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電動汽車MEMS壓力傳感器的設(shè)計和制造

本研究的重點是設(shè)計和制造電動汽車燃料電池熱管理系統(tǒng)的低壓壓敏電阻MEMS壓力傳感器，該傳感器主要用于測量燃料電池熱管理系統(tǒng)的內(nèi)部壓力，其測量原理是將因壓差產(chǎn)生壓敏電阻器的膜片變形量轉(zhuǎn)換為輸出電壓；傳感器的膜片在嚴酷的環(huán)境下也能夠正常感應(yīng)壓力的變化，但壓力傳感器會在汽車行駛過程中由于物理和化學因素導致其輸出值異常，產(chǎn)生偏移電壓，原因之一是在用于冷卻的熱管理系統(tǒng)內(nèi)部聚合物和傳感器之間會出現(xiàn)聚合物反應(yīng)。通過反復測試分析傳感器出現(xiàn)異常的原因。提出了在傳感器表面應(yīng)用緩沖材料來解決傳感器輸出值異常問題，并開發(fā)一種新型的壓力傳感器。

該壓力傳感器的生產(chǎn)制造過程主要分為以下3步。①傳感元件通過芯片焊接到PCB。為避免熱量分布不均勻，使用陶瓷作為PCB的材料，因為陶瓷襯底具有較高的硬度。用環(huán)氧膠粘劑粘結(jié)硅和PCB。②通過導線連接傳感元件和PCB板。③利用線圈連接機械安裝插頭連接器和壓力傳感器。所開發(fā)的產(chǎn)品性能和循環(huán)周期通過可靠性測試（如熱沖擊循環(huán)、熱濕度循環(huán)和振動測試）進行驗證。利用低壓壓敏電阻設(shè)計和制造一種物理和化學魯棒性好的壓力傳感器。從結(jié)構(gòu)和化學方面對傳感器表面冷卻劑影響傳感器輸出值的問題進行分析，結(jié)果表明，影響傳感器的主要原因是作用在聚合物干燥表面的壓力。

MinkyuLeeetal.2014 ElectronicComponents& Technology Conference，2014.

編譯：趙喚