国内团队开发的石英MEMS传感器系列打破国外技术垄断

西安交大赵玉龙教授课题组经过近十年技术攻关,研制出高品质因数、高稳定性的石英振梁,开发了石英谐振加速度传感器、石英谐振压力传感器和石英振动陀螺等系列石英MEMS传感器。

  我们知道,目前,MEMS一般指1μm~100μm的系统,是一种以半导体制造技术为基础的多学科交叉的前沿高新技术。MEMS传感器具有小型化、多功能、低成本、高可靠性的特点。如今,基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)技术制作的微型传感器,在工业生产、装备制造、航空航天和消费电子等领域具有广泛的应用。

国内团队开发的石英MEMS传感器系列打破国外技术垄断

资料图

  单晶石英材料具有优秀的压电特性,以及高品质因数、高弹性模量等特性,采用单晶石英制作的石英MEMS加速度传感器压力传感器陀螺仪等,具有高精度、高稳定性、高分辨力等特点,在微型惯性导航系统、姿态测量与控制等领域具有广泛应用,对国民经济和国防 安全具有重要意义。

  日前,西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,赵玉龙教授课题组经过近十年的技术攻关,突破了单晶石英各向异性湿法腐蚀、石英等离子干法刻蚀、以及电极制备工艺等关键微加工技术,研制出了高品质因数、高稳定性的石英振梁,开发了石英谐振加速度传感器、石英谐振压力传感器和石英振动陀螺等系列石英MEMS传感器,研究了影响石英谐振传感器精度和稳定性的应力隔离、封装阻尼、材料匹配、误差链等。赵玉龙教授课题组与陕西麟德惯性电气有限公司建立了产学研合作体系,实现了石英谐振加速度计、压力传感器 和陀螺的工程化批量生产,打破了国外的技术垄断,实现了低成本、小体积、高精度的石英MEMS传感器的制造。

  延伸阅读:2020年智能、MEMS传感器将成为企业发展重心

  在结构型传感器、固体型传感器已无法满足数字化时代对于数据采集、处理等流程的高需求之时,智能传感器、MEMS传感器最近几年都十分热门,在微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向逐渐走向成熟。

  尤其是在2019年底,上海启动打造智能传感器产业基地,重点发展MEMS工艺,涵盖力、光、声、热、磁、环境等多种类传感器,这也标志着未来国内将在智能传感器、MEMS传感器领域发力。

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