5796574315

giMEMS

w'    lab

Modelowanie mikrosystemów - laboratorium

Ćwiczenie 1

Modelowanie ugięcia membrany krzemowej - modelowanie pracy mikromechanicznego czujnika ciśnienia

Zadania i cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest dobranie odpowiedniej grubości membrany krzemowej mikromechanicznego czujnika ciśnienia, dla zadanego zakresu ciśnień.

Zadaniem wykonującego ćwiczenie jest zaprojektowanie w programie AutoCAD struktury czujnika ciśnienia oraz zamodelowanie pracy tego czujnika (membrany krzemowej) stosując jako parametr grubość membrany krzemowej oraz siłę działającą na tę membranę.

Przebieg ćwiczenia.

Ćwiczenie składa się z trzech etapów:

•    etap 1 - zaprojektowanie struktury czujnika ciśnienia w programie AutoCAD,

•    etap 2 - zamodelowanie zaprojektowanej struktury w programie Comsol Multiphysics,

•    etap 3 - prezentacja wyników.

1. Projekt AutoCAD.

Powszechnie produkowany czujnik ciśnienia (przykład na rysunku poniżej -produkcja ITE Warszawa) składa się z części krzemowej osadzonej na słupku szklanym o wysokości 2 mm. W podłożu krzemowym o grubości 380 pm, metodami mikromechanicznymi i mikroelektronicznymi, wytworzono membranę krzemową oraz na jej górnej części rezystory wdyfundowane (piezorezystory) i kontakty elektryczne. Tak przygotowane podłoże łączy się z podłożem szklanym zawierającym szereg przelotowych otworów w procesie bondingu anodowego. W kolejności, połączone podłoże dzieli się na niezależne chipy - piezorezystancyjne czujniki ciśnienia - o wymiarach (najczęściej) 2,2 x 2,2 mm² i wysokości 2,38 mm.

KRZEMOWA STRUKTURA PIEZOREZYSTANCYJNEGO " CZUJNIKA CIŚNIENIA

KWADRATOWY -.SŁUPEK SZKLANY Z OTWOREM (SZKŁO PYREX, OTWÓR ^ = 0,8 mm)

PIEZOREZYSTORY MEMBRANA WDYFUNDOWANE KRZEMOWA

RAMK

KRZEMC

KONTAKT

ELEKTRYC2

Membrana krzemowa ma najczęściej wymiary 1 x 1 mm² i grubość dostosowaną do zakresu ciśnień roboczych.

www.memslab.pl