V posledních letech se technologie senzorů mé země rychle vyvíjí a její aplikace se také rozšiřují. Jako nejzralejší typ moderní technologie měření se v oblasti tlakových senzorů neustále objevují nové technologie, nové materiály a nové procesy.
Tlakový senzor je zařízení používané k detekci tlakových signálů a jejich převodu na elektrické signály podle určitých pravidel. Je široce používán v různých výrobních, průmyslových a leteckých polích. S rozdělením aplikačních polí, měření tlaku ve vysoké teplotě a drsné prostředí, jako jsou vysokoteplotní olejové studny a různé motorové dutiny, je stále důležitější, zatímco materiály používané v senzorech běžného tlaku přesahují určité teploty (například rozptylovanou teplotu je nižší než 120 ° C), což je nižší než 120 ° C), což je nižší než 120 ° C). ° C) selže, což povede k selhání měření tlaku. Senzor tlaku s vysokým teplotou se proto stává velmi důležitým směrem výzkumu.
Klasifikace senzorů s vysokým teplotou
Podle různých použitých materiálů mohou být senzory tlaku vysokoteplotního tlaku rozděleny na polysilikonové (poly-si) vysokoteplotní tlakové senzory, sic vysokoteplotní tlakové senzory, SOI (křemík na izolátoru) Senzory s vysokým teplotou a na vývojové situaci a jiná odlišná odlišná situace, která je odlišná odlišná odlišnost, a jiná odlišná situace, které jsou odlišné odlišné, a jiná odlišná odlišnost, odlišné odlišné typy. Stav a vyhlídky senzorů vysokoteplotního tlaku SOI jsou velmi ideální. Následující převážně zavádí snímač vysokoteplotního tlaku SOI.
Senzor vysokoteplotního tlaku SOI
Vývoj senzorů vysokoteplotního tlaku SOI se spoléhá hlavně na vzestup materiálů SOI.SOI je křemík na izolátoru, který odkazuje hlavně na polovodičový materiál vytvořený mezi vrstvou substrátu SI a SI vrchnou vrstvu s vrstvou SIO2 jako izolační vrstvu. Křemík a zlepšuje spolehlivost zařízení. Navíc, vzhledem k vysokoteplotním charakteristikám vrstvy zařízení SOI, se stává ideálním materiálem pro přípravu senzorů s vysokou teplotou.
V současné době byly v zahraničí úspěšně vyvinuty tlakové senzory SOI a pracovní teplota je -55 ~ 480 ° C; vysokoteplotní tlakový senzor SOI -55 ~ 500 ° C vyvinutý technologickým centrem pro pokročilé senzor Goodrich ve Spojených státech; SOI s vysokým teplotou tlaku SOI vyvinutý French Leti Institute má také pracovní teplotu více než 400 ° CMOMESTSTICKÝCH VÝZKUMŮ Aktivně také provádějí výzkum vysokoteplotních tlakových senzorů SOI, jako je Xi'an Jiaotong University, Tianjin University a Peking University. Kromě toho také Fatri Future Advanced Technology Research Institute of Fatri provádí související výzkumné práce a současný projekt vstoupil do demonstrační fáze.
Pracovní princip senzoru vysokoteplotního tlaku SOI
In principle, the SOI high temperature pressure sensor mainly utilizes the piezoresistive effect of single crystal silicon.When a force acts on the silicon crystal, the lattice of the crystal is deformed, which in turn leads to a change in the mobility of the carriers, resulting in a change in the resistivity of the silicon crystal.Four piezoresistors are etched in a specific direction on the SOI top device layer to form můstek Wheatstone, jak je znázorněno na obrázku 2 (a); Na vrstvě substrátu SOI je vyleptána tlaková dutina za vzniku struktury citlivé na tlak.
Obrázek 2 (a) Wheatstone Bridge
Když je struktura citlivá na tlak vystavena tlaku vzduchu, změní se odolnost piezoresistoru, což zase způsobí, že se změní výstupní napětí a hodnota tlaku se měří prostřednictvím vztahu mezi hodnotou výstupního napětí a hodnotou odporu piezoresistoru.
Proces výroby senzoru vysokoteplotního tlaku SOI
Proces přípravy SOI vysokoteplotního tlakového senzoru zahrnuje více procesů MEMS. Zde jsou stručně zavedeny některé klíčové kroky k pochopení procesu senzoru, zejména včetně přípravy piezorestoru, přípravy kovového olova, přípravy filmu citlivé na tlak a balení tlakové komory.
Klíč k přípravě varistorů spočívá v kontrole koncentrace dopingu a optimalizaci následného procesu lisování; Kovová vodicí vrstva slouží hlavně jako spojení můstku Wheatstone; Příprava filmu citlivého na tlak se spoléhá hlavně na hluboký proces leptání křemíku; Balení dutiny se obvykle liší v závislosti na aplikaci tlakového senzoru,
Vzhledem k tomu, že současné komercializované vysokoteplotní tlakové senzory nemohou dobře splňovat požadavky na měření tlaku ve zvláštních drsných prostředích, jako jsou vysokoteplotní olejové jamky a letecké motory, budou budoucí výzkum senzorů s vysokým teplotou v tlaku. Budoucí výzkum senzorů tlaku SOI by se měl zaměřit na řešení dlouhodobé stability a samohryje senzorů ve vysokoteplotních tvrdých prostředích a zlepšení přesnosti tlakových senzorů. aspekt.
Příchod inteligentní éry samozřejmě také vyžaduje, aby SOI vysokoteplotní tlakové senzory kombinované s jinými multidisciplinárními technologiemi přinesly inteligentnější funkce, jako je sebeompenzace, samolibrace a ukládání informací do senzoru, aby se lépe dokončilo misi snižování komplexního vysokoteplotního environmentálního tlaku. .
Čas příspěvku: únor 13-2023