Kulite压力传感器与众不同
Kulite现今的传感器采用的都是SOI技术,这是Kulite传感器与其他大多数传感器制造商生产的硅压力传感器的基本不同之处。Kulite的传感器是由三层原子结合在一起的复杂结构组成的。
第一层是单晶N型硅。该层被微机械加工成一个压力膜片,膜片厚度与满量程压力大小有关,选择合适的膜片厚度以确保此层在该满量程压力下应变在350到400微英寸/英寸。这对单晶硅来说是一个非常保守的应变水平,可确保传感器经久耐用的机械操作。
第二层是二氧化硅。它在N型硅膜片正上方。该层包含惠斯通电桥电路,给N型硅和P型硅提供介电隔离,从而消除P-N结,使传感器能在更高温度条件下工作。
第三层是通过一个专有的高温工艺在分子间级与二氧化硅层融合。该层包含4个在一个惠斯通电桥桥路中图案化的P型硅应变计。P型硅图案化是通过使用光刻和反应离子增强(RIE)等离子刻蚀完成的,以确保应变计的精确尺寸控制。这个应变计网络,包括互连,组成了一个连续的P型硅集成电路。该电路中的独立元件通过一层二氧化硅相互隔离。它是将N型硅层和P型硅层分隔开来的一个二氧化硅层的延续。
第三层的应变计元件位置和第一层的机械膜片间的物理关系是这样的:当施加压力时,压力膜片产生的应变引起两个应变计拉伸(从而增加电阻值),同时另外两个应变计压缩(从而减少电阻值)。在惠斯通电桥示意图中,两个应变计处于拉伸状态而另两个应变计处于压缩状态。这样,施加的应力导致电阻不平衡,从而使电桥输出最大化。这个电阻不平衡的大小与施加的应力大小成正比。这是所有应变计压力传感器的基本工作原理。想要了解Kulite对于此概念运用的优势,请访问传感器优势页面。
KULITE 无引线专利技术
传统地,硅传感器与传感器其他电路部分连接是通过很细的金引线实现的。这些金引线被焊接在传感器的金属接触垫片上,然后到传感器的针脚或其它印刷电路板上。这些引线和其焊点在高振动或者快速压力循环条件下很容易疲劳断裂,但这种传统技术仍然被其它硅压力传感器制造商继续使用。
在“无引线”传感器中,这些很细的金引线没有了,与之相关的问题也被解决了。传感元件被粘合到一个玻璃层形成一个密封的固态机械结构。金针脚直接嵌入在封装模块内,插进带有导电浆料的玻璃中,从而在针脚与传感器芯片间建立了电气连接。然后,通过特殊材料和工艺,将传感器结构固定并密封到封装模块内,形成一个密封的、坚固的机械结构模块。传统的电气连接是直接连到传感器头部结构的后端,可以安装在传感器的各种不同形状外壳里,这可使传感器适应各种不同应用场合。甚至基于这种技术的超小型压力传感器,都能被用于测量各种流体,包括导电流体,只要这种流体介质能与硅或者玻璃兼容。它们还可被用于高达932°F (500°C)高温测试环境。想要了解更多Kulite技术信息和技术优势,请访问我们的参考图书馆吧。
传感器简介