MEMS器件設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、在已有的工藝技術(shù)條件下，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)特定的應(yīng)用目的MEMS器件并最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，這是所有MEMS研究的出發(fā)點(diǎn)以及最終的目的所在。MEMG的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化對(duì)于縮短它的研制周期、降低成本、提高產(chǎn)品性能有著極為重要的意義。微加速度計(jì)與微夾鉗作為兩種MEMS器件，是最重要的微慣性器件以及微執(zhí)行器，有關(guān)它們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究，對(duì)于MEMS功能器件的研究具有典型性。 本文基于玻璃一硅的陽(yáng)極鍵合技術(shù)和ICP深反應(yīng)離子刻蝕工藝設(shè)計(jì)一類電容式微

2、加速度傳感器，包括四種不同的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用雙端固支的雙梁或四梁做為支撐梁；在敏感質(zhì)量塊的左右兩邊設(shè)計(jì)了附加的尾部，同時(shí)在尾部設(shè)計(jì)叉指，將梳齒與“三明治”兩種形式相結(jié)合，有效地利用了結(jié)構(gòu)的幾何空間，較大程度上提高了結(jié)構(gòu)的性能。 本文運(yùn)用有限元方法對(duì)所設(shè)計(jì)四梁電容式微加速度傳感器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。嘗試給出了微結(jié)構(gòu)的一般優(yōu)化方法：首先列出所要考察的微結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)與幾何模型參數(shù)之間的關(guān)系，對(duì)于微結(jié)構(gòu)，通常各性能參數(shù)的提高對(duì)幾何模型參數(shù)

3、調(diào)整的要求往往是不一致的，甚至是矛盾；然后，針對(duì)各種矛盾，在加工條件以及各種約束允許的前提下，提出優(yōu)化方案；之后，選擇相對(duì)獨(dú)立的性能參數(shù)項(xiàng)作為第一步優(yōu)化的目標(biāo)，優(yōu)化結(jié)果作為已知量帶到下一步的優(yōu)化步驟中去；對(duì)于相互矛盾的性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選定對(duì)其有影響的幾何模型參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量(在這里通常是多個(gè)幾何參數(shù))，選擇合適的參數(shù)范圍，進(jìn)行遍歷尋優(yōu)。最終的優(yōu)化結(jié)果是相互矛盾的性能指標(biāo)達(dá)到某種折中或平衡，使整體性能指標(biāo)達(dá)到綜合的優(yōu)化。 此外，