高过载硅压力传感器中的应力匀散技术研究

压力传感器有很多参数指标，其中有一项是过载保护，过载就是负荷过大，超过了设备本身的额定负载，产生的现象是电流过大，用电设备发热，线路长期过载会降低线路绝缘水平，甚至烧毁传感器设备或线路；过载保护就是即使负荷超过了额定负载也不会出现烧坏线路的情况，但是也有一个度，一般是150%的范围内，而且不能持续过载工作。

过载保护是每种传感器都要考虑的，因为在使用过程中可能会出现测量值大于量程的情况，只有设计了过载保护的传感器才能更好的使用，也才能使用得更久。具体每种传感器的过载保护是如何设计的，过载范围是多少都是不同的，所以不管是买哪种传感器一定要了解它的过载保护是多少，这样才能更好的方便使用，在未来使用过程中也不会出现由于过载烧坏电路的情况。以上便是为大家介绍压力传感器的过载后果和保护方法。压力传感器有很多形式，每种结构形式的过载保护设计方法也是各不相同的，众多方法都有各自的优点和缺点，采用MEMS 技术的小量程、高灵敏压力传感器通常有平膜、岛膜、梁膜等结构，在设计过载保护时，一般采用凸台等方法实现，形成方法有背部刻蚀技术、硅直接键合技术、玻璃刻蚀技术等。然而这些结构一般都有一个很大的局限性就是腔体尺寸较大，进一步提高灵敏度受到限制，而且降低了硅片利用率，增加了制造工艺的复杂度，提高了生产成本。

目前，小量程、高灵敏压力传感器的研究热点集中在牺牲层结构压力传感器，这主要是因为牺牲层结构压力传感器弹性膜片很薄，厚度可做到2 μm，甚至更薄。在这样薄的结构上，如果采用扩散硅或多晶硅薄膜作为牺牲层结构压力传感器的应变电阻，其厚度相对较大，对弹性膜片应力分布影响很大，不利于牺牲层结构压力传感器的性能优化，因此采用多晶硅纳米薄膜制作应变电阻更能发挥牺牲层技术的优点。在分析压力传感器的总误差时，首先要考虑每一个误差的来源，分析导致这些误差的因素，然后想办法减少这些误差，提高传感器总的性能。当计算—压力传感器的总误差时，应使用下列定义的误差。为决定你已选择压力传感器特定误差的程度，参见在这目录中该传感器的规格说明。

在特定用户应用中，有些标称的指标可以减少或消除的，例如，如果一压力传感器用在规定温度范围的一半内，那么温度误差可以减少一半，如果使用自动调零技术，零点偏置和零飘误差可以消除。零点偏置是同时加在膜片两侧上的相同压力时传感器输出。量程是输出端点之间的代数差。通常二端点是零和满刻度。零点温度偏移是由温度变化引起的压力传感器零点变化。零点偏移不是可预测的误差，因为每一个器件可以向上或向下偏移，温度变化将引起整个输出曲线沿电压轴向上或向下偏移。

灵敏度温度偏移是由温度变化引起的压力传感器灵敏度变化，温度变化将引起传感器输出曲线的斜率变化。线性误差是在期望压力范围传感器输出曲线与一标定直线的偏差，计算线性误差的一个方法是最小二乘方，它从数学上提供对数据点的最佳配合直线。另一方法是末端基点线性度（T.B.L.）或端点线性度。T.B.L.由在输出曲线上二端数据点之间画一直线（L1）决定。

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