一种应变片的结构设计及制作工艺

摘要

本发明公开了一种全桥应变片的结构设计和加工工艺。该全桥应变片的结构设计采用多层硅结构，其包括三层硅和每层硅之间的绝缘层。将多层硅结构加工为全桥应变片的步骤如下：在第一层硅上形成力敏压阻元件及连接电路；然后在力敏压阻元件和连接电路的周围形成物理沟槽，该沟槽贯穿第一层硅、第一层绝缘层和第二层硅；在力敏压阻元件，连接电路和沟槽的表面设置至少一层钝化层；在连接电路端点处的钝化层上开孔，并淀积耐高温金属焊盘从而形成全桥应变片；在第一层硅的上表面涂上抗腐蚀粘结剂并与抗腐蚀陶瓷基板粘结为整体，然后依次去除多层硅结构的第三层硅和第二层绝缘层；最后采用加热或使用有机溶剂溶解的方式将抗腐蚀粘结剂除，使全桥应变片与基板分离。

主权项

采用多层硅结构制造的全桥应变片，其特征在于：所述多层硅结构包括从上至下依次设置的第一层硅，第一层绝缘层，第二层硅，第二层绝缘层和第三层硅；所述第一层硅用以形成若干力敏压阻元件，所述若干力敏压阻元件由连接电路组成全桥惠斯通电桥，用于将压力信号转化成电信号；在第一层硅和第二层硅之间设有用于隔离两者之间电连接的第一层绝缘层；所述第二层硅用于支撑第一层硅并用于调整应变片的厚度；在第二层硅和第三层硅之间设有第二层绝缘层，用于分离第二层硅和第三层硅；所述第三层硅设置于第二层硅的下方，用于调整多层硅结构的整体厚度，便于对多层硅结构的加工；采用多层硅结构制造的全桥应变片的加工工艺，包括如下步骤：(1)在上述多层硅结构的第一层硅上形成力敏压阻元件和连接电路；(2)采用腐蚀的方法在力敏压阻元件和连接电路的周围形成沟槽，该沟槽贯穿第一层硅、第一层绝缘层和第二层硅，所述沟槽的底部位于第二层硅内；在力敏压阻元件和连接电路的周围设置至少一层钝化层，用于保护力敏压阻元件和连接电路；(3)在连接电路端点处的钝化层上开孔，在开孔处淀积耐高温金属层并形成焊盘，用于引出电信号；(4)在多层硅结构第一层硅的上表面涂上抗腐蚀粘结层；(5)将整个多层硅结构通过粘结层与基板粘结为整体，然后置于硅腐蚀液中，用于将第三层硅去除；(6)再将第二层绝缘层去除，去除方法开采用湿法化学腐蚀或者等离子刻蚀；(7)最后采用加热或使用有机溶剂溶解的方式将抗腐蚀粘结层去除，使全桥应变片与基板分离。