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          微壓薄膜壓力傳感器的關鍵技術研究與企業技術平臺建設方案

          發布時間:2016-7-19??????發布人:澤天傳感??????點擊:

          微壓薄膜壓力傳感器與常規量程的薄膜壓力傳感器相比,在工藝技術方面要困難得到多。具體來說,微壓薄膜壓力傳感器的關鍵技術主要是以下幾個方面的關鍵技術需要重點研究。

          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,尤其是表面拋光時間不能過長,否則會造成厚度不均勻、平行度下降、內應力增大等現象。因此,要求彈性材料本身有良好的材質和良好的彈性性能、強度,更好的熱穩定性,同時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、手段和工藝,包括專用加工設備、工裝具、磨料、磨拋速度、磨拋壓力等工藝,以及磨拋過程監測與控制系統。設計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、轉速等參數,用“精密磨拋機”對彈性膜片作預減薄、研磨、拋光,再利用離子束進行精減處理。

          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和弱點相互遮掩,并提高耐壓強度。

          4、激光調阻工藝研究

          由于膜片減薄帶來的問題關系到本項目產品能否滿足環境適應性能和可靠性要求,尤其關系到批量生產時產品的質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用劇增而提出,因此針對在各類薄膜壓力傳感器中普及應用的新工藝進行研究。研究激光調阻工藝的目的,是采用激光束對多層薄膜的中間層,即組成電橋的薄膜電阻條阻值進行修正,取代人工繞制電阻串聯在橋臂中進行補償的方法,提高產品的可靠性。

          5、薄膜的穩定性研究

          主要包括:材料加工后的應力、薄膜內應力、產品裝配等應力的加速消除,薄膜晶格及結構缺陷的穩定性處理等。研究方法包括低溫時效、疲勞、退火、超聲振動等。傳感器的穩定性評定研究的目的是在較短時間內測量給出傳感器的年漂移量。研究方案是通過統計個別和批量產品在一定條件下(溫度、壓力載荷等)的漂移趨勢導出穩定性指標。以上這些關鍵技術的解決,對于提高我國薄膜壓力傳感器產業的整體技術水平具有重要的意義。

          微壓薄膜壓力傳感器設計技術平臺研究內容:

          1)從事薄膜壓力傳感器研究、設計的人才梯隊的建設。

          2)建立薄膜微壓傳感器彈性體設計數據庫。

          3)研究建立適用于激光調阻的應變電橋版圖設計數據庫。

          4)用于薄膜微壓傳感器弱信號處理的典型電路圖和仿真。

          5)用于薄膜壓力傳感器的非線性、溫度漂移補償的典型數字電路圖。

          6)能滿足表壓和絕壓密封要求的薄膜微壓傳感器系列產品結構圖庫。

          微壓薄膜壓力傳感器制造工藝技術平臺研究內容:

          1)形成完整的、能有效指導生產的薄膜微壓傳感器生產工藝文件。

          2)設計用于薄膜微壓傳感器彈性膜片研磨、拋光的設備和工裝。

          3)固化薄膜壓力傳感器多層復合薄膜濺射工藝、激光調阻等工藝。

          4)設計改進薄膜壓力傳感器傳統的引線、封裝方式,固化工藝。

          微壓薄膜壓力傳感器檢測技術平臺研究內容:

          1)建設壓力傳感器靜態性能試驗室,恒溫精度±1℃。

          2)設計微壓傳感器靜態性能標定設備。

          3)設計加工微壓傳感器溫度特性試驗用溫度—壓力試驗裝置,-55℃~+150℃。

          4)設計微壓薄膜傳感器壽命試驗專用壓力循環試驗設備。

          5)制定各項試驗的試驗程序、試驗方法等文件。本文源自澤天傳感,版權所有,轉載請保留出處。

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