基于Ecoflex的柔性电容式压力传感器的制备及特性研究

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作者 宋阳阳 郑浩然 +3 位作者 张胜宾 王帅龙 杨盼 于仕辉 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期67-70,共4页

柔性压力传感器因其可穿戴、可拉伸、便携等特点,被广泛用于电子皮肤、运动监测、人机交互等领域。为提高柔性压力传感器的灵敏度,常采用光刻技术、化学刻蚀等制工艺,制备流程复杂,成本较高。结合简单便捷且低成本的紫外臭氧(UVO)紫外... 柔性压力传感器因其可穿戴、可拉伸、便携等特点,被广泛用于电子皮肤、运动监测、人机交互等领域。为提高柔性压力传感器的灵敏度,常采用光刻技术、化学刻蚀等制工艺,制备流程复杂,成本较高。结合简单便捷且低成本的紫外臭氧(UVO)紫外辐射技术和模板法,制备了Ecoflex双层褶皱微结构柔性电容式传感器,系统研究介质层微结构对传感器性能的影响。实验结果表明,具有交叉褶皱结构的传感器具有更高的灵敏度(2.34kPa^(-1)),更快的响应速度(50ms),较高的重复稳定性(1500次),并成功检测到手指弯曲、肘关节弯曲、脉搏跳动等情况,表明了该传感器在可穿戴电子设备、健康监测、运动监测等领域具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 柔性电容式压力传感器 ECOFLEX 双层折叠结构 交叉堆叠 可穿戴电子

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电容式压力传感器的设计和仿真分析

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作者 曹海燕 王慧慧 +2 位作者 赵鹤然 孙晓东 张颖 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期88-91,共4页

对微器件中应用较广泛的一种电容式MEMS压力传感器的结构进行了优化设计,提出了一种新型的电容式压力传感器设计方案,使MEMS结构与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容。通过Ansys软件建立模型并进行仿真分析,结果表明:传感器的性能与... 对微器件中应用较广泛的一种电容式MEMS压力传感器的结构进行了优化设计,提出了一种新型的电容式压力传感器设计方案,使MEMS结构与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容。通过Ansys软件建立模型并进行仿真分析,结果表明:传感器的性能与敏感膜的形状和尺寸有关系。在所研究的结构参数范围内,1200μm方形膜结构的压力传感器的灵敏度可达到218.89 pF/MPa,而且高压范围内的灵敏度和线性度较低压范围的好。该结构的传感器工艺流程简易,仿真研究结果为电容式压力传感器的设计和应用提供了基础依据。 展开更多

关键词 电容式压力传感器 互补金属氧化物半导体工艺 ANSYS软件 敏感膜

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柔性电容式压力传感器性能优化的研究进展 被引量：3

3

作者 党新玉 段沐荣 +2 位作者 吴蓓 孙润军 王秋实 《印染》 CAS 北大核心 2024年第4期72-77,共6页

柔性电容式压力传感器具有低能耗、高灵敏度、高稳定性等优点,在可穿戴设备、电子皮肤等柔性电子领域受到广泛关注。概述了以复合介电层和微结构设计为代表的柔性电容式压力传感器灵敏度提升方法,并介绍了柔性电容式压力传感器在追求高... 柔性电容式压力传感器具有低能耗、高灵敏度、高稳定性等优点,在可穿戴设备、电子皮肤等柔性电子领域受到广泛关注。概述了以复合介电层和微结构设计为代表的柔性电容式压力传感器灵敏度提升方法,并介绍了柔性电容式压力传感器在追求高灵敏度和宽检测范围方面通常采用的多级复合结构、复合机制和混合响应策略,最后对柔性电容式压力传感器发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 电容式压力传感器 结构设计 性能优化 灵敏度 研究进展

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基于双面多级微结构的柔性电容式压力传感器

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作者 黄梁松 王硕 +4 位作者 张鹏 张坤 杜明超 黄鑫 步晓飞 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1692-1699,共8页

柔性压力传感器作为可穿戴智能设备的重要组成部分,在人体行为监测、电子皮肤系统等方面有广泛的应用。为了进一步利用微结构对柔性传感器灵敏度的提升效果,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)与碳黑(CB)、多壁碳纳米管(MWCNTs)混合成导电材料并... 柔性压力传感器作为可穿戴智能设备的重要组成部分,在人体行为监测、电子皮肤系统等方面有广泛的应用。为了进一步利用微结构对柔性传感器灵敏度的提升效果,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)与碳黑(CB)、多壁碳纳米管(MWCNTs)混合成导电材料并复制砂纸表面微结构作为上下电极层,用PDMS复制弧形凸起和砂纸微结构组成双面微结构介电层,设计成基于双面多级微结构的柔性电容式压力传感器。两种微结构的组合使得传感器的性能有了明显的提高,具有高的灵敏度(1.2875 kPa^(-1),<0.1 kPa),宽的检测范围(可达100 kPa),快的响应时间(80 ms),并保持良好的重复稳定性。结果表明:该传感器能够在人体行为监测以及其他应用方面发挥理想的性能。 展开更多

关键词 电容式压力传感器 双面微结构 多级微结构 人体行为监测

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电容式压力传感器的线性化校正与温度补偿 被引量：10

5

作者 刘沁 周东旭 +2 位作者 张治国 匡石 李新 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第11期1-2,6,共3页

论述了利用最小二乘法和牛顿插值法对电容式压力传感器的非线性和温度影响进行校正和补偿的方法。对电容式压力传感器信号存在非线性和温漂问题的机理进行了分析。采用最小二乘法对传感器输出信号进行非线性校正,然后利用牛顿插值法进... 论述了利用最小二乘法和牛顿插值法对电容式压力传感器的非线性和温度影响进行校正和补偿的方法。对电容式压力传感器信号存在非线性和温漂问题的机理进行了分析。采用最小二乘法对传感器输出信号进行非线性校正,然后利用牛顿插值法进行温度补偿。测试结果表明,在-40~85℃温度范围内实现了0.04%的测量精度。 展开更多

关键词 电容式压力传感器 最小二乘法 牛顿插值法

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新型厚膜陶瓷电容式压力传感器感压元件研究 被引量：6

6

作者 唐力强 李民强 +2 位作者 陈建群 张宾 王英先 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第6期39-42,共4页

采用厚膜传感技术研制新型陶瓷电容式压力传感器,重点开展厚膜陶瓷电容感压元件的制备工艺和混合集成化研究。详细阐述了双电容感压元件的工作原理、结构设计、工艺制备方法及性能测试。试验结果表明:研制的感压元件性能良好,非线性误... 采用厚膜传感技术研制新型陶瓷电容式压力传感器,重点开展厚膜陶瓷电容感压元件的制备工艺和混合集成化研究。详细阐述了双电容感压元件的工作原理、结构设计、工艺制备方法及性能测试。试验结果表明:研制的感压元件性能良好,非线性误差低于1.0%,迟滞误差小于0.5%,测试电容和参考电容温度系数近乎一致。 展开更多

关键词 厚膜 电容式压力传感器 感压元件

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基于黑磷烯/氧化石墨烯双介质层的柔性电容式压力传感器 被引量：9

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作者 聂萌 郭安琪 +1 位作者 陈佳琦 徐峰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期481-484,共4页

设计并制备了由黑磷烯/氧化石墨烯双层材料为介质层的电容式柔性压力传感器,该传感器结构以ITO为电容上下极板,PET为柔性基底,并对该传感器进行了系统的性能测试与分析。着重研究了该传感器在不同压力量程内的灵敏度,进而分析了其温度... 设计并制备了由黑磷烯/氧化石墨烯双层材料为介质层的电容式柔性压力传感器,该传感器结构以ITO为电容上下极板,PET为柔性基底,并对该传感器进行了系统的性能测试与分析。着重研究了该传感器在不同压力量程内的灵敏度,进而分析了其温度漂移特性。测试结果表明,以黑磷烯/氧化石墨烯薄膜为双介质层的电容式柔性压力传感器在0～3.12 kPa压力量程内灵敏度可达到1.60 kPa^(-1)。同时,对该传感器和以氧化石墨烯薄膜为单介质层的传感器进行了弯曲应变性能的对照实验,可知具有双介质层的传感器结构能够显著提高传感器的输出特性。 展开更多

关键词 柔性 电容式压力传感器 黑磷烯 氧化石墨烯 灵敏度

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一种单片集成电容式压力传感器的设计、制造和测试 被引量：2

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作者 黄晓东 王斌 +1 位作者 秦明 黄庆安 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期578-580,共3页

提出了一种新型电容式压力传感器。在外加压力下,该传感器的极板面积、间距以及介质层介电常数均发生改变,并导致电容发生变化。同时介绍了接口电路的设计,该电路基于电容-频率转换原理。该传感器结构简单,实现了与CMOS接口电路集成。... 提出了一种新型电容式压力传感器。在外加压力下,该传感器的极板面积、间距以及介质层介电常数均发生改变,并导致电容发生变化。同时介绍了接口电路的设计,该电路基于电容-频率转换原理。该传感器结构简单,实现了与CMOS接口电路集成。传感器采用标准CMOS工艺与后处理工艺相结合的方式制造。结果表明,在800hPa到1100hPa的压力范围,传感器灵敏度约为44fF/hPa,接口电路的分辨率为3.77Hz/hPa。 展开更多

关键词 单片集成 电容式压力传感器 接口电路

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基于支持向量机的电容式压力传感器建模方法 被引量：2

9

作者 吴德会 王晓红 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第7期10-12,共3页

将支持向量机(SVM)引入传感器建模研究中,这里,SVM作为校正误差的一个逆模型。SVM有效地解决了小样本学习问题,因此,该方法对试验数据无特殊要求。最后,电容式压力传感器(CPS)建模试验结果证明了该方法的可行性和高效性。

关键词 支持向量机 电容式压力传感器 传感器校正 逆模型 拟合方法

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电容式压力传感器温度补偿的RBF神经网络 被引量：9

10

作者 张雪君 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2001年第5期9-11,共3页

提出了一种基于径向基函数 (RBF)神经网络的电容式压力传感器温度补偿方法。通过实例说明了这一方法的应用 ,结果表明采用这种方法能在不同的压力下及温度变化较大时 ,对电容式压力传感器进行有效的温度补偿 ,并且能得到很高的补偿精度。

关键词 电容式压力传感器 温度补偿 径向基函数 神经网络

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接触电容式压力传感器的设计与模拟

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作者 彭韶华 周闵新 +1 位作者 秦明 黄庆安 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第12期78-80,共3页

针对大气测量的气压计应用,根据接触电容式压力传感器的工作原理,优化设计了绝对压力传感器的圆形膜结构。通过有限元分析软件ANSYS进行了验证,最后讨论了这种结构的非线性度。

关键词 接触电容式压力传感器 圆形膜结构 ANSYS 非线性度 气压计

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微型电容式压力传感器硅基薄膜的设计与制备 被引量：3

12

作者 陶也 曾毅波 +2 位作者 刘畅 林杰 郭航 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期627-632,共6页

获得均匀、平整的硅基薄膜是制备出高灵敏度的微型电容式压力传感器的关键步骤.首先在理论分析的基础上,确定了微型电容式压力传感器的基本参数,而后在制备中,发展了一种新型的硅基薄膜制作方法,即利用硅-玻璃键合工艺,结合浓KOH溶液超... 获得均匀、平整的硅基薄膜是制备出高灵敏度的微型电容式压力传感器的关键步骤.首先在理论分析的基础上,确定了微型电容式压力传感器的基本参数,而后在制备中,发展了一种新型的硅基薄膜制作方法,即利用硅-玻璃键合工艺,结合浓KOH溶液超声腐蚀与化学机械抛光的方法,得到了厚度为10μm的均匀、平整的硅基薄膜,为制备微型压力传感器奠定了工艺基础,也可用于其他微机电系统(MEMS)压力传感器. 展开更多

关键词 微机电系统 电容式压力传感器 硅薄膜 超声腐蚀 化学机械抛光

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采用环形岛棱结构的电容式压力传感器(英文) 被引量：5

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作者 邹黎明 郭航 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1385-1390,共6页

改变传感器可动极板的结构是解决MEMS电容式压力传感器信号输出与压力输入呈非线性关系问题的方法之一。设计了一种新型结构电容式压力传感器,其可动极板是LPCVD氮化硅构成的一个方形薄膜,薄膜中心到边缘之间由PECVD氧化硅构筑一个环形... 改变传感器可动极板的结构是解决MEMS电容式压力传感器信号输出与压力输入呈非线性关系问题的方法之一。设计了一种新型结构电容式压力传感器,其可动极板是LPCVD氮化硅构成的一个方形薄膜,薄膜中心到边缘之间由PECVD氧化硅构筑一个环形岛棱,使可动极板在压力负载下的变形趋于平整,减小了边缘杂散电容带来的非线性,从而改善了该传感器的输出特性。利用有限元方法分析了不同尺寸的动极板在不同外加压力作用下压力与形变的关系,以及相应的应力分布情况,并采用最小二乘拟合直线法计算了压力传感器的线性度。分析结果表明,与常规的双极板微型电容式压力传感器相比,新型结构压力传感器的线性度改善了48 .38 %,达到了1 .6 %。 展开更多

关键词 微机电系统 电容式压力传感器 线性度 有限元法

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基于微半球结构液态金属弹性体的柔性电容式压力传感器 被引量：6

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作者 钟雅琪 张东光 +1 位作者 张兴芳 杨嘉怡 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第3期23-28,44,共7页

为了提高电容式传感器的灵敏度,设计了基于微半球结构液态金属弹性体柔性电容式压力传感器。该传感器以液态金属(LM)和弹性体(Ecoflex 00-30)作为介电层材料,采用模板法构建出微半球结构弹性体表面,选用柔性印刷电路板(FPCB)作为传感器... 为了提高电容式传感器的灵敏度,设计了基于微半球结构液态金属弹性体柔性电容式压力传感器。该传感器以液态金属(LM)和弹性体(Ecoflex 00-30)作为介电层材料,采用模板法构建出微半球结构弹性体表面,选用柔性印刷电路板(FPCB)作为传感器上下电极。研究分析了微半球结构和液态金属填料体积分数对传感器灵敏度的影响。实验结果表明,掺杂40%体积分数LM的微半球结构传感器灵敏度高(0.721 kPa;)、检测极限低(<1.23 Pa)、响应时间短(<450 ms)、稳定性良好。该传感器可用于氢燃料电池气压泄漏检测。 展开更多

关键词 柔性 电容式压力传感器 液态金属 微结构 高灵敏度

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基于PDMS微结构介质层的柔性电容式压力传感器 被引量：3

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作者 李文望 张贺 +5 位作者 杨雨程 谢昂达 姜佳昕 罗志伟 郑高峰 王翔 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期525-532,共8页

近年来,为了满足人工智能、物联网和可穿戴设备的发展需求,高灵敏度、低成本的柔性压力传感器的设计和制备引起了研究人员的广泛关注.本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)四棱柱微结构薄膜作为传感器的介质层,以银纳米线-聚对苯二甲酸乙二醇酯(A... 近年来,为了满足人工智能、物联网和可穿戴设备的发展需求,高灵敏度、低成本的柔性压力传感器的设计和制备引起了研究人员的广泛关注.本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)四棱柱微结构薄膜作为传感器的介质层,以银纳米线-聚对苯二甲酸乙二醇酯(AgNW-PET)透明导电膜作为传感器的上下电极层,制备了一种具有“三明治”结构的柔性电容式压力传感器.采用压力装置以及电容采集装置对传感器的性能进行测试.测试结果表明,在0~0.18 kPa压强范围内,该传感器的灵敏度可达0.63 kPa^(-1),并且具有较低的迟滞性,较快的响应时间和恢复时间,以及较好的重复性和稳定性,能检测到0.73 Pa的微小压力.最后,展示了传感器在接触检测和接近感应中的应用. 展开更多

关键词 可穿戴设备 聚二甲基硅氧烷 微结构 电容式压力传感器 灵敏度 3D打印

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柔性电容式压力传感器制备及测量综合实验 被引量：3

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作者 王海珍 李哲 +2 位作者 刘泽一 郭立峰 李德慧 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第1期247-251,共5页

柔性电容式压力传感器可用于可穿戴器件和人体生理信号监测而受到广泛关注,为此设计了基于柔性电容式压力传感器制备与测量的综合实验。制备了基于金(Au)电极,空气隙和二氧化硅(SiO2)为介电层,聚二甲基硅氧烷/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PDMS... 柔性电容式压力传感器可用于可穿戴器件和人体生理信号监测而受到广泛关注,为此设计了基于柔性电容式压力传感器制备与测量的综合实验。制备了基于金(Au)电极,空气隙和二氧化硅(SiO2)为介电层,聚二甲基硅氧烷/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PDMS/PET)为基底的柔性压力传感器,并搭建一套可实现电容式压力传感器实时测量的装置,采用LabVIEW编程控制其测量过程,实现数据实时显示和存储,并对制备的柔性电容式压力传感器进行参数测量。该实验将压力传感器制备方法与微电子器件制造工艺及手段相结合,不仅可以激发学生的科研兴趣,也有利于提升学生的创新能力。 展开更多

关键词 柔性电容式压力传感器 制备与测量 创新型实验

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全陶瓷质电容式压力传感器

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《中国乡镇企业信息》 1995年第23期14-14,共1页

全陶瓷质的电容式压力传感器系80年代末世界才出现的新产品,国内尚属空白,国外也仅有美、德两国生产,大大的限制了该类传感器的应用。我国每年仅军工、石油化工等行业就需引进10万套。

关键词 电容式压力传感器 陶瓷质 石油化工 研究设计 新产品 硅酸盐 山东省 国外 空白 国内

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基于温敏材料的量程可调电容式柔性压力传感器

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作者 朱清松 孙权 +1 位作者 鲁玉军 鹿业波 《传感技术学报》 北大核心 2025年第4期598-602,共5页

柔性压力传感器在压力检测方面扮演着重要的角色,为了传感器能够适用于不同场景下的检测需求,提出了一种量程可调电容式柔性压力传感器的设计制备方法,采用温敏树脂作为介电层材料,打印银导线作为加热结构,通过焦耳热改变介电层刚度的... 柔性压力传感器在压力检测方面扮演着重要的角色,为了传感器能够适用于不同场景下的检测需求,提出了一种量程可调电容式柔性压力传感器的设计制备方法,采用温敏树脂作为介电层材料,打印银导线作为加热结构,通过焦耳热改变介电层刚度的方式实现传感器量程的控制。研究结果表明,通过控制加热电流,可实现传感器的量程和灵敏度的可控调节,介电层温度从25℃增加到55℃时,传感器的量程和灵敏度分别从4 MPa和0.17 MPa^(-1)变化为2.3 MPa和1.34 MPa^(-1)。面对不同场景的检测需求,可调节传感器的压力检测范围,实现更灵敏的压力检测性能。 展开更多

关键词 柔性电子 电容式压力传感器 温敏材料 灵敏度 量程可调

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基于LTCC技术的电容式无源压力传感器制备 被引量：5

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作者 李晨 熊继军 +3 位作者 谭秋林 康昊 葛斌儿 王伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第6期95-97,共3页

因陶瓷有稳定的电特性、机械鲁棒性和化学惰性而得到广泛的应用。为了实现高温、高压、潮湿等恶劣环境中的压力测试,以一种陶瓷和耐高温导电浆料为基质,采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺技术和非接触无线传输设计方法实现传感器的制备。传感... 因陶瓷有稳定的电特性、机械鲁棒性和化学惰性而得到广泛的应用。为了实现高温、高压、潮湿等恶劣环境中的压力测试,以一种陶瓷和耐高温导电浆料为基质,采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺技术和非接触无线传输设计方法实现传感器的制备。传感器以LC谐振电路为基本工作原理,通过丝网印刷技术来实现电感、电容、导带等无源器件的安置,并且在空腔中填入碳膜(印刷碳浆料)有效地防止了层压中空腔的坍塌,所制传感器避免了器件的封装,引线外连,为传感器工作于高温、高压、潮湿等恶劣环境中奠定基础。 展开更多

关键词 低温共烧陶瓷 无线 电容式压力传感器 无源 高温

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基于倒装技术的电容式绝对压力传感器研究 被引量：2

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作者 周伟 秦明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期1818-1821,共4页

信号处理与气密封装是电容式压力传感器设计的主要难题.本文提出一种新型的绝对压力传感器结构,利用倒装技术在基片上制作电路和柱状凸点,通过回流焊接将凸点和预先加工好的膜片封接在一起,实现气密封装和电路集成,并通过金属凸点完成... 信号处理与气密封装是电容式压力传感器设计的主要难题.本文提出一种新型的绝对压力传感器结构,利用倒装技术在基片上制作电路和柱状凸点,通过回流焊接将凸点和预先加工好的膜片封接在一起,实现气密封装和电路集成,并通过金属凸点完成电极的转移.测试结果表明传感器的性能良好,在灵敏度19fF/kPa的情况下获得了良好的线性. 展开更多

关键词 MEMS 电容式压力传感器 倒装技术 柱状凸点

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