本发明涉及传感器加工领域，具体涉及探针式六维力传感器加工方法。
背景技术：
六维力传感器作为一种能够同时获取多个力学量信号(三维力分量及三维力矩分量)的传感器，在机器人技术领域已经得到应用；随着机器人技术的发展，对现有的六维力传感器提出了更高的要求，微型化已成为六维力传感器的一个重要发展趋势，而MEMS技术则是实现这一目标的一种重要手段。新加坡南洋理工大学采用MEMS技术研制了一种十字梁膜结构的六维力传感器，其总体尺寸为4.5mm×4.5mm×1.2mm。日本Ritsumeikan大学也研制了一种MEMS六维力传感器，其尺寸为3mm×3mm×0.4mm。这两种传感器的测力部分是平板式结构，因此难以介入一些微小区域如凹坑处的多维力信息测量。
探针式六维力传感，它由两片结构及尺寸完全相同的N型单晶硅材料背靠背通过环氧树脂粘接而成。为提高检测灵敏度，在两片单晶硅的背面各有一个凹槽，组装后两个凹槽形成一个空腔，这样既增加了灵敏度，又提高了探针的机械强度。在探针的头部附近有一个方形通孔，在两片单晶硅片组装成探针时起定位的作用；在对探针进行标定时，还可在通孔中固定一个微型传力柱，便于多维力加载。两个凹槽和方形通孔经各向异性湿法腐蚀技术加工而成。力和力矩的最大量程设计分别是1N和1N·mm。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种易于加工，且操作简单，能保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本的探针式六维力传感器加工方法。
本发明探针式六维力传感器加工方法，包括以下步骤：
第一步，选择N型晶向的双面抛光单晶硅片，厚度350um，电阻率5Ω·cm-15Ω·cm，经化学清洗后，采用热氧化工艺在硅片正反两面同时生长一层二氧化硅，厚度约5000 Å；
第二步，正面扩散电阻区光刻，去除窗口区的二氧化硅；
第三步，采用两步淡硼扩散工艺在窗口区形成P型压敏电阻，其方阻为30～50欧姆，再分布后的二氧化硅层厚度为8000 Å；
第四步，正面欧姆接触区光刻，去除窗口区的二氧化硅；
第五步，正面窗口区浓硼扩散，去除硼硅玻璃层，随后生长一层二氧化硅，厚度5000 Å；
第六步，背面光刻，去除“T”形区以外、凹槽、方形通孔处的二氧化硅；
第七步，正面光刻，去除“T”形区以外、引线孔、方形通孔处的二氧化硅；
第八步，正面溅射Cr-Au复合金属层，Cr的厚度为500 Å -600Å，Au的厚度为2000 Å -3000 Å；
第九步，正面光刻，腐蚀出金属电极和引线；
第十步，采用TMAH腐蚀液进行湿法腐蚀，至方形通孔穿通后停止腐蚀，此时单片“T”探针结构已全部分离；
第十一步，选择一对单片“T”探针，将其分别安装到各自的电路板上，并采用金丝球焊机实现探针电极与电路板之间的电学连接；
第十二步，利用方形通孔进行定位，将一对单片“T”探针连同各自的电路板组装成一个六维力探针。
本发明易于加工，且操作简单，能保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本。
具体实施方式
本发明探针式六维力传感器加工方法，包括以下步骤：
第一步，选择N型晶向的双面抛光单晶硅片，厚度350um，电阻率5Ω·cm-15Ω·cm，经化学清洗后，采用热氧化工艺在硅片正反两面同时生长一层二氧化硅，厚度约5000 Å；
第二步，正面扩散电阻区光刻，去除窗口区的二氧化硅；
第三步，采用两步淡硼扩散工艺在窗口区形成P型压敏电阻，其方阻为30～50欧姆，再分布后的二氧化硅层厚度为8000 Å；
第四步，正面欧姆接触区光刻，去除窗口区的二氧化硅；
第五步，正面窗口区浓硼扩散，去除硼硅玻璃层，随后生长一层二氧化硅，厚度5000 Å；
第六步，背面光刻，去除“T”形区以外、凹槽、方形通孔处的二氧化硅；
第七步，正面光刻，去除“T”形区以外、引线孔、方形通孔处的二氧化硅；
第八步，正面溅射Cr-Au复合金属层，Cr的厚度为500 Å -600Å，Au的厚度为2000 Å -3000 Å；
第九步，正面光刻，腐蚀出金属电极和引线；
第十步，采用TMAH腐蚀液进行湿法腐蚀，至方形通孔穿通后停止腐蚀，此时单片“T”探针结构已全部分离；
第十一步，选择一对单片“T”探针，将其分别安装到各自的电路板上，并采用金丝球焊机实现探针电极与电路板之间的电学连接；
第十二步，利用方形通孔进行定位，将一对单片“T”探针连同各自的电路板组装成一个六维力探针。
本发明易于加工，且操作简单，能保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本。