Сорвина М.А., Кукаев А.С. «Способы подключения микроакселерометра на поверхностных акустических волнах с концентрической формой электродов» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 27, № 4, с. 81-90 (2024)

Введение. В современном мире датчики ускорения востребованы в сферах от пользовательской электроники до космической техники. Микроакселерометры обладают достоинствами в виде компактных габаритов, малой массы, простоты интеграции с другими компонентами. Наиболее распространены акселерометры на микроэлектромеханических системах. Однако, ввиду хрупкости упругих подвесов, они обладают низкой ударопрочностью, что не позволяет применять их на высокодинамичных объектах, обладающих ускорениями до 50 000 g. Авторами предлагается использовать микроакселерометры на поверхностных акустических волнах, представляющие собой твердотельные монолитные конструкции, способные выдерживать высокие ударные нагрузки. В предыдущих работах была предложена концепция концентрической формы электродов, обладающей более высокой энергоэффективностью по сравнению с линейными конструкциями. Тем не менее, такую форму сложно подключить к электрической схеме, так как нет возможности подвести шины напрямую. Поэтому в данной статье описываются и моделируются 5 альтернативных методов подключения чувствительного элемента. Цель работы. Выбрать оптимальный с точки зрения сохранения целостности электродов и минимального влияния на распространение поверхностных акустических волн способ подключения чувствительного элемента микроакселерометра. Материалы и методы. Моделирование методом конечных элементов в программе Comsol Multiphysics. Результаты. Предложены и проанализированы 5 способов подключения: навесной монтаж; удаление сектора электродов; заливка металлом отверстий в электродах и подложке; протягивание проводов через отверстия в подложке; выведение контактных шин по боковой грани. Проведено компьютерное моделирование. Представлены графики амплитудно-частотной характеристики. Заключение. Из рассмотренных способов подключения чувствительного элемента наиболее целесообразным представляется метод № 3 с отверстиями в электродах и выведением контактов на нижнюю сторону подложки, так как график амплитудно-частотной характеристики практически совпадает с характеристикой датчика без подключений (образцового). Направление будущих исследований – создание опытного образца и проведение с ним испытаний в лабораторных условиях.