Invited contribution at Industry-University-Workshop on
Numerical Modelling and Simulation of Sensors
Workshop-Programm
- Kapazitive Sensoren, Dipl.-Ing. J.G. Korvink
- Thermoelektrische Effekte in Halbleiter-Devices, Dipl.-Ing. K. Kells
- Magnetischer Flusskonzentrator für Hall Sensoren, Dr. M. Roos
- Vertical Hall Sensoren, Dr. J.F. Buergler
- Teilnehmerthema: Hahn-Schickard-Institut, VS-Villingen, Deutschland:
Entwurf und Auslegung mikromechanischer Strukturen, Dipl.-Phys. Thomas Fabula - HW/SW-Infrastruktur für Simulationen am Beispiel eines horizontalen Hallsensors, Dipl.-Phys. G. Sartoris
- Optisch ausgelesener Drucksensor, Dr. M. Roos
Coupled-Field Analyses
“A coupled-field analysis is a combination of analyses from different engineering disciplines (physics fields) that interact to solve a global engineering problem, hence, we often, refer to a coupled-field analysis as a multiphysics analysis. When the input of one field analysis depends on the results from another analysis, the analyses are coupled.” ~ ANSYS® Coupled-Field Analysis Guide, ANSYS Inc.
Simulationen
Im Folgenden sind einige exemplarische Ergebnisse der Multiphysics-Simulationen mit ANSYS an MEMS-Strukturen aufgeführt:
Silizium-Drucksenor
Vergleich des Verlaufs der optisch gemessenen Resonanzfrequenz mit dem frequenzabhängigen Impedanz- und Phasengang eines piezoelektrisch angetriebenen Membrandrucksensors (Silizium-ZnO-Bimorph).
Elektromechanischer Kopplungsfaktor
Abhängigkeit des effektiven elektromechanischen Kopplungsfaktors vom Schichtdickenverhältnis der Si-Bimorph-Membrandrucksensoren, piezoelektrisches Medien: AlN, ZnO, PZT, Meßwerte für gesputterte ZnO-Dünnschichten.
Druckempfindlichkeit frequenzanaloger “Beam-on-Diaphragm” (BOD) Sensoren
Modenkopplung bei BOD-Drucksensoren
Durch eine geeignete Auslegung der Membrandicke kann der Sensor außerhalb der Modenkopplung und so mit einer erhöhten Modenselektivität betrieben werden.
Venue – Veranstaltungsort
Swiss Federal Institute of Technology, ETH-Zürich : www.ethz.ch
Sponsoring Organisations
- ETH – Swiss Federal Institute of Technology
- NM – Numerical Modelling GmbH
- L&G – Landis and Gyr Technology Innovation Management
