微阵列加速度传感器的版图设计

微阵列加速度传感器的版图设计
微阵列加速度传感器版图设计是依赖于传感阵列布阵的研究。根据上述的回归分析方法确定因子空间中传感器有效的布阵，从而可以用较少的传感器得到有效的、足够的关于研究对象的加速度场的信息。
借助正交回归设计对线性和非线性情况下传感阵列的布阵设计进行研究：
1) 线性情况
经正交实验和回归分析后，按照正交表来安排试验，二水平正交表如表1所示。
图1所示的版图在3 mm×3 mm芯片平面上有8个悬臂梁组成，在每个悬臂梁根部上面有变形电阻。变形电阻中心点位置处在同一平面上，其中4个在顶点，另外4个是正方形四边的中点位置，8点形成正方形图形。
2) 非线性情况
经理论分析计算和实验研究，其实验数据如表2所示。
图2所示版图为在3 mm×3 mm的芯片平面上刻制有8个悬臂梁组成，每个悬臂梁根部上表面有变形电
阻。变形电阻的中心位于同一平面圆周上，其位置是在同一圆周8等分的点处。
表1 二水平正交表
表2 各点实验值

图1 适用线性情况微阵列加速度传感器版图  图2 适用非线性情况微阵列加速度传感器版图

微阵列式加速度传感器的工艺制造
加工微阵列式加速度传感器的工艺特点是集成电路三维加工工艺与二维加工工艺相结合，实现双极集成电路与传感器体加工工艺相并容方法制成。采用多次光刻及高深宽比加工工艺使控制深度达到50 μm，其工艺流程框图如图3所示。

图3 工艺流程框图
经上述工艺多次光刻和扩散处理后制成的样品，其微阵列加速度传感器的参数如下：
1) 芯片面积：3 mm×3 mm
2) 测试加速度范围：100~5 000 g
3) 灵敏度：0.98 V/g
4) 适应环境温度：−40~+400℃