典型文献
基于MEMS微镜角度反馈的新型封装应力隔离结构
文献摘要:
在微机电系统微镜转轴处集成角度传感器,可用来检测镜面偏转角度实现闭环控制,但封装和实际工况的扰动会给微镜结构引入额外应力,造成压阻角度传感器的灵敏度漂移.为提高微镜在应用场景中偏转角的控制精度,减小封装热应力给集成压阻角度传感器带来的误差信号,提出了一种应力隔离结构.当环境温度变化时,微镜的封装会引入额外的应力,通过理论计算得到这种应力会引起芯片的轴向形变.为探究轴向形变对压阻角度传感器输出特性的影响,建立了压阻传感器的受力分析模型,计算结果表明,轴向应力会改变压阻角度传感器的输出幅值,是导致误差信号的主要因素.利用微纳加工技术制备集成压阻角度传感器的微镜,实验结果表明:传统结构芯片在12μm的轴向拉伸和轴向压缩下,压阻角度传感器的灵敏度从19.22 mV/°增加到20.16 mV/°,变化幅度为0.94 mV/°,其灵敏度随着形变量呈现明显的发散趋势;而有应力隔离结构的芯片在相同形变条件下,传感器的灵敏度则从19.37 mV/°增加到19.67 mV/°,变化幅度收敛至0.3 mV/°,有效地提高了角度传感器在不同形变条件下的稳定性.在机械可靠性方面,两种结构均通过了抗冲击和抗振动测试.
文献关键词:
微机电系统;MEMS微镜;压阻传感器;封装应力;应力隔离装置
中图分类号:
作者姓名:
钱磊;胡杰;单亚蒙;王俊铎;周鹏;沈文江
作者机构:
中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院 合肥 230026;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
文献出处:
引用格式:
[1]钱磊;胡杰;单亚蒙;王俊铎;周鹏;沈文江-.基于MEMS微镜角度反馈的新型封装应力隔离结构)[J].光子学报,2022(05):177-186
A类:
封装应力,灵敏度漂移,应力隔离装置
B类:
MEMS,角度反馈,隔离结构,微机电系统,转轴,成角,角度传感器,镜面,偏转角度,闭环控制,实际工况,控制精度,热应力,误差信号,传感器输出特性,压阻传感器,受力分析,轴向应力,变压,利用微,微纳加工技术,轴向拉伸,轴向压缩,缩下,mV,形变量,发散,机械可靠性,抗冲击,抗振,振动测试
AB值:
0.254713
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