MEMS无源无线压力传感器研究.pdf

2013矩 仪 表 技 术 与 传 感 器 2O13 第 11期 Instrument Technique and Sensor No．11 MEMS无源无线压力传感器研究 刘 谨 ，欧 文，高 璇 (中国科学院微 电子研究所，北京 100029) 摘要：无源无线压力传感器是一种能应用在密闭和恶劣环境中的新型传感器。设计了一种通过 电感耦合传输能量的 传感器结构。该结构由一个电容和一个电感形成 串联回路，通过谐振频率的变化表征 出被测环境量的变化。时该结构的 尺寸参数做 出了优化 ，在工艺限制下获得 了较高的Q值 ，并给出了制作该器件的工艺流程。理论上该传感器的灵敏度达 到63．7kHz／psi． 关键词 ：无源；无线；压力传感器；平面螺旋 电感 中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1002—1841(2013)1l一0004—03 ResearchofMEMSW irelessPassivePressureSensor LIU Jin，OUWen，GAOXuan (TheInstituteofMicroeleetronicsofChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China) Abstract：Passivewirelesspressuresensorisanew typeofsensorscanbeappliedinsealedandharshenvironments．A sturc— turethattransmitsenergybyinductivecouplingwaspresented．Thedeviceconsistsofacapacitorandan inductor，thechangein resonant~equencyoftheseriescircuitindicatesthechangeinthemeasuredenvironment．Thesizepraametersareoptimizedtoob— rainahi：gherQvalueundertheprocesslimitations，andthefabricationprocesswasdescribed．Thesensitivityofthedeviceisabout 63．7kHz／psiontheory． Keywords：passive；wireless；pressuresensor；planarspiralinductor 0 引言 能量和电容变化信号的传输，从而实现压力的检测。 传感器技术是当今发展最迅速的高新技术之一…。随着 品； P LP 工艺水平的不断提高，各种类型的传感器被应用到了生产和生 活中的方方面面 “J，更高的性能要求也被提出。压力传感器 ；：： ． ．． ． ． ． ． ．．． ．． ．． ． ．． 。． ．． ．． ． ．． ．．． ． ． ． ．． ．． _二j 是传感器家族中使用最多，应用最广泛的一个分支 ，大部分的 传感谐振回路 等效电路 压力传感器都是使用电池供电 j，并且通过导线与信号处理设 备连接，限制了压力传感器的应用环境和使用寿命。无源无线 压力传感器探头本