一种基于金属基底的低压敏感芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于金属基底的低压敏感芯片，属于传感器芯片技术领域，该装置包括不锈钢弹性体、不锈钢弹性膜片，所述不锈钢弹性体内部开设有凹孔，凹孔未贯穿不锈钢弹性体，未贯穿处为所述不锈钢弹性膜片，不锈钢弹性膜片与不锈钢弹性体一体化设置，所述不锈钢弹性膜片上光刻有应变电路；该低压敏感芯片采用不锈钢基体进行制作不锈钢弹性膜片，膜片尺寸薄，响应频率高，且应变电路直接制作在不锈钢弹性膜片上，不易造成压力失真或产品失效。效。效。

【技术实现步骤摘要】
一种基于金属基底的低压敏感芯片


[0001]本技术属于传感器芯片
，尤其涉及一种基于金属基底的低压敏感芯片。

技术介绍

[0002]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。
[0003]对于硅压阻式原理(即通过受压时电阻的拉伸或挤压改变电阻率来测量压力)的芯片，灵敏度较低，测量微小压力时，输出电信号小。因此，低压产品是此类产品的行业难题

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种基于金属基底的低压敏感芯片，该低压敏感芯片采用不锈钢基体进行制作不锈钢弹性膜片，膜片尺寸薄，响应频率高，且应变电路直接制作在不锈钢弹性膜片上，不易造成压力失真或产品失效。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于金属基底的低压敏感芯片，该基于金属基底的低压敏感芯片包括不锈钢弹性体、不锈钢弹性膜片，所述不锈钢弹性体内部开设有凹孔，凹孔未贯穿不锈钢弹性体，未贯穿处为所述不锈钢弹性膜片，不锈钢弹性膜片与不锈钢弹性体一体化设置，所述不锈钢弹性膜片上光刻有应变电路。
[0006]进一步的，所述不锈钢弹性膜片厚度为20μm
‑
70μm，平面度≤1.5μm。
[0007]采用上述方案：厚度低于传统芯片厚度，有利用提高对低压的敏感度。
[0008]进一步的，所述应变电路包括惠思登电桥，惠思登电路可连接桥路输入电压V
EX
，桥路的输出电压为V
OS
。
[0009]本技术的有益效果是：
[0010]1、采用不锈钢弹性体进行制作不锈钢弹性膜片，金属基底具有良好的屏蔽电磁辐射作用，同时，金属基底利于通过外壳接地释放干扰，不锈钢弹性膜片具有最高可测量250MPa高压力的优点，可实现最低0.2MPa低压测量，使芯片具备宽量程的优点，介质压力通过最薄仅数十微米厚的不锈钢弹性膜片直接传递至信号转化电路，无硅油、胶水、玻璃粉末等过渡介质，响应频率高，可达 20KHz。
[0011]2、应变电路直接制作在不锈钢弹性膜片上，不易造成压力失真或产品失效；电路采用微电子工艺制作，可与膜片的形变特征高度匹配，准确感应压力变化；无粘粘层，压力下降时可完全回零，零点漂移小，产品的测量精度高。
[0012]3、芯片采用基于金属基底的电阻应变式原理，不受PN结温影响，产品工作温区宽；应变电阻采用低电阻温度系数的合金材料，同时设计有温度补偿电阻，产品温度漂移小，芯片可对
‑
196℃～200℃温度的介质进行稳定、可靠、准确的压力测量。
附图说明
[0013]图1是本技术提供的一种基于金属基底的低压敏感芯片的结构示意图；
[0014]图2是本技术提供的一种基于金属基底的低压敏感芯片的图1的顶部结构示意图；
[0015]图3是本技术提供的一种基于金属基底的低压敏感芯片的图2中A
‑
A 线剖视意图。
[0016]图中：1、不锈钢弹性体；2、不锈钢弹性膜片；3、凹孔；4、应变电路。
具体实施方式
[0017]为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0018]请同时参考图1至图3，下面将结合附图对本技术实施例的基于金属基底的低压敏感芯片作详细说明。
[0019]如图1所示，该基于金属基底的低压敏感芯片包括不锈钢弹性体1、不锈钢弹性膜片2，不锈钢弹性体1内部开设有凹孔3，凹孔3未贯穿不锈钢弹性体 1，未贯穿处为所述不锈钢弹性膜片2，不锈钢弹性膜片2与不锈钢弹性体1一体化设置，所述不锈弹性钢膜片2上光刻有应变电路4。
[0020]在加工时，在不锈钢弹性体1上开设凹孔3，一体化加工成型不锈钢弹性膜片2，凹孔3深度越深则不锈钢弹性膜片2厚度越薄。
[0021]其中，不锈钢弹性膜片2厚度为20μm
‑
70μm，平面度≤1.5μm。
[0022]在本实施例中，如图3所示，不锈钢弹性膜片2厚度为70μm，平面度为 1.5μm，该低压敏感芯片所使用的基底为17
‑
4PH不锈钢，该材料杨氏模量大，压力作用时，弹性形变小，对微小压力不敏感，同时低压敏感芯片的应变电路为电阻应变式原理，受压时电阻受拉伸或挤压改变电阻长度，通过电阻阻值变化来测量压力。
[0023]17
‑
4PH不锈钢经过特殊热处理，可反复冲击不疲劳；采用先进的异质膜结合技术，应变薄膜附着力好，基底形变时不脱落。产品可耐5倍高过载、20倍破坏压力及耐1亿次以上压力疲劳。
[0024]其中，应变电路4包括惠思登电桥，惠思登电路可连接桥路输入电压V
EX
，桥路的输出电压为V
OS
，应变电路4采用光刻机光刻在不锈钢弹性膜片2上，应变电路4与不锈钢弹性膜片2的形变特征高度匹配，准确感应压力变化。
[0025]本技术的工作原理是：工作时，芯片的不锈钢弹性膜片受力产生弹性形变，引起膜片上的惠思登电桥外阻压缩、内阻拉伸，使外阻阻值减小、内阻阻值增大，电桥失去平衡，输出与被测压力成线性关系的mV电压信号，以实现对被测压力的准确测量。
[0026]尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金属基底的低压敏感芯片，包括不锈钢弹性体(1)、不锈钢弹性膜片(2)，其特征在于，所述不锈钢弹性体(1)内部开设有凹孔(3)，凹孔(3)未贯穿不锈钢弹性体(1)，未贯穿处为所述不锈钢弹性膜片(2)，不锈钢弹性膜片(2)与不锈钢弹性体(1)一体化设置，所述不锈钢弹性膜片(2)上光刻有应变电路(4)。2.根据权利要求1所述的一种基于金属基底的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国秋，魏小林，
申请(专利权)人：湖南启泰传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：