HOME-皇马-「高效益,更安全」，摘要：本文系统研究了压阻式压力传感器外壳玻璃封接工艺，解决了批量生产中存在的玻璃细微裂纹，外观不光亮等质量问题，生产出满足顾客要求的产品。

　　压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应，即单晶硅的电阻率随外加压力变化而改变的原理制成的，具有精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺寸小、重量轻、结构简单等特点，可以在恶劣的条件下工作，便于实现显示数字化，得到广泛的应用，逐步向产业化发展。

　　压阻式压力传感器主要由：外壳（见图1）、硅膜片（硅杯）两大部件组成，外壳是传感器的一个关键部件，传感器的绝缘电阻、耐电压、密封性、键合性能、耐压力性能都由基座来支撑实现。

　　在外壳的结构中引线是其中一个主要零件（见图2）在玻璃封接过程中，将壳体、玻坯、引线装进石墨模具中，放入烧结炉在1000℃左右的条件下烧结成一个整体，然后将烧结的外壳去除氧化皮，抛光后进行引线镀金，成为压力传感器用外壳。它具有密封性好、绝缘性高的特点，传感器厂家使用时，将铝丝或金丝一端与传感器芯片连接，一端在小T头引线的端面上进行键合。

　　压阻式压力传感器外壳的壳体是使用不锈钢材料（316L）经过精密的机械加工而成，不锈钢的热膨胀系数稳定，在空气中有稳定的抗腐蚀性能和良好的机械加工性能，因此常常用来作为压阻式压力传感器的壳体材料。

　　在基座的结构中引线是其中一个主要零件（见图2），材料选择高膨胀系数铁镍合金。在玻璃封接过程中，将基座体、玻坯、引线装进石墨模具中，放入烧结炉进行烧结。

　　封接玻璃采用进口的高膨胀系数的玻璃造粒粉。将造粒粉压制成各种尺寸的管状生坯，经过链式炉中温排蜡玻化，成为玻璃坯。

　　玻璃封接质量的好坏直接影响到产品的性能，如密封性、绝缘强度、耐压力、耐电压等，因此玻璃封接工艺是产品制造中的关键技术。

　　玻璃与金属封接可以分为：匹配封接和非匹配封接，非匹配封接也称之为压缩封接。

　　压阻式压力传感器用外壳使用不锈钢材料，引线为高膨胀系数铁镍合金，他们的膨胀系数都很大，封接金属与封接玻璃的热膨胀系数仍相差很大，这是典型的压缩封接。压缩封接对其结构尺寸、结构部局和烧结温度曲线都有严格的要求，即考虑引线直径和玻璃坯孔径的大小，孔径与孔径之间金属的厚度等因素经过多次试验设计出最佳方案。

　　在封接过程中，升温速度也要控制得当。升温速度太慢会延长封接件在炉中的时间，使玻璃容易受到石墨粉尘的污染，导致高温烧结时共溶，形成表面气泡和黑点，绝缘强度下降。升温速度太快会导致玻璃绝缘子颗粒飞溅和爬高。封接件在降温过程中，降温速度控制也要得当。外壳玻璃封接工艺曲线玻璃封接工艺曲线存在的问题及处理措施

　　传感器外壳在使用中，用户将芯片的背面涂上环氧树脂粘贴在壳体内部表面上，经过高温烘烤，将环氧树脂固化。但由于在壳体机械加工时由于刀具对中不够精确，加工后容易产生中心突起，使底面不平；同时也使底面过于光滑，造成贴片不牢固。在传感器受到震动和冲击时，芯片容易脱落，而使引线与芯片的键合线断裂，造成传感器最终失效。这种缺陷使传感器无法修复。我公司根据用户所反馈的技术问题，发明了“网纹面”技术，并申请了专利（专利号5-9）。该网纹面技术是在壳体加工时外壳在芯片粘贴面上制成尖锐的网状表面，增大了涂覆环氧粘结剂的面积因此增加了牢固度，从而提高了传感器的耐震性。3.2引线键合失效问题

　　传感器厂家使用时，将铝丝或金丝一端与传感器芯片连接，一端在小T头引线的端面上进行键合，形成电路，其键合的可靠性直接影响传感器的质量。引线的膨胀合金线，其加工工序为：

　　成卷线材→拉直→切断→捆扎→线切割→磨两端面→光饰等6道工序，引线端面是键合导线用的，一旦引线端面磨后不平整会影响电镀后的键合质量，这种加工方法有以下缺点：

　　(4)引线外径大，增大了玻璃封接孔，减小了孔间的金属厚度，在烧结时，容易产生裂纹。

　　为了克服以上缺点，本公司发明了“小T头”引线），“小T头”引线加工工序如下：

　　(4)由于引线直径小，减小了封接孔的直径，曾大了空间金属厚度，减少了烧结后裂纹产生的几率。

　　本公司发明的“小T头”引线的成功应用在压阻式压力传感器基座上，并申请了专利（4.0）。提高产品的键合质量，得到了用户的好评。

　　国内外产品放在一起比较时，国外产品光亮度比国产的好，为了解决这一问题，改进了后处理工艺，将化学抛光进行改进，采用电解抛光，不但改善了工人的操作环境，还提高了产品的外观质量，使国产的外壳可以与国外的产品相媲美。

　　玻璃烧结基座国内外产品性能对比见表1，通过测试该产品性能满足了传感器用户要求，技术指标达到国内领先水平。

　　通过近几年的生产实践，对传感器外壳的玻璃烧结工艺进行了一系列的试验，不断改进烧结工艺，使玻璃烧结工艺及零件处理工艺趋于稳定，产品质量不断提高，性能指标达到企业标准要求，也满足了用户需求。

　　[1]张琦姚莉金属外壳引线]高玲沈卓文生坯密度和排蜡温度对玻璃绝缘子致密化影响[J]。电子元件与材料2006,25（3）：56-58.

　　[3]赵书华宋春玲金属与玻璃封接工艺的研究[J].吉林师范大学学报2005.2（1）：85-87