發(fā)布時(shí)間：2023-03-04 01:55

　　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(hào)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(diǎn),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(shí)間是微型加速度開關(guān)器件的核心性能參數(shù),論文針對(duì)微型加速度開關(guān)器件存在的閾值精度低、導(dǎo)通時(shí)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系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)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(diǎn)電極和增強(qiáng)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(diǎn)電極的微型加速度開關(guān)器件動(dòng)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(jì),形成了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)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)器件的原理樣機(jī);原理樣機(jī)的閾值加速度為14.2¹6.1g,閾值精度為±1g,響應(yīng)時(shí)間和導(dǎo)通時(shí)間分別為0.69ms和4...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 微型加速度開關(guān)器件簡介
    1.3 微型加速度開關(guān)器件的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 提高閾值精度
        1.3.2 延長導(dǎo)通時(shí)間
    1.4 研究目標(biāo)和研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目標(biāo)
        1.4.2 研究內(nèi)容
    1.5 小結(jié)
2 微型加速度開關(guān)器件的相關(guān)理論研究
    2.1 加速度開關(guān)器件運(yùn)動(dòng)平衡方程
    2.2 加速度開關(guān)器件壓膜阻尼特性分析
        2.2.1 雷諾方程
        2.2.2 不可壓縮氣體的壓膜阻尼特性分析
        2.2.3 可壓縮氣體的壓膜阻尼特性分析
        2.2.4 基于稀薄氣體效應(yīng)的壓膜阻尼系數(shù)修正
    2.3 基于觸點(diǎn)電極和增強(qiáng)壓膜阻尼效應(yīng)的微型加速度開關(guān)器件新結(jié)構(gòu)
    2.4 基于觸點(diǎn)電極的微型加速度開關(guān)器件動(dòng)力學(xué)模型
        2.4.1 基于觸點(diǎn)電極的微型加速度開關(guān)器件動(dòng)力學(xué)模型
        2.4.2 沖擊響應(yīng)譜分析
    2.5 微型加速度開關(guān)器件主要性能參數(shù)分析
        2.5.1 閾值加速度特性分析
        2.5.2 響應(yīng)時(shí)間分析
        2.5.3 導(dǎo)通時(shí)間分析
    2.6 小結(jié)
3 微型加速度開關(guān)器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 微型加速度開關(guān)器件主要技術(shù)指標(biāo)
    3.2 微型加速度開關(guān)器件總體優(yōu)化思路
    3.3 微型加速度開關(guān)器件的數(shù)值仿真優(yōu)化
        3.3.1 敏感結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        3.3.2 觸點(diǎn)電極表面尺寸優(yōu)化
    3.4 微型加速度開關(guān)器件的有限元仿真優(yōu)化
        3.4.1 仿真方法
        3.4.2 微型加速度開關(guān)器件關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)優(yōu)化
    3.5 小結(jié)
4 微型加速度開關(guān)器件的關(guān)鍵加工技術(shù)研究
    4.1 關(guān)鍵加工技術(shù)
        4.1.1 ICP干法刻蝕
        4.1.2 陽極鍵合
    4.2 微型加速度開關(guān)器件的工藝流程及掩膜版圖設(shè)計(jì)
        4.2.1 工藝流程設(shè)計(jì)
        4.2.2 掩膜版圖設(shè)計(jì)
    4.3 小結(jié)
5 微型加速度開關(guān)器件的性能測試與分析
    5.1 封裝管殼選擇
    5.2 測試方法研究
    5.3 測試平臺(tái)搭建
    5.4 測試結(jié)果與分析
        5.4.1 閾值加速度
        5.4.2 閾值精度
        5.4.3 響應(yīng)時(shí)間和導(dǎo)通時(shí)間
        5.4.4 抗沖擊能力
        5.4.5 接觸電阻
    5.5 測試結(jié)果比較
    5.6 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 后續(xù)研究工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B. 作者在攻讀學(xué)位期間申報(bào)專利情況



本文編號(hào)：3753512