微機(jī)械陀螺儀的封裝研究.pdf

1、微機(jī)械陀螺儀的封裝問題是關(guān)系其實(shí)用化的主要因素之一。通過調(diào)研及分析國內(nèi)外微機(jī)械陀螺及其封裝的發(fā)展現(xiàn)狀，本論文對北京大學(xué)設(shè)計(jì)的Z軸微機(jī)械音叉陀螺進(jìn)行器件級真空封裝研究以及對該陀螺做性能測試分析。
　　論文分析了微機(jī)械陀螺的結(jié)構(gòu)和工作原理，同時討論了真空封裝能提高微機(jī)械陀螺靈敏度，減小阻尼誤差的相關(guān)理論，通過理論研究和實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合，采用了真空冷壓焊技術(shù)，確定了真空封裝微機(jī)械陀螺的驅(qū)動端品質(zhì)因數(shù)Q與封裝腔內(nèi)的氣壓近似反比關(guān)系，提供了一

2、種測試MEMS微小封裝內(nèi)真空度的方法。
　　考慮到封裝應(yīng)力對器件性能的影響，本文從粘接膠、基底材料與器件的楊氏模量、熱膨脹系數(shù)等方面對陀螺的諧振頻率的影響做仿真分析和試驗(yàn)，得到采用膠1和陶瓷基底的封裝形式使得封裝應(yīng)力最小。同時，對器件的封裝熱應(yīng)力分析，得到分散空氣泡對器件的熱阻最小，并提出一種產(chǎn)生分散空氣泡的貼片方法。此外，對封裝好的微機(jī)械陀螺做了性能測試，得到封裝腔內(nèi)氣壓為600Pa，驅(qū)動諧振頻率為9065.32Hz，Q值為43