真空傳感器傳感元的特性及仿真說明
作者:中創儀器
發布時間:2016-01-05 09:01
瀏覽量:
在真空傳感器的制作中, 挑選硼硅膜作為傳感器的傳感元, 這是由硼硅膜制作簡略、安全和杰出的機械特性決議的。作為真空傳感器的傳感元, 硼硅膜是真空傳感器的中心有些。這些年, 用P+膜制作微傳感器和微器材, 已經成為各大公司和某些高校熱切研討的主題, 并被作為電容式壓力傳感器的薄膜、加速度傳感器中的懸臂梁、測量流速時的橋、篩漏的小孔以及微型馬達部件等, 廣泛地應用于工業生產中。此外, P+膜可以在各種硅的腐蝕液中到達自中止, 可以作為固態壓力傳感器和SOI構造器材等硅薄膜的腐蝕鴻溝。因為其腐蝕精度高, 腐蝕面平坦而被廣泛選用。運用BN摻雜劑在硅外表摻雜硼, 作為硅腐蝕的自中止外表, BN摻雜源易于控制濃度( 可以供給希望得到的B的濃度) , 再加上其運用安全、便利, 因而具有很高的運用價值。在壓力效果下, 硼硅膜會發作形變, 如圖2所示。

圖2 SiB膜及其在壓力下的形變
假定硼硅膜在Z軸方向上的變形量w>>h (硼硅膜的厚度), 選用大撓度理論對硼硅膜進行說明,差錯較小。說明可得到在硼硅膜上恣意一點(x, y)處的撓度, 則

式中: E是硼硅膜的楊氏模量; ν是泊松比; a是方形電極邊長的一半。此刻, 電容值

因而, 在不一樣的壓力效果下, 方形硼硅膜的變形量是不一樣的, 然后對應不一樣的電容值。使用ANSYS軟件對硼硅膜的變形狀況進行模仿仿真, 研討在不一樣的壓力下, 方形硼硅膜的變形狀況。外界壓力分別是10-3、102Pa 時使用ANSYS仿真的方形硼硅膜的變形狀況如圖3 所示。由圖3 能夠看到,當壓力不一樣時, 顏色帶的方位是不一樣的。壓力越大,硼硅膜的變形量就越大;在同一壓力下, 硼硅膜基地方位的變形量。

圖3外界壓力分別為10-3、102Pa 時對應的硼硅膜的變形示目的 。