MEMS压力传感器自动组装系统

《MEMS压力传感器自动组装系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第6卷第4期纳米技术与精密工程Vol.6No.42008年7月NanotechnologyandPrecisionEngineeringJul.2008MEMS压力传感器自动组装系统121陈立国，凌云峰，陈涛（1.哈尔滨工业大学机器人研究所，哈尔滨150080；2.中国电子科技集团公司第四十九所，哈尔滨150001）摘要：研制了MEMS特种压力传感器的组装系统．首先给出了MEMS特种压力传感器组装工艺过程，并通过分析得出组装精度下降将导致传感器灵敏度和线性性能下降的结论．在此基础上确定了自动组装系统的组成结构，并详细介绍了研制的具有力感知功能的微操作手、三工

2、位键合炉以及显微视觉等关键技术模块．通过分析现有硅膜焊盘图形对称性分布的特点，给出了一种芯片中心求取方法，为高精度自动组装奠定了基础．最后，将各模块集成建立了自动组装系统，给出了各个模块的控制节拍和流程，并通过实验证明该系统可实现5,μm的组装精度和25,s/个的组装效率，适用于多种MEMS传感器的自动组装作业．关键词：微机电系统；自动组装；压力传感器；显微视觉；中图分类号：TP24文献标志码：A文章编号：1672-6030（2008）04-0297-05AutomaticMicroassemblySystemforMEMSPressureSensorPac

3、kaging121CHENLi-guo，LINGYun-feng，CHENTao（1.RoboticsInstitute，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China；2.The49thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Harbin150001，China）Abstract：AnautomaticmicroassemblysystemforMEMSpressuresensorpackagingwasdeveloped.In

4、ordertoanalyzetheinfluencesofassemblyprecisiononthesensibility，linearityandothercapabilitiesofsensor，thepackagingprocessofMEMSpressuresensorwasintroducedindetail.Theautomaticassemblysystemconsistsofamicroforcesensorintegratedmicromanipulator，abondingcentrewiththreeworkingcells，anda

5、microscopicvisionmodule.Throughanalyzingthesym-metrycharacteristicsofgraphofweldingpointsonthechip，adetectionmethodwasgivenforlocatingchipcentre，whichlaysafoundationforautomaticassemblywithhighprecision.Atlast，theautomaticassemblysystemwasdevelopedandthetimedistributinginamanufactu

6、ringcyclewasprovided.Experimentalresultsprovethatthesystemhas5μmprecisionand25s/chipefficiency，andcanbeusedformanyotherpackagingtasks.Keywords：MEMS；automaticassembly；pressuresensor；microscopicvision压阻式硅微压力传感器是当前商业化最为成功自动键合设备具有重要的研究意义和实用价值．的MEMS传感器之一，在石油化工、化纤、冶金、窑典型的压力传感器组装核心工艺是指将清洗

7、后炉、汽车以及航空航天发动机等环境下的压力测量领的耐高温硅芯片与Prex7740玻璃环静电键合为一体[1-2]域具有广泛的应用前景．但是由于压力传感器的的硅/玻璃环静电键合．图1所示为静电键合装置．当组装工艺过程仍以手工操作为主，无法满足传感器批玻璃环/硅片加热到350,℃左右，在硅片和玻璃环之量制造的需求．由于传感器芯片尺寸微小、组装精度间加压力1,N，在1,100,V直流电压作用下，玻璃环+要求高，存在操作困难、精度低和一致性差等各种问中的Na向负极方向漂移，产生较大的电流脉冲，经题．采用高精度、自动化微操作系统实现组装作业是过约30,s，电流减小，最后

8、几乎为零，说明此时键合[3-4]解决上述困难的唯一途