硅微机械陀螺工艺及性能的研究

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本文介绍了一种利用旋转体自身旋转角速度作为驱动力、通过各向异性刻蚀硅片制作的硅微机械陀螺。它没有普通硅微机械陀螺的驱动部分,而是利用旋转载体的旋转作为驱动,这样就大大简化了陀螺的结构,降低了加工制作的难度,也降低了制作成本。 本文着重介绍该陀螺敏感结构(硅摆)的设计、制作、封装和性能测试,建立该陀螺的动力学模型,并用有限元分析,进行计算机建模、仿真;使用体微机械加工工艺(Bulkmcromachining)和深度湿法刻蚀(DWE)工艺来制作硅摆,追求大质量块和低应力;对陶瓷进行加工,用物理气相淀积(PVD)方法在高真空磁控溅射仪中对陶瓷和硅摆溅射镀膜;并在氮气气氛下封装陀螺;用仿真器测试了陀螺的信号输出。模拟试验和性能测试表明,该陀螺结构原理正确,可用于敏感旋转载体的偏航或俯仰角速度,以及旋转体自身的角速度。
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