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當(dāng)力作用于硅晶體時(shí),晶體的晶格產(chǎn)生變形,使載流子從一個(gè)能谷向另一個(gè)能谷散射,引起載流子的遷移率發(fā)生變化,擾動(dòng)了載流子縱向和橫向的平均量,從而使硅的電阻率發(fā)生變化。這種變化隨晶體的取向不同而異,因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān)。硅的壓阻效應(yīng)不同于金屬應(yīng)變計(jì),前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化,后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化(應(yīng)變),而且前者的靈敏度比后者大50~100倍。
壓阻式壓力傳感器優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
1.頻率響應(yīng)高,f0可達(dá)1.5M
2.體積小,耗電少
3.靈敏度高,精度高,可測(cè)量0.1%的精i確度
4.無(wú)運(yùn)動(dòng)部件(敏感元件與轉(zhuǎn)換元件一體)
缺點(diǎn):
1.溫度特性差
2.工藝復(fù)雜
封裝材料的選擇決定傳感器的性能
由于半導(dǎo)體材料對(duì)溫度十分敏感,所以使用過(guò)程中會(huì)存在零漂、溫漂等一系列問(wèn)題,通過(guò)軟件補(bǔ)償能夠解決一些問(wèn)題,但封裝的影響同樣不容忽視,這包括封裝所選材料的電性能、揮發(fā)性,以及受熱受寒膨脹收縮系數(shù)等等都可能使傳感器性能下降,穩(wěn)定性下降,甚至?xí)箓鞲衅鳠o(wú)法使用。
(1)陶瓷封裝
可靠、可塑、易密封等特性使得陶瓷在電子封裝領(lǐng)域占有重要地位,它被廣泛使用于多芯片組件以及球柵陣列等***的電子封裝技術(shù)中。這些優(yōu)點(diǎn)也使陶瓷成為MEMS器件的封裝的首i選材料,許多已經(jīng)商業(yè)化的微機(jī)械傳感器都使用了陶瓷封裝。但是使用陶瓷封裝的成本要高于其他材料。(2)金屬封裝
在集成電路工業(yè)發(fā)展初期,芯片上的晶體管和引腳數(shù)目較少,而金屬封裝由于其堅(jiān)固性和易組裝性而得到應(yīng)用。出于同樣的原因,也有很多MEMS器件使用了金屬封裝。同時(shí),金屬封裝還具有短的制作周期,焊封后的密封性較好等優(yōu)點(diǎn)。但它的成本還是比塑料封裝要高。