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SS1118氧传感器的设计与工艺

发布时间:2022-09-28 01:59:37 来源:欧宝娱乐平台网页版 作者:欧宝娱乐网页登录版

  SS1118是一种原电池型氧气传感器,寿命是基于理论计算铅阳极和电解质电池组分的消耗。氧气浓度为20.9%环境下,传感器的寿命估计约2年或更长的时间。要注意的几个因素影响的传感器的实际寿命。这些因素包括存储温度,工作温度,压力,和暴露于化学物质。

  这种SS1118氧传感器的敏感材料是金属氧化物半导体或导电聚合物。当这些材料暴露在待测气体中时,气体会与它们发生相互作用,引起电导率或电阻率的变化,并产生包含气体成分和浓度的电信号。经信号处理电路处理后,气体的成分和浓度。使用最多的金属氧化物半导体是二氧化锡,其次是二氧化钛、氧化锌等。为了提高SS1118氧传感器的灵敏度和选择性,常在金属氧化物中加入催化剂,如铂、钯等贵金属 或合适的金属氧化物。

  金属氧化物半导体氧传感器利用微电子技术的成膜工艺,在硅衬底上沉积一层金属氧化物敏感层,用敏感层下的电阻作为加热器,用二极管作为测温元件,必要的信号 电路和读数输出电路也可以集成在同一个硅片上。

  SS1118氧传感器的制造工艺如下图所示,其特点是将加热电极、绝缘层和测试电极逐层堆叠。

  SS1118氧传感器有电流型和电压型两种。电流型灵敏度高,测量范围大,温漂小。 但其输出电流和灵敏度与电极尺寸密切相关。传统的烧结体型器件难以控制电极尺寸,因此输出电流和灵敏度也难以控制。由于采用MEMS技术制造的器件电机尺寸精度高,因此MEMS固体电解质电流型气体传感器具有优异的性能。

  目前,基于“三明治”结构的传感器可以实现MEMS工艺的兼容加工,解决了传统固态电解质气体传感器工艺兼容性差、器件结构复杂等问题。

  (1)小型化:MEMS器件体积小。 一般来说,单个MEMS传感器的尺寸以毫米甚至微米为单位,重量轻,能耗低。 同时,小型化的机械部件具有惯性小、谐振频率高、响应时间短等优点。 MEMS较高的表面体积比(表面体积比)可以提高表面传感器的灵敏度。

  (2)硅基加工技术,兼容传统IC生产工艺:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝相近,导热系数接近 钼和钨。 同时,它可以在很大程度上兼容基于硅的处理、工艺。

  (3)量产:以单片尺寸为5mm×5mm的MEMS传感器为例,通过硅微加工工艺可以在一块8英寸的硅片上同时切割约1000个MEMS芯片。

  (4)集成:一般来说,单个MEMS在封装机械传感器的同时,往往会集成一个ASIC芯片,控制MEMS芯片并将模拟量转换为数字量输出。 同时,不同的封装工艺可以将多个不同功能、不同敏感方向或作动方向的传感器或执行器集成为一个,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至集成多种功能的器件。 形成复杂的微系统。

  (5)多学科交叉:MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学、生物等多个学科,集中了当今科技发展的诸多前沿成果。

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