基于MEMS技術(shù)的SOI微加速度計(jì)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、MEMS技術(shù)是極具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一，是當(dāng)前十分活躍的研究領(lǐng)域。MEMS技術(shù)廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，包括國(guó)防、汽車工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等。微加速度計(jì)是MEMS技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，MEMS技術(shù)的最初成功和商業(yè)化的產(chǎn)品就是微加速度計(jì)。目前微加速度計(jì)憑借其體積小、重量輕、功耗低和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)已成為慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的關(guān)鍵部件。SOI材料的出現(xiàn)更是讓微加速度計(jì)的研究有了新的方向和重點(diǎn)，SOI微加速度計(jì)已經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)。
　　本文首先概述了MEM

2、S技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和國(guó)內(nèi)外的最新動(dòng)態(tài)，介紹了主要的MEMS微機(jī)械加工技術(shù)。選擇梳齒電容式結(jié)構(gòu)的微加速度計(jì)作為主要研究對(duì)象，在分析了其工作原理后，分別研究了在開環(huán)和閉環(huán)兩種不同工作模式下微加速度計(jì)的各項(xiàng)性能參數(shù)，并指出了微加速度計(jì)工作穩(wěn)定所需要的內(nèi)在條件。
　　然后用有限元軟件ANSYS對(duì)梳齒電容式微加速度計(jì)建立模型并進(jìn)行仿真計(jì)算，包括靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧波響應(yīng)分析。靜力學(xué)分析得到了敏感質(zhì)量塊的位移和各個(gè)方向的最大應(yīng)力，結(jié)果驗(yàn)證了

3、系統(tǒng)不會(huì)失效。模態(tài)分析得到了微加速度計(jì)的固有頻率并和諧波響應(yīng)分析的結(jié)果保持一致，在不同彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)下仿真了微加速度計(jì)的諧振頻率，得到了影響諧振頻率的因素。接著對(duì)四種不同彈簧結(jié)構(gòu)的微加速度計(jì)分別進(jìn)行了線性度分析，結(jié)果表明線性度良好；同時(shí)計(jì)算了折疊式彈簧彈性系數(shù)的計(jì)算公式，并討論了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)彈性系數(shù)的影響規(guī)律；最終設(shè)計(jì)出了微加速度計(jì)的具體結(jié)構(gòu)尺寸。
　　最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件，采用直接鍵合技術(shù)制備 SOI材料，并給出了制備的工藝流程。根