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传感器技术发展方向

发布时间:2021-03-18 11:07人气:

  传感器技术是现代科学技术的前沿技术,是制造自动化和信息化的基础。随着国内工业自动化,信息化和国防现代化的发展,传感器的年需求量持续增长。国内传感器技术创新和新产品开发能力落后于国外先进水平,制约了工业自动化和信息技术的发展。

  传感器的基本原理并不难,但是制造工艺技术是严格保密的。国产传感器技术落后的根本原因是制造工艺技术和专用工艺设备的落后,使得传感器的稳定性和可靠性长期无法得到根本解决,这限制了国产传感器的使用范围和信誉。传感器。与国外传感器,特别是高科技传感器相比,国内传感器有很大的差距。主要性能指标比国外指标低1-2个数量级,而可靠性则比国外差2-3个数量级。经过多年的发展尽管一批工艺和产品取得了科学技术成就,但是批量生产工艺的稳定性和实用性却不能很好地解决,这已成为工业化的瓶颈。

  因此必须加快传感器制造技术和产品的开发。当前我们应该集中在以下几个方面。

  1. MEMS工艺与微传感器

  MEMS工艺是在硅平面工艺的基础上发展起来的一种通用的精密三维加工技术,是研究传感器,微致动器和微机械系统的核心技术。国外MEMS技术的发展已有30年的历史。 MEMS技术的应用不仅可以制造简单的三维微观结构,而且可以制造三维运动结构和复杂的力平衡结构,从而使现代传感器技术从单一的物理性质类型发展到以微电子学和微机械集成技术为主导的发展阶段。 MEMS传感器的卓越性能和卓越的性价比将取代传统传感器,并占有很大的市场份额。在MEMS器件的生产方面,国外已经形成了三种类型的生产规模。大型企业年产值超过一百万;中型产量在10,000到100万之间;一些研究机构的年产量不到10,000。最近美国SMI公司开发了一系列价格低廉的硅微压力传感器,其线性度为0.11%至0.165%。它具有独特的三维结构。敏感元件的体积约为Lm,是传统传感器的百分之几。 。美国制造了微型惯性导航系统,该系统由3个陀螺仪和3个加速度计组成,体积为2cm×2cm×0.15cm。该系统的质量为5g,体积仅为小型惯性导航系统的01012%。

  近年来国内对MEMS技术和新型传感器的研究一直在不断深化和扩展。压力传感器,加速度传感器,微型陀螺仪和各种微型致动器,微型电极,微型流量计以及军用微型传感器已经成功开发和形成。但是只有极少数产品(例如压力传感器)采用自行开发的工艺技术才能实现从芯片制造到组装测试的批量生产。

  目前应特别注意MEMS基本工艺的应用技术研究,并应开发专用工艺设备,以便将这些工艺应用于工业生产。现在使用的大多数工艺设备都依赖于进口,并且投资和运营成本相对较高。因此我们必须注意国产工艺设备的发展。沉阳仪器科学研究院开发的静电密封设备,硅油灌装设备硅膜片腐蚀设备,性能测试设备和硅片划片设备为某些MEMS工艺的稳定运行提供了设备基础,并且在一定程度上促进了某些设备的发展。

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