低g值微型加速度開關(guān)器件關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、基于MEMS技術(shù)的微型加速度開關(guān)器件集信息探測(cè)、辨別和控制于一體，可感應(yīng)外界加速度信號(hào)變化或沖擊并觸發(fā)相應(yīng)電路，具有小體積、低功耗、低成本、高可靠性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于武器裝備、汽車工業(yè)、航空航天、環(huán)境監(jiān)測(cè)和智能終端等領(lǐng)域。閾值精度和導(dǎo)通時(shí)間是微型加速度開關(guān)器件的核心性能參數(shù)，論文針對(duì)微型加速度開關(guān)器件存在的閾值精度低、導(dǎo)通時(shí)間短等關(guān)鍵問題開展相關(guān)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，具有重要的科學(xué)意義和明確的應(yīng)用需求。
　　論文基于武器彈藥安保

2、系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)和需求，在深入分析微型加速度開關(guān)器件研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出了一種基于觸點(diǎn)電極和增強(qiáng)壓膜阻尼效應(yīng)的微型加速度開關(guān)器件新結(jié)構(gòu)，建立了基于觸點(diǎn)電極的微型加速度開關(guān)器件動(dòng)力學(xué)模型；提出了基于空氣阻尼效應(yīng)的沖擊響應(yīng)譜分析方法，分析了微型加速度開關(guān)器件的主要性能參數(shù)及其影響因素；分析了微型加速度開關(guān)器件技術(shù)指標(biāo)，完成了微型加速度開關(guān)器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；開展了相關(guān)關(guān)鍵加工技術(shù)研究，研制出了微型加速度開關(guān)器件的

3、原理樣機(jī)；原理樣機(jī)的閾值加速度為14.2~16.1g，閾值精度為±1g，響應(yīng)時(shí)間和導(dǎo)通時(shí)間分別為0.69ms和40μs，抗沖擊能力≥1000g，接觸電阻為10~15Ω。
　　論文的主要研究工作：
　　①在深入分析微型加速度開關(guān)器件研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，總結(jié)了目前存在的閾值精度低、導(dǎo)通時(shí)間段等主要問題，確定了論文的研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容；
　?、卺槍?duì)武器彈藥安保系統(tǒng)對(duì)小體積、低g值、低成本、高閾值精度和高可靠性的微型加速度開關(guān)器件

4、的迫切需求，提出了一種基于觸點(diǎn)電極和增強(qiáng)壓膜阻尼效應(yīng)的微型加速度開關(guān)器件新結(jié)構(gòu)，建立了相應(yīng)的理論模型；提出了基于空氣阻尼效應(yīng)的沖擊響應(yīng)譜分析方法，分析了微型加速度開關(guān)器件的主要性能參數(shù)及其影響因素，形成了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法；
　?、鄯治隽藨?yīng)用環(huán)境特點(diǎn)與需求，確立了微型加速度開關(guān)器件的技術(shù)指標(biāo)，基于建立的理論模型，結(jié)合沖擊響應(yīng)譜的分析結(jié)果，采用數(shù)值仿真和有限元仿真相結(jié)合的方法，完成了微型加速度開關(guān)器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；
　　④開

5、展了ICP干法刻蝕和陽(yáng)極鍵合等關(guān)鍵加工技術(shù)研究，優(yōu)化了相關(guān)工藝參數(shù)，解決了敏感結(jié)構(gòu)釋放時(shí)折疊梁的斷裂和固定電極發(fā)黑等問題，提高了成品率；制定了微型加速度開關(guān)器件的加工工藝流程，完成了微型加速度開關(guān)器件原理樣機(jī)的研制；
　　⑤研究了微型加速度開關(guān)器件的測(cè)試方法，搭建了振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，完成了各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試與分析。微型加速度開關(guān)器件的閾值加速度為14.2~16.1g，閾值精度為±1g，響應(yīng)時(shí)間和導(dǎo)通時(shí)間分別為0.69ms和40μs；抗