一个聚合物压电MEMS加速度计具有高灵敏度,低噪声密度和创新的制造方法
1The Department of Electrical and Computer Engineering, The University of British Columbia, Vancouver, Canada.
Microsystems & nanoengineering
|November 30, 2023
概括
这项研究引入了一种使用PVDF薄膜的新型聚合物压电MEMS加速仪. 该设计实现了高灵敏度和低噪音,与基于PZT的传感器竞争,并提供更小的设备面积.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 压电MEMS加速度计对于振动监测至关重要.
- 聚合物压电MEMS加速度计提供环保材料和更简单的制造.
- 对于完全有机的惯性传感微系统的潜力.
研究的目的:
- 介绍使用PVDF膜的新型聚合物压电MEMS加速度计设计.
- 开发一个简单而快速的微型制造流程.
- 通过实验验证新设计的性能.
主要方法:
- 使用的聚乙烯化物 (PVDF) 薄膜用于压电传感.
- 用于制造薄膜的微加工.
- 在结构部件中使用3D立体石版.
- 进行了概念验证实验,以测量性能指标.
主要成果:
- 实现了 21.82 pC/g 的电荷灵敏度和 126.32 mV/g 的电压灵敏度.
- 证明了5%的平面频段为58.5赫兹.
- 记录的噪声密度为6.02微克/√Hz.
- 与之前的有机设计相比,展示了10倍小的设备面积和4倍大的平面带.
结论:
- 新型聚合物压电MEMS加速度计设计显示了与基于PZT和商业加速度计相比具有竞争力的性能.
- 该设计的小面积和增强的带宽凸显了其对高级应用的潜力.
- 这项工作验证了有机压电MEMS加速度计用于惯性传感的可行性.
