微加速度计制造分析.pdfVIP

微加速度計製造 分析 黃忠仁 Jong-Zen Huang 南台科技大學機械工程系 Department of Mechanical Engineering Southern Taiwan University of Technology Tainan, TAIWAN 國科會計劃編號： NSC 90-2212-E-218-007 摘要 合時表面光滑度與對準的問題 [5] ，而其中又以 微機電技術已漸漸趨於成熟，其藉由半導 電容式微加速度計所具有的高準確性與高敏感 體製程為基礎發展微型元件，使得其具有體積 度較廣為使用，結構方面又較壓阻式微加速度計 小、批次製造及成本低廉的特性，且市面上已有 簡易，且目前已有雙軸向性之商用產品 許多發展成熟的商用產品，而微加速度計便是其 (ADXL202)[6] ，該產品成功地整合CMOS 製程技 中一項，目前微加速度計廣泛用於各種商用產 術與微結構的製作，但在整合 CMOS 製程之前會 品，例如汽車上保護車內人員免受衝撞的安全氣 面臨到許多問題，例如商業標準的 CMOS 製程 囊、地震儀的主要元件、機台震動問題的檢測等 中，除非製程廠商願意更改其製作程序以及製程 等…. ，雖然其已受到廣泛使用，但是在許多方 參數，否則各薄膜的沈積順序、材質以及厚度都 面仍然存有許多值得探討的問題，因此本研究主 是固定不變的，因此使用 CMOS 製程所容易遇到 要針對於電容式微加速度計進行討論，並藉由微 的困難有以下幾點： (1)CMOS 製程不允許更改製 機電軟體以及有限元素模擬進行結構之最佳化 作流程 (2)厚度控制上較為麻煩 (3)後製程時 設計以及配合 MPMC 共用晶片標準製程進行模擬 之蝕刻方式與蝕刻液的選擇性，然而這些問題均 與製造，以期製作出較佳之微加速度計。 已被解決 [7]，但是由於CMOS 製程與面型微加工 技術具有深寬比不足之缺點，另一方面體型微細 關鍵詞：高強度六角螺帽、製程道次、預成形、 加工技術又具有體積較大且浪費材料之缺點，因 製程設計 此上述之加工技術較難符合多軸向性電容式微 加速度計所需要之較大之感測電容面積的需 一、前言 求，因此本研究將主要針對於製作多軸向性之電 以矽為主的微加速度計使用面型微加工技術已 容式微加速度計做研究探討，並以面型微加工為 有許多相關的研究 [1-3] ，其相較於體型微加工 基礎，進而推展至高深寬比結構以及 CMOS 製程 技術 [4]具有較結構較小、製作流程簡易且無接 技術。 目前較常見之高深寬比技術大略可分為二 在完成了單軸向性的微加速度計的設計後，進而 種類型，其最主要是起源於 LIGA(Lithography, 推廣至雙軸向微加速度計，其主體架構如圖（二）