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硅电容压力传感器结构与及主要问题与性能特征

  发布时间:2010年6月10日
电容压力传感器是以硅材料为基础,利用电容极间距变化将压力转换为电容变化,由MEMS工艺制作的传感器。

  主要问题

  因其检测原理是采用电容极间距变化,而这种极间距变化本身是非线性的,为了改善非线性,开发出较为复杂的芯体结构,如接触式、变面积与变极距相串联等结构。位移传感器另一个问题是要解决微弱电容信号的检测问题。

  硅电容压力传感器性能特征

  一、适合批量生产,成本低
  硅电容压力传感器利用MEMS工艺制作,芯片尺寸为3mm×3mm,一个4寸硅片可制作几百个元件。产品的工艺性好,性能一致,适合批量生产,低成本运行。其制备工艺与IC工艺兼容,工艺装备无须象硅谐振传感器的工艺装备那样昂贵和复杂,也无须象金属膜片电容传感器那样单件制作,保证了硅电容传感器具有高的性能价格比。

  二、稳定性好
  
硅电容压力传感器是一种结构型传感器,压力传感器就检测原理而言,其稳定性优于物性型传感器,从结构设计角度保证了该类传感器的稳定性;结构工艺采用全硬封固态工艺,硅-玻璃-金属导压管采用静电封接,减少了用胶封等引起的应力、滞迟和变差;电容对温度不灵敏,温度附加误差小,不需象硅压阻器件那样进行复杂的温度补偿。稳定性好是硅电容传感器深受用户好感的主要原因之一。

  三、指标先进
  电容传感器本身具有小功率、高阻抗、静电引力小、可动质量小、发热影响小的特点,并可进行非接触测量。硅电容传感器综合性能指标如非线性、过载、静压、可靠性等性能优于硅压阻传感器、陶瓷电容传感器、金属膜片电容传感器。它与硅谐振传感器相当,特别是用户追求的非线性指标,通常硅电容传感器的非线性优于0.05%FS的成品率大于60%。

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