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公司新闻
如何解决微压力传感器的灵敏度和线性度问题
2023-06-30IP属地 湖北32

微传感器是该设备的主要产品,在开发的产品中占有很大的比重。微传感器体积小,功耗低,响应快,易于与信号处理部分集成,形成微传感器测试系统。这些特性使其能够广泛应用于汽车、航空航天、电机、医学、家用电器、生物化学和环境检测等领域。

在微传感器中,微压传感器是主角之一的一个分支。传感器的柔性和线性是传感器的重要功能特性。特别是对于超微型压力传感器。小型微压传感器的灵敏度和线性度一直是微压传感器发展的主要因素。

为了解决微压传感器灵敏度和非线性之间的矛盾,结合梁膜结构和平膜双岛结构的优点,采用了双岛梁结构。岛屿的面积没有按比例扩大或缩小。首先,为了增加灵敏度,窄束区的长度和宽度应尽可能减小。从梁-膜-岛结构的有限元分析和近似解析分析中发现,减小狭窄梁区的长度和宽度可以明显增加梁上的应力。并且当中间窄光束的长度大约是两个窄光束长度的两倍时,器件的线性度。虽然有双岛限位结构,但是在高过载的情况下, 硅膜将首先从岛的边界区域和角落区域破裂。这是因为传统的岛状膜结构是采用常规的各向异性的带掩膜湿法刻蚀,从硅片背面形成硅膜和背岛。硅膜为晶面,边框侧边和背岛为晶面,夹角为54.74°锐角。根据力学原理,角部区域存在应力集中效应,使得硅膜正面或背面受压后,角部区域会出现应力极值,因此断裂首先从那里发生。在引入应力分散结构后,拐角区域变成具有一定曲率的圆角区域, 并且该区域的应力极值减小。利用一般的各向异性湿法刻蚀不可能在硅膜与框架或背岛的边界处形成具有一定曲率的缓变结构。因此,采用了无掩模各向异性湿法腐蚀技术。

微压传感器应用广泛,但是微压传感器的量程不够小,灵敏度和线性度都不是很好,所以微压传感器还很难得到很好的应用。随着科技的发展,微压传感器在庆云的应用前景将会更加广阔。matlab中有现成的函数regressive(),可以直接调用。