硅壓阻式壓力傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、傳感器技術(shù)是MEMS領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，經(jīng)過幾十年的迅猛發(fā)展，傳感器技術(shù)越來(lái)越成熟，并被廣泛的應(yīng)用到各行各業(yè)中。國(guó)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(guó)產(chǎn)的傳感器，因而占據(jù)了大部分的市場(chǎng)份額。由于技術(shù)、成本、風(fēng)險(xiǎn)等因素的制約，很多研究機(jī)構(gòu)的投入力度和水平都比較低，故在傳感器這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展較慢。本文工作就是在國(guó)家自主創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目的支持下進(jìn)行的。
　　本次課題研究的任務(wù)是設(shè)計(jì)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(jì)，先對(duì)傳感器的工作原理和現(xiàn)有的制作工藝進(jìn)行了了解，為后面的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。整篇論文的主要工作完成如下：
　　（1）通過有限元對(duì)傳感器受力進(jìn)行了分析，運(yùn)用小變形理論，對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)的各個(gè)尺寸進(jìn)行了計(jì)算，包括硅片厚度、腔體尺寸以及玻璃厚度等，并對(duì)傳感器的版圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括橋路電阻的大小、位置、厚度等，完成了前期的設(shè)計(jì)工作；
　　（2）對(duì)壓力傳感器的制作工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括光刻、腐蝕、陽(yáng)極鍵合等，并輔助加工

3、制作，在磨拋機(jī)上對(duì)生產(chǎn)的傳感器芯片進(jìn)行研磨，并在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行測(cè)量，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)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(duì)芯片應(yīng)力的影響，并通過打金線將信號(hào)引出；
　?。?）用飛恩公司的設(shè)備搭建的測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)傳感器的靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)量，并計(jì)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(diǎn)卻存在漂移，完成傳感器性能評(píng)估；
　?。?）完成信號(hào)調(diào)理電路