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从机电行业看传感器设计与制造技术的发展

时间:2021-04-15 点击次数:

中国传感器的发展走过了一条极其不平坦的道路:从无到有,从有到全。

20世纪30年代,主要是机械传感器。到20世纪50年代,传感器大多采用机电结构,产生了分立式传感器。到20世纪70年代,随着微电子技术的发展,如集成电路技术的引入、MEMS技术的应用和MEMS传感器的出现。20世纪80年代,单片集成技术的引入推出了单片集成传感器。

20世纪90年代,利用无线通信和低功耗技术开发WSN无线传感器;智能传感器应用于计算机技术、通信技术和大规模集成电路制造技术。


轮辐压式传感器LFC-112

传感器技术的发展。

(1)中国传感器设计技术的发展。

中国传感器的设计经历了从仿制和自主设计到初始创新的阶段。计算机辅助设计技术的应用为自主设计和创新提供了强大的工具。

采用I-deas和Vaild支撑App,对硅杯进行力学分析,开发芯片布局、芯体结构、结构设计等应用App和温度补偿App,对产品进行设计。但是由于App平台的局限性,无法进行非线性修正。

九五期间,以AnsysApp为分析平台,建立了方杯、单杯、双岛、单岛、梁膜传感器、应变力传感器的参数模型和机械分析,设计了新型传感器。在开发中得到应用和验证。

进行力敏器件平面工艺模拟,确定关键生产工艺(扩散、离子注入、化学腐蚀)的特性参数。

专业化的MEMS设计AppIntelliSuite问世。上世纪90年代,IntelliSense企业(江苏南京英特神思科技有限企业)推出了专业的MEMS设计App:IntelliSuite。为客户提供各种MEMS设备的设计研发,包括版图设计、工艺设计模拟、设备级多物理场耦合分析、系统级MEMS-IC联合模拟等。拥有专业的MEMS设计App、设计团队和专业的MEMS生产线,可为客户提供各种MEMS惯性器件芯片、RFMEMS器件芯片、MEMS传感器实行器芯片和微流控芯片的设计加工等一条龙解决方案。这个设计App提供了设备级设计,工艺级设计,系统级设计。

但是,专业的MEMS设计AppIntelliSuite存在很多问题:可靠性需要进一步提高,成功的应用案例少,数据库充实,价格高,普遍普及困难。

智能化传感器的设计经开始。目前还没有看到成熟的案例和专业的设计App,但是国家(科技部)已经在这里投资安排了。首先,要解决IC+MEMS的融合问题。2015年,国家商业技术研究发展计划(863计划)项目申报指南《先进制造技术领域》设置了三个研究方向,实施期限为3年。目前项目已经过期,但实际结果并不理想。

与集成电路设计相兼容的MEMS设计技术。

针对MEMS和集成电路的发展趋势,在集成电路设计工具环境的摧毁下,突破了集成电路设备、系统、工艺级建模、模拟、优化等关键技术,解决了集成电路设备和集成电路设备与集成电路设备的协同设置问题,建立了集成电路设备库和相应的驱动检测电路库,形成了不少于5个经生产线验证的集成电路设备库,提高了集成电路设备和集成电路设备的集成电路设备库复用能力。

(2)兼容CMOS工艺的MEMS制造验证平台。

针对单片集成制造实行系统批量制造的发展需求,在150毫米CMOS流程线的基础上,突破与CMOS流程兼容的MEMS表面加工、体加工、硅-砝码直接关键技术,解决MEMS与IC兼容制造问题,建立3套以上CMOS-MEMS标准化流程,形成流程规范,提供多用户H(MPW)服务

(3)兼容集成电路封装的MEMS封装技术。

针对MEMS产品集成化、批量封装技术的发展需求,以集成电路封装生产线为基础,突破MEMS圆片级封装、TSV三维封装等重要技术,解决MEMS和IC集成批量封装问题,形成封装技术规范,完成3种以上高端MEMS产品的批量封装。

智能化传感器的设计应考虑以下问题:系统构成,信号处理方法,结构设计,性能设计,低功耗设计,供电模块,App工具开发等。

永利集团5454手机版是专业研发生产高品质、高精度力值测量传感器的厂家。

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