Istorija piezorezistivnih senzora:
1954. CS Smith je otkrio piezorezistivni efekat silicijuma i germanijuma, koji kaže da kada se na poluprovodnički materijal primeni spoljna sila, njegov otpor se značajno menja.
Od 1960-ih do 1970-ih, tehnologija difuzije silikona je brzo napredovala. Tehničari su difuzirali otpornike na naprezanje direktno na površinu silicijumskog kristala, birajući odgovarajuću orijentaciju kristala. Zadnja površina je zatim obrađena u konkavni oblik, formirajući tanju silikonsku elastičnu membranu poznatu kao silikonska čaša.
Od 1970-ih do 1980-ih primjenjivane su tehnike anizotropnog silicijumskog jetkanja zasnovane na teoriji difuzije silicijumske čašice. Proces proizvodnje difuznih silicijumskih senzora, prvenstveno zasnovan na anizotropnom silicijumskom jetkanju, evoluirao je u tehnologiju obrade anizotropnog silicijuma sposobnu da automatski kontroliše debljinu silicijumske membrane.
Sa napretkom tehnologije, mikromašinska obrada je sada omogućila kompjuterski-kontrolisanu proizvodnju strukturalnih senzora pritiska sa dimenzijama kontrolisanim unutar mikronskog opsega. Ova tehnologija omogućava izradu i urezivanje mikronskih-žljebova, traka i membrana, dovodeći senzore pritiska u mikronsko područje.
Princip piezorezistivnog senzora:
Slika ispod prikazuje osnovni Wheatstoneov most. Izlaz mosta, Vo, je diferencijalni napon između Vo+ i Vo-. Kada se koristi senzor, kako se pritisak mijenja, otpor jednog ili više otpornika se mijenja zbog piezorezistivnog efekta. Ova promjena otpora uzrokuje promjenu izlaznog napona.
Osnovni Blok dijagram Wheatstoneovog mosta
Vo=Ve(R2/(R1 + R2) – R3/(R3 + R4))
Od 1999. godine ZHYQ se fokusira na istraživanje i razvoj i proizvodnju osnovnih tehnologija za senzorska jezgra. Pruža osnovne komponente kao što su jezgra diferencijalnog pritiska, jezgra difuznog silikona i jezgra mikro-osigurača za senzore u Kini, Sjedinjenim Državama, Bliskom istoku, Italiji i drugim zemljama. Također dijeli iskustvo i podatke iz industrijskih aplikacija s kupcima i ima visoku konkurentnost u tehnologiji i cijeni.
Monokristalno silikonsko jezgro pod pritiskom:
Kada se rastopljeni silicijum stvrdne, atomi silicijuma formiraju brojne jezgre raspoređene u dijamantsku rešetku. Kada ova jezgra izrastu u zrna sa ujednačenom orijentacijom u ravni kristala, formiraju mono-kristalni silicijum. Zbog svoje uniformne unutrašnje strukture, mono-kristalni silicijum pokazuje superiorna mehanička, optička i termička svojstva. zhyq jednokristalna silikonska jezgra pod pritiskom imaju visoku preciznost i odličnu stabilnost.
Difuzno silikonsko jezgro:
Tradicionalni silicijumski poluprovodnički materijali izrezbareni su od polikristalnog silicijuma pomoću tehnologije mikromašinske obrade. Tehnologija je zrela i proces je stabilan. Iako se ne može mjeriti preciznošću mono-kristalnog silicijuma, ima jedinstvene prednosti u cijeni, svestranosti i isplativosti{3}}.
Staklena mikro-jezgra pod pritiskom:
Ova inovativna tehnologija, koju je razvio Kalifornijski institut za tehnologiju 1965. godine, ima stražnju stranu komore izrađenu od-staklenog praha na visokim temperaturama sinterovanog na 17-4PH nisko-ugljični čelik, sa kućištem komore izrađenim od 17-4PH nehrđajućeg čelika. To ga čini pogodnim za preopterećenja visokog pritiska i efikasno se odupire prolaznim udarima pritiska. Može mjeriti tekućine koje sadrže minimalne nečistoće bez potrebe za punjenjem uljem ili izolacijskom membranom. Njegova konstrukcija od nerđajućeg čelika eliminiše brtve O-prstena i eliminiše rizik od toplotnog udara. Može mjeriti pritiske do 600 MPa (6000 bara) pri visokim pritiscima sa maksimalnom preciznošću od 0,075%.
Međutim, stakleni mikro-otopljeni senzori predstavljaju poteškoće u mjerenju malih opsega, obično iznad 500 kPa.
MEMS (mikro-elektromehanički sistemi) senzori pritiska koriste silikonske deformacione mjere proizvedene korištenjem mikro/nanostone mosta. Nude visoku izlaznu osjetljivost, stabilne performanse, pouzdanu masovnu proizvodnju i odličnu ponovljivost.
