基于LTCC材料的微加速度计设计

加速度计是测量载体运动过载或振动加速度的仪表，是导航、制导以及运动状态监测系统中最基本的敏感元件之一。在航空、航天、钻探设备、兵器、高端民用消费类、汽车电子等多型装备产品中的需求越来越多。 低温共烧陶瓷（low temperature co-fired ceramic，简称LTCC）基板是一种重要的系统级封装（system-in- package，简称SiP）多层化基板，它具有出色的电性能和机械特性，内部具有高密度立体互连，并且有望通过在内部嵌入微功能结构和无源电路元件从而在封装层次上实现高密度系统集成。 本书主要介绍的LTCC微加速度计是微惯性器件/力学传感器技术、系统级封装基板技术相结合的产物，可谓一类新的MEMS——LTCC MEMS。本书首先介绍了微加速度计和LTCC的相关知识。然后介绍了微加速度计工作的数学模型，并据此讲述了微加速度计的设计方法，并提出了四种结构形式。 在解析分析的基础上，利用各种数值仿真工具，找到了影响加速度计敏感性、非线性、动/静态响应特性以及系统可靠性等性能参数的各种因素。 然后运用有限元软件Ansys对结构模型进行了有限元仿真，研究了不同形状的加速度结构的应力分布、模态响应等情况。并且对样品进行了热学、电学等方面的性能测试。最后根据测试结果对设计进行了优化。