[发明专利]一种高性能宽量程带温敏型薄膜压敏芯片

说明书

本发明公开了集成电路芯片技术领域的一种高性能宽量程带温敏型薄膜压敏芯片，包括弹性体基体，所述弹性体基体的顶部从下往上依次溅射隔离层薄膜、应变层薄膜和引线层薄膜，所述引线层薄膜的顶部溅射有防尘防氧化的保护层薄膜，且保护层薄膜包裹在隔离层薄膜、应变层薄膜和引线层薄膜的外侧，本发明的温漂小，零点温漂可达到≤0.005％FS/℃，产品的工作温度范围宽，芯片可在‑55℃～300℃温度环境下可靠工作，本发明扩展了压敏芯片的量程区间，扩大了薄膜压敏芯片在液位、低气压等领域的使用范围，具有安装方便、工作稳定、产品使用寿命长的优点；压敏电路与温敏电路集成制作，可有效降低生产成本、减小产品体积。

技术领域

本发明涉及集成电路芯片技术领域，具体为一种高性能宽量程带温敏型薄膜压敏芯片。

背景技术

目前全球传感器市场规模达到1700亿美元，其中压力传感器市场规模达到320亿美元，并以每年20％以上的速度持续高速增长。压敏芯片是压力传感器的核心部件，目前主要的压敏芯片生产厂家集中在欧美国家，中国的压敏芯片绝大部分依靠进口。

压敏芯片做为压力传感器的核心部件，用来测量各种环境下的气体、液体、流体等介质的压力。目前的压敏芯片采用传统的集成电路工艺，在硅基上制作电路，由于硅半导体的温度特性，所制作的压敏芯片温度漂移大，工作温度范围窄，性能差；另外，目前的压敏芯片不能测量温度，在需要同时测量温度和压力的场合，需额外增设温敏芯片，存在产品结构复杂、体积大、不便安装、不能准确测量介质温度、温度数据延迟等缺点。为此，我们提出了一种高性能宽量程带温敏型薄膜压敏芯片投入使用，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能宽量程带温敏型薄膜压敏芯片，以解决上述背景技术中提出的现有的压敏芯片存在产品结构复杂、体积大、不便安装、不能准确测量介质温度、温度数据延迟等缺点的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能宽量程带温敏型薄膜压敏芯片，包括弹性体基体，所述弹性体基体的顶部从下往上依次溅射隔离层薄膜、应变层薄膜和引线层薄膜，所述引线层薄膜的顶部溅射有防尘防氧化的保护层薄膜，且保护层薄膜包裹在隔离层薄膜、应变层薄膜和引线层薄膜的外侧。

优选的，所述弹性体基体为17-4PH不锈钢材料，采用机加工将不锈钢棒材底部挖空成杯状，再根据量程要求，在杯底形成不同厚度的弹性膜片。

优选的，所述弹性膜片采用减薄工艺将其减薄至0.05mm至1mm。

优选的，所述引线层薄膜采用光刻的方法将其光刻成电极。

优选的，所述应变层薄膜采用光刻的方法将其光刻成感应压力变化的惠思登电桥电路和感应温度变化的电阻电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用17-4PH不锈钢做为芯片基底，集成电路直接制作在不锈钢膜片的上表面，压力介质直接作用在不锈钢膜片的下表面。由于不锈钢具有很好的导热性能，因此集成电路工作时的热量可以及时扩散，可有效延长产品寿命，同时可有效减小工作时的温升对精度带来的不利影响；由于不使用硅做为芯片的基底，也不采用传统的充油或粘贴工艺，因此没有硅半导体的温度特性且没有隔离过渡材料，使得产品的温漂小，零点温漂可达到≤0.005％FS/℃，产品的工作温度范围宽，芯片可在-55℃～300℃温度环境下可靠工作；

本发明在0.2mm厚度的膜片基础上，采用改善后的半导体减薄工艺将膜片继续减薄至0.05mm，经过测算，芯片的量程可低至0.05MPa，大大扩展了压敏芯片的量程区间，扩大了薄膜压敏芯片在液位、低气压等领域的使用范围；