硅压阻式压力传感器小型化设计

李仁刚 马明宇 张鹏

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0302-01

0 摘要

压力测量居热工测量四大物理量之首，在工业控制、汽车、航空航天、国防装备等领域用途广泛。利用硅的压阻效应和微电子技术制作的硅压阻式压力传感器是近30年来发展非常迅速的一种压力传感器。它具有灵敏度高、响应快、可靠性好、精度高、低功耗、易于小型化与集成化等一系列突出优点，广泛应用于测控领域。但是由于硅压阻式压力传感器芯片的特性，要求制作中必须进行封装保护。

本课题将着眼于硅压阻式压力传感器小型化封装难点，对于小结构尺寸约束下，产品壳体内部合理布局设计、外部小型化波纹膜片设计、以及波纹膜片与壳体焊接可靠性设计，降低压力传感器尺寸，满足特殊领域对传感器小型化的需求[1]。

1 封装设计

1.1 封装要求

硅压阻式压力传感器芯片的尺寸在2.5×2.5mm，高度1.0mm，硅材料不能抗腐蚀，所以制作好的硅压阻式压力传感器芯片不能裸露直接应用，而是在使用前对裸片进行封装。封装必须提供硅压阻式压力传感器芯片与外部系统的接口。硅压阻式压力传感器芯片封装必须保护在多种环境下使用的微机械部分，另外还要提供电信号连接，某些时候还需要接触外界环境并与之相互作用[2]。

对于压力传感器的封装，概括起来，应该满足以下几方面的要求：

（1）机械可靠，抗振动，抗冲击；

（2）避免热应力对芯片的影响；

（3）电气上要求芯片与环境或大地是绝缘的；……