一种改进型梁-岛-膜压力传感器的研究与设计

研究了一种量程为800kPa的改进型梁-岛-膜结构MEMS压阻式压力传感器,通过与常见的C型和E型结构进行仿真对比,证明这种改进型结构的传感器灵敏度得到了很大提高。采用Intel liSuite仿真分析最大等效应力、挠度和输出电压,得出在中心膜尺寸为2.6mm×2.6mm×60μm,梁尺寸为400μm×200μm×60μm,岛尺寸为1.3mm×1.3mm×370μm的情况下,该结构具有较高的线性度和灵敏度,同时进行了制版与加工流程定义。为了实现结构的优化,设计了压敏电阻的尺寸和阻值,通过对改进型结构的仿真,确定了获得最大电压输出时压敏电阻的尺寸;并分析比较了同一硅杯尺寸下3种结构不同压力下的最大等效应力、挠度和输出电压分布图,得出改进型结构灵敏度最佳。

基于SOI晶圆材料的硅微压传感器

为解决硅微压传感器制作过程中存在的问题,以SOI晶圆材料为基础,使用有限元方法优化设计岛-膜型1kPa压力敏感结构,采用MEMS工艺完成传感器芯片制作,并对封装后的传感器进行了测试。测试结果表明,传感器输出灵敏度大于60 mV/kPa,非线性小于0.1%FS,精度小于0.5%FS,器件具有较好的性能指标。