针对微观性仪表技术的发展的必要性与重要性分析
发布时间：2013.10.12 新闻来源：扩音器电缆-计算机电缆-仪表电缆-安徽上缆仪表集团股份有限公司 浏览次数：
由于微陀螺的输出信号非常微弱，为了提高响应幅值，总是希望陀螺仪工作在共振状态，且品质因数Q的数值要足够大。过高的驱动频率会使驱动模态和检测模态的刚度值过大，从而使陀螺仪灵敏度降低。因此，从微陀螺仪结构设计的角度考虑，提高微陀螺仪分辨率的途径在于提高陀螺仪的驱动振幅和品质因数。此外，在不影响灵敏度的前提下，适当提高驱动频率也是可取的。响应特性分析包括谐响应分析和瞬态响应分析。谐响应分析是用于确定结构在承受随时间按正弦规律变化的载荷时的稳态响应的一种技术。微陀螺都有驱动和检测两个模态，一般情况下，使两个模态的固有频率完全一致比较困难，总存在一个差值。这就面临着如何调整驱动频率，使输出响应达***大值的问题。运用有限元谐相应分析法可以较好地解决这个问题。瞬态响应分析则可仿真陀螺仪在大加速度冲击时的变形以及所承受的应力情况，是研究微惯性器件抗过载特性的必要手段。硅微机械振动陀螺仪大多采用静电驱动、电容检测的方式。通过静电场分析，可以分析计算静电驱动力矩、电容信号器的电场分布和阻尼孔的排列等问题。
然后再制作电子线路，开发出了单片集成的三维MIMU.该工艺的槽深约6μm，利用该工艺，可以将传感器结构和电子线路集成在同一块芯片上。但由于是采用表面微机械加工技术，加工的检测质量的厚度都比较薄，制约了微惯性器件精度和灵敏度的提高。利用该工艺可以加工出20～30μm厚的微结构，从而使仪表的精度和灵敏度都有所提高。但由于和IC工艺不兼容，因此只能采用混合集成电路。目前国内研制的振动轮式硅微陀螺仪都采用这种加工工艺来制作。微惯性仪表制造工艺的一项主要技术是封装技术。由于微机械陀螺仪只有工作在一定的真空度下，才能满足性能要求。因此，如何进行真空封装，并保持一定的稳定性，是微机械陀螺仪从实验室走向实际应用的关键工序，须***引起足够的重视。计算机集成微制造单元目前在IC工业中，有很多CAD系统可用于集成电路的设计，极大地提高了设计效率。但它们中的大部分却不适用于MEMS的计算机辅助设计。由于MEMS在结构和制造工艺上的特殊性，需要对MEMS的三维结构进行多物理场的计算机辅助分析，并通过计算机对工艺和掩膜过程进行模拟，以使设计人员在设计阶段就能进行方案的比较和验证，并充分考虑工艺的变化对器件性能的影响，在制造以前能够充分检验工艺及掩膜的有效性。
然后再制作电子线路，开发出了单片集成的三维MIMU.该工艺的槽深约6μm，利用该工艺，可以将传感器结构和电子线路集成在同一块芯片上。但由于是采用表面微机械加工技术，加工的检测质量的厚度都比较薄，制约了微惯性器件精度和灵敏度的提高。利用该工艺可以加工出20～30μm厚的微结构，从而使仪表的精度和灵敏度都有所提高。但由于和IC工艺不兼容，因此只能采用混合集成电路。目前国内研制的振动轮式硅微陀螺仪都采用这种加工工艺来制作。微惯性仪表制造工艺的一项主要技术是封装技术。由于微机械陀螺仪只有工作在一定的真空度下，才能满足性能要求。因此，如何进行真空封装，并保持一定的稳定性，是微机械陀螺仪从实验室走向实际应用的关键工序，须***引起足够的重视。计算机集成微制造单元目前在IC工业中，有很多CAD系统可用于集成电路的设计，极大地提高了设计效率。但它们中的大部分却不适用于MEMS的计算机辅助设计。由于MEMS在结构和制造工艺上的特殊性，需要对MEMS的三维结构进行多物理场的计算机辅助分析，并通过计算机对工艺和掩膜过程进行模拟，以使设计人员在设计阶段就能进行方案的比较和验证，并充分考虑工艺的变化对器件性能的影响，在制造以前能够充分检验工艺及掩膜的有效性。
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