과학과 기술이 지속적으로 발전함에 따라 MEMS 기술은 다양한 분야, 특히 센서 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 압력 센서는 MEMS 기술이 가장 잘 응용되는 분야 중 하나입니다. 고정밀, 고감도, 소형, 저전력 소모 등의 장점을 가지며 산업, 의료, 자동차, 항공 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
그러면 MEMS 기술을 기반으로 한 압력 센서의 설계 및 제조를 살펴보겠습니다.
1. 압력센서의 구조와 원리
압력 센서는 일반적으로 감지 요소, 신호 처리 회로, 출력 회로 및 케이스로 구성됩니다. 그 중 센싱소자는 압력센서의 핵심부품으로 수신된 물리량을 전기신호로 변환할 수 있다. 다양한 작동 원리에 따라 감지 요소는 저항성 변형 압력 센서, 용량성 압력 센서 및 미세 기계 압력 센서로 나눌 수 있습니다.
마이크로 기계식 압력 센서는 MEMS 기술을 사용하여 제조됩니다. 주요 구조에는 다이어프램, 캐비티, 전도층, 고정층 등이 포함됩니다. 센서의 다이어프램에 압력이 작용하면 약간의 굽힘 변형이 발생합니다. 이러한 변형으로 인해 다이어프램의 전도층과 고정층 사이의 거리가 약간 변경되어 커패시턴스 값이 변경되고 결과가 계산됩니다. 받은 압력의 양.
2. MEMS 압력센서의 특성
MEMS 기술을 사용하기 때문에 MEMS 압력 센서 작은 크기, 가벼운 무게, 높은 정확도, 빠른 응답, 높은 신뢰성, 낮은 에너지 소비 등 다양한 특성을 가지고 있습니다. 감도는 1pa에 도달할 수 있으며 오류는 0.2% 미만입니다. 동시에 MEMS 압력 센서는 내진성, 간섭 방지 등의 특성도 갖추고 있어 복잡한 환경의 애플리케이션에 적합합니다.
3. MEMS 압력센서 제조공정
MEMS 압력 센서의 제조 공정에는 주로 웨이퍼 처리, 캐비티 처리, 전도성 레이어 처리, 패키징 및 기타 링크가 포함됩니다.
웨이퍼 가공은 MEMS 센서 제조의 첫 번째 단계로, 먼지가 없는 청정 환경에서 작업이 이루어져야 합니다. MEMS 웨이퍼 제조 기술은 포토레지스트 프로세스, 마스크 프로세스, 증발 프로세스 및 기타 방법을 사용하여 감지 요소, 제어 회로 및 연결 핀을 동일한 웨이퍼에 통합하는 집적 회로 기판의 제조 프로세스를 활용합니다.
캐비티 가공은 센서의 캐비티 구조를 형성하기 위해 웨이퍼를 절단, 에칭, 접합하는 공정입니다. 이 공정에는 블레이드 커팅, 레이저 에칭, 이온빔 에칭 등의 마스터링 기술이 필요합니다.
전도층 가공은 구리, 알루미늄 등의 금속을 박막으로 만든 후 포토리소그래피 기술을 사용해 가공하여 배리스터나 커패시터와 같은 부품을 형성하는 일반적인 공정 중 하나입니다. 동시에 전자빔이나 마이크로레이 방법도 마이크로 도체 구조를 제조하는 데 사용됩니다.
패키징은 사용 조건에 따라 MEMS 구성요소의 밀봉을 보장하는 것이며 가장 어려운 측면 중 하나이기도 합니다. MEMS 센서 일반적으로 웨이퍼 레벨 패키징(CSP), 플라스틱 패키징 및 기타 프로세스를 사용하여 패키징됩니다.
4. MEMS 압력 센서의 향후 개발
지속적인 기술 발전과 MEMS 센서가 다양한 분야에 폭넓게 적용됨에 따라 미래 MEMS 압력 센서는 다음과 같은 특성을 가질 것으로 예측됩니다.
1. 구조가 다양하다. 현재 대부분의 MEMS 압력 센서는 단일 구조의 압력 감지 구성 요소를 기반으로 합니다. 미래의 압력 센서에는 보다 유연한 다단계 및 다중 구조 설계가 필요합니다.
2. 정확도가 향상되었습니다. MEMS 압력 센서는 정확도가 뛰어나지만 향후 개발에서는 정확도와 신호 대 잡음비가 지속적으로 개선되어 다양한 애플리케이션에 더욱 정확한 측정 기능을 제공할 것입니다.
3. 전력 소비 감소. MEMS 압력 센서 더 낮은 에너지 소비를 달성하기 위해서는 더 나은 전력 소비 감소가 필요합니다.
요약:
즉, MEMS 기술을 기반으로 하는 압력 센서는 광범위한 응용 전망, 높은 기술 내용 및 좋은 시장 전망을 가지고 있습니다. 제조 기술의 지속적인 개선과 적용 범위의 확장으로 MEMS 압력 센서는 더욱 완벽하고 신뢰할 수있는 측정 솔루션 다양한 분야에서.
