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随着科技的发展,加速度传感器在工业应用中越来越得到广泛应用,比如设备的振动检测。传统的传感器往往很难满足要求,而微电子和微机械加工紧密结合的MEMS加速度传感器已经显示出巨大的生命力。在强烈振动、高冲击场合,需要一定高量程的加速度计。高量程加速度传感器往往需要宽频带;例如高量程加速度传感器的量程可以达到100,000g,灵敏度为0.2~0.4μV/g,安装固有频率可达到MHz量级。 论文提出了一种铰链式结构的压阻式高量程加速度传感器,该结构可使加速度传感器在保持一定灵敏度的情况下大大提高器件固有频率,从而在更宽的频带内真实地反映冲击过程的加速度波形。本论文主要对铰链式高量程加速度传感器的设计、工作原理、结构优化、工艺制作和封装进行了研究。其中第二章详细论述了铰链式高量程加速度传感器的工作原理,建立了简化模型和改进模型分析该加速度计的力学性能,并用ANSYS模拟验证两种模型的计算结果。其中的改进模型考虑了质量块的变形以及梁和铰链的质量影响,提高了器件固有频率的计算精度,计算结果更接近于ANSYS分析结果。最后由模拟分析数据得出该加速度计的优化结构参数。 第三章详细论述了铰链式结构加速度传感器芯片的版图设计和制作工艺流程。 第四章对加速度传感器的封装结构进行了有限元模拟分析,从模态和静态角度分析了灌封对加速度计性能的影响。