【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加速度传感器设计，尤其涉及一种mems高g值加速度计的动态性能调节方法及系统。
技术介绍
1、mems高g值加速度计结构简单、体积小巧、工艺难度低，可以用于汽车碰撞、导弹发射等领域。加速度计结构的主要部分包括梁和岛，常见的离面高g值加速度计采用如图1所示的多梁-岛结构，其中结构框架、质量块、梁组成加速度计结构，将加速度计结构所在的层称为结构层，底盖板用于保护加速度计结构。图1中h0表示质量块厚度，h1表示质量块与底盖板的间距，h2表示梁与底盖板的间距。
2、为了能够准确地反映输入信号，高g值加速度计需要具有良好的动态性能。常用改善动态性能的方法有两种，一是提高结构固有频率（称固有频率法），二是设计合适的阻尼（称阻尼法）。改变梁和质量块的尺寸来提高固有频率是常用的方法，但对一些几何参数固定的低频率结构来说并不适用；而阻尼法不需要变动加速度计结构层的几何尺寸，只需要通过h1、h2的改变来实现，但实际设计中h1、h2很难变化。以结构框架厚400μm的多梁-岛加速度计为例，若要实现良好的动态性能，h1应在10μm以下，对于表面积较小的质量块， h2也应同时变小；实际上为了保证抗过载、灵敏度与抗交叉轴干扰等性能，h1通常在50μm以上，h2则达300μm以上，而且结构层的几何参数一旦确定，h1、h2就无法变动。如果利用减薄结构框架的方法实现h1、h2的减小，会由于结构框架过薄造成碎片，增加工艺成本，影响成品率。
技术实现思路
1、为此，本专利技术旨在不改变加速度计结
2、为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种mems高g值加速度计的动态性能调节方法，所述方法包括：
3、s1：建立mems高g值加速度计模型，所述mems高g值加速度计模型包括质量块、梁、结构框架、底盖板；
4、s2：计算所述mems高g值加速度计模型的阻尼比来反映动态性能；
5、s3：判断所述动态性能是否符合需求，若符合，则模型不需要改进，若不符合，则根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，所述改进策略具体包括：
6、策略1：当质量块表面积较大且不允许除动态性能外其他性能改变时，采用阻尼法对所述mems高g值加速度计模型进行改进，此时h3=0，h4=0，仅通过减小质量块与底盖板的间距h1，实现动态性能调节；
7、策略2：当质量块表面积较小且不允许除动态性能外其他性能改变时，采用阻尼法对所述mems高g值加速度计模型进行改进，此时h3=0，h4＞0，通过减小质量块与底盖板的间距h1和梁与底盖板的间距h2，实现动态性能调节；
8、策略3：当质量块表面积较大且允许牺牲部分灵敏度来改善线性度与抗过载能力时，同时采用固有频率法和阻尼法对所述mems高g值加速度计模型进行改进，此时0＜h3＜h0，h4=0，通过增大h3来减小质量块质量，及减小质量块与底盖板的间距h1，实现动态性能调节；
9、策略4：当质量块表面积较小且允许牺牲部分灵敏度来改善线性度与抗过载能力时，同时采用固有频率法和阻尼法对所述mems高g值加速度计模型进行改进，此时0＜h3＜h0，h4＞0，通过增大h3来减小质量块质量、及减小质量块与底盖板的间距h1和梁与底盖板的间距h2，实现动态性能调节；
10、其中在mems高g值加速度计模型进行改进时，在底盖板上利用刻蚀工艺制作凸台，使凸台处于梁与质量块的正下方乃至嵌入质量块的内部，用h0表示质量块厚度，h1表示质量块与底盖板的间距，h2表示梁与底盖板的间距，h3表示质量块的刻蚀深度，h4表示梁下方凸台的高度；
11、s4：根据改进策略和实际动态性能需求，利用动态性能反馈公式得到h1~h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成mems高g值加速度计的制备。
12、优选地，所述mems高g值加速度计模型采用的方形质量块通过四根梁连接，具有良好稳定性，所述梁两端连接结构框架和质量块。
13、优选地，所述质量块与底盖板的间距h1的调节方法为：
14、对底盖板进行刻蚀，通过刻蚀不同的底盖板刻蚀深度来调节质量块与底盖板的间距h1。
15、优选地，所述梁与底盖板的间距h2的调节方法为：
16、对底盖板进行刻蚀，通过刻蚀不同的底盖板刻蚀深度来调节梁与底盖板的间距h2。
17、优选地，所述质量块质量的调节方法为：
18、对质量块进行刻蚀，通过刻蚀不同的质量块刻蚀深度来调节质量块的刻蚀深度h3。
19、优选地，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成mems高g值加速度计的制备的方法包括：
20、当质量块表面积较大且不允许除动态性能外其他性能改变时，采用策略1计算得到h1~h4的确定值，根据h1~h4的确定值完成mems高g值加速度计的制备：
21、第一步：光刻、刻蚀结构层背部形成槽，刻蚀深度为h2-h0；
22、第二步：光刻、刻蚀结构层背部形成质量块，刻蚀深度为h0；
23、第三步：光刻、刻蚀结构层正面形成梁；
24、第四步：光刻、刻蚀底盖板形成凸台，刻蚀深度为h2-h0-h1；
25、第五步：结构层与底盖板键合，得到mems高g值加速度计。
26、优选地，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成mems高g值加速度计的制备的方法还包括：
27、当质量块表面积较小且不允许除动态性能外其他性能改变时，采用策略2计算得到h1~h4的确定值，根据h1~h4的确定值完成mems高g值加速度计的制备：
28、第一步：光刻、刻蚀结构层背部形成槽，刻蚀深度为h2+h4-h0；
29、第二步：光刻、刻蚀结构层背部形成质量块，刻蚀深度为h0；
30、第三步：光刻、刻蚀结构层正面形成梁；
31、第四步：光刻、刻蚀底盖板形成槽，刻蚀深度为h0+h1-h2；
32、第五步：光刻、刻蚀底盖板形成凸台，刻蚀深度为h4；
33、第六步：结构层与底盖板键合，得到mems高g值加速度计。
34、优选地，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成mems高g值加速度计的制备的方法还包括：
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1.一种MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述MEMS高g值加速度计模型采用的方形质量块通过四根梁连接，具有良好稳定性，所述梁两端连接结构框架和质量块。
3.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述质量块与底盖板的间距h1的调节方法为：
4.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述梁与底盖板的间距h2的调节方法为：
5.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述质量块质量的调节方法为：
6.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成MEMS高g值加速度
7.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成MEMS高g值加速度计的制备的方法还包括：
8.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成MEMS高g值加速度计的制备的方法还包括：
9.根据权利要求1所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成MEMS高g值加速度计的制备的方法还包括：
10.一种MEMS高g值加速度计的动态性能调节系统，其特征在于，用于实现权利要求1至9任意一项所述的MEMS高g值加速度计的动态性能调节方法，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种mems高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的mems高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述mems高g值加速度计模型采用的方形质量块通过四根梁连接，具有良好稳定性，所述梁两端连接结构框架和质量块。
3.根据权利要求1所述的mems高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述质量块与底盖板的间距h1的调节方法为：
4.根据权利要求1所述的mems高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述梁与底盖板的间距h2的调节方法为：
5.根据权利要求1所述的mems高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，所述质量块质量的调节方法为：
6.根据权利要求1所述的mems高g值加速度计的动态性能调节方法，其特征在于，根据质量块表面积大小和是否允许加速度计除动态性能外的其他性能加速度计除动态性能外的其他性能改变选择对应的改进策略，根据改进策略设置不同的h1～h4的值，并利用动态性能反馈公式得到h1～h4的确定值，最终根据h1~h4的确定值完成mems高g值加速度计的制备的方法包括：
7.根据权利要求1所述的mems高g值加速度计的动态性能调节方...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫美梅，仇旭萍，张裕华，
申请(专利权)人：苏州亿波达微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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