文档名：工程化硅微谐振加速度计设计与实现
摘要：提出一种基于MEMS敏感结构芯片与专用集成电路芯片(ASIC)集成封装的硅微谐振加速度计设计方案.敏感结构主要包括敏感质量块、一级微杠杆放大结构和双端固定音叉谐振器.整体结构采用左右差分对称布局,实现器件高灵敏度.敏感结构芯片基于全硅晶圆级封装工艺,实现敏感结构芯片的低应力与批量化加工.敏感结构芯片与ASIC芯片采用堆叠式集成封装,实现器件的小型化与低功耗.所设计加速度计的谐振频率约为18.2kHz,量程为±20gn,标度因数为216Hz/gn,标度因数稳定性为5×10-6,零偏稳定性为6.5μgn(1σ,10s).所提方案实现了器件的小型化、低功耗与集成化.
Abstract：AdesignschemeofsiliconmicroresonantaccelerometerbasedonMEMSsensitivestructurechipandapplicationspecificintegratecircuit(ASIC)chipisproposed.Thesensitivestructuresmainlyincludesensitivemass,one-stagemicroleveramplificationstructureanddouble-endedtuningforkresonator.Theoverallstructureadoptsleft-rightdifferencesymmetricallayouttoachievehighsensitivity.Thesensitivestructurechipisfabricatedbythesiliconwafer-levelpackingtechnology,whichcanrealizethesensitivestructurechipwithlowstressandbatchprocessing.ThesensitivestructurechipandASICchipareintegratedinpackagewithstackingformtoachieveminiaturizationandlowpowerconsumption.Theresonantfrequencyofthedesignedaccelerometerisabout18.2kHz,Therangeis±20gn,thescalefactoris216Hz/gn,scalefactorstabilityis5×10-6,andthezerobiasstabilityis6.5μgn(1σ,10s).Theschemerealizesthedevicewithminiaturization,lowpowerconsumptionandintegration.
作者：高乃坤 刘福民 徐杰 高适萱 王学锋 阚宝玺Author：GAONaikun LIUFumin XUJie GAOShixuan WANGXuefeng KANBaoxi
作者单位：北京航天控制仪器研究所,北京100039
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(4)
分类号：TP212TH89
关键词：硅微谐振加速度计 差分检测 集成封装
Keywords：micromechanicalsiliconoscillatingaccelerometer differencedetection integratedpackaging
机标分类号：TP311TP212.1TN402
在线出版日期：2024年4月26日
基金项目：工程化硅微谐振加速度计设计与实现[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(4)高乃坤 刘福民 徐杰 高适萱 王学锋 阚宝玺提出一种基于MEMS敏感结构芯片与专用集成电路芯片(ASIC)集成封装的硅微谐振加速度计设计方案.敏感结构主要包括敏感质量块、一级微杠杆放大结构和双端固定音叉谐振器.整体结构采用左右差分对称布局,实现器件高灵敏度.敏...参考文献和引证文献
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