Sa mga nagdaang taon, ang teknolohiya ng sensor ng aking bansa ay mabilis na umuunlad, at ang mga patlang ng aplikasyon nito ay lumalawak din. Bilang ang pinaka -mature na uri ng modernong teknolohiya ng pagsukat, ang mga bagong teknolohiya, mga bagong materyales at mga bagong proseso ay patuloy na umuusbong sa larangan ng mga sensor ng presyon.
Ang isang sensor ng presyon ay isang aparato na ginamit upang makita ang mga signal ng presyon at i -convert ang mga ito sa mga de -koryenteng signal ayon sa ilang mga patakaran. Malawakang ginagamit ito sa iba't ibang mga patlang ng produksyon, pang-industriya at aerospace. Sa pamamagitan ng subdibisyon ng mga patlang ng aplikasyon, ang pagsukat ng presyon sa mga mataas na temperatura at malupit na mga kapaligiran tulad ng mga materyales na may mataas na temperatura at ang iba't ibang mga lukab ng engine ay nagiging higit at mas mahalaga, habang ang mga materyales na ginamit sa mga sensor ng presyon ng ordinaryong presyon ay lumampas sa isang tiyak na temperatura (halimbawa, ang temperatura ng pagtatrabaho ng nagkakalat na mga sensor ng presyon ng silikon ay mas mababa kaysa sa 120 ETHOR C). ° C) ay mabibigo, na nagreresulta sa pagkabigo sa pagsukat ng presyon. Samakatuwid, ang sensor ng presyon ng mataas na temperatura ay nagiging isang napakahalagang direksyon ng pananaliksik.
Pag -uuri ng mataas na temperaturaMga sensor ng presyon
Ayon sa iba't ibang mga materyales na ginamit, ang mga sensor ng presyon ng mataas na temperatura ay maaaring nahahati sa polysilicon (poly-Si) na mga sensor na presyon ng mataas na temperatura, sensor ng presyon ng high-temperatura ng SIC, SOS (silikon sa sapiro) na iba pang mga uri ng sensor ng pag-unlad, ang iba pang mga uri ng sensor ng hibla, ang iba pang mga uri ng uri ng sensor ng sensor. Ang katayuan sa pananaliksik at mga prospect ng SOI high-temperatura na sensor ng presyon ay napakahusay. Ang mga sumusunod ay pangunahing nagpapakilala sa sensor ng presyon ng mataas na temperatura ng SOI.
SOI mataas na temperatura ng presyon ng sensor
Ang pag-unlad ng mga sensor ng presyon ng mataas na temperatura ng SOI na pangunahing umaasa sa pagtaas ng mga materyal na soi.Soi ay silikon sa insulator, na pangunahing tumutukoy sa materyal na semiconductor na nabuo sa pagitan ng layer ng SI at ang mga espesyal na istraktura ng SOI ay nagbibigay-daan sa pagkakabukod sa pagitan ng layer ng aparato at ang substrate layer, na sumasalamin sa karaniwang gate na nag-iinis sa mga bagay na pang-aasik sa pamamagitan ng silikon, at pinapabuti ang pagiging maaasahan ng aparato.in karagdagan, dahil sa mga mataas na temperatura na katangian ng layer ng aparato ng SOI, ito ay nagiging isang mainam na materyal para sa paghahanda ng mga sensor ng presyon ng mataas na temperatura.
Sa kasalukuyan, ang mga sensor ng presyon ng mataas na temperatura ng SOI ay matagumpay na binuo sa ibang bansa, at ang temperatura ng pagtatrabaho ay -55 ~ 480 ° C; ang -55 ~ 500 ° C SOI high -temperatura pressure sensor na binuo ng Goodrich Advanced Sensor Technology Center sa Estados Unidos; Ang SOI high-temperatura pressure sensor na binuo ng French Leti Institute ay mayroon ding temperatura ng pagtatrabaho na higit sa 400 ° C.Domestic research institusyon ay aktibong nagsasagawa ng pananaliksik sa SOI high-temperatura na sensor ng presyon, tulad ng Xi'an Jiaotong University, Tianjin University, at Peking University. Bilang karagdagan, ang FATRI FUTURE Advanced Technology Research Institute of FATRI ay nagsasagawa rin ng kaugnay na gawaing pananaliksik, at ang kasalukuyang proyekto ay pumasok sa yugto ng demonstrasyon.
Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng sensor ng presyon ng mataas na temperatura ng SOI
Sa prinsipyo, ang sensor ng presyon ng mataas na temperatura ng SOI ay pangunahing gumagamit ng piezoresistive na epekto ng solong kristal na silikon. Kapag ang isang puwersa ay kumikilos sa silikon na kristal, ang sala -sala ng kristal layer upang makabuo ng isang tulay ng wheatstone tulad ng ipinapakita sa Figure 2 (a); Ang isang presyon sa likod ng lukab ay naka -etched sa layer ng SOI substrate upang makabuo ng isang istraktura na sensitibo sa presyon.
Larawan 2 (a) tulay ng wheatstone
Kapag ang istraktura na sensitibo sa presyon ay sumailalim sa presyon ng hangin, ang paglaban ng mga pagbabago sa piezoresistor, na kung saan ay nagiging sanhi ng pagbabago ng boltahe ng boltahe, at ang halaga ng presyon ay sinusukat sa pamamagitan ng ugnayan sa pagitan ng halaga ng boltahe ng output at ang halaga ng paglaban ng piezoresistor.
Proseso ng Fabrication ng SOI Mataas na temperatura ng presyon ng sensor
Ang proseso ng paghahanda ng SOI high-temperatura pressure sensor ay nagsasangkot ng maraming mga proseso ng MEMS. Ang ilang mga pangunahing hakbang ay ipinakilala sa madaling sabi dito upang maunawaan ang proseso ng sensor, higit sa lahat kabilang ang paghahanda ng piezoresistor, paghahanda ng metal na lead, paghahanda ng sensitibo sa pelikula, at packaging ng silid ng presyon.
Ang susi sa paghahanda ng mga varistor ay namamalagi sa kontrol ng konsentrasyon ng doping at ang pag -optimize ng kasunod na proseso ng paghubog ng etching; Ang metal lead layer ay pangunahing nagsisilbing koneksyon ng tulay ng Wheatstone; Ang paghahanda ng film na sensitibo sa presyon ay higit sa lahat ay nakasalalay sa malalim na proseso ng etching ng silikon; Ang packaging ng lukab ay karaniwang nag -iiba depende sa aplikasyon ng sensor ng presyon,
Dahil ang kasalukuyang komersyal na mga sensor ng presyon ng mataas na temperatura ay hindi maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa pagsukat ng presyon ng mga espesyal na malupit na kapaligiran tulad ng mga balon ng langis na may mataas na temperatura at aero-engine, ang pananaliksik sa hinaharap sa mga sensor ng presyon ng high-temperatura, ang mga materyales na SOI ay naging perpektong materyales para sa mga espesyal na istraktura at mga sensor na may mataas na temperatura. Ang hinaharap na pananaliksik sa mga sensor ng presyon ng mataas na temperatura ng SOI ay dapat na nakatuon sa paglutas ng pangmatagalang katatagan at mga problema sa pagpainit ng sarili ng mga sensor sa mga high-temperatura na malupit na kapaligiran at pagpapabuti ng kawastuhan ng mga sensor ng presyon. aspeto.
Siyempre, ang pagdating ng intelihenteng panahon ay nangangailangan din ng SOI high-temperatura na sensor ng presyon na sinamahan ng iba pang mga teknolohiyang multidisciplinary upang magdala ng mas matalinong pag-andar tulad ng paghahambing sa sarili, pag-calibrate sa sarili, at pag-iimbak ng impormasyon sa sensor, upang mas mahusay na makumpleto ang misyon ng sensing kumplikadong mataas na temperatura na presyon ng kapaligiran. .
Oras ng Mag-post: Mar-03-2023