MEMS傳感器常用的幾種傳導機制

mems加速度計包括彈簧質(zhì)量系統，類(lèi)似于許多其他mems加速度計。質(zhì)量反應外部加速度(靜態(tài)加速度(如重力)或動(dòng)態(tài)加速度(如速度變化)，其物理位移由傳導機制檢測。MEMS傳感器最常用的傳導機制有電容式、壓阻式、壓電式或磁性。它采用電容傳導機制，通過(guò)電容變化檢測運動(dòng)，電容變化可以通過(guò)讀取電路轉換成電壓或電流輸出。雖然硅片上的所有三軸傳感器都采用了電容傳導機制，但X/Y傳感器和Z傳感器采用了兩種完全不同的電容檢測結構?；诓罘制矫鎯炔嬷傅腦/Y傳感器是平面外平行板電容傳感器。

如果傳感器上有壓縮應力或拉應力，MEMS芯片會(huì )翹曲。由于檢測質(zhì)量塊通過(guò)彈簧懸掛在襯底上方，不會(huì )與襯底一起翹曲，但質(zhì)量塊與襯底之間的間隙會(huì )發(fā)生變化。對于X/Y傳感器來(lái)說(shuō)，由于平面內位移對叉指電容變化的影響最大，間隙不在電容靈敏度方向，這是由于邊緣電場(chǎng)的補償。但是對于Z傳感器來(lái)說(shuō)，襯底和檢測質(zhì)量塊之間的間隙實(shí)際上是檢測間隙。因此，它會(huì )直接影響Z傳感器，因為它有效地改變了Z傳感器的檢測間隙。此外，Z傳感器位于芯片的中心。只要芯片受到任何應力，這個(gè)位置就會(huì )產(chǎn)生最大的翹曲。

除了物理應力外，由于z軸上的熱傳遞在大多數應用中不對稱(chēng)，所以z軸傳感器上經(jīng)常存在溫度梯度。在典型應用中，傳感器焊接在印刷電路板上，整個(gè)系統。X和Y軸的熱傳遞主要通過(guò)封裝周?chē)暮更c(diǎn)傳遞給對稱(chēng)的PCB。但是在z方向，由于芯片頂部有焊點(diǎn)和對流，熱量通過(guò)底部傳遞，熱量通過(guò)空氣傳遞到封裝。由于這種不匹配，z軸上會(huì )出現殘留的溫差梯度。正如物理壓縮/拉應力一樣，z軸不會(huì )因加速而產(chǎn)生偏移。

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