低g值微型加速度開關(guān)器件關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、基于MEMS技術(shù)的微型加速度開關(guān)器件集信息探測、辨別和控制于一體，可感應(yīng)外界加速度信號變化或沖擊并觸發(fā)相應(yīng)電路，具有小體積、低功耗、低成本、高可靠性等特點，廣泛應(yīng)用于武器裝備、汽車工業(yè)、航空航天、環(huán)境監(jiān)測和智能終端等領(lǐng)域。閾值精度和導(dǎo)通時間是微型加速度開關(guān)器件的核心性能參數(shù)，論文針對微型加速度開關(guān)器件存在的閾值精度低、導(dǎo)通時間短等關(guān)鍵問題開展相關(guān)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，具有重要的科學(xué)意義和明確的應(yīng)用需求。
　　論文基于武器彈藥安保

2、系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境特點和需求，在深入分析微型加速度開關(guān)器件研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出了一種基于觸點電極和增強壓膜阻尼效應(yīng)的微型加速度開關(guān)器件新結(jié)構(gòu)，建立了基于觸點電極的微型加速度開關(guān)器件動力學(xué)模型；提出了基于空氣阻尼效應(yīng)的沖擊響應(yīng)譜分析方法，分析了微型加速度開關(guān)器件的主要性能參數(shù)及其影響因素；分析了微型加速度開關(guān)器件技術(shù)指標(biāo)，完成了微型加速度開關(guān)器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，形成了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計方法；開展了相關(guān)關(guān)鍵加工技術(shù)研究，研制出了微型加速度開關(guān)器件的

3、原理樣機；原理樣機的閾值加速度為14.2~16.1g，閾值精度為±1g，響應(yīng)時間和導(dǎo)通時間分別為0.69ms和40μs，抗沖擊能力≥1000g，接觸電阻為10~15Ω。
　　論文的主要研究工作：
　?、僭谏钊敕治鑫⑿图铀俣乳_關(guān)器件研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，總結(jié)了目前存在的閾值精度低、導(dǎo)通時間段等主要問題，確定了論文的研究目標(biāo)和研究內(nèi)容；
　?、卺槍ξ淦鲝椝幇脖Ｏ到y(tǒng)對小體積、低g值、低成本、高閾值精度和高可靠性的微型加速度開關(guān)器件

4、的迫切需求，提出了一種基于觸點電極和增強壓膜阻尼效應(yīng)的微型加速度開關(guān)器件新結(jié)構(gòu)，建立了相應(yīng)的理論模型；提出了基于空氣阻尼效應(yīng)的沖擊響應(yīng)譜分析方法，分析了微型加速度開關(guān)器件的主要性能參數(shù)及其影響因素，形成了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法；
　?、鄯治隽藨?yīng)用環(huán)境特點與需求，確立了微型加速度開關(guān)器件的技術(shù)指標(biāo)，基于建立的理論模型，結(jié)合沖擊響應(yīng)譜的分析結(jié)果，采用數(shù)值仿真和有限元仿真相結(jié)合的方法，完成了微型加速度開關(guān)器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計；
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5、展了ICP干法刻蝕和陽極鍵合等關(guān)鍵加工技術(shù)研究，優(yōu)化了相關(guān)工藝參數(shù)，解決了敏感結(jié)構(gòu)釋放時折疊梁的斷裂和固定電極發(fā)黑等問題，提高了成品率；制定了微型加速度開關(guān)器件的加工工藝流程，完成了微型加速度開關(guān)器件原理樣機的研制；
　?、菅芯苛宋⑿图铀俣乳_關(guān)器件的測試方法，搭建了振動測試平臺，完成了各項性能指標(biāo)的測試與分析。微型加速度開關(guān)器件的閾值加速度為14.2~16.1g，閾值精度為±1g，響應(yīng)時間和導(dǎo)通時間分別為0.69ms和40μs；抗