基于平面矩形螺旋梁的低g值微惯性开关的研制

作     者：王超 陈光焱 吴嘉丽 

作者机构：中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 

基　　金：国家自然科学基金 中国工程物理研究院联合基金资助(11076024) 中国工程物理研究院科学技术发展基金资助项目(2009B0403044) 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2013年第47卷第4期

页      码：679-686页

摘      要：以弹性材料单晶硅为结构材料,研制了一种基于平面矩形螺旋梁的低g值(1 g～30 g)微惯性开关.根据材料力学中的卡氏定理和线弹性理论,推导得到了惯性开关闭合阈值的计算公式,其计数结果与ANSYS有限元分析结果的相对误差小于3%.为提高低g值微惯性开关的环境适应能力,提出双触点和低频弹簧-质量的结构设计方案.为提高结构尺寸的加工精度,提出基于双埋层SOI的低g值微惯性开关加工工艺方案.采用KOH腐蚀、ICP刻蚀和喷涂工艺等关键工艺技术,完成了微惯性开关的制备,划片后芯片尺寸为7mm×7mm×1.3mm.经离心试验测试,微惯性开关的闭合阈值为6.45 g,具有优于±0.5 g的闭合精度.通过随机振动和高温等环境试验后,2只微惯性开关样品闭合阈值的变化量小于0.5 g,表明微惯性开关具有较好的环境适应能力和机械性能.

主 题 词：低g值微惯性开关 平面矩形螺旋梁 卡氏定理 双埋层SOI 微机电系统 

学科分类：07[理学] 08[工学] 080104[080104] 070104[070104] 0815[工学-矿业类] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16183/j.cnki.jsjtu.2013.04.031

馆 藏 号：203156491...