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一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器及质量检测方法技术

技术编号:23846892 阅读:40 留言:0更新日期:2020-04-18 06:49
本发明专利技术公开了一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器及质量检测方法,谐振器包括第一双端固支梁、第二双端固支梁、第一耦合区域和第二耦合区域,第一双端固支梁和第二双端固支梁平行设置,且第一双端固支梁和第二双端固支梁的第一同向端固定在第一耦合区域上,第一双端固支梁和第二双端固支梁的第二同向端固定在第二耦合区域上。利用3D激光生物打印机在每个双端固支梁上打印微小质量块,实现微小质量的加载。本发明专利技术利用压电陶瓷驱动的方法驱动谐振器振动,利用多普勒显微扫描振动测量系统,采用逐点扫描的方法测试谐振器的频谱变化。根据耦合双端固支梁反对称模式下谐振频率f2与质量的关系,可以实现微小质量检测。

A coupled two end fixed beam resonator and its quality detection method for micro quality detection

【技术实现步骤摘要】
一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器及质量检测方法
本专利技术涉及微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS)中的谐振器件,特别是涉及一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器及质量检测方法。
技术介绍
微机电系统(Micro-electromechanicalSystems,MEMS),是指利用微机械加工技术,在硅衬底上把可以批量制作、尺寸在1μm~1mm的微型机构如激励器、传感器和执行器等集成于一体的微型器件或系统。MEMS是一种多学科交叉技术,它的发展涉及到微电子学、微机械学、力学、声学、光学、材料学、生物医学等多种学科领域,并且集成了当今许多尖端科技研究成果。MEMS技术的巨大成功在许多领域引发了一场微型化革命,在传感技术、数字通讯、航天航空、精密武器、生物医学、环境控制等领域都被广泛应用,具有很大的经济价值和发展潜力。然而为了满足这些领域对器件尺度小型化不断要求,也由于MEMS加工工艺的快速发展,研究者开始不断缩小MEMS器件的尺寸。在这种情形下,纳机电系统(NEMS)应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器,其特征在于,包括第一双端固支梁(1)、第二双端固支梁(2)、第一耦合区域(3)和第二耦合区域(4),第一双端固支梁和第二双端固支梁平行设置,且第一双端固支梁和第二双端固支梁的第一同向端固定在第一耦合区域上,第一双端固支梁和第二双端固支梁的第二同向端固定在第二耦合区域上。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器,其特征在于,包括第一双端固支梁(1)、第二双端固支梁(2)、第一耦合区域(3)和第二耦合区域(4),第一双端固支梁和第二双端固支梁平行设置,且第一双端固支梁和第二双端固支梁的第一同向端固定在第一耦合区域上,第一双端固支梁和第二双端固支梁的第二同向端固定在第二耦合区域上。


2.根据权利要求1所述的一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器,其特征在于,第一双端固支梁由下至上依次包括SOI衬底硅层、SOI牺牲层、SOI顶层硅层以及金属层,SOI衬底硅层包括相互独立平行设置的第一支柱和第二支柱,SOI牺牲层包括相互独立设置的第一硅片和第二硅片,其中第一硅片设置在第一支柱上,第二硅片设置在第二支柱上,SOI顶层硅层的两端架设在第一硅片和第二硅片上,SOI顶层硅层的中间悬空,金属层结构与SOI顶层硅层结构相同,且设置在SOI顶层硅层上表面;第二双端固支梁结构与第一双端固支梁结构相同。


3.根据权利要求2所述的一种用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器,其特征在于,第一双端固支梁和第二双端固支梁的SOI衬底硅层、SOI牺牲层以及SOI顶层硅层和金属层的两端均嵌合在第一耦合区域或第二耦合区域。


4.一种包含权利要求1-3任一项所述用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器的谐振系统,其特征在于,该谐振系统为封装有用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器的芯片。


5.一种采用权利要求4所述包含用于微小质量检测的耦合双端固支梁谐振器的谐振系统的质量检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将谐振系统封装在PCB板上;
(2)加载微小质量块
利用3D打印的方式分别在两个双端固支梁上加载相同数量的微小质量块,将含有双端固支梁的芯片放置在3D打印机里面,利用光刻胶材料,采用3D打印的方式将微小质量块加载在双端固支梁上;
(3)利用压电陶瓷驱动的方法驱动谐振器振动,利用多普勒显微扫描振动测量系统测量加载微小质量块后两个双端固支梁的谐振频率;...

【专利技术属性】
技术研发人员:于虹毛诗涵王旻
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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