微型叠层芯片固有频率的实验测试研究

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为测试叠层芯片的振动特性,采用压电底座激振叠层芯片,利用激光多普勒测振仪采集芯片响应信号,通过分析压电陶瓷阻抗变化与芯片动态响应,获取了叠层芯片的固有频率。本文主要工作具体如下:1.总结了现有微结构动态测试激振方式与测量方法的优缺点,确定并实现了以压电底座激振与激光多普勒技术测振的微型叠层芯片动态特性测试方案。2.分别采用白噪声、稳态正弦和快速正弦(啁啾信号)扫频方式激励微型叠层芯片,通过对比三种不同激振方式下获得的信号,确定白噪声激励为叠层芯片的最佳激振方法。利用阻抗分析仪对压电陶瓷进行阻抗测试,发现粘贴在压电陶瓷上的叠层芯片的振动特性也可以通过分析压电陶瓷的电学阻抗变化得到。3.针对压电底座激振存在干扰的问题,提出以光学测量为主、阻抗分析为辅的实验方案。通过白噪声激振叠层芯片,分析了随机响应功率谱估计不同算法的区别,选用平滑平均周期法对响应进行功率谱分析,辅助以压电陶瓷阻抗分析结果,将来自压电底座干扰频率剔除,成功获取了叠层芯片的低阶固有频率。本文的研究可为微器件振动测试提供若干参考,叠层芯片振动特性的获取对悬臂键合工艺参数的优化具有一定指导意义。
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