[发明专利]一种硅基双岛结构石英梁谐振式微压力传感器

权利要求书

1.一种硅基双岛结构石英梁谐振式微压力传感器，包括壳体（1），其特征在于：壳体（1）的空腔与壳体（1）上底部的压力孔（9）连通，压力孔（9）与大气相通，壳体（1）空腔内配置有传感器芯片和两个电极引脚（10），传感器芯片由上至下依次是石英梁（5）、硅基底（7）和玻璃基底（8），玻璃基底（8）与壳体（1）的空腔底部用环氧树脂胶粘接，并且玻璃基底（8）的进气孔（8-3）与压力孔（9）对正，硅基底（7）与玻璃基底（8）通过粘接或静电键合封接在一起，石英梁（5）两端基座粘接在硅基底（7）对应的凸台上，石英梁（5）基座上的压焊块（5-5）、（5-6）和两电极引脚（10）通过超声热压焊用金丝（6）连接在一起，压环（3）和壳体（1）上部通过螺纹连接固定在一起，连接处设有弹性密封圈（2），压环（3）上的螺纹孔（4）与壳体（1）的空腔相连通；

所述的硅基底（7）正面经过ICP刻蚀形成“工”字型凹槽（7-3）和两个相同的第一矩形凹槽（7-4）、第二矩形凹槽（7-5），正面未被刻蚀区域形成了两个矩形粘接凸台（7-1）和（7-2），第一矩形粘接凸台（7-1）上制作了第一对准标记（7-6）和第二对准标记（7-7），第二矩形粘接凸台（7-2）上制作了第三对准标记（7-8）和第四对准标记（7-9），硅基底（7）的背面腐蚀凹腔形成第一硅岛（7-10）和第二硅岛（7-11），经正面和背面腐蚀后，硅基底（7）上的“工”字型凹槽（7-3）所对应的区域即构成压力敏感膜（7-12）。

2.根据权利要求1所述的一种硅基双岛结构石英梁谐振式微压力传感器，其特征在于：所述的石英梁（5）由两端的基座（5-1）、（5-2）和中间腐蚀了矩形凹槽的两根单梁（5-3）、（5-4）构成，第一基座（5-1）上表面覆盖有第一压焊块（5-5），第二基座（5-2）上表面覆盖有第二压焊块（5-6），第一单梁（5-3）和第二单梁（5-4）的四周均覆盖有电极，并且电极分别与第一压焊块（5-5）和第二压焊块（5-6）连通，第一基座（5-1）、第二基座（5-2）、第一单梁（5-3）和第二单梁（5-4）的材料均为石英晶体，第一压焊块（5-5）、第二压焊块（5-6）以及电极的材料为均为金或银，石英梁（5）的厚度为80~200μm。

3.根据权利要求1所述的一种硅基双岛结构石英梁谐振式微压力传感器，其特征在于：所述的“工”字型凹槽（7-3）和两个矩形凹槽（7-4）、（7-5）的刻蚀深度为60~100μm，且刻蚀深度相同。

4.根据权利要求1所述的一种硅基双岛结构石英梁谐振式微压力传感器，其特征在于：所述的压力敏感膜（7-12）的厚度为30~60μm。

5.根据权利要求1所述的一种硅基双岛结构石英梁谐振式微压力传感器，其特征在于：所述的四个对准标记（7-6）、（7-7）、（7-8）和（7-9）尺寸相同，宽度为15~40μm。

6.根据权利要求1所述的一种硅基双岛结构石英梁谐振式微压力传感器，其特征在于：所述的玻璃基底（8）中心加工了一进气孔（8-3），直径为φ0.5mm~φ1mm，正面刻蚀了两个方形凹槽（8-1）、（8-2），分别与硅基底（7）上的两个硅岛（7-10）、（7-11）对正，两个凹槽尺寸相同，刻蚀深度为30~50μm。