SiC--LC谐振式无线高温压力传感器的研制

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1、万方数据学校编码：10384学号：19920141152899屠，勺太j硕士学位论文分类号——密级——UDC——SiC．LC谐振式无线高温压力传感器的研制DevelopmentofSiC-LCResonantWirelessHighTemperaturePressureSensor杨龙指导导师姓名：孙道恒教授张世名研究员王凌云副教授专业名称：电气检测技术及仪器论文提交日期：2017年05月论文答辩时间：2017年05月学位授予日期：2017年月答辩委员会主席：—上驻评阅人：2017年05月万方数据

2、lIIIIIIIIIIIIIIl{Y3303644厦门大学学位论文原创性声明本人

3、呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为()课题(组)的研究成果，获得()课题(组)经费或实验室的资助，在()实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：鞠去z口／7年乡月矽日万方数据厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(

4、包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。彤2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：

5、栩移沙竹年乡月2／>日万方数据摘要高温压力传感器在航天、航空、国防建设、能源开发等领域有广阔应用需求。传统硅材料在高于200。C后机械／电学性能均受到较大影响，无法满足高温应用要求。另一方面，传统高温传感器引线会导致电源、信号电路的温度升高问题，基于LC谐振的无线传感器能实现非接触式测量，达到电性连接、调理电路与高温热源之间物理隔离，提高传感器工作温度和稳定工作时间。因此，本论文提出一种SiC．LC谐振式无线高温压力传感器，主要研究工作如下：(1)根据LC谐振测量原理设计电感内置及电感外置两种敏感元件的结构方案，采用Silvaco软件对本体电容进行对比分析，得出电感内置结构具有

6、本体电容小、谐振信号易于检测、制备工艺难度更低等优势。基于电感内置方案优化电感值及电阻值，并确定电学结构几何尺寸。利用COMSOL对敏感结构进行力．电一热多物理场仿真，针对感压膜厚、密封腔高度等压力敏感结构尺寸进行仿真优化，确立传感器整体尺寸。(2)对高温电感制备进行探究，分别制作金、铂、镍单层电感及金一镍一金、金．铂多层电感并比较其高温性能，讨论阳极键合应用在SiC及BF33上的可能性。在单项重难点工艺研究基础上确定了敏感芯片制各工艺流程，运用光刻、金属沉积、ICP刻蚀、电镀、剥离、阳极键合、减薄等MEMS工艺，完成敏感芯片圆片级制备，划片后整体尺寸为1lmmx1lmmx0．

7、65mm。(3)对制备敏感芯片进行筛选、测试。搭建压力测试平台，对敏感芯片常温状态的压力．谐振频率进行测试，常温下灵敏度均大于94．8Hz／Pa，最大耦合距离为6mm，具有较高的灵敏度与较好的片内重复性。在此基础上，完成敏感芯片的AIN封装，并对传感器进行高温性能研究，最高测试温度达到450。C，非线性度为1．41％、迟滞为0．57％、重复性为2．55％、相对不确定度为3．66％。关键词：高温压力传感器，LC谐振，SiC万方数据SIC．LC谐振式无线高温压力传感器的研制II万方数据AbstractABSTRACTHightemperaturepressuresensorhasb

8、roadapplicationrequirementsinaerospace，aviation，nationaldefenseconstruction，energydevelopmentandotherfields．Siliconmaterialperformanceisgreatlyaffectedinthehigherthan200。Cperformance，Cannotmeettherequirementsofhightemperatureapplications．Atpresent，