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硅微諧振試E+E壓力傳感器設(shè)計與制作
硅微諧振式E+E壓力傳感器是zui近剛發(fā)展起來的具有靈敏度高、性能穩(wěn)定、體積小、功耗低等優(yōu)點的新型傳感器件,其輸出的頻率信號可直接與數(shù)字接口相連，克服了傳統(tǒng)壓阻式E+E壓力傳感器抗干擾性差的缺點。

硅微諧振試E+E壓力傳感器設(shè)計與制作
首先根據(jù)傳統(tǒng)的諧振式E+E壓力傳感器的理論思想，提出了兩種不同諧振梁結(jié)構(gòu)的諧振式E+E壓力傳感器：SiO2-Si3N4-SiO2復(fù)合諧振梁結(jié)構(gòu)和Si3N4對角諧振梁結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)都選用電熱激勵-壓阻拾振方法，復(fù)合梁結(jié)構(gòu)的激勵電阻以及拾振電阻采用多晶硅電阻，對角梁結(jié)構(gòu)的激勵電阻以及拾振電阻采用鉑電阻。以固支梁的力學(xué)和振動學(xué)理論為基礎(chǔ)，深入剖析了諧振式E+E壓力傳感器的模型。對于任何用途的E+E壓力傳感器都要進行靜態(tài)特性的性能分析和測試,本文通過介紹E+E壓力傳感器的原理及運用,以及評定E+E壓力傳感器性能的各項技術(shù)指標和技術(shù)特性,闡述了E+E壓力傳感器在檢定過程中產(chǎn)生的各分量對測量結(jié)果的影響,從而保證了檢測結(jié)果的準確性,使檢定過程得到了有效的控制。采用ANSYS軟件建立諧振式E+E壓力傳感器的仿真模型，并對建立的模型進行了電熱、模態(tài)以及諧響應(yīng)有限元分析，確定了芯片的*結(jié)構(gòu)尺寸，有限元分析結(jié)果表明，對于確定尺寸的SiO2-Si3N4-SiO2復(fù)合梁結(jié)構(gòu)的諧振式E+E壓力傳感器靈敏度達到了63.5Hz/KPa，對于確定尺寸的Si3N4對角梁結(jié)構(gòu)的諧振式E+E壓力傳感器靈敏度為16.24Hz/KPa。針對不同參數(shù)屬性,依據(jù)疲勞強度計算需求,構(gòu)建有限元數(shù)值計算模型;根據(jù)影響傳感器壽命的傳感單元單晶硅S-N(應(yīng)力-循環(huán))分布,完成變載荷輸入條件下模型疲勞分析,依據(jù)數(shù)值計算結(jié)果完成該E+EE+E壓力傳感器壽命預(yù)測工作。基于MEMS加工工藝，設(shè)計了SiO2-Si3N4-SiO2復(fù)合諧振梁結(jié)構(gòu)和Si3N4對角諧振梁結(jié)構(gòu)制作工藝流程，zui后，簡單介紹了諧振式E+E壓力傳感器的封裝設(shè)計以及測試電路設(shè)計。

硅微諧振試E+E壓力傳感器設(shè)計與制作
結(jié)果表明:E+E壓力傳感器使用壽命在7.068E8次數(shù)以上。本課題研究提出的新方法,擺脫了傳統(tǒng)依靠試驗完成多種材料組成結(jié)構(gòu)體的疲勞分析及壽命預(yù)測窘境,制作工藝中發(fā)現(xiàn)多晶硅犧牲層技術(shù)能夠更好的得到復(fù)合梁結(jié)構(gòu)，通過各向異性腐蝕技術(shù)制作的對角梁結(jié)構(gòu)工藝簡單。具有通用性。