用于MEMS器件的隔振平台研究

发布时间：2020-07-22 02:29

【摘要】：外界环境振动对MEMS器件的性能有着非常重大的影响,是造成MEMS器件产生输出误差甚至失效的主要因素。本文分析对比了MEMS器件主要隔振方法,提出了一种微结构化的单层及双层隔振平台,分析了隔振平台参数对隔振性能及对MEMS器件的影响,确定了隔振平台的设计准则。基于设计准则,最后给出一种隔振平台的结构及制备工艺流程。本文的主要工作成果有:(1)分析了MEMS器件的振动环境及振动对MEMS器件的影响,研究了MEMS器件的相关隔振方法。(2)通过研究与比较相关隔振方法的优缺点,采用微结构化的隔振平台与MEMS器件集成来进行隔振。建立单层及双层隔振平台动力学方程,分析隔振平台参数与隔振性能的关系,研究集成隔振平台对MEMS器件的相关影响。理论分析发现通过增大隔振平台的质量不仅能提高隔振性能的同时也能最小化集成隔振平台对MEMS器件性能的影响,确立了隔振平台设计准则。(3)基于设计准则,提出了隔振平台的整体及结构设计,通过仿真分析研究隔振平台设计的可靠性与合理性。(4)提出了隔振平台的加工工艺实现流程。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH-39;O328
【图文】：

构成图,机械系统,构成图,绪论

第一章绪论第一章绪论S 概述MS 的概念电系统（Microelectromechanical System）是指集微型结构、微器以及信号处理和控制电路为一体的微型系统。微系统的出现概念，其功能扩展到机、光、热、电、磁、化学、生物等领域.1 所示为典型 MEMS 系统组成[3]，来自外界的信息首先通过学信号，电学信号经过处理电路后再传递给微执行器并对外界分 MEMS 还内置通信组件[4]，可以与其他 MEMS 器件或系统

MEMS器件,车用

EMS 器件第一次得到大规模的广泛应用是在汽车领域，如今几乎每辆成了大约 40 多颗 MEMS 器件，且随着 MEMS 技术的发展这一数量还步增长[11-12]。如图 1.2 所示为汽车所用主要 MEMS 器件。如埋在胎壁处量轮胎气压及监测发动机进气管压力的 MEMS 压力传感器；用于汽车补偿、翻滚测量和悬架及底盘控制的 MEMS 陀螺仪；用于汽车智能安安全带系统中的 MEMS 加速度器可检测出碰撞强度并做出不同的及时时也是汽车防盗系统的重要组成部件；MEMS 倾角传感器用于汽车自统识别汽车偏移量从而控制汽车启停；MEMS 环境传感器可检测车体气体排放浓度，可提高车内空气质量及降低尾气排放。随着 MEMS 器料、高性能结构、高精度检测方式及高良率制作工艺技术的不断推出与用 MEMS 器件将不断实现微型化、多功能化和低成本化，提高车辆的舒适性[13]，同时随着 AI 及智能汽车相关技术不断发展，如何实现不S 传感器的融合集成，达到降低成本、提高整体性能和可靠性，是当前MS 器件的发展方向[14]。

微型卫星,微推力,MEMS技术

减少了太空垃圾的产生[17-18]。如图 1.3 所示的 MEMS 微型卫星，为著霍金领头的宇宙空间计划“突破射星”计划使用的基于 MEMS 技术的微测器[19]，该微型卫星集成了微光学系统、光子推进器、微导航系统及相件，其长度仅有 3.5 厘米，几克重，是具有完整太空探测功能的器件，本仅为几十美元。采用 MEMS 技术在芯片上制作并集成多个微推力器现微卫星动力系统的高集成度、小体积、低功耗的有效方式，微推力器个或多个同时工作，可精确有效的实现微卫星姿态调整和轨道修正[20]。在EMS 将不断替代系统现有器件，不断推动航空航天技术的发展。

【参考文献】