本期封面报道单位 东南大学集成电路学院MEMS教育部重点实验室
封面文章 石英谐振式加速度计研究进展
惯性导航系统作为一种全天候、自主式的导航技术,已成为衡量国家国防实力与空天技术水平的重要标志。作为惯导系统的核心器件,加速度计的精度与稳定性直接决定了导航定位的性能上限。在众多技术路线中,石英谐振加速度计凭借石英晶体优异的力频特性、超高的品质因数及天然压电效应,在高精度、长寿命及强抗干扰应用场景中展现出不可替代的优势,已成为战术级乃至战略级惯导系统的首选方案。为此,《电子与封装》特邀东南大学窦广彬教授团队撰写《石英谐振式加速度计研究进展》,系统梳理该技术的演进脉络、技术瓶颈与前沿突破。
文章深入剖析了石英谐振式加速度计在工程化进程中面临的“高精度、小型化、低成本”三者相互制约的挑战。围绕“性能提升”这一主线,团队对四大关键技术领域进行了全面综述:在敏感结构设计方面,探讨了微杠杆增敏与差分结构优化策略,旨在实现高灵敏度与环境适应性的统一;在制造工艺领域,分析了通过精确调控刻蚀参数及引入飞秒激光辅助刻蚀等新兴技术,以解决传统加工中表面粗糙与侧壁晶棱残留等难题;针对温度稳定性瓶颈,详细评述了从硬件级热应力隔离结构到软件级温度补偿算法的“软硬协同”策略;面向星载等极端环境应用,进一步探讨了抗辐射加固材料选用与高可靠性全石英倒装键合技术。
面向未来,文章指出,利用晶圆级键合与异质集成等先进MEMS工艺替代传统分体式加工,实现器件的微型化与批量化制造,将是突破成本与体积限制、推动技术跃升的必由之路。
