三維微力傳感器探針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真研究.pdf

1、隨著微電子和MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體及體硅加工工藝的不斷完善，基于MEMS技術(shù)的半導(dǎo)體傳感器朝集成化和微型化的方向發(fā)展。利用硅的壓阻效應(yīng)和微機(jī)電技術(shù)制成的壓阻式傳感器，具有靈敏度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，精度高，易于微型化和集成化等特點(diǎn)，獲得廣泛應(yīng)用，是發(fā)展非常迅速的一種新的物性型傳感器。
　　 為了滿足三維微力測(cè)量的迫切需求，本論文以MEMS體硅壓阻工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合微探針與四懸臂硅梁支撐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，研制了一種基于微探針形式，具

2、有μN(yùn)級(jí)三維微力測(cè)量和傳感的能力的半導(dǎo)體壓阻式三維微力硅微集成傳感器。并針對(duì)半導(dǎo)體集成三維微力傳感器的總體設(shè)計(jì)、加工和封裝等工藝過(guò)程中的技術(shù)和相關(guān)理論進(jìn)行了相應(yīng)的研究，在4mm×4mm的硅基半導(dǎo)體芯片上集成三維微力傳感器，解決半導(dǎo)體三維微力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作以及三維微力之間的相互干擾等關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)ANSYS數(shù)值仿真的方法研究了傳感器結(jié)構(gòu)之間的應(yīng)力特點(diǎn)并對(duì)封裝工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明。并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所研制的傳感器的綜合精度可達(dá)到≤0