目次
1引言1
1.1MEMS封装概述1
1.3本课题研究的目的与意义3
1.4本文研究内容3
2谐振梁加速度计理论基础5
2.1谐振梁加速度计工作原理及制造工艺5
2.2封装结构热机械耦合效应的理论建模9
2.3有限元理论11
2.4本章小结12
3谐振梁加速度计热应力仿真13
3.1ANSYSworkbench简介13
3.2仿真步骤13
3.3仿真结果16
3.4本章小结22
4.谐振梁加速度计封装实验23
结论25
致谢26
参考文献27
1 引言 微机电系统(Micro-electro-mechanical Systems),简称 MEMS,是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的集微执行器、微传感器、微电源、微能源、微机械结构、高性能电子集成器件、信号处理与控制电路、通信、接口等于一体的微型器件,并可以与光电子、微电子、射频(RF)、力学和热学器件集成为先进的微系统[1]。 MEMS 加速度计广泛应用于军事、民用和空间技术等领域,是微传感器的热点研究对象。硅微谐振梁加速度计(silicon-resonant accelerometer),简称 SRA,是一种基于双端固定音叉(DETF)结构的用于将加速度变化转化为谐振频率变化的微惯性器件,具有易加工、体积小、质量轻、低功耗、低成本、稳定性好等特点,而且输出信号是便于测量控制的频率信号,受外界干扰影响小,较易达到高精度测量的要求[2]。SRA 是MEMS 加速度计的一个关键发展方向,主要应用于潜艇导航、导弹制导等要求高精度和高可靠性的场合,目前国内外很多高校和研究机构正在对此展开研究。 在所有要求低成本和小尺寸的系统中,集成的各种材料和元器件越来越多,结构越来越复杂,MEMS 器件失效问题也越来越严重。热应力分为加工应力和封装应力,封装过程中由于各种材料的热失配产生的封装应力,是影响器件性能的主要原因,因此 MEMS 封装通常是整个加工过程中考虑的重点。