電動汽車MEMS壓力傳感器的設(shè)計和制造

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電動汽車MEMS壓力傳感器的設(shè)計和制造

本研究的重點是設(shè)計和制造電動汽車燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的低壓壓敏電阻MEMS壓力傳感器，該傳感器主要用于測量燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的內(nèi)部壓力，其測量原理是將因壓差產(chǎn)生壓敏電阻器的膜片變形量轉(zhuǎn)換為輸出電壓；傳感器的膜片在嚴(yán)酷的環(huán)境下也能夠正常感應(yīng)壓力的變化，但壓力傳感器會在汽車行駛過程中由于物理和化學(xué)因素導(dǎo)致其輸出值異常，產(chǎn)生偏移電壓，原因之一是在用于冷卻的熱管理系統(tǒng)內(nèi)部聚合物和傳感器之間會出現(xiàn)聚合物反應(yīng)。通過反復(fù)測試分析傳感器出現(xiàn)異常的原因。提出了在傳感器表面應(yīng)用緩沖材料來解決傳感器輸出值異常問題，并開發(fā)一種新型的壓力傳感器。

該壓力傳感器的生產(chǎn)制造過程主要分為以下3步。①傳感元件通過芯片焊接到PCB。為避免熱量分布不均勻，使用陶瓷作為PCB的材料，因為陶瓷襯底具有較高的硬度。用環(huán)氧膠粘劑粘結(jié)硅和PCB。②通過導(dǎo)線連接傳感元件和PCB板。③利用線圈連接機械安裝插頭連接器和壓力傳感器。所開發(fā)的產(chǎn)品性能和循環(huán)周期通過可靠性測試（如熱沖擊循環(huán)、熱濕度循環(huán)和振動測試）進行驗證。利用低壓壓敏電阻設(shè)計和制造一種物理和化學(xué)魯棒性好的壓力傳感器。從結(jié)構(gòu)和化學(xué)方面對傳感器表面冷卻劑影響傳感器輸出值的問題進行分析，結(jié)果表明，影響傳感器的主要原因是作用在聚合物干燥表面的壓力。

MinkyuLeeetal.2014 ElectronicComponents& Technology Conference，2014.

編譯：趙喚