扩散硅压力传感器使用封装指导书
扩散硅压力传感器原理
扩散硅压力传感器原理
硅压力传感器是一种常用的压力测量装置，其原理基于硅晶圆的应变敏感性。
以下为扩散硅压力传感器的工作原理。
扩散硅压力传感器由一个圆形的硅晶圆组成，其表面镀有硅二氧化层以提高机械强度和保护内部电路。
在硅晶圆的一侧，有一块“绝缘底座”用于固定传感器。
压力传感器的另一边被称为“感应表面”，通过开孔与外界相通。
当外界施加压力时，感应表面上的硅会受到应变，导致其电阻发生变化。
这种应变敏感性是基于硅晶圆的压力敏感效应。
在传感器的内部，有一个电阻栅极用于测量感应表面上的电阻变化。
当施加压力时，感应表面上的硅发生应变，改变了电阻栅极的电阻。
这个变化的电阻值可以通过外部电路进行测量和转换，从而得到压力值的相关信号。
扩散硅压力传感器具有很高的精度和灵敏度。
它们可以广泛用于工业、医疗和汽车等领域，用于测量液体和气体的压力。
扩散硅压力芯体构成 -回复
扩散硅压力芯体构成-回复硅压力芯体是压力传感器中的关键组件之一，由硅材料制成。
它具有高精度、高灵敏度和高稳定性的特点，能够准确测量各种压力。
本文将详细介绍硅压力芯体的构成及其工作原理，以及在扩散硅压力芯体中的应用。
硅压力芯体的构成主要由衬底、灵敏膜、电极和封装等组成。
其中，衬底是硅压力芯体的主体部分，它由高纯度的单晶硅材料制成。
在衬底内部，通过腐蚀和刻蚀工艺形成了一个薄的硅膜，这就是灵敏膜。
灵敏膜的厚度通常在几微米到几十微米之间，它能够被外部的压力作用产生微小的形变。
在灵敏膜的两侧分别涂上金属电极，它们起到电信号的收集和输出作用。
电极通常由铂或金等材料制成，具有优良的导电性和耐腐蚀性能。
当压力作用在灵敏膜上时，灵敏膜产生微小的变形，导致电极之间的电阻变化，进而产生相应的电信号。
这个电信号经过放大和处理后，可以得到压力的准确数值。
硅压力芯体通过封装来保护其内部结构，同时确保其与压力介质隔离，防止气体或液体渗入芯体内部。
封装通常使用陶瓷或塑料材料，具有良好的耐腐蚀性和机械强度，同时可以通过焊接或粘接等工艺与其他电子元件连接。
在扩散硅压力芯体中，扩散工艺是制备灵敏膜的关键步骤。
硅片在高温下与气体(如二氧化硅) 反应，使气体渗透进入硅片内部形成灵敏膜。
扩散过程中气体分子与硅原子发生化学反应并扩散扩散到一定深度形成灵敏膜。
扩散硅压力芯体相对于薄膜硅压力芯体来说，具有更高的灵敏度和更好的温度稳定性。
扩散硅压力芯体由于其优异的性能，在许多领域广泛应用。
例如，在汽车工业中，硅压力芯体可用于监测发动机的燃油压力、制动系统的压力以及轮胎的气压等。
在航空航天领域，硅压力芯体可用于飞机的气动测试和空气动力学研究中。
此外，在医疗器械、工业自动化、环境监测等领域，硅压力芯体也具有广泛的应用前景。
总结起来，硅压力芯体是一种高精度、高灵敏度和高稳定性的压力传感器核心部件。
其构成包括衬底、灵敏膜、电极和封装等组成。
扩散硅压力芯体通过利用扩散工艺形成灵敏膜，具有更高的灵敏度和温度稳定性。
压力传感器 陶瓷 扩散硅
压力传感器陶瓷扩散硅
压力传感器是一种用于测量压力的装置，它可以将压力信号转换成电信号输出。
而陶瓷和扩散硅都是常见的压力传感器的制造材料。
首先，让我们来谈谈陶瓷。
陶瓷材料通常被用于制造压力传感器的压阻式传感器元件。
陶瓷材料具有优良的耐磨损性和化学稳定性，能够在恶劣的环境中工作。
此外，陶瓷材料还具有良好的机械性能和稳定的电学特性，使得它成为制造压力传感器的理想材料之一。
其次，扩散硅也是制造压力传感器常用的材料之一。
扩散硅压力传感器是利用硅材料的压阻效应来测量压力的。
扩散硅具有良好的线性和稳定性，能够提供精确的压力测量。
此外，扩散硅制造的压力传感器还具有体积小、重量轻和功耗低的优点，适用于一些对体积和重量要求较高的场合。
综上所述，陶瓷和扩散硅都是常见的压力传感器制造材料，它们各自具有独特的优点和适用范围。
在选择压力传感器时，需要根
据实际应用需求来确定使用哪种材料的压力传感器，以确保能够获得最佳的测量效果。
扩散硅压力传感器工作原理
扩散硅压力传感器工作原理
硅压力传感器是一种基于硅材料的传感器，用于测量压力。
其工作原理基于压力对硅芯片的变形产生的电阻变化。
硅压力传感器的核心部件是一个薄膜型硅压阻元件，通常由硅晶圆加工而成。
该元件由两层硅薄膜组成，上层为引压膜，下层为探测膜。
当外界施加压力作用在传感器上时，引压膜和探测膜之间的硅材料会产生一定程度的变形。
这种变形会改变硅材料的电阻特性，从而使得传感器的输出信号发生变化。
硅压力传感器通常采用电桥测量电路将这个电阻变化转化为电压输出。
通过对电桥进行精确的电压测量，就可以实现对外界压力的准确测量。
硅压力传感器的灵敏度和稳定性主要取决于硅材料的特性以及传感器的制造工艺。
传感器内部通常还会加入温度补偿电路，以消除温度对测量结果的影响。
另外，传感器还需要进行标定和校准，以确保其测量结果的准确性和可靠性。
总结来说，硅压力传感器通过测量硅芯片在压力作用下的变形，利用电桥测量电路将其转化为电压输出，实现对压力的测量。
它具有高灵敏度、稳定性好等特点，广泛应用于工业控制、汽车、医疗设备等领域。
电子压力传感器作业指导书
电子压力传感器作业指导书1.检测检测铝质壳体内卡槽高度，见下图此尺寸直接影响产品的密封性9.6mm2.清洁3.组装3.2将密封圈（Φ17x1.9）放入铝质壳体底部4.3将焊接好的陶瓷电阻放入铝质壳体内的密封圈上4.4将尼龙垫（Φ18x1.5）放在铝质壳体内的陶瓷电阻上4.9将陶瓷电阻上的四根导线焊接在PCB板上,如下图4.7在端钮的三个焊盘上按要求对应焊上红，黑，黄三根高温导线红为Vin，黑为V-，黄为OUT。
焊接后在端钮与PCB之间贴两层绝缘胶布防止焊点接触用干净布将铝质壳体擦拭干净。
3.1用黑，白，红，黄四种不同颜色高温导线从左至右按顺序焊接在陶瓷电阻的四个焊盘上，如下图4.5用卡簧钳将卡簧放入铝质壳体内的尼龙垫上卡簧缺口与陶瓷电阻上的焊点不要在同一个方向每根导线长度约60mm，焊点要光滑饱满，防止虚焊，焊完后在距焊点约3mm处将导线弯成L型压合力度0.2MPa，卡簧边缘有倒角一面朝上4.8将PCB板中间三个焊孔与端钮上的高温导线焊接在一起红为Vin，黑为V-，黄为Vout 黑V-,白+，红V+，黄-。
焊接前先套上垫圈4.6用夹具将卡簧压进铝质壳体内的卡槽里。
5.芯片刻录图1图25.4出现下图界面，点击OK不要修改此界面中的任何参数5.1铝质壳体与出气孔连接5.3在电脑桌面上找到“ZACwire SSC Evaluation kit " 软件双击打开，然后依次单击图1中箭头所指“OPEN”，“Intialize HW ”，“Calibration”三个图标，出现图2界面,单击图2中左下“Initialize”图标烧录时避免PCB与壳体或手接触，以防短路5.2将端钮与烧录设备连接5.5出现下图界面，此时左下方“IC#/ID#”一栏出现带阴影没有打√的代表板子有问题的IC编号，编号前面有√5.6在“Measure(%)”一栏中填入10，此时气压表应为0MPa，然后单击“Add Point”图标，出现一行数据。
扩散硅压阻式压力传感器实验报告
扩散硅压阻式压力传感器实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过对扩散硅压阻式压力传感器的研究，掌握其工作原理、特点和应用范围，并通过实验验证其性能指标。
二、实验原理1. 扩散硅压阻式压力传感器的工作原理扩散硅压阻式压力传感器是利用硅材料在外加电场下产生变形的特性来测量被测物体所受压力大小的一种传感器。
当被测物体施加一定大小的压力时，它们会在传感器表面产生微小变形，这种变形会影响到硅片上薄膜电阻值的大小，从而使得输出电信号发生变化。
2. 扩散硅压阻式压力传感器的特点（1）精度高：由于扩散硅压阻式压力传感器采用了先进制造技术和精密校准方法，因此其精度非常高。
（2）灵敏度高：由于硅材料具有较好的弹性和刚度，因此扩散硅压阻式压力传感器对被测物体所受小范围内的压力变化非常敏感。
（3）稳定性好：扩散硅压阻式压力传感器采用了先进的温度补偿技术，因此其在不同温度下的测量结果非常稳定。
3. 扩散硅压阻式压力传感器的应用范围扩散硅压阻式压力传感器广泛应用于汽车、航空航天、机械制造、医疗仪器等领域。
例如，在汽车制造中，扩散硅压阻式压力传感器可以用于测量发动机油路和燃油路的油压；在医疗仪器中，扩散硅压阻式压力传感器可以用于测量人体血液和气体等生物参数。
三、实验步骤1. 准备工作（1）检查实验设备是否完好无损，并按照实验要求进行连接；（2）检查被测物体是否符合实验要求，并将其放置在实验台上。
2. 连接电路将扩散硅压阻式压力传感器与电源和示波器连接起来。
其中，电源可以为恒流源或者恒压源，示波器用于观察输出电信号。
3. 施加压力将被测物体放置在扩散硅压阻式压力传感器上，并施加一定大小的压力。
此时，传感器会产生微小变形，导致输出电信号发生变化。
4. 观察实验结果通过示波器观察输出电信号的变化情况，并记录下实验结果。
根据实验结果，可以计算出被测物体所受的压力大小。
四、实验结果分析本次实验中我们使用了扩散硅压阻式压力传感器来测量被测物体所受的压力大小。
扩散硅压力传感器原理
扩散硅压力传感器原理扩散硅压力传感器是一种常见的压力传感器，其原理基于硅片的应变效应。
下面将详细介绍扩散硅压力传感器的工作原理。
1. 原理概述扩散硅压力传感器采用硅片作为敏感元件，通过测量硅片受到的应变来确定被测介质的压力。
当介质施加压力时，会使得硅片发生微小的形变，这个形变会导致硅片电阻率发生变化。
通过测量电阻率的变化，就可以得到被测介质的压力值。
2. 工作原理扩散硅压力传感器由两个主要部分组成：敏感元件和信号处理电路。
（1）敏感元件敏感元件是由单晶硅制成的薄膜结构。
它通常由四个主要部分组成：基底、桥臂、悬臂和薄膜电阻。
基底是整个结构的支撑部分，它可以固定在外壳上。
桥臂和悬臂是连接在基底上的两个弯曲部分，它们一起形成一个“H”形结构。
薄膜电阻是在悬臂上制造的一个电阻器，用于测量敏感元件的电阻值。
当被测介质施加压力时，会使得硅片发生微小的形变。
这种形变会导致敏感元件的桥臂和悬臂长度发生微小变化，从而改变敏感元件的电阻值。
（2）信号处理电路信号处理电路是用于测量敏感元件的电阻值，并将其转换为压力值。
它通常由放大器、滤波器、模数转换器和微处理器组成。
放大器用于放大敏感元件的微小信号，以便能够进行后续处理。
滤波器用于去除噪声和干扰信号，确保测量结果准确可靠。
模数转换器则将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字化处理。
最后，微处理器将数字信号解码并计算出被测介质的压力值。
3. 应用领域扩散硅压力传感器广泛应用于各种工业和科学领域中。
例如，在汽车制造业中，它们被用来测量汽车轮胎内部的气压。
在医学领域中，它们被用来测量人体内部的压力，如血液压力和眼压。
此外，它们还被用于工业自动化、航空航天和环境监测等领域。
4. 总结扩散硅压力传感器是一种基于硅片应变效应的传感器。
它采用敏感元件来测量被测介质的压力，并通过信号处理电路将信号转换为数字信号。
由于其高精度、高可靠性和广泛的应用领域，扩散硅压力传感器已成为许多工业和科学领域中不可或缺的设备。
扩散硅压力传感器的工作原理
扩散硅压力传感器的工作原理
扩散硅压力传感器的工作原理：
①敏感膜片结构首先需了解扩散硅压力传感器核心部件是由单晶硅制成厚度仅有数十微米弹性膜片；
②扩散电阻制作在膜片背面用光刻腐蚀技术制作四个矩形电阻并将它们连接成惠斯通电桥电路；
③压力感应当被测介质压力作用于膜片正面时由于材料弹性膜片会发生微小形变导致电阻值变化；
④电桥不平衡变化引起电阻值变化会打破原来平衡状态使电桥输出端产生与压力成正比电压信号；
⑤放大处理由于原始信号十分微弱需用专用放大器对其放大整形滤波等处理提高信噪比便于远传；
⑥温度补偿实际应用中温度变化会影响硅材料电阻率需在电桥中增加热敏电阻或采用软件算法补偿；
⑦非线性校正在较大压力范围内输出与压力间可能存在非线性关系需通过硬件软件手段进行修正；
⑧零点迁移为适应不同场合需求传感器可在出厂时预设一定量程迁移扩大测量范围满足特殊要求；
⑨防护封装裸露敏感元件需用不锈钢钛合金等耐腐蚀材料封装起来并充入惰性气体防止外界干扰；
⑩输出方式除了模拟量外现代智能传感器还提供RS485 CAN等数字通讯接口便于接入自动化系统；
⑪应用领域因其体积小精度高稳定性好等特点被广泛应用于石油石化航空航天医疗等多个行业；
⑫发展趋势随着MEMS技术进步未来扩散硅压力传感器将朝着集成化微型化多功能化方向发展。
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传感器使用指导书
传感器在使用过程中，正确的使用方法对提高传感器的可靠性和稳定
性有着密切的关系。要作到正确的使用传感器，就必须在使用时对传感
器的以下方面有一个正确的认识。
1 封装
压力传感器顾名思义是用作压力的测量，对压力有很高的灵敏度，不
同的封装形式会对传感器产生不同的应力影响，大小不同的应力会造成
传感器的不同的漂移特性。我公司代理的SENSYM/ICT公司的OEM型扩
散硅压阻式压力传感器种类虽然很多，但是对每一类传感器来说均为标
准封装形式，给我们的应用带来了方便。
SENSYM/ICT 公司的传感器从结构上来讲重要分以下三种：隔离膜
压力传感器（19/13系列）、TO封装压力传感器（1800/1805系列）、塑
封型压力传感器元件（SCX系列、SDX系列、SLP系列、…）。
1.1 隔离膜压力传感器
SENSYM/ICT19/13系列隔离膜充油芯体是世界上使用最为广泛的一
种OEM压力传感器，它的量程范围宽（5KPa~100MPa）、测量介质种
类多。极大的方便了用户。作为OEM产品，其多样的再封装性极大的
方便了客户制造各种的压力接口。怎么样再封装是一种合理的封装形
式，在这里我们对以下三种封装形式进行分析，向您推荐最佳的再封装
形式。
..1 端口平面密封的封装形式（见图1）
这种密封方式是在传感器前端膜片焊接环的端面放置橡胶O型圈，利
用后部的锁紧环将传感器紧压在O型圈上而起到密封的作用。这种封装
形式局限性很大，由于锁紧环施加在传感器上的压力很强，使其收到较
大的应力，而将应力完全的释放掉，工艺过程是很烦琐的，所以这种再
封装形式是不推荐客户使用的，如果一定要用，则尽量在量程大于
300psi的范围内使用。用这种封装形式来检验传感器的各项指标，一般
都不会得到生产厂家认可。
..2 侧密封的封装形式（见图二）
这种密封方式是在传感器侧面中部放置橡胶O型圈，利用O型圈在封
装壳体内腔壁的形变而起到密封的作用。这种封装形式优势很大，由于
O型圈在封装壳体内腔壁的形变得到了极好的控制而使施加在传感器上
的应力极小到可以忽略的程度，而传感器在内腔的轴向上又有微小的运
动空间，是无应力施加在传感器上的。因此这种安装方式又称为悬浮式
封装形式，它的优点是保证芯体有微小的径向和轴向运动，以保证因装
配而引起的机械应力不传递给芯体。这种安装方式适用于全量程的隔离
膜压力传感器。我们推荐客户使用这种传感器的封装形式。
图三是我公司向客户推荐的关于SENSYM/ICT 19/13 系列传感器的封
装壳体内腔尺
寸图。19/13系列安装基座孔径尺寸分别为：19和12.7，在这两孔的上端
设计一个25左右的R倒角，在装配芯体时，再在芯体的O型圈上涂适量
的
变压器油，就会很容易地把芯体推进基座孔内。
此外，在封装压力传感器时应注意以下5项：
1、 安装芯体时，要特别注意不得触摸芯体的膜片，避免造成传
感器性能参数的偏移、传感器的失效。
2、 不能挤压芯体上的陶瓷线路板，或在壳体内填充随外界环境
（如温度等）影响体积增大的物质，以避免陶瓷厚膜电路的
损坏。
3、 不能将芯体的引线和引脚反复来回扳动，更不能用力拉扯，
以避免传感器管脚断裂或管脚的松脱。
4、 传感器往基座内推装时，若推进费力或难以推进时，应立即
停止，决不能强行再推，以避免损坏传感器。
5、 芯体应注意避免碰、摔、磕。
..3 焊接式封装形式（见图四）
随着传感器生产设备的发展和普及，越来越多的生产厂家采用了焊
接的方式来封装隔离膜压力传感器。由于半导体材料的原因，焊接后部
件的温度一般不要超过125℃，最高控制在150℃以内，这就加强了对设
备的要求。一般可用于传感器再封装的焊接设备有（专用）亚弧焊机、
激光焊机和电子束焊机，它们都可以将焊接部件的温度控制在我们的要
求以内。这种封装方式使传感器的适用介质范围大大增加，并减小了泄
露的可能性，但是它对焊接材料不锈钢也有相当的要求，当不锈钢材料
质量较低时会影响焊接的质量，降低焊接强度，形成压力管涌口而造成
泄露。我公司采用的焊接材料为1Cr18Ni9Ti型不锈钢。
1.2 TO封装压力传感器
TO型封装传感器是一种简易的压力敏感元器件，其传感器芯片上有
一层硅凝胶在外界裸露，粘在TO-8管座上被一金属导气帽包围着，其最
大压力量程为150psi。其封装形式可分为以下两种：
1.2.1 直插式
其封装形式为印刷电路板安装形式，气路连接用一塑料软管插上即
可，量程大一些的可用尼龙卡将软管卡住，以保证传感器压力连接的可
靠性。
1.2.2 O型圈密封式
图五为此密封方式的示意图，这种密封方式和图一有相似的地方，
但在引入的应力上二者有明显的区别，TO封装的传感器使用这种封装
时应力是可以忽略的。
1.3 塑封型压力传感器
SENSYM/ICT公司的塑封型压力传感器有代表性的可以分为以下四
大种：P型封装压力传感器、A2封装压力传感器、N型封装压力传感
器、D4型封装压力传感器。具体的封装方式可以从以上两种产品的封
装方法稍加改变得到。
1.4 总结
1.4.1 客户对传感器的再封装应充分考虑的传感器原有的封装类型，
在满足其压力量程的条件下应尽量小的引入装配应力。
1.4.2 对有参考压力端口的传感器应注意封装时不要将其封闭住。
2 绝缘性
对与压阻式压力传感器而言，绝缘性的测试的仪器是非常重要的，
传感器绝缘性的测试条件为50V，最小绝缘电阻100MΩ，有许多顾客使
用100V，甚至于500V的绝缘测试仪表来测试，传感器会因为高电压而
被击穿，造成传感器的损坏。
注意：严格禁止使用高于50VDC的绝缘测试仪测试扩散硅压阻式压
力传感器。造成的一切损失，后果自负。
我公司可提供购买绝缘测试仪表的型号及厂址。
3 电源激励
传感器的供电电源分为恒流源和恒压源两种，每一种产品在使用说
明上均有供电类型和最大供电值，传感器在使用时供电类型混淆会造成
传感器灵敏度和温度性能的变化超过最大供电值使用会造成传感器性能
的失效。
4 稳定性
传感器的稳定性测试中需要注意以下问题：
电源稳定性：优于0.1%。
测试仪表及传感器上电时间大于1小时。
温度恒定。
绝对压力传感器应拟合掉大气压变化的影响。
5 静态特性
传感器的精度测试，先进行满程压力冲击3次，至少取5个测试点，
循环测试三次，并记录测试值。按公式（1）~（3）分别计算出传感器
的非线性、迟滞、重复性。
5.1 非线性
…(1)
ΔL-------------传感器的一致性误差
ΔAmax-------传感器上行程或下行程各检定点与理论输出值的
最大偏差
Vfs------------传感器的量程输出
5.2 重复性
…(2)
ΔR----------传感器的重复性
Vi-----------各检定点每次测量值
V------------测量值的平均值
Vfs ----------传感器的量程输出
n------------测量次数
5.3 压力迟滞
…
(3)
ΔH-----------传感器的迟滞
Δbmax-------传感器各检定点正逆行程的的最大差
值。
Vfs ------------传感器的量程输出
6 过载
过载压力指传感器在额定工作压力以上的一定范围内可以正常工
作，但传感器的某些特性会发生变化，可详见我公司的技术资料《传感
器的选型》，资料可以向市场部索取。
破坏压力指传感器可以承受的最大压力，超过该压力会造成传感
器的失效或损坏。
7 测量介质
对于不锈钢封装的传感器，由于绝大多数的材质是316L，所以它
可以测试任何316L SS可以兼容的介质。
测量管道水压时应注意水锤现象，详见可详见我公司的技术资料
《高压场合下的密封缓冲接口》，资料可以向市场部索取。
对于不是干净的干燥气体，1800/1805系列和塑封型传感器则不能
直接的应用，它需要在使用前确认介质的兼容性。SENSYM/ICT 的传感
器是利用半导体微机械加工工艺，使用单晶硅片为原料加工而成。利用
金丝球焊的生产工艺将传感器镀金管脚和硅片（镀铝层）连接起来。如
果被水、腐蚀性介质、电离性介质接触，传感器就会失效。尽管传感器
内部的结构上被涂敷了一层硅凝胶，但是如果使用的介质不是清洁、干
燥的气体，请和厂家联系确认后使用。
另外一个限制传感器使用介质的材料是室温硫化橡胶（RTV），
它被用作传感器生产过程中芯片的粘接剂。当传感器受到温度变化或其
他应力的作用时，室温硫化橡胶可以使传感器芯片感受到最小的应力影
响。室温硫化橡胶和油气以及一些强的化学溶剂不能兼容，使用时应当
注意，或和厂家联系确认后使用。