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電動(dòng)汽車(chē)MEMS壓力傳感器的設(shè)計(jì)和制造

本研究的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)和制造電動(dòng)汽車(chē)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(cè)量燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的內(nèi)部壓力，其測(cè)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(huì)在汽車(chē)行駛過(guò)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(huì)出現(xiàn)聚合物反應(yīng)。通過(guò)反復(fù)測(cè)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(lái)解決傳感器輸出值異常問(wèn)題，并開(kāi)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(guò)程主要分為以下3步。①傳感元件通過(guò)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?yàn)樘沾梢r底具有較高的硬度。用環(huán)氧膠粘劑粘結(jié)硅和PCB。②通過(guò)導(dǎo)線連接傳感元件和PCB板。③利用線圈連接機(jī)械安裝插頭連接器和壓力傳感器。所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品性能和循環(huán)周期通過(guò)可靠性測(cè)試（如熱沖擊循環(huán)、熱濕度循環(huán)和振動(dòng)測(cè)試）進(jìn)行驗(yàn)證。利用低壓壓敏電阻設(shè)計(jì)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(duì)傳感器表面冷卻劑影響傳感器輸出值的問(wèn)題進(jìn)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