MEMS仿生矢量水听器二次集成的误差分析测试

• 作者: 刘源 张国军 王丽娟 申辉 赵鹏 赵龙
• 来源期刊: 微纳电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 矢量水听器 纤毛 二次集成 ANSYS 对称性 灵敏度
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 所属期刊栏目: MEMS与传感器
• 页码范围: 42-48
• 分类号: TB565.1|TH703
• 语种: 中文
• DOI: 10.13250/j.cnki.wndz.2015.01.007

摘要

由中北大学研制的MEMS仿生矢量水听器具有低频、高灵敏度等性能特点,但由于纤毛柱体采用二次集成工艺集成在MEMS微结构上,常出现纤毛二次集成倾斜偏差,而且,该偏差严重影响到矢量水听器两轴输出的一致性,即灵敏度的一致性和指向性的对称性.为此研究了纤毛倾斜偏差对MEMS矢量水听器性能的影响.首先,理论上分析水听器工作原理和二次集成工艺的误差来源.然后,在通过激光显微镜等设备得出二次集成误差的基础上,通过ANSYS有限元分析方法分析得出纤毛的倾斜偏差对水听器的灵敏度影响很大,理论上计算出两个轴灵敏度误差为8.7％.因此,提出了通过优化二次集成工艺,从而减少两轴输出的不一致性.最后,采用矢量水听器校准系统测试改进前和改进后的水听器.结果表明:纤毛二次集成过程的倾斜偏差引起两轴输出的不一致(两轴灵敏度相对误差约为9.0％),改进后的水听器可以显著减小二次集成带来的误差.