一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供如了一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置，包括：顶部隧道磁阻传感元件结构、中部敏感部件结构、底部隧道磁阻传感元件结构，中部敏感部件结构为3D打印而成；中部结构通过3D立体支撑梁支撑在基座之上，分别位于中部结构的上下两侧，且关于中部结构上下对称布置。本发明专利技术采用3D打印代替硅微加工工艺，尺寸精确、加工便捷；敏感部件采用3D立体支撑梁，在测量上具有可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强等优点，支撑梁和质量块都使用尼龙材料进行3D打印而来，其在水平方向有较好的位移能力，同时在垂直方向有更好的抑制能力；立体支撑梁采用双层“U型”梁相反布置，能有效增强敏感部件的稳定性，提高装置的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置
本专利技术属于微惯性导航的测量仪表
，涉及一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置。
技术介绍
3D打印是一种快速成型技术，它是运用尼龙、塑料或粉末状金属等材料，通过层叠的方式逐层构造出实体的技术。不同于传统的纸墨打印机，3D打印机通常以数字模型文件为基础，通过计算机的控制，打印机将“打印材料”一层层叠加起来，最终把模型文件制作成实物。3D打印具有快捷性，制作出的实物结构尺寸精确、质量轻巧，用3D打印代替传统的MEMS硅加工工艺是微惯性器件发展的新方向之一。隧道磁阻效应是一种突破经典力学量子效应，具体是指电子等微观粒子能够穿入或穿越高度大于其总能量的位势垒的现象。在平面型隧道结中，按经典力学，电子无法越过能量高于它自身的绝缘层，但量子力学表明，电子有几率隧穿过该势垒，且电子遂穿的几率与上下铁磁层的相对磁化方向和磁场强度相关，其在宏观上就表现为隧道结电阻阻值的变化。由于隧道结电阻对磁场变化具有很高的敏感性，故利用隧道磁阻效应制作的传感器具有高灵敏度。近年来，国内外都对隧道磁阻式微惯性器件进行了大量研究，但能够制作成型且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置，其特征在于，包括：顶部隧道磁阻传感元件结构、中部敏感部件结构、底部隧道磁阻传感元件结构，中部敏感部件结构为3D打印而成；中部结构通过3D立体支撑梁支撑在基座之上，分别位于中部结构的上下两侧，且关于中部结构上下对称布置；顶部结构包括衬底、设置在衬底背面的顶部间隙调节层、设置在顶部间隙调节层上的第一隧道磁阻传感元件、第一、二敏感输出电极；顶部间隙调节层与基座连接，第一隧道磁阻传感元件布置于衬底下表面的中心位置，用于敏感中部结构中上磁片的位移带来的磁场强度变化，以将加速度信号转化为电压信号，第一隧道磁阻传感元件在上磁片的上方中心位置，用于获得“...

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置，其特征在于，包括：顶部隧道磁阻传感元件结构、中部敏感部件结构、底部隧道磁阻传感元件结构，中部敏感部件结构为3D打印而成；中部结构通过3D立体支撑梁支撑在基座之上，分别位于中部结构的上下两侧，且关于中部结构上下对称布置；顶部结构包括衬底、设置在衬底背面的顶部间隙调节层、设置在顶部间隙调节层上的第一隧道磁阻传感元件、第一、二敏感输出电极；顶部间隙调节层与基座连接，第一隧道磁阻传感元件布置于衬底下表面的中心位置，用于敏感中部结构中上磁片的位移带来的磁场强度变化，以将加速度信号转化为电压信号，第一隧道磁阻传感元件在上磁片的上方中心位置，用于获得“Y”轴方向较大的场强变化率；第一、二敏感输出电极分别布置于第一隧道磁阻传感器的上下两侧，且关于衬底的水平方向中线上下对称分布，用于输出其检测信号；中部结构包括质量块、3D立体支撑梁、上磁片以及下磁片，上、下磁片分别布置于质量块的上、下表面，分别用于生成第一、二隧道磁阻传感元件所需的局部磁场；质量块位于中部结构的中心位置，通过3D立体支撑梁支撑在基座的左、右侧面之上；底部结构与顶部结构一致，包括衬底、设置在衬底上的底部间隙调节层、设置在底部间隙调节层上的第二隧道磁阻传感元件、第三、四敏感输出电极，底部间隙调节层布置于衬底的正面，与基座连接；第二隧道磁阻传感元件布置于衬底上表面的中心位置，用于敏感下磁片的位移带来的磁场强度变化，第二隧道磁阻传感元件位于下磁片的中心位置的正下方，用于获得“Y”轴方向的最大测量灵敏度；第三、四敏感输出电极分别布置于第二隧道磁阻传感元件的上下两侧，用于输出其检测信号。2.根据权利要求1所述的基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置，其特征在于，顶部间隙调节层为环形，边长与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，李成，冯雨，王斌龙，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32