針對微觀性儀表技術的發(fā)展的必要性與重要性分析
發(fā)布時間：2013.10.12 新聞來源：擴音器電纜-計算機電纜-儀表電纜-安徽上纜儀表集團股份有限公司 瀏覽次數(shù)：
由于微陀螺的輸出信號非常微弱，為了提高響應幅值，總是希望陀螺儀工作在共振狀態(tài)，且品質(zhì)因數(shù)Q的數(shù)值要足夠大。過高的驅(qū)動頻率會使驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)的剛度值過大，從而使陀螺儀靈敏度降低。因此，從微陀螺儀結構設計的角度考慮，提高微陀螺儀分辨率的途徑在于提高陀螺儀的驅(qū)動振幅和品質(zhì)因數(shù)。此外，在不影響靈敏度的前提下，適當提高驅(qū)動頻率也是可取的。響應特性分析包括諧響應分析和瞬態(tài)響應分析。諧響應分析是用于確定結構在承受隨時間按正弦規(guī)律變化的載荷時的穩(wěn)態(tài)響應的一種技術。微陀螺都有驅(qū)動和檢測兩個模態(tài)，一般情況下，使兩個模態(tài)的固有頻率******一致比較困難，總存在一個差值。這就面臨著如何調(diào)整驅(qū)動頻率，使輸出響應達***大值的問題。運用有限元諧相應分析法可以較好地解決這個問題。瞬態(tài)響應分析則可******陀螺儀在大加速度沖擊時的變形以及所承受的應力情況，是研究微慣性器件抗過載特性的必要手段。硅微機械振動陀螺儀大多采用靜電驅(qū)動、電容檢測的方式。通過靜電場分析，可以分析計算靜電驅(qū)動力矩、電容信號器的電場分布和阻尼孔的排列等問題。
然后再制作電子線路，開發(fā)出了單片集成的三維MIMU.該工藝的槽深約6μm，利用該工藝，可以將傳感器結構和電子線路集成在同一塊芯片上。但由于是采用表面微機械加工技術，加工的檢測質(zhì)量的厚度都比較薄，制約了微慣性器件精度和靈敏度的提高。利用該工藝可以加工出20～30μm厚的微結構，從而使儀表的精度和靈敏度都有所提高。但由于和IC工藝不兼容，因此只能采用混合集成電路。目前國內(nèi)研制的振動輪式硅微陀螺儀都采用這種加工工藝來制作。微慣性儀表制造工藝的一項主要技術是封裝技術。由于微機械陀螺儀只有工作在一定的真空度下，才能滿足性能要求。因此，如何進行真空封裝，并保持一定的穩(wěn)定性，是微機械陀螺儀從實驗室走向?qū)嶋H應用的關鍵工序，須***引起足夠的重視。計算機集成微制造單元目前在IC工業(yè)中，有很多CAD系統(tǒng)可用于集成電路的設計，極大地提高了設計效率。但它們中的大部分卻不適用于MEMS的計算機輔助設計。由于MEMS在結構和制造工藝上的特殊性，需要對MEMS的三維結構進行多物理場的計算機輔助分析，并通過計算機對工藝和掩膜過程進行模擬，以使設計人員在設計階段就能進行方案的比較和驗證，并充分考慮工藝的變化對器件性能的影響，在制造以前能夠充分檢驗工藝及掩膜的有效性。
然后再制作電子線路，開發(fā)出了單片集成的三維MIMU.該工藝的槽深約6μm，利用該工藝，可以將傳感器結構和電子線路集成在同一塊芯片上。但由于是采用表面微機械加工技術，加工的檢測質(zhì)量的厚度都比較薄，制約了微慣性器件精度和靈敏度的提高。利用該工藝可以加工出20～30μm厚的微結構，從而使儀表的精度和靈敏度都有所提高。但由于和IC工藝不兼容，因此只能采用混合集成電路。目前國內(nèi)研制的振動輪式硅微陀螺儀都采用這種加工工藝來制作。微慣性儀表制造工藝的一項主要技術是封裝技術。由于微機械陀螺儀只有工作在一定的真空度下，才能滿足性能要求。因此，如何進行真空封裝，并保持一定的穩(wěn)定性，是微機械陀螺儀從實驗室走向?qū)嶋H應用的關鍵工序，須***引起足夠的重視。計算機集成微制造單元目前在IC工業(yè)中，有很多CAD系統(tǒng)可用于集成電路的設計，極大地提高了設計效率。但它們中的大部分卻不適用于MEMS的計算機輔助設計。由于MEMS在結構和制造工藝上的特殊性，需要對MEMS的三維結構進行多物理場的計算機輔助分析，并通過計算機對工藝和掩膜過程進行模擬，以使設計人員在設計階段就能進行方案的比較和驗證，并充分考慮工藝的變化對器件性能的影響，在制造以前能夠充分檢驗工藝及掩膜的有效性。
本文共分
1
頁