MEMS磁电耦合矢量水声传感器研制

本文提出了一种基于磁电耦合原理和MEMS加工工艺的矢量水声传感器。该矢量水声传感器的MEMS敏感检测单元包括磁电耦合材料、八悬臂梁-中心质量块MEMS元件和永磁铁。采用电荷放大信号处理电路处理敏感检测单元产生的信号。通过对磁电耦合材料、MEMS元件和信号处理电路进行设计,使矢量水声传感器在工作时具有很高的灵敏度。通过声学灌封完成矢量水声传感器的制备,并对矢量水声传感器的性能进行了测试,测试结果表明:该矢量水声传感器的接收灵敏度在1 000 Hz时达到-180 dB(0 dB re 1 V/μPa)。

基于引压方式的驻极体高温动态压力传感器

通过对引压管和热沉尺寸的合理设计,使传感器在高温环境下工作时,能够将传感器敏感端温度降低到室温,同时满足传感器的工作频率要求。搭建了高温动态压力测试平台对传感器进行了性能测试。测试结果表明:传感器在室温至800℃环境下压力输出曲线具有良好的一致性,对测试曲线进行线性拟合,得到R2=0.999,传感器的3 dB带宽达到8 kHz。该传感器能够在不损失工作频率的同时,实现高温环境下动态压力测试,满足航空航天等领域对高温动态压力传感器的需求。

一种电容式应变传感器设计

文章介绍一种通过电容变化探测应变信号的传感器。该传感器主要通过改变电容极板间的面积来获得电容值的变化,从而测量应变量。为保证传感器在工作中有较大的电容值变化量,设计一种双电容结构,保证传感器的灵敏度,该传感器的检测单元包括一个动极板、两个定极板和一个电路组件。

一种微小型磁矢量传感器设计

文章介绍了一种微小型磁矢量传感器设计。该传感器的检测单元包括两个磁敏感单元和一套信号处理系统。磁敏感单元采用MEMS技术制作,具有体积小、集成度高等特点。信号处理系统通过对两个磁敏感单元对空间地磁信号进行采集,并通过对磁敏感单元的信号数据处理,有效地改善了传感器的非线性和噪声,提高了传感器的灵敏度和线性度。对采用MEMS技术制作的微小型磁矢量传感器进行性能测试,测试结果表明:该传感器的灵敏度优于100pT/Hz1/2,线性误差≤0.1%。

基于外部激活表面高温状态下的硅-硅键合

提出了一种应用于硅-硅键合过程中表面激活的新方法,采用复合激活的方式,使预键合的硅片表面分别通过化学溶液激活和UV光激活相互结合的手段获得较高的表面态。经键合机预键合后,在高温炉中完成原子轨道重叠,实现硅-硅键合。通过镜下检查和破坏性实验等方式分别对键合的效果和强度进行深入测试,并给出相应的实验效果图和测试结果。实验结果表明,采用新激活方法的键合界面无空洞且均一性良好,键合强度高,证明了新激活方法的可行性和优越性。针对高温键合工艺过程中容易产生空洞这一问题提出了新的解决方案。

基于湿法与氧自由基活化工艺的低温硅-硅键合技术

针对传统的低温硅-硅键合技术中,由于等离子体轰击硅片表面而导致硅面损伤、键合面积小、键合强度低等技术难题,通过研究3种不同的活化方式对粗糙度、键合面积、键合强度的影响,从而得出湿法与氧自由基相结合的活化方式是实现低温硅-硅键合技术的最佳方式。结果表明,在双同心的环形网状电极间充入一定量的氧气,在直流电压下产生的高能氧自由基在电场作用下通过接地筛网,并以低入射角度到达硅片表面,这种活化处理的方式可以有效保护硅面免受高能粒子的损伤。键合强度可达10 MPa以上,键合面积可达98%,漏率可达1.6×10-10 Pa·cm3/s。这种低温硅-硅键合技术可应用于压力传感器、电容加速度传感器和陀螺仪等器件。