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微壓薄膜壓力傳感器關鍵性技術研究
作者:admin 發(fā)布時間:2015/9/24 18:03:33 瀏覽次數:2091
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(xiàn)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(wěn)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(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、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(jiān)測與控制系統(tǒng)。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(huán)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(lián)在橋臂中進行補償的方法，提高產品的可靠性。
5、穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(tǒng)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(wěn)定性指標。
這些關鍵技術的解決，對于提高我國薄膜壓力傳感器產業(yè)的整體技術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(xiàn)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(wěn)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(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、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(jiān)測與控制系統(tǒng)。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(huán)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(lián)在橋臂中進行補償的方法，提高產品的可靠性。
5、穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(tǒng)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(wěn)定性指標。
這些關鍵技術的解決，對于提高我國薄膜壓力傳感器產業(yè)的整體技術水平具有重要的意義。
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