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感知“利”器:单芯片硅集成三轴高频宽高冲击加速度计“博鱼体育”

时期:2021-11-25 00:44 点击数:
本文摘要:随着硅基MEMS加工技术的日益成熟期,MEMS低g值加速度计凭借其体积小、成本低、性能低和适合于量产等优势,目前已普遍应用于汽车撞击试验、航天导航系统、军用惯性导航等领域。为现实重现撞击、降落等过程中的加速度信号细节,尽量地增大信号杂讯,低g值加速度计不仅要不具备高抗冲击性及充足的灵敏度,还要不具备较高的谐振频率及工作比特率。

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随着硅基MEMS加工技术的日益成熟期,MEMS低g值加速度计凭借其体积小、成本低、性能低和适合于量产等优势,目前已普遍应用于汽车撞击试验、航天导航系统、军用惯性导航等领域。为现实重现撞击、降落等过程中的加速度信号细节,尽量地增大信号杂讯,低g值加速度计不仅要不具备高抗冲击性及充足的灵敏度,还要不具备较高的谐振频率及工作比特率。三轴构建低g值加速度计可同时检测同一方位XYZ三轴的加速度信号,可实现加速度矢量信号动态输入,比起于三个检测轴向量的单轴低g加速度计,芯片加装更为简陋,信号加载更为精确,生产成本更为便宜。

目前国内应用于很广的悬臂梁式低g值加速度计,多为双抛掷片双面微机械加工后键通制作而出,这类加速度计有一些显著的缺点:工艺简单、尺寸较小、成本较高、瓦解形变大。中科院上海微系统与信息技术研究所(以下全称上海微系统所)低g值加速度计研究组通过改良工艺,用于单抛掷片通过单面微机械加工生产出有性能优于的悬臂梁式低g值加速度计,同时不具备生产工艺非常简单、生产成本便宜、芯片尺寸较小、结构强度高等优点。

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随着该项技术的变革和推展,上海微系统所研发出有基于单抛掷片单面工艺的三轴悬臂梁式低g值加速度计,在性能、生产工艺复杂度、成本、芯片尺寸、结构强度等指标上,近乎做了悬臂梁式低g值加速度计的淋漓尽致。然而,由于悬臂梁结构自身的容许,这类加速度计无法同时取得高灵敏度和低谐振频率。转用平拉直压梁作为低g值加速度的检测结构,可同时取得高灵敏度及低谐振频率。

鉴于此,上海微系统所又研发出有了基于单晶硅基底的高谐振频率低冲击加速度计,在朴实工艺非常简单、生产成本便宜、芯片尺寸较小、结构强度高等优势的前提下,在维持较高灵敏度的同时,大大提高了传感器的一阶谐振频率,即大大提高了工作比特率。然而,三边固支板与平拉直压梁的人组结构仅有限于于检测硅片表面内二轴(XY轴)的加速度,而横向硅片表面一轴(Z轴)加速度计目前并无法同时取得高灵敏度及低谐振频率。


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