[發明專利]一種基于微電子機械技術的硅諧振式氣壓傳感器

有效

• 申請號: 201010218423.2
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN102297741A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 陳德勇;王軍波;李玉欣;劉猛;毋正偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;B81B3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種基于微電子機械技術的硅諧振式氣壓傳感器，其特征在于：包括諧振梁膜硅片(4)、下蓋基片(3)、支撐基片(2)、金屬管座(1)和管帽(5)；其中，金屬管座(1)上置有多個管針(7)，并有一貫通的導氣孔(6)；支撐基片(2)下表面固定在金屬管座(1)上，上表面與下蓋基片(3)下表面連接，下蓋基片(3)上表面與諧振梁膜硅片(4)連接，其中間部分形成真空參考腔(8)；管帽(5)蓋在金屬管座(1)上，管帽(5)下端與金屬管座(1)周緣密封固接；

多個傳感器引線(14)分別由管針(7)上端引出，與諧振梁膜硅片(4)的金屬電極連接。

2.如權利要求1所述的硅諧振式氣壓傳感器，其特征在于：所述諧振梁膜硅片(4)是梁膜一體結構，材料是單晶硅，包括方形框架(9)、壓力膜(10)、多根支撐柱(11)和多組諧振梁(12)；方形框架(9)下表面與下蓋基片(3)上表面固接，多組諧振梁(12)和壓力膜(10)通過對同一硅片的正反兩面進行的選擇性刻蝕形成，同時，方形框架(9)、多根支撐柱(11)在刻蝕工藝中成形；壓力膜(10)剖面形狀呈C型杯狀，周緣與方形框架(9)內側壁固接，多組諧振梁(12)兩端與方形框架(9)上表面固接，每組諧振梁(12)與壓力膜(10)之間通過多根硅支撐柱(11)支撐。

3.如權利要求1或2所述的硅諧振式氣壓傳感器，其特征在于：所述管帽(5)的內頂面上固設有永磁體(13)，諧振梁(12)的激勵方式是電磁激勵，由永磁體(13)提供垂直于硅片平面方向的磁場，驅動諧振梁(12)沿硅片平面方向橫向振動。

4.如權利要求1所述的硅諧振式氣壓傳感器，其特征在于：所述下蓋基片(3)材料是單晶硅或鍵合玻璃；通過硅-玻璃真空鍵合或硅-硅真空粘性鍵合，下蓋基片(3)、方型框架(9)、諧振梁膜硅片(4)結合成一體，圍成真空參考腔(8)。

5.如權利要求1所述的硅諧振式氣壓傳感器，其特征在于：所述支撐基片(2)材料是單晶硅或鍵合玻璃，其尺寸小于下蓋基片(3)，其上表面與下蓋基片(3)下表面粘合在一起，下表面與金屬管座(1)上表面粘合在一起；支撐基片(2)位于下蓋基片(3)的一角，對諧振梁膜硅片(4)和下蓋基片(3)的組合體形成懸臂支撐。

6.如權利要求1或3所述的硅諧振式氣壓傳感器，其特征在于：所述永磁體(13)通過粘性膠與管帽(5)內頂面粘合在一起；管帽(5)下端通過粘性膠與金屬管座(1)周緣粘合在一起。

7.如權利要求2所述的硅諧振式氣壓傳感器，其特征在于：所述壓力膜(10)上固支多組諧振梁(12)，為四組，每組為一條梁，用于差分檢測；多根支撐柱(11)，每條梁至少為三根支撐柱(11)。