汽車用擴(kuò)散硅壓力傳感器的設(shè)計與封裝研究.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，人們對它的理論研究越來越深入，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，其中最重要的領(lǐng)域之一就是汽車電子。但是，國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)勢占據(jù)了國內(nèi)的大部分市場?？紤]到技術(shù)難度大、投資大、市場競爭激烈和風(fēng)險較大等各種因素，國內(nèi)很少有研究機構(gòu)涉足于此。本文的研究工作就是得到了國家863計劃的支持下開展的。
　　 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，通過理論計算、有限元分析與實驗等方法，對傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝進(jìn)行了深入研究，并對封裝后壓力傳感器的溫度特性進(jìn)行了分析和補償，實驗證明了這種補償方法可以起到比較明顯的效果。本文主要從三個方面展開了研究：
　　 首先，在壓力傳感器的設(shè)計方面：對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，對于常見的兩種芯片結(jié)構(gòu)的制作工藝流程進(jìn)行了研究，并對壓力芯片的靈敏度進(jìn)行了有限元計算。

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，對封裝過程中的貼片、引線鍵合、結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化進(jìn)行了有限元計算和實驗驗證；然后測試出了封裝后壓力傳感器的靜態(tài)參數(shù)；最后對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，對壓力傳感器的零點溫度補償和靈敏度溫度補償進(jìn)行了詳細(xì)地推導(dǎo)；這種補償方法通過實驗得到驗證，最終得