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微机械加工压力传感器的研究

王卫东  
【摘要】: 传感器是获取信息的重要工具,是信息技术(包括传感与控制技术、通讯技术和计算机技术)的三大支柱之一。因此,近年来国内外都将传感器技术列为尖端技术而倍加重视,并投入大量人力、物力进行开发和研究。在众多种传感器中,压力传感器的应用最为广泛,在石化、化工、电力和国防等民用和军用部门的流程控制、自动化技术等多方面都有其应用,而且近年来更有着明显的上升趋势。 利用半导体材料的压阻效应和良好的弹性,用集成电路工艺和硅的微机械加工技术来研制固态半导体压力传感器,此种传感器主要有硅压阻式和电容式两种。本论文的内容正是采用微机械加工技术,开展对硅压阻式压力传感器的研究。在简要介绍了半导体压力传感器的数学模型后,从版图、隔离膜片、敏感元件的结构、整体结构等方面的设计,阐述了对所研制的传感器的整体设计思想。并在传感器研制过程方面,对一些关键环节的制作过程和制作工艺进行了论述。从工程角度阐述了本文研制的传感器所需的资源环境,如设备、仪器等,并提供了为满足所研制的传感器的指标,资源应达到的性能清单。此外,还对整个工艺流程中影响成品率的几个因素进行了分析和说明。 对所研制的传感器的工艺考核、性能测试、例行试验等进行测试,并对测试结果进行了比较和分析。测试结果完全满足预期的各项指标。 最后对所研制的传感器所产生的社会和经济效益进行了分析。


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