陶瓷封装基板助力MEMS压力传感器更加精准灵敏

传感器是一种检测装置，能感应到被测量的信息，并能将感应到的信息，按一定规则改换成为电信号或其他所需方式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。跟着工业技术的进步，小型化、智能化、集成化的传感器已成为未来趋势，由此MEMS传感器应运而生。

  MEMS的全称是微型电子机械体系（Micro-ElectroMechanical System），微机电体系是指可批量制造的，将微型组织、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通讯和电源等集成于一块或多块芯片上的微型器件或体系。作为物联网时代电子信息作业的“大米”，MEMS传感器选用微电子和微机械加工技术制造，与传统的传感器比较，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化出产、易于集成和结束智能化的特征。一起在微米量级的特征尺寸使得它可以结束某些传统机械传感器所不能实现的功用。

  MEMS传感器的种类依据其作业作用、作业原理、作业环境的不同种类繁多，今日首要介绍的是其间的一种：MEMS压力传感器。现在的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。

（1）MEMS硅压阻式压力传感器选用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，选用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电改换测量电路，将压力这个物理量直接改换成电量，其测量精度能达0.01%～0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图3所示，上下二层是玻璃体，中心是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空腔，使之成为一个典型的绝压压力传感器。应力硅薄膜与真空腔触摸这一面经光刻生成阻应变片电桥电路。当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，应力硅薄膜会因受外力作用而悄悄向上兴起，发生弹性变形，四个电阻应变片因此而发生电阻变化，损坏原先的惠斯顿电桥电路平衡，电桥输出与压力成正比的电压信号。图4是封装如IC的硅压阻式压力传感器什物相片。

（2）电容式压力传感器运用MEMS技术在硅片上制造出横隔栅状，上下二根横隔栅成为一组电容式压力传感器，上横隔栅受压力作用向下位移，改变了上下二根横隔栅的间距，也就改变了板间电容量的大小，即△压力=△电容量（图5）。电容式压力传感器什物如图6。

   MEMS传感器的加工工艺需要用到MEMS技术，依据已经相对成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺。它与传统的IC工艺有许多相似之处，如光刻、薄膜堆积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等，可是有些复杂的微结构难以用IC工艺结束，有必要选用微加工技术制造。微加工技术包括硅的体微加工技术、表面微加工技术和特别微加工技术。体加工技术是指沿着硅衬底的厚度方向对硅衬底进行刻蚀的工艺，包括湿法刻蚀和干法刻蚀，是结束三维结构的重要办法。表面微加工是选用薄膜堆积、光刻以及刻蚀工艺，通过在牺牲层薄膜上堆积结构层薄膜，然后去除牺牲层释放结构层结束可动结构。

   DPC技术从理论研制到结束工业化批量出产。金瑞欣DPC薄膜陶瓷金属化工艺，其特征是在各种陶瓷基材上溅射一层结合力杰出的金属材，基材的运用范畴广泛，包括单晶硅片，玻璃基（SiO2），氮化硅，碳化硅，氧化铝，氮化铝，氧化锆，ZTA，金刚石，蓝宝石等。陶瓷电路板在新能源、轿车电子、电力电子、智能传感、5G通讯、智慧照明、生物医疗、航空航天等范畴广泛运用。处理芯片发热、型号安稳输出、传感测量精准等商场痛点。

   MEMS压力传感器封装工艺—管芯（die）结构和电原理如图7所示，左是电原理图，即由电阻应变片组成的惠斯顿电桥，右是管芯内部结构图。典型的MEMS压力传感器管芯可以用来出产各种压力传感器产品，如图8所示。MEMS压力传感器管芯可以与外表放大器和ADC管芯封装在一个封装内（MCM），使产品设计师很简单运用这个高度集成的产品设计。

   MEMS压力传感器广泛运用于轿车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、轿车刹车体系空气压力传感器、轿车发动机进气歧管压力传感器（TMAP）、柴油机共轨压力传感器；消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。跟着物联网时代的逐步到来，传感器现正被广泛运用于包括各类智能终端、智能轿车、生物医疗等在内的很多新兴范畴，需求量日积月累。

   伴跟着下游运用范畴的开展，MEMS压力传感器逐步由单一的、仅起到压力数据搜集作用的器件向调集多种数据搜集和处理为一体的智能传感器开展。压力传感器、陀螺仪、温度传感器等多种传感器以及其他功用器件集为一体，结束高度智能化，为拓展下游运用端结束多维度数据搜集供给条件。在国家政策的大力支持下，国内MEMS作业的研制与出产体系正在不断完善，上下游供应链的布局也在如火如荼的开展中。作为高新技术企业的一员，金瑞欣特种电路科技有限公司”的美好愿景，秉承“用心服务客户，供给定心产品”的伟大使命，尽力为国家结束这一战略性布局尽力斗争！