Luận án tiến sĩ: Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho y sinh học
Luận án tiến sĩ về cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh. Miniaturize cảm biến hai bậc độ lớn, áp dụng trong ghép sốc và đo tín hiệu sinh học.
stanford university
Mechanical Engineering
Luan An
dissertation
Năm xuất bản
Số trang
140
Thời gian đọc
21 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ
Cảm biến gia tốc vi cơ (MEMS accelerometer) đã xuất hiện từ cuối thập niên 1970. Công nghệ này phục vụ nhiều lĩnh vực từ định vị quán tính đến giám sát hoạt động cơ thể cho máy tạo nhịp tim. Tuy nhiên, việc thu nhỏ kích thước cảm biến chưa được quan tâm đúng mức. Nghiên cứu này phát triển cảm biến gia tốc piezoresistive với kích thước dưới milimét - nhỏ hơn 100 lần so với các sản phẩm trước đó. Công nghệ đóng gói bằng màng mỏng silicon epitaxial kết hợp kỹ thuật chế tạo vi cơ hiện đại tạo nên đột phá về kích thước và khối lượng. Cảm biến siêu nhỏ này mở ra khả năng ứng dụng mới trong y sinh học mà các thiết bị truyền thống không thể thực hiện được.
1.1. Lịch sử phát triển cảm biến MEMS
Cảm biến gia tốc vi cơ ra đời vào cuối thập niên 1970. Ứng dụng ban đầu tập trung vào hệ thống định vị quán tính và ghi dữ liệu trong giếng khoan. Ngành y tế sử dụng công nghệ này để giám sát hoạt động cơ thể trong máy tạo nhịp tim. Kích thước cảm biến đáp ứng đủ yêu cầu ứng dụng nhưng chưa tối ưu. Các nghiên cứu về thu nhỏ kích thước còn hạn chế trong nhiều thập kỷ.
1.2. Đột phá công nghệ đóng gói màng mỏng
Công nghệ đóng gói mới sử dụng lớp silicon epitaxial dày để bảo vệ cấu trúc cảm biến. Phương pháp này giảm diện tích chip đến 70% so với đóng gói nối wafer truyền thống. Kết quả là cảm biến đạt kích thước dưới milimét với độ bền cơ học cao. Khối lượng giảm đáng kể giúp tích hợp vào các thiết bị y sinh nhỏ gọn. Công nghệ này đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực cảm biến đeo được.
1.3. Ưu điểm của cảm biến siêu nhỏ
Kích thước nhỏ gọn cho phép cấy ghép vào cơ thể người mà không gây khó chịu. Khối lượng thấp giảm tác động lên mô sinh học xung quanh. Độ nhạy cao nhờ thiết kế tối ưu hóa vị trí piezoresistor trên dầm chịu lực. Công suất tiêu thụ thấp phù hợp cho các thiết bị y tế chạy pin. Khả năng tích hợp đa cảm biến trong không gian hạn chế mở rộng phạm vi ứng dụng.
II. Thiết kế cảm biến piezoresistive y sinh
Thiết kế mới bao gồm khối lượng quán tính treo bởi một dầm silicon tỷ lệ cao gắn với đế. Piezoresistor cấy vào thành bên của dầm để đo ứng suất tối đa khi có gia tốc. Cấu trúc đơn giản này tối ưu hóa độ nhạy trong không gian siêu nhỏ. Lớp silicon epitaxial dày phủ lên cảm biến tạo vỏ bảo vệ cơ học chắc chắn. Mạch mềm polyimide dẫn tín hiệu từ cảm biến siêu nhỏ ra package tiêu chuẩn. Thiết kế tích hợp này đạt được sự cân bằng giữa kích thước, độ bền và hiệu năng.
2.1. Cấu trúc dầm đơn tỷ lệ cao
Khối lượng quán tính (proof mass) treo bởi một dầm silicon duy nhất. Tỷ lệ cao giữa chiều cao và chiều rộng dầm tăng độ nhạy cảm biến. Dầm gắn cố định với đế silicon tạo điểm neo vững chắc. Khi có gia tốc, khối lượng quán tính làm dầm uốn cong. Ứng suất tập trung tại vị trí gắn dầm với đế - nơi đặt piezoresistor.
2.2. Vị trí tối ưu piezoresistor
Piezoresistor cấy ion vào thành bên của dầm silicon. Vị trí này chịu ứng suất cơ học lớn nhất khi dầm uốn. Hiệu ứng piezoresistive làm điện trở thay đổi tỷ lệ với ứng suất. Cấu hình cầu Wheatstone chuyển đổi thay đổi điện trở thành tín hiệu điện áp. Độ nhạy cao đạt được nhờ tối ưu hóa vị trí và hướng piezoresistor.
2.3. Hệ thống đóng gói epitaxial silicon
Lớp silicon epitaxial dày lắng đặt trực tiếp lên cấu trúc cảm biến. Quá trình lắng đặt màng tạo vỏ bọc liền khối không cần nối wafer. Phương pháp này giảm 70% diện tích so với đóng gói truyền thống. Vỏ bọc epitaxial bảo vệ cấu trúc nhạy cảm khỏi tác động môi trường. Độ bền cơ học cao cho phép sử dụng trong điều kiện sinh học khắc nghiệt.
III. Ứng dụng cảm biến trong ốc tai điện tử
Cảm biến gia tốc siêu nhỏ được đánh giá như cảm biến âm thanh cấy ghép cho ốc tai điện tử (cochlear implant). Thiết bị này có tiềm năng thay thế microphone đeo ngoài tai hiện tại. Kích thước nhỏ gọn cho phép cấy ghép hoàn toàn vào bên trong cơ thể. Cảm biến đo dao động cơ học của màng nhĩ và xương con tai giữa. Tín hiệu thu được chính xác hơn microphone ngoài do loại bỏ nhiễu môi trường. Công nghệ này cải thiện chất lượng nghe cho người khiếm thính nặng.
3.1. Cơ chế hoạt động trong tai giữa
Cảm biến cấy ghép vào xương chũm hoặc gần chuỗi xương con tai giữa. Sóng âm làm rung màng nhĩ và truyền qua ba xương con. Dao động cơ học này tác động lên khối lượng quán tính của cảm biến. Gia tốc tạo ra ứng suất trên dầm silicon chứa piezoresistor. Tín hiệu điện tương ứng với âm thanh được xử lý và kích thích ốc tai điện tử.
3.2. Ưu điểm so với microphone ngoài
Microphone cấy ghép loại bỏ nhiễu gió và tiếng ồn môi trường. Người dùng không cần đeo thiết bị ngoài tai - tăng tính thẩm mỹ. Tín hiệu thu được trực tiếp từ dao động cơ học tự nhiên của tai. Độ nhạy cao hơn nhờ đo trực tiếp chuyển động xương con. Khả năng chống nước tốt hơn các microphone đeo ngoài.
3.3. Thử nghiệm và kết quả đo lường
Cảm biến được thử nghiệm trên mẫu tai giữa người. Đo đạc cho thấy phản ứng tần số phù hợp với dải nghe của con người. Độ nhạy đủ để phát hiện âm thanh hội thoại bình thường. Tín hiệu nhiễu thấp nhờ thiết kế tối ưu và đóng gói kín. Kết quả khả quan cho thấy tiềm năng ứng dụng lâm sàng trong tương lai.
IV. Ứng dụng ống nghe điện tử cho chuột sơ sinh
Cảm biến gia tốc vi cơ được sử dụng như ống nghe điện tử để đo nhịp thở và tim của chuột sơ sinh. Kích thước siêu nhỏ phù hợp với cơ thể động vật thí nghiệm nhỏ. Cảm biến đặt trên ngực chuột phát hiện dao động do hô hấp và nhịp tim. Tín hiệu thu được rõ ràng hơn ống nghe truyền thống. Công nghệ này hỗ trợ nghiên cứu sinh lý học và dược lý trên động vật nhỏ. Ứng dụng mở rộng khả năng giám sát sức khỏe trong nghiên cứu y sinh.
4.1. Thách thức giám sát chuột sơ sinh
Chuột sơ sinh có kích thước cơ thể rất nhỏ - chỉ vài gram. Thiết bị giám sát truyền thống quá lớn và nặng cho đối tượng này. Dao động thành ngực yếu đòi hỏi cảm biến độ nhạy cao. Nhiễu từ chuyển động của động vật ảnh hưởng chất lượng tín hiệu. Cần cảm biến siêu nhỏ, nhẹ với độ nhạy và độ phân giải cao.
4.2. Đo tín hiệu hô hấp và tim mạch
Cảm biến đặt trên vùng ngực của chuột sơ sinh. Dao động thành ngực khi hít thở tạo gia tốc chu kỳ. Nhịp tim gây rung động tần số cao hơn nhịp thở. Cảm biến piezoresistive phát hiện cả hai loại dao động đồng thời. Xử lý tín hiệu tách biệt thông tin hô hấp và tim mạch từ dữ liệu thô.
4.3. Kết quả và ý nghĩa nghiên cứu
Tín hiệu hô hấp và tim mạch được ghi nhận rõ ràng. Tần số nhịp thở và nhịp tim đo được chính xác. Khả năng giám sát liên tục trong thời gian dài không ảnh hưởng động vật. Công nghệ hỗ trợ nghiên cứu phát triển phổi và tim ở giai đoạn sơ sinh. Ứng dụng mở rộng cho nghiên cứu dược lý và độc tính học trên động vật nhỏ.
V. Công nghệ mạch mềm polyimide kết nối
Mạch mềm polyimide mới được phát triển để dẫn tín hiệu từ cảm biến siêu nhỏ ra package tiêu chuẩn. Vật liệu polyimide có tính linh hoạt cao và tương thích sinh học tốt. Mạch dẫn kim loại mỏng được tạo hoa văn trên nền polyimide. Kết nối này cho phép cảm biến siêu nhỏ giao tiếp với mạch điện tử bên ngoài. Công nghệ mạch mềm quan trọng cho các ứng dụng cảm biến cấy ghép. Thiết kế linh hoạt giảm ứng suất cơ học lên cảm biến và mô sinh học.
5.1. Vật liệu polyimide y sinh
Polyimide là polymer có tính tương thích sinh học cao. Vật liệu chịu nhiệt tốt - ổn định ở nhiệt độ xử lý vi mạch. Độ bền cơ học cao kết hợp với tính linh hoạt tuyệt vời. Lớp cách điện tốt bảo vệ tín hiệu khỏi nhiễu điện từ. FDA chấp thuận sử dụng polyimide trong thiết bị y tế cấy ghép.
5.2. Quy trình chế tạo mạch mềm
Màng polyimide được phủ lên wafer silicon tạm thời. Kim loại dẫn điện (vàng hoặc đồng) lắng đặt lên polyimide. Quang khắc và ăn mòn tạo hoa văn mạch dẫn mong muốn. Lớp polyimide thứ hai phủ lên bảo vệ mạch dẫn. Mạch mềm được tách khỏi wafer tạm và kết nối với cảm biến.
5.3. Lợi ích trong ứng dụng cấy ghép
Mạch mềm uốn cong theo hình dạng mô sinh học. Giảm ứng suất cơ học lên điểm kết nối với cảm biến cứng. Kích thước mỏng nhẹ giảm thiểu tác động lên cơ thể. Cho phép định tuyến tín hiệu qua không gian hẹp trong cơ thể. Tăng độ tin cậy lâu dài của hệ thống cảm biến cấy ghép.
VI. Triển vọng ứng dụng y sinh trong tương lai
Công nghệ cảm biến gia tốc siêu nhỏ mở ra nhiều ứng dụng y sinh mới. Giảm nhiễu hình ảnh trong nội soi vi mô động vật sống là một hướng tiềm năng. Cảm biến có thể bù chuyển động cơ thể để tăng độ rõ hình ảnh nội soi. Ứng dụng khác bao gồm giám sát hoạt động cơ trong phục hồi chức năng. Theo dõi rung động cơ quan nội tạng để chẩn đoán bệnh sớm. Công nghệ này có tiềm năng tạo ra lĩnh vực mới trong cảm biến chuyển động y sinh.
6.1. Giảm nhiễu hình ảnh nội soi vi mô
Nội soi vi mô trên động vật sống bị nhiễu do chuyển động hô hấp và tim mạch. Cảm biến gia tốc gắn vào đầu dò nội soi đo chuyển động thời gian thực. Tín hiệu gia tốc dùng để bù chuyển động trong xử lý hình ảnh. Kết quả là hình ảnh nội soi sắc nét hơn ở độ phóng đại cao. Công nghệ nâng cao chất lượng nghiên cứu tế bào sống trong cơ thể.
6.2. Giám sát phục hồi chức năng vận động
Cảm biến siêu nhỏ gắn trực tiếp lên cơ hoặc gân. Đo hoạt động cơ trong quá trình tập phục hồi chức năng. Dữ liệu chính xác giúp đánh giá hiệu quả điều trị. Phát hiện sớm các vấn đề trong quá trình hồi phục. Tối ưu hóa chương trình tập luyện cá nhân hóa cho từng bệnh nhân.
6.3. Chẩn đoán sớm bệnh lý cơ quan
Rung động bất thường của tim, phổi có thể chỉ báo bệnh lý. Cảm biến cấy ghép theo dõi liên tục các thay đổi vi tế. Phát hiện sớm giúp can thiệp điều trị kịp thời. Giảm chi phí y tế nhờ ngăn ngừa biến chứng nặng. Công nghệ hướng tới y học dự phòng và chăm sóc sức khỏe chủ động.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (140 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộENCAPSULATED SUB-MILLIMETER PIEZORESISTIVE ACCELEROMETERS FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS A DISSERTATION SUBMITTED TO THE DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING AND THE COMMITTEE ON GRADUATE STUDIES OF STANFORD UNIVERSITY IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY Woo-Tae Park December 2005 UMI Number: 3197493 Copyright 2006 by Park, Woo-Tae All rights reserved. INFORMATION TO USERS The quality of this reproduction is dependent upon the quality of the copy submitted. Broken or indistinct print, colored or poor quality illustrations and photographs, print bleed-through, substandard margins, and improper alignment can adversely affect reproduction. In the unlikely event that the author did not send a complete manuscript and there are missing pages, these will be noted.
Also, if unauthorized copyright material had to be removed, a note will indicate the deletion. ® UMI UMI Microform 3197493 Copyright 2006 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code.
ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P. Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 © Copyright by Woo-Tae Park 2006 All Rights Reserved lì I certify that I have read this dissertation and that, in my opinion, it is fully adequate in scope and quality as a dissertation for the degree of Doctor of Philosophy. Kenny, Principal Adviser I certify that I have read this dissertation and that, in my opinion, it is fully adequate in scope and quality as a dissertation for the degree of Doctor of Philosophy. Pruitt I certify that I have read this dissertation and that, in my opinion, it is fully adequate in scope and quality as a dissertation for the degree of Doctor of Philosophy.
Khuri-Yakub Approved for the University Committee on Graduate Studies. Micromachined accelerometers have been introduced in the late 1970s and have been used in various applications. The applications range from inertial navigation and data logging in wells to body activity monitoring for pacemakers. Although the size of the accelerometers was sufficient for their applications, there were not many efforts in pushing the limits of accelerometer miniaturization.
In this study, we utilized film deposition packaging technology and other modern microfabrication techniques to miniaturize the size and mass of the packaged accelerometers, two orders of magnitude smaller than any accelerometers ever reported. We used these ultra miniature accelerometers to offer sensing capabilities for biomedical applications which was not possible with any other means. | A novel design of the accelerometer and packaging has been developed for miniaturization. The accelerometer consists of a proof mass suspended by a single high- aspect-ratio beam attached to the substrate.
Piezoresistors are implanted on the sidewall of the beam to sense the maximum stress applied on the beam. A thick layer of epitaxial silicon is deposited on the accelerometer to form a mechanically robust yet compact package. The new packaging method enables reduction in die area up to 70% compared to conventional wafer bonded package. A new polyimide flexible circuit is also developed to route the signals from the ultra-miniature accelerometers to a conventional package.
The new technology is used in experimental biomedical applications. The accelerometer is evaluated as an implantable sound sensor for cochlear implants which can possibly replace the externally worn microphones. It is also used as an electrical stethoscope to measure respiratory and heart signal of neonatal mice. There are many other possible applications in the biomedical field such as imaging artifact reduction for live animal microendoscopy.
This technology has the potential to open up new realms of motion sensing in the biomedical science and engineering. iv Acknowledgements The work presented in the dissertation would not have been possible without the help from a number of people. I would like to start by thanking my PhD advisor Prof. Tom Kenny who had the most influence on my graduate studies.
Our relation started from my first day at Stanford, since Tom was also my masters’ degree academic advisor. In spite of his busy schedule, Tom always finds time to meet with his students, in the office, the lab, or even the golf course. I am truly grateful for his persistent guidance and faith in my abilities. I would like to thank Prof.
She was initially my mentor in the Kenny group, and later as a professor in the department served as the reading committee of my thesis. I would also like to thank the rest of the thesis committee; Prof. Pierre Khuri-Yakub, Prof. Sunil Puria, and Prof.
I especially want to thank Sunil for his help in the middle ear measurements which is the highlight application of my research. Tá like to thank my collaborators. First, in the wafer level packaging project, I’d like to thank Dr. Aaron Partridge, Markus Lutz, Rob Candler, and Gary Yama.
Aaron was my mentor in building accelerometers or any piezoresistive devices in general. Second, in the middle ear measurements, I need to thank Kevin O’Connor, Dr. Toshiki Maetani, Dr. Joe Roberson, and Jaehoon Sim.
And finally, in the mouse stethoscope project, Matt Beasley, Berit Jacobson, Dr. Richard Bland, and Ian Chen helped me throughout the measurements. I’d like to thank the past and present Kenny group members, Dr. Amy Herr, Dr.
Olaleye Ajakaiye, Anu Tewary, Dr. Eugene Chow, Dr. Lian Zhang, Dr. Michael Bartsch, Roxanne Daniels, Dr.
Yoshi Hishinuma, Dr. Robert Rudnitsky, Hyeun-su Kim, Dr. Dan Laser, Evelyn Wang, Ginel Hill, Dr. Holden Li, Jennifer Bower, Kevin Lohner, Jeffrey Li, Dan Soto, Vipin Vitikkate, Kuan-Lin Chen, Parmita Dalal, Andrew Graham, Wesley Smith, Matt Hopcrof, Manu Agarwal, Bongsang Kim, Saurabh Chandorkar, Chandra Jha, Kwan Kyu Park, Suhrid Bhat, and Renata Melamud.
It was a great pleasure to work in such an enthusiastic group. Each group member was a great collaborator or a mentor. I especially want to thank Kuan-Lin and Vipin for all the help and discussions on the encapsulated accelerometer. I'd like to thank Robert Jung of Altaflex® for fabricating the Kapton flex circuits used in this work for free.
I think his generous support reduced about a year of flex circuit development. I’d like to thank the Stanford Nanofabrication Facility staff, Maurice Stevens, Gladys Sarmiento, Uli Thumser, Cesar Baxter, Nancy Latta, Mahnaz Mansourpour, Elmer Enriquez, and finally a non-staff but resident ‘fabgod’ Dr. I’d like to thank the people who supported my life outside of the lab. The Korean mechanical engineer society was a big presence in my Stanford life and I’d like to thank all of them.
Sangkyun Kang, Dr. Sukwon Cha, Dr. Byeongchan Lee, Dr. Suhong Kim, Dr.
Jaemo Koo, Dr. Simon Song, Tonghun Lee, Taegyeong Yang, and Kwonsoo Chun. I’d also like to thank all the members of the micro-engineering labs, especially Dave Huber, Dr. Shuhuai Yao, and Dr.
I'd like to thank my funding agencies. This work was supported by DARPA HERMIT (ONRN66001-03-1-8942), the Robert Bosch Corporation Palo Alto Research and Technology Center, a CIS Seed Grant, The National Nanofabrication Users Network facilities funded by the National Science Foundation under award ECS-9731294, and The National Science Foundation Instrumentation for Materials Research Program (DMR 9504099). Finally, I’d like to express my deepest gratitude towards my parents for always supporting me in various ways. And last but not the least, I'd like to thank my wife, Yu Kyung, for supporting me and loving me for the man I am.
vi Table of Contents Abstract. sesssessee LV - ACKknowl€dØ€ITIIÉS.0009 0090666096660 068 V Table of Content ú. 16098 6009 56669466090668806 Vii List Of EÏØTFS.90684 x ba)at 1) (eee xvi IN0oIme€nncÌÏAfUIF€.ooco o5 25 52559093059 9569969650898956936936909369694648846960894604 xvii Chapter 1 Infr0oduCfÏOI.1 MEMS accelerometer h1SfOFY. - cọ HH HH ng ng ng ưiện 1 1.2 MEMS Packaging BackgTOunid.- - co s91 ng 1g ng cư.3 Film encapsuÌafiOT.- su ng kg gu 11 1.3 Biomedical Sensors Background.1 Biomedical applications of micromachined sensors .2 Biomedical applications of micromachined accelerometers.
15 Chapter 2 Design and ÁIaÌÏySÌS.2 Piezoresistive Accelerometer Design.1 Flexure & piezoresistor €SIET.2 Proof mass CeSIQN 0n .3 Squeeze film damping analysis .1 Electrical & mechanical noise .2 Sensitivity, resolution, bandwidth, and range.3 Device Dimension s©Ï€CfIOTI.4 Encapsulation DeS1gTn.1 Encapsulated acceÏ€rOT€fT.2 Design for min1afUT1ZAfIOTA. s- c H TH n nHh n gnện 42 2.3 Wafer level self-test of release. HH ng HH ng gu 45 2.5 ca nh hố. 0G Go SH cọ nH n 096889464896680 08686 49 KNNsov.
vn ng:::adiaiia.1 Accelerometer faDr1CAfiOTI. Án TH HH ng ng ng 49 3.2 Flexible CITCUI{ WITITIE. Q1 ng ng ng TH nàn 60 Chapter 4 Characterization .2 Frequency ReSponse am. 66 KP song o0 nh .-- GG cv ngưng 71 Chapter 5 Implantable Sound Sensors for Cochlear Implants .1 Overview of devices for hearing 1mpairment.2 Previous and current efforts for sound sensing .3 Loudness and sound pressure level (SPL) .4 Requirements for an implantable accelerometer.1 Sample pT€D4äTAfIOT\.
«L1 191031181101 11 11g ng HH ng 84 5. - LH HH TH KH KH KH HH 00 K01 17T 85 5.3 Results from First Generation DeViCeS.1 Noise mm€aSuT€TT€HIÍ.2 Artifact me€aSUT€TTeTIÍ.- G5 S1 KH ng ke 89 5.3 Ïncus €aSUT€IT€TIE.4 Results from Second Generation DeviC€s.1 Flexible circuit stiffness evaluation on middle ear ossicles .2 Noise me€aSUT€TN€TIE.3 Stapes measurement with fused incudo-stapedial Joint.4 Stapes I€aSUT€TTII. ác HH ng ng kg 98 5.5 Acoustic coupling 1TneaSUTEIN€TIÍ.5 Conclusions and future WOTĂ.- án HH ng ng re 102 Chapter 6 Other Ultraminiature Accelerometer Applications .1 Neonatal Mice Electronic Stethoscope Study .- --- cọ HH net 104 6. - 4ó «cọ HT TH ng rà 105 6.2 Traumatic Optic Neuropathy Studyy.
Go HH ke 107 6. 107 Chapter 7 Conclusions and Future Work .ccssscseessssssesecers —— 109 9u oi nh. 0G G00 Họ cọ TH 000000004 0000008006488 0660406096 113 1X List of Figures Figure 1. Example of a piezoresistive accelerometer.
Most of them are sensitive out of plane with a variation in the number of ÍeXUT€S. Example of capacitive accelerometers. Conditioning circuit is fabricated in a separate CHIp. -- Ăn HH KH ng HH ng ng 0k4 4 Figure 1.
Packaging process flow of ‘die level packaging’. The singluated device is then attached to a package (c). The device is then wirebonded to the package (d) and finally the package is sealed ›41:8:8 0/2) 0117777. Packaging process flow of ‘wafer level packaging’.
Encapsulated wafer is diced to singulate each device (c). This form can be suitable for PCB mounting. Alternatively, the device can be mounted, wirebonded and molded on a plastic molded package 6). Electrical feedthough connections for encapsulation.
(a) Lateral connections have signal lines running beneath the seal ring to bondpads on the die periphery. (b) Vertical connections have signal path through the encapsulation cap to bondpads on top of the encapsulaf1OT. --- + ch HH TH HT TH Hàng Hung 10 Figure 1. Process flow of film encapsulation.
A micromachined silicon strain gauge used for chronic physiologic studies [46]. The device consisted of a doped resistor, two gold electrical pads, and two suture rings for attachment to tissue. Two platinum-iridium wires were attached to the pads by conductive epoxy and the wires are terminated with a silicone rubber block. The whole device is coated by Parylene®.
Simple model of an accelerometer. It is a second order system. Every accelerometer consists of proof mass (m), spring (k), and damper (b). The displacement (x) is proportional to the acceleration (A) and they are in the same direction.
The range of the proof mass movement is limited by the end stops which prevent the device from shock aT486. Amplitude of the displacement in respect to the frequency. The displacement is “OQ” times larger at the natural Íf€QU€TCY. ó0 t0 9111 nh ngay 19 Figure 2.
Illustration of the piezoresistive accelerometer. Accelerometer shape and important dimensions. The flexure, proofmass, and end stop are defined in a single DRIE SI€P. Gà“ HH HT TH HH ng TT TH Hà Hán iệt 20 Figure 2.
Piezoresistance factor P(N, T) as a function of impurity concentration and temperature for n-type silicon. P-type silicon behaves similarly [8§0]. Wheatstone bridge configuration for (a) single strain gauge, and for (b) dual SUTAIN QAUGE.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Từ khóa và chủ đề nghiên cứu
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ về cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh. Miniaturize cảm biến hai bậc độ lớn, áp dụng trong ghép sốc và đo tín hiệu sinh học.
Luận án "Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại stanford university. Năm bảo vệ: 2005.
Luận án "Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh" thuộc chuyên ngành Mechanical Engineering. Danh mục: Cơ Kỹ Thuật.
Luận án "Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh" có bao nhiêu trang?
Luận án "Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh" có 140 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Cảm biến gia tốc piezoresistive siêu nhỏ cho ứng dụng y sinh" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.