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基于非硅MEMS的新型微机械加速度计若干技术的研究
资料介绍
加速度传感器就是MEMS技术应用的一个重要领域之一。MEMS惯导加速度传感器是微惯性测量组合(MIMU)的核心部件,在军用航空和民用相关领域有重要的发展前景,研究高性能的MEMS惯导加速度计已成为世界各国的研究热点。基于MEMS 技术制造出的微机械加速度计不但具有体积微小化、功能集成化的特点,而且可靠性得到了提高,并且降低了成本,这对于许多高新技术领域的发展具有重要意义。 本文以目前最具吸引力的电容式微加速度计作为研究对象,对其总体结构、加工工艺进行了设计,并对加工出的微加速度计进行了电路测试。具体包括以下几个方面: 1.对微加速度计的工作原理及检测原理进行了分析。 2.确定电容式微加速度计作为研究对象,分析了电容式微加速度计的几种典型结构,综合性能指标及加工的难易程度选择了相对简单的三明治式结构。为了改善器件性能,提高量程,采用多轴结构,并将上、中、下极板设计为高对称性的圆形结构。利用ANSYS 软件对结构进行仿真分析。且通过下极板的特殊设计,实现微加速度计对称性的检测,使其具有自检功能。 3.加工工艺的研究设计。结合实验室工艺水平,制定以非硅MEMS加工技术为基础的工艺流程。整个工艺流程主要包括玻璃工艺、刻蚀工艺、牺牲层释放工艺和焊接工艺等几部分,涵括了溅射、光刻、电镀、干法刻蚀、湿法腐蚀等典型的工艺步骤。 4.电路性能检测。使用电容测试专用芯片MS3110 对加工出的微加速度计进行检测,利用单片机实现对MS3110的内部参数调节,使其工作在较好的线性范围和灵敏度条件下。实验数据的采集通过LabVIEW 采集卡实现。 按照设计的工艺流程,成功的加工出了三明治式结构的下极板和中间极板,积累了一定的工艺经验。通过检测芯片对其进行检测,分析采集数据,表明加工出的器件具有较好的对称性。
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