微陣列加速度傳感器的版圖設計

微陣列加速度傳感器的版圖設計
微陣列加速度傳感器版圖設計是依賴(lài)于傳感陣列布陣的研究。根據上述的回歸分析方法確定因子空間中傳感器有效的布陣，從而可以用較少的傳感器得到有效的、足夠的關(guān)于研究對象的加速度場(chǎng)的信息。
借助正交回歸設計對線(xiàn)性和非線(xiàn)性情況下傳感陣列的布陣設計進(jìn)行研究：
1) 線(xiàn)性情況
經(jīng)正交實(shí)驗和回歸分析后，按照正交表來(lái)安排試驗，二水平正交表如表1所示。
圖1所示的版圖在3 mm×3 mm芯片平面上有8個(gè)懸臂梁組成，在每個(gè)懸臂梁根部上面有變形電阻。變形電阻中心點(diǎn)位置處在同一平面上，其中4個(gè)在頂點(diǎn)，另外4個(gè)是正方形四邊的中點(diǎn)位置，8點(diǎn)形成正方形圖形。
2) 非線(xiàn)性情況
經(jīng)理論分析計算和實(shí)驗研究，其實(shí)驗數據如表2所示。
圖2所示版圖為在3 mm×3 mm的芯片平面上刻制有8個(gè)懸臂梁組成，每個(gè)懸臂梁根部上表面有變形電
阻。變形電阻的中心位于同一平面圓周上，其位置是在同一圓周8等分的點(diǎn)處。
表1 二水平正交表
表2 各點(diǎn)實(shí)驗值

圖1 適用線(xiàn)性情況微陣列加速度傳感器版圖 圖2 適用非線(xiàn)性情況微陣列加速度傳感器版圖

微陣列式加速度傳感器的工藝制造
加工微陣列式加速度傳感器的工藝特點(diǎn)是集成電路三維加工工藝與二維加工工藝相結合，實(shí)現雙極集成電路與傳感器體加工工藝相并容方法制成。采用多次光刻及高深寬比加工工藝使控制深度達到50 μm，其工藝流程框圖如圖3所示。

圖3 工藝流程框圖
經(jīng)上述工藝多次光刻和擴散處理后制成的樣品，其微陣列加速度傳感器的參數如下：
1) 芯片面積：3 mm×3 mm
2) 測試加速度范圍：100~5 000 g
3) 靈敏度：0.98 V/g
4) 適應環(huán)境溫度：−40~+400℃