基于小口径弹的硅基MEMS安全系统设计
2021-06-01孙毅娄文忠冯恒振郑学均
北京理工大学学报 2021年5期
孙毅,娄文忠,冯恒振,郑学均
(1.北京理工大学 机电学院,北京 100081;2.北京理工大学 重庆创新中心,重庆 401120;3.重庆长安工业集团有限责任公司,重庆 401120)
MEMS系统具有微型化、集成化、可大批量生产、成本低廉的特点,尤其适合在引信中应用,为推动引信小型化和智能化提供了技术支撑[1-2]. MEMS系统具有尺寸小、重量轻、性能可靠的特点,因此美国等工业发达国家高度重视其在引信系统中的应用研究. MEMS技术应用于引信中的一个重要方向就是MEMS安全系统[3]. 相比非MEMS安全系统,MEMS安全系统具有体积小、重量轻和作用可靠等优点,从而大大减小了安全系统的结构尺寸,有利于提供足够的空间以满足引信增加新功能的需求. 因此,MEMS安全系统已成为新的研究热点[4]. 其主要设计思想是,MEMS安全系统模块化设计,材料选用镍基或者铜基,采用LIGA或UV-LIGA工艺,可实现部分功能模块的集成加工. MEMS安全系统的另一种设计思路则是机械、电子及火工品技术的一体化高密度集成,基于硅材料,采用DRIE或者SOI工艺,可实现MEMS安全系统整体的一体化加工. 近年来国内的MEMS安全系统发展比较迅速,许多单位都在探索既符合MEMS工艺又满足引信传爆和安全性设计准则的结构[5-7]. 国内在LIGA、UV-LIGA、DRIE等设计工艺以及MEMS安全系统的研究方法上起步晚,DRIE、SOI等工艺以及微装配技术基础薄弱,导致加工成本高、周期长,制约了国内硅基MEMS安全系统与非硅MEMS安全系统的批量应用. 因此,随着国内MEMS加工技术、集成电路技术、微装配技术以及材料制备……
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