웨이퍼 레벨 MEMS 진공 패키징을 기반으로 유리를 통한 전기 연결을 갖춘 High-Q 공진 압력 마이크로 센서
소환
루오, Z.; 첸, D.; 왕, J.; 리, Y.; Chen, J. 웨이퍼 레벨 MEMS 진공 패키징을 기반으로 하는 유리 관통 전기 연결을 갖춘 High-Q 공진 압력 마이크로센서. 센서 2014, 14 , 24244-24257.
짧은
이 기사에서는 유리를 통한 전기 상호 연결이 있는 웨이퍼 레벨 진공 패키징을 활용하여 고성능을 달성하는 매우 민감한 공진 압력 마이크로 센서를 소개합니다.
요약
2014년에 Sensors 저널에 게재된 이 기사는 고감도 공진 압력 마이크로센서의 설계, 제조 및 특성화에 대해 설명합니다.
주요 내용은 다음과 같습니다.
- 마이크로센서는 압력 감지 다이어프램에 매달려 있는 두 개의 "H" 유형 이중 클램핑 마이크로 공진 빔을 기반으로 하는 차동 설계를 활용합니다. 압력이 가해지면 한 빔은 인장 응력을 받고 다른 빔은 압축 응력을 겪게 되어 공진 주파수가 이동하게 됩니다. 이 차동 출력은 감도를 향상시키고 온도 변화의 영향을 줄입니다.
- 제조 공정에서는 웨이퍼 수준 MEMS 진공 패키징, 특히 실리콘-유리 양극 결합을 활용하여 공진기를 위한 밀봉된 진공 챔버를 만듭니다. 이 패키징 기술은 장기적인 진공 견고성을 보장하고 섬세한 공진 빔을 보호합니다.
- TGV(투루 글라스 비아)를 사용하면 외부에서 공진기에 전기적으로 연결할 수 있어 통합 및 패키징 프로세스가 단순화됩니다.
- 비증발성 금속박막은 진공챔버 내부에서 게터 물질로 작용합니다. 이 게터 재료는 잔류 가스를 흡수하여 진공을 더욱 강화하고 공진기의 Q 인자를 향상시킵니다.
- 테스트는 마이크로센서가 고성능 측정항목을 달성하여 설계의 효율성을 입증합니다.
- 높은 Q-인자: 22,000을 초과하며 에너지 손실이 최소화되고 감도가 높다는 것을 나타냅니다.
- 고감도: 89.86Hz/kPa의 미분 감도로 미세한 압력 변화도 감지할 수 있습니다.
- 낮은 비선형성: 50kPa ~ 100kPa 압력 범위에서 0.02% FS.
- 낮은 온도 드리프트: -40°C~70°C에서 -0.01% FS/°C 미만으로 넓은 온도 범위에서 안정성을 보여줍니다.
- 탁월한 장기 안정성: 5개월 동안 0.01% FS 드리프트.
- 높은 정확도: 전체 규모의 0.01%보다 우수합니다.
저자는 높은 감도, 정확성 및 안정성을 갖춘 이 공진 압력 마이크로센서가 정밀한 압력 측정이 필요한 응용 분야에 유망한 후보라고 결론지었습니다.
출처: https://www.semanticscholar.org/reader/1f5d42cee449c93ad01aec61c7a2ce43df099bdd