一种具有高抗侧向过载的垂直敏感弹载MEMS惯性开关

作者：任超; 武强; 付博; 刘峰华; 戴旭涵; 杨卓青^*

来源：无人系统技术, 2021, 4(05): 23-30.

DOI：10.19942/j.issn.2096-5915.2021.5.044

• 抗侧向过载
• 非硅微加工
• 阿基米德螺旋线
• MEMS惯性开关

提出了一种具有高抗侧向过载能力的MEMS惯性开关,其结构简单且可以敏感垂直方向上的加速度冲击。开关中引入了阿基米德螺旋线式弹簧结构,当有较大的侧向冲击作用在器件上时,质量块不会发生较大幅度的侧翻位移,从而防止开关误触发并延长器件的使用寿命。应用COMSOL有限元软件对惯性开关的动态响应过程进行了仿真,结果表明,在高侧向冲击下,质量块仅发生极小幅度的侧翻。随后,利用非硅表面微加工工艺对设计的惯性开关进行了制作,并通过落锤系统对样品进行了性能测试。测试结果表明,所制作的MEMS惯性开关在垂直敏感方向上的阈值加速度为237 g,接触时间为320μs;当施加8750 g的侧向冲击时,开关器件未被误触发,且器件未被损坏,所设计制作的MEMS惯性开关表现出良好的抗侧向过载性能,将为器件在复杂环境下的实际应用提供重要技术参考。

• 单位
  微米/纳米加工技术国家级重点实验室; 西安机电信息技术研究所; 上海交通大学