摘要
差圧センサーの双方向過負荷能力を向上させるため、本論文では梁-群島ずれ膜構造差圧感受素子を設計した。この感受素子は梁-群島シリコン膜構造とガラス基板の接合により構成される。梁構造は応力集中を低減し、群島構造は構造剛性を向上させる。ガラス基板の接合面には方形溝および円形貫通孔が設計されており、シリコン膜構造とガラス基板の方形溝が形成するずれ構造は最大応力をさらに低減する。まず、有限要素ソフトウェアによって双方向高過負荷シリコン基差圧感受素子の応力分布、感受素子のフルスケール出力および最大応力を解析した。次に、構造寸法と破裂圧力の関係を分析し、寸法最適化により最大破裂圧力下での構造寸法を求めた。最後に、MEMSシリコンプロセスを用いて双方向高過負荷シリコン基差圧感受素子を製作した。圧力試験の結果、製作した双方向高過負荷シリコン基差圧感受素子の破裂圧力はフルスケールの8.5倍であり、従来のC型膜構造差圧感受素子（破裂圧力6.5倍）と比較して過負荷能力は30.7％向上した。実験結果は梁-群島ずれ膜構造が差圧感受素子の双方向過負荷能力を効果的に向上させることを証明した。
关键词
MEMS;差圧感受素子;有限要素;寸法最適化;過負荷能力