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高频响MEMS压力传感器设计与制备 被引量：9
1
作者 梁庭 薛胜方 +3 位作者 雷程 王文涛 李志强 单存良 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第6期6-10,共5页
高频响MEMS压力传感器,常用于各项高速冲击波动态测试,能够完整地呈现和评估测试当场下的动态效果。高频高压高温芯片的加工与刚性封装外壳是高频响MEMS压力传感器的研究难点。文中通过设计仿真、工艺加工试验及封装测试,设计加工出一... 高频响MEMS压力传感器,常用于各项高速冲击波动态测试,能够完整地呈现和评估测试当场下的动态效果。高频高压高温芯片的加工与刚性封装外壳是高频响MEMS压力传感器的研究难点。文中通过设计仿真、工艺加工试验及封装测试,设计加工出一种齐平式倒装封装的高频响MEMS压力传感器。完成220℃的温度-压力复合场动态性能测试,补偿后的传感器精度可达±1.5%FS,频响可达375.2 kHz。 展开更多
关键词 高频响 压力传感器 芯片加工 倒装封装 齐平封装 性能测试
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压阻式高温压力传感器温度补偿与信号调理设计与测试 被引量：9
2
作者 薛胜方 梁庭 +2 位作者 雷程 李志强 单存良 《计算机测量与控制》 2021年第2期256-261,266,共7页
设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补... 设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补偿具有显著的效果;此外,采用了高温信号调理电路来提高传感器的输出灵敏度,通过温度补偿来降低输出灵敏度;与传统的经验算法相比,所提出的无源电阻温度补偿技术具有更小的温度漂移,在220℃条件下传感器输出灵敏度为4.93 mV/100 kPa,传感器灵敏度为总体测量精度为±2%FS;此外,由于柔性传感器的输出电压可调,因此不需要使用一般的电压转换器随动压力变送器,这大大降低了测试系统的成本,有望在恶劣环境下的压力测量中得到高度应用。 展开更多
关键词 高温压阻式压力传感器 无源电阻温度补偿 信号调理
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355 nm全固态紫外激光加工玻璃通孔工艺 被引量：7
3
作者 王文涛 梁庭 +4 位作者 雷程 李奇思 李永伟 李志强 单存良 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第1期59-65,共7页
玻璃通孔结构广泛应用于光通信、微电子机械系统(MEMS)封装、芯片三维垂直集成等领域。采用单一变量法详细研究了355 nm全固态紫外激光进行玻璃通孔加工时,各激光参数对通孔直径、锥度及表面质量的影响。研究结果表明,随着激光功率密度... 玻璃通孔结构广泛应用于光通信、微电子机械系统(MEMS)封装、芯片三维垂直集成等领域。采用单一变量法详细研究了355 nm全固态紫外激光进行玻璃通孔加工时,各激光参数对通孔直径、锥度及表面质量的影响。研究结果表明,随着激光功率密度的增大,孔边缘易出现较严重的裂损现象,孔径随之增大;激光重复频率的增大将增加通孔边缘及侧壁的熔融物数量,且通孔锥度也会增加;适当降低激光扫描速度可减小通孔边缘重凝区宽度,然而扫描速度太低时,由于热累积效应打孔质量下降;适当的负离焦有利于获得垂直度高、质量良好的玻璃通孔。研究结果对使用激光加工高质量玻璃通孔的参数选取具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 紫外激光 玻璃通孔 激光加工 3D垂直封装 单一变量法
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基于SOI的MEMS高温压阻式压力传感器 被引量：6
4
作者 单存良 梁庭 +4 位作者 王文涛 雷程 薛胜方 刘瑞芳 李志强 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第4期325-331,共7页
基于高温环境下压力实时监测的广泛需求,设计并制备了一种最大量程为1.5 MPa的绝缘体上硅(SOI)压阻式压力传感器。根据压阻效应原理和薄板变形理论,完成了传感器力学结构和电学性能的设计,采用微电子机械系统(MEMS)加工工艺完成了敏感... 基于高温环境下压力实时监测的广泛需求,设计并制备了一种最大量程为1.5 MPa的绝缘体上硅(SOI)压阻式压力传感器。根据压阻效应原理和薄板变形理论,完成了传感器力学结构和电学性能的设计,采用微电子机械系统(MEMS)加工工艺完成了敏感芯片的制备,并使用了一种可耐300℃高温的封装技术。实验中采用了常温压力测试平台和压力-温度复合测试平台进行测试,测试结果表明,封装后的传感器在常温环境下具有良好的非线性误差、迟滞性和重复性,其灵敏度可达到0.082 8 mV/kPa,同时在300℃高温环境中其灵敏度仍可达0.063 8 mV/kPa。 展开更多
关键词 高温压力传感器 微电子机械系统(MEMS) 压阻效应 灵敏度 倒装封装
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基于MEMS技术的颅压监测传感器的设计与制备 被引量：5
5
作者 王文涛 梁庭 +4 位作者 杨娇燕 雷程 李志强 单存良 薛胜方 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第10期811-816,851,共7页
颅内压力的监测对颅内疾病的诊断和治疗有重要的作用,基于硅的压阻效应,设计了一种可用于人体颅内压力监测的植入式压力传感器。根据压阻效应原理和薄板变形理论,完成了颅压传感器力学结构和电学性能的设计,然后采用微电子机械系统(MEMS... 颅内压力的监测对颅内疾病的诊断和治疗有重要的作用,基于硅的压阻效应,设计了一种可用于人体颅内压力监测的植入式压力传感器。根据压阻效应原理和薄板变形理论,完成了颅压传感器力学结构和电学性能的设计,然后采用微电子机械系统(MEMS)加工工艺完成了敏感芯片的制备,并提出了一种具有生物兼容性的绝缘封装结构。同时搭建了绝缘性测试平台和性能测试平台,通过测试证明封装后的传感器具有良好的绝缘性和抗渗透能力,且其灵敏度可达到1.608 mV/kPa,可对颅压的变化做出响应,为颅压传感器的批量化生产奠定了研究基础。 展开更多
关键词 微电子机械系统(MEMS) 传感器 颅压 压阻效应 薄板变形
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基于石墨烯敏感材料的NH3气体传感器 被引量：3
6
作者 刘瑞芳 雷程 +6 位作者 梁庭 王凯 李奇思 王文涛 李志强 李永伟 单存良 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第8期637-642,649,共7页
介绍了一种以石墨烯作为气敏材料的高灵敏度、快速响应的NH3气体传感器的制备与测试。该气体传感器制备工艺简单,仅需要在微电子机械系统(MEMS)工艺制备好的Au叉指电极上喷涂氧化还原处理后的石墨烯即可。在不同的温度、NH3体积分数下... 介绍了一种以石墨烯作为气敏材料的高灵敏度、快速响应的NH3气体传感器的制备与测试。该气体传感器制备工艺简单,仅需要在微电子机械系统(MEMS)工艺制备好的Au叉指电极上喷涂氧化还原处理后的石墨烯即可。在不同的温度、NH3体积分数下对其气敏特性进行测试。测试结果表明,在25~100℃时,传感器的灵敏度与温度的线性相关系数高达0.98142;在体积分数0~8×10-4的NH3中,传感器的灵敏度与NH3体积分数线性相关系数高达0.9956,在NH3体积分数为10-4、环境温度为25℃时,传感器的灵敏度为3.54436%。同时,该传感器具有较广的检测范围,在NH3体积分数为10-2时,其响应和恢复时间分别仅为38 s和26 s,且具有较好的选择性和重复性。 展开更多
关键词 石墨烯 微电子机械系统(MEMS)工艺 NH3传感器 叉指电极 气敏特性
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基于紫外激光对硅基微通道刻蚀分析 被引量：1
7
作者 单存良 梁庭 +3 位作者 雷程 王文涛 刘瑞芳 李奇思 《电子测量技术》 北大核心 2021年第2期170-175,共6页
紫外激光具有波长短、速度快、加工精度高、热影响区小以及无损加工等优点,针对紫外激光加工过程中,不同参数对刻蚀结果产生不同的影响,实验中通过控制单一变量法,设计了扫描速度、扫描次数、能量密度、重复频率、离焦量等不同参数对刻... 紫外激光具有波长短、速度快、加工精度高、热影响区小以及无损加工等优点,针对紫外激光加工过程中,不同参数对刻蚀结果产生不同的影响,实验中通过控制单一变量法,设计了扫描速度、扫描次数、能量密度、重复频率、离焦量等不同参数对刻蚀结果的影响。实验结果表明,刻蚀宽度随能量密度的增加而增加,但是增加率不断降低;减小扫描速度,可以刻蚀出深度较深并且边缘工整的微通道;随着扫描次数的增大,激光刻蚀的深度不断增大,但增大率在不断的减小,刻蚀深度过深,激光将不会对沟道再进行刻蚀。实验中通过优化激光刻蚀参数,得到了刻蚀宽度为146μm、刻蚀深度为25.665μm、微通道边缘整齐,边缘粗糙度为7μm,沟道的垂直度将近90°的L型硅基微通道。 展开更多
关键词 紫外激光器 单一变量法 刻蚀宽度 刻蚀深度 L型硅基微通道
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微型化FAIMS气体传感器的制备与测试
8
作者 张成印 雷程 +4 位作者 梁庭 刘瑞芳 冯伟 单存良 薛胜方 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第3期219-224,共6页
依据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,设计了一种迁移区和收集区一体化式的微型化FAIMS气体传感器。电离区采用能量为10.6eV的紫外灯对异丁烯气体进行电离,迁移区和收集区采用微电子机械系统(MEMS)工艺进行制备,将图形化后的硅片... 依据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,设计了一种迁移区和收集区一体化式的微型化FAIMS气体传感器。电离区采用能量为10.6eV的紫外灯对异丁烯气体进行电离,迁移区和收集区采用微电子机械系统(MEMS)工艺进行制备,将图形化后的硅片和硼硅玻璃通过阳极键合工艺制备成一体化的传感器,传感器尺寸为3mm×4mm×1mm。实验中,搭建了相应的测试系统,在收集区外接放大电路对异丁烯的电离进行了检测。将传感器在不同体积分数异丁烯环境中进行测试。测试结果表明,传感器测试精度可达1×10^(-7)/mV,在体积分数2×10^(-4)的异丁烯环境中其响应时间为6s,恢复时间为7s,具有较快的响应时间和恢复时间,且具有良好的稳定性和重复性。 展开更多
关键词 气体传感器 微电子机械系统(MEMS) 高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS) 阳极键合 气体检测
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