[實用新型]一體式石英雙振梁加速度計

有效

• 申請號: 201821993984.8
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN208953557U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型的實施例公開了一種一體式石英雙振梁加速度計，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，質量塊通過撓性梁及振梁連接于裝配區；撓性梁的上表面與質量塊上表面之間的距離等于撓性梁的下表面與質量塊下表面之間的距離，振梁的一端連接于裝配區的上表面，另一端連接于質量塊的上表面。該一體式石英雙振梁加速度計一體成型，相比分體式具有結構緊湊、免裝配、易加工的特點，另外采用雙振梁，可以避免真空封裝，在使用中更加穩定可靠，撓性梁位于質量塊上下表面的中間，提高器件的靈敏度，撓性梁的厚度跟振梁的厚度可以不一致，增加了設計的自由度。

技術領域

本實用新型涉及微電子機械系統，具體涉及一種一體式石英雙振梁加速度計。

背景技術

石英振梁加速度計是一種利用石英振梁的力-頻特性敏感慣性力的MEMS慣性傳感器，具有直接數字輸出、偏置穩定性好、刻度因數穩定性好、量程設計靈活等優點，可廣泛用于戰術導彈姿態控制、慣性導航，地球資源勘探等領域，有著重要的軍用價值和名用價值。

目前的石英振梁加速度計主要分為一體式和分體式，分體式結構典型代表為Honeywell公司的RBA500，由石英雙梁振梁與金屬質量塊組成，需精密裝配，面臨不同材料熱失配以及膠老化的問題，長期穩定性和可靠性較差。一體式結構以法國ONERA設計的結構為典型代表，振梁與質量結構全部由石英材料組成，具有結構緊湊，一體成型的優點，但采用單振梁，需要真空封裝，使用中真空度的改變會影響器件的性能。

中國工程物理研究院電子工程研究所張照云等人針對上述問題提出了一種一體式石英雙振梁加速度計（申請號：201811339689.5），具有結構緊湊，一體成型的優點，且可以避免真空封裝的問題。但該加速度計的撓性梁位于質量塊的一邊，靈敏度沒有撓性梁位于質量塊上下表面中間的結構靈敏度高，該加速度計的撓性梁厚度跟振梁的厚度必須一樣，限制了設計的自由度。針對這些問題，本實用新型提出了一種撓性梁位于質量塊上下表面中間的結構，撓性梁的厚度跟振梁的厚度可以不一致，且提出了相應的制備工藝。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種一體式石英雙振梁加速度計，該一體式石英雙振梁加速度計一體成型，相比分體式具有結構緊湊、免裝配、易加工的特點，另外采用雙振梁，可以避免真空封裝，在使用中更加穩定可靠，撓性梁位于質量塊上下表面的中間，提高器件的靈敏度，撓性梁的厚度跟振梁的厚度可以不一致，增加了設計的自由度。

為了實現上述目的，根據本實用新型的一方面提供了一種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。

優選地，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質量塊的凹陷區。

優選地，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。

優選地，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。