微型热敏传感器的薄膜电阻设计研究

应用微型热敏传感器薄膜电阻的电阻温度系数设计方法,得到基于热敏电阻的电阻温度系数的计算和设计参数.结合针对流体壁面剪应力测量的应用要求,分析多晶硅和铂金属热敏电阻的优缺点,并且对试验电阻进行电阻温度系数和时间常数的分析计算,依据计算结果确定微型热敏传感器薄膜电阻的基体材料、薄膜材料和特征尺寸等参数,为微型热敏传感器的实际应用提供参考依据和分析方法.     

基于MEMS技术的温湿压集成传感器

介绍了一种具有新结构的温湿压集成传感器,分别采用了热敏电阻法测量温度、导热检测法检测湿度、应变电阻法检测压力.这种集成传感器主要是采用硅、氮化硅和铂金为材料制作的.测量温度和湿度的铂金电阻都在悬空氮化硅薄膜上,测量压力的压力敏感膜也是由悬空氮化硅薄膜形成的.这种传感器与一般的集成传感器相比,具有结构简单、工艺简单、精度高的优点.     

超低温薄膜压力传感器的研究

超低温薄膜压力传感器可用于液氢、液氮、液氧等低温环境的压力测量,目前国内外超低温压力传感器产品的工作温度最低为-200 ℃.文中主要介绍了对超低温薄膜压力传感器的研究,通过薄膜压力传感器设计和工艺技术研究,成功研制出超低温薄膜压力传感器,并在-253(液氢)～+60 ℃温度环境下进行压力传感器静态性能测试,结果表明传感器性能指标优异,实现了超低温薄膜压力传感器技术突破.     

锰铜精密电阻薄膜的制备工艺研究

采用溅射技术,对薄膜沉积的相关工艺参数进行了优化,获得了电阻温度系数TCR≤±10×10-6/℃的锰铜薄膜.该项技术为锰铜传感器的薄膜化奠定了基础,同时也可用于制作锰铜薄膜精密电阻器.     

多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器

多晶硅纳米薄膜具有优越的应变灵敏特性和稳定的温度特性.为了使这种良好的压阻特性得到实际应用,文中给出了多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器的设计方法.根据多晶硅纳米薄膜压阻特性和硅杯腐蚀技术条件确定弹性膜片结构,并采用有限元分析方法对弹性膜片尺寸以及应变电阻分布进行了优化.依据优化设计结果试制了压力传感器芯片.实验表明该传感器工艺简单、高温特性好、灵敏度高.     

数字化微喷射技术制备聚合物薄膜电阻

开展了微流体数字化技术制备聚合物薄膜电阻的研究。搭建了聚合物薄膜电阻按需喷射制备系统,将聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)聚合物以13.4%的最佳重叠率,按需喷射到RC(Resin-Coating)相纸表面,由聚合物液滴形成的薄膜在相纸表面毛细作用下迅速干燥形成薄膜电阻,并通过退火处理进一步降低薄膜电阻的阻值。实验研究了系统参量对聚合物液滴直径的影响,并通过改变薄膜电阻的行数、列数和层数以及退火处理的条件,制备了阻值为3.5~23.2 MΩ的薄膜电阻。实验显示薄膜电阻阻值和行数近似线性关系,并且随着制备列数和层数的增大而减小,退火处理可以使薄膜电阻的阻值降低10%~40%。以相同制备参数和退火条件制备的薄膜电阻具有较好的一致性,薄膜电阻的阻值随温度的升高而减小并趋于稳定。实验结果表明,基于微流体数字化技术制备聚合物薄膜电阻具有工艺简单、成本低廉、电阻电学性能优越等优点。     

薄膜压力传感器研究

本文阐述了以合金薄膜作敏感电阻的应变式压力传感器的原理、设计方法和工艺技术、分析了各工艺参数对传感器质量的影响,通过试验,提出了一套最优工艺实现方案。研制的薄膜压力传感器性能测试结果表明:这种形式的压力传感器稳定性好,迟滞、蠕变小,是一种很有发展前途的传感器。     

Cr金属薄膜温度传感器的研究

采用等离子体溅射方法制备了Cr金属薄膜式温度传感器.探讨了光刻腐蚀工艺、Cr薄膜厚度及薄膜热处理温度对Cr薄膜电阻温度系数的影响.通过选择合适的制备工艺,得到了较理想的Cr金属薄膜温度传感器.     

微机电火工品薄膜结构换能元

为了满足MEMS火工品的小型化、集成化和低能发火等要求,本文基于MEMS技术,设计了一种平面"蛇"形结构的薄膜换能元,采用磁控溅射等MEMS薄膜制作技术,完成了不同薄膜桥区电阻和基底材料薄膜换能元样品的制备,采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM),低电阻测试仪、红外热像仪等设备,完成了不同换能元样品结构(薄膜桥区线宽、长度及厚度等)及性能(电阻、电热响应等)参数的测试与表征。通过分析研究,获得了薄膜桥区电阻材料、基底材料、薄膜厚度以及桥区结构形状对换能元性能的影响规律,优选确定以金属Pt和7740玻璃作为换能元电阻及基底材料,发火性能达5V/33μF,满足MEMS火工品的低能化要求。     

多晶硅薄膜电学参数的温度特性分析

本文研究了不同掺杂浓度下多晶硅薄膜的迁移率、应变系数等电学参数与温度的关系。通过霍尔迁移率的测试,给出了硼掺杂多晶硅薄膜电阻在25～150℃温度下的电阻率、霍尔迁移率、应变系数的温度特性,从理论上分析它们的变化规律。     

压力传感器厚膜温度补偿技术研究

采用厚膜电路制造技术实现硅基压力传感器的温度补偿,不仅可以使传感器的补偿精度高、补偿温区宽,而且可以使传感器的可靠性、抗震动性、耐高低温冲击性以及传感器的外观品质得以全面提升。文中介绍了压力传感器温度补偿电阻网络的原理、厚膜电路的设计和制造技术、网络阻值调整等方面的研究,通过合理的版图、结构和工艺设计,实现了OEM压力传感器的温度补偿,已在压力传感器产品的生产中得到成功应用。     

工艺参数和沉积方法对ZnS／YbF3薄膜缺陷的影响

研究了不同沉积方式和工艺参数对沉积在K 9基底上的单层ZnS、Y bF3薄膜和多层ZnS/Y bF3薄膜缺陷的影响,发现基底温度和蒸发速率等工艺参数对缺陷的产生有较大的影响,太高或太低的基底温度和蒸发速率都会导致缺陷增加,采用电子束蒸发和蒸发源形状不同的阻蒸蒸发方式,缺陷密度分布有较大的差异。通过比较不同蒸发方式和工艺参数所镀薄膜的缺陷密度,找到了现有工艺条件下缺陷密度最小的最佳蒸发方式和工艺参数。     

溅射气压和衬底温度对Si1-xGex薄膜结构和光吸收性能的影响

采用射频磁控溅射法沉积了Si1-xGex薄膜,研究了溅射气压、衬底温度对薄膜结构、厚度、表面形貌、表面成分及光吸收性能的影响。结果表明:薄膜均为微晶结构且相组成不随溅射气压和衬底温度的改变而改变;随着溅射气压升高,薄膜结晶性能降低,升高衬底温度使其结晶性能提高;随气压或温度的升高,薄膜厚度均先增大后减小,在1.0Pa或400℃达到最大值;随温度的升高,薄膜表面团簇现象消失并变得平整致密,气压为8.0Pa时,表面有孔洞和沟道;随气压升高,薄膜中锗含量降低,光吸收强度减小,光学带隙增大;衬底温度的变化对光学带隙影响不大。     

微机械氮化硅梁谐振式压力传感器

报导一种新型的电热激励、压阻拾振的氮化硅梁谐振式压力传感器。器件采用微电子机械加工技术和键合技术研制。谐振频率85kHz,空气中品质因素Q值接近1000,在真空中达到40000。采用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0－400kPa,灵敏度23．8Hz/kPa。     

改善CVD金刚石薄膜涂层刀具性能的工艺研究

用热丝CVD法,以丙酮和氢气为碳源,在WC-Co硬质合金衬底上沉积金刚石薄膜,在分析了工艺条件(衬底温度、碳源浓度、反应压力)对金刚石薄膜性能的影响的基础上,提出了分步沉积法改善金刚石薄膜涂层刀具性能的新工艺.结果表明,合理控制工艺条件的新工艺对涂层薄膜质量、形貌和粗糙度、薄膜与衬底间的附着力、刀具的耐用度及切削性能有显著影响,对获取实用化的在硬质合金刀具基体上沉积高附着强度、低粗糙度金刚石薄膜的新技术具有重要的意义.     

CVD金刚石薄膜涂层刀具精密切削表面质量的研究

CVD金刚石薄膜刀具的表面粗糙度及加工过程中的切削用量是影响加工工件表面质量的关键因素。为改进CVD沉积工艺 ,减小金刚石薄膜表面粗糙度 ,提出了合理控制沉积气压的新工艺方法 ,并通过切削试验研究了不同沉积工艺下制备的CVD薄膜涂层刀具和加工过程中不同切削用量对精密切削表面质量的影响。     

基于响应曲面法的溅射沉积薄膜工艺参数优化

为了研制出适用于高温等恶劣环境且性能优良的用于切削力测量的合金薄膜传感器,结合新型合金薄膜材料的基本性能和离子束、磁控溅射技术,研究了新型薄膜传感器的制作工艺,建立了影响薄膜溅射速率的试验分析模型,研究了氩气流量、氩气工作压强及溅射功率三个因素对薄膜溅射速率的影响,应用响应曲面法对模型进行了优化,并运用方差分析检验了该预测模型的拟合度,建立了溅射速率的等值线和响应面,从而确定了各因素的最佳水平范围,实现了工艺参数的优化。     

薄膜粗糙表面有摩擦接触问题的数值计算研究

采用ANSYS的APDL语言编程通过参数化变量方式实现了薄膜粗糙表面有摩擦接触问题的整个建模与分析过程,其中包括参数化生成满足高斯分布的随机粗糙表面与计及摩擦因数和薄膜/基体弹性模量比变化情况下的自动有限元分析过程。计算结果表明:当摩擦因数一定时,随着薄膜/基体弹性模量比的增大,应力分布逐渐向基体深处扩展,粗糙表面上各点接触压力一致减小,接触压力峰值减小的最大幅度为9.0%;当弹性模量比一定时,摩擦因数的变化对基体部分应力分布的影响不大,然而随着摩擦因数的增加,粗糙表面上各点接触压力增大,接触压力峰值增加的最大幅度为13.2%,可见摩擦因数和弹性模量比对薄膜粗糙表面的接触应力有明显影响。     

栅丝型薄膜铂电阻表面温度传感器空间温度测量应用技术

介绍了一种在太空空间特殊环境下应用的栅丝型薄膜铂电阻表面温度传感器,详细阐述了传感器的设计方法和制造工艺.结合大量的性能测试和环境试验结果,对可能存在的测量误差进行了分析.试验结果表明,该传感器能够在特殊的太空空间环境条件下,完成卫星电池表面温度的长期且较为精确的测量.