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微壓薄膜壓力傳感器關(guān)鍵性技術(shù)研究
作者:admin 發(fā)布時(shí)間:2015/9/24 18:03:33 瀏覽次數(shù):1792
與常規(guī)量程的薄膜壓力傳感器相比，微壓薄膜壓力傳感器的關(guān)鍵技術(shù)主要是以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)需要重點(diǎn)研究。
1、彈性材料的研究
由于薄膜微壓傳感器彈性材料的厚度將減薄到0.3mm以下，給膜片加工帶來很大困難，尤其是表面拋光時(shí)間不能過長，否則會(huì)造成厚度不均勻、平行度下降、內(nèi)應(yīng)力增大等現(xiàn)象。因此，要求彈性材料本身有良好的材質(zhì)和良好的彈性性能、強(qiáng)度，更好的熱穩(wěn)定性，同時(shí)研究改變鍍膜工藝路線和方法，提高鍍膜工藝水平，以便在較粗糙的彈性膜片表面制造合格的絕緣薄膜。
2、彈性材料的加工
彈性體膜片減薄以后，加工是主要難題之一。由于膜片很薄，要保證膜片的厚度尺寸、平行度、光潔度等要求，現(xiàn)有傳感器的彈性體加工方法已不能使用，需研究新的彈性材料加工技術(shù)、手段和工藝，包括專用加工設(shè)備、工裝具、磨料、磨拋速度、磨拋壓力等工藝，以及磨拋過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)低硬度的磨盤和不同的夾具，采用較低硬度的磨料，研究、摸索合適的壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，用“精密磨拋機(jī)”對(duì)彈性膜片作預(yù)減薄、研磨、拋光，再利用離子束進(jìn)行精減處理。
3、薄膜工藝研究
以多層絕緣層單位重疊組合，是提高芯片的絕緣性能的有效解決方案，通過雙層絕緣形式，使兩層絕緣膜的疵點(diǎn)和弱點(diǎn)相互遮掩，并提高耐壓強(qiáng)度。
4、激光調(diào)阻工藝研究
由于膜片減薄帶來的問題關(guān)系到本項(xiàng)目產(chǎn)品能否滿足環(huán)境適應(yīng)性能和可靠性要求，尤其關(guān)系到批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量一致性和可靠性保證，也是隨著薄膜壓力傳感器在裝備中的應(yīng)用劇增而提出，因此針對(duì)在各類薄膜壓力傳感器中普及應(yīng)用的新工藝進(jìn)行研究。
研究激光調(diào)阻工藝的目的，是采用激光束對(duì)多層薄膜的中間層，即組成電橋的薄膜電阻條阻值進(jìn)行修正，取代人工繞制電阻串聯(lián)在橋臂中進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，提高產(chǎn)品的可靠性。
5、穩(wěn)定性研究
主要包括：材料加工后的應(yīng)力、薄膜內(nèi)應(yīng)力、產(chǎn)品裝配等應(yīng)力的加速消除，薄膜晶格及結(jié)構(gòu)缺陷的穩(wěn)定性處理等。研究方法包括低溫時(shí)效、疲勞、退火、超聲振動(dòng)等。傳感器的穩(wěn)定性評(píng)定研究的目的是在較短時(shí)間內(nèi)測量給出傳感器的年漂移量。研究方案是通過統(tǒng)計(jì)個(gè)別和批量產(chǎn)品在一定條件下（溫度、壓力載荷等）的漂移趨勢導(dǎo)出穩(wěn)定性指標(biāo)。
這些關(guān)鍵技術(shù)的解決，對(duì)于提高我國薄膜壓力傳感器產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平具有重要的意義。
1、彈性材料的研究
由于薄膜微壓傳感器彈性材料的厚度將減薄到0.3mm以下，給膜片加工帶來很大困難，尤其是表面拋光時(shí)間不能過長，否則會(huì)造成厚度不均勻、平行度下降、內(nèi)應(yīng)力增大等現(xiàn)象。因此，要求彈性材料本身有良好的材質(zhì)和良好的彈性性能、強(qiáng)度，更好的熱穩(wěn)定性，同時(shí)研究改變鍍膜工藝路線和方法，提高鍍膜工藝水平，以便在較粗糙的彈性膜片表面制造合格的絕緣薄膜。
2、彈性材料的加工
彈性體膜片減薄以后，加工是主要難題之一。由于膜片很薄，要保證膜片的厚度尺寸、平行度、光潔度等要求，現(xiàn)有傳感器的彈性體加工方法已不能使用，需研究新的彈性材料加工技術(shù)、手段和工藝，包括專用加工設(shè)備、工裝具、磨料、磨拋速度、磨拋壓力等工藝，以及磨拋過程監(jiān)測與控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)低硬度的磨盤和不同的夾具，采用較低硬度的磨料，研究、摸索合適的壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，用“精密磨拋機(jī)”對(duì)彈性膜片作預(yù)減薄、研磨、拋光，再利用離子束進(jìn)行精減處理。
3、薄膜工藝研究
以多層絕緣層單位重疊組合，是提高芯片的絕緣性能的有效解決方案，通過雙層絕緣形式，使兩層絕緣膜的疵點(diǎn)和弱點(diǎn)相互遮掩，并提高耐壓強(qiáng)度。
4、激光調(diào)阻工藝研究
由于膜片減薄帶來的問題關(guān)系到本項(xiàng)目產(chǎn)品能否滿足環(huán)境適應(yīng)性能和可靠性要求，尤其關(guān)系到批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量一致性和可靠性保證，也是隨著薄膜壓力傳感器在裝備中的應(yīng)用劇增而提出，因此針對(duì)在各類薄膜壓力傳感器中普及應(yīng)用的新工藝進(jìn)行研究。
研究激光調(diào)阻工藝的目的，是采用激光束對(duì)多層薄膜的中間層，即組成電橋的薄膜電阻條阻值進(jìn)行修正，取代人工繞制電阻串聯(lián)在橋臂中進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，提高產(chǎn)品的可靠性。
5、穩(wěn)定性研究
主要包括：材料加工后的應(yīng)力、薄膜內(nèi)應(yīng)力、產(chǎn)品裝配等應(yīng)力的加速消除，薄膜晶格及結(jié)構(gòu)缺陷的穩(wěn)定性處理等。研究方法包括低溫時(shí)效、疲勞、退火、超聲振動(dòng)等。傳感器的穩(wěn)定性評(píng)定研究的目的是在較短時(shí)間內(nèi)測量給出傳感器的年漂移量。研究方案是通過統(tǒng)計(jì)個(gè)別和批量產(chǎn)品在一定條件下（溫度、壓力載荷等）的漂移趨勢導(dǎo)出穩(wěn)定性指標(biāo)。
這些關(guān)鍵技術(shù)的解決，對(duì)于提高我國薄膜壓力傳感器產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平具有重要的意義。
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