ウェーハレベル MEMS 真空パッケージングに基づくガラス貫通電気接続を備えた高 Q 共振圧力マイクロセンサー
引用
Luo, Z.; Chen , D.; Wang, J.; Li, Y.; Chen, J. ウェーハレベル MEMS 真空パッケージングに基づくガラス貫通電気相互接続を備えた高 Q 共振圧力マイクロセンサー。 センサー2014、14、24244–24257 。
簡単な
この記事では、ガラスを介した電気接続を備えたウェハーレベルの真空パッケージングを活用して高性能を実現する、高感度共振圧力マイクロセンサーについて説明します。
まとめ
2014 年にSensors誌に掲載されたこの記事では、高感度共振圧力マイクロセンサーの設計、製造、特性評価について説明しています。
重要なポイントは次のとおりです。
- マイクロセンサーは、圧力感知ダイアフラム上に吊り下げられた 2 つの「H」型二重クランプ式マイクロ共振ビームに基づく差動設計を採用しています。圧力が加えられると、一方のビームは引張応力を受け、もう一方のビームは圧縮応力を受け、共振周波数がシフトします。この差動出力により、感度が向上し、温度変化の影響が軽減されます。
- 製造プロセスでは、ウェハレベルの MEMS 真空パッケージング、具体的にはシリコンとガラスの陽極接合を利用して、共振器用の密閉された真空チャンバーを作成します。このパッケージング技術により、長期的な真空気密性が確保され、繊細な共振ビームが保護されます。
- ガラス貫通ビア (TGV) により、外部から共振器への電気的接続が可能になり、統合およびパッケージングのプロセスが簡素化されます。
- 非蒸発性金属薄膜は真空チャンバー内でゲッター材として機能します。このゲッター材は残留ガスを吸収し、真空をさらに強化して共振器の Q 係数を改善します。
- テストにより設計の有効性が実証され、マイクロセンサーは高いパフォーマンス指標を達成しました。
- 高い Q 係数: 22,000 を超え、エネルギー損失が最小限で感度が高いことを示します。
- 高感度： 89.86 Hz/kPaの差動感度で、微細な圧力変化も検出できます。
- 低非線形性: 50 kPa ～ 100 kPa の圧力範囲で 0.02% FS。
- 低温度ドリフト: -40°C ～ 70°C で -0.01% FS/°C 未満であり、広い温度範囲にわたって安定性を示します。
- 優れた長期安定性: 5 か月間で 0.01% FS ドリフト。
- 高精度:フルスケールの 0.01% 未満。
著者らは、この共振圧力マイクロセンサーは、高い感度、精度、安定性を備えており、正確な圧力測定を必要とするアプリケーションにとって有望な候補であると結論付けています。
出典: https://www.semanticscholar.org/reader/1f5d42cee449c93ad01aec61c7a2ce43df099bdd