硅电容式触觉传感阵列及相关技术

从目前硅电容式触觉传感阵列的研究现状出发,详细分析了各种阵列单元结构、加工工艺、读出电路的设计和性能特征等。最后探讨了今后触觉传感阵列的研究趋向和发展前景。

高灵敏度硅电容式压力传感器的研制

本文分析了圆形和方形硅杯的应力膜片在均匀压力下的弯曲,进而得到了电容式传感器的电容与压力的关系,指出当电极的半径与硅应力膜片的半径之比为0.6时,可以得到最高灵敏度。对非线性的改进,提出了通过改变电极的形状来实现,对器件的结构进行了设计。 文中介绍了硅电容式压力传感器的制作工艺,特别详细地研究了硅、玻璃的封接技术,提出了电流法实现静封过程的监控,整个静封装置仅用几十元,但静封样品的性能完全符合要求。

一种大厚度的三轴差分电容式硅微加速度计

介绍了一种新型三轴全差分电容式加速度计的设计和制备。设计的加速度计采用了三个共用同一玻璃衬底的大厚度差分电容式微结构 ,分别用于检测三个垂直方向的加速度。同时 ,对所设计的微结构从理论和数值上进行了详细的分析。用有限元分析工具 ANSYS对器件进行了模拟 ,模拟结果显示出器件设计的合理性。最后 。

电容式硅微机械麦克风的结构与动态特性

为了设计和制造适合工业化生产的微机械麦克风，给出了一种单芯片硅微机械电容式麦克风的结构和动态特性分析．微机械电容式麦克风的两个电极由一个3层复合敏感膜和一个铜底板构成，敏感膜与底板之间采用牺牲层技术形成空气间隙．复合敏感膜采用低压化学气相淀积工艺制作，包含一层浓硼掺杂的多晶硅和两层氮化硅．底板采用电镀铜技术制作，底板上蜂窝状分布了许多圆形通气孔来调节敏感膜与底板间的空气压膜阻尼至临界阻尼．分析和计算表明，麦克风在9V偏置电压下开环灵敏度为4．99mV／Pa，工作最大稳定电压为32．83V，工作频率带宽为0-134kHz．

二维电容式硅微加速度传感器的刚度求解

硅微电容式加速度传感器具有灵敏度高、噪音低、漂移小、功耗低、结构简单等优点 ,在军民两用市场中有着广泛的应用前景。本文针对自主开发设计的一种带折叠梁的二维叉指电容式硅微加速度传感器 ,采用力法求解了其主轴刚度 。

电容式硅微结构加速度计动态特性的研究

为了克服传统的加速度计动态测试方法的不足 ,提出了一种借助于静电力来获得加速度计动态特性的方法 ,对这种方法进行了理论分析和试验研究 ,给出了利用该方法得到的加速度计频率特性曲线 ,并与在标准振动台上得到的结果进行了比较 ,结果表明其误差小于 1.9%。

工业化硅微机械电容式麦克风的设计与性能计算

给出了一种单芯片硅微机械电容式麦克风的结构设计,并针对此结构对其进行了动态特性分析计算。硅微机械电容式麦克风的两个电极由一个复合敏感膜和一个金属铜底板构成。复合敏感膜包括三层,中间一层是掺杂硼的多晶硅,上下两层是氮化硅,三层复合膜的厚度设计和制作工艺使复合膜处于轻微的拉应力状态。底板采用低温电镀铜技术制作,底板上分布有许多圆形通气孔来调节敏感膜与底板间的空气压膜阻尼。在复合敏感膜和金属铜底板之间采用牺牲层技术制作了一空气间隙,使复合敏感膜和一个金属铜底板之间构成一工作电容。在硅基体的背面采用湿法腐蚀出声音进口腔。针对这一结构我们对其动态特性进行了分析计算,计算出麦克风在9V偏置电压下开环灵敏度为4.99mV/Pa,麦克风最大偏置电压为32.83V,麦克风工作时的频率带宽为0-134kHz。分析结果表明该硅微机械电容式麦克风能满足工业界的使用要求。

基于多目标遗传算法的硅微机械电容式麦克风优化设计

介绍了一种基于多目标遗传算法的硅微机械电容式麦克风优化设计方法。以复合敏感膜参数、底板参数以及敏感膜与底板间距为设计变量,麦克风灵敏度、最大工作电压、工作频率带宽为优化设计目标,采用多目标遗传算法求出Pareto最优解集。在所求出的Pareto最优解集中选择一组最符合设计要求的解作为麦克风的设计参数。

一种电容式硅微机械麦克风的设计与制造

给出了一种电容式硅微机械麦克风的设计和制造方法。该微机械麦克风在单一硅片上制作,麦克风的两个电极由1个3层复合敏感膜和1个带有通气孔的金属铜底板构成,敏感膜与底板之间采用牺牲层技术形成空气间隙。测试结果表明,该硅微机械麦克风适合在工业界推广应用。

具有自由悬浮敏感膜的硅微机械电容式麦克风的设计与仿真计算

提出了一种具有自由悬浮敏感膜和带孔铜底板的硅微机械电容式麦克风。采用低压化学汽相淀积工艺制作而成的复合敏感膜一端固定于硅基,其余部分处于自由悬浮状态,可以释放敏感膜的内应力。底板采用铜电镀技术制作,底板上呈蜂窝状分布的圆形通气孔用来调节敏感膜与底板间的空气压膜阻尼。仿真计算表明在5V偏置电压下麦克风灵敏度为10.62mV/Pa,工作稳定最大电压为9.7V,工作频率带宽为0～10.57kHz。分析结果表明该微机械麦克风能满足市场需求。

电容式硅微加速度计变换方程的研究

研究了利用硅薄片为敏感元件的电容式加速度计 ,加速度计的悬臂梁与惯性质量块是一个整体结构 ,可以消除元件弹性连接的不完善性 ,而且极板间隙中空气相对介电常数εr 的高稳定性是这种电容式传感器的优点之一。给出了敏感元件的实际弯曲函数 ,分析了其变换方程及非线性。研究表明 ,在设计电容式硅微加速度计时 ,只要间隙调制深度在 -0 .5～ +0 .5 ,加速度计的变换函数基本满足线性 。

无掩模腐蚀工艺对硅电容力敏结构的改进

提出并利用一种新颖的无掩模腐蚀技术,针对以往硅体微机械加工的电容力敏器件特性的缺陷,从结构入手加以改进.分别制作了加速度对称梁-质量块结构和单边推挽压力结构,并取得了预期的结果.文中给出了理论分析和实验验证.

电容式硅微传声器设计及其移动通信中的应用

介绍了电容式硅微传声器的构造和工作原理,采用电-力-声类比法,建立了通用电容式硅微传声器的集总参数等效电路模型,并运用PSPICE软件对其动态特性进行计算机仿真,得到了仿真模型在1 kHz处的灵敏度达到-40 dB,并且在可听域范围内,频率响应平坦。

加速度计的最新发展——微机械硅电容加速度计

本文对用微机械加工技术制成的薄膜型硅电容式微加速度计的国际最新研究动向进行了论述,列举了采用表面微机械加工、硅片键合、硅片溶解等微机械加工技术和有限元分析法来优化结构,达到超高性能和完善工艺、保证成品率以及采用反馈控制技术构成微机电一体化系统来补偿和完善性能的成功例子,列出已达到的性能指标。

硅微麦克风探测模块辐射性能研究

针对硅微机械电容式麦克风测试模块元器件的材料、结构、表面处理等方面进行了核辐照损伤分析,并对此探测模块在核辐照条件下做测试实验,测试数据分析表明,该硅微机械电容式麦克风探测模块防辐照效果明显,能够满足在高辐照条件下的使用要求。

MEMS压力传感器及其应用

简述MEMS压力传感器的结构与工作原理,并探讨了其应用、压力传感器Die的设计及生产成本分析,覆盖了从系统应用到销售链。