Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie, Die MEMS -Technologie wird zunehmend in verschiedenen Bereichen eingesetzt, vor allem im Bereich der Sensoren. Drucksensor ist eines der besten Anwendungsfelder der MEMS -Technologie. Es hat die Vorteile von hoher Präzision, hohe Empfindlichkeit, kleine Größe, geringer Stromverbrauch, usw., und wird in der Industrie häufig eingesetzt, medizinisch, Automobil, Luftfahrt und andere Felder.
Schauen wir uns dann einen Blick auf das Design und die Herstellung von Drucksensoren an, die auf der MEMS -Technologie basieren.
1. Struktur und Prinzip des Drucksensors
Drucksensoren bestehen im Allgemeinen aus Erfassungselementen, Signalverarbeitungsschaltungen, Ausgangsschaltungen und -hülsen. Darunter, Das Erfassungselement ist die Kernkomponente des Drucksensors, Dies kann die empfangene physikalische Menge in ein elektrisches Signal umwandeln. Nach verschiedenen Arbeitsprinzipien, Erfassungselemente können in resistive Dehnungsdrucksensoren unterteilt werden, kapazitive Drucksensoren und mikro-mechanische Drucksensoren.
Der mikromechanische Drucksensor wird mithilfe der MEMS -Technologie hergestellt. Die Hauptstruktur umfasst ein Zwerchfell, ein Hohlraum, eine leitende Schicht, eine feste Schicht, usw. Wenn Druck auf das Zwerchfell des Sensors wirkt, Es tritt eine leichte Biegeverformung auf. Diese Verformung führt zu einer leichten Änderung des Abstands zwischen der leitenden Schicht und der festen Schicht auf dem Zwerchfell, So ändern Sie den Kapazitätswert, und dann das Ergebnis berechnen. Der Druckmengen erhalten.
2. Eigenschaften von MEMS -Drucksensoren
Aufgrund der Verwendung von MEMS -Technologie, MEMS-Drucksensoren verschiedene Eigenschaften haben, wie kleine Größe, geringes Gewicht, hohe Genauigkeit, schnelle Antwort, hohe Zuverlässigkeit, und geringem Energieverbrauch. Seine Empfindlichkeit kann 1PA erreichen, und der Fehler ist geringer als 0.2%. Gleichzeitig, MEMS-Drucksensoren haben auch Eigenschaften wie Erdbebenresistenz und Anti-Interferenz, und sind für Anwendungen in komplexen Umgebungen geeignet.
3. Herstellungsprozess von MEMS -Drucksensoren
Der Herstellungsprozess von MEMS -Drucksensoren umfasst hauptsächlich die Waferverarbeitung, Hohlraumverarbeitung, Leitschichtverarbeitung, Verpackung und andere Links.
Die Waferverarbeitung ist der erste Schritt bei der Herstellung von MEMS -Sensoren, und sein Betrieb muss in einem gereinigten Betrieb durchgeführt werden, staubfreie Umgebung. MEMS Wafer Manufacturing Technology stützt sich auf den Herstellungsprozess von integrierten Schaltungssubstraten, Verwendung von photoresistischen Prozessen, Maskenprozesse, Verdunstungsprozesse und andere Methoden zur Integration von Erfassungselementen, Steuerungsschaltungen und Verbindungsstifte auf demselben Wafer.
Hohlraumverarbeitung ist der Prozess des Schneidens, Radierung, und Bindung von Wafern zur Bildung der Hohlraumstruktur des Sensors. Dieser Prozess erfordert Mastering -Technologien wie Klingenschnitt, Laserätzung, und Ionenstrahletching.
Leitschichtverarbeitung ist eines der gängigen Prozesse, in denen Metalle wie Kupfer und Aluminium zu dünnen Filmen verarbeitet und mithilfe der Photolithographie -Technologie verarbeitet werden, um Komponenten wie Varistoren oder Kondensatoren zu bilden. Gleichzeitig, Elektronenstrahl- oder Mikrostrahlenmethoden werden auch zur Herstellung von Mikroleiterstrukturen verwendet.
Die Verpackung soll die Versiegelung von MEMS -Komponenten unter Verwendung der Verwendungsbedingungen sicherstellen, Und es ist auch einer der schwierigsten Aspekte. MEMS -Sensoren werden im Allgemeinen mithilfe der Waferpegelverpackung verpackt (CSP), Plastikverpackungen und andere Prozesse.
4. Zukünftige Entwicklung von MEMS -Drucksensoren
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der breiten Anwendung von MEMS -Sensoren in verschiedenen Bereichen, Es wird vorausgesagt, dass zukünftige MEMS -Drucksensoren die folgenden Eigenschaften haben werden:
1. Diversifizierte Struktur. Derzeit, Die meisten MEMS-Drucksensoren basieren auf druckempfindlichen Komponenten mit einer einzelnen Struktur. Zukünftige Drucksensoren erfordern flexiblere mehrstufige und multi-strukturelle Designs.
2. Verbesserte Genauigkeit. MEMS -Drucksensoren haben eine hervorragende Genauigkeit, aber in der zukünftigen Entwicklung, Das Verhältnis von Genauigkeit und Signal zu Noise wird weiterhin verbessert, um genauere Messfunktionen für verschiedene Anwendungen zu bieten.
3. Reduzierter Stromverbrauch. MEMS-Drucksensoren Strom verbrauchen, und zukünftige Entwicklung erfordert eine bessere Verringerung ihres Stromverbrauchs, um einen geringeren Energieverbrauch zu erreichen.
Zusammenfassen:
Zusamenfassend, Drucksensoren basierend auf der MEMS -Technologie haben breite Anwendungsaussichten, hohe technische Inhalte und gute Marktaussichten. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Fertigungstechnologie und der Ausweitung des Anwendungsumfangs, Es wird angenommen, dass MEMS -Drucksensoren vollständiger werden und Zuverlässige Messlösungen in verschiedenen Bereichen.