圆片级封装全硅梳齿电容式MEMS加速度计设计

作者:牛昊彬; 孙国良; 王帅民; 张方媛
来源:中国惯性技术学报, 2020, 28(05): 672-676.
DOI:10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2020.05.017

摘要

针对小型化惯性测量单元对加速度计的集成需求,设计制作了一款全硅梳齿电容式MEMS加速度计。该加速度计采用"日"字型结构方案,检测和施力反馈电容由变间隙的梳齿组成,可动结构采用深硅反应离子干法刻蚀实现,芯片采用硅-硅键合圆片级常压封装,芯片内部电信号通过深反应离子刻蚀和湿法腐蚀加工的硅通孔引出。该加速度计芯片最终和模拟ASIC电路采用陶瓷管壳封装,整表尺寸12.7×12.7×3.25 mm3。小批量测试结果显示该加速度计标度因数约80 m V/g,0 g输出稳定性优于100mg(1σ),零偏稳定性和重复性优于100mg(1σ),-40°C~+70°C零偏漂移小于20 mg。