梳齿式二维微纳传感器的物理设计

摘要：

在MEMS技术的基础上,设计了一种梳齿式二维微纳传感器的芯片结构.通过应用硅基力敏感结构,实现了将微弱不可测力学信号转换为可测电信号;建立有限元模型,分析计算了微力传感器的结构和电学特性,得到了力学信号与电学信号的对应关系;对模型进行了模态分析和谐响应分析,验证了结构的固有频率和谐响应频率远离系统的工作驱动频率,保证了芯片的工作稳定性和测量精度.仿真分析结果表明,微力传感器芯片的力和力矩的分辨率分别达到2.85 μN和0.0382 μN·m,信号转换线性度分别达到0.999 6、0.999 9.模态固有频率(第一阶、第二阶)和谐响应频率分别为783.28 Hz、1 294.3 Hz和770 Hz,均满足性能指标要求.

关键词：微电子机械系统(MEMS)、力传感器、二维、梳齿结构、物理设计

所属期刊栏目：40

分类号：TH122

资助基金：中国科学院装备研制项目YZ201550;中国科学院重点部署项目KFZD-SW-204;江苏省科技支撑计划项目BE2014640

在线出版日期：2018-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：857-862