【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及振动传感器领域，具体涉及一种基于电化学原理的振动传感芯片及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会发展，地球探测、海洋通信等领域对低频信息探测的要求不断提高，但是低于20hz的振动信号采集仍然面临诸多困难。电化学原理的振动传感器工作原理如下，传感器一般设计两对阴阳差分电极，其分布为阳极-阴极-阴极-阳极，在通电状态下，电解液在阳极发生碘离子的氧化反应，将碘离子氧化为碘三离子，而电解液在阴极则发生碘三离子的还原反应，将其还原为碘离子；在没有振动的情况下，电解液中的碘离子与碘三离子浓度分布在一段时间的反应后达到稳定，两对电极的输出电流相同，差分后输出为0；当外界震动传来，由于封装外壳的存在，首先将外界震动转化为电解液相对于振动传感芯片的运动，改变了电极附近反应离子的浓度分布，导致一对电极输出电流增大，另一对输出电流减小，进而改变总输出的差分电流，检测该电流就可以获得当前环境中的震动信息。其中电解液的运动速度影响输出差分电流的这一转换过程的传递函数为低通，因此其在20hz以下的频率范围内具有良好的灵敏度，同时由于其无可动结构带来了低...
【技术保护点】
1.一种基于电化学原理的振动传感芯片，其特征在于，所述振动传感芯片包括：一对阴阳电极层和绝缘层；其中，每一个阴阳电极层包括玻璃硅键合片、二维背腔阵列、流孔阵列、支撑结构、阴极和阳极；玻璃硅键合片包括硅衬底和硅衬底上表面的玻璃介质层，硅衬底的厚度为300～500μm，玻璃介质层的厚度为20～50μm；对硅衬底的背面图形化，标记出二维背腔阵列的位置，同时在硅衬底的背面制备出用于制备流孔阵列的对准标记，二维背腔阵列的中心与玻璃硅键合片的中心错开；在玻璃介质层的正面镀金属形成金属层；从玻璃介质层的正面对正对准标记干法刻蚀金属层在金属层形成二维通孔阵列，金属层保留下来的部分形成...
【技术特征摘要】
1.一种基于电化学原理的振动传感芯片，其特征在于，所述振动传感芯片包括：一对阴阳电极层和绝缘层；其中，每一个阴阳电极层包括玻璃硅键合片、二维背腔阵列、流孔阵列、支撑结构、阴极和阳极；玻璃硅键合片包括硅衬底和硅衬底上表面的玻璃介质层，硅衬底的厚度为300～500μm，玻璃介质层的厚度为20～50μm；对硅衬底的背面图形化，标记出二维背腔阵列的位置，同时在硅衬底的背面制备出用于制备流孔阵列的对准标记，二维背腔阵列的中心与玻璃硅键合片的中心错开；在玻璃介质层的正面镀金属形成金属层；从玻璃介质层的正面对正对准标记干法刻蚀金属层在金属层形成二维通孔阵列，金属层保留下来的部分形成阴极；在二维通孔阵列内进一步干法刻玻璃介质层，在玻璃介质层内形成在流孔阵列，流孔阵列的流孔与相应的二维通孔阵列的通孔共轴，且流孔阵列的流孔的直径小于二维通孔阵列的通孔的直径，从而在玻璃介质层的正面形成绝缘环阵列，形成阴极与阳极之间的绝缘；从硅衬底的背面对图形化的硅衬底湿法腐蚀至玻璃介质层与硅衬底的界面，通过湿法腐蚀腐蚀掉硅形成背腔，同时露出玻璃介质层的平整的背面的表面，在硅衬底形成二维背腔阵列，二维背腔阵列的每一个背腔的底面平整，且每一个流孔阵列正对相对应的背腔；二维背腔阵列之间保留下来的硅衬底，形成支撑结构；在具有背腔的玻璃硅键合片的背面以及流孔阵列的侧壁镀金属形成阳极，形成一个阴阳电极层，阴极和阳极分别位于玻璃介质层的正面和背面，位于玻璃介质层正面的绝缘环阵列使得阴极与阳极之间绝缘；相同的两个阴阳电极层的阴极相对，阳极在外侧，中间设置环形的绝缘层紧密密封；两个阴阳电极层的二维背腔阵列的中心对正，使得阴阳电极层的中心错位，分别露出位于阴阳电极层内侧的部分阴极表面，露出的阴极和阳极连接至外部的电源供电电路和检测电路；位于阴极与阳极之间的玻璃介质层，既具有支撑性又具有绝缘性，玻璃介质层作为阴极和阳极的支撑，流孔阵列的高度等于玻璃介质层的厚度，高度变小，使得流阻变小，从而灵敏度提升；同时，玻璃介质层作为阴极与阳极之间的绝缘，在电阻率没有变化的同时，增加...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐霄雨，张楠，赵妍，杨子睿，高成臣，杨振川，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。