The study on optimum design for shear stress integrated pressure sensor

전단응력형 집적화 압력센서의 최적설계

This paper is to optimize single-element piezoresistor shear stress strain gauge related to aspect ratio of rectangular diaphragm. The shear stress distribution on diaphragm has been simulated by finite-element method(FEM). As simulation results, the maximum sensitivity for strain gauge was appeared at the center of diaphragm with aspect ratio 3, and in along to long edge with the ratio 2. The diaphragm with ratio 2 is not acceptable due to the yield of mask alignment in IC process technology. The optimum condition of diaphragm with respect to good sensitivity was realized in the case of ratio 3. In this case, the area by gauge was 8% of overall size of rectangular diaphragm.

본 논문은 장방형 다이아프램 형상과 단일형 피에조저항 전단응력 스트레인 게이지 와의 관계를 해석하여 최적의 전단응력 압력센서를 설계하기 위한 것이다. 다이아프램상의 전단응력을 시뮬레이션 하기 위하여 유한요소법 분석 프로그램 ANSYS 5.1를 사용하였다. 시뮬레이션 결과는 다이아프램 형상비가 3일때 스트레인 게이지의 위치는 중앙에서, 크기는 전체 장방형 다이아프램 크기의 8%를 점유할때 온도에 안정적이고, 최대 감도를 가진다는 것을 조사하였다.