本發明(ming)涉及(ji)(ji)壓力傳感器，尤其涉及(ji)(ji)一種(zhong)納米薄膜芯體(ti)封裝工藝(yi)及(ji)(ji)制(zhi)造方法。

背景技術：

1、納(na)米薄(bo)膜壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)是壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)領(ling)域(yu)的(de)前(qian)(qian)沿技術，目前(qian)(qian)大多(duo)數壓(ya)力傳(chuan)感器(qi)主要是應變片(pian)、擴(kuo)散硅(gui)芯(xin)體等(deng)封(feng)裝而成，存在長期穩定性(xing)(xing)差(cha)，測(ce)量使用(yong)溫(wen)度范圍窄(zhai)（-20°c～85°c），回復性(xing)(xing)較(jiao)差(cha)等(deng)問(wen)題。

2、納米薄膜濺射技術是壓力傳感(gan)器領域的新星技術，它具有精度(du)高(gao)、穩定性好、工作溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)寬、可以測量超大量程(cheng)等優點，廣泛應用于石化、工程(cheng)機(ji)械、電力等傳感(gan)領域。

3、在納(na)(na)(na)米薄(bo)膜(mo)(mo)芯(xin)體(ti)(ti)(ti)生(sheng)產(chan)完成后，現(xian)(xian)有技術中需要對(dui)納(na)(na)(na)米薄(bo)膜(mo)(mo)芯(xin)體(ti)(ti)(ti)使(shi)用(yong)專用(yong)金絲球(qiu)焊機綁(bang)線，無法(fa)(fa)進行(xing)直(zhi)接使(shi)用(yong)，提高了使(shi)用(yong)人員的(de)使(shi)用(yong)負擔，降低了使(shi)用(yong)效率(lv)，且現(xian)(xian)有技術對(dui)納(na)(na)(na)米薄(bo)膜(mo)(mo)芯(xin)體(ti)(ti)(ti)進行(xing)封裝操作時，無法(fa)(fa)同(tong)時生(sheng)產(chan)表(biao)壓(ya)（gauge?pressure）、密封表(biao)壓(ya)（sealinggauge?pressure）、絕(jue)壓(ya)（absolute?pressure）等納(na)(na)(na)米薄(bo)膜(mo)(mo)壓(ya)力芯(xin)體(ti)(ti)(ti)，需要單獨為(wei)表(biao)壓(ya)、密封表(biao)壓(ya)和絕(jue)壓(ya)進行(xing)納(na)(na)(na)米薄(bo)膜(mo)(mo)芯(xin)體(ti)(ti)(ti)設計封裝工藝，提高了生(sheng)產(chan)成本。

技術實現思路

1、本發明提(ti)出的一種納米薄膜芯體封裝工藝及制造方法，目的是為了(le)解決(jue)傳(chuan)統技術中在納米薄膜芯體生產完成后需要對納米薄膜芯體使用專用金絲球焊機綁(bang)線無法進行直接使用提(ti)高了(le)使用人員的使用負擔降(jiang)低了(le)使用效率的問題。

2、為了實現上(shang)述(shu)目的，本(ben)發明采用了如下技(ji)術方案：

3、一(yi)種納米薄膜芯(xin)體封裝工藝，包括以下(xia)步驟(zou)：

4、s1：按照芯(xin)體(ti)工藝(yi)生產出(chu)納米薄膜(mo)壓力(li)芯(xin)體(ti)，其(qi)中(zhong)納米薄膜(mo)壓力(li)芯(xin)體(ti)包括(kuo)金屬基底(di)和(he)鍍(du)于所(suo)述(shu)金屬基底(di)上(shang)的(de)惠斯(si)通(tong)電橋納米膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，所(suo)述(shu)惠斯(si)通(tong)電橋納米膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)包括(kuo)絕緣層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、設(she)于所(suo)述(shu)絕緣層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)的(de)壓敏(min)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、設(she)于壓敏(min)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)的(de)焊盤(pan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)保(bao)護(hu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，其(qi)中(zhong)焊盤(pan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)裸露在保(bao)護(hu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)外；

5、s2：機加工生產(chan)出所需封(feng)裝(zhuang)結構件(jian)，其中封(feng)裝(zhuang)結構件(jian)包括引壓口和封(feng)裝(zhuang)罩；

6、s3：將金屬基底(di)底(di)部與(yu)引壓口進行激光焊接；

7、s4：組裝pcb板(ban)，并通過pcb固定螺絲將(jiang)pcb板(ban)固定到金屬基底遠離引(yin)壓口(kou)一側上；

8、s5：使用(yong)超(chao)聲波焊接(jie)將納米薄膜壓力芯體中的焊盤層與pcb板用(yong)金絲連接(jie)導通；

9、s6：在(zai)焊盤層和(he)納米(mi)薄(bo)膜壓力(li)芯體表面點(dian)涂絕(jue)緣果凍(dong)膠(jiao)；

10、s7：安裝(zhuang)封(feng)裝(zhuang)罩，封(feng)裝(zhuang)罩通過玻璃微(wei)溶(rong)技術將多個電(dian)信號輸出連接(jie)端子(zi)與封(feng)裝(zhuang)罩融合；

11、s8：將(jiang)封裝罩(zhao)與金屬(shu)基底(di)和引壓口進(jin)行激光焊接，使金屬(shu)基底(di)和pcb板位于(yu)封裝罩(zhao)內部，其電信號輸出連接端子與pcb板電性連接；

12、s9：封裝完后(hou)進行200°c以下(xia)退火處(chu)理。

13、優選地(di)，所(suo)述步驟s中，金(jin)屬基(ji)底與引壓(ya)口進行激光焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)過程使用(yong)惰(duo)性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)保護，其激光焊(han)(han)接(jie)時控制惰(duo)性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)流量輸出。

14、優(you)選地(di)，所述步(bu)驟(zou)s中電信(xin)號(hao)輸(shu)出連接端子采用通孔(kong)型信(xin)號(hao)端子，多個所述通孔(kong)型信(xin)號(hao)端子與對應匹配封裝罩玻璃微溶連接。

15、優(you)選地，所(suo)述(shu)步驟s中電信(xin)號輸出(chu)連接端子采(cai)用實心(xin)公(gong)針(zhen)，多個所(suo)述(shu)實心(xin)公(gong)針(zhen)與(yu)對應匹配的封裝罩(zhao)玻(bo)璃(li)微溶(rong)連接。

16、一種納米薄膜芯體的制造方法，包括以下步驟：

17、s1：對耐(nai)腐蝕高硬(ying)度的金屬基底表面(mian)進行鍍膜(mo)預處理；

18、s2：采(cai)用濺(jian)射鍍(du)(du)膜方法將由絕緣層(ceng)(ceng)、壓敏層(ceng)(ceng)、焊盤層(ceng)(ceng)和保(bao)護(hu)層(ceng)(ceng)組(zu)成的惠斯通電橋納米膜層(ceng)(ceng)一(yi)層(ceng)(ceng)一(yi)層(ceng)(ceng)依次鍍(du)(du)在金屬基底表面；

19、s3：在鍍焊盤(pan)層時，通過光刻或蝕刻工藝獲得(de)對應(ying)的(de)惠(hui)斯通電橋和相應(ying)形狀的(de)焊盤(pan)層；

20、s4：在鍍保(bao)(bao)護(hu)層(ceng)時，通過光(guang)刻和化(hua)學腐蝕將(jiang)壓敏層(ceng)覆(fu)蓋保(bao)(bao)護(hu)，并將(jiang)焊盤層(ceng)裸露；

21、s5：最(zui)后對(dui)金(jin)屬基底和(he)惠斯通電橋納米膜層進行(xing)真(zhen)空退火和(he)高低(di)溫沖(chong)擊處理。

22、優(you)選(xuan)地，所(suo)述金(jin)屬基底(di)采用的金(jin)屬材料(liao)硬度為hrc38-42。

23、優選地，所述(shu)絕緣層(ceng)材(cai)(cai)質(zhi)(zhi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)nb2o5，所述(shu)壓敏(min)層(ceng)材(cai)(cai)質(zhi)(zhi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)nicr，所述(shu)焊盤層(ceng)材(cai)(cai)質(zhi)(zhi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)au，所述(shu)保護層(ceng)材(cai)(cai)質(zhi)(zhi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)sio2。

24、優選地，所述(shu)濺射鍍膜方法具體采用ald離(li)子轟(hong)擊濺射技術。

25、與現有技術相比，本發明具備以下有益效果：

26、1、本發明通過將制作出來的納米薄膜(mo)壓力芯體進(jin)行進(jin)一步封裝(zhuang)，便于(yu)使(shi)用(yong)人員直接(jie)(jie)連線使(shi)用(yong)，而不(bu)需要經過專用(yong)金絲球焊(han)機綁線；并且通過采用(yong)通孔型(xing)信號端子或實(shi)心公(gong)針與(yu)封裝(zhuang)罩進(jin)行玻璃微溶(rong)連接(jie)(jie)，方便生(sheng)產表(biao)(biao)壓、密封表(biao)(biao)壓和絕壓芯體。

27、2、本發明采用ald離子轟擊濺(jian)射技術(shu)進行鍍膜生產納(na)(na)米薄膜壓力(li)芯(xin)體，使(shi)每層(ceng)的靶材與(yu)鍍層(ceng)面牢牢結合，并使(shi)濺(jian)射出(chu)(chu)來的膜層(ceng)致密度(du)高、結合力(li)好、耐溫寬，與(yu)充油式擴(kuo)散硅芯(xin)體相(xiang)比，輸出(chu)(chu)不受(shou)溫度(du)變(bian)化而變(bian)化；與(yu)貼(tie)片(pian)(pian)式應(ying)變(bian)片(pian)(pian)芯(xin)體相(xiang)比，納(na)(na)米膜層(ceng)不使(shi)用膠水粘合，芯(xin)體的穩定性(xing)、牢靠(kao)性(xing)遠高于貼(tie)片(pian)(pian)式應(ying)變(bian)片(pian)(pian)芯(xin)體。

技術特征：

1.一(yi)種納米薄膜芯體封裝工藝，其特征在于(yu)，包括以(yi)下步驟：

2.根據權利要(yao)求(qiu)1所(suo)述(shu)的(de)一種納米薄膜芯體封裝工(gong)藝，其特征在于，其中：

3.根據權利要求1所述的一種納(na)米薄膜(mo)芯體封(feng)裝(zhuang)工藝，其(qi)特征在于，其(qi)中：

4.根(gen)據權利要求1所述的一種納米薄膜芯體封裝工藝，其(qi)特(te)征在于，其(qi)中(zhong)：

5.一種權利要求1中納(na)米薄(bo)膜芯體的制造方法，其特征(zheng)在于，包(bao)括以(yi)下步驟：

6.根據權利要求5所述的一(yi)種納(na)米薄(bo)膜芯體封裝工藝，其特(te)征在于，其中(zhong)：

7.根據權利要求5所述的一種納米(mi)薄膜芯體封裝工(gong)藝，其特征在于，其中(zhong)：

8.根據權利要求5所述的一種納米薄膜芯體封(feng)裝(zhuang)工藝，其(qi)特征在于，其(qi)中：

技術總結
本發明公開了一種納米薄膜芯體封裝工藝及制造方法，涉及壓力傳感器技術領域，包括按照芯體工藝生產出納米薄膜壓力芯體，其中納米薄膜壓力芯體包括金屬基底和鍍于所述金屬基底上的惠斯通電橋納米膜層，所述惠斯通電橋納米膜層包括絕緣層、設于所述絕緣層上的壓敏層、設于壓敏層上的焊盤層和保護層，其中焊盤層裸露在保護層外，本發明通過將制作出來的納米薄膜壓力芯體進行進一步封裝，便于使用人員直接連線使用，而不需要經過專用金絲球焊機綁線；并且通過采用通孔型信號端子或實心公針與封裝罩進行玻璃微溶連接，方便生產表壓、密封表壓和絕壓芯體。

技術研發人員：范敏,雷衛武
受保護的技術使用者：松諾盟科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/8/20