國家傳感器科技發(fā)展概況介紹

傳感器技術研究是九五國家重點科技攻關項目。文中敘述了傳感器科技攻關在解決成果工程化、新產(chǎn)品開發(fā)和共性關鍵技術方面所取得的主要成績，包括技術創(chuàng)新、中試生產(chǎn)和達到的技術水平。通過科技攻關，提高了我國傳感器技術水平，促進了我國傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 引言

2000年6月12日，在國家科技部的組織下，96-748傳感器技術研究國家重點科技攻關項目進行了項目驗收。與會專家聽取了項目實施組的項目執(zhí)行自評估報告后認為，96-748傳感器技術研究經(jīng)過3年攻關已經(jīng)圓滿地完成國家攻關項目規(guī)定的攻關目標、考核目標和研究內容。本項目共計投入經(jīng)費6642．37萬元，國家撥款2500萬元。投入科技人員468人／年。通過3年的攻關，共計建成中試生產(chǎn)線12條，其中工程化課題建成中試生產(chǎn)線9條，新產(chǎn)品開發(fā)課題建成中試生產(chǎn)線3條，使18個品種75個規(guī)格的新產(chǎn)品形成一定規(guī)模的中試生產(chǎn)；通過新產(chǎn)品開發(fā)，開發(fā)了力敏、磁敏、溫度、濕氣敏的51個品種86個規(guī)格的新產(chǎn)品，90％的成果進行了批量或小批量生產(chǎn)并供應市場。傳感器的共性關鍵技術包括CAD技術、關鍵制造工藝、微機械加工技術、可靠性技術在生產(chǎn)中得到應用，攻關產(chǎn)品的成品率普遍提高10％以上，可靠性水平提高1-2個等級，建成傳感器實驗室、試驗基地5個；據(jù)不完全統(tǒng)計，攻關3年累計銷售各類傳感器1260多萬支，實現(xiàn)銷售收入14418多萬元，取得科研成果59項，總體水平達到國外九十年代中期的先進水平。獲得國家專利32項(其中獲得和受理發(fā)明專利11項)，在國內外各類期刊上發(fā)表學術論文和研究報告244篇，進行技術轉讓6項，取得較好的成績。

九五傳感器科技攻關的指導思想是：一個目標是提高傳感器的技術水平、可靠性水平和產(chǎn)業(yè)化程度。二個轉變是向提高企業(yè)技術進步轉變，向提高市場占有率轉變。三個結合是共性關鍵技術與應用技術相結合，加快產(chǎn)業(yè)化進程；典型產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)品系列化相結合；滿足市場需要；科研開發(fā)與成果工程化相結合，實現(xiàn)適度規(guī)模生產(chǎn)。

通過攻關，在傳感器的關鍵制造工藝、新產(chǎn)品開發(fā)、科技成果的工程化等方面提高了我國傳感器的技術水平，促進了我國傳感器產(chǎn)業(yè)的形成，縮小了與世界先進水平的差距。

2 在技術上，取得一批具有自主知識產(chǎn)權的成果

通過攻關，在技術上有所創(chuàng)新，取得一批具有自主知識產(chǎn)權的科技成果，主要是：

(1)復旦大學發(fā)明的掩膜-無掩膜腐蝕工藝為國際首創(chuàng)。不僅在實驗上取得凸角處出現(xiàn)[311]面的基本規(guī)律，理論上也推導出新的底面條件和新生底面深度和位置的公式，開創(chuàng)了用腐蝕技術制造微結構的新工藝。利用KOH腐蝕液對于不同晶面腐蝕速率的差

異，在理論和工藝上解決了采用一次掩膜技術形成三維多層微機械結構的工藝，多層結構層差控制精度在4／μm以內，轉移平面的平整度優(yōu)于1／tm，受理一項發(fā)明

專利。

(2)清華大學研制成功一種基于石英諧振器應變敏感效應的數(shù)字式力與稱重傳感器。研究了敏感元件的力敏特性、諧振器的能陷效應與諧振頻率、諧波次數(shù)和結構的關系，保證了良好的頻率穩(wěn)定性。研制了專用膠粘劑，解決了影響傳感器蠕變和滯后性能的關鍵工藝，提高了傳感器性能指標及合格率。在國內外首創(chuàng)開發(fā)了系列化的下游應用產(chǎn)品DD各類石英電子衡器。取得6項實用新型專利、一項發(fā)明專利，受理4項

發(fā)明專利。

(3)哈爾濱理工大學研制成功了新型本征半導電高分子壓力溫度雙參數(shù)傳感器，首次合成聚省醌自由基高聚物，這是一種壓敏系數(shù)和溫度系數(shù)極高的高分子材料，過材料表面處理等技術制成傳感器，解決了油井高溫潛油泵的溫度和壓力測量的難題。經(jīng)過檢索表明，新型本征高分子壓力溫度雙參數(shù)傳感器為國際

首創(chuàng)，已經(jīng)受理一項發(fā)明專利。

(4)沈陽儀器儀表工藝研究所在國內首次解決了擴散硅力敏芯片溫度靈敏度自補償工藝。通過調整平面工藝的摻雜工藝參數(shù)，實現(xiàn)了在-30-80C的全溫區(qū)內，力敏芯片的靈敏度溫度漂移控制在5％o之內，實現(xiàn)了擴散硅力敏芯片的靈敏度溫度自補償。

(5) 九純健科技在國內首次通過離心表面涂膜及特殊老化工藝，采用多片濕敏元件組合方式，以及溫度自動補償方式，成功解決了濕度測量領域的高溫濕度無法測量，全量程敏感元件不線性，溫度對濕度測量精度的影響等問題。實現(xiàn)了120℃以內環(huán)境濕度的直接測量，200-600度環(huán)境濕度的間接測量。由于采用了溫度自動補償工藝，在測量環(huán)境溫度發(fā)生大的變化時，對濕度傳感器的測量精度不會造成影響?？稍?20度以內保證濕度測量2%RH精度。同時采用濕敏元件多片組合線化方案。成功解決了單片濕敏元件測量濕度時低濕和高濕部分的不線性問題。