[發明專利]三軸諧振電容式微機電加速度計

在審

• 申請號: 202010945519.2
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112014597A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 蘇巖
• 申請（專利權）人: 蘇州感測通信息科技有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;G01P15/097
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種三軸諧振電容式微機電加速度計，其特征在于：包括由上至下按序層疊設置的上方蓋板層（1）、平面結構層（2）以及下方基底層（3）；

所述平面結構層（2）內包含有四組諧振式微加速度計（5），四組所述諧振式微加速度計（5）以中心對稱的方式設置、共同完成對水平方向上加速度的檢測；

所述上方蓋板層（1）及所述下方基底層（3）二者內部均埋設有電極引線、作為固定基板，且所述上方蓋板層（1）及所述下方基底層（3）二者與所述平面結構層（2）中的敏感質量塊（51）共同構成差分電容式微加速度計、對完成垂直方向上加速度的檢測。

2.根據權利要求1所述的三軸諧振電容式微機電加速度計，其特征在于：所述上方蓋板層（1）與所述平面結構層（2）二者間以及所述平面結構層（2）與所述下方基底層（3）二者間均設置有用于實現層際分離的絕緣層（4），所述平面結構層（2）通過設置于其上下兩面的兩層所述絕緣層、分別與所述上方蓋板層（1）及所述下方基底層（3）相連接。

3.根據權利要求1所述的三軸諧振電容式微機電加速度計，其特征在于：所述上方蓋板層（1）、所述平面結構層（2）以及所述下方基底層（3）三者均通過SOI工藝加工制成；所述上方蓋板層（1）與所述下方基底層（3）二者均由單晶硅制成，所述平面結構層（2）由單晶硅或多晶硅制成。

4.根據權利要求1所述的三軸諧振電容式微機電加速度計，其特征在于：以所述平面結構層（2）的中心點為原點建立包含有X軸、Y軸、Z軸的三維空間坐標系，X軸、Y軸作為水平方向基準，二者均與所述平面結構層（2）的端面相平行，Z軸作為垂直方向基準、與所述平面結構層（2）的端面相垂直；

四組所述諧振式微加速度計（5）整體關于原點呈中心對稱，四組所述諧振式微加速度計（5）兩兩為一對、兩對所述諧振式微加速度計（5）分別關于X軸與Y軸對稱設置。

5.根據權利要求4所述的三軸諧振電容式微機電加速度計，其特征在于：每組所述諧振式微加速度計（5）均包括敏感質量塊（51）、慣性力放大杠桿結構（7）、音叉諧振結構（6）、驅動檢測梳齒電容結構（8）以及錨點結構；

所述敏感質量塊（51）與所述錨點結構間通過多個U型梁連接固定、共同構成X軸與Y軸方向的差分、解耦檢測結構。

6.根據權利要求5所述的三軸諧振電容式微機電加速度計，其特征在于：所述錨點結構包括位于所述平面結構層（2）中心位置處的一個中心錨點（52）以及均布于所述平面結構層（2）周圈位置處的八個外圍錨點（53）；

所述敏感質量塊（51）整體呈等腰梯形結構、梯形的上底朝向所述中心錨點（52），所述敏感質量塊（51）的上底一側通過兩個呈對稱設置的中心U型梁（54）與所述中心錨點（52）相連接，所述敏感質量塊（51）的下底一側通過兩個呈對稱設置的外圍U型梁（55）分別與同側的兩個所述外圍錨點（53）相連接。

7.根據權利要求6所述的三軸諧振電容式微機電加速度計，其特征在于：與沿X軸方向對稱設置的兩組所述諧振式微加速度計（5）內的所述敏感質量塊（51）相連接的所述中心U型梁（54）及所述外圍U型梁（55）的開口方向均與Y軸方向相平行、使沿X軸方向對稱設置的兩組所述諧振式微加速度計（5）內的所述敏感質量塊（51）可沿X軸、Y軸方向運動；

與沿Y軸方向對稱設置的兩組所述諧振式微加速度計（5）內的所述敏感質量塊（51）相連接的所述中心U型梁（54）及所述外圍U型梁（55）的開口方向均與X軸方向相平行、使沿Y軸方向對稱設置的兩組所述諧振式微加速度計（5）內的所述敏感質量塊（51）可沿X軸、Y軸方向運動。