【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及加速度傳感器設計，尤其涉及一種mems高g值加速度計的動態性能調節方法及系統。
技術介紹
1、mems高g值加速度計結構簡單、體積小巧、工藝難度低，可以用于汽車碰撞、導彈發射等領域。加速度計結構的主要部分包括梁和島，常見的離面高g值加速度計采用如圖1所示的多梁-島結構，其中結構框架、質量塊、梁組成加速度計結構，將加速度計結構所在的層稱為結構層，底蓋板用于保護加速度計結構。圖1中h0表示質量塊厚度，h1表示質量塊與底蓋板的間距，h2表示梁與底蓋板的間距。
2、為了能夠準確地反映輸入信號，高g值加速度計需要具有良好的動態性能。常用改善動態性能的方法有兩種，一是提高結構固有頻率（稱固有頻率法），二是設計合適的阻尼（稱阻尼法）。改變梁和質量塊的尺寸來提高固有頻率是常用的方法，但對一些幾何參數固定的低頻率結構來說并不適用；而阻尼法不需要變動加速度計結構層的幾何尺寸，只需要通過h1、h2的改變來實現，但實際設計中h1、h2很難變化。以結構框架厚400μm的多梁-島加速度計為例，若要實現良好的動態性能，h1應在10μm以下，對于表面積較小的質量塊，?h2也應同時變小；實際上為了保證抗過載、靈敏度與抗交叉軸干擾等性能，h1通常在50μm以上，h2則達300μm以上，而且結構層的幾何參數一旦確定，h1、h2就無法變動。如果利用減薄結構框架的方法實現h1、h2的減小，會由于結構框架過薄造成碎片，增加工藝成本，影響成品率。
技術實現思路
1、為此，本專利技術旨在不改變加速度計結
2、為了解決上述問題，本專利技術實施例提供一種mems高g值加速度計的動態性能調節方法，所述方法包括：
3、s1：建立mems高g值加速度計模型，所述mems高g值加速度計模型包括質量塊、梁、結構框架、底蓋板；
4、s2：計算所述mems高g值加速度計模型的阻尼比來反映動態性能；
5、s3：判斷所述動態性能是否符合需求，若符合，則模型不需要改進，若不符合，則根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，所述改進策略具體包括：
6、策略1：當質量塊表面積較大且不允許除動態性能外其他性能改變時，采用阻尼法對所述mems高g值加速度計模型進行改進，此時h3=0，h4=0，僅通過減小質量塊與底蓋板的間距h1，實現動態性能調節；
7、策略2：當質量塊表面積較小且不允許除動態性能外其他性能改變時，采用阻尼法對所述mems高g值加速度計模型進行改進，此時h3=0，h4＞0，通過減小質量塊與底蓋板的間距h1和梁與底蓋板的間距h2，實現動態性能調節；
8、策略3：當質量塊表面積較大且允許犧牲部分靈敏度來改善線性度與抗過載能力時，同時采用固有頻率法和阻尼法對所述mems高g值加速度計模型進行改進，此時0＜h3＜h0，h4=0，通過增大h3來減小質量塊質量，及減小質量塊與底蓋板的間距h1，實現動態性能調節；
9、策略4：當質量塊表面積較小且允許犧牲部分靈敏度來改善線性度與抗過載能力時，同時采用固有頻率法和阻尼法對所述mems高g值加速度計模型進行改進，此時0＜h3＜h0，h4＞0，通過增大h3來減小質量塊質量、及減小質量塊與底蓋板的間距h1和梁與底蓋板的間距h2，實現動態性能調節；
10、其中在mems高g值加速度計模型進行改進時，在底蓋板上利用刻蝕工藝制作凸臺，使凸臺處于梁與質量塊的正下方乃至嵌入質量塊的內部，用h0表示質量塊厚度，h1表示質量塊與底蓋板的間距，h2表示梁與底蓋板的間距，h3表示質量塊的刻蝕深度，h4表示梁下方凸臺的高度；
11、s4：根據改進策略和實際動態性能需求，利用動態性能反饋公式得到h1~h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成mems高g值加速度計的制備。
12、優選地，所述mems高g值加速度計模型采用的方形質量塊通過四根梁連接，具有良好穩定性，所述梁兩端連接結構框架和質量塊。
13、優選地，所述質量塊與底蓋板的間距h1的調節方法為：
14、對底蓋板進行刻蝕，通過刻蝕不同的底蓋板刻蝕深度來調節質量塊與底蓋板的間距h1。
15、優選地，所述梁與底蓋板的間距h2的調節方法為：
16、對底蓋板進行刻蝕，通過刻蝕不同的底蓋板刻蝕深度來調節梁與底蓋板的間距h2。
17、優選地，所述質量塊質量的調節方法為：
18、對質量塊進行刻蝕，通過刻蝕不同的質量塊刻蝕深度來調節質量塊的刻蝕深度h3。
19、優選地，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成mems高g值加速度計的制備的方法包括：
20、當質量塊表面積較大且不允許除動態性能外其他性能改變時，采用策略1計算得到h1~h4的確定值，根據h1~h4的確定值完成mems高g值加速度計的制備：
21、第一步：光刻、刻蝕結構層背部形成槽，刻蝕深度為h2-h0；
22、第二步：光刻、刻蝕結構層背部形成質量塊，刻蝕深度為h0；
23、第三步：光刻、刻蝕結構層正面形成梁；
24、第四步：光刻、刻蝕底蓋板形成凸臺，刻蝕深度為h2-h0-h1；
25、第五步：結構層與底蓋板鍵合，得到mems高g值加速度計。
26、優選地，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成mems高g值加速度計的制備的方法還包括：
27、當質量塊表面積較小且不允許除動態性能外其他性能改變時，采用策略2計算得到h1~h4的確定值，根據h1~h4的確定值完成mems高g值加速度計的制備：
28、第一步：光刻、刻蝕結構層背部形成槽，刻蝕深度為h2+h4-h0；
29、第二步：光刻、刻蝕結構層背部形成質量塊，刻蝕深度為h0；
30、第三步：光刻、刻蝕結構層正面形成梁；
31、第四步：光刻、刻蝕底蓋板形成槽，刻蝕深度為h0+h1-h2；
32、第五步：光刻、刻蝕底蓋板形成凸臺，刻蝕深度為h4；
33、第六步：結構層與底蓋板鍵合，得到mems高g值加速度計。
34、優選地，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成mems高g值加速度計的制備的方法還包括：
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1.一種MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述MEMS高g值加速度計模型采用的方形質量塊通過四根梁連接，具有良好穩定性，所述梁兩端連接結構框架和質量塊。
3.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述質量塊與底蓋板的間距h1的調節方法為：
4.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述梁與底蓋板的間距h2的調節方法為：
5.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述質量塊質量的調節方法為：
6.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成MEMS高g值加速度
7.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成MEMS高g值加速度計的制備的方法還包括：
8.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成MEMS高g值加速度計的制備的方法還包括：
9.根據權利要求1所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成MEMS高g值加速度計的制備的方法還包括：
10.一種MEMS高g值加速度計的動態性能調節系統，其特征在于，用于實現權利要求1至9任意一項所述的MEMS高g值加速度計的動態性能調節方法，所述系統包括：
...【技術特征摘要】
1.一種mems高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的mems高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述mems高g值加速度計模型采用的方形質量塊通過四根梁連接，具有良好穩定性，所述梁兩端連接結構框架和質量塊。
3.根據權利要求1所述的mems高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述質量塊與底蓋板的間距h1的調節方法為：
4.根據權利要求1所述的mems高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述梁與底蓋板的間距h2的調節方法為：
5.根據權利要求1所述的mems高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，所述質量塊質量的調節方法為：
6.根據權利要求1所述的mems高g值加速度計的動態性能調節方法，其特征在于，根據質量塊表面積大小和是否允許加速度計除動態性能外的其他性能加速度計除動態性能外的其他性能改變選擇對應的改進策略，根據改進策略設置不同的h1～h4的值，并利用動態性能反饋公式得到h1～h4的確定值，最終根據h1~h4的確定值完成mems高g值加速度計的制備的方法包括：
7.根據權利要求1所述的mems高g值加速度計的動態性能調節方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宮美梅，仇旭萍，張裕華，
申請(專利權)人：蘇州億波達微系統技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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