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        1. 適合惡劣環境的壓阻式壓力傳感器

          2018-04-16 來源:溫濕度傳感器

                壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應而構成。采用單晶硅片為彈性元件,在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝,在單晶硅的特定方向擴散一組等值電阻,并將電阻接成橋路,單晶硅片置于傳感器腔內。當壓力發生變化時,單晶硅產生應變,使直接擴散在上面的應變電阻產生于被測壓力成正比的變化,再由橋式電路獲相應的電壓輸出信號。

                壓阻式壓力傳感器是基于半導體材料(單晶硅)的壓阻效應原理制成的,利用集成電路工藝直接在硅平膜片上按一定晶向制成壓敏電阻。當硅膜片受壓時,膜片的變形將使壓敏電阻的阻值發生變化。硅平膜片上的擴散電阻通常構成惠斯通電橋測量電路,橋臂電阻變化時,電橋輸出電壓與膜片所受壓力成對應關系。溫濕度傳感器

                許多壓力傳感器的工作環境,都是比較惡劣的,像潮濕、酸堿腐蝕溶液或者充滿靜電顆粒和粉塵等。傳統硅壓阻式壓力傳感器,基本都把電阻排布在硅膜外表面直接與外界環境接觸,器件在工作過程中,外界環境物質的腐蝕和靜電顆粒等都會使器件的性能和壽命大打折扣。為了提高器件在惡劣環境下的可靠性,目前普遍采用的是壓力變送的封裝技術,將壓力傳感器芯片封裝于充滿硅油的密閉結構中,外加壓力通過硅油從不銹鋼膜片傳遞到壓力傳感器芯片上。溫濕度傳感器。

                目前廣泛使用的壓阻式壓力傳感器制備技術是:使用SOI材料并采用Si-Si鍵合方法來制作壓力傳感器,通過硅片減薄和擴散工藝或離子注入的方法在薄膜上制作壓敏電阻。由于Si-Si鍵合工藝對硅片質量和鍵合前硅片化學處理要求嚴格,大面積的Si-Si鍵合質量和成功率很難得到保證,增大了器件的成本。如果采用低成本的硅-玻璃鍵合材料制備壓力傳感器,則制備工藝受制于玻璃的耐高溫性能(由于擴散溫度和離子注入后的退火一般要高于1000℃,遠遠超過了玻璃的熔點)。為了降低壓阻式壓力傳感器成本,提高制備成功率,作者將壓敏電阻安放在薄膜的下方,采用先擴散或者離子注入的方法制作壓敏電阻,然后,再鍵合、減薄形成敏感薄膜。

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