大过载压阻式加速度计设计、封装与测试

摘要

大过载加速度计广泛应用在汽车碰撞、石油钻探、导弹引信中。论文选用大过载压阻式加速度传感器为研究对象，主要技术指标为量程为10,0000g，抗过载15,0000g，封装前体积≤2mm×2mm×1.5mm。首先建立力学模型，并在此基础上进行应力分析和固有频率分析，完成了结构参数的确定，并从散热、输出一致性方面对压阻形状选用、压阻阻值设计进行了说明。在此基础上，运用ANASYS有限元分析软件对该加速度结构进行了模态仿真、10,0000g和15,0000g静力学仿真，通过仿真进一步验证了结构尺寸，并结合输出要求确定了压阻条放置位置。结合现有工艺，设计了版图和工艺流程，并对关键工艺和工艺中注意事项进行了讨论。然后，对加工出的传感器裸片进行了两种系统级封装，一种为热塑封，另一种为金属壳体灌封。最后对两种灌封后的传感器进行了初步测试，表明热塑封封装后应力过大，不适合用于大过载加速度计封装；金属壳体封装灌封后零偏较小，至少能承受12000g的冲击。

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1绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作

2大过载加速度计结构设计与理论分析

2.1结构选择

2.2压阻式加速度计结构分析与设计

2.3压阻设计

2.4小结

3大过载加速度计有限元仿真

3.1有限元法简介

3.2有限元仿真

3.3仿真中遇到的问题

3.4小结

4大过载加速度计的工艺实现

4.1用到的关键工艺

4.2工艺流程设计

4.3工艺过程的监控和测量

4.3小结

5大过载加速度计的封装

5.1大过载加速度计封装的意义

5.2塑封封装

5.3金属壳体灌封

5.4本章小结

6大过载加速度计的测试

6.1热塑封效果分析

6.2金属壳体封装后测试

6.3本章小结

7 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的成果

致谢