汽車(chē)用擴(kuò)散硅壓力傳感器的設(shè)計(jì)與封裝研究.pdf

1、擴(kuò)散硅壓力傳感器發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有30年的歷史了，在此期間，人們對(duì)它的理論研究越來(lái)越深入，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，其中最重要的領(lǐng)域之一就是汽車(chē)電子。但是，國(guó)外的壓力傳感器尤其隔離封裝的壓力傳感器以其低成本和高可靠性等優(yōu)勢(shì)占據(jù)了國(guó)內(nèi)的大部分市場(chǎng)?？紤]到技術(shù)難度大、投資大、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈和風(fēng)險(xiǎn)較大等各種因素，國(guó)內(nèi)很少有研究機(jī)構(gòu)涉足于此。本文的研究工作就是得到了國(guó)家863計(jì)劃的支持下開(kāi)展的。
　　 本論文在充分研究了芯片的工作原理和制作工藝

2、的前提下，通過(guò)理論計(jì)算、有限元分析與實(shí)驗(yàn)等方法，對(duì)傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝進(jìn)行了深入研究，并對(duì)封裝后壓力傳感器的溫度特性進(jìn)行了分析和補(bǔ)償，實(shí)驗(yàn)證明了這種補(bǔ)償方法可以起到比較明顯的效果。本文主要從三個(gè)方面展開(kāi)了研究：
　　 首先，在壓力傳感器的設(shè)計(jì)方面：對(duì)壓力傳感器的工作原理進(jìn)行了深入研究，包括小撓度和大撓度理論、惠斯通電橋理論；此外，對(duì)于常見(jiàn)的兩種芯片結(jié)構(gòu)的制作工藝流程進(jìn)行了研究，并對(duì)壓力芯片的靈敏度進(jìn)行了有限元計(jì)算。

3、　　 其次，在壓力傳感器的封裝方面：采用工藝力學(xué)的部分理論，對(duì)封裝過(guò)程中的貼片、引線(xiàn)鍵合、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化進(jìn)行了有限元計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；然后測(cè)試出了封裝后壓力傳感器的靜態(tài)參數(shù)；最后對(duì)壓力傳感器的可靠性進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究。
　　 最后，在壓力傳感器的溫度補(bǔ)償方面：分析了壓力傳感器的輸出隨溫度變化的原因；采用了橋臂串、并聯(lián)恒定電阻的方法，對(duì)壓力傳感器的零點(diǎn)溫度補(bǔ)償和靈敏度溫度補(bǔ)償進(jìn)行了詳細(xì)地推導(dǎo)；這種補(bǔ)償方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證，最終得