基于柔性止动的MEMS惯性开关冲击可靠性强化

发布时间：2017-08-03 00:06

  本文关键词：基于柔性止动的MEMS惯性开关冲击可靠性强化

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【摘要】：为了提高MEMS惯性开关的冲击可靠性,提出了一种柔性止动结构。首先,利用连续接触力理论建立了止动碰撞模型,通过Simulink对模型进行仿真,研究开关在不同止动形式下的响应特性。接着,从空间占用和应力集中的角度对悬臂梁和平面微弹簧两种止动形式进行讨论,设计止动结构。最后,利用UV-LIGA工艺制作开关样机,通过落锤冲击系统对样机进行测试。碰撞接触力对于冲击可靠性至关重要,Simulink仿真结果表明柔性止动结构能够极大的延长碰撞接触时间,从而降低接触力。同时,采用柔性止动还改善了碰撞后的弹跳现象,提高闭锁稳定性。冲击试验表明,开关累积失效分布函数符合韦布尔分布,标度参数(参考加速度)α=29 600、形状参数β=8.2。相比无柔性止动的MEMS开关,提出的柔性止动明显改善了开关的抗冲击性能。对柔性止动的建模、仿真与试验为MEMS惯性开关的抗冲击设计提供了有益参考。
【作者单位】： 南京理工大学机械工程学院;
【关键词】： 微机电系统 冲击可靠性 柔性止动 接触力
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.51475245)
【分类号】：TH-39
【正文快照】： 1引言微机电系统(Micro Electro-MechanicalSystem,MEMS)具有尺寸小、易集成和可大批量生产等优点,近年来得到迅速发展。微惯性开关是一种集传感器和执行器功能于一体的MEMS器件,当加速度满足设计阈值时,开关电极接触形成电气通路。微惯性开关可实现加速度敏感和响应驱动一体

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本文编号：611776