微压传感单元后，
能分别利用皮拉尼计单元以及微压传感单元相应的特性实现真空度测量，提高真空度测量的测量区间与可靠性；且采用MEMS工艺在衬底上制备皮拉尼计单元以及微压传感单元后，实现皮拉尼计单元与微压传感单元的集成，降低使用时的空间需求，提高使用的便捷性，与现有工艺兼容，安全可靠。在衬底内至少设置一微压传感背腔，且在微压传感背腔内设置与微压传感单元适配的微压检测块，微压检测块与微压传感单元正对应，利用微压检测块能提高微压传感单元测量的灵敏度，安全可靠。
附图说明
[0031]图1为本专利技术第一种实施结构的示意图。
[0032]图2为本专利技术第二种实施结构的示意图。
[0033]图3为本专利技术第三种实施结构的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种扩大测量区间的真空度测量装置，包括衬底(1)；其特征是：在所述衬底(1)上采用MEMS工艺制备所需的皮拉尼计单元以及微压传感单元，在所述衬底(1)内设置与微压传感单元正对应的微压传感背腔以及制备于所述微压传感背腔内的微压检测块(20)。2.根据权利要求1所述的扩大测量区间的真空度测量装置，其特征是：所述微压传感单元包括设置于衬底(1)上的支撑保护介质层(9)、对称分布于衬底(1)上方的微压传感电极(8)以及制备于衬底(1)内的压阻连接区，微压传感电极(8)位于支撑保护介质层(9)上，且微压传感电极(8)穿过支撑保护介质层(9)后与衬底(1)内相应的压阻连接区适配电连接。3.根据权利要求2所述的扩大测量区间的真空度测量装置，其特征是：所述皮拉尼计单元包括盖板体(5)以及与所述盖板体(5)适配连接的键合支撑基座(4)，键合支撑基座(4)键合固定于支撑保护介质层(9)上，且键合支撑基座(4)位于微压传感电极(8)的外圈；盖板体(5)位于支撑保护介质层(9)以及微压传感电极(8)的外侧，盖板体(5)上设置若干贯通盖板体(5)的盖板孔(10)。4.根据权利要求2所述的扩大测量区间的真空度测量装置，其特征是：所述皮拉尼计单元包括皮拉尼计主体部(11)，所述皮拉尼计主体部(11)在支撑保护介质层(9)上位于微压传感电极(8)之间，或在支撑保护介质层(9)上位于微压传感单元的外侧。5.根据权利要求4所述的扩大测量区间的真空度测量装置，其特征是：皮拉尼计主体部(11)在支撑保护介质层(9)位于微压传感单元的外侧时，还包括与所述皮拉尼计主体部(11)适配的皮拉尼计主体悬臂梁结构，所述皮拉尼计主体悬臂梁结构包括设置于衬底(1)内的皮拉尼计腔体(13)，所述皮拉尼计腔体(13)位于皮拉尼计主体部(11)的正下方。6.一种扩大测量区间的真空度测量装置的制备方法，其特征是，用于制备权利要求1所述的真空度测量装置，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、提供衬底(1)，并在所提供衬底(1)的正面制备所需的微压传感单元；步骤2、在衬底(1)的背面制备与所述微压传感单元适配的微压传感背腔，在微压传感背腔内设置与微压传感单元适配的微压检测块(20)，并在衬底(1)上方制备所需的皮拉尼计单元，或者，在衬底(1)先制备皮拉尼计单元，然后在衬底(1)的背面制备与所述微压传感单元适配的微压传感背腔，在微压传感背腔内设置与微压传感单元适配的微压检测块(20)。7.根据权利要求6所述扩大测量区间的真空度测量装置的制备方法，其特征是，制备微压传感单元包括如下步骤：步骤1.1、提供衬底(1)，并在所述衬底(1)的正面制备压阻连接区；步骤1.2、在上述衬底(1)的正面制备支撑保护介质层(9)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：关若飞，陈贵东，戴鑫，毛海央，
申请(专利权)人：江苏创芯海微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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