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扩散硅压力传感器的发展现状

供稿:杭州美控自动化技术有限公司 2015/4/16 14:24:11
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  现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段: 发明阶段半导体材料的这一特性得到较广泛应用,技术发展阶段随着硅扩散技术的发展,这种形式的硅杯压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。

  压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器,因此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力传感器的研究现状和发展趋势,在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制,广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。

  传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,现在我们周围生活中几乎每一项技术都离不开传感器,比如恒压供水压力传感器整个系统可以利用PLC编程实现PID控制,管道上的恒压供水压力传感器反馈模拟电流信号给PLC,然后通过PLC的PID实现程序,实时输出控制变频器频率的模拟信号或直接用数字通讯接口连接传输数据达到控制目的。因此, 许多国家对传感器技术的发展十分重视,例如,日本就把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。

  商业化集成加工阶段在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。

  由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,扩散硅压力传感器实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低,微机械加工阶段上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能,通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器,其线度可以控制在微米级范围内,利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力传感器进入了微米阶段。

一、压力变送器产业化发展模式:

  要加速形成从传感器研究开发到大生产一条龙的产业化发展模式,走自主创新和国际合作相结合的跨越式发展道路,使我国成为世界传感器的生产大国。

二、传感器产品结构向全面、协调、持续发展。产品品种要向高技术、高附加值倾斜,尤其要填补“空白”品种。

  三、生产格局向专业化发展。专业化生产的内涵为:

   1.生产传感器门类少而精;2.专门生产某一应用领域需要的某一类传感器系列产品,以获得较高的市场占有率;3.各传感器企业的专业化合作生产。

四、传感器大生产技术向自动化发展。

传感器的门类、品种繁多,所用的敏感材料各异,决定了传感器制造技术的多样性和复杂性,综观当前传感器工艺线的概况,多数工艺已实现单机自动化,但距离生产过程全自动化尚存在诸多困难,有待今后广泛采用CAD、CAM及先进的自动化装备和工业机器人,予以突破。

五、扩散硅压力传感器企业的重点技术改造应加强从依赖引进技术向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转移。

六、企业经营要加快从国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向跨越发展。

七、企业结构将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。

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