专利名称：一种用于狭缝的声表面波传感器及其制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种特殊环境使用的传感器方案及其制作方法，尤其涉及一种用于狭缝的声表面波传感器及其制作方法。
背景技术：
对于所述的狭缝环境，一方面，实时测量其接触表面上的压カ有特别的价值，监测结果可作为外界规范操作的參考；另ー方面，为了提高监测结果的可靠性，通常需要采用阵列式的监测方法，通常要求采用无源无线的方式，而这种无源无线的方式可以为极端环境下的监测提供技术支撑。如
图1所示为ー种狭缝环境，包括狭缝6和狭缝中间的弾性介质7，所述弹性介质7通常用于减小震动。狭缝间的作用力监测因其空间限制一直是测量技术的ー个难点。目前，应用于接触压カ测量的传感器大致可分为压电式、压阻式、电容式、电感式及光学式五类，然而，这些均需要电源供电且基于有线方式工作。对于狭缝空间接触压カ的监测来说，有源有线工作方式显得并不方便或者难以实现。与此相反，ー种可以以无源无线方式工作的声表面波(SAW, Surface Acoustic Wave)传感技术,给狭缝空间等极端环境中物理量的测量提供了新的思路。以下为SAW压カ传感器的工作原理SAW器件通常由叉指换能器(IDT, interdigital transducer)、反射栅以及压电基底构成，SAW及IDT设置于压电基底上。IDT由若干金属薄膜电极构成，这些薄膜电极相互交叉布置，形状如双手手指交叉平放状，故取名为叉指电极。IDT的主要功能是激发出并且接收传播于压电基底表面的SAW，即实现电学信号与SAW之间相互转换，具体的说是当对IDT输入一定频率的电信号时，压电基底因为压电效应会在IDT输入的电信号的作用下产生ー定频率的机械振动，这种机械振动会以包含SAW的形式传播出去，引起传播路径上的基底材料的振动，根据基底的压电效应的逆效应，可以通过在传播路径上设置IDT将这种SAW转换成的一定频率的电信号输出。反射栅由若干沉积在压电基底表面的金属薄膜电极构成，主要功能是使部分入射SAW反射回IDT。当SAW器件的压电基底材料受到外力作用吋，材料内部各点的应カ发生变化，根据压电材料的非弹性行为，使材料的弾性常数及密度等属性随外界作用カ的变化而变化，从而导致SAW的传播速度发生改变。同时，压电材料受到作用力后，使SAW谐振的结构尺寸会发生变化，从而SAW的波长也会改变，这种变化呈ー种已知的对应关系。由于SAW传播速度和波长的变化对应着SAW谐振频率的变化，因此，可以通过測量IDT输入及接收频率的大小并通过计算得出外界作用力的大小。以ー种谐振型直接SAW传感器为例，SAff器件的同步频率fQ为
权利要求
1.一种用于狭缝的声表面波传感器，包括SAW芯片,其特征在于,所述SAW芯片包括叉指换能器和芯片电极，叉指换能器具有叉指换能器电极，芯片电极与叉指换能器电极连接，所述传感器包括微带天线，微带天线具有天线电极，天线电极与叉指换能器电极通过键合引线连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于狭缝的声表面波传感器，其特征在于，还包括支撑基底，所述支撑基底为聚酰亚胺薄膜，覆盖于SAW芯片和微带天线上用于形成SAW芯片的周边固支结构。
3.根据权利要求2所述的一种用于狭缝的声表面波传感器，所述聚酰亚胺薄膜为双面胶型薄膜，通过表面胶直接粘贴于SAW芯片和微带天线上。
4.根据权利要求2所述的一种用于狭缝的声表面波传感器，所述支撑基底包括力学孔和键合孔，其中力学孔为位于SAW芯片上方圆形通孔，键合孔为位于键合引线上方的通孔。
5.一种所述声表面波传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤 a、制作SAW芯片通过MEMS工艺制作SAW芯片； b、制作微带天线使用柔性电路板制作工艺制作微带天线； C、制作支撑基底根据设计尺寸在聚酰亚胺支撑基底上冲压出力学孔和键合孔； d、键合准备将SAW芯片和微带天线粘贴于开有力学孔和键合孔的聚酰亚胺基底上相应的位置，并将粘贴好的结构用透明胶带固定于金丝球焊机的工作台上； e、键合对位并键合相应的芯片电极和天线电极； f、贴保护膜在支撑基底上方覆盖一层聚酰亚胺双面胶保护膜。
全文摘要
本发明提出一种用于狭缝的声表面波传感器以及这种传感器的制作方法，包括SAW芯片，SAW芯片包括叉指换能器和芯片电极，叉指换能器具有叉指换能器电极，芯片电极与叉指换能器电极连接，所述传感器包括微带天线，微带天线具有天线电极，天线电极与叉指换能器电极通过键合引线连接。该传感器以声表面波传感技术为基础，通过在SAW芯片上设置芯片引脚并与独立的微带天线通过键合引线连接使声表面波传感器小型化至可用于本发明问题所指的狭缝空间。本发明还提供了所述声表面波传感的一种简便的制作方法，运用此方法可以方便地制作出本发明所指的声表面波传感器。
文档编号G01L1/25GK103033298SQ201210535098
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者李海宁, 丁杰雄, 褚博文, 崔海龙, 付陆元, 姜忠, 付振华, 邓梦, 张新疆, 谭阳 申请人:电子科技大学