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如何解決微壓力傳感器的靈敏度和線性度問題

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-08-20

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微傳感器是設(shè)施中的主角產(chǎn)品，在已開發(fā)的產(chǎn)品中微傳感器占到很大的比例。微傳感器的體積小、功耗低、響應(yīng)快、便于和信號解決部分集成以形成微傳感器測試系統(tǒng)、這些個(gè)性使其能夠應(yīng)用于汽車、航空航天、電機(jī)、醫(yī)學(xué)、家用電器、生物化學(xué)、環(huán)境檢測等寬廣畛域。　　在微傳感器中微壓力傳感器是其中一個(gè)主角的分支。傳感器的靈活度和線性度是傳感器最重要的功能特色。特地是對于超微壓力傳感器而言。小量程的微壓力傳感器的靈敏度和線性度始終是攔阻微壓力傳感器發(fā)展的一大要素。　　為了解決微壓力傳感器靈敏度和非線性的沖突,在結(jié)構(gòu)上,綜合梁膜結(jié)構(gòu)與平膜雙島結(jié)構(gòu)的長處,采用雙島-梁結(jié)構(gòu)。島區(qū)的面積不是按比例放大或減少。首先,為了增加靈敏度,應(yīng)盡可能減小窄梁區(qū)的長度和寬度。由于從對梁-膜-島結(jié)構(gòu)的有限元剖析和近似解析剖析中發(fā)覺,減小窄梁區(qū)的長度和寬度能夠分明地使梁上的應(yīng)力增大。并且當(dāng)中間窄梁的長度約為兩邊窄梁長度的2倍時(shí),器件的線性度最好。盡管有雙島限位結(jié)構(gòu),但在高過載狀況下,硅膜將首先從島的邊區(qū)和角區(qū)破裂。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的島膜結(jié)構(gòu)都是采用常規(guī)的有掩模的各向異性濕法腐蝕,從硅片背面形成硅膜和背島。硅膜是晶面,邊框和背大島側(cè)面都是晶面,夾角為54.74°的銳角。依據(jù)力學(xué)原理,在角區(qū)存在應(yīng)力集中效應(yīng),使硅膜在正面或背面受壓以后,角區(qū)會(huì)具備應(yīng)力的極值,所以破裂首先從該處發(fā)生。引入應(yīng)力勻散結(jié)構(gòu)以后,使角區(qū)變成具備必定曲率的圓角區(qū),使該區(qū)的應(yīng)力極值下降。在硅膜與邊框或背島的接壤處要形成有一定曲率半經(jīng)的緩變結(jié)構(gòu),采用一般的常規(guī)各向異性濕法腐蝕是無法實(shí)現(xiàn)的。為此,采用了掩模-無掩模各向異性濕法腐蝕技術(shù)。　　微壓力傳感用具備普遍的用處，眼前微壓力傳感器的量程還不夠小，靈敏度和線性度也不是很好，所以微壓力傳感器還騎虎難下得到很好的應(yīng)用，隨著科技的發(fā)展，微壓力傳感器的應(yīng)用前景將會(huì)進(jìn)青云拓展。: 回答者：網(wǎng)友

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