[发明专利]一种陶瓷电容压力传感器芯片的封接方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法。该方法为：一、陶瓷基底表面打磨、清洗、烘干；二、在基底上丝网印刷玻璃浆料；三、烘干处理；四、加压烧结；五、侧面玻璃浆料涂刷；六、二次烧结成型。本发明制备的陶瓷电容式压力传感器芯片经过氟油和氦气密封性检测，密封性能好，压力弹片与陶瓷基底结合强度大于40MPa，陶瓷弹片与陶瓷基底间距可以控制在10μm～50μm。本发明具有工艺简单、密封效果好、粘接强度高、电容间距可控性好等优点。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法。

背景技术

陶瓷电容式压力传感器最早是从二十世纪八十年代开始研究。经过十余年的持续发展，这种新型的压力传感器在九十年代后期产品趋于成熟，国外多家公司推出众多产品系列，迅速占据市场。陶瓷电容式压力传感器以其成本低、使用寿命长、测量重复性强等众多优势，在MEMS压力传感器快速发展的今天仍然牢牢占据着市场的大量份额，市场地位难以动摇。我国在九十年代中期开始在国家、省市项目的资助下进行陶瓷电容式压力传感器的研发工作，并且在中高压量程的压力传感器领域取得了一定进展，但是规模化产业生产方面还存在相当的距离。国内无论在制造技术还是材料工艺都相对落后，不能满足汽车工业技术需求。目前市场上每年数以亿计的车用压力传感器基本全部被国外产品所垄断。陶瓷电容式压力传感器集成了先进陶瓷薄片制造、精密尺寸控制、电极和真空封装、电子电路等，技术要求复杂，对性能指标，特别是重复性、稳定性、可靠性要求很高，目前国内不能满足要求。目前，陶瓷电容式压力传感器工艺存在一些缺陷：(1)电极间封装困难，间距难以控制，可靠性较差；(2)电容腔密封性差，陶瓷弹片与陶瓷基底结合性能较差，导致在传感器在循环应力作用下抗疲劳性能差等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种工艺简单、密封效果好、粘接强度高、电容间距可控性好的陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：采用陶瓷材料作为陶瓷电容式压力传感器芯片的基底，经过表面打磨、清洗、烘干后备用；

步骤二：采用玻璃浆料作为封接材料，采用丝网印刷方法将玻璃浆料印刷在步骤一处理好后，表面镀有电极的陶瓷表面；

步骤三：将步骤二中印刷好玻璃浆料的陶瓷基底置于烘箱内烘干；

步骤四：将步骤三中烘干处理后的陶瓷片作为基底，将表面镀有电极的陶瓷弹片压制在印刷好玻璃浆料的陶瓷基底上置于高温炉内进行加压烧结成型；

步骤五：将步骤四中出炉的传感器芯片侧面涂刷同步骤二中使用的玻璃浆料，再次经过步骤三中烘干处理步骤，然后置于高温炉内进行二次烧结成型，得到陶瓷电容式压力传感器芯片。

上述的一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法，其特征在于，步骤一中，所述表面打磨指采用抛光机将陶瓷表面打磨，经过抛光后的陶瓷面粗糙度控制在0.05μm～2.0μm；所述清洗是采用酒精或丙酮超声清洗20min-120min；所述烘干是在烘箱内烘干，烘干温度控制在75℃～120℃，烘干时间为0.5h～2.0h。

上述的一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法，其特征在于，步骤一中，所述的陶瓷材料为纯氧化物陶瓷或非氧化物系陶瓷，所述的纯氧化物陶瓷为Al₂O₃、ZrO₂、MgO、CaO、BeO或ThO₂；所述的非氧化物系陶瓷为碳化物、硼化物、氮化物和硅化物陶瓷中的一种。