硅微諧振式加速度計制造技術

本發明專利技術提供一種硅微諧振式加速度計，包括：一玻璃基底；一硅微機械可動結構鍵合在玻璃基底表面，所述硅微機械可動結構包括一第一質量塊、一第二質量塊呈鏡像對稱設置，所述第一質量塊及第二質量塊分別通過兩根支撐梁懸浮于所述玻璃基底表面，并以兩根支撐梁為軸轉動；一第一振梁的兩端分別與第一質量塊及第二質量塊相連，一第一驅動定梳齒與一第一檢測定梳齒相對設置于所述第一振梁兩側；一第二振梁的兩端分別與所述第一質量塊及第二質量塊相連，一第二驅動定梳齒與一第二檢測定梳齒相對設置于所述第二振梁兩側，且所述第一振梁及第二振梁在垂直于玻璃基底表面的方向上即Z軸方向上具有不同的高度。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供一種硅微諧振式加速度計，包括：一玻璃基底；一硅微機械可動結構鍵合在玻璃基底表面，所述硅微機械可動結構包括一第一質量塊、一第二質量塊呈鏡像對稱設置，所述第一質量塊及第二質量塊分別通過兩根支撐梁懸浮于所述玻璃基底表面，并以兩根支撐梁為軸轉動；一第一振梁的兩端分別與第一質量塊及第二質量塊相連，一第一驅動定梳齒與一第一檢測定梳齒相對設置于所述第一振梁兩側；一第二振梁的兩端分別與所述第一質量塊及第二質量塊相連，一第二驅動定梳齒與一第二檢測定梳齒相對設置于所述第二振梁兩側，且所述第一振梁及第二振梁在垂直于玻璃基底表面的方向上即Z軸方向上具有不同的高度。【專利說明】硅微諧振式加速度計
本專利技術屬于微電子機械系統的微慣性測量領域，具體涉及一種基于不等高振梁的測量Z軸加速度的硅微諧振式加速度計。
技術介紹
隨著微機械加工技術的深入發展，微機械慣性傳感器在導航領域發揮著越來越重要的作用。目前在中低性能的應用領域正逐步取代石英撓性加速度計等傳統慣性儀表。國際上MEMS加速度計已開始在導航和戰術武器領域應用。同時部分高精度領域也將被微機電加速度計替代。為滿足高精度、小型化戰略武器裝備需求，設計實現多軸集成的硅微諧振式加速度計，敏感軸垂直于加工平面的Z軸硅微諧振式加速度計成為單芯片多軸集成硅微諧振式加速度計設計重點。然而，關于Z軸硅微諧振式加速度計的設計較少，一般采用靜電剛度式硅微諧振式加速度計設計，結構復雜且設計難度大，影響了所述Z軸硅微諧振式加速度計的應用。
技術實現思路
綜上所述，確有必要提供一種能夠克服上述問題的Z軸硅微諧振式加速度計。—種娃微諧振式加速度計，包括:一玻璃基底；一娃微機械可動結構鍵合在玻璃基底表面，所述硅微機械可動結構包括一第一質量塊、一第二質量塊呈鏡像對稱設置，所述第一質量塊及第二質量塊分別通過兩根支撐梁懸浮于所述玻璃基底表面，并以兩根支撐梁為軸轉動；一第一振梁及一第二振梁平行設置于所述第一質量塊與第二質量塊之間，所述第一振梁的兩端分別與第一質量塊及第二質量塊相連，一第一驅動定梳齒與一第一檢測定梳齒相對設置于所述第一振梁兩側；所述第二振梁的兩端分別與所述第一質量塊及第二質量塊相連，一第二驅動定梳齒與一第二檢測定梳齒相對設置于所述第二振梁兩側，且所述第一振梁及第二振梁在垂直于玻璃基底表面的方向上即Z軸方向上具有不同的高度。—種娃微諧振式加速度計，包括:一玻璃基底；一娃微機械可動結構鍵合在玻璃基底表面，所述娃微機械可動結構包括一第一質量塊、一第二質量塊呈鏡像對稱設置；一中央支撐錨區設置于所述第一質量塊及第二質量塊之間，所述第一質量塊及第二質量塊關于所述中央支撐錨區呈鏡像對稱設置，所述第一質量塊通過一第一支撐梁與所述中央支撐錨區連接，所述第二質量塊通過一第二支撐梁與所述中央支撐錨區連接，并懸浮于所述玻璃基底表面；一第一振梁的兩端分別與所述中央支撐錨區及第二質量塊連接；一第二振梁的兩端分別與所述中央支撐錨區及第二質量塊連接，且與所述第一振梁對稱分布于所述中央支撐錨區兩側；一第一驅動定梳齒與一第一檢測定梳齒相對設置于所述第一振梁兩側；一第二驅動定梳齒與一第二檢測定梳齒相對設置于所述第二振梁兩側，且所述第一振梁及第二振梁在垂直于玻璃基底表面的方向上即Z軸方向上具有不同的高度。相對于現有技術，本專利技術提供的硅微諧振式加速度計，采用平面扭擺結構敏感垂直軸加速度，結構簡單，進一步，通過采用不等高振梁結構檢測慣性力變化，采用梳齒結構進行靜電激勵和電容檢測，有效兼容平面內結構設計參數和電氣特性，提高了檢測精度。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術第一實施例提供的Z軸硅微諧振式加速度計的平面視圖。圖2是本專利技術第一實施例提供的Z軸硅微諧振式加速度計的三維等軸側視圖。圖3是本專利技術第一實施例提供的不等高振梁局部三維等軸側視圖。圖4是本專利技術第二實施例提供的不等高振梁Z軸硅微諧振式加速度計的三維等軸側視圖。主要元件符號說明【權利要求】1.一種硅微諧振式加速度計，包括: 一玻璃基底； 一娃微機械可動結構鍵合在玻璃基底表面，所述娃微機械可動結構包括一第一質量塊、一第二質量塊呈鏡像對稱設置，所述第一質量塊及第二質量塊分別通過兩根支撐梁懸浮于所述玻璃基底表面，并以兩根支撐梁為軸轉動；一第一振梁及一第二振梁平行設置于所述第一質量塊與第二質量塊之間，所述第一振梁的兩端分別與第一質量塊及第二質量塊相連，一第一驅動定梳齒與一第一檢測定梳齒相對設置于所述第一振梁兩側；所述第二振梁的兩端分別與所述第一質量塊及第二質量塊相連，一第二驅動定梳齒與一第二檢測定梳齒相對設置于所述第二振梁兩側，且所述第一振梁及第二振梁在垂直于玻璃基底表面的方向上即Z軸方向上具有不同的高度。2.如權利要求1所述的硅微諧振式加速度計，其特征在于，所述第一質量塊及第二質量塊在平面內沿一對稱軸呈鏡像分布且間隔設置，并且所述第一質量塊的偏心方向與所述第二質量塊的偏心方向呈鏡像分布。3.如權利要求2所述的硅微諧振式加速度計，其特征在于，所述第一振梁及第二振梁在Z方向上與所述第一質量塊及第二質量塊的厚度不同，所述第一振梁及第二振梁相互平行，且兩端分別與所述第一質量塊及第二質量塊相連。4.如權利要求3所述的硅微諧振式加速度計，其特征在于，所述第一質量塊具有一平行于玻璃基底表面的對稱軸，所述第一振梁及第二振梁對稱分布于所述對稱軸的兩側。5.如權利要求1所述的硅微諧振式加速度計，其特征在于，所述第一振梁靠近所述玻璃基底的表面與所述 第一質量塊靠近所述玻璃基底的表面共面；所述第二振梁相對遠離所述玻璃基底設置，所述第二振梁遠離所述玻璃基底的表面，與所述第一質量塊遠離所述玻璃基底的表面共面。6.如權利要求1所述的硅微諧振式加速度計，其特征在于，包括一外圍鍵合區設置于所述玻璃襯底表面，且圍繞所述硅微諧振可動結構設置，所述硅微諧振可動結構通過多個鍵合臺固定于所述玻璃基底表面。7.如權利要求1所述的硅微諧振式加速度計，其特征在于，所述第一振梁及第二振梁在Z軸方向上的厚度小于所述第一質量塊及第二質量塊的厚度。8.—種硅微諧振式加速度計，包括: 一玻璃基底； 一娃微機械可動結構鍵合在玻璃基底表面，所述娃微機械可動結構包括一第一質量塊、一第二質量塊呈鏡像對稱設置；一中央支撐錨區設置于所述第一質量塊及第二質量塊之間，所述第一質量塊及第二質量塊關于所述中央支撐錨區呈鏡像對稱設置，所述第一質量塊通過一第一支撐梁與所述中央支撐錨區連接，所述第二質量塊通過一第二支撐梁與所述中央支撐錨區連接，并懸浮于所述玻璃基底表面；一第一振梁的兩端分別與所述中央支撐錨區及第二質量塊連接；一第二振梁的兩端分別與所述中央支撐錨區及第二質量塊連接，且與所述第一振梁對稱分布于所述中央支撐錨區兩側；一第一驅動定梳齒與一第一檢測定梳齒相對設置于所述第一振梁兩側；一第二驅動定梳齒與一第二檢測定梳齒相對設置于所述第二振梁兩側，且所述第一振梁及第二振梁在垂直于玻璃基底表面的方向上即Z軸方向上具有不同的高度。9.如權利要求8所述的硅微諧振式加速度計，其特征在于，所述第一支撐梁及第二支撐梁在Z方向上位于不同的高度，所述第一支撐梁的一端與所述第一質量塊靠近所述玻璃基底的底部連接，所述第二支撐梁的一端與所述第二質量塊遠離本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種硅微諧振式加速度計，包括：一玻璃基底；一硅微機械可動結構鍵合在玻璃基底表面，所述硅微機械可動結構包括一第一質量塊、一第二質量塊呈鏡像對稱設置，所述第一質量塊及第二質量塊分別通過兩根支撐梁懸浮于所述玻璃基底表面，并以兩根支撐梁為軸轉動；一第一振梁及一第二振梁平行設置于所述第一質量塊與第二質量塊之間，所述第一振梁的兩端分別與第一質量塊及第二質量塊相連，一第一驅動定梳齒與一第一檢測定梳齒相對設置于所述第一振梁兩側；所述第二振梁的兩端分別與所述第一質量塊及第二質量塊相連，一第二驅動定梳齒與一第二檢測定梳齒相對設置于所述第二振梁兩側，且所述第一振梁及第二振梁在垂直于玻璃基底表面的方向上即Z軸方向上具有不同的高度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：董景新，趙淑明，劉云峰，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：北京;11