微机械数字式差频加速度计制造技术

本实用新型专利技术微机械数字式差频加速度计，特点是由半导体衬底、柔性杆、框架结构、检测质量；框架结构上下两侧的共振音叉驱动与感应电极等构成两级自振荡装置。两极共振音叉用来驱动整个结构并且输出信号；在没有受到垂直方向加速度时，一级、二级框架结构会以不同的频率在水平方向作简谐运动，此时系统将输出他们的频率差；当受到垂直方向向上的加速度后，一级框架结构内的检测质量受到压力向下运动，导致整个框架结构质心下移，使得一级框架结构的振动频率增加；同理，二级框架结构质心上升振动频率降低；因此，两极共振音叉驱动整个结构输出频率发生变化；当受到垂直方向向下的加速度后，情况相反。它具有较强的抗干扰能力，检测灵敏度高和精度高；结构紧凑，强度好，使用寿命较长。输出数字信号可直接与数字处理器相连接。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微电子
，特别涉及梳齿式微机械数字式差频加速度计。
技术介绍
在机械、物理及仪表的检测和自动化控制中加速度计是一种常用的传感器。当前，随着微电子技术和微机械加工技术的快速发展，微机械加速度计已经于1993年形成产品及应用。最初的加速度计为力平衡式。采用在硅片表面微机械加工工艺制成，敏感轴与基片平行，检测质量块为“H”形。检测质量可以自由地沿垂直于梁的方向运动。采用梳齿结构，每个梳齿为可变电容的一个活动电极或固定电极，固定电极与活动电极交错配置。检测电路为电桥方案，在检测电容的固定电极上施加频率为1HZ的载波信号，加速度计的输出电压与检测电容的值成正比。该输出信号经缓冲放大，同步解调，反馈给力矩器的电容极板，产生静电力，使得检测质量回到零位。加速度计的整个电路与微结构集成在一片硅基片上。用一个5V电源供电。传感器输出电压模拟量。1998年美国AD公司推出了双轴加速度计产品系列，量程从±2g到±100g。如ADXL202型加速度计，量程从±2g，带宽可以通过外电容调整。采用脉冲调制占容比输出，数字输出信号直接可以进入计算机处理，或通过滤波可以转换模拟量。现在梳齿微机械结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机械数字式差频加速度计，包括：一个半导体衬底（４）；其特征在于：一个一端与半导体衬底连接的一级柔性杆（３）及一个一端与半导体衬底连接的二级柔性杆（５），这两级柔性杆将支撑一级、二级框架结构平行悬浮于半导体衬底上；两个分 别与柔性杆另一端连接的一级框架结构（６）和二级框架结构（７）；在一级框架结构内左右两侧对称排列有柔性杆（８）；在二级框架结构内左右两侧对称排列有柔性杆（９）；在一级框架内与柔性杆相连的一个一级检测质量（１０），一个在二级框架结构内与 柔性杆连接的二级检测质量（１１）；在一级框架上下两侧的一级共振音叉（１２）和二级框架上下两侧的二...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦明，张文栋，李林，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：实用新型
国别省市：14[中国|山西]