MEMS加速度计在振动环境下的可靠性分析

摘要

以电容式MEMS加速度计的悬臂梁结构为研究对象,分析了振动环境下MEMS加速度计的典型失效模式及失效机理;在Miner理论的基础上,引入了应力-寿命曲线,建立了疲劳可靠性模型;在考虑强度退化前提下,基于应力强度干涉理论建立了塑性形变可靠性模型;运用蒙特卡洛法验证了两种可靠性模型的准确性,并分析了模型关键参数对可靠度的影响。结果显示,振动应力水平和材料的屈服强度对可靠度有显著的影响,减小应力幅值,增大屈服强度,可以提高MEMS加速度计的可靠性。