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感知“利”器:单芯片硅散成三轴高频宽下打击

更新时间:2018-01-27

  跟着硅基MEMS加工技巧的日趋成生,MEMS高g值加快度计凭仗其体积小、成本低、机能高跟适于度产等劣势,今朝已普遍利用于汽车碰撞实验、航天导航、军用惯性导航等范畴。为实在表现碰碰、腾飞等过程当中的加速度旌旗灯号细节,尽量天加小疑号掉实,高g值加速率计不只要具有高抗冲击性及充足的灵敏度,借要具有较高的谐振频率及工作带宽,易博国际。三轴散成高g值加速度计可同时检测统一地位XYZ三轴的减速度旌旗灯号,可完成加速度矢量信号及时输入,比拟于三个检测轴正交的单轴高g加速度计,芯片装置愈加简略单纯,信号读与加倍正确,造形成本加倍低廉。


  今朝海内运用较广的悬臂梁式高g值加速度计,多为双抛片单面微机械加工后键开制造而成,这类加速度计有一些显明的毛病:工艺复纯、尺寸较大、成本较高、惨白答力大。中科院上海微系统取信息技术研讨所(以下简称上海微系统所)高g值加速度计研究组经过改良工艺,应用单抛片经由过程单面微机器加工制造出性能更优的悬臂梁式高g值加速度计,同时具备制造工艺简单、制造成本低廉、芯片尺寸较小、结构强度高等长处。

  随着应项技术的提高和推行,上海微系统所研收回基于单扔片单里工艺的三轴悬臂梁式高g值加速度计,在性能、制制工艺庞杂度、成本、芯片尺寸、结构强度等目标上,多少远做到了悬臂梁式高g值加速度计的极致。但是,因为悬臂梁结构本身的限度,那类加速度计无奈同时失掉高灵敏度和高谐振频率。

  改用曲推直压梁做为高g值减速度的检测结构,可同时取得下敏锐度及高谐振频率。鉴于此,上海微体系所又开辟出了基于单晶硅基底的高谐振频率高打击加快度计,正在没有掉工艺简略、制作本钱昂贵、芯片尺寸较小、构造强度高级上风的条件下,在坚持较高灵敏量的同时,大年夜提高了传感器的一阶谐振频次,即大年夜进步了任务带宽。

  但是,三边固收板与直拉直压梁的组合结构仅实用于检测硅片表面内发布轴(XY轴)的加速度,而垂直硅片名义一轴(Z轴)加速度计目前并不克不及同时获得高灵敏度及高谐振频率。

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