微傳感器是該設備的主要產品,在開發的產品中占有很大的比重。微傳感器體積小,功耗低,響應快,易于與信號處理部分集成,形成微傳感器測試系統。這些特性使其能夠廣泛應用于汽車、航空航天、電機、醫學、家用電器、生物化學和環境檢測等領域。
在微傳感器中,微壓傳感器是主角之一的一個分支。傳感器的柔性和線性是傳感器的重要功能特性。特別是對于超微型壓力傳感器。小型微壓傳感器的靈敏度和線性度一直是微壓傳感器發展的主要因素。
為了解決微壓傳感器靈敏度和非線性之間的矛盾,結合梁膜結構和平膜雙島結構的優點,采用了雙島梁結構。島嶼的面積沒有按比例擴大或縮小。首先,為了增加靈敏度,窄束區的長度和寬度應盡可能減小。從梁-膜-島結構的有限元分析和近似解析分析中發現,減小狹窄梁區的長度和寬度可以明顯增加梁上的應力。并且當中間窄光束的長度大約是兩個窄光束長度的兩倍時,器件的線性度。雖然有雙島限位結構,但是在高過載的情況下, 硅膜將首先從島的邊界區域和角落區域破裂。這是因為傳統的島狀膜結構是采用常規的各向異性的帶掩膜濕法刻蝕,從硅片背面形成硅膜和背島。硅膜為晶面,邊框側邊和背島為晶面,夾角為54.74°銳角。根據力學原理,角部區域存在應力集中效應,使得硅膜正面或背面受壓后,角部區域會出現應力極值,因此斷裂首先從那里發生。在引入應力分散結構后,拐角區域變成具有一定曲率的圓角區域, 并且該區域的應力極值減小。利用一般的各向異性濕法刻蝕不可能在硅膜與框架或背島的邊界處形成具有一定曲率的緩變結構。因此,采用了無掩模各向異性濕法腐蝕技術。
微壓傳感器應用廣泛,但是微壓傳感器的量程不夠小,靈敏度和線性度都不是很好,所以微壓傳感器還很難得到很好的應用。隨著科技的發展,微壓傳感器在慶云的應用前景將會更加廣闊。matlab中有現成的函數regressive(),可以直接調用。