一个MEMS流量传感器的可靠性分析与加速降解测试
Qiaoqiao Kang1, Yuzhe Lin2, Jifang Tao1,2,3
1Key Laboratory of Laser and Infrared System of Ministry of Education, Shandong University, Qingdao 266237, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 14, 2023
概括
这项研究调查了微电机系统 (MEMS) 流量传感器在温度压力下的可靠性. 加速降解测试显示,信号处理系统显著影响传感器性能和寿命.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 微电机系统 (MEMS) 流量传感器被广泛使用,但它们在极端温度下的可靠性是一个日益关注的问题.
- 了解传感器退化对于在苛刻的应用中确保性能至关重要.
研究的目的:
- 在不同温度条件下评估MEMS流量传感器,特别是其传感器芯片和信号处理系统 (SPS) 的可靠性.
- 使用加速降解测试建立传感器寿命和可靠性的预测模型.
主要方法:
- 在传感器芯片和整个流量传感器系统上进行了步压加速降解试验 (SSADT).
- 棺材-曼森模型被用来建立热循环和温度之间的关系.
- 应用了Arrhenius模型和韦布尔分布 (WD) 来估计传感器寿命和可靠性.
主要成果:
- 发现信号处理系统 (SPS) 是流量计退化的主要原因,至少占漂移的82.01%.
- 传感器芯片在150°C时显示最大漂移率为3.15%,而整个流量计系统的漂移率为32.91%.
- 在85°C的温度下,流量传感器在一年内估计的存活率为87.69%.
结论:
- 信号处理系统的可靠性对于MEMS流量传感器的整体性能和寿命至关重要.
- 加速降解测试为预测传感器寿命和确保在高温环境中的可靠性提供了有价值的数据.
- 这项研究为未来的可靠性研究奠定了基础,并为MEMS流量传感器应用提供了数据库.
