RU2726286C1 - Method of manufacturing and design of inertial measuring module - Google Patents
Method of manufacturing and design of inertial measuring module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726286C1 RU2726286C1 RU2019124781A RU2019124781A RU2726286C1 RU 2726286 C1 RU2726286 C1 RU 2726286C1 RU 2019124781 A RU2019124781 A RU 2019124781A RU 2019124781 A RU2019124781 A RU 2019124781A RU 2726286 C1 RU2726286 C1 RU 2726286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inertial measuring
- measuring module
- carrier base
- magnetic field
- linear acceleration
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000013461 design Methods 0.000 title abstract description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/04—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к способу изготовления и конструкции инерциальных измерительных модулей для регистрации первичной инерциальной и магнитной информации: угловых скоростей, линейных ускорений и компонент вектора напряженности магнитного поля.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to a method of manufacturing and design of inertial measuring modules for recording primary inertial and magnetic information: angular velocities, linear accelerations and components of the magnetic field vector.
Классическим способом повышения точности и надежности приборов и систем ориентации, стабилизации и навигации является использование избыточности [Водичева Л.В., Бельский Л.Н., Парышева Ю.В., Лысцов А.А. Инерциальные измерительные блоки перспективных изделий ракетно-космической техники: обеспечение отказоустойчивости // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2018. №1], означающее избыточную комплектацию инерциальных измерительных модулей датчиками первичной информации сверх минимально необходимого для измерения (т.е. одного акселерометра, гироскопа и магнитометра вдоль каждой оси системы координат) и соответствующий выбор оптимальной конфигурации его основания. В качестве последних в большинстве случаев используют правильные многогранники.The classic way to improve the accuracy and reliability of instruments and systems of orientation, stabilization and navigation is the use of redundancy [Vodicheva L.V., Belsky L.N., Parysheva Yu.V., Lystsov A.A. Inertial measuring blocks of promising rocket and space technology products: ensuring fault tolerance // Bulletin of Samara University. Aerospace engineering, technology and engineering. 2018. No. 1], which means that the inertial measuring modules are overfitted with primary information sensors in excess of the minimum necessary for measurement (ie, one accelerometer, gyroscope and magnetometer along each axis of the coordinate system) and the corresponding choice of the optimal configuration of its base. As the latter, in most cases, regular polyhedra are used.
В частности, известна конструкция бесплатформенного инерциального измерительного блока [патент РФ №2162203 от 13.03.2000 г.], содержащего подложку, выполненную в виде платы из диэлектрика, и основание в виде правильной шестиугольной усеченной пирамиды, по меньшей мере на трех боковых гранях которой размещены чувствительные элементы микромеханических вибрационных гироскопов-акселерометров, а на меньшей торцевой грани - датчик температуры, при этом основание по плоскости большей торцевой грани закреплено в центральной части подложки, а вокруг основания по периферии подложки установлены микросборки сервисной электроники.In particular, the known design of a strap-on inertial measuring unit [RF patent No. 2162203 of 03/13/2000], containing a substrate made in the form of a dielectric board, and a base in the form of a regular hexagonal truncated pyramid, at least three side faces of which are placed sensitive elements of micromechanical vibration gyroscopes-accelerometers, and on the lower end face there is a temperature sensor, while the base along the plane of the larger end face is fixed in the central part of the substrate, and microassemblies of service electronics are installed around the base around the periphery of the substrate.
Недостатками данной конструкции является недостаточная технологичность, обусловленная отсутствием токопроводящего рисунка непосредственно на боковых гранях основания, наряду с невозможностью измерения компонент вектора напряженности магнитного поля.The disadvantages of this design is the lack of manufacturability due to the lack of a conductive pattern directly on the side faces of the base, along with the inability to measure the components of the magnetic field vector.
Функциональным аналогом заявляемого объекта является устройство определения курса и пространственного положения (AHRS) MotionCore фирмы Senlution [URL: http://www.senlution.com/node/63 (дата обращения 05.04.2019 г.)], содержащее жесткое несущее основание кубической формы, на гранях которого винтами закреплены снабженные гибкими межплатными соединениями печатные платы с размещенными на них интегральными датчиками инерциальной информации.A functional analogue of the claimed object is a Senlution MotionCore course and spatial positioning device (AHRS) [URL: http://www.senlution.com/node/63 (accessed 04.04.2019)] containing a rigid support base of a cubic shape , on the edges of which are fixed screws equipped with flexible circuit boards, printed circuit boards with integrated sensors of inertial information placed on them.
Недостатком данного устройства является невозможность его миниатюризации, обусловленная сложностью точной ориентации интегральных датчиков относительно несущего основания.The disadvantage of this device is the impossibility of miniaturization, due to the complexity of the exact orientation of the integrated sensors relative to the carrier base.
Известен способ изготовления объемных мини-модулей для радиоэлектронной аппаратуры [патент РФ №2336595], заключающийся в сборке и настройке фрагментов мини-модулей-мини-плат, представляющих собой многослойные или двухсторонние миниатюрные печатные платы с установленными на них радиоэлектронными компонентами, в котором мини-платы располагают встык в виде замкнутой объемной фигуры - параллелепипеда, затем электрически и механически соединяют мини-платы между собой путем установки перемычек между соседними мини-платами, проверяют работоспособность полученного мини-модуля, после чего заливают компаундом, образующим после застывания внешнюю оболочку мини-модуля, и повторно проверяют его работоспособность.A known method of manufacturing volumetric mini-modules for electronic equipment [RF patent No. 2336595], which consists in assembling and configuring fragments of mini-modules-mini-boards, which are multilayer or double-sided miniature printed circuit boards with electronic components installed on them, in which the boards are end-to-end in the form of a closed volumetric figure - a parallelepiped, then electrically and mechanically connect the mini-boards to each other by installing jumpers between adjacent mini-boards, check the health of the resulting mini-module, and then fill it with a compound that forms the outer shell of the mini-module after solidification , and re-check its performance.
Недостатками данного способа является высокая трудоемкость, обусловленная применением перемычек для соединения соседних мини-плат, наряду с невозможностью создания модулей сложной геометрической формы.The disadvantages of this method is the high complexity due to the use of jumpers to connect adjacent mini-cards, along with the inability to create modules of complex geometric shapes.
Известен способ изготовления инерциального измерительного модуля [S.А. Zotov, М.С. Rivers, A.A. Trusov, А.М. Shkel, Folded MEMS Pyramid Inertial Measurement Unit, IEEE Sensors Journal, vol. 11, no. 11, pp. 2780-2789, Nov. 2011] из гибко-жесткой развертки, выполненной из полупроводниковых пластин с гибкими соединениями из полиимида путем сгибания развертки в форме усеченной правильной многоугольной пирамиды и соединения полупроводниковых пластин по торцам с помощью пайки или микросварки. Развертку формируют методами фотолитографии и травления. Этими же методами на полупроводниковых пластинах развертки формируют структуры датчиков инерциальной информации.A known method of manufacturing an inertial measuring module [S.A. Zotov, M.S. Rivers, A.A. Trusov, A.M. Shkel, Folded MEMS Pyramid Inertial Measurement Unit, IEEE Sensors Journal, vol. 11, no. 11, pp. 2780-2789, Nov. 2011] from a flexible-rigid scan made of semiconductor wafers with flexible polyimide compounds by bending a scan in the form of a truncated regular polygonal pyramid and connecting the semiconductor wafers at the ends using soldering or microwelding. The scan is formed by photolithography and etching. Using the same methods, the structures of inertial information sensors are formed on semiconductor scanning plates.
Основными недостатками способа являются высокая трудоемкость и высокая себестоимость изготовления инерциального измерительного модуля, которые вытекают из многоэтапности и длительности технологического процесса, циклы которого требуют сложного и прецизионного оборудования.The main disadvantages of the method are the high complexity and high cost of manufacturing an inertial measuring module, which stem from the multi-stage and duration of the process, the cycles of which require complex and precise equipment.
Известен также является способ изготовления миниатюрного инерциального измерительного модуля [патент США №8239162 В2], включающий размещение ортогонально ориентированных датчиков угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля на несущем основании.Also known is a method of manufacturing a miniature inertial measuring module [US patent No. 8239162 B2], including the placement of orthogonally oriented sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field on a carrier base.
Основным недостатком способа является невозможность создания модулей сложной геометрической формы.The main disadvantage of this method is the inability to create modules of complex geometric shape.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления миниатюрного инерциального измерительного модуля [патент США №7526402 В2] включающий размещение датчиков угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля на несущем основании, сформированном путем сгибания гибко-жесткой развертки под прямыми углами.The closest in technical essence to the present invention is a method of manufacturing a miniature inertial measuring module [US patent No. 7526402 B2] comprising placing the sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field on a carrier base formed by bending a flexible-rigid scan at right angles.
Основным недостатком способа является невозможность создания модулей сложной геометрической формы.The main disadvantage of this method is the inability to create modules of complex geometric shape.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение технологичности и надежности конструкции инерциального измерительного модуля, снижение трудоемкости и себестоимости его изготовления путем сокращения числа технологических операций и уменьшения числа типов основного оборудования.The objective of the invention is to increase the manufacturability and reliability of the design of the inertial measuring module, reducing the complexity and cost of its manufacture by reducing the number of technological operations and reducing the number of types of main equipment.
Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе изготовления инерциального измерительного модуля, включающем изготовление несущего основания в форме многогранника, закрепление на нем комбинированных датчиков угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля путем поверхностного монтажа и контроль работоспособности полученного инерциального измерительного модуля, изготовление несущего основания осуществляют из диэлектрической керамики путем формования керамической массы в пресс-форме, с последующим обжигом в печи, формированием на боковых гранях несущего основания токопроводящего рисунка с контактными площадками.To solve the problem in the proposed method of manufacturing an inertial measuring module, including the manufacture of a bearing base in the form of a polyhedron, fixing the combined sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field through surface mounting and monitoring the health of the obtained inertial measuring module, manufacturing of the bearing base is carried out from a dielectric ceramics by molding a ceramic mass in a mold, followed by firing in an oven, forming a conductive pattern with contact pads on the side faces of the bearing base.
Вышеуказанный результат достигается также тем, что в предлагаемой конструкции инерциального измерительного модуля, содержащей несущее основание в форме многогранника, на гранях которого закреплены комбинированные датчики угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля, несущее основание изготовлено из диэлектрической керамики, а на боковых гранях сформирован токопроводящий рисунок с контактными площадкамиThe above result is also achieved by the fact that in the proposed design of the inertial measuring module containing a carrier base in the form of a polyhedron, on the faces of which are combined sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field, the carrier base is made of dielectric ceramic, and a conductive pattern is formed on the side faces with pads
Способ изготовления инерциального измерительного модуля реализуется следующим образом.A method of manufacturing an inertial measuring module is implemented as follows.
Из диэлектрической керамики, например Al2O3, AlN, путем формования керамической массы в пресс-форме с последующим обжигом в печи изготавливают несущее основание. Далее любым известным способом выполняют на боковых гранях несущего основания токопроводящий рисунок с контактными площадками, после чего путем поверхностного монтажа прикрепляют к несущему основанию комбинированные датчики угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля.A dielectric base, for example, Al 2 O 3 , AlN, is formed from dielectric ceramics by molding a ceramic mass in a mold, followed by firing in an oven. Then, by any known method, a conductive pattern with contact pads is performed on the lateral faces of the carrier base, after which combined sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field are attached to the carrier base.
Формированием токопроводящего рисунка на боковых гранях несущего основания обеспечивается возможность непосредственной установки на них комбинированных датчиков (в виде микросборок или в SMD-исполнении) угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля, путем поверхностного монтажа.By forming a conductive pattern on the side faces of the carrier base, it is possible to directly install combined sensors (in the form of microassemblies or in the SMD version) of angular velocity, linear acceleration and magnetic field through surface mounting.
Токопроводящий рисунок с контактными площадками представляет собой слой металла, например меди. Для улучшения адгезии слоя к поверхности несущего основания на него предварительно может наноситься тонкий адгезионный слой. Для защиты от окисления токопроводящий рисунок может покрываться барьерным слоем, например из никеля. Так как к дорожкам токопроводящего рисунка с контактными площадками применяются последующие операции поверхностного монтажа (пайка или микросварка), то дополнительно может наноситься верхний слой, состоящий из золота (пайка, сварка) или олова (пайка).The conductive pattern with pads is a layer of metal, such as copper. To improve the adhesion of the layer to the surface of the carrier base, a thin adhesive layer may be previously applied to it. To protect against oxidation, the conductive pattern may be coated with a barrier layer, for example of nickel. Since the following surface mounting operations (soldering or microwelding) are applied to the tracks of the conductive pattern with contact pads, an additional topcoat can be applied, consisting of gold (soldering, welding) or tin (soldering).
Токопроводящий рисунок с контактными площадками может быть сформирован по толстопленочной технологии, заключающейся в нанесении через трафарет специальной металлосодержащей пасты на несущее основание и последующем ее вжигании в керамику при высокой температуре в печи с одновременным удалением связующих и образованием слоя металла.The conductive pattern with contact pads can be formed by thick-film technology, which consists in applying a special metal-containing paste through a stencil to a carrier base and then burning it into ceramics at high temperature in a furnace with the simultaneous removal of binders and the formation of a metal layer.
Другим методом формирования токопроводящего рисунка с контактными площадками может служить технология прямого присоединения меди (DBC, Direct Bonded Copper), подразумевающая покрытие поверхности несущего основания тонким листом фольги (плакирование) и последующее спекание меди с керамикой под действием давления и повышенной температуры. Далее на поверхности меди изготавливается рисунок с помощью фотолитографии и травления.Another method of forming a conductive pattern with contact pads can be direct copper bonding (DBC, Direct Bonded Copper) technology, which involves coating the surface of the base with a thin sheet of foil (cladding) and subsequent sintering of copper and ceramic under pressure and elevated temperature. Further, a pattern is made on the surface of copper using photolithography and etching.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения конфигурация рабочей полости пресс-формы соответствует геометрии несущего основания в форме многогранника со сквозным центрирующим отверстием. Причем на стадиях выполнения технологических операций, следующих за обжигом в печи, сквозное центрирующее отверстие используют для фиксирования несущего основания в технологическом оборудовании.According to one embodiment of the present invention, the configuration of the working cavity of the mold corresponds to the geometry of the carrier base in the form of a polyhedron with a through centering hole. Moreover, at the stages of technological operations following firing in the furnace, a through centering hole is used to fix the carrier base in the processing equipment.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения при изготовлении несущего основания используется послеформовочная механическая обработка, например фрезерование и шлифовка.According to another embodiment of the invention, post-molding machining, for example milling and grinding, is used in the manufacture of the carrier base.
Пример конкретного выполнения предлагаемого способа:An example of a specific implementation of the proposed method:
1) загружают порошкообразную керамическую массу на основе Al2O3 в пресс-форму, конфигурация рабочей полости которой соответствует геометрии несущего основания в форме усеченной правильной четырехугольной пирамиды со сквозным центрирующим отверстием,1) load the powdered ceramic mass based on Al 2 O 3 into the mold, the configuration of the working cavity of which corresponds to the geometry of the carrier base in the form of a truncated regular quadrangular pyramid with a through centering hole,
2) осуществляют формование несущего основания методом прессования,2) carry out the molding of the base by pressing,
3) отформованное несущее основание извлекают из пресс-формы и помещают в печь для обжига,3) the molded carrier base is removed from the mold and placed in a kiln,
4) проводят обжиг при температуре 1700-1750°С,4) carry out firing at a temperature of 1700-1750 ° C,
5) проверяют качество подготовки поверхности несущего основания (степень шероховатости и чистоту) бесконтактным оптическим способом,5) check the quality of the preparation of the surface of the bearing base (degree of roughness and cleanliness) in a non-contact optical manner,
6) выполняют послеформовочную обработку методом шлифования,6) perform post-molding processing by grinding,
7) металлизируют боковые грани несущего основания методом вакуумного напыления,7) metallize the side faces of the bearing base by vacuum spraying,
8) с помощью фотолитографии и травления формируют на боковых гранях несущего основания токопроводящий рисунок с контактными площадками,8) using photolithography and etching, a conductive pattern with contact pads is formed on the lateral faces of the supporting base
9) пайкой осуществляют поверхностный монтаж комбинированных датчиков угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля на боковых гранях несущего основания,9) soldering carry out surface mounting of the combined sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field on the side faces of the carrier base,
10) осуществляют контроль работоспособности готового инерциального измерительного модуля.10) monitor the performance of the finished inertial measuring module.
Другой пример конкретного выполнения предлагаемого способа:Another example of a specific implementation of the proposed method:
1) загружают порошкообразную керамическую массу на основе AlN в пресс-форму, конфигурация рабочей полости которой соответствует геометрии несущего основания в форме додекаэдра со сквозным центрирующим отверстием,1) load the powdered ceramic mass based on AlN into a mold, the configuration of the working cavity of which corresponds to the geometry of the bearing base in the form of a dodecahedron with a through centering hole,
2) осуществляют формование несущего основания методом горячего прессования (спекания под давлением) при температуре 1800-1900°С в среде азота,2) carry out the formation of the base by hot pressing (sintering under pressure) at a temperature of 1800-1900 ° C in a nitrogen atmosphere,
3) отформованную заготовку несущего основания извлекают из пресс-формы и помещают в печь для обжига,3) the molded preform of the bearing base is removed from the mold and placed in a kiln,
4) проводят обжиг при температуре 1820-1880°С,4) carry out firing at a temperature of 1820-1880 ° C,
5) проверяют качество подготовки поверхности несущего основания (степень шероховатости и чистоту) бесконтактным оптическим способом,5) check the quality of the preparation of the surface of the bearing base (degree of roughness and cleanliness) in a non-contact optical manner,
6) выполняют послеформовочную обработку методом шлифования,6) perform post-molding processing by grinding,
7) формируют на боковых гранях несущего основания токопроводящий рисунок с контактными площадками по толстопленочной технологии, заключающейся в нанесении через трафарет металлосодержащей пасты на основе меди на несущее основание с последующим ее вжиганием в керамику в печи при температуре, обеспечивающей удаление связующего компонента, с одновременным образованием слоя металла,7) form a conductive pattern with contact pads on thick-film technology on the lateral faces of the bearing base, which consists in applying a metal-based paste based on copper through a stencil onto a bearing base, followed by its burning into ceramic in an oven at a temperature that ensures the removal of the binder component, with the simultaneous formation of a layer metal
8) пайкой осуществляют поверхностный монтаж комбинированных датчиков угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля на боковых гранях несущего основания,8) soldering carry out surface mounting of the combined sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field on the side faces of the carrier base,
9) осуществляют контроль работоспособности готового инерциального измерительного модуля.9) monitor the performance of the finished inertial measuring module.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется Фиг. 1, на которой представлен общий вид конструкции инерциального измерительного модуля, и Фиг. 2, на которой представлен общий вид несущего основания.The essence of the invention is illustrated in FIG. 1, which shows a general view of the construction of an inertial measuring module, and FIG. 2, which shows a general view of the bearing base.
Согласно Фиг. 1, 2 инерциальный измерительный модуль содержит несущее основание в форме усеченной правильной четырехугольной пирамиды 1 из диэлектрической керамики, в котором выполнено сквозное центрирующее отверстие 2, а на боковых гранях сформирован токопроводящий рисунок с контактными площадками 3. На боковых гранях несущего основания закреплены комбинированные датчики угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля 4.According to FIG. 1, 2, the inertial measuring module contains a carrier base in the form of a truncated regular
Таким образом, несущее основание выполняет функции каркаса для крепления комбинированных датчиков угловой скорости, линейного ускорения и магнитного поля, а его монолитная конструкция способствует повышению надежности инерциального измерительного модуля.Thus, the supporting base serves as the frame for mounting the combined sensors of angular velocity, linear acceleration and magnetic field, and its monolithic design improves the reliability of the inertial measuring module.
Согласно варианту осуществления изобретения, в несущем основании выполнено сквозное центрирующее отверстие, служащее как для технологических целей (фиксирования заготовки в процессе выполнения технологических операций), так и для крепления готового инерциального измерительного модуля и ориентирования его вдоль измерительных осей.According to an embodiment of the invention, a through centering hole is made in the carrier base, which serves both for technological purposes (fixing the workpiece during technological operations) and for fastening the finished inertial measuring module and orienting it along the measuring axes.
Изобретение имеет дальнейшее развитие, заключающееся в том, что сквозное центрирующее отверстие выполнено в форме прямоугольника. Прямоугольная форма сечения центрирующего отверстия исключает вращение заготовки несущего основания, упрощая технологические манипуляции с ним.The invention has a further development, namely, that the through centering hole is made in the shape of a rectangle. The rectangular cross-sectional shape of the centering hole eliminates the rotation of the workpiece support base, simplifying technological manipulations with it.
В целом, по сравнению с известными техническими решениями, предлагаемый способ изготовления инерциального измерительного модуля и реализующая его конструкция позволяют повысить технологичность и надежность инерциального измерительного модуля, снизить трудоемкость и себестоимость его изготовления.In general, in comparison with the known technical solutions, the proposed method of manufacturing an inertial measuring module and its design allows to increase the manufacturability and reliability of the inertial measuring module, to reduce the complexity and cost of its manufacture.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019124781A RU2726286C1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Method of manufacturing and design of inertial measuring module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019124781A RU2726286C1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Method of manufacturing and design of inertial measuring module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2726286C1 true RU2726286C1 (en) | 2020-07-10 |
Family
ID=71510053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019124781A RU2726286C1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Method of manufacturing and design of inertial measuring module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2726286C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119245639A (en) * | 2024-12-06 | 2025-01-03 | 河北美泰电子科技有限公司 | Inertial sensor core and inertial sensor detection method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2162203C1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-01-20 | Ачильдиев Владимир Михайлович | Platform-free inertial measurement unit |
| US7526402B2 (en) * | 2005-04-19 | 2009-04-28 | Jaymart Sensors, Llc | Miniaturized inertial measurement unit and associated methods |
| US20090308157A1 (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-17 | Rosemount Aerospace Inc. | Integrated inertial measurement system and methods of constructing the same |
| CN105716606B (en) * | 2016-04-05 | 2018-07-10 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 3 axis MEMS Inertial Sensor System grade encapsulation unit structure |
-
2019
- 2019-08-01 RU RU2019124781A patent/RU2726286C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2162203C1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-01-20 | Ачильдиев Владимир Михайлович | Platform-free inertial measurement unit |
| US7526402B2 (en) * | 2005-04-19 | 2009-04-28 | Jaymart Sensors, Llc | Miniaturized inertial measurement unit and associated methods |
| US20090308157A1 (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-17 | Rosemount Aerospace Inc. | Integrated inertial measurement system and methods of constructing the same |
| CN105716606B (en) * | 2016-04-05 | 2018-07-10 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 3 axis MEMS Inertial Sensor System grade encapsulation unit structure |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Маринушкин П.С., Нестеренко Т.Г. "Малогабаритная система персональной навигации на базе неортогонального инерциального измерительного блока с избыточной структурой", Наука и Образование МГТУ им. Н.Э. Баумана, N 8, август 2016 года, DOI: 10.7463/0816.0843239, Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана" Эл. N ФС 77-48211, стр. 121-134. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119245639A (en) * | 2024-12-06 | 2025-01-03 | 河北美泰电子科技有限公司 | Inertial sensor core and inertial sensor detection method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8037754B2 (en) | Integrated inertial measurement system and methods of constructing the same | |
| US8978246B2 (en) | Fabrication process and package design for use in a micro-machined seismometer or other device | |
| US5610431A (en) | Covers for micromechanical sensors and other semiconductor devices | |
| KR101735579B1 (en) | Gyroscopic sensor | |
| EP1808405A2 (en) | Integrated package for MEMS die and IC chip | |
| WO2004079874A1 (en) | Miniature 3-dimensional package for mems sensors | |
| CN102066873A (en) | Method and system for forming an electronic assembly having inertial sensors mounted thereto | |
| EP2840375A1 (en) | Device with a micro- or nanoscale structure | |
| US7540190B2 (en) | Semiconductor device with acceleration sensor | |
| JP5481634B2 (en) | Mold structure for accommodating inertial sensor and sensor system using the same | |
| JPH04301575A (en) | Accelerometer device and manufacture thereof | |
| RU2726286C1 (en) | Method of manufacturing and design of inertial measuring module | |
| KR20150141418A (en) | Inertial sensor module having a hermetic seal of forming metal and multi-axis sensor employing the same | |
| US7170140B2 (en) | Microelectromechanical system | |
| JP2004037105A (en) | Physical quantity detector and method of manufacturing physical quantity detector | |
| JP2022075076A (en) | Manufacturing method of multiple spindle inertial force sensor | |
| JP4948764B2 (en) | Tracking components for supporting electrical interface components | |
| CN220867105U (en) | MEMS device fixed knot constructs and electronic equipment | |
| US7540193B2 (en) | Triaxial acceleration sensor module and method of manufacturing the same | |
| US7037805B2 (en) | Methods and apparatus for attaching a die to a substrate | |
| KR20040097952A (en) | Capacitance type dynamic quantity sensor | |
| JP7241635B2 (en) | Wiring substrates, electronic devices and electronic modules | |
| CN113711348B (en) | Wiring substrate, electronic device, and electronic module | |
| KR20150141417A (en) | Multi-axis sensor | |
| JP2011094987A (en) | Circuit module and method of manufacturing circuit module |