高动态自由场高温压力传感器
提出无引线高温压力传感器应力匹配封装方法,实现了耐高温性能和测量精度的大幅提升。
无引线高温压力传感器,主要采用硅压阻原理实现高温压力测量,突破无引线封装技术采用无机玻璃与银浆集成式烧结工艺,实现高温高动态压力测量,具有耐高温(最高耐温400℃)、高动态、微型化、高精度等技术特点。可应用于众多航空发动机测试、航天发动机测试、飞行器表面流场测试等极端恶劣工况。
开展了无引线高温压力传感器结构设计与仿真优化,结合离子注入仿真分析、产热散热平衡理论开展压敏电阻的参数化仿真分析;优化材料、合金化退火条件等突破高温欧姆接触难题,完成高温芯片工艺流程开发;采用无引线封装结构、玻璃浆料烧结等设计,提出在传感器的敏感芯片与基座之间引入应力匹配层结构,优化设计匹配层结构与材料,降低传感器封装应力以及在高温环境下的热漂移,有效提升传感器精度和稳定性,实现了微型化高动态测量,突破了400℃高温测量极限,在关键性指标达到国内外同类研究领先水平:压力量程:2MPa~40MPa,测量精度:优于0.2%FS,固有频率1MHZ。该成果已完成样机开发,可满足发动机高温测试、石油化工、爆破毁伤等高温介质测量,完成了动、静态的第三方检测认证。