微型矽晶圓環陀螺儀的振動分析

Abstract

本文是探討將矽晶圓非等向性的材料性質引入到圓環的頻率推導中，觀察非等向性對圓環自然振動頻率造成的影響，之後比較有無 項對振動頻率的影響。比較由非等向性(100)與等向性(111)晶圓製造的圓環因為非等向性所產生的頻率差異，由於非等向性造成(100)的 與 模態的頻率不相同，因此考慮新式的圓環將兩個模態的頻率調整成相同，以確保引入角速度後能將 模態激發起來，以降低量測角速度時的誤差。接著引入角速度並且利用電極激發圓環，藉由Lagrange’s equation推導出運動方程式，考慮兩種類型的驅動電壓去驅動圓環振動，使用數值解的方式解出(100)與(111)的圓環振幅大小，並且探討不同電壓與角速度值對於振幅大小的影響，之後利用微擾法(perturbation method)解出振幅比值與角速度的解析解。使用套裝軟體去模擬(100)與(111)圓環的振動頻率，並與推導的理論值互相比較，最後模擬加入支撐架的圓環，並與未加入支撐架的圓環的振動頻率做一比較。