杨 博，阚宝玺，徐宇新，胡启方

（北京航天控制仪器研究所，北京100039）

硅微谐振加速度计的研究现状及发展趋势

杨 博，阚宝玺，徐宇新，胡启方

（北京航天控制仪器研究所，北京100039）

硅微谐振加速度计具有体积小、功耗低、准数字量输出和精度提升大的优点，是一种具有良好应用前景的高精度MEMS惯性仪表。总结分析了近些年国内外在硅微谐振加速度计方面的研究现状，主要在结构设计及工艺、测控电路设计等方面阐述了各自特点。最后，结合近些年MEMS惯性仪表的发展趋势，对硅微谐振加速度计晶圆级真空封装、测控电路数字化、仪表补偿智能化3个发展方向进行了展望。

硅微谐振加速度计；晶圆级封装；测控电路；温度补偿

Abstract：The Silicon resonant accelerometer is a kind of high precision MEMS inertia device with good application prospect，due to the advantages of its small size，low cost，quasi⁃digital output，and high⁃precision potential．This paper summarizes the research status of Silicon resonantaccelerometer，and describes their characteristicsmainly in aspectof struc⁃ture and fabrication process，interface circuit，etal．Finally，based on the development trends ofMEMS，this paper prospects the two development directions of Silicon resonant accelerometer—wafer level package and digitization of interface circuit．

Key words：Silicon resonantaccelerometer;wafer level packaging（WLP）;interface circuit;temperature compensation

0 引言

目前，中高精度的加速度计主要是摆式积分陀螺加速度计（PIGA）和石英挠性加速度计，但均为模拟量输出。同时，PIGA体积较大，维护费用较高［1］。与传统惯性仪表相比，以MEMS工艺制造的新型惯性仪表具有体积小、质量轻、功耗低、成本小、可靠性高等优点。1977年，美国斯坦福大学首先采用微机械加工技术制造出了一种开环硅加速度计［2］。经过不断的发展和改进，MEMS加速度计正在从低精度向中高精度领域迈进。

硅微谐振加速度计是一种具有高精度潜力的MEMS加速度计。图1是硅微谐振加速度计的原理示意图，其工作原理是：检测质量在外界加速度的作用下对双端固定音叉（DEFT）分别产生轴向惯性力，一个音叉受拉力而谐振频率增大，另一个音叉受推力而谐振频率减小，频差正比于外界加速度的大小，通过检测频率的变化量，可以获得外界输入加速度的大小。……