RU2291447C2 - Датчик перемещения жидкостей и газов - Google Patents
Датчик перемещения жидкостей и газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291447C2 RU2291447C2 RU2004126195/28A RU2004126195A RU2291447C2 RU 2291447 C2 RU2291447 C2 RU 2291447C2 RU 2004126195/28 A RU2004126195/28 A RU 2004126195/28A RU 2004126195 A RU2004126195 A RU 2004126195A RU 2291447 C2 RU2291447 C2 RU 2291447C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- base frame
- contact pads
- crystal
- main
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области микроэлектронных и микромеханических устройств и может быть использовано в качестве датчиков расхода и изменения уровней жидкостей и газов. Сущность: в кристалле датчика выполнены дополнительные сквозные отверстия. На поверхности отверстий выполнен диэлектрический слой, на который нанесен металлический слой. На обратной стороне кристалла выполнены дополнительные контактные площадки для посадки кристалла эвтектикой, соединенные с основными контактными площадками через металлический слой в отверстиях. При этом металлический слой на основных и металлических контактных площадках и в сквозных отверстиях нанесен на обе поверхности рамки основания в едином цикле под углом 45°-60° к поверхности рамки-основания для исключения разрывов металлизации на границе отверстий. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области микроэлектронных и микромеханических устройств и может быть использовано в качестве датчиков расхода и изменения уровней жидкостей и газов.
Известен датчик перемещения, используемый в автомобилях в качестве датчика массового расхода воздуха [1, 2]. Изготовление этого датчика осуществляется по технологии дискретных резисторов типа МЛТ или планарной технологии методом напыления на диэлетрической подложке. Недостатками данных устройств является высокое энергопотребление и невозможность выполнения датчика и схем обрамления (вторичных источников питания, усилителей и т.д.) в виде интегральной схемы, что требуется для современных электронных устройств массового применения.
Наиболее близким техническим решением к предложенному устройству служит кремниевый датчик, выполненный по микроэлектронной технологии [3] с размещением чувствительных элементов - термочувствительных резисторов на тонкой диэлектрической мембране, выполненной на кремниевой рамке-основании, на которой расположены контактные площадки. Микроэлектронная технология позволяет выполнить датчик и схемы обрамления на рамке-основание в едином технологическом процессе с элементами датчика. Недостатком данного устройства служит наличие на лицевой стороне кристалла чувствительных элементов и контактных площадок. В этом случае любое соединение кристалла с кристаллодержателем приводит к возникновению неровностей в плоскости расположения чувствительных элементов, что вызывает завихрения потока в зоне чувствительных элементов, причем характер турбулентности будет зависеть от случайных факторов: диаметра провода, его расположения, вида заливки и т.д. Таким образом, идентичность аэро- и гидродинамических характеристик датчиков в данном устройстве исключена, и можно говорить только о разбросе параметров. Это требует индивидуальной калибровки каждого датчика в соответствующих жидкостях или газах, что в условиях массового производства крайне не выгодно.
Технической задачей, которую должно решить данное изобретение, является такое конструктивное выполнение кристалла, которое позволило бы полностью освободить поверхность кристалла от неровностей и тем самым обеспечить ламинарные идентичные потоки жидкостей и газов в плоскости чувствительных элементов датчика.
В предложенном изобретении задача решается благодаря тому, что в датчике перемещения жидкостей и газов, выполненном на основе термочувтвительного резистора, содержащего кремниевую рамку-основание, диэлектрическую мембрану на рамке-основании, термочувствительный резистор на мембране, основные контактные площадки на поверхности рамки-основании, выполнены сквозные отверстия, примыкающие к контактным площадкам; дополнительно в кристалле на поверхности отверстий выполнен диэлектрический слой, на котором выполнен металлический слой; на обратной стороне кристалла выполнены дополнительные контактные площадки, причем металлический слой соединяет основные и дополнительные контактные площадки.
На фигуре 1 проведен разрез, на фигуре 2 показана последовательность технологических операций изготовления датчика.
Датчик содержит кремниевую рамку-основание 1, диэлектрическую мембрану 2, термочувствительный резистор 3, контактные площадки 4.
На кристалле в области, примыкающей к контактным площадкам, выполнены сквозные отверстия 5, слой диэлектрика 6 на поверхности отверстия, слой металла 7, дополнительные контактные площадки 8.
Слой металла 7 соединен с основными контактными площадками 4 и образует одновременно дополнительные площадки 8 на обратной стороне кристалла.
Для изготовления кристалла датчика используется стандартная кремниевая пластина кэф. 4,5 (100), диаметр 100 мл. Методом двухсторонней фотолитографии выполняются знаки совмещения основной и обратной стороны пластины (кристалла), поз.1. В областях, прилегающих к контактным площадкам 4 (фиг.1), вытравливаются прямоугольные отверстия на глубину 3-6 мкм, поз.2. На поверхности пластины выполняется диэлектрическая мембрана, состоящая из чередующихся слоев SiO2 и Si3N4, поз.3. Освобождается мембрана и одновременно травится сквозное отверстие, поз.4, поверхность отверстия окисляют, поз.5.
Методом магнетронного напыления выполняется термочувствительный резистор и контактные площадки (для простоты - в одном процессе). При этом напыление контактных площадок осуществляют под углом 45-60° к поверхности пластины так, что запыляется поверхность сквозных отверстий кристалла 6.
С обратной стороны через маску и под углом к поверхности напыляется металл, соединяющий контактные площадки с обратной стороной кристалла и образующий на ней дополнительные контактные площадки 7.
Новая конструкция датчика обеспечивает ламинарные потоки жидкостей и газов на рабочей поверхности кристалла при строгой идентичности, причем посадка кристалла на кристаллодержателе может быть осуществлена эвтектикой, исключающей процессы приклейки и соединения контактных площадок кристалла с шинами кристаллодержателя проводами.
Литература
1. United States Patent №4903001: feb. 20, 1990.
2. United States Patent №5084694. Jan. 28, 1992.
3. C.L.Johnson, К.D.Wise and J.W.Schwanl2.
A Thin-film gas Detector for Semiconductor Process Gases Digest Inf. Conf IEDM 88 p.662-665.
Claims (1)
- Датчик перемещения жидкостей и газов на основе термочувствительного резистора, содержащий кремниевую рамку-основание, диэлектрическую мембрану на рамке-основании, термочувствительный резистор на мембране, основные контактные площадки на поверхности рамки-основания, отличающийся тем, что в области рамки-основания, примыкающей к контактным площадкам, дополнительно выполнены сквозные отверстия в кристалле, на обратной стороне кристалла выполнены дополнительные контактные площадки для посадки кристалла эвтектикой, на поверхности сквозных отверстий выполнены диэлектрический слой и металлический слой, соединяющий основные и дополнительные контактные площадки, причем металлический слой на основных и дополнительных контактных площадках и в сквозных отверстиях нанесен на обе поверхности рамки-основания в едином цикле под углом 45-60° к поверхности рамки-основания для исключения разрывов металлизации на границе отверстий.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126195/28A RU2291447C2 (ru) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Датчик перемещения жидкостей и газов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126195/28A RU2291447C2 (ru) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Датчик перемещения жидкостей и газов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004126195A RU2004126195A (ru) | 2006-02-27 |
RU2291447C2 true RU2291447C2 (ru) | 2007-01-10 |
Family
ID=36114057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004126195/28A RU2291447C2 (ru) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Датчик перемещения жидкостей и газов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2291447C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451295C1 (ru) * | 2010-12-28 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МЭМС-РЕЗЕРВ" | Термоанемометр и способ его изготовления |
-
2004
- 2004-08-30 RU RU2004126195/28A patent/RU2291447C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
C.L. Johnson, K.D. Wise and J.W. Schwani "A thin-film gas detector for semiconductor process gases. Digest Inf. Conf. IEDM 88, p.662-665. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451295C1 (ru) * | 2010-12-28 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МЭМС-РЕЗЕРВ" | Термоанемометр и способ его изготовления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004126195A (ru) | 2006-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7255001B1 (en) | Thermal fluid flow sensor and method of forming same technical field | |
US7603898B2 (en) | MEMS structure for flow sensor | |
US20070209433A1 (en) | Thermal mass gas flow sensor and method of forming same | |
US6184773B1 (en) | Rugged fluid flow and property microsensor | |
US6051854A (en) | Integrated semiconductor device comprising a chemoresistive gas microsensor and manufacturing process thereof | |
EP1351039A1 (en) | Flow sensor and method for producing the same | |
CN115799076B (zh) | 一种可测流速压力温度的晶圆系统微流道制造方法 | |
CN115863183B (zh) | 用于三维集成晶圆系统散热的流量可测的微流道制造方法 | |
US20070044554A1 (en) | Method of thermally coupling a flow tube or like component to a thermal sensor and sensor systems formed thereby | |
RU2291447C2 (ru) | Датчик перемещения жидкостей и газов | |
US7109842B1 (en) | Robust fluid flow and property microsensor made of optimal material | |
JP5564457B2 (ja) | フローセンサ | |
JP5477636B2 (ja) | 熱伝導度検出器 | |
KR20090124011A (ko) | 패키징 기판과 이를 포함하는 가스 센싱 장치 및 그 제조방법 | |
JP3500040B2 (ja) | フローセンサ | |
JP5756274B2 (ja) | フローセンサ | |
JP4732732B2 (ja) | マイクロフローセンサ | |
JP2015194428A (ja) | フローセンサおよびフローセンサの製造方法 | |
JP5638344B2 (ja) | フローセンサ | |
JP2009109349A (ja) | フローセンサ | |
JP2012154748A (ja) | フローセンサおよびフローセンサの製造方法 | |
JP2015194427A (ja) | フローセンサおよびフローセンサの製造方法 | |
Sosna et al. | Miniaturized thermal flow sensors with through silicon vias for flip-chip packaging | |
JPH11271121A (ja) | フローセンサおよびその製造方法 | |
JP2015194425A (ja) | フローセンサおよびフローセンサの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090831 |