[发明专利]一种带I2C通信接口的铂电阻温度传感器的制备方法

摘要

本发明涉及一种带I2C通信接口的铂电阻温度传感器及其制备方法，传感器包括半导体衬底和电路层，电路层包括稳压芯片、铂电阻感温电桥、放大器及A/D转换及I2C通信接口；其制备方法的步骤是首先完成传感器核心部分的制作，即在半导体衬底上完成传感器核心部分电路层的制作，然后对其进行封装检测；本发明铂电阻感温电桥的由三条以铬和硅为主成分的高阻材料制成的定值电阻丝和一条铂电阻丝构成，所有电阻丝都为折线结构；本发明传感器采用芯片级封装，封装形式采用无引脚贴片式；采用MEMS工艺制备，具备集成化、微型化的特点。

主权项

一种带I2C通信接口的铂电阻温度传感器的制备方法，所述传感器包括半导体衬底和电路层，所述电路层固装在半导体衬底上，电路层包括稳压芯片、铂电阻感温电桥、放大器及A/D转换及I2C通信接口，所述感温电桥由一条铂电阻丝与三条定值电阻丝构成，放大器与感温电桥之前分别设置有正反馈电阻、负反馈电阻，感温电桥引出电源及接地引脚，感温电桥还引出传感器引脚，传感器I2C接口引出数据线引脚，传感器I2C接口引出时钟线引脚，各个引脚及各部分电路的连接采用导电金属引线；所述铂电阻温度传感器的封装结构是：传感器封装在壳体的封闭腔体内，导电金属引线将电路层需引出作为传感器引脚的焊点引出，连接到传感器封装内部的引脚焊盘，引脚焊盘从传感器内部延伸到封装外，用于外部电路的焊接；在壳体上均布间隔设置有引脚焊盘，采用无引脚贴片封装形式，包括两个空引脚及电源端VCC引脚、I2C接口的时钟线SCL引脚、I2C接口的数据线SDA引脚及接地端GND引脚；所述导电金属引线采用金线，半导体衬底采用硅晶片；铂电阻感温电桥由三条以铬和硅为主成分的高阻材料制成的定值电阻丝、一条铂电阻丝构成，所有电阻丝都为折线结构；其特征在于：首先完成传感器核心部分的制作，即在半导体衬底上完成传感器核心部分电路层的制作，然后对其进行封装检测；所述传感器核心部分的制作过程是：⑴在半导体衬底上依次安装稳压芯片裸片、放大器芯片裸片和A/D转换及I2C通信接口芯片裸片，在裸片与裸片之间保留一定的间距，以便在裸片与裸片之间进行布线；⑵在稳压芯片裸片的一侧溅射铂并光刻腐蚀成一条折线结构的铂电阻丝，在稳压芯片裸片的另一侧并且与该铂电阻丝平行处，以及与该铂电阻丝两端为垂足的垂直处，溅射以铬和硅为主成分的高阻材料，并分别光刻腐蚀成三条折线结构的定值电阻丝，使铂电阻丝与三条定值电阻丝形成一个以稳压芯片裸片为中心的封闭的正方形电阻丝电桥环路；⑶用导电金属引线连接铂电阻丝的一端点与稳压芯片裸片的正电压输出脚， 同时，用导电金属引线连接该端点的对角点与稳压芯片裸片的接地脚，将感温电桥的剩余两个顶点用导电金属引线向右侧平行引出一段距离，然后在该处溅射以铬和硅为主成分的高阻材料，并分别光刻腐蚀成两条平行的折线结构的定值电阻丝；⑷在放大器芯片裸片两侧平行定值电阻丝的方向上分别溅射以铬和硅为主成分的高阻材料，并分别光刻腐蚀成两条平行的折线结构的定值电阻丝，作为放大器的反馈电阻，再用导电金属引线将前面的平行定值电阻丝分别与这两条反馈电阻丝连接，同时，用导电金属引线将两条反馈电阻丝的另一端与放大器芯片裸片的输出脚相连；⑸用导电金属引线连接放大器芯片裸片的输出脚与A/D转换及I2C通信接口芯片裸片的正输入脚，再用导电金属引线将A/D转换及I2C通信接口芯片裸片的电源输入引脚VDD与稳压芯片的正电压输出脚连接，将A/D转换及I2C通信接口芯片裸片的接地引脚GND和负输入脚均与稳压芯片的接地脚连接，完成传感器核心部分的制备。