Моделирование в системах САПР (Solid Works, AutoCAD) чувствительного элемента акселерометра. Расчет надежности конструкции и технологического маршрута изготовления. Изготовление экспериментального образца датчика ускорения (изготовление шаблонов для литографии, травления, отмывка, резка, микросборка). Проведение предварительных испытаний

Цели: разработка МЭМС сенсора акселерометра и создание экспериментального образца чувствительного элемента, включая моделирование в системах САПР (Solid Works, AutoCAD) чувствительного элемента акселерометра, расчет надежности конструкции и технологического маршрута изготовления, создание опытных образцов акселерометров и их испытания; разработка МЭМС сенсора акселерометра и создание экспериментального образца чувствительного элемента. Основное внимание уделено анализу конструктивных вариантов реализации акселерометров и их основным характеристикам, сравнительному обзору существующих на рынке аналогов разрабатываемого акселерометра, разработке конструкции и технологии производства акселерометра, моделированию чувствительного элемента акселерометра и оценке надежности. Решаются задачи по созданию МЭМС кремниевого датчика ускорения с пониженным энергопотреблением, со встроенными функциями термокомпенсации, компенсации нуля и подстройки диапазонов, а также обладающего необходимым набором интерфейсов для в общую измерительную систему авиационной, ракетно-космической или общепромышленной техники. Проведены исследования по следующим направлениям: моделирование объекта исследований; разработка конструктивных решений; разработка технологии создания чувствительного элемента и сборки акселерометра; решение задачи увеличения срока надежной, бесперебойной работы с сохранением параметров заявленных микрочипов МЭМС; разработка методов создания МЭМС на основе интегрирования материалов и кремния; разработка комплексных технических решений в проектировании и технологии изготовления экспериментальных образцов прототипов чувствительных элементов; поиск способов минимизации габаритов датчика ускорений; разработка технических решений для полупроводникового датчика ускорений. Представлены результаты по разработке конструкции акселерометра в металлокерамическом корпусе, рассчитанного на рабочий диапазон температур от -60°С до 125°С и измеряемый диапазон ускорений до 60g с погрешностью не более 0,2%. В результате проведения моделирования чувствительного элемента акселерометра определены геометрические размеры подвижной части преобразователя ускорений и разработана конструкция упругого элемента, рассчитанного на нагрузки до 100 g. В качестве базовой части выбран полупроводниковый кристалл со структурой «кремний-на-диэлектрике» размером 2х2 мм. В результате расчёта надежности конструкции определена безотказная работа акселерометра на протяжении 200000 ч - 0,974. В результате разработки технологического маршрута изготовления определен обобщенный технологический процесс для изготовления кристалла чувствительного элемента акселерометра на базе структуры «кремний-на-диэлектрике», изготовления микросборки на технологии SiP (система в корпусе) и корпусирования в стандартном металлокерамическом корпусе.