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Indexed by:会议论文

Date of Publication:2006-12-14

Page Number:2

Key Words:MEMS;PZT薄膜;微力传感器;微探针式双晶片测试系统;静态和准静态;有限元法

Abstract:采用MEMS体硅加工工艺制作了三种不同尺寸的硅基PZT压电薄膜微悬臂梁式结构。这种结构被用来作为测量毫克级微小力的微力传感器。PZT压电薄膜在基体Pt/Ti/SiO_2/Si上用溶胶--凝胶(Sol-Gel)方法制备,然后在600℃下采用分层退火的方式进行退火,薄膜表面均匀,无裂纹。运用自行研制的基于微探针式双晶片测试系统对微力传感器进行了静态和准静态测试,得到了其在静态和准静态下的各项性能指标。经过对实验数据的分析和比较,得出了三种尺寸的微悬臂梁结构里各项性能指标较好的一种几何尺寸。最后,基于压电原理和材料力学理论,采用简化的等效微器件结构建立了数学分析模型,运用有限元分析软件ANSYS对三种不同尺寸的PZT压电复合多层薄膜微悬臂梁结构在静态和准静态下的各项性能指标进行了模拟,同时考虑了微悬臂梁式微力传感器在制作和对其测量过程中多种因素的影响,发现模拟结果与实际结果基本吻合,对其中出现的误差进行了分析和总结,并且模拟了微悬臂梁结构的几何参数对其在静态和准静态下的各项性能指标的影响,得到若干规律性的结果,给出了一组优化的微悬臂梁结构的几何参数,为提高微悬臂梁式的微力传感器的各项性能指标提供了一定的