專利名稱：薄硅片擴(kuò)散硅力敏元件芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的擴(kuò)散硅力敏元件芯片。
目前擴(kuò)散硅力敏元件已廣泛用于各種力的測(cè)量。而硅杯是擴(kuò)散硅力敏元件的核心部分(圖5)。硅杯應(yīng)變膜片的直徑D、厚度h、及其加工精度，決定了擴(kuò)散硅力敏元件的主要參數(shù)和使用性能。傳統(tǒng)的加工方法是使用專用的硅杯機(jī)用機(jī)械方法加工而成。由于加工復(fù)雜，成為制造擴(kuò)散硅力敏元件的一道關(guān)鍵工序。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的擴(kuò)散硅力敏元件芯片，它不僅加工工藝簡(jiǎn)單，降低制造成本，還可提高元件性能。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的將傳統(tǒng)的采用專用硅杯機(jī)加工的整體式硅杯改為組合型結(jié)構(gòu)。具體做法是采用直接加工成的薄硅片與玻璃環(huán)封接成一體，做成元件芯片。這里關(guān)鍵是硅片的厚度，本實(shí)用新型所用薄硅片厚度等于應(yīng)變膜片的厚度h，而玻璃環(huán)的內(nèi)徑則等于應(yīng)變膜片的直徑D。這樣制成的芯片因截面是“C”型，稱C型芯片。C型芯片的玻璃環(huán)可用硅環(huán)代替。為滿足擴(kuò)展使用和差壓使用的需要，也可在薄硅片的中心再封接一個(gè)柱狀玻璃硬芯，組裝成“E”型芯片。對(duì)于10KPa以下的微小量程，還可在薄硅片上直接進(jìn)行化學(xué)腐蝕加工成硅杯，然后和玻璃環(huán)或硅環(huán)封接制成微小量程的芯片。
由于本實(shí)用新型所用薄硅片采用平面磨削的方法直接加工，不僅能顯著提高應(yīng)變膜片的表面光潔度，而且可使封接后的薄硅片與玻璃環(huán)(或硅環(huán))保持正交，提高擴(kuò)散硅力敏元件的性能。同時(shí)因取消專用的硅杯機(jī)和劃片機(jī)，不但節(jié)省了設(shè)備投資，也降低了元件的制造成本。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
圖1是本實(shí)用新型一種薄硅片－玻璃環(huán)組件。
圖2是本實(shí)用新型一種薄硅片－硅環(huán)組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型“E型”組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型微小量程型組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
根據(jù)圖1～5，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，將硅片采用平面磨削的方法直接加工成薄硅片1，使其厚度等于應(yīng)變膜片厚度，一般厚為200～400μm。利用線膨脹系數(shù)與硅片一致的硬質(zhì)玻璃制成玻璃環(huán)2，使玻璃環(huán)2的內(nèi)徑等于應(yīng)變膜片的直徑，其拋光后，將薄硅片1與玻璃環(huán)2用靜電封接法，封接成一體，制成“薄硅片－玻璃環(huán)”組件結(jié)構(gòu)的芯片。其中的玻璃環(huán)2可用硅環(huán)3代替，采用金硅共熔法封接成一體，制成“薄硅片－硅環(huán)”組件結(jié)構(gòu)的芯片。
對(duì)于需要擴(kuò)展使用和差壓使用的芯片，也可在薄硅片1的中心再封接一個(gè)柱狀玻璃硬芯4，制成“E型”組件結(jié)構(gòu)的芯片。這種芯片輸出信號(hào)大，雙向受力輸出不變。
上述結(jié)構(gòu)的芯片制成的擴(kuò)散硅力敏元件，適用于0～10MPa的側(cè)量范圍。對(duì)于10Kpa以下的微小量程，因應(yīng)變膜片太薄，故不能直接磨削加工制成。為此，還可采用在加工成的薄硅片1上直接進(jìn)行化學(xué)腐蝕的方法制成硅杯，然后和玻璃環(huán)2封接成芯片。因在光潔度高的薄硅片1上直接化學(xué)腐蝕，所以制出來的應(yīng)變膜片光潔度也高，保留了附加非線性小的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種薄硅片擴(kuò)散硅力敏元件芯片，其特征是采用薄硅片和玻璃環(huán)封接而成，直接加工成的薄硅片厚度等于應(yīng)變膜片的厚度，其厚度為200～400μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征是所述的薄硅片上還可采用化學(xué)腐蝕的方法制成的硅杯代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的芯片，其特征是所述的玻璃環(huán)可用硅環(huán)代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征是所述薄硅片的中心還可封接一個(gè)柱狀玻璃硬芯。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的擴(kuò)散硅力敏元件芯片。它取消傳統(tǒng)的采用設(shè)備加工芯片的方法，而用直接加工成的薄硅片與玻璃環(huán)或硅環(huán)封接成一體，組裝成芯片。其薄硅片的厚度等于應(yīng)變膜片的厚度，玻璃環(huán)或硅環(huán)的內(nèi)徑等于應(yīng)變膜片的直徑。由于薄硅片的表面加工光潔度高，可明顯提高擴(kuò)散硅力敏元件性能。因取消了專用設(shè)備，簡(jiǎn)化操作工藝，故可節(jié)省設(shè)備投資，降低擴(kuò)散硅力敏元件的制造成本。
文檔編號(hào)H01L49/00GK2043006SQ8821663
公開日1989年8月16日 申請(qǐng)日期1988年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月9日
發(fā)明者王德福, 段祥照, 涂季平, 孫石楊 申請(qǐng)人:王德福, 段祥照, 涂季平, 孫石楊