ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

4
Содержание
том 61 / АПРЕЛЬ, 2018
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2018-61-4-368-373

УДК 621.3.084.2

МИНИМИЗАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЧУВСТВИТЕЛЬНОМ ЭЛЕМЕНТЕ МИКРОДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ ПРИ КОРПУСИРОВАНИИ

Волкова Е. И.
Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова, научно-исследовательский отдел разработки аналоговых и аналого-цифровых интегральных схем; инженер-исследователь


Попков С. А.
Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю. Е. Седакова, научно-исследовательский отдел разработки аналоговых и аналого-цифровых интегральных схем; старший научный сотрудник


Аннотация. Представлены результаты исследований механических напряжений, возникающих в чувствительном элементе (ЧЭ) микродатчика давления при его монтаже в корпус. Методом конечных элементов выполнено численное моделирование как остаточных механических напряжений самого кристалла ЧЭ, так и напряжений, вызванных термическим расширением-сжатием при размещении кристалла ЧЭ в системе „опорный кристалл—корпус“. Определена оптимальная конструкция опорного кристалла, в которую входят как планарные, так и объемные термокомпенсационные элементы, позволяющие минимизировать вызванные температурными колебаниями напряжения. Из представленных типов опорных кристаллов выбраны те, которые не привносят дополнительный отрицательный функционал в выходную характеристику при работе ЧЭ. Предложе-на собственная модель опорного кристалла, применимая для ЧЭ датчика как абсолютного, так и дифференциального давления. 
Ключевые слова: опорный кристалл, механические напряжения, чувствительный элемент, микродатчик давления, микросистемная техника

Список литературы:
  1. Ваганов В. И. Интегральные тензопреобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1983. 136 с.
  2. Hsieh C.-C., Hung C.-C., Li Y.-H. Investigation of a pressure sensor with temperature compensation using two concentric wheatstone-bridge circuits // Modern mechanical engineering. 2013. Vol. 3. P. 104—113.
  3. Cho S. T., Najafi K., Wise K. D. Secondary sensitivities and stability of ultrasensitive silicon pressure sensors // IEEE Solid-state sensor and actuator workshop. 1990. P. 184—187.
  4. Beeby S., Ensel G., Kraft M., White N. MEMS mechanical sensors. London: Artech house MEMS library, 2004. 281 p.
  5. Mirza A., Ayon A. Silicon wafer bonding: key to MEMS high-volume manufacturing // Sensors. 1998. P. 24—33. [Электронный ресурс]: http://archives.sensorsmag.com/articles/1298/sil1298/.
  6. Offereins H. L., Sandmier H. Novel stress free assembly technique for micromechanical devices // Proc. of the 1st Intern. Conf. on Micro, Electro, Opto, Mechanic Systems and Components „Micro-System Technologies '90“. Berlin: Springer, 1990. P. 515—520.
  7. Spiering V. L. et al. On-Chip decoupling zone for package-stress reduction // IEEE. 1991. P. 982—985.