Разработка чувствительного элемента микромеханического акселерометра

Микромеханические акселерометры (ММА) широко применяются в промышленности, а также в робототехнике, так как характеризуются низким энергопотреблением, малыми габаритами и массой, невысокой стоимостью при серийном производстве. Поэтому разработка и исследование ММА является актуальной задачей. В работе при моделировании чувствительного элемента (ЧЭ) ММА использована программная система конечно-элементного анализа, позволяющая провести статический и модальный анализ. Приведены результаты предварительных расчетов масштабного коэффициента ММА, который может быть собран на основе разработанного ЧЭ и сигма-дельта-преобразователя. Описан технологический процесс изготовления ЧЭ ММА с использованием анизотропного жидкостного химического травления кремния для получения различных профилей соответствующих кристаллографических плоскостей. Представлены результаты исследования влияния технологических погрешностей на геометрические размеры ЧЭ: выявлена зависимость величины бокового подтрава кремния от точности углового совмещения маски с кристаллографической осью пластины (100). Проведенное моделирование подтвердило работоспособность конструкции, расчеты показали изменение масштабного коэффициента в диапазоне температур от -60 до +125 °C, номинальной емкости и емкости при изменении линейного ускорения в диапазоне ±60 g . При изготовлении ЧЭ на основе проведенных исследований можно получить боковой подтрав не более 5 мкм при глубине анизотропного жидкостного химического травления 250 мкм для пластин КДБ-0,01 с допуском на ориентацию ±30' или с разориентацией такой же величины, допущенной во время экспонирования.
Кочурина Елена Сергеевна
ООО «Лаборатория микроприборов», г. Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Анчутин Степан Александрович
ООО «Лаборатория микроприборов», г. Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Калугин Виктор Владимирович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Зарянкин Николай Михайлович
ООО «Лаборатория микроприборов», г. Москва, Россия
Тимошенков Алексей Сергеевич
ООО «Лаборатория микроприборов», г. Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Дернов Илья Сергеевич
ООО «Лаборатория микроприборов», г. Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Поделиться