MEMS压阻式压力传感器梁-膜-三岛膜结构设计与优化

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作   者：

郭威;  李辉;  罗登玲;  刘细辉;  邹力;  李绍荣;  郭小伟;  唐普英; 

作者机构：

电子科技大学光电科学与工程学院; 

关键词：

设计与优化;  MEMS;  压力传感器;  有限元仿真; 

期刊名称：

电子科技大学学报

i s s n：

1001-0548

年卷期：

2024 年 53 卷 006 期

页   码：

852-861

摘   要：

传统的压阻式压力传感器虽然灵敏度高但非线性度也高。针对该问题，设计了一种以敏感膜片为梁-膜-三岛结构的新型压阻式压力传感器，通过在敏感膜片上设计3个方岛结构来提高传感器的线性度和抗过载能力；同时，利用敏感膜片上设计的短窄梁结构形成应力集中区，保证压力传感器的高灵敏度。对结构进行仿真分析，建立压力膜尺寸参数与力学性能之间的数学模型，对数学模型参数进行了分析、拟合和求解，最后求解非线性约束条件下的极值，完成尺寸优化，传感器性能得到提升。结果表明：在保证传感器低非线性度的条件下，提高了压力传感器的灵敏度，具有良好的力学性能。