电动汽车MEMS压力传感器的设计和制造



电动汽车MEMS压力传感器的设计和制造

本研究的重点是设计和制造电动汽车燃料电池热管理系统的低压压敏电阻MEMS压力传感器，该传感器主要用于测量燃料电池热管理系统的内部压力，其测量原理是将因压差产生压敏电阻器的膜片变形量转换为输出电压；传感器的膜片在严酷的环境下也能够正常感应压力的变化，但压力传感器会在汽车行驶过程中由于物理和化学因素导致其输出值异常，产生偏移电压，原因之一是在用于冷却的热管理系统内部聚合物和传感器之间会出现聚合物反应。通过反复测试分析传感器出现异常的原因。提出了在传感器表面应用缓冲材料来解决传感器输出值异常问题，并开发一种新型的压力传感器。

该压力传感器的生产制造过程主要分为以下3步。①传感元件通过芯片焊接到PCB。为避免热量分布不均匀，使用陶瓷作为PCB的材料，因为陶瓷衬底具有较高的硬度。用环氧胶粘剂粘结硅和PCB。②通过导线连接传感元件和PCB板。③利用线圈连接机械安装插头连接器和压力传感器。所开发的产品性能和循环周期通过可靠性测试（如热冲击循环、热湿度循环和振动测试）进行验证。利用低压压敏电阻设计和制造一种物理和化学鲁棒性好的压力传感器。从结构和化学方面对传感器表面冷却剂影响传感器输出值的问题进行分析，结果表明，影响传感器的主要原因是作用在聚合物干燥表面的压力。

MinkyuLeeetal.2014 ElectronicComponents& Technology Conference，2014.

编译：赵唤