SOI基底上制备的用于检测机器人手指接触力的微压阻式力传感器 |
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引用本文: | 范若欣,赖丽燕,李以贵.SOI基底上制备的用于检测机器人手指接触力的微压阻式力传感器[J].微纳电子技术,2023(8):1232-1239. |
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作者姓名: | 范若欣 赖丽燕 李以贵 |
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作者单位: | 上海应用技术大学理学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(62104151); |
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摘 要: | 为了使工业机器人可以稳定、高效地完成夹持任务,设计并制备了三种不同结构的微压阻式力传感器。利用热氧化、硼扩散掺杂、光刻、反应离子刻蚀、物理气相沉积和阳极键合等微电子机械系统(MEMS)加工工艺在绝缘体上硅(SOI)基底上制备出了尺寸均为2 mm×2 mm×0.5 mm的三种微压阻式力传感器。通过封装前后对三种传感器在z方向上的应力灵敏度测试,结果表明第二种传感器的灵敏度较佳,封装前可达0.18 mV/mN,封装后仍可达0.096 mV/mN,仅减少了0.084 mV/mN,仍具有良好的线性关系,输出特性的趋势与预计一致。同时,这三种不同结构的传感器各方向之间的串扰均小于5%,非线性小于满量程的3%。通过封装前后力传感器性能对比,为优化此类传感器设计提供了实验数据,为后续配置在机器人的指尖上实现高效、稳定的操作提供了参考。
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关 键 词: | 压阻式力传感器 微电子机械系统(MEMS) 压阻效应 手指接触力 绝缘体上硅(SOI)基底 |
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