扩散硅压力传感器失效研究

扩散硅压力传感器具有精度高、利于小型化和智能化等特点而被广泛使用。针对该类传感器出现的不同失效模式,合理采用X射线检测系统、OBIRCH定位、荧光定位和SEM&EDS等技术,可以快速准确地定位失效位置。列举了芯片破裂、过电击穿、腐蚀迁移和连接不良等典型的失效案例,并介绍了在实际分析过程中如何应用上述定位分析手段,对分析类似失效案例起到了一定的参考作用。

基于MAX1452硅压力传感器温度补偿系统的设计

针对硅压阻式传感器存在的温度漂移误差和输出信号的非线性提出了利用MAX1452温度调理芯片进行补偿的方案。描述了传感器温度补偿系统的整体构架,着重阐述了MAX1452的补偿原理以及对传感器的补偿过程。测试结果表明传感器经过补偿以后,在-40-80℃的温度范围内输出的信号与压力成较好的线性关系,测量的误差小于0.8%。

OEM硅压力传感器温度补偿技术研究

OEM硅压力传感器除具有普通扩散硅压力传感器的灵敏度高、稳定性好等优点外 ,还具有体积小、价格低廉 ,易于批量生产等特点 ,成为市场的主导产品。文中对多种OEM硅压力传感器的温度特性曲线及其补偿电路进行测试、比较、分析 ,对传感器温度曲线可补偿性进行研究 ,实现了低温度系数厚膜网络温度补偿。

可靠性强化试验在硅压力传感器上的应用

可靠性强化试验是一项不同于传统可靠性模拟实验的激发式试验技术,它的理论依据是故障物理学,通过发现、研究和根治故障达到提高可靠性的目的。文中在对硅压力传感器失效模式和失效机理调研的基础上,对其进行温度、振动可靠性强化试验研究。通过基于传统设备的高温、低温、振动步进及高温、振动恒定试验,使产品设计和工艺缺陷得以暴露,并提出相关改进措施。

硅压力传感器振动可靠性试验与评估分析

以硅压力传感器为研究对象,文中在对该压力传感器失效模式和失效机理调研的基础上,建立了压力传感器在振动应力作用下的失效物理方程,进行了以振动应力为加速因子的恒定应力加速寿命试验;结果表明,在振动应力作用下,传感器的失效物理方程为逆幂律模型;经对试验数据进行统计分析,求得了传感器在振动应力作用下的可靠性参数估计值及加速寿命方程lnη=-6.46034-4.73856lnS;通过对传感器进行可靠性评估,得出了传感器的平均寿命和可靠寿命分别为53246小时和23248小时。

扩散硅压力传感器在水力模型实验装置液位测控中的应用

基于扩散硅压力传感器良好线性标准输出,结合方便的校验、标定方法,通过接口电路,将扩散硅压力传感器作为压力测量元件,应用于水力模型实验装置过程控制系统.该设计不仅使测量精度得到提高,克服了量程迁移误差,而且由于它采用标准输出,易于实现多点集成化、数字化网络测量与控制.

硅压力传感器可靠性强化试验研究

为实现硅压力传感器的快速评价和快速提高传感器可靠性的目标,综合分析了国际上先进的可靠性强化试验理论与技术,并应用失效物理学原理,对硅压力传感器可靠性强化试验技术剖面进行了研究性评述。

扩散硅压力传感器的高精度误差补偿算法

扩散硅压力传感器的传输特性受温度影响较大,必须采用某种手段将传感器的输入压力与温度进行解耦,从而实现对压力传感器输出的有效补偿,进而得到准确可靠的压力测量值。文中分析了一般扩散硅压力传感器的误差组成,针对误差提出了一个简单而又高精度的补偿模型,建立了有效算式,最后通过实例验证了算法的正确性,其精度可达到0.1%FS以下。

扩散硅压力传感器热灵敏度漂移补偿方法的研究

分析了恒压源供电和恒流源供电两种情况下扩散硅压力传感器的灵敏度随温度变化的关系式,提出了用软件补偿其热灵敏度漂移的计算方法,并且就恒流源供电且灵敏度温度系数大于零的情况,推出了用并联电阻补偿热灵敏度漂移时,并联电阻阻值的计算公式,模拟结果表明补偿效果非常显著。

四端硅压力传感器输出电压的解析模型

本文用摄动法求解了横向压阻效应四端硅压力传感器输出电压的两维偏微分方程,导出了器件的输出电压与器件尺寸的关系;证明了随应力而变的输出电压最大值在器件横向L/2处,并给出了最大输出电压的解析表达式.这些解析公式得到的计算结果,都和数值解、实验数据相符合,说明了得到的公式具有高的精度.用所给的解析表达式可以很方便地进行器件设计和模拟.

硅压力传感器的可靠性测试

硅压力传感器可靠性测试技术研究受到了国内外的重视,对它的测试项目及其加速寿命测试方法进行了综述。

半导体硅压力传感器

一、前言自1954年Smith等人研究了半导体Ge和Si的压阻效应以来,压阻效应就在压敏元件中得到了实际应用。由于半导体压力传感器灵敏度高、体积小,特别是80年代后硅集成电路工艺技术的发展,使以硅为衬底材料的硅扩散型压力传感器得到了惊人的发展。硅压力传感器是用途最广的传感器之一。目前大多都是采用半导体扩散技术制造应变计(应变电阻),称为扩散型硅压力传感器。由硅单晶衬底制成的膜片作为感压膜,它与应变电阻为一体结构,因此蠕变和滞后现象都很小,精度高。

提高扩散硅压力传感器扩散电阻一致性的有效方法

本文叙述了在通用扩散炉上实现大面积超厚硅片电气参数一致性的有效方法,在使用本工艺之前,芯片径向电阻的非均匀性在20％左右。使用本工艺后,非均匀性减小到10％以内,一般可以控制在6％左右。有效地解决了普通设备加工特殊硅片的技术问题。

SOI单晶硅压力传感器模拟计算与优化设计

利用有限元分析方法、借助 ANSYS软件 ,对 SOI单晶硅压力传感器进行一系列的分析和计算机模拟 ,探讨了传感器应变膜在固定宽度或固定面积条件下、宽长比对理论输出的影响 ,以及应变膜厚度对理论输出的影响 ,给出了设计应变膜的优化方案 ;并对根据模拟结果首次制作的 SOI单晶硅压力传感器进行了测量 。

基于步进应力加速寿命试验的硅压力传感器寿命预测

通过提高硅压力传感器的高温环境应力,研究制定了其加速寿命试验的设计方案,进行了步进应力加速寿命试验。利用线性回归方法完成了试验数据的统计和分析,应用威布尔分布函数描述其寿命分布并完成了常温应力下的寿命预测。研究结果表明,试验设计方案是正确可行的,硅压力传感器的寿命服从威布尔分布,其加速模型符合阿伦尼斯方程,加速参数的精确计算确保以后在很短的时间内便可估算出在正常应力下的寿命。

基于PSO-LSSVM模型的扩散硅压力传感器的温度补偿

针对扩散硅压力传感器温度漂移的问题,文中提出了一种基于粒子群算法优化最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)的温度补偿模型。通过对扩散硅压力传感器做二维标定实验,利用AD590集成温度传感器监测实验环境温度,建立PSO-LSSVM模型。最小二乘支持向量机的惩罚因子和核函数的选取会直接影响到模型的预测精度,PSO-LSSVM模型利用粒子群算法优化最小二乘支持向量机模型的惩罚因子和核函数的参数,改善了传统的最小二乘支持向量机模型对参数选取耗时耗力且未必找到全局最优解的缺陷。实验结果表明,经该模型补偿后的零点温度系数和灵敏度温度系数都减小了一个数量级,且预测值与标定值的均方误差的数量级达到10^(-6),实现了温度补偿并改善了预测精度。

扩散硅压力传感器长期稳定性提升试验方法研究

扩散硅压力传感器结构简单、集成度高、批量制造兼容性强,是目前MEMS领域研究最多的传感器类型,该类传感器面向航空航天等高端应用的最大技术瓶颈是封装后的传感器长期稳定性,因此相关长期稳定性提升技术已成为学术界和产业界广泛关注的共性关键技术。采用控制变量法和正交试验法,对比评价了疲劳脉动、冷热循环和振动时效三种常用长期稳定性提升技术对扩散硅压力传感器的作用效果。对比试验结果表明,三种技术均可改善扩散硅压力传感器的长期稳定性,且存在较优的环境应力参数组合,使传感器稳定性较试验前提升90%以上。本文的研究成果对各类硅压力传感器的长期稳定性提升具有较好的借鉴意义。

四端硅压力传感器的解析模型

利用正则摄动法,采用合理的边界条件,求解四端硅压力传感器二维电势的偏微分方程,得出了该传感器二维电势的解析表达式;并由此导出了随应力而变的最大输出电压的解析表达式,且给出了输出电压与器件尺寸的精确关系。该模型物理意义明确,参数提取方便,其计算结果与数值解、实验数据较好吻合,可以很方便地进行器件设计和模拟。

扩散硅压力传感器的迟滞建模与智能补偿

针对扩散硅压力传感器表现出非常规非平滑的强非线性迟滞特性,利用提升空间维数的方法,提出一个结构简单的迟滞逆算子,将迟滞非线性的多值映射转换成一一映射,建立T-S模糊模型逼近的迟滞逆模型,并实现对迟滞环的智能补偿。仿真结果表明,该模型用于迟滞特性建模是有效的,并具有较高的补偿精度。

硅压力传感器版图的计算机辅助设计

介绍利用AutoLisp语言编程实现硅压力传感器版图自动生成的CAD系统,并给出C型压阻式压力传感器版图的设计实例.