一种硅片和金属基座的无应力组合结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种硅片和金属基座的无应力组合结构，应用在单晶硅压力/差压传感器上。
【背景技术】
[0002]单晶硅压力/差压传感器是通过在硅传感元件MEMS硅片的正压腔和负压腔压力的变化，使设置在MEMS硅片表层的桥臂电阻发生变化量，经压力/差压传感器上的低功耗电子电路转换成与被测压力/差压量相对应的4-20mA电流信号并通过数字显示屏幕显示压力/差压数值。MEMS硅片需要先要固定在金属基座上，再安装到压力/差压传感器里。MEMS硅片由硅杯和玻璃基片组成，即需要先将MEMS硅片的玻璃基片与金属基座连接。现有连接即键合采用本技术领域公知的胶粘接方法，该键合随简便，但不牢固而且键合面产生的应力难以消除，使得单晶硅压力/差压传感器检测小压力信号时的精度很低。因此提供一种既能使得MEMS娃片与金属基座连接牢固，又要达到无应力要求的新技术己成为当务之亟。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种硅片和金属基座的无应力组合结构，其克服了现有的硅片和金属基座连接不牢固且键合面有应力的缺点，使得硅片和金属基座不仅粘合牢固，而且能有效消除应力，能极大提高单晶硅压力/差压传感器的检测精度。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]一种硅片和金属基座的无应力组合结构，包括依次连接的MEMS硅片、粘合剂层和金属基座，其中MEMS硅片的玻璃基片和粘合剂层接合，MEMS硅片的玻璃基片与粘合剂层间设有玻璃-粘合剂复合氧化物层。粘合剂层与金属基座间设有粘合剂-金属复合氧化物层。由于该玻璃-粘合剂复合氧化物层和粘合剂-金属复合氧化物层分别是由玻璃基片和粘合剂以及粘合剂和金属基座在一定的温度和静电场的作用下反应形成的，将各层不同材料紧密地接合起来成为一体，且粘合剂固化后的膨胀系数在MEMS硅片应用温度范围内与金属基座和玻璃基片相近。因此使得玻璃基片与粘合剂层以及粘合剂层与金属基座间形成高强度的连接，且避免了粘合所产生的应力，既实现了娃传感元件MEMS娃片和金属基座的牢固键合又消除了键合面的应力，能够极大地提升单晶硅压力/差压传感器的检测精度。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型所述的娃片和金属基座的无应力组合结构俯视图
[0007]图2是本实用新型所述的硅片和金属基座的无应力组合结构A-A剖视图
[0008]图3是本实用新型所述的硅片和金属基座的无应力组合结构制作方法示意图
【具体实施方式】
[0009]下面结合说明书附图1-3对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0010]如图1-2所示，本实用新型所述的一种硅片和金属基座的无应力组合结构，包括依次连接的MEMS硅片1、粘合剂层2和金属基座3。MEMS硅片I由硅杯11和玻璃基片12组成。其中MEMS硅片I的玻璃基片12和粘合剂层2接合，MEMS硅片I的玻璃基片12与粘合剂层2间设有玻璃-粘合剂复合氧化物层4，该玻璃-粘合剂复合氧化物层是由玻璃基片与粘合剂反应形成的。粘合剂层2与金属基座3间设有粘合剂-金属复合氧化物层5，该粘合剂-金属复合氧化物层是由粘合剂与金属基座反应形成的。
[0011]如图3所示，本实用新型所述的硅片和金属基座的无应力组合结构制作方法如下:
[0012]1.制备粘合剂，粘合剂的成分主要由以下组分组成:环氧树脂5-12份，丁苯橡胶16-25份，有机硅橡胶乳液9-10份，硅酸20-23份，邻苯二甲酸15-22份，乳化剂6_7份，分散剂3-10份；
[0013]2.在金属基座3上涂上粘合剂，形成具有厚度的粘合剂层2，使MEMS硅片I的玻璃基片12 —面与该粘合剂层2接触，并压紧使得接触面接合紧密；
[0014]3.设定温度为60-80°C、静电场强度为220-225KV/m、真空度为0.15MPa，使得MEMS硅片I的玻璃基片12和粘合剂层2的接触面之间以及粘合剂层2和金属基座3的接触面之间发生离子扩散迀移及阳极氧化的电化学反应，分别生成玻璃-粘合剂复合氧化物层4和粘合剂-金属复合氧化物层5，使粘合剂层内部的空气充分排空并固化。
[0015]本实用新型所述的硅片和金属基座的无应力组合结构并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种硅片和金属基座的无应力组合结构，包括依次连接的MEMS硅片⑴、粘合剂层(2)和金属基座(3)，其中MEMS硅片的玻璃基片(12)和粘合剂层(2)接合，其特征在于:MEMS硅片(1)的玻璃基片(12)与粘合剂层(2)间设有玻璃-粘合剂复合氧化物层(4)，粘合剂层(2)与金属基座(3)间设有粘合剂-金属复合氧化物层(5)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种硅片和金属基座的无应力组合结构，包括依次连接的MEMS硅片(1)、粘合剂层(2)和金属基座(3)，其中MEMS硅片(1)的玻璃基片(12)和粘合剂层(2)接合，MEMS硅片(1)的玻璃基片(12)与粘合剂层(2)间设有玻璃-粘合剂复合氧化物层(4)，粘合剂层(2)与金属基座(3)间设有粘合剂-金属复合氧化物层(5)。该实用新型解决了现有硅片和金属基座胶粘合的接合不牢固且产生应力的缺点，具有使得硅片和金属基座接合牢固且能有效消除键合面的应力，有效地提高了单晶硅压力/差压传感器的检测精度。
【IPC分类】B81B7-02, G01L1-18, B81B3-00
【公开号】CN204556140
【申请号】CN201520113001
【发明人】张惠益, 周永宏, 邹崇, 胡淋清
【申请人】福建上润精密仪器有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年2月16日