Bilim ve teknolojinin sürekli gelişmesiyle, MEMS teknolojisi çeşitli alanlarda giderek daha fazla kullanılıyor, özellikle sensörler alanında. Basınç sensörü MEMS teknolojisinin en iyi uygulama alanlarından biridir. Yüksek hassasiyet avantajlarına sahiptir, yüksek hassasiyet, küçük boy, düşük güç tüketimi, vesaire., ve endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır, tıbbi, otomobil, havacılık ve diğer alanlar.
O halde MEMS teknolojisine dayalı basınç sensörlerinin tasarımına ve üretimine bir göz atalım..
1. Basınç sensörünün yapısı ve prensibi
Basınç sensörleri genellikle algılama elemanlarından oluşur, sinyal işleme devreleri, çıkış devreleri ve muhafazaları. Aralarında, algılama elemanı basınç sensörünün temel bileşenidir, Alınan fiziksel miktarı elektrik sinyaline dönüştürebilen. Farklı çalışma prensiplerine göre, algılama elemanları dirençli gerinim basıncı sensörlerine bölünebilir, kapasitif basınç sensörleri ve mikro mekanik basınç sensörleri.
Mikromekanik basınç sensörü MEMS teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Ana yapısı bir diyafram içerir, bir boşluk, iletken bir katman, sabit bir katman, vesaire. Basınç sensörün diyaframına etki ettiğinde, hafif bir bükülme deformasyonu meydana gelecektir. Bu deformasyon diyafram üzerindeki iletken katman ile sabit katman arasındaki mesafede hafif bir değişikliğe neden olacaktır., böylece kapasitans değerini değiştirir, ve ardından sonucu hesaplamak. Alınan basınç miktarı.
2. MEMS basınç sensörlerinin özellikleri
MEMS teknolojisinin kullanılması nedeniyle, MEMS basınç sensörleri çeşitli özelliklere sahip, küçük boyut gibi, hafif, yüksek doğruluk, hızlı tepki, yüksek güvenilirlik, ve düşük enerji tüketimi. Hassasiyeti 1pa'ya ulaşabilir, ve hata daha azdır 0.2%. Aynı zamanda, MEMS basınç sensörleri aynı zamanda depreme dayanıklılık ve parazit önleme gibi özelliklere de sahiptir., ve karmaşık ortamlardaki uygulamalar için uygundur.
3. MEMS basınç sensörlerinin üretim süreci
MEMS basınç sensörlerinin üretim süreci temel olarak levha işlemeyi içerir, boşluk işleme, iletken katman işleme, ambalaj ve diğer bağlantılar.
Plaka işleme, MEMS sensörlerinin üretiminde ilk adımdır, ve operasyonunun saflaştırılmış bir ortamda yapılması gerekiyor, tozsuz ortam. MEMS levha üretim teknolojisi, entegre devre alt katmanlarının üretim sürecinden yararlanır, fotodirenç süreçlerini kullanma, maskeleme işlemleri, buharlaşma süreçleri ve algılama elemanlarını entegre etmek için diğer yöntemler, kontrol devreleri ve bağlantı pinleri aynı levha üzerinde.
Kavite işleme kesme işlemidir, gravür, ve sensörün boşluk yapısını oluşturmak için levhaların yapıştırılması. Bu süreç bıçakla kesme gibi teknolojilerde ustalaşmayı gerektirir, lazer gravür, ve iyon ışını aşındırma.
İletken katman işleme, bakır ve alüminyum gibi metallerin ince filmlere dönüştürüldüğü ve varistörler veya kapasitörler gibi bileşenler oluşturmak için fotolitografi teknolojisi kullanılarak işlendiği yaygın işlemlerden biridir.. Aynı zamanda, Mikro iletken yapıları üretmek için elektron ışını veya mikro ışın yöntemleri de kullanılır.
Ambalajlama, MEMS bileşenlerinin kullanım koşullarında sızdırmazlığını sağlamaktır., ve aynı zamanda en zor yönlerden biri. MEMS sensörleri genellikle gofret düzeyinde paketleme kullanılarak paketlenir (CSP), plastik ambalaj ve diğer işlemler.
4. MEMS basınç sensörlerinin gelecekteki gelişimi
Teknolojinin sürekli ilerlemesi ve MEMS sensörlerinin çeşitli alanlarda yaygın olarak uygulanmasıyla birlikte, gelecekteki MEMS basınç sensörlerinin aşağıdaki özelliklere sahip olacağı tahmin edilmektedir:
1. Çeşitlendirilmiş yapı. şu anda, MEMS basınç sensörlerinin çoğu, tek bir yapıya sahip basınca duyarlı bileşenlere dayanmaktadır. Gelecekteki basınç sensörleri daha esnek, çok aşamalı ve çok yapılı tasarımlar gerektirir.
2. Geliştirilmiş doğruluk. MEMS basınç sensörleri mükemmel doğruluğa sahiptir, ancak gelecekteki gelişimde, çeşitli uygulamalar için daha doğru ölçüm yetenekleri sağlamak üzere doğrulukları ve sinyal-gürültü oranları geliştirilmeye devam edilecektir..
3. Azaltılmış güç tüketimi. MEMS basınç sensörleri elektrik tüketmek, ve gelecekteki gelişme, daha düşük enerji tüketimi elde etmek için güç tüketiminin daha iyi azaltılmasını gerektiriyor.
Özetle:
Kısacası, MEMS teknolojisine dayalı basınç sensörleri geniş uygulama olanaklarına sahiptir, yüksek teknik içerik ve iyi pazar beklentileri. Üretim teknolojisinin sürekli iyileştirilmesi ve uygulama kapsamının genişletilmesiyle, MEMS basınç sensörlerinin daha eksiksiz ve daha kapsamlı bilgi sağlayacağına inanılmaktadır. güvenilir ölçüm çözümleri çeşitli alanlarda.
