硅电容式差压传感器的研制

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1、沈阳工业大学硕士学位论文摘要硅电容式差压传感器在国际上刚刚崭露头角，在国内尚属空白，此项目被国家列为“十五”攻关课题，以填补国内空自，适应市场的大量需求。本文介绍了几种硅电容式差压传感器的设计方案，并且考察了仪表所现有的工艺条件和技术水平，比较各种方案对该传感器产业化的难易程度，最终确定了符合现有的工艺条件、易于产品化以及与其它产品生产相兼容的最佳方案。硅电容式差压传感器是在沈阳仪器仪表工艺研究所研制的，利用了MEMS的各种工艺。文中详述了相关工艺的原理、流程、优缺点、及工艺条件对传感器性能的影响等。例如，KOH溶液对硅

2、的各向异性腐蚀，磁控溅射台制作光亮的铝膜，超声打孔机制作导压孑L，静电键合装置对硅岛膜与玻璃极板的阳极封接等等。对试制的前期样品性能进行了测试，发现它的重复性、回差性、滞后性基本达到设计要求，但稳定性不太理想，有时间漂移的现象。通过查阅资料和反复试验，最终找到了影响稳定性的根源，并在工艺上可以得到解决，稳定性能有所提高。可以说成功地研制出了硅电容式差压传感器。在研制过程中，本文积累了大量的数据，曲线，图片以及各种相应的照片，它们为该传感器的研制提供了可靠的依据。另外，本文还利用ANSY$软件对方形硅岛膜进行了力学分析，表

3、明硅岛膜在～定压力下岛上各点的挠度。随着岛尺寸的变小，岛膜能够越来越好地平行移动。同时．岛的尺寸还要受到其它限制，例如电容相对面积的大小，硅岛膜总体尺寸的大小等等。这为力敏元件的研制提供了理论依据。关键词：硅电容，差压传感器，M畦MS，ANsYs沈阳工业大学硕士学位论文TheDevelopmentoftheSiliconCapacitanceDifferentPressureSensorAbstractThesiliconcapacitancedifferentpmssuresensorhasbeendevelopeds

4、uccessfullyoverseasandnotathome．Itisconfirmedthenation‘'FIFTEEN”taskinoNertomakeitbyourselvesandsatisfywiththemarketdemand．Afewdesignprojectsonthesiliconcapacitancedifferentpressuresensorarementioncdinthepaper．Aftertheexistingprocessingandtechnologylevelarereview

5、edandthatwhichofthesedesignprojectsiseasiertothissensorinduslrializationareconsidered，aoptimaldesignprojectwhichcarlaccordwiththeexistingpmcessing，iseasiertoindustrializeandCallbecompatiblewitllmanufactureofo出erproductsiScop_firmed．Thesiliconcapacitancedifferentp

6、ressuresensorwasdevelopedintheShenyangInstituteofInstrumentationTechnologywithsomekindsoftheMEMSprocessing．Theprinciple，virtueanddefect，theeffectofconditionandflowoftheseMEMSprocessingarestatedindetailinthepaper．Forexample，thesiliconisetchedanisolropically访theKOH

7、solution,thelucentAIfilmismadewiththemagnelTonsputteringsystem，thepressureholeisdrilledbythesupersomcstilettomachineandthesiliconandtheglassarebondedwitheleclxostaticbondmgsetup．Somesampleswerealsotestedthere，andasaresulttheirrepetition，come-and—godifferenceandla

8、gperformanceCansatisfywiththedemand，butthestabilizationperformanceisalittlebadandthereexistthetimeexcursion．Afterthemassinformationwasmferedtoandthemuchexperim