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。     

MEMS压力传感器批量组装设备的研制

针对当前MEMS产业化推进过程中的小批量的发展现状,研究面向批量组装的MEMS微操作实用化系统具有重要实际价值.针对MEMS高温压力传感器产业化发展过程中的批量化键合工艺需求,从分析压力传感器键合工艺入手,研究批量组装关键技术,最后进行系统集成研制MEMS压力传感器批量组装设备.批量组装实验表明该系统可实现典型MEMS传感器批量组装,对MEMS产业化发展具有重要意义.     

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。     

欧美传感器发展趋势

欧美先进传感器的应用现状是全球传感器发展的风向标。介绍了传感器领域的未来发展重点,详细阐述了MEMS传感器、光纤传感器、无线传感器和气体传感器及其应用现状和发展趋势,总结分析了传感器的宏观技术特点,为我国传感器技术发展与应用具有重要的指导意义。     

STC微控制器的数字压力传感器的应用

微电子制造技术的高速发展使微机电系统MEMS的应用迅速普及。本文以CPS120为例介绍数字压力传感器的应用,CPS120是电容式MEMS绝对压力传感器,在紧凑的封装中提供高精度气压测量功能,它同时还集成了温度传感器,适用于各种对成本敏感的消费电子产品和工业控制应用。     

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.     

基于模型识别技术的高温微型压力传感器

高温压力传感器应用在很多领域,由于高温将使放大电路工作失效,因而采用将放大电路与传感器件分离的设计方案是解决高温测量的方法之一。介绍一种将放大电路与传感器件分离的基于模型识别技术的微型电容式压力传感器。传感器件由MEMS工艺来实现,信号激励与信号处理由计算机来完成。对电路的工作过程进行了计算机仿真和试验,并给出了微型高温压力传感器的MEMS工艺设计流程。     

MEMS传感器在医疗领域的研究

微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）是一种基于半导体技术,以硅作为主要材料,集成了微机电元件和微电子信息处理系统的微型器件。这种器件通常是在硅晶片上制造的,采用半导体加工技术,通过光刻和刻蚀等工艺在半导体材料上制造微型机械结构,如微桥和悬臂梁,并将它们与电路相融合,形成一个可以采集信号的装置。硅的机械性能良好,可以作为微型机械的结构材料,而且与传统的集成电路制造工艺兼容。文章主要探讨了MEMS传感器的发展及其在医疗领域中的应用。首先,介绍了MEMS传感器的定义和发展历程,举例说明其工作原理、主要类型以及发展趋势;然后,重点讨论了MEMS压力传感器在医疗诊断、临床治疗和健康监测中的应用;最后,对MEMS传感器面临的主要挑战和发展机遇进行总结,并对其在医疗领域的应用前景进行展望。     

PHM系统中的传感器应用与数据传输技术

对国外尤其是美国在航空航天、国防军事以及工业等领域已逐步开始得到应用的各种故障预测与健康管理(PHM)系统中的传感器应用和数据传输技术进行了综述.重点分析和总结了新型传感器,包括微电子机械系统(MEMS)、智能传感器和内建传感器等的应用现状.并对有线和无线两种数据传输技术的典型应用实例进行了讨论.     

MEMS压力传感器阵列数据高速传输总线设计

针对智能化网络化传感器与蒙皮式传感器阵列交叉和发展的趋势．将柔性封装技术与智能结构相结合．针对飞行器风洞实验过程中测试数据复杂并且无法进行实际飞行实验的现状．设计一种新型的MEMS压力传感器阵列数据高速传输总线。并对其进行加工、校准,最后将其应用在实际的气动参数测试系统中。     

MEMS硅铝异质结构压力传感器的设计制作与测试研究

金属半导体异质混合结构是一种特殊的压阻结构,其具有高于传统MEMS压阻式压力传感器的压阻性能.鉴于此,设计和研究了一种由掺杂单晶硅和金属铝混合形成的MEMS异质结构压力传感器.首先结合理论模型和ANSYS有限元模拟仿真分析了硅铝异质结构传感器的灵敏度特性,然后通过MEMS工艺制作了硅铝异质结构压力传感器芯片,并对其进行了封装与测试.实验结果表明,硅铝异质结构压力传感器的灵敏度可达到0.1168 mV/(V·kPa),而利用参考结构能够明显减小环境温度对其性能的影响.在此基础之上,本文采用基于遗传算法改进的小波神经网络对传感器的温度漂移和非线性误差进行了补偿,补偿后硅铝异质结构压力传感器的测量误差小于±1.5％FS.     

基于波长解调的Fabry-Perot型光纤MEMS压力传感器的设计

提出了一种新的压力传感器的设计,该传感器基于Fabry-Perot腔干涉和波长解调理论测量压力.设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器.阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的影响以及FP腔的长度对反射光信号的影响.系统采用可调谐激光器进行信号访问,利用反射谱的相位变化完成信号解调.理论分析和模拟计算验证了传感器加工制作方案的可行性.     

基于MEMS压力传感器阵列的浪涌检测技术研究

提出了一种基于微机电系统(MEMS)压力传感器阵列的浪涌检测技术.通过在压力作用区域内布放MEMS压力传感器阵列,从而获取各测试点上的压力值,对这些压力值进行处理得到相应区域的压力变化趋势.经MEMS压力传感器阵列检测实验系统验证表明:此设计方案能够准确检测到浪涌信号,分辨出浪涌的方向及幅值变化.     

压力传感器在石化行业的应用与国产化探讨

分析了石化行业对压力变送器的需求,得出石化行业对压力传感器的要求:测量精度、快速响应、温度特性和静压特性、长期稳定性。微压力传感器具有许多传统压力传感器不具备的优点,能够满足石化行业对压力传感器的要求。介绍了当前石化领域正在使用的MEMS压力传感器及其结构特点;对比国内外厂商生产的压力传感器性能,明确了压力传感器国产化问题的关键是如何提高传感器长期稳定性问题。     

膛内惯性测速系统设计

弹丸的膛内运动参数可以反映火炮工作状态特性,针对常规火炮弹丸内弹道运动测速需求,设计了基于MEMS加速度传感器和姿态传感器的膛内惯性测速系统;采用Kalman滤波和四元数姿态解算算法对传感器数据进行FPGA片上处理,实现了从弹丸挤进到出膛运动过程的时间记录,成功获取弹丸内弹道运动过程中加速度、速度和位移变化;实验结果表明,相对激光区截测速方法,该系统出膛速率测量误差小于2.93%;相对火炮身管原参数,出膛位移测量误差小于1.85%,为内弹道过程弹丸运动参数测量获取提供了技术支持,对火炮系统设计评估具有重要意义。     

胶粘剂对MEMS压力传感器点焊压力测量的影响

针对点焊过程压力监测的MEMS压力传感器的粘贴问题,采用不同种类的胶粘剂粘贴MEMS压力传感器,在自制的压力测试平台上模拟点焊电极压力对传感器进行了加压测试。测试结果表明:采用α—氰基丙烯酸酯系胶粘剂粘贴的MEMS压力传感器输出结果优于环氧树脂系胶粘剂和酚醛树脂系胶粘剂粘贴的传感器的输出结果。造成不同胶粘剂粘贴传感器性能差别的主要原因在于胶粘层的弹性模量和厚度。     

基于倾斜AlN薄膜的体声波质量传感器的制备及性能分析

提出通过改变溅射气压获得倾斜于C轴的AlN薄膜的制备方法,探讨了倾斜AlN薄膜的生长机理。以3对交替沉积的Ti—Mo金属层为布拉格声学反射层,采用MEMS工艺制备了基于倾斜AlN薄膜的、以剪切模式振动的体声波液体传感器,并对器件的S11参数进行测试分析,得到传感器的中心频率为0.8GHz,表明该器件在生物液相检测领域具有一定的应用前景。     

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%。     

A flexible encapsulated MEMS pressure sensor system for biomechanical applications

 The use of pressure sensors made of conductive polymers is common in biomechanical applications. Unfortunately, hysteresis, nonlinearity, non-repeatability and creep have a significant effect on the pressure readings when such conductive polymers are used. The objective of this paper is to explore the potential of a new flexible encapsulated micro electromechanical system (MEMS) pressure sensor system as an alternative for human interface pressure measurement. A prototype has been designed, fabricated, and characterized. Testing has shown that the proposed packaging approach shows very little degradation in the performance characteristics of the original MEMS pressure sensor. The much-needed characteristics of repeatability, linearity, low hysteresis, temperature independency are preserved. Thus the flexible encapsulated MEMS pressure sensor system is very promising and shows superiority over the commercially available conductive polymer film sensors for pressure measurement in biomechanical applications. Received: 1 December 1999/Accepted: 17 August 2000