微机械硅谐振梁加速度计制造技术

本发明专利技术是一种微机械硅谐振梁加速度计，是基于微电子机械技术（ＭＥＭＳ）加工而成，由Ｐｙｒｅｘ７７４０＃玻璃基片、硅质量块、双谐振梁、四根支撑梁、锚点及电极引线组成，硅结构上下左右完全对称。质量块在加速度作用下受到的惯性力通过力－应力转换结构传递到谐振梁上，改变梁的轴向机械应力，双梁结构设置可保证其感受相反方向的应力，使一个梁的谐振频率增加而另一个梁的谐振频率下降，通过检测双梁谐振频率差，实现加速度测量。本发明专利技术采用独特的力－应力转换结构及双梁对称结构，制作简单，并有效提高加速度计检测灵敏度及抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种微机械硅谐振梁加速度计，涉及通过检测梁的机械谐振频率的变化，来测量加速度的谐振式加速度计。
技术介绍
硅微谐振式传感器，是基于微电子机械技术(MEMS)工艺的基础发展起来的，具有体积小，重量轻，功耗低，测量精度高，稳定性好，易批量生产，直接输出准数字量，易与计算机通讯等优点，已成为微传感器的一个重要发展方向。谐振式传感器的核心是谐振器(包括梁、膜、环等机械结构)，谐振器在由激振和拾振单元组成的正反馈闭环系统控制下，以其自身的固有谐振频率振动。待测物理量(力，压力，加速度等)可通过某种转换机制改变谐振器的谐振频率，检测谐振频率的改变即可实现待测物理量的测量。一个机械力学结构的谐振频率与其机械刚度、质量及阻尼相关，在微谐振式传感器中，最常用的方法是改变谐振结构的刚度，对微机械梁来说，就是改变其轴向应力。谐振梁加速度计就是利用加速度形成的惯性力转化成振梁的轴向应力，从而改变其谐振频率的方法来检测加速度值的。因此，惯性力-轴向应力的转化效率决定了加速度计的灵敏度。常用的微谐振梁加速度计有悬臂梁式和双音叉式两种。悬臂梁式，制作简单，利用弯曲应力放大原理，惯性力-轴向应力转化效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机械硅谐振梁加速度计，是基于微电子机械技术加工而成，由硅质量块、支撑梁、锚点、玻璃基片、电极引线及谐振梁组成，其特征在于，硅芯片结构上下左右对称，两组双谐振梁的两端直接由左右两根对称的支撑梁连接，当质量块在加速度作用下受到的惯性力，通过力－应力转换结构传递到双谐振梁上时，改变了谐振梁的轴向机械应力，双谐振梁结构，使双谐振梁各自感受相反方向的应力，一个梁的谐振频率增加而另一个梁的谐振频率下降，通过检测双谐振梁的谐振频率差，实现对加速度测量。

【技术特征摘要】
1、一种微机械硅谐振梁加速度计，是基于微电子机械技术加工而成，由硅质量块、支撑梁、锚点、玻璃基片、电极引线及谐振梁组成，其特征在于，硅芯片结构上下左右对称，两组双谐振梁的两端直接由左右两根对称的支撑梁连接，当质量块在加速度作用下受到的惯性力，通过力一应力转换结构传递到双谐振梁上时，改变了谐振梁的轴向机械应力，双谐振梁结构，使双谐振梁各自感受相反方向的应力，一个梁的谐振频率增加而另一个梁的谐振频率下降，通过检测双谐振梁的谐振频率差，实现对加速度测量。2、如权利要求1所述的硅谐振梁加速度计，其特征在于，其中，在玻璃基片上，四个支撑梁锚点均分为两组：一组支撑梁锚点与另一组支撑梁锚点，以水平X线和垂直Y线为准，上下左右对称设置；四个电极锚点和六个电极引线也均分为两组：一组电极锚点与另一组电极锚点，一组电极引线与另一组电极引线，各自以水平X线和垂直Y线为准，上下左右对称设置；一组电极引线和另一组电极引线，分别水平位于玻璃基片的上下侧边；第二电极引线，四电极锚点和第五电极引线，由上到下设于Y线上；第一电极引线与第一支撑梁锚点电连接，第二电极引线与第一电极锚点电连接，第三电极引线与第二电极锚点电连接，第四电极引线与第四支撑梁锚点电连接，第五电极引线与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德勇，陈健，王军波，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]