一種大量程電容式加速度計的設(shè)計.pdf

1、本文設(shè)計一種基于體硅工藝的大量程差分電容式微加速度計。通過理論分析結(jié)合有限元分析軟件ANSYS對加速度計微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬，分析靜態(tài)與動態(tài)性能，實現(xiàn)了微結(jié)構(gòu)具體設(shè)計與優(yōu)化。
　　本文設(shè)計的加速度計結(jié)構(gòu)利用差分電容原理，采用了“三明治”即玻璃-硅-玻璃的結(jié)構(gòu)。此種設(shè)計可以實現(xiàn)較大的質(zhì)量塊、靈敏度高的特點。本設(shè)計采用直板8臂式彈性梁結(jié)構(gòu)，通過改變彈性梁結(jié)構(gòu)的厚度可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度及量程。
　　通過有限元方法用ANSYS對

2、微機(jī)械加速度計的靜態(tài)、模態(tài)、應(yīng)力以及諧響應(yīng)等特性進(jìn)行了仿真與分析。利用MATLAB對微結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)果驗證，達(dá)到了預(yù)期效果。設(shè)計的梁厚度為40μm的微結(jié)構(gòu)，加速計微結(jié)構(gòu)的總面積為2×2mm2。分析得出當(dāng)電容間距為7μm時，模擬結(jié)果表明傳感器抗沖擊可達(dá)到±150000g，量程為±100000g。并且此結(jié)構(gòu)的一階固有頻率為122.3KHz，可以有效降低外界低頻干擾。通過對工藝流程中凸角腐蝕及補(bǔ)償和ICP深槽刻蝕等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，以及封裝工藝