• 센서학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.309-315
• /
• 2004

In the pressure sensor, about below 20 kPa, the center boss diaphragm structure is generally used, but it is hard to obtain the high sensitivity because the center boss structure is limited at the thickness and size of diaphragm with chip size. Therefore, this paper suggests that the Center boss structure has surface etched diaphragm using a stress concentration to improve the sensitivity. We carried out the simulation and fabrication applied new diaphragm design. In the result, the sensitivity is improved to 60% without the change of non-linearity (0.14%FS). So, the Center boss of surface etched diaphragm can be applied for the high sensitivity in the low-pressure sensor.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권3호
• /
• pp.18-24
• /
• 2011

본 논문에서는 double boss 구조의 저압용 압력 센서의 다이아프램 브리지 모서리에 홈을 형성함으로서 압력센서의 내압특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 저압용 실리콘 압력센서에서는 일반적으로 boss구조가 널리 사용되고 있으나 칩에서의 제한된 다이아프램의 사이즈와 두께로 인하여 좋은 감도를 얻을 수는 없다. 특히, double boss구조는 다이아프램의 브리지 모서리 응력이 크게 작용함에 따라서 크랙이 생겨 다이아프램의 파괴가 진행되어 센서의 감도는 우수하지만 동작영역의 범위가 줄어들어 신뢰성에 문제가 있다는 단점을 가진다. 기존 double boss구조 압력센서 다이아프램 브리지에 모서리 홈의 길이를 $0.5{\sim}10{\mu}m$로 변화시키며 ANSYS 시뮬레이션을 시행하여 다이아프램 브리지 모서리와 브리지의 가장자리 그리고 압저항 소자가 위치하는 곳의 최대응력을 확인하였다. 그 결과 브리지 모서리의 길이가 6${\mu}m$이상인 경우, 브리지 모서리에서 발생하는 응력은 압저항 소자에 작용하는 응력보다 적다.

• 전자공학회논문지A
• /
• 제30A권7호
• /
• pp.82-88
• /
• 1993

This paper describes fabrication of relative type capacitive pressure sensor to be in great demand for many fields. The fabricated sensor consists of two parts` a sensing diaphragm and a pyrox glass cover. The sensor size is 4.5${\times}3.4mm$^{2})$ and 400$\mu$m thick. To improve the nonlinearity, this sensor is designed a rectangular silicon diaphragm with a center boss structure, and in order to improve the temperature characteristics of the sensor in a packaging process, the sensing element is mounted on the pyrex glass support. Some suggestions toward the design and fabrication of improved sensors have been presented. The zero pressure capacitance, Co of sensor is 26.57pF, and the change of capacitance, ${\Delta}$C is 1.55pF from 0Kgf/Cm$^{2}$ to 1Kgf/Cm$^{2}$ at room temperature. The nonlinearity of the sensor output with center boss diaphragm is 1.29%F.S., and thermal zero shift and thermal sensitivity shift is less than 1.43%F.S./$^{\circ}C$and 0.14% F.S./$^{\circ}C$, respectively.

• 센서학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 1996

본 논문에서는 감도를 향상시키고 저압력 범위에서 다이어프램의 휨을 감소시킴으로서 선형성이 향상되도록 한 센터 보스(center boss) 다이어프램 구조를 갖는 압력센서를 설계 하였다. 설계한 센터보스형 압력센서의 최대 휨은 $0.125{\mu}m$, 최대 응력은 $2.24{\times}10^{7}\;Pa$, 최대 스트레인은 $132\;{\mu}strain$, 감도는 27.67 mV/V.psi로서 휨은 다이어프램 두께의 약 1/160, 정사각형 구조일때의 1/35로 감소하였고 감도는 정사각형 구조일때보다 19배정도 증가하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.790-793
• /
• 2005

In these days, the piezoresistive material has been applied to various sensors in order to measure the change of physical quantities. But the relationship between the sensitivity of a sensor and the position and size of piezoresistor has rarely been studied. Therefore, this paper was focused on the effect of residual stress induced in piezoresistor on the distribution of resistance change ratio and supposed the feasible position of piezoresistor. The resulting are following; The tensile residual stress in the vicinity of piezoresistor decreased the value of resistance change ratio and could not effect on all the area of diaphragm but local area around the piezoresistor. Also, the piezoresistor in the diaphragm type pressure sensor with boss should fabricate in the edge of boss in order to increase the sensitivity of pressure sensor.

• 센서학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.321-326
• /
• 2013

In this paper, the usability of a compact silicon strain gauge load cell in a weighting disdrometer for measuring the impact load of a falling raindrop is introduced for application in a multi-meteorological sensor. The silicon strain gauge load cell is based on the piezoresistive effect, which has a high linearity output from the momentum of the raindrop and the simplicity of signal processing. The weighting disdrometer shows a high sensitivity of 7.8 mV/g in static load measurement when the diaphragm thickness of the load cell is $250{\mu}m$.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.405-410
• /
• 2005

현재 압력이나 가속도를 측정하기 위해 사용되는 반도체 센서 중에서 압저항 센서가 가장 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 압저항 센서는 반도체 공정에 의해서 제작되고, 기존의 센서보다 높은 민감도를 가지므로 그 적용성이 매우 높다. 하지만, 압저항 센서를 형성하는 구조물의 형상과 관련된 연구가 국내에서 미비하므로 이에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 과도한 압력에 센서를 보호하기 위한 보스(Boss)와 민감도 향상을 위해 사용되는 매스(Seismic Mass)의 기하학적 변화가 민감도에 미치는 영향을 압저항 분포를 통하여 분석하고, 적절한 위치와 크기를 제시하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1381-1384
• /
• 2005

In these days, the piezoresistive material has been applied to various sensors in order to measure the change of physical quantities. But the relationship between the sensitivity of a sensor and the position and size of piezoresistor has rarely been studied. Therefore, this paper was focused on the distribution of the resistance change ratio on the diaphragm and bridge surface where piezoresistor would be formed, and proposed the proper size and position of piezoresistor with which the sensitivity of sensor was increased. As the width of mass and boss was increased, the distance between piezoresistors was closed and the maximum value of resistance change ratio was decreased by the increase of the structure stiffness. And according to the increment of seismic mass size, the value of resistance change ratio is decreased by increase of the structure stiffness. Y directional piezoresistor is formed in the position of $100\mu{m}\;apart\;from\;cantilever\;edge\;and\;length\;of\;that\;is\;800\mu{m}$.