MEMS陀螺仪器件级真空封装技术

摘要

为进一步提高MEMS陀螺仪的品质因数及其稳定性,研究了MEMS陀螺仪器件级真空封装的高真空获取技术和真空保持技术.以Z轴MEMS陀螺仪动力学方程为基础,分析了MEMS陀螺仪的误差信号与品质因数之间的关系,并采用稀薄气体动力学分析具有高品质因数陀螺仪的空气阻尼.对早期真空封装陀螺仪品质因数的变化曲线进行了分析,得出了腔体内残余气体是品质因数下降的主要原因.采用程序升温脱附质谱分析法(TPD-MS)分析陶瓷管壳和金属盖板的放气特性,并选用了合适的吸气剂.最后,改进了器件级真空封装流程.测试结果表明,采用改进的器件级真空封装的陀螺仪品质因数最高可达162 660,约为早期真空封装陀螺仪品质因数的14倍,且在一年内的变化＜0.05%.