MEMS濕度傳感器的研究.pdf

1、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)以微電子及微機(jī)械加工技術(shù)為依托，涉及微電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)、材料科學(xué)等多種工程技術(shù)和學(xué)科。MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、性能優(yōu)良、功能強(qiáng)大、可批量生產(chǎn)等傳統(tǒng)傳感器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 本文提出了一種基于MEMS技術(shù)的雙膜壓阻型濕度傳感器。它是利用旋涂在硅膜上的聚酰亞胺吸濕會(huì)發(fā)生膨脹，從而導(dǎo)致聚酰亞胺和硅膜構(gòu)成的雙膜結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲的原理進(jìn)行工作的。雙膜結(jié)構(gòu)的彎曲可通過(guò)設(shè)置在

2、薄膜周邊的壓阻進(jìn)行測(cè)量。壓阻與聚酰亞胺是分開(kāi)的，這就從根本上阻止了吸濕部件與電子部件之間的耦合，因而所提出的傳感器能用于易燃易爆等惡劣環(huán)境下的濕度測(cè)量。 為了確定傳感器結(jié)構(gòu)，以及優(yōu)化傳感器尺寸，本文利用軟件ANSYS對(duì)壓阻區(qū)應(yīng)力進(jìn)行了多次有限元模擬，并結(jié)合已有的壓阻區(qū)應(yīng)力擬合公式，確定出傳感器的結(jié)構(gòu)，材料參數(shù)和具體尺寸。 為了能夠更有效的測(cè)量壓阻區(qū)應(yīng)力，進(jìn)而測(cè)出相對(duì)濕度。本文對(duì)壓阻的連接方式、摻雜濃度、形狀、阻值、寬度、