力-热耦合下的MEMS传感器隔离装置结构优化研究

阎彬; 雷雨; 周黎阳; 王龙

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力-热耦合下的MEMS传感器隔离装置结构优化研究

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为满足MEMS传感器高精度和高灵敏度的应用需求,适应复杂工况环境,减少外部环境对传感器造成的影响,设计了一种力-热隔离装置.该装置采用悬架式结构设计,中心安装MEMS传感器,四周通过悬架梁与装置基座相连.依照传感器对于高频冲击载荷和温度较为敏感的特点,悬架梁采用低导热率、低弹性模量的聚合物材料,能够起到隔离高频冲击应力波和外部高温的作用;同时还可以还原外界低频加速度输入,保证MEMS传感器正常工作且提高了环境适应性.通过算例利用有限元仿真方法分析了力-热环境影响下隔离装置的温度场分布、结构动态特性和动力学响应,并对比了不同聚合物材料和关键悬架结构参数的影响效果,从可加工性、隔热、隔振和悬架强度方面对隔离装置进行了综合优化选取.本设计和分析方法可为MEMS传感器的环境适应性设计提供参考,拓宽了其在军事武器装备,航天航空领域的应用范围.

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来源
《微电子学与计算机》 |2023年第5期|47-55|共9页
作者
阎彬; 雷雨; 周黎阳; 王龙;
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作者单位

西安微电子技术研究所;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机器人;
关键词
MEMS传感器; 聚合物; 隔离装置; 高频冲击; 悬架式; 环境适应性;

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