微机械梁膜结构1kPa量程压力传感器

采用微机械加工技术可以制作出管芯尺寸小而灵敏度很高的压力传感器。目前微压压力传感器产品的量程已达5～10kPa。本文介绍了采用微机械梁膜结构的压力传感器设计(PT—24),结合适当的工艺可以制成量程为1kPa的器件。     

1kPa微机结构微压传感器的研究

本文报道一种量程为１ｋＰａ的扩散硅微机械结构微压传感器。     

1kPa 微机械结构微压传感器的研究

本文报道一种量程为１ｋＰａ的扩散硅微机械结构微压传感器。实现了高灵敏度微压传感器的非线性内补偿和强过载保护以及高共振频率,分析研究了最佳条件。微压传感器的非线性为０．１％ＦＳ,其过载保护能力已超过５００倍满程压力,共振频率为９ｋＨｚ。     

厚膜微压力传感器的研究

针对目前我国工业过程自动控制、机电一体化及其他应用领域微压测量用工业变送器、液位计技术的需要,采用较大半径／厚度比（ｒ／ｈ）的新型超薄微压陶瓷弹性体设计和高性能钌酸盐厚膜应变电阻,并运用厚膜印刷、烧结工艺技术,研制出工作温度高、耐腐蚀、性能价格比高的新型厚膜微压力传感器。量程１ｋＰａ、５ｋＰａ、１０ｋＰａ,精度０２％～０５％。并已在石化、冶金、电力等部门推广应用。主要阐述其设计、工艺及主要性能,并对研制中的若干问题进行探讨。     

提高微压传感器灵敏度的深盆腔压力膜片研究(一)

表面微机械微小量程压力传感器采用多晶硅薄膜等有内应力的敏感膜片时，应力往往会使膜片的力学灵敏度大大下降，无法满足微量程测量的要求。波纹膜片可以消除或减小应力来提高灵敏度，但是其波纹结构本身又会造成力学灵敏度下降，从而部分抵消了应力消除的效果。提出一种新型深盆腔膜片结构，在消除应力的同时实现了比平膜片还高的力学灵敏度，可以提高微压传感器和微麦克风的灵敏度。采用解析和有限元 两种方法相结合的方法，对该种膜片进行了分析和研究。对比平膜和波纹膜结构，显示了深盆腔膜在力学灵敏度方面的显著提高。     

四电极电化学腐蚀在微压传感器制造中的应用

在研究四电极电化学腐蚀工艺过程中,考虑了与扩散硅压力传感器芯片平面工艺的兼容性,使得该工艺用于微压传器器的制造。微压传感器采用梁膜结构设计,膜区厚度为１０μｍ,制造出的微压传感器灵敏度为５０ｍＶ／３ｋＰａ．１ｍＡ。端点法非线性为０．５％。     

一种高量程压力传感器的自动校准装置

多年来,对于高量程压力传感器的校准,人们大多采用活塞式压力计。使用这种方法需要人工搬运法码、人工读数、手工计算,不仅效率低下、劳动强度大,而且耗费人力物力。国内外市场有一些自动校准设备,但是由于其压力介质采用气体,只能解决小于20MPa的压力传感器的自动校准。所以,长期以来人们迫切需要一种用于高量程压力传感器自动校准的装置。     

微机械电容式加速度传感器仿真分析

微机械加速度传感器的检测模态特征频率和有效量程是进行传感器设计时必须要考虑的2个重要参数。文中在对传感器检测模态频率进行有限元分析的基础上,利用电路仿真软件Multisim对传感器等效电路进行了谐振频率分析,并根据线性度指标求得了传感器的有效量程,为微机械加速度传感器的设计提供了参考。     

基于MSC的低量程SAW压力传感器研究

随着声表面波(SAW)传感器在低量程压力检测领域的应用,其测量精确度的要求随之提高.针对SAW传感器频率响应曲线旁瓣扰动过大和体声波(BAW)干扰的问题,研究设计了一种基于多条耦合器(MSC)的低量程SAW压力传感器.围绕SAW传感器设计原理,将输入输出叉指换能器(IDT)均采用余弦平方函数加权设计能有效减少频率响应的...     

瑞士MICRONAS公司的压阻式压力传感器工艺简介

MICRONAS SENSOR为瑞士MICRONAS公司生产的压阻式压力传感器,量程从2kPa～200kPa。它采用silicon micromachine(硅微机械加工)工艺与集成电路生产工艺相结合,将一层长方形的薄膜作为机械弹性单元集成在硅片上,该膜片将压力转换成应力。为了能做出这层薄膜(见图),采用一种可控制的非匀质刻蚀工艺,在一块硅晶片上同     

微压传感器的研制

一、引言 目前国内半导体压阻式的微量程压力传感器生产尚未成型,处于研制阶段,主要存在下列问题:1.机械加工不能制造出膜片极薄的硅杯;2.在膜片极薄的情况下无法控制     

微压传感器研制中的各向异性腐蚀技术

本文讨论了用作微量程压力传感器研制中的各向异性腐蚀技术的机理,介绍了用P-ED腐蚀液对单晶硅片进行各向异性腐蚀的结果。通过实验,提供了该腐蚀技术的最优化方法并对实验结果进行了分析。     

多晶硅纳米薄膜牺牲层压力敏感结构设计

为使多晶硅纳米薄膜良好的压阻特性在MEMS(微机电系统)压阻传感器中得到有效应用,在设计牺牲层结构压力传感器芯片中探索性地采用了多晶硅纳米薄膜作为应变电阻,并给出这种传感器的设计方法。分析了牺牲层结构弹性膜片的应力分布对传感器灵敏度的影响,优化设计了量程为0~0.2 MPa多晶硅纳米膜压力传感器芯片的结构参数。有限元法仿真结果表明:在保证传感器灵敏度大于50 mV/(MPa.V)的前提下,零点温漂系数可小于1×10-3FS/℃;灵敏度温漂(无电路补偿)可小于1×10-3FS/℃.为高灵敏、低温漂、低成本的高温压力传感器集成化发展提供了一条可行途径。     

一种基于相位光栅干涉微位移传感器的研制

高精度微位移传感器是表面计量技术的关键技术之一.文中介绍了一种低成本、高精度的接触式微位移传感器.该传感器采用平行簧片实现精密直线运动,相位透射型正弦衍射光栅作为计量光栅实现高精密的位移测量.文中分析了其测量原理、光学原理、干涉条纹的光电接收以及辨向、细分.理论分析和实验应用结果表明该传感器垂直分辨率可达到nm级,测量量程为2 mm,可以用于微纳米表面形貌和轮廓的测量.     

矩形双岛硅膜结构扩散硅压力传感器

本文报道一种已获国家专利的新型扩散硅压力传感器结构。它由带有矩形双岛的方形硅膜和扩散硅力敏电阻全桥组成。用各向异性腐蚀工艺形成其微机械结构。力敏电阻位于小岛形成的沟槽内。由于外应力高度集中于这些沟槽内,故器件的压力灵敏度比C型硅杯结构提高五倍左右。采用该结构还可实现非线性内补偿。本文讨论了最佳补偿条件并由实验得到证实。已制成量程为100kPa,非线性、滞后、重复性均优于5×10~(-4)F·S,满程输出150mV/V和量程为6kPa,非线性、滞后、重复性均优于5×10~(-4)F·S,满程输出80mV/10V的PT14型扩散硅压力传感器。     

大量程SOI压阻式压力传感器设计

文中设计了一种浅凸台结构的SOI压阻式压力传感器。这种膜片结构解决了由于压力量程扩展导致传感器的灵敏度和线性度无法同时满足使用要求的问题。考虑电阻的设计约束以及浅凸台制作过程中的光刻和刻蚀偏差,采用U型电阻保持高灵敏度和线性度。利用ANSYS软件模拟了膜片结构的力学性能,验证了理论分析的正确性;仿真优化了电阻的形状和位置,预估了传感器的性能。介绍了敏感单元的加工工艺。设计的传感器灵敏度为93.4μV/(V·k Pa),非线性误差小于0.22%,可实现对量程高达10 MPa压力的测量。     

仿虾螯式抗冲击微加速度传感器设计

针对外弹道信息测量过程中,低量程微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS)加速度传感器在上万g_n过载环境下的损坏问题,提出了一种仿虾螯式抗冲击微加速度传感器,可以实现抗过载30 000g_n、量程50g_n的指标要求。有限元仿真结果表明,在50g_n载荷作用下,加速度计敏感单元位移为0.99μm,灵敏度为0.124 pF/g_n;引入仿虾螯式抗冲击缓冲结构的加速度传感器在30 000g_n过载作用下承受的等效应力的最大值从1 022.5 MPa降低至84.326 MPa,有效地提高了该传感器件的可靠性。     

压力传感器稳定性老化工艺液压加载系统设计

介绍了压力传感器进行稳定性老化工艺，消除残余内应力和应力集中的必要性及方法，根据反复加载老化工艺的特点，设计了适用于各种量程压力传感器的液压加载系统。     

高精度硅电容压力传感器的研究

本文介绍了一种采用微机械技术形成的电容压力传感器。在设计上采用完全对称的三层结构，从而较好地消除由温度特性不匹配造成的漂移。利用Ｄｉｏｄｅ－ｑｕａｄ接口电路的输出增益反馈方式基本消除了器材固有的非线性，使传感器的精度大大提高。     

应用SU-8粘合技术的微型压力、温度和湿度集成传感器

压力、温度和湿度集成传感器具有体积小、成本低和可批量生产等优点,在环境监测和工业控制等领域应用广泛。基于微机电系统(MEMS)技术,本文设计和制作了一种尺寸为5.5 mm×3.5 mm×0.8 mm的高精度压力、温度和湿度集成传感器。该集成传感器由SU-8真空粘合技术制作的铂压阻压力传感器,铂电阻温度传感器和电容式湿度传感器组成。介绍了该集成传感器的设计思想、结构和制备过程,给出了实验和测试方法。结果表明,压力传感器的精度优于0.05%;温度传感器的精度为0.3%;湿度集成传感器的量程为25%RH~95%RH,其性能曲线的线性相关系数为0.998。集成传感器中的这3种传感器的高精度表明该集成传感器的制作工艺具有良好的工艺兼容性。