Met de voortdurende vooruitgang van wetenschap en technologie, MEMS -technologie wordt in toenemende mate op verschillende gebieden gebruikt, vooral op het gebied van sensoren. Druksensor is een van de beste toepassingsvelden van MEMS -technologie. Het heeft de voordelen van hoge precisie, Hoge gevoeligheid, klein formaat, Laag stroomverbruik, enz., en wordt veel gebruikt in de industrie, medisch, auto, luchtvaart en andere velden.
Laten we dan eens kijken naar het ontwerp en de productie van druksensoren op basis van MEMS -technologie.
1. Structuur en principe van druksensor
Druksensoren bestaan over het algemeen uit detectie -elementen, Signaalverwerkingscircuits, output circuits en -omgangen. Onder hen, Het detectie -element is de kerncomponent van de druksensor, die de ontvangen fysieke hoeveelheid kan omzetten in een elektrisch signaal. Volgens verschillende werkprincipes, Sensing -elementen kunnen worden onderverdeeld in resistieve spanningsdruksensoren, Capacitieve druksensoren en micro-mechanische druksensoren.
De micromechanische druksensor wordt vervaardigd met behulp van MEMS -technologie. De hoofdstructuur omvat een diafragma, een holte, een geleidende laag, een vaste laag, enz. Wanneer de druk werkt op het diafragma van de sensor, Er zal een lichte buigvervorming optreden. Deze vervorming zal een lichte verandering veroorzaken in de afstand tussen de geleidende laag en de vaste laag op het diafragma, dus het veranderen van de capaciteitswaarde, en vervolgens het resultaat berekenen. De hoeveelheid ontvangen druk.
2. Kenmerken van MEMS -druksensoren
Vanwege het gebruik van MEMS -technologie, MEMS druksensoren hebben verschillende kenmerken, zoals klein formaat, lichtgewicht, Hoge nauwkeurigheid, Snelle reactie, hoge betrouwbaarheid, en lage energieverbruik. De gevoeligheid kan 1Pa bereiken, en de fout is minder dan 0.2%. Tegelijkertijd, MEMS-druksensoren hebben ook kenmerken zoals aardbevingsresistentie en anti-interferentie, en zijn geschikt voor toepassingen in complexe omgevingen.
3. Productieproces van MEMS -druksensoren
Het productieproces van MEMS -druksensoren omvat voornamelijk de wafelverwerking, holte -verwerking, Geleidende lagenverwerking, verpakking en andere links.
Wafer -verwerking is de eerste stap in de productie van MEMS -sensoren, en de werking ervan moet worden uitgevoerd in een gezuiverde, stofvrije omgeving. MEMS Wafer Manufacturing Technology is gebaseerd op het productieproces van geïntegreerde circuitsubstraten, Fotoresistische processen gebruiken, maskerprocessen, Verdampingsprocessen en andere methoden om detectie -elementen te integreren, Besturingscircuits en verbindingspennen op dezelfde wafel.
Holte -verwerking is het proces van snijden, etsen, en bindingswafels om de holtestructuur van de sensor te vormen. Dit proces vereist mastertechnologieën zoals mesknippen, laseretsen, en ionbundeletsen.
Geleidende lagenverwerking is een van de gemeenschappelijke processen waarbij metalen zoals koper en aluminium worden gemaakt tot dunne films en verwerkt met behulp van fotolithografietechnologie om componenten te vormen zoals varistors of condensatoren. Tegelijkertijd, Elektronenstraal- of microstraalmethoden worden ook gebruikt om micro-geleidersstructuren te produceren.
De verpakking is om ervoor te zorgen dat het afdichten van MEMS -componenten onder gebruiksomstandigheden, En het is ook een van de moeilijkste aspecten. MEMS -sensoren zijn over het algemeen verpakt met behulp van wafersniveau -verpakking (CSP), plastic verpakkingen en andere processen.
4. Toekomstige ontwikkeling van MEMS -druksensoren
Met de continue vooruitgang van technologie en de brede toepassing van MEMS -sensoren op verschillende gebieden, Er wordt voorspeld dat toekomstige MEMS -druksensoren de volgende kenmerken zullen hebben:
1. Gediversifieerde structuur. Op dit moment, De meeste MEMS-druksensoren zijn gebaseerd op drukgevoelige componenten met een enkele structuur. Toekomstige druksensoren vereisen meer flexibele multi-fase en multi-structuurontwerpen.
2. Verbeterde nauwkeurigheid. MEMS -druksensoren hebben een uitstekende nauwkeurigheid, Maar in toekomstige ontwikkeling, Hun nauwkeurigheid en signaal-ruisverhouding zullen nog steeds worden verbeterd om nauwkeurigere meetmogelijkheden te bieden voor verschillende toepassingen.
3. Verminderd stroomverbruik. MEMS druksensoren Consumeer elektriciteit, en toekomstige ontwikkeling vereist een betere vermindering van hun stroomverbruik om een lager energieverbruik te bereiken.
Samenvatten:
Kort, Druksensoren op basis van MEMS -technologie hebben brede toepassingsperspectieven, Hoge technische inhoud en goede marktperspectieven. Met de voortdurende verbetering van de productietechnologie en de uitbreiding van de toepassingsomvang, Er wordt aangenomen dat MEMS -druksensoren completer zullen bieden en Betrouwbare meetoplossingen op verschillende gebieden.
