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新型E+E壓力傳感器結構制備工藝
提出一種使用MEMS雙層掩膜完成自對準刻蝕的工藝方法,藉此實現(xiàn)了在深腔結構內部對高深寬比硅E+E壓力傳感器結構的精細加工。該工藝通過兩次連續(xù)的平面內光刻工藝,使制作在襯底上的薄膜材料如氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)及光刻膠等形成復合圖形,每層圖形化后的掩膜可以進行不同功能區(qū)的襯底刻蝕,刻蝕完畢后再去除對應的掩膜。

新型E+E壓力傳感器結構制備工藝
介紹了E+E壓力傳感器的原理及應用,根據(jù)JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示、JJG 860-1994E+E壓力傳感器檢定規(guī)程的要求,闡述了E+E壓力傳感器在測量過程中產(chǎn)生的各不確定分量對測量結果的影響,通過評定得到擴展不確定度及CMC表述,使測量過程得到了有效控制,從而保證了測量結果的準確性。通過多層掩膜組合使用完成深腔內復雜結構的高精度加工。光纖光柵以其*的優(yōu)勢受到人們廣泛的關注,針對基于光纖光柵的E+E壓力傳感器及研究現(xiàn)狀進行概述,通過列舉較為典型的三種光纖光柵E+E壓力傳感器:懸臂梁式光纖光柵E+E壓力傳感器、彈性膜片式光纖光柵E+E壓力傳感器和薄壁圓筒式光纖光柵E+E壓力傳感器,歸納分析了目前常用光纖光柵E+E壓力傳感器的結構,力學特點及其實驗裝置,分析其各自的工作原理并對實際測量效果進行了對比分析。探討了對導管端E+E壓力傳感器微型化起限制作用的一些因素.根據(jù)(100)硅各向異性腐蝕的特點和矩形硅膜上的應力分布曲線,分析了硅片厚度和力敏電阻區(qū)尺寸對傳感器壓力靈敏度的影響.介紹了一種微型化的導管端E+E壓力傳感器的設計、制造工藝和鈍化與封裝技術.該傳感器芯片尺寸為1mm×2.5mm×0.16mm;量程為40kPa;靈敏度約為100μV/V·kPa;靜態(tài)精度約0.3％FS;固有頻率高達350kHz.其制造工藝適用于批量生產(chǎn).通過本研究得出,不同類別的光線光柵E+E壓力傳感器各自的特點及所使用的工程范圍,以推動光纖光柵E+E壓力傳感器新技術的不斷發(fā)展與完善,并促進實時監(jiān)測技術的發(fā)展。

新型E+E壓力傳感器結構制備工藝
這種工藝方法解決了在深腔內部進行涂膠和光刻的技術難題,對準和光刻工藝都在同一平面內完成,提高了加工精度,解決了深腔內部帶有島結構的多層復雜結構E+E壓力傳感器加工的技術瓶頸。在此工藝基礎上設計加工的島膜結構100 kPaE+E壓力傳感器芯片具有線性度好、靈敏度高的特點,樣機經(jīng)測試滿量程內靈敏度達到了0.514 mV/(V·kPa),線性度達到0.12%,重復性達到0.04%。