[發明專利]一體式石英雙振梁加速度計及制備方法

在審

• 申請號: 201811450018.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109254170A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 張照云;唐彬;劉顯學;蘇偉;高彩云;沈朝陽;熊壯;許蔚;彭勃
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: G01P15/097
• 分類號: G01P15/097;G01P15/09;G01P15/08
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1.一種一體式石英雙振梁加速度計，其特征在于，該一體式石英雙振梁加速度計包括：一體成型的裝配區、撓性梁、振梁、質量塊及金屬電極，所述質量塊通過所述撓性梁及所述振梁連接于所述裝配區；

其中，所述振梁包括第一直梁及第二直梁，所述第一直梁及所述第二直梁并列設置，所述第一直梁及所述第二直梁的一端連接于所述裝配區，另一端連接于所述質量塊，所述金屬電極設置所述第一直梁及所述第二直梁上，所述第一直梁及所述第二直梁上的金屬電極的極性相反；

其中，所述撓性梁包括兩個連接梁，兩個連接梁位于所述振梁的兩側，所述撓性梁的一端連接于所述裝配區，另一端連接于所述質量塊；

其中，所述撓性梁及振梁的厚度小于所述裝配區及所述質量塊的厚度；所述撓性梁的上表面與所述質量塊上表面之間的距離等于所述撓性梁的下表面與所述質量塊下表面之間的距離，所述振梁的一端連接于所述裝配區的上表面，另一端連接于所述質量塊的上表面。

2.根據權利要求1所述的一體式石英雙振梁加速度計，其特征在于，所述裝配區及所述質量塊為凹字形，所述凹字形的缺口為凹陷區，所述質量塊位于所述裝配區的凹陷區內，所述質量塊的凹陷區朝向所述裝配區的凹陷區。

3.根據權利要求2所述的一體式石英雙振梁加速度計，其特征在于，所述裝配區與所述質量塊中線處于一條直線上，使所述一體式石英雙振梁加速度計呈軸對稱結構。

4.根據權利要求2所述的一體式石英雙振梁加速度計，其特征在于，所述振梁的一端連接于所述質量塊的凹陷區，另一端連接于所述裝配區，所述第一直梁與所述第二直梁以質量塊的中線為軸線對稱設置。

5.根據權利要求2所述的一體式石英雙振梁加速度計，其特征在于，所述撓性梁的一端連接于所述質量塊為凹字形的突出部，另一端連接于所述裝配區，兩個所述連接梁以所述裝配區的中線為軸線對稱設置在所述振梁的兩側。

6.根據權利要求1所述的一體式石英雙振梁加速度計，其特征在于，所述裝配區與所述質量塊的厚度相同。

7.根據權利要求1所述的一體式石英雙振梁加速度計，其特征在于，所述金屬電極包括第一電極、第二電極及引線；

其中，所述第一電極包括第一左電極、第一中電極、第一右電極；所述第二電極包括第二左電極、第二中電極、第二右電極；所述引線包括第一引線及第二引線；

其中，所述第一電極設置在所述第一直梁上，所述第二電極設置在所述第二直梁上；

其中，所述第一左電極位于所述第一中電極左側，所述第一右電極位于所述第一中電極右側；所述第二左電極位于所述第二中電極左側，所述第二右電極位于所述第二中電極右側；

其中，所述第一左電極連接于所述第一右電極，而后連接于所述第二中電極，所述第二左電極連接于所述第二右電極，而后連接于所述第一中電極；

其中，所述第一引線連接于所述第一左電極，所述第二引線連接于所述第一中電極及所述第二右電極。

8.一種權利要求1-7中任意一項所述一體式石英雙振梁加速度計的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

1）切割獲取石英基片；

2）在所述石英基片的上下表面濺射掩模；

3）通過標定掩模去除區域，貫穿腐蝕去除所述振梁、所述質量塊及所述撓性梁側壁的晶棱；

4）通過標定掩模去除區域，單面部分腐蝕，削減所述振梁的厚度；

5）通過標定掩模去除區域，雙面部分腐蝕削減所述撓性梁的厚度以及單面部分腐蝕繼續消減所述振梁的厚度；

6）在所述振梁上鋪設金屬電極，獲取一體式石英雙振梁加速度計。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

1）原始材料采用雙拋Z切石英單晶，獲取厚度為400μm-600μm厚度的石英基片；

2）在所述石英基片的表面依次濺射鉻和金，在所述石英基片的上下表面形成厚度為2000?-4000?的石英腐蝕金屬掩膜；

3）通過雙面涂膠及曝光在所述鉻金掩模上顯露第一掩模去除區域；

4）通過金、鉻腐蝕液腐蝕去除第一掩模去除區域上的鉻金掩模，并去除光刻膠；

5）通過飽和氟化氫銨溶液在第一掩模去除區域上雙面腐蝕貫穿所述石英基片，去除所述振梁、質量塊及所述撓性梁側壁的晶棱；

6）通過雙面噴膠及一面曝光在所述鉻金屬掩模上顯露第二掩模去除區域；

7）通過金、鉻腐蝕液腐蝕去除第二掩模去除區域上的鉻金掩模，并去除光刻膠；

8）通過飽和氟化氫銨溶液腐蝕液在第二掩模去除區域上單面部分腐蝕所述石英基片，使得所述振梁厚度減小，減小的厚度需要根據基片厚度以及所需撓性梁的厚度確定；

9）通過雙面噴膠及曝光在所述鉻金掩模上顯露第三掩模去除區域；

10）通過金、鉻腐蝕液腐蝕去除第三掩模去除區域上的鉻金掩模，并去除光刻膠；

11）通過飽和氟化氫銨溶液腐蝕液在第三掩模去除區域上雙面部分腐蝕和繼續在第二掩模去除區域上單面部分腐蝕所述石英基片，使得所述撓性梁以及振梁獲得所需要的厚度；

12）去除石英基片上的石英腐蝕金屬掩膜，在所述振梁上濺射金屬電極，所述金屬電極的厚度為2000?-4000?。