传感器的敏感结构、传感器、传感器制备方法技术

本发明专利技术提供一种传感器的敏感结构、传感器、传感器制备方法，属于传感检测技术领域，包括：经一体成型制备的线型的芯体、设置在芯体上的音叉振梁；芯体包括传感检测部、第一隔离部、第二隔离部；传感检测部包括挠性梁；第一隔离部与刚性件背离挠性梁的另一端相邻接；第二隔离部与摆件背离挠性梁的另一端相邻接；音叉振梁搭设在挠性梁的两侧；芯体材质为硅化合物。本发明专利技术通过一体成型制备材质为硅化合物的芯体，能够有效克服当采用多种材料制备时存在的热膨胀系数无法完全匹配的缺陷，且通过隔离部实现有效隔离热应力，从而提高传感器的敏感结构的全温稳定性，提高测量精度。提高测量精度。提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
传感器的敏感结构、传感器、传感器制备方法


[0001]本专利技术涉及传感检测
，尤其涉及一种传感器的敏感结构、传感器、传感器制备方法。

技术介绍

[0002]石英振梁传感器(如加速度计、压力传感器等)由于与高速惯导系统具有较好的兼容性以及具有精度高、成本低等优点，因此广泛运用于导航、飞行控制、军工等领域。
[0003]目前石英振梁传感器的敏感结构主要分为分体式敏感结构以及一体式敏感结构。然而，分体式敏感结构由于采用多种材料联合制备，存在多种材料的热膨胀系数无法完全匹配的缺陷；一体式敏感结构由于采用单一振梁结构，存在振梁在基座处的磨损较大的问题，且一体化结构的制造工艺难度较大的缺陷。
[0004]因此，亟需提供一种新型的传感器以克服上述缺陷，提高检测精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种传感器的敏感结构、传感器、传感器制备方法，用以解决现有技术中石英振梁传感器所存在的缺陷。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种传感器的敏感结构，包括：经一体成型制备的线型的芯体、设置在所述芯体上的音叉振梁；所述芯体包括传感检测部、第一隔离部、第二隔离部；所述传感检测部包括位于刚性件和摆件之间的挠性梁；所述第一隔离部与所述刚性件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述第二隔离部与所述摆件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述音叉振梁搭设在所述挠性梁的两侧；所述芯体的材质为硅化合物。
[0007]根据本专利技术提供的一种传感器的敏感结构，所述音叉振梁包括处于推挽取向的音叉上振梁和音叉下振梁；所述音叉上振梁和所述音叉下振梁分别对称搭设在所述挠性梁的两侧。
[0008]根据本专利技术提供的一种传感器的敏感结构，还包括上质量块和下质量块；所述上质量块和下质量块在所述音叉振梁的振动方向上，对设于所述摆件的两侧。
[0009]根据本专利技术提供的一种传感器的敏感结构，所述第一隔离部包括第一外应力隔离件、第一内应力隔离件、内应力隔离梁，以及位于所述第一外应力隔离件和所述第一内应力隔离件之间的第一隔离框；所述第一内应力隔离件通过所述内应力隔离梁与所述刚性件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述第二隔离部包括第二外应力隔离件、第二内应力隔离件、外应力隔离梁和第二隔离框；所述外应力隔离梁位于所述第二外应力隔离件和所述第二内应力隔离件之间，所述第二内应力隔离件通过所述第二隔离框与所述摆件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述第一隔离框和所述第二隔离框均为空心结构。
[0010]根据本专利技术提供的一种传感器的敏感结构，还包括测温音叉；所述测温音叉固设于所述第一隔离部，或者所述第二隔离部上。
[0011]根据本专利技术提供的一种传感器的敏感结构，所述测温音叉固设于所述第一外应力
隔离件的一侧，或者所述第二外应力隔离件的一侧。
[0012]根据本专利技术提供的一种传感器的敏感结构，所述音叉振梁通过与所述芯体的材质的热膨胀系数匹配的低温玻璃浆料粘接在所述挠性梁的两侧。
[0013]第二方面，本专利技术还提供一种传感器，包括：管壳，以及如上述任一种所述的敏感结构；所述敏感结构封装于所述管壳内。
[0014]根据本专利技术提供的一种传感器，所述管壳为多引脚无引线金属焊盘陶瓷封装体；所述管壳包括贴片凸台层、金丝键合焊盘层、电阻焊接刀口焊料层和金属盖板；所述第一隔离部和所述第二隔离部分别搭设在所述贴片凸台层，以使得所述芯体整体处于悬空状态；所述音叉振梁和测温音叉的焊盘与所述金丝键合焊盘层上的各独立的功能焊盘之间处于金丝键合；所述金属盖板与所述电阻焊接刀口焊料层焊接，以实现对所述管壳内腔的密封。
[0015]根据本专利技术提供的一种传感器，所述第一隔离部和所述第二隔离部与所述贴片凸台层之间，采用玻璃基环氧胶粘合。
[0016]根据本专利技术提供的一种传感器，所述管壳内腔为真空状态。
[0017]根据本专利技术提供的一种传感器，在所述金属盖板位于所述管壳内腔侧设置有薄膜吸气剂；所述薄膜吸气剂在加热后被激活，以吸收所述管壳内腔中的气体。
[0018]根据本专利技术提供的一种传感器，所述薄膜吸气剂是基于磁控溅射方式，将钛基合金材料溅射至所述金属盖板上生成的。
[0019]第三方面，本专利技术还提供一种传感器制备方法，用于制备如上述任一种所述的传感器，包括：
[0020]对如上述任一种所述的敏感结构进行微组装、对所述敏感结构进行贴片、对所述敏感结构进行金丝键合，以及对所述管壳进行封装。
[0021]本专利技术提供的传感器的敏感结构、传感器、传感器制备方法，通过一体成型制备材质为硅化合物的芯体，能够有效克服采用多种材料制备时所存在的热膨胀系数无法完全匹配的缺陷，且通过隔离部实现有效隔离热应力，从而提高传感器的敏感结构的全温稳定性，提高测量精度。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是现有技术中石英振梁加速度计的原理示意图；
[0024]图2是现有技术中石英振梁加速度计分体式敏感结构的结构示意图之一；
[0025]图3是现有技术中石英振梁加速度计分体式敏感结构的结构示意图之二；
[0026]图4是现有技术中石英振梁加速度计一体式敏感结构的结构示意图；
[0027]图5是本专利技术提供的传感器的敏感结构的结构示意图；
[0028]图6是本专利技术提供的传感器的结构示意图；
[0029]图7是本专利技术提供的芯体底面预烧结的结构示意图；
[0030]图8是本专利技术提供的音叉下振梁以及下质量块与芯体底面烧结的结构示意图；
[0031]图9是本专利技术提供的芯体顶面预烧结的结构示意图；
[0032]图10是本专利技术提供的测温音叉、音叉上振梁以及上质量块与芯体顶面烧结的结构示意图；
[0033]图11是本专利技术提供的管壳点胶的结构示意图；
[0034]图12是本专利技术提供的敏感结构与管壳粘接的结构示意图；
[0035]图13是本专利技术提供的金色键合的结构示意图；
[0036]其中，附图标记为：
[0037]1：挠性梁；2：刚性件；3：摆件；4：音叉上振梁；5：音叉下振梁；6：低温玻璃浆料；7：上质量块；8：下质量块；9：第一外应力隔离件；10：第一内应力隔离件；11：内应力隔离梁；12：第一隔离框；13：第二外应力隔离件；14：第二内应力隔离件；15：外应力隔离梁；16：第二隔离框；17：测温音叉；18：导电胶；19：管壳；20：贴片凸台层；21：金丝键合焊盘层；22：电阻焊接刀口焊料层；23：金属盖板；24：玻璃基环氧胶；25：薄膜吸气剂；26：音叉上振梁金丝键合线；27：音叉下振梁金丝键合线；28：测温音叉金丝键合线。
具体实施方式
[0038]为使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器的敏感结构，其特征在于，包括：经一体成型制备的线型的芯体、设置在所述芯体上的音叉振梁；所述芯体包括传感检测部、第一隔离部、第二隔离部；所述传感检测部包括位于刚性件和摆件之间的挠性梁；所述第一隔离部与所述刚性件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述第二隔离部与所述摆件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述音叉振梁搭设在所述挠性梁的两侧；所述芯体的材质为硅化合物。2.根据权利要求1所述的传感器的敏感结构，其特征在于，所述音叉振梁包括处于推挽取向的音叉上振梁和音叉下振梁；所述音叉上振梁和所述音叉下振梁分别对称搭设在所述挠性梁的两侧。3.根据权利要求1
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2任一项所述的传感器的敏感结构，其特征在于，还包括上质量块和下质量块；所述上质量块和下质量块在所述音叉振梁的振动方向上，对设于所述摆件的两侧。4.根据权利要求3所述的传感器的敏感结构，其特征在于，所述第一隔离部包括第一外应力隔离件、第一内应力隔离件、内应力隔离梁，以及位于所述第一外应力隔离件和所述第一内应力隔离件之间的第一隔离框；所述第一内应力隔离件通过所述内应力隔离梁与所述刚性件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述第二隔离部包括第二外应力隔离件、第二内应力隔离件、外应力隔离梁和第二隔离框；所述外应力隔离梁位于所述第二外应力隔离件和所述第二内应力隔离件之间，所述第二内应力隔离件通过所述第二隔离框与所述摆件背离所述挠性梁的另一端相邻接；所述第一隔离框和所述第二隔离框均为空心结构。5.根据权利要求4所述的传感器的敏感结构，其特征在于，还包括测温音叉；所述测温音叉固设于所述第一隔离部，或者所述第二隔离部上。6.根据权利要求5所述的传感器的敏感结构，其特征在于，所述测温音叉固设于所述第一外应力隔离件...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴黎明，张梦婷，舒峻峰，沈欣，张学红，王春赟，田珂珂，刘慧芳，
申请(专利权)人：北京晨晶电子有限公司，
类型：发明
国别省市：