Model and design of integrated LTCC piezoelectric accelerometer and package

• Autorzy: Dąbrowski A. , Jurków D. , Zawada T. , Golonka L.

Warianty tytułu

PL

Model i projekt zintegrowanego czujnika przyspieszenia i obudowy wykonanych z ceramiki LTCC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper results of Finite Element Method (FEM) modeling and preliminary design of LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) package for piezoelectric accelerometer are presented. The main goal of performed simulations is to prepare the model of the package, which is supposed to assure reduction of thermal stress transfer to the sensing structure, resulted from thermal mismatch between the ceramics and the fixture. The model of structure with the sensor supported by four cubicoidal cantilevers is proposed. This construction assures the adequate frequency properties and reduces the stress transfer to the sensor. The preliminary design of the package is proposed basing on the simulation results and technological limitations.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki modelowania metodą elementów skończonych (MES) oraz wstępny projekt obudowy piezoelektrycznego czujnika przyspieszenia wykonanej z ceramiki LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics - ceramika niskotemperaturowa współwypalana). Istotą prezentowanego rozwiązania jest zastosowanie do wykonania obudowy oraz czujnika tego samego typu ceramiki. Celem symulacji jest przygotowanie modelu obudowy, która umożliwiłaby ograniczenie przenoszenia naprężeń termicznych do struktury czujnika. Zaproponowano i zbudowano modele kilku konstrukcji, z których najlepszą jest struktura z czujnikiem zamocowanym na prostopadłościennych wspornikach. W oparciu o wyniki modelowania zaproponowano wstępny projekt obudowy z uwzględnieniem ograniczeń technologicznych.

Słowa kluczowe

EN

LTCC; accelerometer; ceramic package; FEM

PL

czujnik przyspieszenia; LTCC; obudowa ceramiczna; MES (metoda elementów skończonych)

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 6
• Strony: 36--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Dąbrowski A.

autor

Jurków D.

autor

Zawada T.

autor

Golonka L.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Golonka L. J.: Technology and applications of Low Temperature Cofired Ceramic (LTCC) based sensors and Microsystems. Bull. Pol. Acad. Sci., Tech. Sci., 54 (2), 2006, 221-231.
• [2] Gongora-Rubio M. R., et al.: Overview of Low Temperature Co-Fired Ceramics tape technology for Meso-System Technology (MsST). Sensors and Actuators A, 89, 2001, 222-241.
• [3] Radosavljević G. et al.: Micro force sensor fabricated in the LTCC technology. Proc. 27th International Conference on Microelectronics (MIEL 2010), NIŠ, Serbia, 2010, pp. 221-224.
• [4] Rusu C. et al.: LTCC interconnects in Microsystems. J. Micromech. Microeng. 16, 2006, 13-18.
• [5] Santo Zarnik M. et al.: Feasibility Study of a Thick-Film PZT Resonant pressure sensor made on a prefired 3D LTCC structure. Int. J. Appl. Ceram. Tec., 6 (1), 2009, 9-17.