血压计用MEMS压力传感器设计与制造

针对微机电系统(MEMS)压力传感器灵敏度及线性度较难兼顾的问题,设计了一种可应用于电子血压计量程为40 kPa的MEMS压力传感器.首先基于硅压阻式MEMS压力传感器的工作原理,使用COMSOL Mutilphysics软件对传感器结构进行仿真设计,根据理论计算各结构尺寸,得到可获得最高输出灵敏度以及最小非线性的电阻...     

基于CNTs/PDMS介电层的柔性压力传感特性研究

提出一种基于MEMS工艺的柔性压力传感器制备方法.采用MEMS工艺制备柔性压力传感器模板,结合纳米压印技术、射频磁控溅射技术和PDMS软光刻工艺在PDMS柔性基底上制备了具有"V"型阵列微结构的Ag薄膜平行板电极,基于碳纳米管(CNTs)/PDMS聚合物的压电容特性,制备出电容式柔性压力传感器.针对不同尺寸的压力传感器进行对比测试,本文制作的压力传感器的灵敏度能够达到3.98% kPa-1,具有良好的重复性,在智能穿戴和电子皮肤等方面有着广阔的应用前景.     

MEMS压力传感器在义齿力学性能研究中的应用

给出一种用于义齿压力测量的微型电容式传感器的研制工艺和封装测试。文中根据电容式压力传感器的原理,采用MEMS工艺,研制出微型传感器。在与义齿基托相同材料的作底基的树脂上挖一个边长为2mm平整的方形小坑,将传感器分布式埋植入底基,并用自制的施加压力的装置对传感器进行测试,从而检测出压力对口腔下方组织的作用力。测量结果表明,该传感器能够准备地测量出当牙齿咬合时,义齿基托所承受的力和力的分布。该传感器性能良好,具有比较稳定的输入与输出关系,适用于口腔恶劣环境下测量义齿对口腔下方组织作用力。     

基于义齿压力检测的MEMS电容式压力传感器的研制

评价一对义齿的好坏必须了解其对口腔下方组织的作用力情况,文中根据电容式压力传感器的原理,采用MEMS工艺,结合义齿在口腔中的工作环境,研制出一种新型的医用MEMS电容式压力传感器.将传感器分布式埋植入义齿基托内,对口腔下方组织的作用力进行测试,测试结果表明,该传感器能够准确地测定出义齿下方粘膜及粘膜下方的骨组织所承受的力和力的分布.该传感器结构稳定,测量稳定性好,适用于口腔恶劣环境下测定义齿对口腔下方组织作用力的测定.     

基于Si_3N_4薄膜的压力传感器

采用微机电系统(MEMS)技术制造的传感器具有体积小、重量轻、成本低等特点。基于S i3N4压力敏感膜,利用MEMS技术,设计了一种用于测量气压的传感器。采用应变电阻原理对压力进行测量,进行了理论分析计算,设计了工艺过程,制作出了器件样片。这种压力传感器的显著优点是结构简单、工艺过程容易。并且,在50~100 kPa的压力条件下,对传感器进行了测试,其精度达到了0.5%。     

MEMS薄膜热流传感器研制

基于微加工技术设计制备了一种微机电系统(MEMS)薄膜热流传感器。采用COMSOL软件,对不同结构参数MEMS薄膜热流计进行仿真模拟,通过对仿真结果对比和分析,优化热流传感器的设计参数。根据优化的设计参数利用MEMS工艺制备薄膜热流计。搭建了标定系统,对所制备的MEMS薄膜热流计进行性能测试和标定。实验结果表明:薄膜热流计的电压输出响应曲线的变化趋势和仿真结果一致,此外,薄膜热流计的输出电压和热流密度呈良好的线性关系。     

小量程MEMS电容式压力传感器的研究与发展

介绍了电容式传感器在小量程压力测量领域的优势和目前研制小量程MEMS电容式压力传感器的技术难点。从实现MEMS电容式传感器小量程压力测量的不同方法出发,详细论述了国内外的研究成果、关键技术及应用情况。最后分析总结了小量程MEMS电容式压力传感器的发展方向与挑战。     

HP206C压力传感器 深圳市惠贻华普电子有限公司

正HP206C采用MEMS压力传感器带I2C接口,提供准确的温度、压力或高度数据。该传感器的压力和温度输出通过24-bit ADC进行数字化处理。根据压力和温度数据通过一个专利算法计算出高度值。内部集成数据补偿及大量的计算,节省了外部MCU的工作。提供简单的数据采集接口和可编程中断控制。当ADC输出滤波过采样率为256时,每秒测     

压阻式高温压力传感器温度补偿与信号调理设计与测试

设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补偿具有显著的效果;此外,采用了高温信号调理电路来提高传感器的输出灵敏度,通过温度补偿来降低输出灵敏度;与传统的经验算法相比,所提出的无源电阻温度补偿技术具有更小的温度漂移,在220℃条件下传感器输出灵敏度为4.93 mV/100 kPa,传感器灵敏度为总体测量精度为±2%FS;此外,由于柔性传感器的输出电压可调,因此不需要使用一般的电压转换器随动压力变送器,这大大降低了测试系统的成本,有望在恶劣环境下的压力测量中得到高度应用。     

MEMS压阻式压力传感器倒装焊封装的研究和发展

介绍了倒装焊接技术在MEMS压阻式压力传感器封装领域的优势和目前研制的压力敏感芯片的倒装焊的关键技术。根据封装结构设计和基板材料的不同,详细论述了国内外MEMS压阻式压力传感器倒装焊技术的研究成果。最后总结了MEMS压力传感器倒装焊技术的发展前景和所面临的挑战。     

低真空封装的新型变电容面积MEMS惯性传感器阶跃响应特性分析

一种新型变电容面积MEMS惯性传感器与传统的梳齿电容传感器相比,具有对梳齿电容不平行敏感度低,可加测试电压高等优点.通过对该传感器在低真空封装条件下的惯性阶跃响应特性分析,着重研究了不同梳齿电容倾斜角度对该传感器的阶跃惯性信号响应的影响,以及不同倾斜角度梳齿的位移响应和测试电压、空气真空度的关系,并把该结果和梳齿结构的情况进行比较.结果表明,工艺因素对变电容面积MEMS惯性传感器在低真空封装下的阶跃惯性响应影响很小;另外,该结构上可加的测试电压可以是梳齿电容结构上可加测试电压的近10倍,这有利于减小接口电路的噪声.以上分析论证了该新型传感器有利于降低器件的工艺要求和提高传感器的分辨率.     

Experimental study on the package of high-g accelerometer

In this paper, the effect of the package die adhesive and package shell on the performances of silicon based MEMS high-g accelerometers was reported. Using Raman spectroscopy, the residual stress caused by different package die adhesive thickness and different package shell material was characterized. It can be concluded from the testing results that: with thicker die adhesive, the residual stress increment was much smaller; the piezoresistance variation caused by this residual stress was much smaller; and the temperature shift of the output voltage was much smaller. Comparing with the ceramic package, the stainless steel package has bigger sensitivity and bigger anti-overload ability.     

Geometric optimization of van der Pauw structure based MEMS pressure sensor

This paper characterizes a piezoresistive sensor under variations of both size and orientation with respect to the silicon crystal lattice for its application to MEMS pressure sensing. The sensor to be studied is a four-terminal piezoresistive sensor commonly referred to as a van der Pauw (VDP) structure. It is observed that the sensitivity of the VDP sensor is over three times higher than the conventional filament type Wheatstone bridge resistor. With MEMS devices being used in applications which continually necessitate smaller size, characterizing the effect of size and orientation of a VDP structure on the performance of a MEMS pressure sensor is important. In this paper, the effect of relative size and misalignment of the VDP sensor on the sensitivity is investigated using a coupled piezoresistive/stress finite element model. The mode is developed to simulate the full field stress over the deformed diaphragm in which the VDP is diffused. The change in resistivity of the VDP is then analyzed to predict the sensitivity of the VDP structure. Sensor size, position relative to the diaphragm, and angular misalignment of the VDP were varied to determine a theoretical result for the dependence of VDP output on those parameters. It is determined that the performance of the sensor is strongly dependent only on the longitudinal position of the sensor on the diaphragm, and is relatively tolerant of other errors in the manufacturing process such as transverse position, sensor depth, and orientation angle.     

电容式传感器在义齿检测系统中的应用

详细给出了一种用微型电容式压力传感器镶入义齿基托的义齿受力检测系统。根据电容式压力传感器的工作原理,采用微机电系统(MEMS)工艺,研制出微型电容式压力传感器。通过传感器的埋入封装工艺,在与义齿基托相同材料的作底基的树脂上挖一个边长为2 mm平整的方形小坑,将传感器分布式埋植入底基,并用自制施加压力的装置对义齿对口腔下方组织的作用力进行测试。测量结果表明:本系统能够准确地测量出当牙齿咬合时,义齿基托所承受的力和力的分布。该传感器性能良好,具有比较稳定的输入与输出关系,适用于口腔恶劣环境下测量义齿对口腔下方的组织作用力。     

基于MEMS实现SOI压力传感器工艺研究

应用压组效应原理制作硅氧化物绝缘体（SOI）压力传感器,具有耐高温、抗辐射、稳定性好等优点,本文说明了SOI在微电子机械系统（MEMS）技术上的实现优势,并对压力传感器SOI结构的实现工艺进行了探索性试验,完成了SOI压力传感器的设计和封装,在强调了压力传感器的测试方法的同时,对所设计的样品进行了测试。     

MEMS光纤法珀压力传感器的设计及解调方法实现

基于外界压力引起敏感膜片形变导致腔长变化来实现压力信号传感的原理,提出了一种MEMS光纤法珀压力传感器的设计,建立了传感器敏感膜片的挠度变化与膜厚、半径及施加压力的关系理论模型,并在此基础上进行了膜片的MATLAB二维数值仿真和Comsol Multiphysics三维数值仿真,并完成了FP压力敏感头的制作,进而设计了能够应用于光纤传感的解调方法,搭建了光纤传感的压力测试系统并进行了相关实验,利用所设计的解调方法对实验数据进行处理,进而对压力传感器的性能及特性进行了测试和验证。实验结果表明,传感器测试曲线线性度良好,与数值仿真结果基本一致,在100 kPa的量程范围内其灵敏度可达62.3 nm/kPa,温度敏感系数为0.023μm/℃,测量精度3.93%,且最小压强分辨率为1.29 kPa,证实了该MEMS光纤法珀压力传感系统具有一定的可行性。     

三维MEMS加速度计的性能测试方法与分析

文章针对一种三维MEMS加速度计,提出了三维加速度计的测试方法,并根据测试结果对此加速度计进行了性能分析。通过对其设计原理和内部结构的描述,指出该型MEMS加速度计的结构优点及性能特点。针对该加速度计,作者设计了测试装置,制作了测试电路,并在文章中详细描述了测试原理及整个测试过程。分别在三个方向上,对此三维MEMS加速度计进行了多次对比测试,同时采集包括标准加速度计输出和MEMS加速度计三向输出在内的四路信号,以便进行冲击方向上两加速度计的横向对比和三向MEMS加速度计的轴间耦合分析。测试结果表明,此测试方法和装置是可靠有效的,且具有一定的通用性可用于其它类似传感器的测试分析中。     

An experimental study of sidewall adhesion in microelectromechanical systems

A surface micromachine was designed specifically for studying sidewall adhesion in microelectromechanical systems (MEMS). The dependence of surface adhesion on contact load and ambient conditions was investigated under quasistatic normal loading conditions. Insight was obtained into the relative contributions of van der Waals and capillary forces to the measured adhesion force. Several shortcomings in previous adhesion studies of MEMS were overcome, and measurement of the true adhesion force was achieved under different testing conditions. The present experimental procedure enables the isolation of the van der Waals component of the adhesion force and the determination of the contributions of both contacting and noncontacting asperities to the total adhesion force at the inception of surface separation. The major benefits of the developed experimental methodology and surface micromachine are discussed in the context of adhesion results obtained for different values of apparent contact pressure, ambient pressure, and relative humidity.