MEMS微熱敏器件中多孔硅絕熱性能研究及模擬.pdf

1、近幾年來(lái)，隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展，多孔硅優(yōu)良的機(jī)械性能和熱學(xué)性能逐漸為人們所關(guān)注。本文主要針對(duì)多孔硅材料在MEMS微熱傳感器中作為絕熱層的應(yīng)用進(jìn)行了研究及模擬。 本文以多孔硅基熱電偶式MEMS微熱傳感器為研究對(duì)象，研究了傳熱學(xué)、薄膜傳熱、有限元以及熱電偶等基礎(chǔ)理論知識(shí)；實(shí)驗(yàn)測(cè)量了在不同多孔硅基底上沉積金屬薄膜電阻條的功率-溫度曲線，進(jìn)而對(duì)比驗(yàn)證多孔硅的絕熱性能，為微傳感器制作做好準(zhǔn)備；用ANSYS軟件進(jìn)行建模來(lái)模擬

2、多孔硅絕熱性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，模擬中采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算結(jié)合的方法對(duì)有限元分析的載荷進(jìn)行確定，結(jié)果表明所建立的有限元模型以及參數(shù)(特別是熱生成率載荷大小)取值比較合理，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相符合。 本實(shí)驗(yàn)提出的熱電偶式微熱傳感器模型，按照一定的工藝步驟完成傳感器雛形，并通過(guò)給熱端電阻條通電流加熱的方式代替溫度場(chǎng)，對(duì)熱電偶的冷熱端溫差進(jìn)行測(cè)量說(shuō)明了傳感器的可行性；利用ANSYS軟件建立有限元模型，采用平面、三維直接、拉伸法以及殼單元等方法嘗試建