多轴摆式加速度计

晶圆级测试

三明治结构与玻璃通孔集成使得该加速度计在晶圆阶段即可完成测试，显著降低封装与测试成本，同时保持商业级噪声与偏置稳定性。

Wei, Zhenyu · Si, Chaowei · Han, Guowei · Yongmei, Zhao · Ning, Jing · Jia, Lu · Yanping, Zeng · 杨富华

Journal of Micromechanics and Microengineering 2023

参数信息

噪声密度（X轴）

42 µg √Hz⁻¹

噪声密度（Y轴）

40 µg √Hz⁻¹

噪声密度（Z轴）

27 µg √Hz⁻¹

偏置不稳定性（X轴）

6.6 µg

偏置不稳定性（Y轴）

7.1 µg

偏置不稳定性（Z轴）

6.8 µg

技术优势

晶圆级测试

质量块的电信号通过玻璃绝缘硅通孔连接到晶圆表面，因此无需封装即可获得器件基本特性，大幅降低封装与测试成本。

多轴检测能力

摆式结构垂直放置时可检测Z轴惯性力，平行放置时可检测XY轴惯性力，实现三轴加速度测量。

寄生电容降低

通过设计玻璃绝缘硅通孔盖中硅电极区和玻璃区的形状与尺寸，降低了摆结构与固定电极之间的寄生电容。

商用级性能

量程±2 g时，噪声密度和偏置不稳定性均达到商用器件水平，可直接替代现有商用产品。

应用场景

• 惯性测量单元：三轴噪声密度均低于50 µg √Hz⁻¹，可替代现有IMU中的分立加速度计，实现更高精度惯性导航。
• 精密运动监测：偏置不稳定性在微重力级，可追踪纳米级位移或µm/s²级微弱振动，适用于精密运动监测。
• 可穿戴运动传感：晶圆级测试可提供低成本高精度裸片，适合集成到可穿戴设备中实现精确姿态识别。
• 振动监测系统：Z轴噪声密度低至27 µg √Hz⁻¹，能检测微弱机械振动信号，提高监测系统灵敏度。