…． 《 爨 裁￣ｐｐｉｉｃａｔｉｏｎ 黄林静 Ｔｅｃｈｎｏｉｏ￣：ｙ蕊Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ：＿ ＿万 一横向压阻系数； ，一纵向应力： 仃，一横向应力。 可以看出，压敏电阻阻值的变化不仅与压阻系数有关， 还与应力有关，而应力大小及分布情况与岛膜结构受力后 岛上各点的挠度相关。从前面的分析可知，岛膜结构能够 提高压力传感器的灵敏度与线性度，并且岛膜背面的岛， 在有高灵敏度的同时也可实现过压保护 。 与压阻系数及工作应力有关，因此，感压膜片上 的硅力敏电阻上的全桥电路，应尽可能同时满足如下“四 等”条件： （１）等应力（指绝对值）并最大限度利用应力： （２）等压阻系数：电桥四臂电阻均应处于较大的等压阻 系数状态，同时对同一电阻应尽量减小纵、横压阻效应的 相互影响。利用纵向效应时，纵向压阻系数大，纵向应力 大。因为横向压阻系数的符号相反，抵消纵向效应，要求 此时横向压阻系数小，横向应力小。反之亦然； （３）等阻值：四臂电阻的阻值在零应力状态下应相等。 要求电阻有相同的几何形状与尺寸，同时扩散杂质尽量接 近： （４）等温度系数和等灵敏度系数：要求掺杂相同，电阻 位置尽量接近。 条件（３）取决于掩膜版的设计与制备，也与工艺系数的 均匀性控制等有关。条件（２）及（４）取决于晶向的选择，也与 工艺参数的均匀性控制等有关。而条件（１）则主要由工作晶 面、工作晶向及电桥图形的具体布局来决定。 压阻系数越大，在同样应力作用下，电阻变化越大， 则压力传感器的输出越大、越灵敏。在压力敏感器件的设 计中，晶体的取向主要有（１０Ｏ）和（１１０）晶面两种 。在（１００） 晶面上，硅压阻系数最大的晶向是［１１０］和［１１Ｏ】晶向，若电 阻条应置于此方向上。此时有： ＡＲ＝ １ （ 一 ） （２） （１１０）晶面上硅压阻系数最大的晶向为【１１ １】，但此晶向 横向压阻系数很大，为避免纵、横向压阻系数的相互影响， 电阻条置于［１１０］晶向，此晶向上横向压阻系数为零。此时 有： ＡＲ１——：－￣４４０＂！ （３） ｚ 所以选择的岛膜上的电阻条布置方案如图６所示。工 作晶面（１１０）四臂电阻Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４置于［１１０】晶向或［００１】 晶向，Ｒ１、Ｒ３位于沟槽的外沿；Ｒ２、Ｒ４位于沟槽的内沿。 对于ＲＩ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４，纵向压阻系数万，＝ １万４４，横向压阻 系数 ＝０，纵向应力 ＝Ｃｒｙ，横向应力Ｏ＂ｔ＝Ｏ－ｘ： 百 Ｚ￣ＫＲ１：ＡＲ３＂－ ————一一 ｄ ・ （４） １ ： ：２ ４４０－．ｙ２ （５） 五、总结 通过对ＡＮＳＹＳ有限元分析软件的学习，本文充分利用 了ＡＮＳＹＳ软件对压阻式压力传感器岛膜结构进行了力学 分析。结合不同的试验数据提出了岛与膜的尺寸要求，为 压敏电阻的布置提供了前提条件，同时为敏感膜片的找形 分析提供了基础。ＡＮＳＹＳ有限元分析软件以灵活、开放的 解决方案为工程设计提供了有效的协同仿真环境，大幅度 地缩短研发时间，降低研发费用，提高产品设计质量，它 是工程设计人员必不可少的工程分析软件。 参考文献 ［１】叶先磊，史亚杰．ＡＮＳＹＳ工程分析软件应用实例［Ｍ】．北京：清华 大学出版社．２００３． ［２］孙承松，杨芳．ＡＮＳＹＳ梁一膜一岛结构在设计中的应用［Ｊ］，传感器 世界，２００４．（１）：３３～３５ 【３］种传波，李德胜，刘本东．／Ｊ、量程、高灵敏度微压力传感器的优 化设计［Ｊ］．微细加工技术．２００７，（８）：５０￣５３ ［４】李晔辰，孙承松．ＡＮＳＹＳ在硅岛膜设计中的应用ｆＪ】．传感器世界． ２００２．（１１）：２６－２８ ｉ ｊ Ｔｅｃｈｎｏ￣ｏｇｙ Ｃ ；Ｋ Ａ㈠ 辨 与应用 ［５】朱中华，丁建宁．微压压力传感器的设计与研究［Ｄ］．江苏：江苏 ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＡＮＳＹＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ 大学．２００８． ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ ｕｎｄｅｒ ｓｏｍｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ ［６］李卫民，杨红义，王宏祥．ＡＮＳＹＳ工程结构实用案例分析［Ｍ］． ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｄｉａｐｈｒａｇｍｓ ａｒｅ 北京：化学工业出版社．２００７．９． ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＮＳＹＳ：ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＮＳＹＳ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｄｉａｐｈｒａｇｍｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒｓ 作者简介 ＨＵＡＮＧ Ｌｉｎ－ｊｉｎｇ，ＺＨＵ Ｍｕ—ｃｈｅｎｇ 黄朴静，四川绵阳西南科技大学研究生，研究方向：传感 （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 器技术 ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１０１０，Ｃｈｉｎａ ２．Ｓｃｈｏｏｌ 通信地址：四川绵阳西南科技大学东八Ｂ６１７ ｆｏ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ 邮编６２１０１０ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｙｔ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１０１０， Ｅｍａｉｌ．ｈＵ—ｘｊ＠１６３．ｔｏｍ Ｃｈｉｎａ） 朱目成：四ＪＩＩ绵阳西南科技大学博士，教授，硕士生导师。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｆｉｎｉｔｅ 研究方向：机械制造及自动化，计量测试技术，传感器技 ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ＡＮＳＹＳ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ 术 ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ 读者服务卡编号００３口 ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｗｉｄｅｌｙ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｆｉｎｉｔｅ （上接９页） ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ａｒｅ ｋｅｅｐ ｉｎ ｇｏｏｄ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ．ｍｏｄｉｉｆｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＮＡＤＨ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ －ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ＮＡＤＨ ｊ（ｎＡ）＝】．５ １ １ ４ｃ（￣ｔｍｏ１）＋０．１ １ ７６２，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｏｆ ＺＨＡＮＧ Ｒｅｎ－ｙａｎ．ＺＨＡＮＧ Ｘｕｅ－ａｏ，ＪＩＡ Ｈｏｎｇ－ｈｕｉ，ＬＩ ０．９９ １ ５．ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｏｆ Ｏ．７ｐｍｏｌ／Ｌ． Ｘｉｎ—ｈｕａ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ； ｎｉｅｏｔｉｎａｍｉｄｅ ａｄｅｎｉｎｅ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎａｔｉｏｎａｌ ｄｉｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ（ＮＡＤＨ）； ｓｃｒｅｅｎ—ｐｒｉｎｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ； Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＤｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７３，Ｃｈｉｎａ） ｅｌｅｃｔｒｏ—ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｄ ｍｕｌｔｉ—ｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ－・ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｃｒｅｅｎ－－ｐｒｉｎｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｒｅ 作者简介： ｐｒｅｐａｒｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｙｃｌｉｃ ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ ，ｔｈｅ 张仁彦，国防科学技术大学理学院物理系本科生，研究方 ｅｌｅｃｔｒｏ－ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｉｉｆｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｏｎ ｔｈｅ 向：物理学 ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅ ａｄｅｎｉｎｅ ｄｉｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ（ＮＡＤＨ）ｉＳ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ 通讯地址：国防科技大学理学院技术物理研究所（４１００７３） ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｍｕｌｔｉ—ｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂＯｉｌ ｎａｎｏｔｕｂｅ—ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｍａｉｌ－．ｚｙ２ＯＯ７Ｏ２００７ｏ０２＠１６３．ｃｏｒｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｃａｎ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｅａｋ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ＮＡＤＨ 张学骜，国防科学技术大学理学院技术物理研究所，副教 授，研究方向：纳米电子学 贾红辉，国防科学技术大学理学院技术物理研究所，副教 授，研究方向：光学 李新华，国防科学技术大学理学院技术物理研究所，讲师， 研究方向：电化学 读者服务卡编号００１口
