科学技術の絶え間ない進歩に伴い、, MEMS技術はさまざまな分野で活用が進んでいます, 特にセンサー分野では. 圧力センサーはMEMS技術の最も優れた応用分野の1つです. 精度が高いという利点があります, 高感度, 小型, 低消費電力, 等, 業界で広く使用されています, 医学, 自動車, 航空およびその他の分野.
次に、MEMSテクノロジーに基づいた圧力センサーの設計と製造を見てみましょう.
1. 圧力センサーの構造と原理
圧力センサーは一般に、センシング要素で構成されています, 信号処理回路, 出力回路とケーシング. その中で, センシング要素は、圧力センサーのコアコンポーネントです, 受信した物理量を電気信号に変換できます. さまざまな作業原則に従って, センシング要素は、抵抗性ひずみ圧力センサーに分けることができます, 容量性圧力センサーとマイクロメカニカル圧力センサー.
マイクロメカニカル圧力センサーは、MEMSテクノロジーを使用して製造されています. その主な構造にはダイアフラムが含まれます, 空洞, 導電層, 固定層, 等. センサーの横隔膜に圧力が作用する場合, わずかな曲げ変形が発生します. この変形は、導電層とダイヤフラム上の固定層との間の距離にわずかな変化を引き起こします。, したがって、静電容量値を変更します, そして、結果を計算します. 受け取った圧力の量.
2. MEMS圧力センサーの特性
MEMSテクノロジーの使用により, MEMS圧力センサー さまざまな特性があります, 小さいサイズなど, 軽量, 高精度, 高速応答, 高い信頼性, 低エネルギー消費. その感度は1PAに達する可能性があります, そして、エラーはより少ないです 0.2%. 同時に, MEMS圧力センサーには、地震抵抗や干渉などの特性もあります, 複雑な環境でのアプリケーションに適しています.
3. MEMS圧力センサーの製造プロセス
MEMS圧力センサーの製造プロセスには主にウェーハ処理が含まれます, キャビティ処理, 導電層処理, パッケージングやその他のリンク.
ウェーハ処理は、MEMSセンサーの製造における最初のステップです, そして、その操作は精製されたもので実行する必要があります, ほこりのない環境. MEMSウェーハ製造技術は、統合回路基板の製造プロセスに基づいています, Photoresistプロセスの使用, マスクプロセス, 感覚要素を統合するための蒸発プロセスおよびその他の方法, 同じウェーハのコントロール回路と接続ピン.
キャビティ処理は切断のプロセスです, エッチング, センサーのキャビティ構造を形成するためにウェーハを結合する. このプロセスには、ブレード切断などのマスターテクノロジーが必要です, レーザーエッチング, イオンビームエッチング.
導電層処理は、銅やアルミニウムなどの金属が薄膜になり、フォトリソグラフィテクノロジーを使用してバリストやコンデンサなどのコンポーネントを形成する一般的なプロセスの1つです。. 同時に, 電子ビームまたはマイクロ線法は、マイクロ導体構造の製造にも使用されます.
パッケージングは、使用条件下でMEMSコンポーネントのシーリングを確保することです, また、最も難しい側面の1つでもあります. MEMSセンサー 通常、ウェーハレベルのパッケージを使用してパッケージ化されています (CSP), プラスチック包装およびその他のプロセス.
4. MEMS圧力センサーの将来の開発
テクノロジーの継続的な進歩と、さまざまな分野でのMEMSセンサーの幅広いアプリケーションにより, 将来のMEMS圧力センサーには次の特性があると予測されています:
1. 多様な構造. 現在のところ, ほとんどのMEMS圧力センサーは、単一の構造を持つ圧力に敏感なコンポーネントに基づいています. 将来の圧力センサーには、より柔軟なマルチステージおよびマルチ構造設計が必要です.
2. 精度が向上しました. MEMS圧力センサーは優れた精度を持っています, しかし、将来の開発では, それらの精度と信号対雑音比は、さまざまなアプリケーションのより正確な測定機能を提供するために引き続き改善されます.
3. 消費電力の削減. MEMS圧力センサー 電気を消費します, そして、将来の開発には、エネルギー消費量を削減するために消費電力をより削減する必要があります.
要約します:
要するに, MEMSテクノロジーに基づく圧力センサーには、幅広いアプリケーションの見通しがあります, 高い技術コンテンツと優れた市場の見通し. 製造技術の継続的な改善とアプリケーションスコープの拡大により, MEMS圧力センサーがより完全に提供されると考えられており、 信頼できる測定ソリューション さまざまな分野で.
