Avec l'avancement continu de la science et de la technologie, La technologie MEMS est de plus en plus utilisée dans divers domaines, Surtout dans le domaine des capteurs. Le capteur de pression est l'un des meilleurs domaines d'application de la technologie MEMS. Il présente les avantages de haute précision, haute sensibilité, petite taille, faible consommation d'énergie, etc., et est largement utilisé dans l'industrie, médical, automobile, aviation et autres domaines.
Voyons ensuite la conception et la fabrication de capteurs de pression basés sur la technologie MEMS.
1. Structure et principe du capteur de pression
Les capteurs de pression consistent généralement à détecter les éléments, circuits de traitement du signal, circuits de sortie et enveloppes. Parmi eux, L'élément de détection est le composant central du capteur de pression, qui peut convertir la quantité physique reçue en un signal électrique. Selon différents principes de travail, Les éléments de détection peuvent être divisés en capteurs de pression de déformation résistive, capteurs de pression capacitive et capteurs de pression micro-mécanique.
Le capteur de pression micromécanique est fabriqué à l'aide de la technologie MEMS. Sa structure principale comprend un diaphragme, une cavité, une couche conductrice, une couche fixe, etc.. Lorsque la pression agit sur le diaphragme du capteur, Une légère déformation en flexion se produira. Cette déformation entraînera un léger changement de la distance entre la couche conductrice et la couche fixe sur le diaphragme, modifiant ainsi la valeur de capacité, puis calculer le résultat. La quantité de pression reçue.
2. Caractéristiques des capteurs de pression MEMS
En raison de l'utilisation de la technologie MEMS, Capteurs de pression MEMS avoir diverses caractéristiques, comme la petite taille, poids léger, grande précision, réponse rapide, haute fiabilité, et faible consommation d'énergie. Sa sensibilité peut atteindre 1pa, Et l'erreur est inférieure à 0.2%. En même temps, Les capteurs de pression MEMS ont également des caractéristiques telles que la résistance au tremblement de terre et l'anti-ingérence, et conviennent aux applications dans des environnements complexes.
3. Processus de fabrication des capteurs de pression MEMS
Le processus de fabrication des capteurs de pression MEMS comprend principalement le traitement des plaquettes, traitement de la cavité, traitement de la couche conductrice, emballage et autres liens.
Le traitement des plaquettes est la première étape de la fabrication de capteurs MEMS, et son opération doit être effectuée dans un, environnement sans poussière. La technologie de fabrication MEMS Wafer s'appuie sur le processus de fabrication des substrats de circuits intégrés, Utilisation de processus photorésistaires, Masque Processus, Processus d'évaporation et autres méthodes pour intégrer les éléments de détection, circuits de commande et épingles de connexion sur la même tranche.
Le traitement de la cavité est le processus de coupe, gravure, et des tranches de liaison pour former la structure de la cavité du capteur. Ce processus nécessite des technologies de mastering telles que la coupe des lames, gravure laser, et gravure du faisceau d'ions.
Le traitement conducteur de la couche est l'un des processus courants dans lesquels des métaux tels que le cuivre et l'aluminium sont transformés en couches minces et traitées à l'aide de la technologie de photolithographie pour former des composants tels que des varistations ou des condensateurs. En même temps, Des méthodes de faisceau d'électrons ou de micro-rayons sont également utilisées pour fabriquer des structures de micro-conductrices.
L'emballage est d'assurer le scellement des composants MEMS dans des conditions d'utilisation, Et c'est aussi l'un des aspects les plus difficiles. Capteurs MEMS sont généralement emballés à l'aide d'emballage de niveau de plaquette (CSP), Emballage en plastique et autres processus.
4. Développement futur des capteurs de pression MEMS
Avec la progression continue de la technologie et la large application des capteurs MEMS dans divers domaines, Il est prévu que les futurs capteurs de pression MEMS auront les caractéristiques suivantes:
1. Structure diversifiée. À présent, La plupart des capteurs de pression MEMS sont basés sur des composants sensibles à la pression avec une seule structure. Les capteurs de pression futurs nécessitent des conceptions plus flexibles en plusieurs étapes et multi-structures.
2. Précision améliorée. Les capteurs de pression MEMS ont une excellente précision, Mais dans le développement futur, Leur précision et leur rapport signal / bruit continueront d'être améliorés pour fournir des capacités de mesure plus précises pour diverses applications.
3. Réduction de la consommation d'énergie. Capteurs de pression MEMS consommer de l'électricité, et le développement futur nécessite une meilleure réduction de leur consommation d'énergie pour réduire la consommation d'énergie.
Résumer:
En bref, Les capteurs de pression basés sur la technologie MEMS ont de larges perspectives d'application, Contenu technique élevé et bonnes perspectives de marché. Avec l'amélioration continue de la technologie de fabrication et l'expansion de la portée de l'application, On pense que les capteurs de pression MEMS fourniront plus complet et Solutions de mesure fiables Dans divers domaines.
