[實用新型]壓阻式單片集成三軸加速度傳感器

無效

• 申請號: 200920215571.1
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN201561985U
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 田雷;付博;王永剛;李海博;寇文兵;金建東;齊虹;李玉玲;王曉光;王振;王江;張巖
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01P15/12
• 分類號: G01P15/12;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 王吉東

技術領域

本實用新型涉及一種壓阻式加速度傳感器領域。

背景技術

常見的微加速度計產品以單軸為主，而微慣性系統以及其他一些應用場合往往需要雙軸或者三軸的加速度計來檢測加速度矢量，為滿足多軸檢測的需要，目前通常使用三個單軸加速度計組合使用，因而會導致矢量測量精度低、可靠性差、質心不重合、體積大的缺點。已有一些文獻報道開發的多軸微加速度計器件，使用壓電原理設計的三軸加速度計，存在精度低、穩定性差的弱點；使用電容原理設計的三軸加速度計存在信號處理困難，與COMS工藝兼容性差的缺點。

實用新型內容

本實用新型為了解決目前使用多種原理所設計出的三軸加速度計在測量時都存在的矢量測量精度低、可靠性差、質心不重合、體積大的缺點，而提出了一種壓阻式單片集成三軸加速度傳感器。

本實用新型的壓阻式單片集成三軸加速度傳感器是由一塊芯片集成，芯片劃分為固支框區、電路區和傳感區；傳感區由第一質量塊、第二質量塊、第一中間梁、第二中間梁、第一至第四L型敏感梁和第一至第十二壓敏電阻組成；第一質量塊和第二質量塊沿傳感區的縱向中軸線對稱設置，第一質量塊與第二質量塊之間的兩個側面通過兩個第一中間梁和第二中間梁連接，第一質量塊與第二質量塊之間的兩個側面相對的兩個側面上分別設置有兩個L型敏感梁，即為第一至第四L型敏感梁的一端分別連接在第一質量塊與第二質量塊的側表面上，第一至第四L型敏感梁至相對于傳感區M的橫向中軸線和縱向中軸線對稱設置，第一L型敏感梁的另一端上設置并排有第一壓敏電阻和第二壓敏電阻；第二L型敏感梁的另一端上設置并排有第三壓敏電阻和第四壓敏電阻；第三L型敏感梁的另一端上設置并排有第五壓敏電阻和第六壓敏電阻；第四L型敏感梁的另一端上設置并排有第七壓敏電阻和第八壓敏電阻；第一中間梁上設置有第九壓敏電阻和第十壓敏電阻，第十壓敏電阻垂直于第九壓敏電阻形成T字形，T字形的橫邊位于第一中間梁的外邊緣；第二中間梁上設置有第十一壓敏電阻和第十二壓敏電阻，第十二壓敏電阻垂直于第十一壓敏電阻形成T字形，T字形的橫邊位于第二中間梁的外邊緣；第一質量塊、第二質量塊、第一中間梁、第二中間梁和第一至第四L型敏感梁的上表面位于同一水平面，第一中間梁、第二中間梁和第一至第四L型敏感梁的厚度為20～40微米，第一中間梁、第二中間梁和第一至第四L型敏感梁厚度小于第一質量塊和第二質量塊的厚度，厚度差值為370～380微米；第一質量塊和第二質量塊的厚度小于固支框區和電路區的厚度，厚度差值為10～20微米。

本專利采用系統芯片技術和硅微機械加工技術研制的單片集成三軸加速度傳感器，將信號處理電路與壓阻式三軸加速度傳感器制作在同一個芯片上，實現上述目標的關鍵就在于解決集成電路與傳感器的設計技術與工藝兼容技術，使該產品具有體積極小、重量極輕、可靠性高、可用范圍廣。專利就是將壓阻式三軸加速度傳感器設計成利于與信號處理電路工藝相兼容的結構與工藝，采用ICP技術加工三維復雜立體結構，將信號處理電路與傳感器制作在同一芯片上，有效的減少外部使用電子元器件的數量，縮小三軸加速度傳感器的整體尺寸，提高產品的可靠性。該種傳感器可以使具有信號處理電路的三軸加速度傳感器尺寸小于10×10×5(長×寬×高)。

附圖說明