汽车进气歧管压力传感器

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1、汽车发动机进气歧管压力传感器1234进气歧管压力传感器结构及用途压敏电阻式结构及原理进气歧管压力传感器设计Ansys仿真分析与测试1进气歧管压力传感器结构及用途一、概念（1）进气歧管：进气歧管位于节气门与引擎进气门之间1进气歧管压力传感器结构及用途一、概念（2）压力传感器：把进气歧管内节气门后方的压力变化转化为电信号，和发动机转速信号一起送入发动机控制单元（ECU），ECU据此确定基本喷油量1进气歧管压力传感器结构及用途二、安装位置发动机机舱内，用真空管与进气总管相连；节气门后方的进气管上1进气歧管压

2、力传感器结构及用途三、分类按其检测原理可分为：压敏电阻式电容式电感式表面弹性波式注：应用较多的是压敏电阻式和电容式两种。2压敏电阻式结构与原理压敏电阻式（1）结构组成：真空室--1硅膜片--2（四个应变电阻）集成电路—32压敏电阻式结构与原理（2）内部结构：主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接头和引线电极等硅杯与壳体、底座之间组成的腔室为真空室，真空室为基准压力室，基准压力为0。2压敏电阻式结构与原理2压敏电阻式结构与原理2压敏电阻式结构与原理（3）工作原理：压力转换元件是利用半导体的压阻效应制

3、成的硅膜片，一侧是真空室，另一侧是进气管负压。进气压力↑膜片变形↑应变电阻↑输出电压信号↑2压敏电阻式结构与原理（4）信号特点：随着进气歧管压力的上升，传感器的输出电压越来越高。基本上是呈线性增长关系在通常情况下，传感器输出信号电压范围应该从怠速运转时的大约1.25V，平稳上升到气节门全开时的大约5V。2压敏电阻式结构与原理（5）优缺点：优点：体积小，精度高，响应性好，成本低。缺点：急加速时响应慢。注意：安装在压力波动小的部位。3进气歧管压力传感器设计（1）参数的选取：压力测量范围：15~300

4、PSIG工作电压：5VDC或1.5mA工作温度：-40℃-85℃晶圆片规格：100mm(4in)X500μm晶圆片参数：杨氏模量E=190000MPa泊松比ν=0.25屈服应力δs=7000MPa工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（2）尺寸的选取：硅膜边长a：500μm硅膜厚度h：11μm硅片边长A：1000μm硅片厚度H：110μm工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（2）尺寸的选取工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（2）尺寸的选取工作温度范围：-

5、40~85℃3进气歧管压力传感器设计（3）硅振动膜厚度与最大挠度计算及合理性验证：已知：=2.1MPa，δs=7000MPa，h=11μm，H=110μm由δ=得===4.8μm又===16.5μm因为

6、/cm3掺杂，p型硅是指硼以30Ωcm掺杂b.硅盖材料选取减薄过的晶圆，切割尺寸为1000um*1000um*110um硅片工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（4）压敏传感器制作封装流程c.压敏电阻及其互连线的制作单晶离子注入法：注入区域：硅衬底注入杂质：B、BF2和P一般流程：热氧SiO2生长→光刻电阻区→腐蚀SiO2→离子注入→去胶→退火→光刻SiO2开接触孔→溅铝工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（4）压敏传感器制作封装流程d.硅膜空腔的设计制作（用于接受气流

7、压力）通过电化学自停止腐蚀和掩膜版的配合形成边长为500um的正方形硅膜，具体装置如下图所示：工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（4）压敏传感器制作封装流程e.硅盖空腔的设计制作（用于产生绝对压力）采用深层反应离子刻蚀技术，刻蚀一个深度为50um边长为500um的方孔。工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（4）压敏传感器制作封装流程f.玻璃底座的设计①切割用玻璃刀切割出尺寸为1000um*1000um*200um的玻璃②刻蚀采用玻璃钻头钻出一个直径为250um的玻璃通

8、孔g.键合工艺①玻璃底座与制成的硅片采用阳极键②硅盖和硅片采用硅硅直接键合。工作温度范围：-40~85℃3进气歧管压力传感器设计（4）压敏传感器制作封装流程h.封装工艺①芯片级封装：在芯片表面覆盖硅树脂凝胶。②器件级封装：用金属外壳将其包装起来。实现信号转换、芯片同用户需要的连接件之间的设计与封装。③系统级封装：通过薄金属层进行必要的电磁屏蔽。工作温度范围：-40~85℃4Ansys仿真分析与测试（1）ansys仿真整体结构4Ansys仿真分析与测试（1