硅微加速度传感器厚膜混合集成方案与工艺研究

论文摘要

航空航天、武器装备等行业的不断发展,对硅微加速度传感器提出了更苛刻的要求:高可靠性、抗高过载、体积小、低功耗等等。在此背景下,本课题对厚膜混合集成硅微加速度传感器进行了研究。本文首先对当前微硅加速度传感器的发展现状及趋势进行了分析,对微硅加速度传感器的集成技术进行分析、比较,选择厚膜混合集成技术来实现微硅加速度传感器的集成,并设计了集成方案。根据微硅加速度传感器芯片的结构以及电桥的连接方式,设计了微硅加速度传感器的信号调节电路,电路以恒流方式供电,运用二点补偿法以补偿电阻网络形式对硅微加速度传感器芯片输出进行温度补偿。电路采用了利于生产调试的形式,既实现了信号补偿和放大的功能,又减少了实际生产的工作量。本文给出了厚膜混合集成电路的版图,结合加工单位的工艺特点,设计了切实可行的制作工艺流程。采用厚膜工艺与表面组装技术,以厚膜混合集成电路的形式,实现了硅微加速度传感器芯片与温度补偿电路及信号放大电路的集成。最后对集成后的微硅加速度传感器的性能指标进行了测试,测试结果表明厚膜混合集成微硅传感器的性能稳定可靠,这也证明了设计方法的正确性及加工工艺的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 概述
• 1.1 硅微加速度传感器的研究现状
• 1.2 硅微加速度传感器的集成技术
• 1.3 厚膜混合集成加速度传感器
• 1.4 厚膜混合集成硅微加速度传感器的方案设计
• 1.4.1 硅微加速度传感器集成工艺的选择
• 1.4.2 厚膜混合集成硅微加速度传感器的设计方案
• 1.5 本文的主要研究工作
• 2. 硅微加速度传感器芯片的结构和信号调节电路设计
• 2.1 硅微加速度传感器芯片的设计
• 2.1.1 压阻式加速度传感器的工作原理
• 2.1.2 硅微加速度传感器芯片的结构设计
• 2.2 硅微加速度传感器的电路设计
• 2.2.1 硅微加速度传感器的供电方式
• 2.2.2 加速度传感器的温度补偿电路设计
• 2.2.3 硅微加速度传感器信号调节电路设计
• 2.2.4 硅微加速度传感器信号调节电路PCB板验证
• 3. 厚膜混合集成硅微加速度传感器的实现
• 3.1 硅微加速度传感器的厚膜混合电路设计
• 3.1.1 硅微加速度传感器的厚膜混合电路设计流程
• 3.1.2 厚膜混合电路板图设计和布图规则
• 3.2 厚膜集成硅微加速度传感器的制作工艺
• 3.2.1 厚膜集成硅微加速度传感器的制作工艺流程
• 3.2.2 厚膜集成硅微加速度传感器的制作工艺中注意事项
• 3.3 厚膜混合集成硅微加速度传感器的主要加工工艺及参数
• 3.3.1 丝网印刷
• 3.3.2 厚膜烧结及其工艺参数
• 3.3.3 组装工艺
• 4. 厚膜混合集成硅微加速度传感器的封装和测试
• 4.1 厚膜混合集成硅微加速度传感器的封装
• 4.1.1 封装的功能
• 4.1.2 封装的方法
• 4.1.3 厚膜混合集成硅微加速度传感器的封装技术
• 4.1.4 厚膜混合集成硅微加速度传感器的封装的实现
• 4.2 厚膜混合集成硅微加速度传感器封装后的残余应力
• 4.3 厚膜混合集成硅微加速度传感器的测试
• 4.3.1 厚膜混合集成硅微加速度传感器的电气测试
• 4.3.2 厚膜混合集成硅微加速度传感器的性能测试
• 4.3.3 厚膜混合集成硅微加速度传感器的测试结果分析
• 5. 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢