全方位抗过载的压阻式三轴加速度计.pdfVIP

2012年 第3l卷 第 11期 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 87 全方位抗过载的压阻式三轴加速度计 王军诚 ，吴艳红 ，孙 科 ，杨 恒 ，李昕欣 (1．中国科学院上海微系统与信息技术研究所 传感技术国家重点实验室，上海 200050 2．中国科学院 研究生院，北京 100049) 摘 要：针对加速度计在碰撞中过载失效的问题，提出了一种基于 SoI的具有抗过载能力的压阻式三轴 集成加速度计。加速度计采用三质量块结构 ，利用深反应离子刻蚀 (DRIE)释放出来的间隙实现横向过载 保护，同时利用 SoI片，在硅(100)平面上通过KOH腐蚀硅 (110)补偿条形成凸角实现纵向过载保护。封 装后的加速度计利用激振台和落锤法进行了测试。测试结果表明：加速度计的三轴灵敏度分别为2．56， 2．54，2．05IllV／g．分辨率分别为0．53，0．87，0．77mg，三轴方向均具有超过3000g。的抗过载能力。 关键词：压阻式；三轴集成加速度计；绝缘体上硅；抗过载 中图分类号：TP212．1 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2012)11-0087-04 ，|llr’r’l●aXl●al■Dl●eZ0reSl●StJl●Ve accel’erom ete·r Wl●tJIlIom nl-Dlear0tng anU·0-OVerl10an1：I= WANGJun—cheng ，WU Yah—hong，SUN Ke ，YANGHeng，LIXin—xin (1．StateKeyLaboratoryofTransducerTechnology，ShanghaiInstituteofMicrosystemand InformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China； 2．GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China) Abstract：Inordertosolvetheproblem thattheexistingaccelerometeriseasilydamagedduetothelackofanti— overload protection．a triaxialpiezoresistive integrated aceelerometerbased on So1with three—mass—block iS introduced．Thelateralanti—overloadprotectionisdesignedbytheintervalgapreleasedfrom theDRIE etchingon thesiliconfilm，andtheve~icalanti—overloadprotectionisdevelopedduetotheconvexcornerthatismadefrom the(110)siliconcompensativestripsonthe(100)siliconfilmbyKOHanisotropicetching．Thepackaged accelerometeriStestedbyavibrationexciterandadropping．barsystem．Thetestresultsshowthatthesensitivities inthe ，y，and axisaremeasuredtobe2．56，2．54，2．05 mV／g ／3．3V，respectively，theresolutionsmeasured tobe0．53，0．87，0．77mg ，andalsothethreeaxisdirectionhasanti—ov