论文摘要
在口腔临床医疗中,天然牙缺失后的患者,采用可摘义齿修复后,义齿对口腔下方组织的作用力直接影响到患者的健康,因此,口腔医学的研究人员都希望能够准确了解义齿对口腔下方组织的作用力情况。目前,据现有的文献检索,国内较少这方面的相关研究报道,国外的研究已取得了一定的成果,但由于传感器的限制,还是比较难准确的测量到义齿对口腔下方组织的作用力。本文介绍了一种以MEMS技术为基础的基于义齿压力检测的MEMS电容式压力传感器的研制,它是以电容式压力传感器的原理为基础,采用MEMS技术中的光刻、氧化、掩膜,键合等工艺,针对临床医疗中义齿压力检测而设计并制作的新型MEMS压力传感器。就此本文主要开展了以下研究工作:·分析了MEMS电容式压力传感器的工作原理,对硼硅膜的形状进行了选择和受力分析,利用ANSYS软件进行了模拟仿真,并结合义齿外形,设计了传感器的整体结构和尺寸,该传感器具有结构简单,体积小的特点,其总体结构尺寸长×宽×高只有2.2mm×1.8mm×0.6mm,适合埋植到义齿中对其压力的测量。·对传感器制作过程中的各个关键部分所涉及到的MEMS基本工艺进行了理论上的论述和实践中的探索,得到了厚度可控、具有良好力学性能的硼硅膜,完成了对玻璃上金属电极的成形。·根据传感器的结构和尺寸,设计了传感器制作所需的光刻掩膜版图,并制作出相应的光刻掩膜板。·完成了对传感器硅片上工艺、玻璃上工艺、硅—玻璃键合工艺以及键合后的片上工艺流程的设计。完成了传感器的制作,累积并形成了一套该传感器制作的标准工艺路线。·使用CAV414芯片制作了测试电路,完成了对微弱电容信号变化测量的电路的实现,并完成了传感器的先期测试工作,测试结果表明,该传感器性能良好,具有稳定的输入与输出关系,能准确测量到外界压力的变化。在口腔的临床医疗中,将传感器分布式埋植入义齿基托内,对口腔下方组织的作用力进行测试,将能准确地测定出义齿下方粘膜及粘膜下方的骨组织所承受的力大小和力的分布情况。