MEMS加速度計(jì)溫度場及殘余應(yīng)力模型研究.pdf

1、加速度計(jì)是一種重要的慣性傳感器,它被廣泛地運(yùn)用在慣性導(dǎo)航、消費(fèi)電子、汽車電子和地質(zhì)勘探等關(guān)乎國計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域。電容式MEMS加速度計(jì)具有分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大、溫度特性好等優(yōu)點(diǎn),從而得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 本論文著眼于實(shí)驗(yàn)室研制的MEMS加速度計(jì)的性能現(xiàn)狀,結(jié)合既有的研究結(jié)果,以探尋溫度對器件影響規(guī)律和改良器件性能為主要目的,基于有限元參數(shù)化建模的溫度場和耦合場分析方法,致力于MEMS加速度計(jì)溫度場模型以及殘余應(yīng)力模型的建立和

2、研究,為下一步加速度計(jì)溫度補(bǔ)償模型的建立,溫控系統(tǒng)的完善以及加速度計(jì)的改版設(shè)計(jì)提供了一定的理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 本論文主要工作包括以下部分:
　　 第1章為論文的研究背景和基本原理部分,主要對MEMS加速度計(jì)領(lǐng)域內(nèi)已發(fā)表的專著和文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)和歸納,介紹MEMS加速度計(jì)的發(fā)展、研究現(xiàn)狀、面臨的關(guān)鍵問題以及實(shí)驗(yàn)室研制的MEMS加速度計(jì)的基本原理,熱力學(xué)領(lǐng)域的基本理論以及基于有限元仿真的基本研究方法。
　　 第2章建

3、立了MEMS加速度計(jì)溫度場模型,對模型誤差進(jìn)行了分析,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了建模方法的正確性及結(jié)果的合理性。運(yùn)用該溫度場模型,得出了調(diào)整熱源以及增加輔助散熱器的方式進(jìn)行優(yōu)化的方法。此外,建立了MEMS加速度計(jì)溫控系統(tǒng)溫度場模型,為后續(xù)溫控系統(tǒng)的完善提供了指導(dǎo)。
　　 第3章建立了陽極鍵合殘余應(yīng)力模型,得到了溫度對熱應(yīng)力的影響規(guī)律,分析了結(jié)構(gòu)調(diào)整對熱應(yīng)力的影響以及熱應(yīng)力對器件性能的影響。
　　 第4章對部分既有的工