微机械电容式加速度计的设计及制备

微机电系统论文 微机械加速度计论文 表面微加工论文
论文详情
微机械电容式加速度计是一种典型的利用表面微加工( Surface Micromachining)技术设计制造的惯性器件,因其高精度、良好稳定性以及与集成电路(IC)工艺技术良好兼容等优点,被广泛的应用于军事和民用各个领域,世界各国的科研机构多年来对于采用表面微加工技术的微机械电容式加速度计设计制造进行了大量的研究,取得了丰硕的成果。我国在这一领域的研发力度相对滞后,因此对于微机械电容式加速度计进行深入研究显得非常必要。本文围绕着疏齿式微电容加速度计的制备,分析了微机械电容式加速度计的力学模型,讨论了影响器件灵敏度的相关参数,对于器件工作时的两种阻尼效应(滑膜阻尼和压膜阻尼)进行了分析,结合细梁弹性理论得到了制备工艺所采用的两种简单支撑梁结构的弹性系数;同时,采用ANSYS软件对三种不同结构的加速度计进行了静态力学和模态仿真分析,得到了不同结构参数的惯性质量块的位移、应力分布和谐振模式,利用分析得到的结果,优化了结构参数;在以上研究基础上,设计了基于表面微加工技术的疏齿式微机械电容式加速度计的制备流程,利用L-EDIT软件绘制了光刻版图,其中包括4种“一”字梁结构,6种回形梁结构和一种双轴结构器件,综合薄膜技术、光刻技术、反应离子刻蚀技术等制备了疏齿式微电容加速度计;最后简要讨论了微机械电容式加速度计的闭环回路系统实现和反馈力的加载,介绍了两种微小电容测试电路,研究了差分电容结构加速度计的信号读出电路的结构设计。
摘要第4-5页
ABSTRACT第5页
第一章 引言第8-20页
    1.1 选题背景第8-10页
    1.2 MEMS 加工技术概述第10-13页
        1.2.1 体微加工技术第10-11页
        1.2.2 表面微加工技术第11-12页
        1.2.3 LIGA 技术第12-13页
    1.3 微机械加速度计概述第13-18页
        1.3.1 微机械加速度计的分类第13-14页
        1.3.2 微机械电容式加速度计及其分类第14-17页
        1.3.3 微机械电容式加速度计的发展历程和研究现状第17-18页
    1.4 研究内容第18-19页
    1.5 研究意义第19-20页
第二章 微机械电容式加速度计原理第20-26页
    2.1 加速度计经典模型分析第20-22页
    2.2 微机械电容式加速度计的阻尼效应第22-24页
        2.2.1 滑膜阻尼第22-23页
        2.2.2 压膜阻尼第23-24页
    2.3 支撑梁的弹性系数第24-25页
    2.4 小结第25-26页
第三章 惯性质量块结构设计及仿真分析第26-36页
    3.1 有限元分析和ANSYS 软件概述第26-28页
    3.2 惯性质量块结构设计及仿真第28-35页
        3.2.1 一字梁结构分析第28-30页
        3.2.2 回形梁结构分析第30-33页
        3.2.3 双轴结构分析第33-35页
    3.3 小结第35-36页
第四章 微机械电容式加速度计的制备第36-56页
    4.1 相关半导体工艺背景及介绍第36-44页
        4.1.1 薄膜工艺技术第36-38页
            4.1.1.1 PECVD第36-37页
            4.1.1.2 磁控溅射第37-38页
        4.1.2 光刻工艺技术第38-40页
        4.1.3 牺牲层工艺第40-43页
        4.1.4 刻蚀工艺第43-44页
    4.2 器件制备流程分析第44-55页
        4.2.1 版图绘制第44-46页
        4.2.2 流程设计第46-47页
        4.2.3 惯性质量块的制备第47-55页
    4.3 小结第55-56页
第五章 微机械电容式加速度计信号读出电路分析第56-63页
    5.1 添加反馈回路的电容式加速度计第56-58页
    5.2 小电容信号检测第58-59页
    5.3 差分电容信号的处理第59-62页
        5.3.1 前置放大电路第59-60页
        5.3.2 信号的解调电路第60-62页
    5.4 小结第62-63页
第六章 总结和展望第63-66页
    6.1 总结第63-64页
    6.2 未来工作的展望第64-66页
参考文献第66-71页
致谢第71-72页
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录第72-73页
论文购买
论文编号ABS663461,这篇论文共73页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付21.9
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付36.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656