一种谐振型传感器制造技术

本文公开一种谐振型传感器，包括：与谐振振子连接的一个以上支撑锚，支撑锚包括一个以上连接件形状的结构和一个以上支撑结构；其中，连接件结构用于与谐振振子的侧壁连接；支撑锚包含的连接件结构和支撑结构一体成型，组成的形状为除矩形和梯形以外的形状。本发明专利技术实施例通过由连接件结构和支撑结构组成的非矩形和非梯形结构的支撑锚，在保持支撑锚承受应力的同时提升了支撑锚的热阻，设计实现了满足灵敏度和响应时间要求的传感器。灵敏度和响应时间要求的传感器。灵敏度和响应时间要求的传感器。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振型传感器


[0001]本文涉及但不限于传感器技术，尤指一种谐振型传感器。

技术介绍

[0002]当今，红外传感器的应用场景越来越多，例如：在医学领域可用于体温的非接触式快速测量，在科研和军工领域可用于红外线光谱仪、热成像仪和导弹导向等，在民用商业领域可用于遥控器和防盗器。红外传感器根据工作原理的差异主要分为：光子探测型红外传感器和热探测型红外传感器。光子探测型红外传感器主要利用具有光电效应的光敏材料，在受到红外光子照射后光敏材料中的束缚态电子可被激发为传导电子，进而改变光敏材料的电学特性；光子探测型红外传感器具有响应速度快和灵敏度高的优势，但通常需要在低温下工作，且存在光敏材料的批量生产工艺的实现难度较大的问题。热探测型红外传感器主要利用材料吸收红外线后温度会发生变化的性质，温度变化引起材料的属性参数发生变化；相较于光子探测型红外传感器，热探测型红外传感器具有工作时无需制冷、体积小、利于批量化生产等优势，但存在灵敏度较低的问题，无法满足部分应用场景的灵敏度要求。
[0003]随着微纳加工技术的进步和压电材料制备技术的日趋完善，一种基于谐振器结构的谐振型红外传感器得到发展，作为一种新式的热探测型红外传感器，其基于红外线热效应会引起谐振器的谐振频率发生变化的原理实现，相较于传统的热探测型红外传感器具有准数字输出、抗干扰能力强等优势。
[0004]谐振型红外传感器需要通过支撑锚对谐振振子进行支撑，并通过支撑锚完成电连接；当前，支撑锚主要有两种设置方式：1)支撑锚设置在谐振振子周边，为一与谐振振子四周侧面均衔接的平面结构；2)支撑锚包含两个以上矩形或梯形支撑结构，矩形或梯形支撑结构的一端连接于预先确定的谐振振子四周的一个位置。上述支撑锚设计存在热量散失快的问题，传感器接收红外照射时发生的温度升高被抑制，其谐振频率的变化变小，最终导致谐振型红外传感器的灵敏度无法提高。虽然增加矩形支撑锚的长度可以增加支撑锚的热阻，减小热量散失，但支撑锚过长不利于版图设计，同时会导致支撑锚承受较大的应力，降低支撑锚的使用寿命，进而缩短谐振型红外传感器的使用寿命。设计一种可以灵敏度高且使用寿命满足要求的谐振型红外传感器，成为一个有待解决的问题。

技术实现思路

[0005]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0006]本专利技术实施例提供一种谐振型传感器，能够满足红外传感器的灵敏度和响应时间的要求。
[0007]本专利技术实施例提供了一种谐振型传感器，包括：与谐振振子连接的一个以上支撑锚，所述支撑锚包括一个以上连接件形状的结构和一个以上支撑结构；其中，
[0008]所述连接件结构用于与谐振振子的侧壁连接；
[0009]所述支撑锚包含的所述连接件结构和所述支撑结构一体成型，组成的形状为除矩形和梯形以外的形状。
[0010]本申请谐振型传感器包括：与谐振振子连接的一个以上支撑锚，支撑锚包括一个以上连接件形状的结构和一个以上支撑结构；其中，连接件结构用于与谐振振子的侧壁连接；支撑锚包含的连接件结构和支撑结构一体成型，组成的形状为除矩形和梯形以外的形状。本专利技术实施例通过由连接件结构和支撑结构组成的非矩形和非梯形结构的支撑锚，在保持支撑锚承受应力的同时提升了支撑锚的热阻，设计实现了满足灵敏度和响应时间要求的传感器。
[0011]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0012]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0013]图1为本专利技术实施例谐振型传感器的结构框图；
[0014]图2为本专利技术应用示例谐振型红外传感器的立体图；
[0015]图3为本专利技术应用示例图2所示的谐振型红外传感器的俯视图；
[0016]图4为本专利技术应用示例另一谐振型红外传感器的立体图；
[0017]图5为本专利技术应用示例再一谐振型红外传感器的立体图；
[0018]图6为本专利技术应用示例折叠次数与应力关系的曲线图；
[0019]图7为本专利技术应用示例还一谐振型红外传感器的俯视图；
[0020]图8为本专利技术应用示例还一谐振型红外传感器的俯视图；
[0021]图9为本专利技术应用示例还一谐振型红外传感器的俯视图；
[0022]图10为本专利技术应用示例还一谐振型红外传感器的俯视图；
[0023]图11为本专利技术应用示例还一谐振型红外传感器的俯视图；
[0024]图12为本专利技术应用示例另一谐振型红外传感器的立体图；
[0025]图13为本专利技术应用示例再一谐振型红外传感器的立体图；
[0026]图14为本专利技术应用示例图13所示的谐振型红外传感器的仰视图；
[0027]图15为本专利技术应用示例还一谐振型红外传感器的俯视图；
[0028]图16为本专利技术应用示例还一谐振型红外传感器的俯视图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0030]在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0031]图1为本专利技术实施例谐振型传感器的结构框图，如图1所示，包括：与谐振振子连接的一个以上支撑锚，支撑锚包括一个以上连接件形状的结构和一个以上支撑结构；其中，
[0032]连接件结构用于与谐振振子的侧壁连接；
[0033]支撑锚包含的连接件结构和支撑结构一体成型，组成的形状为除矩形和梯形以外的形状。
[0034]在一种示例性实例中，本专利技术实施例中的支撑锚在应力设计上，满足支撑谐振振子的基础要求；支撑锚如何实现满足应力设计可以由本领域技术人员根据经验与仿真结果设定。
[0035]需要说明的是，本专利技术实施例支撑锚与谐振振子的连接包括物理连接和电连接。
[0036]本专利技术实施例通过由连接件结构和支撑结构组成的非矩形和非梯形结构的支撑锚，在保持支撑锚承受应力的同时提升了支撑锚的热阻，设计实现了满足灵敏度和响应时间要求的传感器。
[0037]在一种示例性实例中，本专利技术实施例支撑结构包括以下一种形状或任意形状的组合：
[0038]矩形、梯形、平行四边形、不规则四边形、螺旋结构、圆扇环形和椭圆扇环形。
[0039]需要说明的是，本专利技术实施例中的椭圆扇环形指从椭圆环中截取的部分。本专利技术实施例可以根据制备工艺和谐振振子的形状等选择支撑结构的形状，例如、谐振振子为圆形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振型传感器，包括：与谐振振子连接的一个以上支撑锚，所述支撑锚包括一个以上连接件形状的结构和一个以上支撑结构；其中，所述连接件结构用于与谐振振子的侧壁连接；所述支撑锚包含的所述连接件结构和所述支撑结构一体成型，组成的形状为除矩形和梯形以外的形状。2.根据权利要求1所述的谐振型传感器，其特征在于，所述支撑结构包括以下一种形状或任意形状的组合：矩形、梯形、平行四边形、不规则四边形、螺旋结构、圆扇环形和椭圆扇环形。3.根据权利要求1所述的谐振型传感器，其特征在于，所述连接件结构包括以下一种以上的形状：矩形、梯形、平行四边形、不规则四边形、圆扇环形和椭圆扇环形。4.根据权利要求1～3任一项所述的谐振型传感器，其特征在于，由所述支撑锚的外周轮廓中的第一特征点和第二特征点作为端点组成的特征截线包括以下特征：存在一个以上特征轮廓，所述特征轮廓上存在两个所述特征截线的法向矢量的夹角大于预设角度；其中，所述第一特征点为由预设时刻从第一起始点出发，在第一轮廓路径中通过预设速度进行第一预设时长的位移后到达的点；所述第二特征点为由预设时刻从第二起始点出发，在第二轮廓路径中通过预设速度进行第一预设时长的位移后到达的点；所述第一轮廓路径为从所述第一起始点沿着所述特征轮廓到特征轮廓的中间点的路径；所述第二轮廓路径为从所述第二起始点沿着所述特征轮廓到特征轮廓的中间点的路径；在每一个所述特征轮廓上，所述第一起始点和所述第二起始点为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：南天翔，曹昌铭，马宇轩，田世伟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：