[实用新型]一种用于过载缓冲的微机械芯片

说明书

本实用新型属于微机械惯性传感器芯片技术领域，涉及一种用于过载缓冲的微机械芯片。芯片包括：负载粘接区、弹性梁、键合区、衬底区、绝缘层、衬底电极区、电极区；衬底区上面设置有衬底电极区，衬底电极区内设置有电极，衬底区上表面除衬底电极区之外的位置都覆盖有绝缘层，绝缘层上安装有多个键合区，每个键合区的上表面内边通过弹性梁与负载粘接区的一条边相连，预定的键合区上表面覆盖有电极区；负载粘接区的安装面安装待测试的传感器芯片底面，衬底区底面安装到传感器芯片安装区域。

技术领域

本实用新型属于微机械惯性传感器芯片技术领域，涉及一种用于过载缓冲的微机械芯片。

背景技术

在智能炮弹类的应用场景中，由于超高的过载条件，产品均需要进行过载保护。电子类芯片通常采用灌封的方式进行过载防护，缓冲过载能量。与电子类芯片不同的是，微机械惯性传感器芯片对环境材料变化敏感，无法采用芯片灌封的过载保护方法。同时，微机械惯性传感器芯片内部有活动结构，在过载中极易损伤，导致失效。因此，亟需一种针对微机械惯性传感器芯片的过载缓冲措施。

现有微机械惯性传感器的过载缓冲方案，通常在芯片封装成器件后，在电路板级采用灌封技术，但缓冲效果有限。以及在模块级采用缓冲结构设计，如粘弹性材料吸能、金属变形吸能等，但模块级缓冲设计尺寸较大，占用产品体积，在一些体积敏感的应用场景中无法使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提出一种集成化的过载缓冲结构，体积小，实现适用于微机械惯性传感器过载缓冲的芯片级解决方案。

技术方案

一种用于过载缓冲的微机械芯片，包括：负载粘接区、弹性梁、键合区、衬底区、绝缘层、衬底电极区、电极区；

衬底区上面设置有衬底电极区，衬底电极区内设置有电极，衬底区上表面除衬底电极区之外的位置都覆盖有绝缘层，绝缘层上安装有多个键合区，每个键合区的上表面内边通过弹性梁与负载粘接区的一条边相连，预定的键合区上表面覆盖有电极区；负载粘接区的安装面安装待测试的传感器芯片底面，衬底区底面安装到传感器芯片安装区域。

可选的，弹性梁在静止状态下无变形，负载粘接区与衬底区存在空气间隙，电极区设置接地电压，衬底电极区设置偏压电压。

可选的，弹性梁在过载过程中，在负载粘接区受到加速度对负载的作用力下发生形变，负载粘接区与衬底区之间的距离发生改变，导致负载粘接区与衬底区之间的静电力发生变化；当负载粘接区与衬底区之间的距离足够小，负载粘接区与衬底区之间的静电力足够大，负载粘接区与绝缘层产生吸合；过载能量转变为弹性梁的弹性势能，负载得到有效缓冲。

可选的，负载粘接区、弹性梁和键合区通过半导体加工工艺制作完成；键合区与衬底区通过键合工艺安装连接。

可选的，绝缘层与衬底区绝缘，且结合紧密。

可选的，衬底电极区、电极区都是加工在相应的位置。

有益效果：

采用过载缓冲芯片，安装在微机械惯性传感器芯片底部，将过载产生的机械能转化为芯片内部弹性势能，从而缓冲微机械惯性传感器芯片所承受过载作用力。该实用新型的优点是，过载缓冲芯片体积小巧，安装简单，不占用产品体积。同时基于微机电标准工艺制造，易于制造，成本低。

附图说明

图1是按照本实用新型的实施例的微机械惯性传感器芯片及过载缓冲芯片的安装示意图。

图2是按照本实用新型的实施例的过载缓冲芯片结构示意图，各部件用数字表示。1、负载粘接区，2、弹性梁，3、键合区，4、衬底区，5、绝缘区，6、衬底电极区，7、电极区。

图3是按照本实用新型的实施例的负载粘接区与衬底区吸合模型。

具体实施方式