微型硅谐振式压力传感器的研制

利用微电子机械加工技术成功地研制出电热激励、压阻拾振的高精度硅谐振梁式压力传感器。传感器的谐振器的品质因素Q值在真空中大于 10 0 0 0。采用特殊闭环自激振荡方式测定压力传感器的压力特性 ,压力测试范围 0～ 40 0kPa ,线性相关系数 0 .9999,测试精度优于 0 .1%FS。     

硅压力传感器版图的计算机辅助设计

介绍利用ＡｕｔｏＬｉｓｐ语言编程实现硅压力传感器版图自动生成的ＣＡＤ系统，并给出Ｃ型压阻式压力传感器版图的设计实例。     

热激励谐振式硅微结构压力传感器

对一种以方形硅膜片作为一次敏感元件;硅梁作为二次敏感元件的硅谐振式压力微传感器进行了研究:建立了微传感器敏感结构的数学模型;敏感结构参数:方形膜边长4 mm,膜厚0.1 mm,梁谐振子长1.3 mm,宽0.08 mm,厚0.007 mm;对原理实验样件采用电热激励、压阻拾振方式作了开环测试,讨论了传感器的闭环系统.     

微加工硅压力传感器

一、引言 压力是反映物质状态的重要参数之一：常用的压力传感器型式有电容式、电感式、压电式、应变式、振频     

用于压力传感器的硅熔融焊接

木文介绍了两种硅压阻式压力传感器的新颍的制造工艺。文中讲述的芯片证明了一种重要的、新的硅-硅焊接工艺,即硅熔焊接(SFB)。利用这一工艺,单晶硅片能够以接近理想的界面被可靠地焊接起来,而不必利用过渡层。用SFB工艺制造的压力传感器比用常规工艺制造的传感器性能有很大的改善。SFB工艺还可以用于许多其它的微机械加工的结构件。     

微型硅压阻式压力传感器研制

结合多晶硅材料的压力敏感特性,通过在硅膜片上沉淀多晶硅压敏电阻及精密的微型化封装工艺,设计了微型硅压阻式土压力和孔隙水压力传感器.传感器通过将硅膜片在压力下的电阻值变化转换为电信号输出,通过标定实验得出:传感器的零点输出小,动态频响高,线性拟合度高,且适用于监测精度要求高的实际工程及受尺寸限制的室内模型试验.     

矩形硅杯绝对压力传感器的研制

绝对压力传感器大量应用于环境压力检测、海拔高度测量、大气数据处理、地球物理研究、海底测量等领域.尤其是近年来在汽车行业中的大量应用,使性能好、价格低、通用     

气压传感器中保护材料硅凝胶的优化设计

在实际生产中,芯片保护材料的选择和厚度的设计是气体压力传感器封装中的重要问题.本文讨论了芯片保护材料硅凝胶在热循环过程中对压力芯片性能的影响,把膜片上最大等效应力作为优化设计的目标函数,研究了硅凝胶的厚度和与膜片上最大Von Mise应力之间的关系.     

减小压力变送器漂移的方法

扩散硅压力芯片和硅环基座封接采用金硅共熔工艺,硅环通过引压管和底座封接,整个力敏器件的结构是浮动式,这样大大减小了芯片周围的应力。芯片外面是充满硅油的膜盒腔。扩散硅芯片内引线采用高掺杂浓度导电带,外引线用金丝,热压焊和超声焊相结合,保证接点有良好的导电性能。这些措施减小了压力变送器的时漂,提高了可靠性。变送器的零点和灵敏度热漂移经过外电路补偿后显著降低。通过两种不同的外电路分别组成电压电流输出的压力变送器,在-20～70℃范围内,准确度为±0.5％F.S,输出信号可为0～5V,4～20mA,1～5V。可广泛用于宇航,石油化工等领域测气体、液体介质的压力。     

渐变刚度板簧式轻卡悬架阻尼参数仿真设计

为了有效提高渐变刚度钢板弹簧式轻型卡车的乘坐舒适性,根据弹簧受力与刚度和变形之间的关系,利用等频原理,建立了渐变刚度钢板弹簧力学特性解析计算模型,并利用钢板弹簧加载-卸载试验对所建立的模型的正确性进行了验证。基于1/2车辆行驶振动模型,利用MATLAB的Simulink工具箱,建立了考虑渐变刚度钢板弹簧力学特性的轻卡行驶振动仿真分析模型。最后,以人体振动舒适性最佳为目标,利用多岛遗传算法,建立了轻卡悬架系统阻尼参数仿真设计方法,并利用实车试验对所建立的轻卡悬架系统阻尼参数仿真设计方法的正确性进行了验证。上述研究为渐变刚度钢板弹簧式轻卡悬架系统参数的设计提供了有效参考。     

具有自由悬浮敏感膜的硅微机械电容式麦克风的设计与仿真计算

提出了一种具有自由悬浮敏感膜和带孔铜底板的硅微机械电容式麦克风.采用低压化学汽相淀积工艺制作而成的复合敏感膜一端固定于硅基,其余部分处于自由悬浮状态,可以释放敏感膜的内应力.底板采用铜电镀技术制作,底板上呈蜂窝状分布的圆形通气孔用来调节敏感膜与底板间的空气压膜阻尼.仿真计算表明在5 V偏置电压下麦克风灵敏度为10.62 mV/Pa,工作稳定最大电压为9.7 V,工作频率带宽为0～10.57 kHz.分析结果表明该微机械麦克风能满足市场需求.     

基于全硅工艺的硅谐振压力传感器设计与制备

硅谐振压力传感器制备工艺包括硅-玻璃工艺和全硅工艺,采用硅-玻璃工艺时,硅材料和玻璃材料热膨胀系数存在差异,会产生热应力。为解决硅材料和玻璃材料热膨胀系数不匹配而产生的热应力,设计一种基于全硅工艺的硅谐振压力传感器。该设计采用全硅工艺制备,其中电极层和敏感膜层集成于一体,密封层实现真空键合,在消除热应力的同时可减小黏接剂带来的应力干扰。采用全硅工艺制备的硅谐振压力传感器能够克服各种应力干扰,使传感器迟滞、重复性等指标得到改善,进而提升综合精度、长期稳定性等指标。全硅工艺还可改善传感器温度系数,可提升传感器温度跟随性指标。传感器最终测试结果显示,其综合精度优于±0.01%F.S.,其余指标如温度系数、迟滞、重复性等均优于基于硅-玻璃工艺的同类产品。     

微型双岛硅膜制作中的削角补偿方法研究

针对微型双岛硅膜制作中的凸角削角腐蚀问题，提出了一种新的削角补偿方法一“两端矩形补偿法”，并在感压膜尺寸仅为０．７２ｍｍ×１ｍｍ的双岛硅膜制作中获得成功。     

扩散硅压力传感器性能优化研究

本文论述了实现扩散硅压力传感器性能优化的一些技术措施、设计原理和工艺技术.采用矩形双岛硅膜结构等新型微机械结构可提高灵敏度和精度并实现过压保护;通过改善工艺并进行表面钝化、改进封装工艺与结构等可改善稳定性;用恒压源及三极管补偿法和等效电阻最佳耦合法可对其灵敏度、零位温度系数进行补偿;采用各向异性腐蚀工艺技术可实现集成化生产.     

一种硅谐振压力传感器敏感芯体的特性测试

针对某型硅谐振压力传感器的压力敏感芯体,主要测试了该压力敏感芯体的幅频特性、相频特性、对气压的响应、对直流偏置电压的响应等关键特性,从而结合自激振荡理论,指导该传感器的驱动电路的设计与改进。该压力敏感芯体激励与输出信号分别为mV级、μV级的正弦波信号,信号发生器与示波器难以进行稳定、精确的激励与测量。使用矢量网络分析仪对某型硅谐振压力传感器进行稳定、精确的激励与测量,得到了要实现传感器稳定工作驱动电路必须达到的幅频条件与相频条件等关键指标,进而指导传感器的设计与应用。     

硅微压电超声换能器的设计与制作

介绍了一种用ZnO薄膜作为压电层的硅微压电式超声换能器(PMUT).该硅微压电换能器的振动基膜采用LPCVD制作的氮化硅薄膜和PECVD制作的二氧化硅形成的复合振动膜结构.文中运用有限元方法对该硅微压电换能器的结构进行了模拟和计算,并进行了预应力对硅微换能器共振频率的影响的分析.实验测得硅微压电式换能器的共振频率为71.36 kHz.本文还使用该硅微超声换能器在油中进行了初步的共振频率点收发信号的实验,接收实验测得信号峰峰值为9 mV左右,发射实验标准水听器接收信号峰峰值为0.8 mV左右.