溅射薄膜式压力传感器制造工艺流程

典型溅射薄膜式压力传感器的主要工艺流程如图2.4所示，其中压力敏感元件制作为关键过程，包括弹性体制造、研磨抛光、镀膜、离子束刻蚀等四道工序。

弹性体设计与制造：指弹性体钢杯的结构设计与机械加工，去应力热处理。此环节将确定弹性体膜片基本参数，基本决定了溅射薄膜式压力传感器的输入一输出关系。弹性体建模与计算过程非常重要，将在下一节重点阐述。

研磨与抛光：对合格的弹性体钢杯进行研磨、抛光，使表面达到光洁度要求，然后再作进一步的减薄处理。

镀膜：与刻蚀交替进行。采用离子束溅射淀积技术，在金属弹性体表面制造粘附力强、膜层均匀、致密、性能稳定的多层薄膜。

刻蚀：采用半导体光刻和腐蚀的方法，或者研究采用离子束刻蚀工艺将电阻膜刻蚀成惠斯登电桥的电阻条图形；将引线膜刻蚀成引线电极。

电桥微调：采用薄膜电阻对惠斯登电桥的桥臂电阻进行补偿，将传感器的输出调整到设计范围内（即理想零点）。

焊接：采用激光焊接或电子束焊接工艺，将合格芯片和支架、壳体等焊接到带有压力测试口的基座上。将压力敏感元件与压力接头焊装在一起是一道关键的工序。采用大功率激光焊机焊接或电子束焊机焊接，焊缝深度可达2.2mm。大量的焊接工艺试验表明，选用不同的焊接工艺参数，可以有效地消除焊接应力给传感器造成的不良影响。弹性体与基座、支架、外壳焊接成一体，其结构示意图如图2.5所示。

引线内封装：采用金丝球焊或者压焊工艺，焊接芯片引线从薄膜应变电阻的电极连接到支架。

稳定性处理：对传感器进行各项环境试验，并反复测量其输出，考核其稳定性。

数字修正：在稳定性处理后，根据事前设计的各项参数对传感器进行温度灵敏度、非线性等零点补偿工作。

整体封装：将补偿好的传感器敏感芯片进行喷涂等表面处理，目的在于防止传感器敏感芯片的膜层和电路受环境影响。

老化、试验：对封装好的传感器进行高低温、电应力老化试验和振动、冲击、疲劳、湿热、热真空等各种可靠性环境试验。

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