De siste årene utvikler landets sensorteknologi seg raskt, og applikasjonsfeltene utvides også. Som den mest modne typen moderne måleteknologi dukker det opp nye teknologier, nye materialer og nye prosesser som stadig dukker opp innen trykksensorer.
En trykksensor er en enhet som brukes til å oppdage trykksignaler og konvertere dem til elektriske signaler i henhold til visse regler. Det er mye brukt innen forskjellige produksjons-, industri- og romfartsfelt. Med underavdeling av påføringsfelt, trykkmåling i høye temperaturer og tøffe miljøer som oljebrønner med høy temperatur og forskjellige motorhulrom blir mer og mer viktig, mens materialene som brukes i vanlige trykksensorer overskrider en viss temperatur (for eksempel arbeidstemperaturen. ° C) vil mislykkes, noe som resulterer i svikt i trykkmåling. Derfor blir trykksensoren med høy temperatur en veldig viktig forskningsretning.
Klassifisering av høytemperaturtrykkssensorer
I henhold til de forskjellige materialene som brukes, kan høytemperatur-trykksensorer deles inn i polysilisium (poly-Si) høytemperatur-trykksensorer, SIC høye temperaturtrykkssensorer, SOI (silisium på isolator) Høyturn-trykk-følelser, SOS (Silicon på surfemperi) Silicon-trykkets-trykktesensorer (silisium på silisium på silisium på silisium på isolator) silisium. Forskningsstatusen og utsiktene til SOI-trykksensorer med høy temperatur er veldig ideelle. Følgende introduserer hovedsakelig SOI høytemperaturtrykkssensor.
SOI høytemperaturtrykkssensor
Utviklingen av SOI høytemperatur-trykksensorer er hovedsakelig avhengig av økningen av SOI-materialer. Soi er silisium på isolator, som hovedsakelig refererer til halvledermaterialet som er dannet mellom Si-underlagslaget og Si Top Layer Layer Layer i BULIO2 som isoleringslaget. og forbedrer påliteligheten til enheten. I tillegg, på grunn av høye temperaturegenskapene til SOI-enhetslaget, blir det et ideelt materiale for å fremstille trykksensorer med høy temperatur.
For tiden er SOI -trykkturssensorer med høy temperatur utviklet i utlandet, og arbeidstemperaturen er -55 ~ 480 ° C; -55 ~ 500 ° C SOI høye temperatursensor utviklet av Goodrich Advanced Sensor Technology Center i USA; SOI høytemperatur-trykksensor utviklet av det franske Leti Institute har også en arbeidstemperatur på mer enn 400 ° C.domestiske forskningsinstitusjoner, utfører også aktivt trykksensorer med høy temperatur, som Xi'an Jiaotong University, Tianjin University og Peking University. I tillegg utfører Fatri Future Advanced Technology Research Institute of Fatri også relatert forskningsarbeid, og det nåværende prosjektet har kommet inn i demonstrasjonsstadiet.
Arbeidsprinsipp for SOI høytemperaturtrykkssensor
I prinsippet benytter SOI høytemperatur -trykksensoren hovedsakelig den piezoresistive effekten av enkeltkrystallsilisium. Når en kraft virker på silisiumkrystallen, er gitteret til krystallen deformert, noe som igjen fører til en endring i mobiliteten til å få et silekrystal til en silekrystal for å få lag for å danne en hvetestein bro som vist i figur 2 (a); Et trykk bak hulrommet er etset på SOI -underlagslaget for å danne en trykkfølsom struktur.
Figur 2 (a) Wheatstone Bridge
Når den trykkfølsomme strukturen blir utsatt for lufttrykk, endres motstanden til piezoresistoren, noe som igjen får utgangsspenningen vout til å endres, og trykkverdien måles gjennom forholdet mellom utgangsspenningsverdien og motstandsverdien til piezoresistoren.
Fabrikasjonsprosess av SOI høytemperaturtrykkssensor
Forberedelsesprosessen for SOI høytemperatur-trykksensor involverer flere MEMS-prosesser. Noen viktige trinn introduseres kort for å forstå prosessen med sensoren, hovedsakelig inkludert piezoresistor-preparat, metall blyforberedelse, trykkfølsom filmforberedelse og trykkkammeremballasje.
Nøkkelen til utarbeidelse av varistorer ligger i kontrollen av dopingkonsentrasjonen og optimaliseringen av den påfølgende etsningsformingsprosessen; Metallfeltlaget fungerer hovedsakelig som tilkobling av Wheatstone Bridge; Forberedelsen av den trykkfølsomme filmen er hovedsakelig avhengig av den dype silisiumetsingsprosessen; Emballasjen til hulrommet varierer vanligvis avhengig av påføring av trykksensor,
Siden de nåværende kommersialiserte høye temperaturens trykksensorer ikke godt kan oppfylle trykkmålingskravene til spesielle tøffe miljøer som oljebrønner med høy temperatur og aero-motorer, har fremtidig forskning på høye temperaturens trykksensorer blitt uunngåelig. Due til sin spesielle struktur og høytemperatursegenskaper, har SOI-materialer blitt ideelle materialer for høytemperatur og trykker. Fremtidig forskning på SOI høytemperaturtrykksensorer bør fokusere på å løse langsiktige stabilitets- og selvoppvarmingsproblemer hos sensorer i tøffe miljøer og forbedre nøyaktigheten til trykksensorer. aspekt.
Naturligvis krever fremkomsten av den intelligente epoken også SOI-trykkturer med høy temperatur kombinert med andre tverrfaglige teknologier for å gi mer intelligente funksjoner som selvkompensasjon, selvkalibrering og informasjonslagring til sensoren, for å bedre fullføre oppdraget med å føle kompleks komplisert miljømessig press. .
Post Time: Feb-13-2023