MEMS压阻式加速度传感器的优化设计

提出了一种新型的MEMS压阻式加速度传感器,该传感器采用“四悬臂梁-质量块”结构,16个压敏电阻完全对称布放于悬臂梁上应力变化的线性区,既提高了传感器的灵敏度,又降低了轴间耦合度和非线性度.通过与八悬臂梁结构的仿真对比,得出该传感器具有更高的抗横向耦合性,约为八悬臂梁结构的30倍.     

基于MEMS的硅微压阻式加速度传感器设计

硅微加速度传感器是MEMS器件中的一个重要分支,具有十分广阔的应用前景。由于硅微加速度传感器具有响应快、灵敏度高、精度高、易于小型化等优点,而且该种传感器在强辐射作用下能正常工作,因而在近年来发展迅速。文章首先对传感器结构及工作原理进行了简单介绍,给出了一种基于MEMS技术制作的压阻式硅微加速度传感器的结构和工艺,并对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,测试结果表明与理论设计值基本吻合。     

MEMS高量程加速度传感器压膜阻尼效果分析

为实现一种高量程加速度传感器的近临界阻尼设计以提高其输出性能,采用有限元方法分别研究了阻尼带隙宽度、阻尼介质特性及温度等对器件冲击性能的影响。结果表明:器件冲击响应是受迫振动与悬梁固有振动叠加;随着阻尼带隙变宽,悬梁固有振动渐突显,峰值电压增加;阻尼介质粘滞系数越大,其峰值电压越低;介质温度对器件输出特性影响不大。在常温空气介质中,过载保护曲面平移距离为0.5μm时,阻尼比为0.24,近临界阻尼,输出电压高达77.9mV。     

低阻尼MEMS加速度传感器频率特性快捷测试法

提出了一种适合低阻尼MEMS压阻加速度传感器频率特性的测试方法,可较为快捷地获得传感器谐振频率和阻尼比等频率特性。首先介绍了该方法的理论依据和计算方法,然后介绍了典型测试系统构成和测试结果,并将该方法的测试结果与传统扫频测试方法的测试结果进行了对比,本方法所测得的传感器谐振频率和阻尼比分别为26.58 kHz和0.015,扫频测试方法所测得的传感器谐振频率和阻尼比分别为26.66 kHz和0.005。结果显示,该方法所得结果具有较好的精度,并具有操作简单、快速、重复性好及系统搭建成本低等优点。该方法已应用于汽车碰撞用MEMS压阻加速度传感器的生产,作为检测和筛选的测试手段。     

新型L形梁压阻微加速度传感器

介绍了一种新型的基于MEMS体硅加工工艺的L形粱压阻微加速度传感器.在加工过程中采用Si-Si直接键合完成底板与传感器支撑框体之间的粘合,使得后续加工工艺更加简单;采用DRIE释放梁结构,从而保证了梁结构的完整性.分析了该传感器的结构参数和灵敏度,并用ANSYS进行了有限元模拟,同时介绍了其工艺流程,以及封装后的测试结果.芯片尺寸为3.8 mm×3.8 mm×0.82 mm,其中敏感质量块尺寸为2 mm×2 mm×0.4 mm,梁尺寸为2 200μm×100 μm×40μm.经初步测试,在采用5 V电源供电时灵敏度为0.5 mV/g左右,3 dB截止频率为520 Hz左右.     

3255系列新型加速度传感器

<正> 本文介绍的3255系列新型压阻式加速度传感器,是美国EG＆G集团IC传感器公司的新产品,主要用于汽车正面及侧面防冲击气袋系统、军用保险系统、工业振动监控记录仪器等。 结构与原理 该系列传感器由两块芯片组成:一是由硅片经微细加工     

硅微结构加速度传感器空气阻尼的研究

本文从理论上和实验上对硅压阻式加速度传感器的三种结构：悬臂梁、四梁和双岛－五梁的空气阻尼问题进行了研究．在这三种结沟中，四梁结构的质量块具有平行的运动方式，但是悬臂梁和双岛－五梁结构中的质量块既有平动又有转动，对这种非平动状态的空气阻尼的分析尚未见报道．本文从决定平板运动阻尼特性的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程出发。在平板平动情况解的基础上推导了非个动板的阻尼力以及双面阻尼的阻尼力．用这些结果对三种结构进行了单面和双面阻尼设计，实验结果与理论分析相符．     

MEMS加速度传感器的原理及分析

主要介绍了五种目前常见的基于MEMS技术的加速度传感器,从物理结构的角度对这几种传感器的测量原理进行了分析,不但着重介绍了已经较为成熟且形成产业化的硅微电容式、压阻式、热电耦式加速度传感器,而且对目前较为前沿的光波导式加速度传感器也进行了一些分析和介绍。     

一种压阻式高g值加速度传感器

讨论了硅的压阻效应 ,利用简化的力学模型设计了高 g值压阻加速度传感器的结构参数、工艺流程和版图 ,并制备出样品 ,测试结果表明本传感器加速度可大于 80 0 0 g。     

单片集成的压阻式加速度计设计及加工

针对现实环境下加速度方向多维测试的需求,提出了一种"四边八梁"的MEMS低加速度g(g=9.8m/s2)值压阻式三轴加速度传感器。根据其工作原理进行结构设计,并通过ANSYS与Matlab软件分析、优化结构参数。设计工艺流程并进行离子注入、ICP干法刻蚀及深硅刻蚀等关键工艺加工,最终实现传感器器件加工及封装。利用精密离心机测得传感器3个轴向的的灵敏度分别为44.35μV/g、49.52μV/g、232.89μV/g,验证了设计方案可行性。     

基于BCB键合的MEMS加速度计圆片级封装工艺

对基于BCB的圆片级封装工艺进行了研究,该工艺代表了MEMS加速度计传感器封装的发展趋势,是MEMS加速度计产业化的关键。选用3000系列BCB材料进行MENS传感器的粘结键合工艺试验,解决了圆片级封装问题,在低温250℃和适当压力辅助下≤2．5bar（1bar=100kPa）实现了加速度计的圆片级封装,并对相关的旋涂、键合、气氛、压力等诸多工艺参数进行了优化。     

铝锗键合技术及其在MEMS加速度计中的应用

本文提出了一种可与CMOS工艺兼容的MEMS晶圆级铝锗键合工艺。根据铝锗共晶键合的特点,设计了键合工艺流程,并通过对键合工艺(包括键合温度、键合时间、键合压强)安排多次试验,获得了优化的铝锗共晶键合工艺条件,并成功应用于MEMS加速度计产品的制作。     

MEMS局部加热封装技术与应用

随着半导体技术的发展,封装集成度不断提高,迫切需要发展一种低温封装与键合技术,满足热敏器件封装和热膨胀系数差较大的同质或异质材料间的键合需求。针对现有整体加热封装技术的不足,首先介绍了局部加热封装技术的原理与方法,然后对电流加热、激光加热、微波加热、感应加热和反应加热等几种局部加热封装技术进行了比较分析,最后具体介绍了局部加热封装技术在热敏器件封装、MEMS封装和异质材料集成等方面的应用。由于局部加热封装技术具有效率高、对器件热影响小等优点,有望在MEMS技术、系统封装(SiP)、三维封装及光电集成等领域得到广泛应用。     

MEMS传感器现状及应用

MEMS传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。首先,简单介绍了MEMS传感器的分类和典型应用。其次,对MEMS压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEMS传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。介绍MEMS压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEMS传感器的发展趋势进行了展望。     

MEMS低温圆片级键合密封工艺研究

研究了一种使用非光敏苯并环丁烯(BCB)材料的低温硅片级键合,并将其用于压力谐振传感器封装.采用AP3000作为BCB中的黏结促进剂,将谐振片与硅片或Pyrex 7740玻璃晶圆键合,程序简单,低成本,密封性能较高,且键合温度低于250℃.通过拉伸实验,这种键合的剪切强度高于40 MPa.所以此硅片级键合适用于压力传感器的封装.     

纳机电系统阻尼及噪声研究进展

在微机电系统(MEMS)领域,自1989年Tang等人首次提出横向多晶硅谐振器结构以来,有关谐振器振动过程中阻尼问题的研究一直就是影响和推进谐振器发展的一个主要方面。近几年,随着器件尺寸的进一步缩小,器件尺寸进入亚微米级甚至是纳米级领域,阻尼及噪声问题更是成为影响器件工作特性的一个重要因素。本文就近几年微机电系统和纳机电系统中,相关MEMS谐振器以及微悬臂梁的阻尼和噪声问题的研究,作了一些介绍和分析。     

用于MEMS器件芯片级封装的金-硅键合技术研究

MEMS器件大都含有可动的硅结构 ,在器件加工过程中 ,特别是在封装过程中极易受损 ,大大影响器件的成品率。如果能在MEMS器件可动结构完成以后 ,加上一层封盖保护 ,可以显著提高器件的成品率和可靠性。本文提出了一种用于MEMS芯片封盖保护的金 硅键合新结构 ,实验证明此方法简单实用 ,效果良好。该技术与器件制造工艺兼容 ,键合温度低 ,有足够的键合强度 ,不损坏器件结构 ,实现了MEMS器件的芯片级封装。我们已经将此技术成功地应用于射流陀螺的制造工艺中     

一种基于WLP封装的声表面波滤波器

以41°Y X切型铌酸锂作为基底材料,选择双T型阻抗元结构,采用晶圆级封装（WLP）技术,制作了一款相对带宽5.8%,最小插入损耗为-2.8 dB,体积为1.1 mm×0.9 mm×0.5 mm的小型化WLP封装声表面波滤波器。并研制了专用探卡,对封装后晶圆完成在线测试。测试结果表明,探卡测试结果与装配到实际电路的测试结果进行对比,两者吻合较好,解决了WLP封装声表面波滤波器测试难题。