硅壓阻式壓力傳感器的設(shè)計與實驗研究.pdf

1、傳感器技術(shù)是MEMS領(lǐng)域的一個重要分支，經(jīng)過幾十年的迅猛發(fā)展，傳感器技術(shù)越來越成熟，并被廣泛的應(yīng)用到各行各業(yè)中。國外傳感器起步較早，并且很注重創(chuàng)新，在很多方面都優(yōu)于國產(chǎn)的傳感器，因而占據(jù)了大部分的市場份額。由于技術(shù)、成本、風(fēng)險等因素的制約，很多研究機構(gòu)的投入力度和水平都比較低，故在傳感器這個領(lǐng)域的發(fā)展較慢。本文工作就是在國家自主創(chuàng)新基金資助項目的支持下進行的。
　　本次課題研究的任務(wù)是設(shè)計一款精度高、穩(wěn)定性好、易于批量化生產(chǎn)的傳感

2、器。為了更好的完成設(shè)計，先對傳感器的工作原理和現(xiàn)有的制作工藝進行了了解，為后面的工作打下堅實基礎(chǔ)。整篇論文的主要工作完成如下：
　?。?）通過有限元對傳感器受力進行了分析，運用小變形理論，對傳感器結(jié)構(gòu)的各個尺寸進行了計算，包括硅片厚度、腔體尺寸以及玻璃厚度等，并對傳感器的版圖進行了設(shè)計，包括橋路電阻的大小、位置、厚度等，完成了前期的設(shè)計工作；
　?。?）對壓力傳感器的制作工藝進行了設(shè)計，包括光刻、腐蝕、陽極鍵合等，并輔助加工

3、制作，在磨拋機上對生產(chǎn)的傳感器芯片進行研磨，并在光學(xué)顯微鏡下進行測量，以驗證設(shè)計的可靠性；
　?。?）完成了傳感器芯片的封裝工作，通過有限元的方法研究貼片膠楊氏模量、厚度等參數(shù)對芯片應(yīng)力的影響，并通過打金線將信號引出；
　?。?）用飛恩公司的設(shè)備搭建的測試系統(tǒng)，對傳感器的靜態(tài)數(shù)據(jù)進行了測量，并計算關(guān)鍵的相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)傳感器的線性度和量程性能很好，但靈敏度和零點卻存在漂移，完成傳感器性能評估；
　　（5）完成信號調(diào)理電路