研究生课程考试成绩单(试卷封面)院系电子科学与工程学院专业微电子学与固体电子学学生姓名李艳学号121225 课程名称微电子机械系统授课时间2014年3月至2014年4 月周学时 2 学分 2简要评语考核论题[微电子机械系统] 作业总评成绩(含平时成绩)备注任课教师签名:日期:注:1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表,综合考试可不填。
“简要评语”栏缺填无效。
2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。
3. 学位课总评成绩以百分制计分。
1. 习题1.9A:查找至少来自两家公司的两种压力传感器的产品性能表。
根据1.3.2节所列的传感器性能标准,总结这两种产品的性能。
至少从转换原理、灵敏度、动态范围、噪声、销售价格及功耗等方面进行比较。
B:比较至少来自两家独立公司的两种压力传感器(或者其他传感器)。
上网搜索这两家公司的两种主要专利,并对专利的保护内容和授权日期进行对比,写一份两页的总结。
(提示:可以在下列免费网站搜索,如US Patent、Trademark Office Web、Google patent或者在线专利搜索网站)。
答:A:美国飞思卡尔公司的MPX5010压力传感器与德国JUMO公司的MIDAS C18 SW –OEM压力传感器比较如下:MPX5010 MIDAS C18 SW –OEM型号性能转换原理压电材料三氧化二铝陶瓷薄膜灵敏度450mV/kPa动态范围75kPa压力差 1.6—100bar相对压力最大误差 5.0% 1.6bar销售价格约65元功耗≤0.05W ≤0.6W前者为集成传感器体积较小,功耗较低;后者为机械式的传感器,体积和功耗都较大。
两者的应用领域也不同。
B:专利一:专利二:专利一(WO2012122875 A1)MEMS压力传感器及其制作方法发明内容:专利一解决的问题是提供一种MEMS压力传感器及其制作方法,能够与集成电路制造工艺兼容,有效地降低制作成本并减小传感器尺寸。
为解决上述问题,本发明提供一种MEMS压力传感器,包括:第一衬底,具有压阻式压力传感单元的感应薄膜、电连线扩散层和所述第一衬底表面的第一粘合层;第二衬底,具有导体间介质层、位于所述导体间介质层中的导体连线层和/或所述第二衬底表面的第二粘合层;其中,所述第二衬底与第一衬底相对设置,通过第一粘合层和第二粘合层固定连接,所述第一粘合层与第二粘合层的图案对应并且均为导电材料。
所述第二粘合层位于导体连线层上方,或者,所述第二粘合层为导体连线层中的最上层导体层。
所述第一粘合层和/或第二粘合层为Ge层、Si层、Au层、A1层、Au/Sn 叠层或Al/Ge叠层。
所述第一衬底包括SOI衬底,该SOI衬底依次包括硅本体层、埋氧层和所述感应薄膜中具有多个电阻构成的惠斯顿电阻桥,所述第一衬底的背面具有开口,该开口将所述感应薄膜暴露于大气中。
所述第二衬底包括SOI衬底或者单晶硅衬底,所述导体间介质层下的衬底内还包括信号处理电路。
所述压力传感器还包括:参考压力腔,位于感应薄膜与第二衬底之间。
所述感应薄膜具有保护介质层。
所述参考压力腔内的第二衬底表面具有自测电极,与所述感应薄膜的位置对应。
保护范围:1、一种MEMS压力传感器,其特征在于,包括:第一衬底,具有压阻式压力传感单元的感应薄膜、电连线扩散层和所述第一衬底表面的第一粘合层;第二衬底,具有导体间介质层、位于所述导体间介质层中的导体连线层和/或所述第二衬底表面的第二粘合层;其中,所述第二衬底与第一衬底相对设置,通过第一粘合层和第二粘合层固定连接,所述第一粘合层与第二粘合层的图案对应并且均为导电材料。
2、根据权利要求1所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述第二粘合层位于导体连线层上方,或者,所述第二粘合层为导体连线层中的最上层导体层。
3、根据权利要求1或2所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述第一粘合层和/或第二粘合层为Ge层、Si层、Au层、A1层、Au/Sn叠层或Al/Ge 叠层。
4、根据权利要求1所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述第一衬底包括SOI衬底,该SOI衬底依次包括硅本体层、埋氧层和SOI层,其中所5、根据权利要求4所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述感应薄膜中具有多个电阻构成的惠斯顿电阻桥,所述第一衬底的背面具有开口,该开口将所述感应薄膜暴露于大气中。
6、根据权利要求5所述的MEMS压力传感器,其特征在于,还包括:参考压力腔,位于感应薄膜与第二衬底之间。
7、根据权利要求5所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述感应薄膜具有保护介质层。
8、根据权利要求1所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述第二衬底包括SOI衬底或者单晶硅衬底,所述导体间介质层下的衬底内还包括信号处理电路。
9、根据权利要求6所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述参考压力腔内的第二衬底表面具有自测电极,与所述感应薄膜的位置对应。
10、根据权利要求1所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述第二衬底还包括位于导体连线层外围的多个压焊焊垫,所述多个压焊焊垫所对应的第一衬底被去除。
11、根据权利要求10所述的MEMS压力传感器,其特征在于,还包括:封装衬底,位于第二衬底下方,具有多个压焊管脚;封装体,位于所述封装衬底上方并将所述第一衬底和第二衬底包裹;粘合胶,位于第二衬底和封装衬底之间;引线,位于所述封装体内,两端分别与压焊焊垫和压焊管脚焊接。
12、根据权利要求11所述的MEMS压力传感器,其特征在于,所述封装体和固定连接的第一衬底、第二衬底之间还包括应力緩沖层。
13、一种MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,包括:提供第一衬底,在所述第一衬底上形成压阻式压力传感单元、电连线扩散层和所述第一衬底表面的第一粘合层;提供第二衬底,在所述第二衬底上形成导体间介质层、位于所述导体间介质层中的导体连线层和/或所述第二衬底表面的第二粘合层;将所述第一粘合层和第二粘合层相对设置并按照图案对应的方式粘接,以固定连接及电连接所述第一衬底和第二衬底。
14、根据权利要求13所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,所述第一衬底包括SOI衬底,该SOI衬底包括硅本体层、埋氧层和SOI层,在所述第一衬底上形成压阻式压力传感单元、电连线扩散层和所述第一衬底表面的第一粘合层的步骤具体包括:力传感单元包括感应薄膜,在所述感应薄膜中制作多个电阻构成的惠斯顿电阻桥;一粘合材料层;采用第一掩模板进行光刻工艺,对第一粘合材料层进行刻蚀从而形成第一粘合层,其中,所述感应薄膜上方的第一粘合材料层也被去除。
15、根据权利要求14所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,在所述第二衬底上形成导体间介质层、位于所述导体间介质层中的导体连线层和所述第二衬底表面的第二粘合层的步骤具体包括:在所述第二衬底上形成导体间介质层、位于所述导体间介质层中的导体连线层;在所述导体连线层上淀积第二粘合材料层,或者,该第二粘合材料层为导体连线层中的最上层导体材料层;采用第二掩模板进行光刻工艺,对第二粘合材料层进行刻蚀从而形成第二粘合层。
16、根据权利要求13所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,还包括:在所述第二衬底上形成第二粘合层的同时在导体连线层外围的压焊焊垫区内形成多个压焊焊垫。
17、根据权利要求16所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,固定连接及电连接第一衬底和第二衬底之后或之前还包括:去除所述压焊焊垫区对应的第一衬底,以暴露出压焊焊垫区内的多个压焊焊垫,同时,去除所述感应薄膜背向所述第二衬底一面的硅本体层和埋氧层,仅剩余感应薄膜。
18、根据权利要求16所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,固定连接及电连接第一衬底和第二衬底之后或之前还包括:去除所述压焊焊垫区对应的第一衬底,以暴露出压焊焊垫区内的多个压焊焊垫,同时,去除所述感应薄膜背向所述第二衬底一面的硅本体层,剩余埋氧层和感应薄膜。
19、根据权利要求13所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,将所述第一粘合层和第二粘合层相对设置并按照图案对应的方式粘接包括以下步骤:将第一衬底的第一粘合层与第二衬底的第二粘合层的位置相对,使其图案相互接触;从两个衬底的背面施加压力,同时进行加热使第一粘合层和第二粘合层的接触面相互融合。
20、根据权利要求14所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,还包括:在所述第二衬底上形成第二粘合层的同时形成自测电极,或者,在第二衬底上形成导体连线层的同时形成自测电极,其位置对应于第一衬底上压阻式压力传感单元的感应薄膜。
21、根据权利要求16所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,固定连接及电连接第一衬底和第二衬底之后还包括:提供封装衬底,设置有多个压焊管脚;将所述第二衬底背向所述第一衬底的一面与封装衬底连接;连接;进行塑料灌模封装,以将第一衬底和第二衬底之外的封装衬底表面的空间填充封装体。
22、根据权利要求21所述的MEMS压力传感器的制作方法,其特征在于,进行塑料灌模封装之前还包括:在所述封装体和固定连接的第一衬底、第二衬底之间形成应力緩沖层。
专利二(CN 202533216 U)带温度输出的气体压力传感器发明内容:本实用新型主要是解决现有技术中存在的不足,提供一种结构简单,而且使用稳定性好的带温度输出的气体压力传感器。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:—种带温度输出的气体压力传感器,包括上壳,所述的上壳的底部设有下腔,所述的下腔中设有PCB温度补偿电路板,所述的PCB温度补偿电路板上连接有热敏电阻。
PCB温度补偿电路板带全温度范围的逐点温度补偿,输出范围可调节,适应不同的测量系统。
外壳为高强度塑料设计,具有精度高和稳定性好的特点。
作为优选,所述的下腔中设有向下延伸的空腔,所述的热敏电阻延伸至空腔的底端。
作为优选,所述的上壳与下腔相卡接。
本实用新型提供带温度输出的气体压力传感器,结构简单,抗干扰性好,稳定性佳。
保护范围:1. 一种带温度输出的气体压力传感器,其特征在于:包括上壳(1),所述的上壳(1)的底部设有下腔(2),所述的下腔(2)中设有PCB温度补偿电路板(3),所述的PCB温度补偿电路板(3)上连接有热敏电阻(4)。
2.根据权利要求I所述的带温度输出的气体压力传感器,其特征在于:所述的下腔(2)中设有向下延伸的空腔(5),所述的热敏电阻(4)延伸至空腔(5)的底端。
3.根据权利要求1或2所述的带温度输出的气体压力传感器,其特征在于:所述的上壳⑴与下腔⑵相卡接。
专利二实物图2.习题2.7 制造画出本章讨论的压力传感器制造过程(图2-21)。
扩展其中的流程图使其包含光刻步骤等所有的步骤。
这个练习的目的是认识、学习并熟悉画图软件。