傳感器技術(shù)是現代科學(xué)技術(shù)的前沿技術(shù),是制造自動(dòng)化和信息化的基礎。隨著(zhù)國內工業(yè)自動(dòng)化,信息化和國防現代化的發(fā)展,傳感器的年需求量持續增長(cháng)。國內傳感器技術(shù)創(chuàng )新和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力落后于國外先進(jìn)水平,制約了工業(yè)自動(dòng)化和信息技術(shù)的發(fā)展。
傳感器的基本原理并不難,但是制造工藝技術(shù)是嚴格保密的。國產(chǎn)傳感器技術(shù)落后的根本原因是制造工藝技術(shù)和專(zhuān)用工藝設備的落后,使得傳感器的穩定性和可靠性長(cháng)期無(wú)法得到解決,這限制了國產(chǎn)傳感器的使用范圍和信譽(yù)。傳感器。與國外傳感器,特別是高科技傳感器相比,國內傳感器有很大的差距。主要性能指標比國外指標低1-2個(gè)數量級,而可靠性則比國外差2-3個(gè)數量級。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展盡管一批工藝和產(chǎn)品取得了科學(xué)技術(shù)成就,但是批量生產(chǎn)工藝的穩定性和實(shí)用性卻不能很好地解決,這已成為工業(yè)化的瓶頸。
因此須加快傳感器制造技術(shù)和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。當前我們應該集中在以下幾個(gè)方面。
1. MEMS工藝與微傳感器
MEMS工藝是在硅平面工藝的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種通用的精密三維加工技術(shù),是研究傳感器,微致動(dòng)器和微機械系統的核心技術(shù)。國外MEMS技術(shù)的發(fā)展已有30年的歷史。 MEMS技術(shù)的應用不僅可以制造簡(jiǎn)單的三維微觀(guān)結構,而且可以制造三維運動(dòng)結構和復雜的力平衡結構,從而使現代傳感器技術(shù)從單一的物理性質(zhì)類(lèi)型發(fā)展到以微電子學(xué)和微機械集成技術(shù)為主導的發(fā)展階段。 MEMS傳感器的卓越性能和卓越的性?xún)r(jià)比將取代傳統傳感器,并占有很大的市場(chǎng)份額。在MEMS器件的生產(chǎn)方面,國外已經(jīng)形成了三種類(lèi)型的生產(chǎn)規模。大型企業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)一百萬(wàn);中型產(chǎn)量在10,000到100萬(wàn)之間;一些研究機構的年產(chǎn)量不到10,000。最近美國SMI公司開(kāi)發(fā)了一系列價(jià)格低廉的硅微壓力傳感器,其線(xiàn)性度為0.11%至0.165%。它具有獨特的三維結構。敏感元件的體積約為L(cháng)m,是傳統傳感器的百分之幾。 。美國制造了微型慣性導航系統,該系統由3個(gè)陀螺儀和3個(gè)加速度計組成,體積為2cm×2cm×0.15cm。該系統的質(zhì)量為5g,體積僅為小型慣性導航系統的01012%。
近年來(lái)國內對MEMS技術(shù)和新型傳感器的研究一直在不斷深化和擴展。壓力傳感器,加速度傳感器,微型陀螺儀和各種微型致動(dòng)器,微型電極,微型流量計以及軍用微型傳感器已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)和形成。但是只有極少數產(chǎn)品(例如壓力傳感器)采用自行開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)才能實(shí)現從芯片制造到組裝測試的批量生產(chǎn)。
目前應特別注意MEMS基本工藝的應用技術(shù)研究,并應開(kāi)發(fā)專(zhuān)用工藝設備,以便將這些工藝應用于工業(yè)生產(chǎn)?,F在使用的大多數工藝設備都依賴(lài)于進(jìn)口,并且投資和運營(yíng)成本相對較高。因此我們須注意國產(chǎn)工藝設備的發(fā)展。沉陽(yáng)儀器科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的靜電密封設備,硅油灌裝設備硅膜片腐蝕設備,性能測試設備和硅片劃片設備為某些MEMS工藝的穩定運行提供了設備基礎,并且在相對程度上促進(jìn)了某些設備的發(fā)展。