SOI特种高g值MEMS加速度计设计与分析

第24卷第6期电子测量与仪器学报 Vol. 24 No. 6 2010年6月

JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT

· 561 ·

本文于2010年1月收到。

*基金项目: 安徽省自然科学基金(编号: 090414199)资助项目; 合肥工业大学重大项目预研专项(编号: 2010HGZD012)资助项目; 中央高校基本科研业务费(编号: 2010HGXJ0224)资助项目; 中国兵器工业第二一四研究所军工预研资金(编号: 2009QTXM0151)资助项目。

DOI: 10.3724/SP.J.1187.2010.00561

SOI 特种高g 值MEMS 加速度计设计与分析*

许高斌汪祖民陈兴

(合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽省微电子机械系统工程技术研究中心, 合肥 230009)

摘要: 基于SOI 技术, 利用ICP 体硅深加工, 设计分析了一种新型平面内振动高g 值压阻式加速度计。该加速度计包括X 轴向与Y 轴向单元, 采用三梁-扇形质量块平板内振动结构。对称的布局方式, 有效的消除了灵敏度的交叉干扰, 提高了传感器的测量精度。论文建立了理论模型, 并利用ANSYS 软件对传感器进行模拟分析与验证, 理论与模拟分析结论吻合较好。分析表明, 加速度计在X 轴向和Y 轴向灵敏度分别为1.2 μv/g 和1.18 μv/g ；谐振频率分别为479 kHz 和475 kHz 。可实现对量程高达25万g 加速度的测量。

关键词: 加速度计；SOI ；扇形结构；U 型压敏电阻

中图分类号: TP212 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 460.4020

Design and analysis of SOI special gigh-g MEMS accelerometer

Xu Gaobin Wang Zumin Chen Xing

(Micro Electromechanical System Research Center of Engineering and Technology of Anhui Province,School of Electron-ic Science & Applied Physics, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

Abstract: Based on silicon-on-insulator (SOI), a novel high-g MEMS accelerometer with sector-mass structure is designed, and the designed fabricated process of the sensor is a deep ICP process. The design and simulation are also verified by using the FEM tool ANSYS, the simulation results show that the sensitivity of the accelerometers of X- axis and Y- axis are 1.2μv.g-1 and 1.18μv.g-1, respectively, the resonance frequency are 479KHz and 475KHz, respectively, and the transverse sensitivity of the sensor is approximately equal to zero. High-g simulation results predicted it is safe operation even above 2.5×105g for extreme impact application.

Keywords: Accelerometer; SOI; Sector- mass structure; U-shape piezoresistance

1 引言

微机械加速度传感器是一种重要的惯性测量器件, 具有体积小、重量轻、响应快、易于加工等优点, 目前在国内外已有着广泛的应用, 例如汽车的安全气囊、航空的惯性导航、以及军用的导弹引信等, 其中具有大的惯性载荷的军用场合, 需要测量的加速度可以高达几万g 甚至几十万g, 这就要求加速度计不仅需要高的灵敏度, 还要具有高的谐振频率与抗冲击能力。加速度计的分类方式多种多样, 按敏感信号的检测方式可分为压阻式[1-6]、

压电式[7]、电容式[8]、隧道电流式等。其中压阻式加速度计是最早批量生产的微加速度计, 具有加工工艺简单, 线性度高, 接口电路简单等优点而得到了广泛的应用[9], 但是其温度效应比较大, 结构的固有频率提高难, 灵敏度低等缺点限制了压阻式加速度计的发展, 所以克服其缺点是设计压阻式加速度计的一项重要的工作。

常见的传统压阻式加速度传感器是以硅材料为基础的平面外振动单质量块结构, 这种结构的传感器悬臂梁刚度较小, 固有频率低, 并且由于使用同一质量块, 利用压敏电阻条的布局来达到多维加速度的测量, 容易引起交叉耦合, 从而造成测量误差

·562 ·电子测量与仪器学报第24卷

较大, 结构的可靠性差[10]。利用普通硅材料、通过离子注入形成压敏电阻, 是利用PN结进行电隔离, 也降低了结构的性能。同时, 采用传统工艺的加速度传感器技术基本已达到极限, 很难对其性能进行改善来满足高冲击测试的要求。

针对目前航空航天, 特别是导弹引信等军事领域对高g值加速度传感器的迫切需求, 充分利用SOI 材料的抗辐射、抗高温等恶劣环境以及低功耗的特点[11], 本文设计了一种平板内振动基于SOI硅片的高g值压阻式加速度传感器。在SOI硅片上利用表面微机械加工技术制作带有蕙斯通测量电路的SOI 力敏芯片, 敏感元件和硅基底的高温介质层(SiO2层)电隔离, 解决传统半导体传感器因制作过程中寄生PN结漏电流而造成的温漂问题；采用的双U型梁压敏电阻, 避免在可动部件上布线。利用刚度较大的主悬臂梁, 提高了结构的可靠性；采用扇形质量块, 提高了结构的灵敏度。ANSYS软件模拟分析表明, 设计的加速度计具有较高的灵敏度与谐振频率, 具有较大的抗冲击能力, 可满足特种环境下对高达25万g加速度的测试需求。

2结构设计与分析

本文设计的新型平板内振动加速度传感器结构包括3个部分：上下层盖板与中间检测部分, 其中中间检测部分采用三梁-扇形质量块结构, 与传统的加速度传感器相比较, 该结构具有灵敏度与谐振频率高, 抗冲击能力强等优点。

2.1结构特点与原理

二维平面内振动SOI高g值加速度传感器包括两两对应的四个单元, 加速度计的结构如图1、2所示。每一个结构单元由主悬臂梁、扇形质量块、双U 型压敏电阻和参考电阻组成, 其中扇形质量块由刚度较大的主悬臂梁连接到基体上。这种扇形质量块结构, 增大了质量块重心与主悬臂梁末端的距离, 在与矩形质量块[9-10]同等尺寸的条件下, 可有效的提高结构的灵敏度；同时, 采用刚度较大的主悬臂梁, 也有效的增大了加速度计的谐振频率, 从而满足高g 值加速度计的应用要求。

图3是设计的双U型梁压敏电阻结构, 其对称的分布在主悬臂梁两侧, 当有加速度存在时, 则质量块在惯性力的作用下产生的微小转动会使微梁发生拉伸与压缩形变, 微梁是双层结构即作为电阻敏感层的SOI上层硅和压敏电阻支撑层的SiO2层；参考电阻具有与压敏电阻同样结构尺寸, 并与其组成惠斯通电桥。由于压敏电阻、参考电阻是利用SOI 硅基的上层硅, 电阻条之间采用的是介质层(SiO2)电隔离, 有效的解决传统压阻式加速度传感器温漂效应大的难点, 提高传感器测量的精度。当压敏电阻条被拉伸或者压缩时, 在U型梁的拐角部分是非线性变化的, 此处的电阻是不可利用的；通过增大拐角部分的宽度, 可有效的减小拐角部分的电阻, 从而提高传感器测量的稳定性与精度。同时这种双U型梁结构, 可以有效避免在可动部件上布线, 从而提高结构的可靠性并降低加工难度。

该加速度具有平面内振动的特征, 大大提高了结构的可靠性, 有效的降低非敏感方向引起的误差。

图1 加速度计结构示意图

Fig. 1 Schematic diagram of accelerometer structure

图2 扇形质量块的单元结构示意图Fig. 2 Unit diagram of sector- mass structure unit

第6期 SOI 特种高g 值MEMS 加速度计设计与分析 · 563 ·

图3 压敏电阻及参考电阻布局结构示意图

Fig. 3 Structure and layout of the wheatstone bridge,

piezoresistance and reference resistance

其基本原理是：当X 轴向上有加速度时, Y 单元的压敏电阻一个单元的被拉伸, 阻值增大；

另外一个单元的压敏电阻则压缩, 阻值减小；

从而当X 方向有加速度时, Y 方向的两个单元总体电阻值大小不变, 输出为零。同理, 当Y 轴向有加速度时, X 轴向上的压敏电阻总体阻值不变, 从而消除了非敏感方向加速度引起的误差。 2.2 力学模型

对Y 单元来说, 当加速度敏感结构单元受到承受Y 轴向作用力时(加速度引起的), 力F 会使质量块沿Y 方向有微小的偏转, 带动压阻微梁的拉伸与压缩。质量块产生的向下的力矩与主悬臂梁、两微梁产生向上的力矩平衡, 由于微梁的力矩相对于梁的力矩非常小, 因此, 在建立力学模型时, 可以近似认为敏感质量块产生的力矩全部施加在主悬臂梁上。

如图4所示, 当有加速度a 作用于敏感质量块时,

扇形质量块与主悬臂梁产生的总力矩M 2可以表示为[12]

2m s ()M ma L L ′=+ (1)

2tan sin 2

33m 2

m d sin d 2tan 2()sin 32tan 12tan 2tan (

)2tan 4tan R

b b

L r r b b L b b b L π

βπβ

βθ

θθββββ

ββββ

+?′=?

=+??

+?∫∫ (2) 式中: L m 是敏感质量块顶端与悬臂梁顶端的距离, m

L ′是敏感质量块重心与悬臂梁顶端的距离, L s 是敏感质量块与悬臂梁末端的距离, m 为扇形质量块与主悬臂梁的总质量, R 是为扇形质量块半径, β是扇形质量块的半角, b =w s +2(w 1+w 2)是扇形质量块的一边长。

(a) 等效主悬臂梁受力模型

(a) Force model of the equicalence main cantilever

(b) 压敏电阻微梁

(b) The piezoresistance microbeam,

图4 结构模型示意图

Fig. 4 Schematic diagram of structure model

由于力矩M 2的作用, 会使主悬臂梁末端有微小

的位移, 根据材料力学相关理论[12-13], 主悬臂梁末端的微位移x 为：

2s 2M L x EI

(3) 式中: E 为硅材料的杨氏模量, I 为主悬臂梁的惯性矩。

主悬臂梁的微小转动, 使压阻微梁拉伸或者压

· 564 · 电子测量与仪器学报第24卷

缩。则微梁拉伸或者压缩的长度ΔL 可以表示为[4]

s d L x L Δ=

(4) 式中: d 是为U 型压敏电阻中心与主悬臂梁中心的垂直距离。

因此, 压阻微梁的内部应力δ可以表示为为

2eff eff

eff 002s M dL L E E E L EL I δεΔ=== (5) 式中: E eff 是压阻双层梁(上层硅和SiO 2层)的等效弹性模量

[14]

, L 0是压阻微梁压敏电阻有效变化区域的

初始长度。 2.3 力学模拟分析

为了分析研究加速度传感器计在加速度作用下

结构的可靠性, 需要传感器在加速度作用时其位移、应力、应变以及和作用力等, 利用ANSYS 软件对加速度计分别进行了结构静力分析, 模态分析与稳态分析, 表1是模拟分析时定义的加速度传感器的主要尺寸, 且模拟分析使用的加速度传感器尺寸的定义与后续使用体硅ICP 工艺加工制备器件的实际工艺尺寸一致。

表1 模拟分析时使用的结构主要几何尺寸

Table 1 Dimension of the structure

敏感质量块/μm

L 1 L S w c w 1 w 2

400 150 216 55 37

压敏电阻/μm

L 0 w 0 d 0

30 2 4

图5、6是利用ANSYS 软件分析得到的梁应力分布图。根据力学模拟特性分析可知, 主悬臂梁刚度的大小对结构的灵敏度与抗冲击能力起着决定性的作用, 因此为了有效的减小非敏感方向对敏感方向的影响, 应保证结构主悬臂梁在非敏感方向上的刚度远大于敏感方向上的刚度。图7给出了理论和模拟分析得到的施加25万g 加速度时主悬臂梁宽和微梁的应力变化关系曲线, 从图中可以看出, 随着主悬臂梁宽度的增加, 微梁的轴向应力在逐渐的减小, 当其宽度在208 ~220 μm 之间时, 微梁应力变化不大, 因此结合工艺加工的难度并保证结构的灵敏度的前提下, 可选取主梁的宽度为216 μm 。

同时, 从图7可知, 理论分析得到的关系曲线与模拟分析吻合非常好, 从而也证明了上述应力理论模型建立的准确性。

质量块产生的力矩应该是主梁与两微梁的合力

矩, 当微梁厚度增大时, 就不能忽略微梁的作用。图8给出了微微梁应力与梁厚度变化的关系曲线。从图

8中可知, 当微梁的厚度大于3 μm 时, 微梁的应力显著减小, 由于微梁是由两个部分组成即SOI 硅片的上层硅与中间SiO 2层, 因此综合考虑加工工艺实

现[15]

、国内SOI 硅基结构参数和传感器灵敏度等因素, 压阻微梁的厚度为3 μm(上层硅与中间SiO 2层分

别为1.5×1.5 μ

。

图5 施加25万g 加速度值结构的应力分布图 Fig. 5 Stress distribution of the structure when 2.5×105g

accelerometer is applied in Y-direction

图6 施加25万g 加速度值微梁应力分布图 Fig. 6 Stress distribution of the microbeam when 2.5×105g accelerometer is applied in Y-direction

图9为模拟分析得到施加25万g 加速度时, 微

梁上的轴向应力与非轴向应力关系曲线, 可见, 微梁在敏感方向上的应力远大于非敏感方向上的应力, 即微梁的应力近似认为只有轴向应力, 充分的利用了结构在单一方向上的应变, 提高了传感器的灵敏

第6期 SOI特种高g值MEMS加速度计设计与分析·565 ·

图7 主梁宽度与微梁应力关系曲线

Fig. 7 Relationship between the width of the main can-tilever and the stress on microbeam

图8 微梁厚度与微梁应力关系曲线

Fig. 8 Relationship between the thickness of microbeam

and the stress on microbeam

图9 微梁轴向应力与非轴向应力比较

Fig. 9 Comparison between the axial stress and non-

axial stress

度。同时由图中还可以看出, U型压敏梁除在固定端拐角部分外, 其他位置即有效压敏电阻区基本保持应力不变；为了减小拐角处的应力非线性变化带来的误差, 可通过增大拐角部分的宽度或者在拐角部分进行重掺杂等方法来实现, 从而提高测量精度。图10给出了不同加速度时, 微梁不同位置上的应力变化。可见, 传感器在不同加速度载荷条件下, 微梁的形变基本一致, 在相同载荷间隔的条件下, 微梁内部应力的变化间隔也基本保持不变, 体现了良好的线性度。同时, 模拟分析可知, 在高达25万g加速度时, 该微梁上的最大应力为544 MPa, 与硅材料的断裂强度0.7~7 GPa相比还较小, 保证了加速度计工作的可靠性。

图10 不同加速度条件下微梁应力曲线比较Fig. 10 Relationship between different acceleration and the stress distribution on microbeam

2.4模态分析

对于高g值加速度传感器, 固有频率是其重要的参数。由于使用刚度较大的主悬臂梁, 极大的提高了结构的固有频率, 从而满足高g值加速度传感器的应用要求。表2是利用ANSYS软件进行结构模态分析的结果。

表2结构模态分析

Table 2 Mode analysis of the structure

模态数频率/ kHz 备注

1 479 沿y方向振动

2 680 沿z方向振动

3 84

4 沿x轴绕动

4 201

5 沿z轴绕动

由表2可得, 该结构的固有频率为479 kHz, 二阶模态频率为680 kHz, 两者之间的差值较大, 从而可有效的抑制了结构的交叉耦合, 满足高g值加速度传感器的应用要求。

通过谐响应分析可以确定结构在承受随时间按正弦规律变化的载荷时的响应, 计算出结构在几种频率下的响应, 从而得到响应值与频率的关系曲线。利用谐响应分析结果可避免由于结构的共振, 疲劳损伤等对结构带来危害, 同时也验证结构设计的合

· 566 · 电子测量与仪器学报第24卷

理性, 达到结构优化的目的。图11为最大加速度值为25万g 时的谐响应分析图, 由图可以看出, 谐响应分析得出的共振频率与模态分析的固有频率是一致的, 从而保证结构工作的可靠性。 2.5 结构灵敏度分析

当加速度传感器结构受到外界X 或者Y 方向的加速度时, 传感器的质量块沿敏感方向上运动, 带动其末端的两微梁, 使一压敏微梁拉伸, 设电阻阻值增大△R , 由于结构的对称性, 另外一压敏微梁被压缩, 电阻阻值减小△R 。由于结构中压敏电阻和参考电阻的初始电阻值都设计为R , 如图12所示, 则

该加速度计的灵敏度S 可以表示为

4424out in V R S a Ra a

πΔ=== (6) 式中: π44为P 型硅的压阻系数(结合具体工艺条件, 取为115×10?11 m 2/ N), δ为微梁轴向应力, a 为外界加速度。

图11 谐响应分析图

Fig. 11 Analytic of humorous response

图12 惠斯通电桥 Fig. 12 Wheatstone bridge

由图10可知, 在不同的加速度条件下, 微梁的

内部应力趋于相等, 取其平均值, 可得微梁应力与加速度变化关系, 如图13所示；可见, 加速度与微梁应力基本成线性关系。从而根据式(6), 可计算出该加速度计X 、Y 方向的灵敏度分别为1.2 μV/g 和 1.18 μV/g 。

3 加速度传感器加工工艺

加速度传感器采用SOI 基片加工制备(SOI 硅基购于中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 硅片的中间氧化层厚度为1.5 μm, 上层硅采用P 型硅, 厚度为1.5 μm, 下层硅为300 μm 。

图13 加速度与微梁应力曲线图

Fig. 13 Relationship between the acceleration and the

stress on microbeam

(a) 备片-SOI 硅基、上层硅掺杂

(b) 双面氧化、背面浅槽刻蚀

(d) 去除Al/SiO2, 硅-玻璃阳极键合

第6期 SOI特种高g值MEMS加速度计设计与分析·567 ·

(e) 去除SiO2, 沉积金属、光刻, 形成电极和金属引线

(f) 刻蚀上层Si, 形成压敏电阻和参考电阻条

(g) 结构释放（干法腐蚀多余的SiO2层）

图14 主要工艺流程示意图

Fig. 14 Fabrication process

1) 准备SOI硅片, 并对上层硅进行B离子注入掺杂, 掺杂浓度和所需的硅压阻系数对应。

2) 热氧化, 从而在正面形成一层氧化层, 保护上层硅以免在后续加工中对上层硅的破坏与污染。刻蚀下层硅, 形成5 μm的浅槽, 以便后续加工加速度计的可动部件即敏感质量块和主悬臂梁。

3) 沉积金属Al为硅深槽刻蚀的保护层, 进行背面深刻, 形成质量块和主悬臂梁等。

4) 硅与玻璃进行阳极键合, 完成加速度计的背面封装。

5) 上层硅片溅射Al, 光刻形成金属电极和惠斯通电桥即后续压敏电阻和参考电阻之间的金属引线。

6) 刻蚀上层硅, 形成压敏电阻条和参考电阻。

7) 正面刻蚀SOI硅片的氧化层, 完成结构的释放。

8) 上层盖板与结构层的键合, 完成上盖板的封装。

9) 划片、封装, 完成加速度计的制作。主要工艺流程如图14所示。

4结论

本文设计分析了一种基于SOI硅片的高g值压阻式加速度传感器, 该传感器具有较高的灵敏度与谐振频率, 具有较大的抗冲击能力, 可以满足特种环境下高达25万g加速度的测试需求。目前, 该加速度计正在中国兵器工业第214研究所的MEMS工艺线上进行制备。

参考文献:

[1]R?DJEG?RD H, JOHANSSON C, ENOKSSON P,et al.

A monolithic three-axis SOI accelerometer with uniform

sensitivity[J]. Sensors and Actuators A, 2005, 123-124:

50-53.

[2]DONG P T, LI X X, YANG H, et al. High performance

monolithic triaxial piezoresistive shock accelerometers[J].

Sensors and Actuators A, 2008, 141 (2): 339-346.

[3]BüTEFISCH S, SCHOFT A, BüTTGENBACH S.

Three-axes monolithic silicon low-g accelerometer[J].

Journal of Microelectromechanical Systems, 2000, 9 (4):

551-556.

[4]EKLUND E J, SHKEL A M. Single-mask SOI fabrica-

tion process for linear and angular piezoresistive Acce-

lerometers with on-chip reference resistors[C]. Proceed-

ings of the Fourth IEEE Conference on Sensors, 2005:

656-659.

[5]PARTRIDGE A, REYNOLDS J K, CHUI B W, et al.

High performance planar piezoresistive accelerometer[J].

Journal of Microelectromechanical Systems, 2000, 9 (1) :

58-66.

[6]LI Q ZH, SONG P, LI K J, et al. Structure optimization

of a monolithic high-shock three-axis piezoresistive ac-

celerometer using ant colony optimization[C]. Proceed-

ings of the Fourth IEEE Internaltional Conference on

Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, 2009, 1:

522-526.

[7]AMARSINGHE R, DAO D V, TORIYAMA T, et al. De-

sign and fabrication of miniaturized six-degree of free-

dom piezoresistive accelerometer[C]. Proceedings of the

18th IEEE International Conference on Micro Electro

Mechanical Systems, 2005: 351-354.

[8]HSU C P, YIP M C, FANG W L.A novel SOI Z-axis

accelerometer with gap closing differental sensing elec-

trodes[C]. Proceedings of the IEEE Conference on

Transducers, 2009, 6: 1154-1157.

[9]PLAZA JOSE A, LLOBERA A, DOMINGUEZ C,et al.

BE SOI-based integrated optical silicon accelerometer[J].

Journal of Microelectromechanical Systems, 2004, 13

(2): 355-364.

[10]SRIKAR V T, SENTURIA S D. The reliability of mi-

cro-electro-mechanical systems (MEMS) in shock envi-

ronments[J]. Journal of Microelectromechanical Systems,

2002, 11 (3): 206-214.

[11]赵玉龙, 赵立波. 基于SOI技术梁膜结合高过载压阻

·568 ·电子测量与仪器学报第24卷

式加速度计研究[J]. 传感器技术学报, 2006, 19(5): 2172-2173.

ZHAO Y L, ZHAO L B, JIANG ZH D. A high over-

loaded piezoresistive accelerometer based on SOI mate-

rials with cantilever beam[J]. Chinese Journal of Sensors

and Actuators, 2006, 19 (5): 2172-2173.

[12]LIU CH, 黄庆安. 微机电系统基础[M]. 北京: 机械工

业出版社, 2007: 361.

LIU CH, HUANG Q An. Foundations of MEMS[M].

Beijing: China Machine Press, 2007, 361.

[13]范钦珊, 殷雅俊. 材料力学[M]. 北京: 清华大学出版

社, 2008.

FAN X SH,YIN Y J.Mechanics of Materials[M]. Beijing:

Tsinghua University Press, 2008.

[14]聂萌, 黄庆安, 王建华, 等. 静电执行的MEMS多层

膜材料参数在线提取方法[J]. 半导体学报, 2004, 25

(11): 1537-1543.

NIE M, HUANG Q An, WANG J H, et al. An electros-

tatic actuated microelectromechanical in-situ extracting

method for material property of multiLayer Film[J].

Chinese Joural of Semiconductors, 2004, 25 (11): 1537-1543.

[15]徐春晓, 房立清, 周新伟. SOI微加速度传感器结构设

计与工艺实现[J]. 微细加工技术, 2008, 6: 26-27.

XU CH X, FANG L Q, ZHOU X W. Structure design and

process implementation of micro- acceleration sensor based

on SOI[J]. Microfabrication Technology, 2008, 6: 26-27. 作者简介:

许高斌: 1970年出生, 1993年和2001年毕业于合肥工业大学获得学士和硕士学位, 2004年毕业于东南大学获得博士学位, 现为合肥工业大学副教授, 安徽省微电子机械系统工程技术研究中心主任。研究领域为CMOS MEMS、MEMS/NEMS器件与集成制备技术、微纳传感器与执行器及片上集成电路等。

E-mail: gbxu@https://www.360docs.net/doc/0b506147.html,

Xu Gaobin: born in 1970, received B S and M S from Hefei University of Technology in 1993 and 2001, respectively, and PhD degree from Southeast University in 2004, respectrely. He now is an associate professor of Hefei University of Technology, and the director of Anhui Engineering and Technology Research cent. His now research interests include CMOS MEMS, MEMS/NEMS devices and integrated fabrication technology, microsensors, microactuators and the interface circuits.

汪祖民: 1985年出生, 2008年毕业于湖南科技大学获得学士学位, 现为合肥工业大学硕士研究生, 主要研究方向为MEMS传感器设计与应用。

E-mail: hawkminmems@https://www.360docs.net/doc/0b506147.html,

Wang Zumin: born in 1985. He received the B.S. from Hu-nan university of Science and technology in 2008. He now is an MS candidate of Hefei university of technology, His research work focuses on the design and application of MEMS sensor.

陈兴: 1978年出生, 1999年毕业于合肥工业大学获得学士学位, 现为合肥工业大学讲师, 主要研究方向为 MEMS 设计和半导体器件模型。

E-mail: xchenching@https://www.360docs.net/doc/0b506147.html,

Chen Xing: born in 1978, received the B.S. from Hefei University of Technology in 1999 lecture of Hefei university of technology, His research work focuses on MEMS Design and semiconductor device model.

泰克和SenarioTek推出宽带微波上下变频解决方案

能够在泰克仪器上生成和分析经过校准的信号, 满足1 GHz以上带宽和50 GHz载频的测试要求

为微波和RF行业提供信号发生和分析解决方案的泰克公司, 及提供定制RF/微波测试测量解决方案的SenarioTek公司日前共同宣布, 为宽带微波上下变频提供可量身定制的标准解决方案。这一解决方案可以使用标准泰克仪器, 生成和分析经过校准的宽带雷达和卫星信号, 满足1 GHz以上带宽及高达50 GHz载频的测试要求。

在刚刚举行的2010年IEEE MTT国际微波研讨会上, 两家公司在第1033号展台演示业内领先的、支持高达18GHz 载频和1.3GHz带宽的上下变频器解决方案。这一国际研讨会每年举办一次, 议题涉及微波理论和实践的各个方面。

宽带雷达和宽带卫星通信信号使用的载频超出了宽带RF仪器的直接合成和直接分析能力范围。为使用这些仪器测试雷达和卫星设备, 工程师们通常构建自己的测试夹具和信号调节功能。通过使用新的SenarioTek解决方案, 工程师们可以利用经过校准和优化的解决方案, 用业内领先的泰克RF 测试仪器进行这一测试, 如AWG7000系列信号发生器和DPO/DSA/ MSO70000系列高性能示波器。

通过将微波信号上下变频至IF(中频)信号, SenarioTek 解决方案改善了微波测试性能, 且优化了泰克仪器的性能, 消除了IQ(同相正交)调制器转换技术的不稳定性、成本和定期校准。它还提供了最宽带宽范围的信号生成和分析功能, 可以同时应用于多频雷达通信和卫星通信。

“SenarioTek解决方案是一次重大突破, 为客户提供了标准而又高度可定制的解决方案, 能满足苛刻的宽带雷达和卫星测试应用需求。”泰克公司高性能产品副总裁Lynne Camp说, “工程师们需要更大的带宽来改善雷达分辨率和成像能力或提高卫星跨链路通信的容量。这种新的直接IF解决方案具有重要意义, 因为它提供了最宽的综合信号生成和分析带宽, 可以优化我们仪器中最高的保真度。这种整体解决方案为分析宽带微波信号提供了最经济的方法。”

方案采用IF, 与微波频率的直接分析技术相比, 可以提供更好的性能。因为只需获得支持IF频率、而不是微波频率所需的基带性能, 该方案可以降低整体的解决方案成本。

“泰克已经为RF研究出最高性能的宽带信号生成和分析工具, 因此我们与泰克合作为尖端雷达开发及卫星雷达测试应用发展解决方案是非常明智的选择。”SenarioTek公司首席执行官Simi Ghiasvand说, “通过这一解决方案, 我们可以同时改善测试性能和降低成本。”

MEMS传感器项目规划方案

MEMS传感器项目规划方案规划设计/投资方案/产业运营

MEMS传感器项目规划方案说明纵观全球MEMS传感器市场，美、日、德一直占据着主导地位。然而近年来，亚太地区（含日本）受到智能手机、平板电脑、可穿戴产品等市场需求持续增长、且全球电子整机产业不断向中国转移等因素影响，增长速度较快，2017年MEMS市场占比达到46.8%，反超美国、欧洲等区域。该MEMS传感器项目计划总投资7869.95万元，其中：固定资产投资6722.07万元，占项目总投资的85.41%；流动资金1147.88万元，占项目总投资的14.59%。达产年营业收入7724.00万元，总成本费用5814.87万元，税金及附加135.78万元，利润总额1909.13万元，利税总额2308.24万元，税后净利润1431.85万元，达产年纳税总额876.39万元；达产年投资利润率 24.26%，投资利税率29.33%，投资回报率18.19%，全部投资回收期7.00年，提供就业职位136个。坚持“实事求是”原则。项目承办单位的管理决策层要以求实、科学的态度，严格按国家《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）的要求，在全面完成调查研究基础上，进行细致的论证和比较，做到技术先进、可靠、经济合理，为投资决策提供可靠的依据，同时，以客观公正立场、科学严谨的态度对项目的经济效益做出科学的评价。

...... 报告主要内容：项目概况、背景及必要性、市场分析预测、项目投资建设方案、项目选址可行性分析、土建工程方案、工艺先进性分析、环境保护、项目安全管理、项目风险、节能分析、项目实施进度计划、投资方案分析、经济效益可行性、项目总结、建议等。

加速度计类型简介

定义中文名称：加速度传感器英文名称：acceleration transducer 定义：能感受加速度并转换成可用输出信号的传感器应用学科：机械工程（一级学科）；传感器（二级学科）；物理量传感器（三级学科）。加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量。加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）改进的。另一种就是线加速度计。[1] 2分类压电式压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。压阻式基于世界领先的MEMS硅微加工技术，压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。加速度传感器网为客户提供压阻式加速度传感器/压阻加速度计各品牌的型号、参数、原理、价格、接线图等信息。电容式电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。电容式加速度传感器/电容式加速度计是对比较通用的加速度传感器。在某些领域无可替代，如安全气囊，手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统（MEMS）工艺，在大量生产时变得经济，从而保证了较低的成本。伺服式

伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性能好、动态范围大和线性度好等特点。其工作原理，传感器的振动系统由"m-k”系统组成，与一般加速度计相同，但质量m上还接着一个电磁线圈，当基座上有加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小由位移传感器检测出来，经伺服放大器放大后转换为电流输出，该电流流过电磁线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。由于有反馈作用，增强了抗干扰的能力，提高测量精度，扩大了测量范围，伺服加速度测量技术广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就可以了。就可以得到F对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数就行了。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是"对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应"。一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如压阻技术，电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。每种技术都有各自的机会和问题。压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快。由于安全性越来越成为汽车制造商的卖点，这种附加系统也越来越多。压阻式加速度传感器2000年的市场规模约为4.2亿美元，根据有关调查，预计其市值将按年平均4.1%速度增长，至2007年达到5.6亿美元。这其中，欧洲市场的速度最快，因为欧洲是许多安全气囊和汽车生产企业的所在地。压电技术主要在工业上用来防止机器故障，使用这种传感器可以检测机器潜在的故障以达到自保护，及避免对工人产生意外伤害，这种传感器具有用户，尤其是质量行业的用户所追求的可重复性、稳定性和自生性。但是在许多新的应用领域，很多用户尚无使用这类传感器的意识，销售商冒险进入这种尚待开发的市场会麻烦多多，因为终端用户对由于使用这种传感器而带来的问题和解决方法都认识不多。如果这些问题能够得到解决，将会促进压电传感器得到更快的发展。2002年压电传感器市值为3亿美元，预计其年增长率将达到4.9%，到2007年达到4.2亿美元。使用加速度传感器有时会碰到低频场合测量时输出信号出现失真的情况，用多种测量判断方法一时找不出故障出现的原因，经过分析总结，导致测量结果失真的因素主要是：系统低频响应差，系统低频信噪比差，外界环境对测量信号的影响。所以，只要出现加速度传感器低频测量信号失真情况，对比以上三点看看是哪个因素造成的，有针对性的进行解决[5]。

MEMS传感器项目可行性方案

MEMS传感器项目可行性方案投资分析/实施方案

摘要纵观全球MEMS传感器市场，美、日、德一直占据着主导地位。然而近年来，亚太地区（含日本）受到智能手机、平板电脑、可穿戴产品等市场需求持续增长、且全球电子整机产业不断向中国转移等因素影响，增长速度较快，2017年MEMS市场占比达到46.8%，反超美国、欧洲等区域。该MEMS传感器项目计划总投资12280.17万元，其中：固定资产投资8591.57万元，占项目总投资的69.96%；流动资金3688.60万元，占项目总投资的30.04%。本期项目达产年营业收入28329.00万元，总成本费用21777.47 万元，税金及附加233.60万元，利润总额6551.53万元，利税总额7688.79万元，税后净利润4913.65万元，达产年纳税总额2775.14万元；达产年投资利润率53.35%，投资利税率62.61%，投资回报率 40.01%，全部投资回收期4.00年，提供就业职位591个。

MEMS传感器项目可行性方案目录第一章基本情况一、项目名称及建设性质二、项目承办单位三、战略合作单位四、项目提出的理由五、项目选址及用地综述六、土建工程建设指标七、设备购置八、产品规划方案九、原材料供应十、项目能耗分析十一、环境保护十二、项目建设符合性十三、项目进度规划十四、投资估算及经济效益分析十五、报告说明十六、项目评价十七、主要经济指标

第二章背景和必要性研究一、项目承办单位背景分析二、产业政策及发展规划三、鼓励中小企业发展四、宏观经济形势分析五、区域经济发展概况六、项目必要性分析第三章投资建设方案一、产品规划二、建设规模第四章项目选址研究一、项目选址原则二、项目选址三、建设条件分析四、用地控制指标五、用地总体要求六、节约用地措施七、总图布置方案八、运输组成九、选址综合评价

传感器项目可行性方案 (1)

传感器项目可行性方案规划设计/投资分析/产业运营

传感器项目可行性方案说明我国传感器行业发展痛点为：关键技术有待突破。国内传感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊应用等高端方面与国际水平差距巨大，中高档传感器产品几乎完全从国外进口，绝大部分芯片依赖国外，国内缺乏对新原理、新器件和新材料传感器的研发和产业化能力；在设计技术、封装技术、装备技术等方面存在的差距也较大。国内尚无一套有自主知识产权的传感器设计软件，国产传感器可靠性比国外同类产品低1-2个数量级，传感器封装尚未形成系列、标准和统一接口，部分传感器工艺装备研发与生产被国外垄断。我国传感器技术的核心及关键技术都有待突破，技术研发及创新能力亟待提升。企业竞争实力不足。我国的传感器企业虽然数量众多，但大部分都属于中小型企业，且大都面向中低端领域，基础薄弱，研究水平不高，整体规模及效益较差。许多企业都是引用国外的芯片加工，自主创新能力薄弱，自主研发的产品较少，产品结构缺乏合理性，在高端领域几乎没有市场份额。企业的技术实力较弱，很多是与国外合作或进行二次封装，已经突破的科研成果转化率低，产业发展后劲不足，综合实力较低。从目前市场份额和市场竞争力指数来看，外资或国际企业仍占据着有利地位，国内传感器企业的发展面临巨大挑战。国际差距明显。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与国际发达国家相比仍存在明

显差距。利好政策推动行业快速发展：2014年以来，我国政府出台了多项战略性、指导性政策文件，推动我国传感器及物联网产业向着融合化、创新化、生态化、集群化方向加快发展。2017年5月，工信部聚焦智能终端、物联网、智能制造、汽车电子等重点应用领域，有效提升了中高端产品供给能力，推动了我国智能传感器产业加快发展。总体目标是，到2019年，我国智能传感器产业取得明显突破，产业生态较为完善，涌现出一批创新能力较强的国际先进企业，技术水平稳步提升，产品结构不断优化，供给能力有效提高。在国家政策的大力支持下，本土传感器企业有望提升技术从而摄取更多的市场份额。2017年12月，工信部明确提出要重点发展智能传感器等相关产业，智能传感器技术产品实现突破，支持微型化及可靠性设计、精密制造、集成开发工具、嵌入式算法等关键技术研发，支持基于新需求、新材料、新工艺、新原理设计的智能传感器研发及应用。到2020年，压电传感器、磁传感器、红外传感器、气体传感器等的性能显著提高。在模拟仿真、设计、MEMS工艺、封装及个性化测试技术方面达到国际先进水平，具备在移动式可穿戴、互联网、汽车电子等重点领域的系统方案设计能力。物联网产业发展：一般来说，物联网在结构上通常划分为感知层、网络层和应用层三个部分。其中，感知层作为数据采集的源头，是物联网实现的基础。在感知层，最重要的组件就是各种各样的传感器。在物联网产业的推动下，智能手机、可穿戴、虚拟现实、智能硬件、视频交互与安防监控、机器人、3G/4G通信技术的普及，5G技术

微细加工与纳米技术课程项目方案设计

《微细加工与纳米技术》课程项目方案设计目录一、微机械陀螺仪研究背景 (3) （一）概念简介 (3) （二）MEMS陀螺仪研究历史及发展现状 (3) （三）研究目的 (4) （四）研究方法 (5)

（五）研究意义 (8) 二、微机械陀螺仪原理与结构 (10) （一）MEMS陀螺仪基本原理 (10) （二）MEMS陀螺仪分类及结构 (12) 三、微机械陀螺仪设计及制造 (13) (一) MEMS陀螺仪设计流程 (13) （二）MEMS陀螺仪工艺方法 (14) （三）MEMS陀螺仪技术难点 (16) 四、微机械陀螺仪测试及应用 (16) （一）MEMS陀螺仪测试内容及手段 (16) （二）MEMS陀螺仪数据分析及方法 (17) （三）MEMS陀螺仪应用案例 (17) 1、一些微机械陀螺仪的典型应用 (20) 2、微机械陀螺仪在新型鼠标或遥控器中的应用 (20) 五、关于微机械陀螺仪发展的思考 (21) 六、小结与体会 (21) 一、微机械陀螺仪研究背景（一）概念简介微陀螺仪是属于微机械的一种。微机械MEMS是英文Micro Electro

Mechanical systems的缩写，即微电子机械系统。微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术（micro/nanotechnology）基础上的 21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。微机械陀螺仪属于一种振动式角速率传感器，用于测量旋转速度或旋转角，作为重要的惯性器件，具有质量轻、体积小、成本低、可靠性好、稳定性高、功耗低、精度高、性能优等诸多优点，在工业控制、航空航天、汽车和消费类电子产品等领域中得到广泛的应用。微机械陀螺仪的主要参数微机械陀螺仪的重要参数包括：分辨率（Resolution）、零角速度输出、灵敏度（Sensitivity）和测量范围，这些参数是评判微机械陀螺仪性能的重要标志，同时也决定了该陀螺仪的应用环境。分辨率是指陀螺仪能够检测的最小的角速度，该参数和零角速度输出其实是由陀螺仪的白噪声决定，白噪声一般用°/s/√Hz来表征，LY530AL的白噪声只有：0.1°/s/√Hz。这三个参数着重说明该陀螺的内部性能和其抗干扰能力，而对使用者而言，灵敏度更有实际的意义，其单位是mV/°/s，由此用户可选用适合的ADC来与之匹配。测量范围是指陀螺仪能够测量的最大的角速度，单位是°/s，不同的应用对陀螺仪的测量范围有不同的要求。（二）MEMS陀螺仪研究历史及发展现状微机械陀螺的研究始于20世纪80年代，经过几十年的研究国外相关已经比较成熟，众多科研单位及公司如美国Draper实验室、ADI公司、Berkeley大学，德国Daimler Benz公司、Bosch公司，日本Toyota公司，以及土耳其、芬兰等国家[4-9]，已有商业化产品。我国的MEMS 技术研究工作起步较晚，但正积极开展研究，国家已经投入巨资用于MEMS陀螺技术的研究。目前主要的科研单位有清华、北大、中科院上海微系统所、复旦大学、哈工大等多家单位[10-15] ，经过十多年的努力，在基础理论、加工技术和工程应用等方面的研究已取得了明显的进步。但不可否认，与国外差距仍然较大，高性能微机械陀螺少有商业化产品。

加速度传感器的选择

加速度传感器的选择传感器的种类选择压电式传感器的敏感芯体材料和结构形式压电式加速度传感器的信号输出形式传感器灵敏度，量程和频率范围的选择传感器的整体封装设计与电缆外界环境对测量传感器的影响工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。常用单位为：米/秒2 (m/s2)，或重力加速度(g)。描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。 ?传感器的种类选择 ·压电式- 原理和特点压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器的结构简单，商业化使用历史也很长，但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相关，因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性和一致性差别非常大。与压阻和电容式相比，其最大的缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。

微机电系统(MEMS)传感器项目实施方案

第一章概况一、项目建设单位说明（一）公司名称 xxx投资公司（二）公司简介展望未来，公司将围绕企业发展目标的实现，在“梦想、责任、忠诚、一流”核心价值观的指引下，围绕业务体系、管控体系和人才队伍体系重塑，推动体制机制改革和管理及业务模式的创新，加强团队能力建设，提升核心竞争力，努力把公司打造成为国内一流的供应链管理平台。成立以来，公司秉承“诚实、信用、谨慎、有效”的信托理念，将“诚信为本、合规经营”作为企业的核心理念，不断提升公司资产管理能力和风险控制能力。公司将“以运营服务业带动制造业，以制造业支持运营服务业”经营模式，树立起双向融合的新格局，全面系统化扩展经营领域。公司为以适应本土化需求为导向，高度整合全球供应链。公司具备完整的产品自主研制、开发、设计、制造、销售、管理及售后服务体系，依托于强大的技术、人才、设施领先优势，专注于相关行业产品的研发和制造，不断追求产品的领先适用，采取以直销为主、代理为辅的营销模式，对质量管理倾注了强大的精力、人力和财力，聘请具有专

项管理经验的高级工程师负责质量管理工作，同时，注重研制、开发、设计、制造、销售、管理及售后服务全方位人才培养；为确保做好售后服务，还在国内主要用户地区成立多个产品服务中心，以此辐射全国所有用户，深受各地用户好评。公司生产的项目产品系列产品，各项技术指标已经达到国内同类产品的领先水平，可广泛应用于国民经济相关的各个领域，产品受到了广大用户的一致好评；公司设备先进，技术实力雄厚，拥有一批多年从事项目产品研制、开发、制造、管理、销售的人才团队，企业管理人员经验丰富，其知识、年龄结构合理，具备配合高端制造研发新品的能力，保障了企业的可持续发展；在原料供应链及产品销售渠道方面，已经与主要原材料供应商及主要目标客户达成战略合作意向，在工艺设计和生产布局以及设备选型方面采用了系统优化设计，充分考虑了自动化生产、智能化节电、节水和互联网技术的应用，产品远销全国二十余个省、市、自治区，并部分出口东南亚、欧洲各国，深受广大客户的欢迎。在装备制造业中，智能装备制造业是核心所在，也是行业发展的前沿，已经成为各工业国家大力发展的产业。2010年10月，国务院首次将高端装备制造业列为国家战略性新兴产业之一，作为高端装备制造业的重点发展方向和信息化与工业化深度融合的重要体现，发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级，促进工业智能化，提升生

电子科技大学 MEMS课件第一章总结

曾经有人问1996年化学Nobel奖获得者-Rice大学的Richard Smalley，如果重新开始，最希望从事什么领域的研究工作，他不假思索的提出一个预言性的概念：Lilliputian 工程. "We're talking about the miniaturization of everything you can imagine," Smalley said. "Eventually, we will be designing tiny devices so that every atom is there for a particular reason.” 1.1概念的提出碳纳米管研制，直径约为500nm，能够在电压驱动下转动。电动机的旋转叶片是一片金叶，长度不到300nm，叶片安装在一根由多层碳纳米管做成的转轴上。 2003年世界十大科技进展:纳米电动机 2004年世界十大科技进展:分子马达通过光或电的驱动，使分子围绕一个轴旋转，能够停止或暂停。这一成果将使纳米级“分子机械”能够在一些较大机械无法应用的工业和外科手术中大显身手.2005年世界十大科技进展:找到控制单分子行动的方法利用特种显微镜仪器，让一个分子做出各种动作。使用金属探针，刺激联苯分子的不同部位，还可以使其产生不同的电子反应。 2006年世界十大科技进展:最小发电机问世纳米发电机。它可以收集机械能，比如人体运动、肌肉收缩、血液流动等所产生的能量；震动能，比如声波和超声波产生的能量；流体能量，比如体液流动、血液流动和动脉收缩产生的能量，并将这些能量转化为电能提供给纳米器件。

这是一个结构特殊的分子，它也有四个“轮子”，当接收到电流时就向前“行驶”，不过，它“行驶”的距离要以纳米来计算这种分子“电动车”将来可用于许多微观领域，比如把微量药物送达人体所需要的地点。不过研究人员表示，这还有很长路要走，因为本次实验是在零下200多摄氏度的低温和高度真空环境中完成的，如何在常规环境下也能让分子“电动车”工作是首先要解决的问题。了具有放大作用的晶体管

MEMS传感器项目投资计划书范本参考

MEMS传感器项目投资计划书规划设计 / 投资分析

摘要说明— 该MEMS传感器项目计划总投资11559.07万元，其中：固定资产投资8682.75万元，占项目总投资的75.12%；流动资金2876.32万元，占项目总投资的24.88%。达产年营业收入24960.00万元，总成本费用19199.47万元，税金及附加231.50万元，利润总额5760.53万元，利税总额6786.59万元，税后净利润4320.40万元，达产年纳税总额2466.19万元；达产年投资利润率49.84%，投资利税率58.71%，投资回报率37.38%，全部投资回收期4.18年，提供就业职位470个。提供初步了解项目建设区域范围、面积、工程地质状况、外围基础设施等条件，对项目建设条件进行分析，提出项目工程建设方案，内容包括：场址选择、总图布置、土建工程、辅助工程、配套公用工程、环境保护工程及安全卫生、消防工程等。基本信息、背景、必要性分析、市场研究、产品规划、选址可行性分析、工程设计方案、工艺先进性、环境保护可行性、职业安全、项目风险应对说明、节能分析、实施安排、投资方案计划、经济评价分析、项目综合评价结论等。

第一章背景、必要性分析一、项目建设背景 MEMS传感器即微机电系统，是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。典型MEMS传感器产品的应用，已对未来新型MEMS 传感器的研制和产业化起到示范作用。此外，随着材料制备与微米纳米加工技术的日趋完善，以及对于一系列微米纳米尺度科学问题的了解，新型MEMS传感器技术已经影响到制造、安全、通讯、交通、医疗、能源、环境等多个领域和层面，发挥了不可替代的作用。中国在MEMS传感器领域的研究较晚，但目前已经成为不可或缺的力量，后发优势突显。国家863计划持续15年的支持，大大促进了MEMS传感器的设计、加工、测试、封装、装配等关键技术的进步，产生了一批具有自主知识产权的核心技术，凝聚并形成了我国MEMS/NEMS研究与开发的队伍，建立了一批MEMS/NEMS研发基地，在相对较短时间内，形成了我国微纳制造技术研究与开发体系，使我国MEMS/NEMS自主创新能力显著提高，产业技术竞争力得到提升。近年来，随着中国3C产品（包括计算机、通信和消费类电子产品）及汽车电子产品保持快速增长、全球电子整机产业向中国转移，中国的MEMS 传感器行业迎来了庞大且快速增长的下游市场，带动行业规模持续扩张。

传感器项目规划设计方案

传感器项目规划设计方案规划设计/投资方案/产业运营

传感器项目规划设计方案说明传感器最早出现于工业生产领域，主要被用于提高生产效率。随着集成电路以及科技信息的不断发展，传感器逐渐迈入多元化，成为现代信息技术的三大支柱之一，也被认为是最具发展前景的高技术产业。正因此，全球各国都极为重视传感器制造行业的发展，投入了大量资源，目前美国、欧洲、俄罗斯从事传感器研究和生产厂家均在1000家以上。在各国持续推动下，全球传感器市场保持快速增长。随着全球市场对传感器的需求量不断增长，传感器市场规模仍将延续增长势头。我国传感器制造行业发展始于20世纪60年代，在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产单位;1974年，研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年，诞生中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年，国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。20世纪90年代以后，硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产，传感器技术及行业均取得显著进步。进入21世纪，传感器制造行业开始由传统型向智能型发展。智能型传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。由于智能型传感器在物联网等行业具有重要作用，我国将传感器制造行业发展提到新

的高度，从而催生研发热潮，市场地位凸显。同时，受到汽车、物流、煤矿安监、安防、RFID标签卡等领域的需求拉动，传感器市场也得到快速扩张。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与发达国家相比仍存在明显差距。这种差距体现在：产品品种不全、规格少，新品欠缺;科技创新差，拥有自主知识产权的产品少;工艺装备落后，产品质量差;人才资源匮乏，产业发展后劲不足;统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节;政府重视不够, 对传感器技术重要性的认识滞后于计算机技术和通讯技术。正因此，美国、日本、德国占据全球传感器市场近七成份额，而中国仅占到10%左右。企业竞争方面，中国传感器市场七成左右的份额被多家主要参与全国传感市场的外资企业占据。而我国传感器制造行业多以中小企业为主，主要集中在长三角地区。2017年，我国规模以上传感器制造企业数量为298家，比上年增加7家。其中中小型企业数量占据绝大部分，大型企业数量较小。虽然暂时处于落后，但中国企业并未毫无追赶机会。例如，在世界范围内传感器增长最快的汽车领域，中国就已占据着一定地位。数据显示，中国占全球汽车传感器市场份额达到14.20%，仅次于欧洲，超过了美国和日本。总体来说，在传感器系统向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展下，我国企业仍有弯道超车的机会，未来有望出现产值超过10亿元的行业龙头和产值超过5000万元的小而精的企业。

MEMS ASIC路在何方——可编程ASIC解决方案

纵使传感器厂商对ASIC（专用集成电路）要求变得更高，一些领先的ASIC供应商依然迎头赶上，推出可编程ASIC及其开发平台以加速产品上市。Si-Ware和acam都推出可编程ASIC解决方案，满足MEMS传感器厂商的定制化需求，他们第一款ASIC产品分别面向高性能惯性传感器和压力传感器。中国微纳技术俱乐部王懿/译纵使传感器厂商对ASIC（专用集成电路）要求变得更高，一些领先的ASIC供应商依然迎头赶上，推出可编程ASIC及其开发平台以加速产品上市。 Si-Ware和acam都推出可编程ASIC解决方案，满足MEMS传感器厂商的定制化需求，他们第一款ASIC产品分别面向高性能惯性传感器和压力传感器。对于高性能MEMS传感器，ASIC是非常重要的一部分，可占其成本的三分之一。目前，MEMS 领域正朝着小型化、智能化方向发展：信号更微弱、器件更多功能、融合算法更复杂，因此ASIC越来越复杂、越来越昂贵！据Yole统计，2012年MEMS ASIC市场规模约为34亿美元。然而，一些ASIC供应商嗅到新商机：市场需要一种解决方案来代替单纯的客户定制设计，以缩短开发时间和降低成本。虽然标准的传感器ASIC可以满足一些常规应用，但是无法满足汽车级和工业级压力传感器的可编程需求——允许用户定制开发传感应用固件。图1 MEMS传感器ASIC芯片的市场预测 Si-Ware提供可编程ASIC开发平台以加快惯性传感器研发 Si-Ware是一家无晶圆厂芯片设计公司，为高性能单轴惯性传感器提供可编程ASIC方案，用户可以对电容范围、驱动频率和输出参数做一些调整。目前，Tronics为其高性能单轴陀螺仪选用Si-Ware可编程ASIC。Si-Ware还提供一套可编程ASIC开发板（其中MEMS传感器芯片放在子板上）和PC软件，以帮助用户评估和展现MEMS传感器芯片特性，同样这也有助于评估和选用ASIC。“这可以将MEMS传感器设计周期从12-18个月降低到6-9个月，” Si-Ware商务拓展副总裁Scott Smyser说道，“尽管这款ASIC是为高性能单轴传感器开发的，但是该开发板是一个通用的传感器平台，并已经帮助许多用户快速获得MEMS传感器芯片

MEMS传感器项目计划书

MEMS传感器项目计划书规划设计/投资分析/实施方案

摘要说明— 纵观全球MEMS传感器市场，美、日、德一直占据着主导地位。然而近年来，亚太地区（含日本）受到智能手机、平板电脑、可穿戴产品等市场需求持续增长、且全球电子整机产业不断向中国转移等因素影响，增长速度较快，2017年MEMS市场占比达到46.8%，反超美国、欧洲等区域。该MEMS传感器项目计划总投资11285.98万元，其中：固定资产投资8097.18万元，占项目总投资的71.75%；流动资金3188.80万元，占项目总投资的28.25%。达产年营业收入25492.00万元，总成本费用19345.01万元，税金及附加217.45万元，利润总额6146.99万元，利税总额7212.30万元，税后净利润4610.24万元，达产年纳税总额2602.06万元；达产年投资利润率54.47%，投资利税率63.90%，投资回报率40.85%，全部投资回收期3.95年，提供就业职位393个。报告内容：概论、项目建设及必要性、产业分析预测、产品及建设方案、选址方案、项目工程设计研究、工艺先进性、环境影响说明、项目安全保护、风险防范措施、节能评价、项目实施进度计划、投资方案、经济收益分析、项目结论等。规划设计/投资分析/产业运营

MEMS传感器项目计划书目录第一章概论第二章项目建设及必要性第三章产品及建设方案第四章选址方案第五章项目工程设计研究第六章工艺先进性第七章环境影响说明第八章项目安全保护第九章风险防范措施第十章节能评价第十一章项目实施进度计划第十二章投资方案第十三章经济收益分析第十四章招标方案第十五章项目结论

MEMS射频滤波芯片项目建设方案分析参考模板.docx

MEMS射频滤波芯片项目建设方案分析建设方案分析参考模板，仅供参考

摘要该MEMS射频滤波芯片项目计划总投资10894. 91万元，其中：固定资产投资8214. 94万元，占项目总投资的75. 40%；流动资金2679. 97万元,占项目总投资的24.60%。达产年营业收入18659. 00万元，总成本费用14061. 67万元，税金及附加209. 87万元，利润总额4597. 33万元，利税总额5441. 31万元，税后净利润3448. 00万元，达产年纳税总额1993. 31万元；达产年投资利润率42. 20%,投资利税率49. 94%,投资回报率31.65%,全部投资回收期4. 66年，提供就业职位348个。本报告所描述的投资预算及财务收益预评估均以《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》为标准进行测算形成，是基于一个动态的环境和对未来预测的不确定性，因此，可能会因时间或其他因素的变化而导致与未来发生的事实不完全一致，所以，相关的预测将会随之而有所调整，敬请接受本报告的各方关注以项目承办单位名义就同一主题所出具的相关后续研究报告及发布的评论文章，故此，本报告中所发表的观点和结论仅供报告持有者参考使用；报告编制人员对本报告披露的信息不作承诺性保证，也不对各级政府部门（客户或潜在投资者）因参考报告内容而产生的相关后果承担法律责任；因此，报告的持有者和审阅者应当完全拥有自主釆纳

权和取舍权，敬请本报告的所有读者给予谅解。本MEMS射频滤波芯片项目报告所描述的投资预算及财务收益预评估基于一个动态的环境和对未来预测的不确定性，因此，可能会因时间或其他因素的变化而导致与未来发生的事实不完全一致。

MEMS地震烈度仪测试技术方案

附件1 MEMS地震烈度仪测试技术方案（仅供第一轮测试使用）一、测试目的对目前可征集到的国内外MEMS烈度仪产品主要参数和功能进行摸底检测，为地震烈度仪器改进与入网检测标准制定提供参考。二、测试依据具体测试内容和测试方法主要依据和参考以下标准： DB/T 22—2007 地震观测仪器进网技术要求地震仪； DB/T 10—2001数字强震动加速度仪； GB/T 10084-1988振动、冲击数据分析和表示方法。三、测试内容与方法（一）振动台参数测试 1.测试条件本次测试使用的振动台主要参数见下表：项目技术指标最小测试频带0.1Hz～100Hz 最大载荷10kg 空载最大峰值加速度30m/s2 最大位移水平台±75mm 垂直台±40mm 台面尺寸水平台300mm×240mm 垂直台Φ260mm 台面横向振动比<3%

台面振动失真度 <2% 台面振动噪声（有效值） <0.3 mm/s2 @ 1Hz ～ 100Hz 台面振动幅度稳定度 0.5% 加速度校准结果不确定度 1%（k=2）测试环境符合下列条件：温度应为（20±5）℃；湿度（RH ）＜75%。 2.测试内容幅频特性通过振动台分别对固定在振动台上被测烈度仪水平、垂直向输入不同频率相应振级加速度正弦波，读取相应烈度仪的输出（V ）或数字值（counts ），填入相应表格，并进行归一化计算，绘制归一化幅频特性曲线。线性度测试频率为10Hz ，采样率200Hz ，在10%—100%最大测量范围测量10个检测点，使检测点间的输出差控制在10%左右，记录数据30s ，对的输出数据（counts 或V ）进行线性拟合分析计算，填入相应测试表格，并绘制线性度曲线，得到烈度仪输出线性度。横向灵敏度将被测烈度仪按灵敏轴向固定在振动台上，将某频率（如：30Hz ，频带内上限1/3频点处）输入1.0g 振级加速度正弦波信号，分别读取烈度仪的轴向与非轴向输出数据（counts 或V ）,分别计算轴向输出与非轴向输出之比值（dB ），见公式如下： )lg(20S 0V V R C

MEMS传感器项目规划设计方案 (1)

MEMS传感器项目规划设计方案规划设计/投资分析/产业运营

摘要说明— 纵观全球MEMS传感器市场，美、日、德一直占据着主导地位。然而近年来，亚太地区（含日本）受到智能手机、平板电脑、可穿戴产品等市场需求持续增长、且全球电子整机产业不断向中国转移等因素影响，增长速度较快，2017年MEMS市场占比达到46.8%，反超美国、欧洲等区域。该MEMS传感器项目计划总投资11442.14万元，其中：固定资产投资9291.00万元，占项目总投资的81.20%；流动资金2151.14万元，占项目总投资的18.80%。达产年营业收入14909.00万元，总成本费用11826.08万元，税金及附加179.36万元，利润总额3082.92万元，利税总额3687.51万元，税后净利润2312.19万元，达产年纳税总额1375.32万元；达产年投资利润率26.94%，投资利税率32.23%，投资回报率20.21%，全部投资回收期6.45年，提供就业职位249个。报告内容：概论、项目建设背景、项目市场空间分析、产品规划方案、项目选址规划、工程设计说明、工艺概述、清洁生产和环境保护、项目安全卫生、项目风险、项目节能方案分析、项目实施进度计划、项目投资方案、项目经营效益分析、项目评价等。规划设计/投资分析/产业运营

MEMS传感器项目规划设计方案目录第一章概论第二章项目建设背景第三章产品规划方案第四章项目选址规划第五章工程设计说明第六章工艺概述第七章清洁生产和环境保护第八章项目安全卫生第九章项目风险第十章项目节能方案分析第十一章项目实施进度计划第十二章项目投资方案第十三章项目经营效益分析第十四章招标方案第十五章项目评价

MEMS的计算机辅助设计方法与技术综述

MEMS的计算机辅助设计方法与技术综述霍鹏飞 (中国兵器工业集团第212研究所西安 710065) 摘要：MEMS作为一个多能量域耦合、多学科交叉的复杂系统，一个成功MEMS设计必须借助于计算机辅助设计。本文结合国际MEMS计算机辅助设计的最新成果，对MEMS的设计、建模与仿真方法及其技术进行了详细的论述。对MEMS器件或系统设计以及MEMS CAD研究具有参考价值。关键词: MEMS CAD；建模与仿真；结构化设计 0 引言微机电系统(MicroElectroMechanical Systems，MEMS)指的是可以批量制作的将微传感器、微执行器以及接口电路和控制电路、通讯接口和电源等集成于一体的微系统。MEMS作为一门多学科交叉的新兴学科，涉及精密机械、微电子材料科学、微细加工、系统与控制等技术和物理、化学、生物学等基础学科，现已成为一个新兴强大的科学领域。世界各国科研机构大力投资MEMS及其相关技术的研究，它正在对世界科技、经济发展和国防建设带来深远的影响和革命性的变革。随着MEMS制作工艺的长足发展，目前MEMS由具有单一功能的微器件向由微机械结构、接口电路和控制电路等构成复杂功能系统的集成化方向发展，如芯片系统(System on a Chip)、芯片实验室(Lab on a Chip)，因此针对单个微器件的bottom-up设计方法[0-0]已不能满足MEMS发展需求，结构化设计(structured design)[0-0]成为当前MEMS设计的主流方法。结构化设计方法是以超大规模集成电路设计为参照对象来研究MEMS的设计，其主要思想是MEMS设计分阶层，通过在不同设计阶层关注相对独立的设计问题来降低对各阶层设计人员的知识要求；同时因为不同设计阶层都是针对同一MEMS 器件，故结构化方法还强调不同设计阶层之间的数据交换、信息共享。目前，国内外已出现了一些基于结构化设计方法的MEMS计算机辅助设计(Computer aided design,CAD)软件，如美国Coventor公司的CoventorWare[0]软件，MEMS CAP公司的MEMS Pro软件[0]等，在国内的软件有西北工业大学的MEMSGarden[0]，北京大学的IMEE[0]，但随着MEMS技术的发展，这些设计软件也在进一步研究和发展之中。美国麻省理工学院(MIT)的S.D. Senturia [0,0] 教授是MEMS CAD的鼻祖，曾多次展望了MEMS CAD 的发展前景和面临的挑战，根据他的观点，MEMS的设计分为四个阶层：工艺级 (process level) 、物理级 (physical level) 、器件级 (device level) 和系统级 (system level) ，如图1所示，这也是当前国际上关于MEMS设计的一种主流分级方法。工艺级设计关注的焦点是MEMS的几何形状的可加工制造性；与工艺级所关注的焦点不同，物理级、器件级和系统级这三个设计阶层是从不同的角度或不同的抽象阶层来研究MEMS的行为特性。物理级是从物理场的角度研究分析器件内的能量与信息转换机理；相对于物理级，器件级是从更高阶层的角度研究MEMS器件内的能量与信息的转换，在该阶层只关注MEMS器件主要的行为特性，即关注主要矛盾，忽略次要因素，以便对器件行为进行快速的设计、评估；而在系统级设计中研究分析由更多微器件(如微传感器、微致动器、接口电路等)构成微系统的整体性能，以寻求相对合理的系统整体设计方案。

MEMS传感器项目策划方案

MEMS传感器项目策划方案规划设计/投资方案/产业运营

MEMS传感器项目策划方案说明 MEMS传感器即微机电系统（Microelectro Mechanical Systems）在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过40多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。该MEMS传感器项目计划总投资15594.77万元，其中：固定资产投资13094.92万元，占项目总投资的83.97%；流动资金2499.85万元，占项目总投资的16.03%。达产年营业收入18679.00万元，总成本费用14170.65万元，税金及附加255.32万元，利润总额4508.35万元，利税总额5385.51万元，税后净利润3381.26万元，达产年纳税总额2004.25万元；达产年投资利润率28.91%，投资利税率34.53%，投资回报率21.68%，全部投资回收期6.11年，提供就业职位312个。本报告所涉及到的项目承办单位近几年来经营业绩指标，是以国家法定的会计师事务所出具的《财务审计报告》为准，其数据的真实性和合法性均由公司聘请的审计机构负责；公司财务部门相应人员负责提供近几年来既成的财务信息，确保财务数据必须同时具备真实性和合法性，如有弄虚作假等行为导致的后果，由公司财务部门相关人员承担直接法律责任；

报告编制人员只是根据报告内容所需，对相关数据承做物理性参照引用，因此，不承担相应的法律责任。 ...... 报告主要内容：项目总论、背景及必要性研究分析、市场调研、项目建设方案、选址可行性分析、工程设计可行性分析、工艺分析、环境保护、清洁生产、项目安全管理、风险应对评价分析、节能、实施进度、项目投资规划、项目经济效益分析、项目综合评价结论等。

西工大-MEMS创业计划书

Mems 压力传感器创业计划书
项目名称公司名称公司地址所处行业融资金额联系方式公司网站融资说明 Mems 压力传感器西安 mems 压力传感器技术有限公司陕西省西安市电子行业无联系人传真融资方式 xx
成立时间注册资本所处阶段合伙电话邮箱
计划 2014 年年初 10 万计划阶段退出方式 12345678910 CGQ@https://www.360docs.net/doc/0b506147.html,
签订合同
https://www.360docs.net/doc/0b506147.html, 创业初期，公司规模较小，所需资金较少，所以不进行融资，只需要以合伙方式开业。合伙人共有三名，以合同的方式进行合伙及退出合伙。姓名：xx 投入资金:5.5 万元所占比重:50%
姓名：张× 投入资金:3.5 万元所占比重:30% 股东投入资金:1 万元所占比重:20% 构成姓名：徐×× 徐××是持有劳动保障部门颁发的《再就业优惠证》的下岗失业人员，曾经从事过有关 mems 的工作，合同注明徐××以技术股份和 1 万元资金入股公司地处西安，信息资源集中，技术力量雄厚，与国内外有着广泛的联系，通过了解、吸收、传播世界先进的传感器测量产品、检测技术和自动化技术，虔企业诚为国内客户服务。我们本着互惠互利、携手并进的原则，以成为企业“优秀合简介作伙伴”为已任，深受业界好评。我们致力于称重 mems 压力传感器系列产品和工业控制系统的研发、生产、推广和服务等工作，是目前国内品种较为齐全的压力传感器及仪器仪产品配套供应商。企业宗旨：优质的产品，保证客户的市场；理想的价格，拓展客户的空间一、项目可行性 1) 项目主要内容及技术路线介绍 MEMS 即微机电系统（Microelectro Mechanical Systems），是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、
Page 1 of 12