Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία των αισθητήρων της χώρας μου αναπτύσσεται ταχύτατα και τα πεδία εφαρμογής της επεκτείνονται επίσης. Ως ο πιο ώριμος τύπος της σύγχρονης τεχνολογίας μέτρησης, οι νέες τεχνολογίες, τα νέα υλικά και οι νέες διαδικασίες εμφανίζονται συνεχώς στον τομέα των αισθητήρων πίεσης.
Ένας αισθητήρας πίεσης είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση σημάτων πίεσης και τη μετατροπή τους σε ηλεκτρικά σήματα σύμφωνα με ορισμένους κανόνες. Χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορα πεδία παραγωγής, βιομηχανικών και αεροδιαστημικών. ° C) θα αποτύχει, με αποτέλεσμα την αποτυχία μέτρησης πίεσης. Επομένως, ο αισθητήρας πίεσης υψηλής θερμοκρασίας γίνεται μια πολύ σημαντική κατεύθυνση έρευνας.
Ταξινόμηση υψηλής θερμοκρασίαςαισθητήρες πίεσης
Σύμφωνα με τα διαφορετικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν, οι αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας μπορούν να χωριστούν σε αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας, αισθητήρες πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SIC, αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας. Οι προοπτικές των αισθητήρων πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI είναι πολύ ιδανικές. Τα παρακάτω εισάγουν κυρίως τον αισθητήρα πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI.
SOI υψηλής θερμοκρασίας αισθητήρα πίεσης
Η ανάπτυξη των αισθητήρων πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI βασίζεται κυρίως στην άνοδο των υλικών SOI.SOI είναι πυρίτιο στον μονωτήρα, η οποία αναφέρεται κυρίως στο υλικό ημιαγωγού που σχηματίζεται μεταξύ του στρώματος Si και του συνηθισμένου στρώματος του επιπέδου So insish incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore incore ater rate το πυρίτιο και βελτιώνει την αξιοπιστία της προσθήκης της συσκευής.
Επί του παρόντος, οι αισθητήρες πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI έχουν αναπτυχθεί επιτυχώς στο εξωτερικό και η θερμοκρασία εργασίας είναι -55 ~ 480 ° C, ο αισθητήρας υψηλής θερμοκρασίας SOI SOI που αναπτύχθηκε από το Goodrich Advanced Technology Center στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ο αισθητήρας πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI που αναπτύχθηκε από το Γαλλικό Ινστιτούτο LETI έχει επίσης θερμοκρασία εργασίας άνω των 400 ° C. Τα ιδρύματα ερευνών, πραγματοποιούν επίσης ενεργά έρευνα για τους αισθητήρες πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI, όπως το Πανεπιστήμιο Xi'an Jiaotong, το Πανεπιστήμιο Tianjin και το Πανεπιστήμιο Peking. Επιπλέον, το Fatri Future Advanced Technology Research Institute of Fatri πραγματοποιεί επίσης σχετικές ερευνητικές εργασίες και το τρέχον έργο έχει εισέλθει στο στάδιο επίδειξης.
Αρχή λειτουργίας του αισθητήρα πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI
Κατ 'αρχήν, ο αισθητήρας πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI χρησιμοποιεί κυρίως την πιεζοηλεκτρική επίδραση του πυριτίου ενός κρυστάλλου. Όταν μια δύναμη δρα στο κρυστάλλινο πυριτίου, το πλέγμα του κρυστάλλου παραμορφώνεται, η οποία με τη σειρά του οδηγεί σε μια μεταβολή της κινητικότητας των μεταφορέων, με αποτέλεσμα την αλλαγή της αντίστασης του πυριτίου. για να σχηματίσει μια γέφυρα σιταριού όπως φαίνεται στο σχήμα 2 (α). Μια κοιλότητα πίσω πίεσης χαραγμένο στο στρώμα υποστρώματος SOI για να σχηματίσει μια δομή ευαίσθητη στην πίεση.
Εικόνα 2 (α) Γέφυρα Wheatstone
Όταν η δομή ευαίσθητη στην πίεση υποβάλλεται σε πίεση αέρα, η αντίσταση των μεταβολών του πιεζοηλεκτρικού, γεγονός που με τη σειρά του προκαλεί την αλλαγή της τάσης εξόδου και η τιμή πίεσης μετράται μέσω της σχέσης μεταξύ της τιμής τάσης εξόδου και της τιμής αντίστασης του πιεζοηριωδίου.
Διαδικασία κατασκευής του αισθητήρα πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI
Η διαδικασία προετοιμασίας του αισθητήρα πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI περιλαμβάνει πολλαπλές διεργασίες MEMS. Ορισμένα βασικά βήματα εισάγονται εν συντομία εδώ για να κατανοήσουν τη διαδικασία του αισθητήρα, που περιλαμβάνει κυρίως την προετοιμασία του πιεζοηλεκτρικού, το παρασκεύασμα μολύβδου, την προετοιμασία με φιλμ και τη συσκευασία του θαλάμου πίεσης.
Το κλειδί για την προετοιμασία των παραλλαγών έγκειται στον έλεγχο της συγκέντρωσης του ντόπινγκ και στη βελτιστοποίηση της επακόλουθης διαδικασίας χύτευσης χάραξης. Το μεταλλικό στρώμα μολύβδου χρησιμεύει κυρίως ως σύνδεση της γέφυρας Wheatstone. Η προετοιμασία του φιλμ ευαίσθητου στην πίεση βασίζεται κυρίως στη διαδικασία χάραξης βαθιάς πυριτίου. Η συσκευασία της κοιλότητας συνήθως ποικίλλει ανάλογα με την εφαρμογή του αισθητήρα πίεσης,
Δεδομένου ότι οι σημερινοί εμπορικοί αισθητήρες πίεσης υψηλής θερμοκρασίας δεν μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις μέτρησης πίεσης ειδικών σκληρών περιβάλλοντος, όπως τα πετρελαιοκηλίδες υψηλής θερμοκρασίας και οι αεροκινητήρες, οι μελλοντικές έρευνες για τους αισθητήρες πίεσης υψηλής θερμοκρασίας έχουν γίνει αναπόφευκτα. Η μελλοντική έρευνα σχετικά με τους αισθητήρες πίεσης υψηλής θερμοκρασίας SOI θα πρέπει να επικεντρωθεί στην επίλυση της μακροπρόθεσμης σταθερότητας και των προβλημάτων αυτοθεραπείας των αισθητήρων σε σκληρά περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και τη βελτίωση της ακρίβειας των αισθητήρων πίεσης. άποψη.
Φυσικά, η έλευση της ευφυούς εποχής απαιτεί επίσης αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας SOI σε συνδυασμό με άλλες πολυεπιστημονικές τεχνολογίες για να προσφέρουν πιο έξυπνες λειτουργίες όπως η αυτοσυγκέντρωση, η αυτο-βαθμονόμηση και η αποθήκευση πληροφοριών στον αισθητήρα, ώστε να ολοκληρωθεί καλύτερα η αποστολή της σύνθετης περιβαλλοντικής πίεσης υψηλής θερμοκρασίας. .
Χρόνος δημοσίευσης: Μαρ-03-2023