收稿日期:2022-10-19基金项目:国家重点研发计划项目(2020YFB2008901);安徽省发改委研发创新项目(JZ2021AFKJ0050);安徽省工程技术研究中心项目(PA2022AKGY0012);中央高校基本科研业务费专项(JZ2021HGQA0254,JZ2021HGTA0147)通信作者:许高斌,教授,博士,主要从事MEMS器件与传感器、微结构设计与制造、RF集成电路、MEMS可靠性分析等方面的研究。E-mail:gbxu@hfut.edu.com电子元件与材料ElectronicComponentsandMaterials第42卷Vol.42第6期No.66月Jun2023年2023MEMS颅压监测传感器的设计与分析许高斌,董娜娜,高雅,李明珠,冯建国(合肥工业大学微电子学院安徽省微电子机械系统工程技术研究中心,安徽合肥230000)摘要:为了实现对脑颅手术后脑组织液渗出压力的监测,以压阻效应为基础和提高灵敏度、线性度为目标,提出了一种四短梁扇形膜结构的压力传感器。通过改进膜结构使得应力分布集中,较大提高了传感器灵敏度。通过对传感器数学模型的理论计算,根据敏感膜结构设计的线性原则和可靠性原则,确定膜厚。采用ANSYS损件进行有限元仿真,分析了影响应力、挠度变化的参数并进行优化。在设计量程内和全范围过压1.125倍进行仿真,传感器灵敏度达到3.164mV/kPa,可对颅压的变化做出迅速响应,有望用于临床颅压监测。关键词:MEMS;颅压;扇形四短梁;压阻效应;惠斯通电桥中图分类号:TP212;TH703文献标识码:ADOI:10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.1627引用格式:许高斌,董娜娜,高雅,等.MEMS颅压监测传感器的设计与分析[J].电子元件与材料,2023,42(6):699-703.Referenceformat:XUGaobing,DONGNana,GAOYa,etal.DesignandanalysisofMEMSintracranialpressuremonitoringsensor[J].ElectronicComponentsandMaterials,2023,42(6):699-703.DesignandanalysisofMEMSintracranialpressuremonitoringsensorXUGaobing,DONGNana,GAOYa,LIMingzhu,FENGJianguo(AnhuiEngineeringResearchCenterofMicroelectromechanicalSystems,SchoolofMicroelectronics,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230000,China)Abstract:Tomonitortheexudationpressureofbraintissuefluidaftercranialoperation,apressuresensorwasproposedwithafan-shapedmembranestructureoffourshortbeams,whichwasbasedonpiezo-resistivityeffectandaimingtoimprovethesensitivitylinearity.Byimprovingthemembranestructure,thestressdistributionwasconcentrated,andthesensitivityofthesensorwasgreatlyimproved.Thefilmthickne...
