專利名稱：派瑞林涂膜的壓力傳感器壓敏元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及壓力傳感器，特別是壓力傳感器中的壓敏器件。
背景技術(shù)：
硅壓力傳感器是一種常用壓力傳感器。這種傳感器的壓敏元件的核心部件為硅壓力芯片。當(dāng)硅壓力芯片受壓形變時芯片上的電阻值發(fā)生變化，測量這種變化量，得到相應(yīng)的壓力值。這種傳感器為壓阻式硅壓力傳感器。也有壓容式硅壓力傳感器，它是基于壓力變化引起電容變化的原理制成的。圖I是一種壓阻式硅壓力傳感器的壓敏元件結(jié)構(gòu)示意圖。該壓敏元件中的硅壓力芯片a上通過微電子集成電路工藝設(shè)制有構(gòu)成惠斯登電橋(圖2示)的擴(kuò)散電阻，當(dāng)芯片受壓時變形時芯片上擴(kuò)散電阻的阻值發(fā)生變化，使圖2所示的Vout+和Vout-端得到一個差動電壓信號。圖I中導(dǎo)電金屬絲b是連接硅壓力芯片a和底座e上針腳之間的導(dǎo)線，蓋帽c和硅膠層d用于保護(hù)硅壓力芯片a和導(dǎo)電金屬絲b。圖I所示的蓋帽c和硅膠層d對硅壓力芯片能起到一定的保護(hù)作用，如增強(qiáng)抗正面沖擊能力，一定程度上防止雜質(zhì)沉積到娃壓力芯片a和導(dǎo)電金屬絲b上。但由于娃膠有一定的流動性，隨著傳感器受到的沖擊和振動，壓敏元件中硅膠層d中硅膠很可能跑出蓋帽c之外，使芯片、導(dǎo)電金屬絲、針腳直接暴露在外部壓力介質(zhì)(液態(tài)或氣態(tài))中，從而產(chǎn)生如下缺陷I、防水能力差傳感器工作時壓敏元件的硅壓力芯片、導(dǎo)電金屬絲及針腳都帶電，一旦帶電器件有水汽進(jìn)入，就可能造成傳感器工作不正常。2、防腐蝕能力差壓敏元件與壓力介質(zhì)接觸部分的材質(zhì)有金屬、二氧化硅等。金屬容易受腐蝕，金屬絲脫落或斷裂將導(dǎo)致傳感器報(bào)廢。3、絕緣性能差一是壓敏元件中硅壓力芯片、導(dǎo)電金屬絲、針腳與壓力介質(zhì)直接接觸，導(dǎo)致帶電器件與壓力介質(zhì)的絕緣性差；二是帶電器件與底座的最短距離(即針腳與底座的距離)僅為1_，導(dǎo)致帶電器件與壓敏元件底座的絕緣性差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決硅壓力傳感器壓敏元件防水性能、防腐蝕性能和絕緣性能差的問題，為此提供本實(shí)用新型的一種派瑞林涂膜的壓力傳感器壓敏元件，這種傳感器壓敏元件防水、防腐蝕和絕緣性能好。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是在底座上罩連有蓋帽，蓋帽內(nèi)的底座上連有硅壓力芯片，硅壓力芯片與底座上所連針腳之間連有導(dǎo)電金屬絲，其特殊之處是，所述底座、硅壓力芯片、導(dǎo)電金屬絲和與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的表面涂覆有派瑞林涂層，所述表面涂覆派瑞林涂層的硅壓力芯片、表面涂覆派瑞林涂層的導(dǎo)電金屬絲和表面涂覆派瑞林涂層的與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的外圍一體性封連有硅膠層。本實(shí)用新型所述派瑞林涂層厚度為3 Ii m 8 Ii m。[0011]所述派瑞林涂層典型的厚度為5 Ii m。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖I是已有技術(shù)中壓力傳感器壓敏元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳感器壓敏元件中硅壓力芯片上的惠斯登電橋電路圖；圖3是工件及其上派瑞林涂層示意圖；圖4是工件及其上普通涂層示意圖；圖5是本實(shí)用新型中的組件派瑞林涂膜后結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型的涂覆工序不意圖。派瑞林(Parylene)是上世紀(jì)六十年代中期開發(fā)的一種新型熱塑性涂層材料，它是一種對二甲苯聚合物，按不同的分子結(jié)構(gòu)，可分為N型、C型、D型、HT型等。派瑞林涂膜(Parylene Coating)采用真空氣相沉積涂膜工藝,給工件表面均勻涂覆一層派瑞林涂層。派瑞林涂膜由升華、裂解和沉積三道工序構(gòu)成，如圖6所示。I、升華在升華室，真空狀態(tài)和120_180°C條件下將固態(tài)原材料聚對二甲苯升華成氣態(tài)；2、裂解在裂解室，650-70(TC氣態(tài)原材料裂解成具有反應(yīng)特性的活性單體；3、沉積在沉積室，活性單體在室溫下沉積于工件表面并聚合。氣態(tài)單體進(jìn)入沉積室，首先彌漫在工件表面，當(dāng)吸附到各個表面后開始聚合和結(jié)晶，直接形成固體，整個過程中的任何階段都不會呈現(xiàn)液態(tài)，因而它不會聚集、橋接或者因?yàn)楹缥饔枚a(chǎn)生液面彎曲。派瑞林涂膜能涂覆到工件各種形狀的表面，包括尖銳的棱邊、縫隙、極細(xì)微的針孔和內(nèi)表面，且不產(chǎn)生死角。派瑞林涂膜厚度均勻、致密無針孔、透明無應(yīng)力、不含助劑、不損傷工件、有優(yōu)異的電絕緣性和防護(hù)性，同時具有極端的化學(xué)惰性，在鹽霧、霉菌、潮濕、腐蝕性等惡劣環(huán)境中具有優(yōu)越的隔離防護(hù)功能。派瑞林涂膜厚度很薄,一般為I ii m 50 ii m,機(jī)械減震和負(fù)載特性極小,可以涂覆在許多種基體的表面，這些基體包括玻璃、金屬、紙張、樹脂、塑料、陶瓷、鐵氧體，甚至人造橡月父以及粉末狀與顆粒狀物質(zhì)等基體。圖3、圖4為派瑞林涂層與普通涂層的效果對比。前者在凸棱、凹陷和平面各處厚度均勻一致，后者則否。
具體實(shí)施方式
派瑞林涂膜的壓力傳感器壓敏元件，底座5上罩連有蓋帽3，蓋帽內(nèi)的底座上連有硅壓力芯片1，硅壓力芯片與底座上所連針腳之間連有導(dǎo)電金屬絲2，其特征是，所述底座、硅壓力芯片、導(dǎo)電金屬絲和與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的表面涂覆有派瑞林涂層6，所述表面涂覆派瑞林涂層的硅壓力芯片、表面涂覆派瑞林涂層的導(dǎo)電金屬絲和表面涂覆派瑞林涂層的與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的外圍一體性封連有硅膠層4。所述派瑞林涂層厚度為3 ii m 8 ii m,優(yōu)選為5 ii m。[0031]本實(shí)用新型首先是將制作裝配好的底座、硅壓力芯片、導(dǎo)電金屬絲和與導(dǎo)電金屬絲連接的針腳端部完成派瑞林涂膜，涂膜組件如圖5所示。涂膜后注入硅膠形成硅膠層4，再封上蓋帽，完成派瑞林涂膜的壓力傳感器壓敏元件的制作。本實(shí)用新型由于涂層本身很薄，機(jī)械減震和負(fù)載特性極小，對壓力傳感器壓敏元件中硅壓力芯片的靈敏度和線性特性的影響也極小。涂膜后，傳感器在以下性能上有很大提聞。I、防水性能由于派瑞林涂層優(yōu)越的隔絕性能，即使壓力介質(zhì)有水汽，傳感器也能
正常工作。2、防腐蝕性能由于派瑞林涂層極端的化學(xué)惰性，使傳感器防有機(jī)溶劑、防無機(jī)溶劑和防酸性能高。3、絕緣性能由于派瑞林涂層優(yōu)越絕緣特性(5 ii m厚耐1000V以上的直流擊穿電·壓)，使傳感器具有穩(wěn)定良好的絕緣性能。4、機(jī)械性能由于派瑞林涂層優(yōu)越的物理和機(jī)械特性，使壓力傳感器壓敏元件中的硅膜片能更好的貼合在底座上，金屬絲的連接強(qiáng)度增加了 5 10倍。
權(quán)利要求1.派瑞林涂膜的壓力傳感器壓敏元件，底座(5)上罩連有蓋帽(3)，蓋帽內(nèi)的底座上連有硅壓力芯片(I)，硅壓力芯片與底座上所連針腳之間連有導(dǎo)電金屬絲(2)，其特征是，所述底座、硅壓力芯片、導(dǎo)電金屬絲和與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的表面涂覆有派瑞林涂層￠)，所述表面涂覆派瑞林涂層的硅壓力芯片、表面涂覆派瑞林涂層的導(dǎo)電金屬絲和表面涂覆派瑞林涂層的與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的外圍一體性封連有硅膠層⑷。
2.如權(quán)利要求I所述的壓敏元件，其特征是所述派瑞林涂層厚度為3y m 8 y m。
3.如權(quán)利要求I所述的壓敏元件，其特征是所述派瑞林涂層厚度為5ym。
專利摘要防水、防腐蝕和絕緣性能良好的派瑞林涂膜的壓力傳感器壓敏元件，底座(5)上罩連有蓋帽(3)，蓋帽內(nèi)的底座上連有硅壓力芯片(1)，硅壓力芯片與底座上所連針腳之間連有導(dǎo)電金屬絲(2)，所述底座、硅壓力芯片、導(dǎo)電金屬絲和與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的表面涂覆有派瑞林涂層(6)，所述表面涂覆派瑞林涂層的硅壓力芯片、表面涂覆派瑞林涂層的導(dǎo)電金屬絲和表面涂覆派瑞林涂層的與導(dǎo)電金屬絲連接的所述針腳端部的外圍一體性封連有硅膠層(4)。本實(shí)用新型適配于檢測氣體等壓力的壓力傳感器。
文檔編號G01L1/18GK202494536SQ20122005092
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者唐靜濤, 夏曉, 石鵬, 陳加慶 申請人:杭州科島微電子有限公司