[发明专利]电容式单质量块全梳齿电极三轴加速度传感器及制作方法

摘要

本发明公开了一种电容式单质量块全梳齿电极三轴加速度传感器及其制作方法，该加速度传感器采用单质量块设计，x，y，z轴均使用在xy平面上的梳齿结构作为感应加速度电极。感应机构，由重度参杂单晶硅通过深反应离子蚀刻制成，其包括质量块，弹簧机构和梳齿结构。弹簧机构由U型弹簧，和梁结构，组成，共四组对称分布。两组x轴梳齿结构，沿x轴在xy平面内以质量块为中心对称分布，两组y轴梳齿结构，沿y轴在xy平面内以质量块为中心对称分布，四组z向梳齿结构，沿45°和135°线在xy平面内以质量块为中心称分布。三轴加速度测量信号输出互不干扰，实现用单一质量块和全梳齿结构电极来测量三轴加速度。

主权项

一种电容式单质量块全梳齿电极三轴加速度传感器，其特征是：它包括基底(1)、感应机构(4)和信号输出机构(18)，所述基底(1)上竖向固定设置有外围支撑(8)和多个固定支撑(36)，其中外围支撑(8)位于基底(1)之上的外边缘处；所述的感应机构(4)包括质量块(5)、梳齿结构和弹簧机构(6)，所述质量块(5)、梳齿结构和弹簧机构(6)至基底中心向外围分布，质量块(5)和梳齿结构位于同一平面内，所述质量块(5)为单质量块，质量块(5)悬浮在所述基底中心的上方，其四周分别与梳齿结构相连，所述的梳齿结构为由x轴梳齿结构(31)、y轴梳齿结构(32)和z轴梳齿结构(33)构成的三轴全梳齿结构电极，其中，所述的x轴梳齿结构(31)有两组，沿x轴在xy平面内以质量块(5)为中心对称分布，用于测量x轴加速度，所述y轴梳齿结构(32)有两组，沿y轴在xy平面内以质量块(5)为中心对称分布，用于测量y轴加速度，所述z轴梳齿结构(33)有四组，沿与x轴或者y轴呈45°线和135°线夹角的位置在xy平面内以质量块(5)为中心对称分布，用于测量z轴加速度，各轴梳齿结构均包括固定梳齿和活动梳齿，各轴梳齿结构的固定梳齿通过固定支撑(36)支撑于所述基底(1)上，x轴和y轴梳齿结构的活动梳齿一端连接于质量块(5)，另一端于与所述的弹簧机构(6)的一端相连，z轴疏齿结构的活动疏齿一端连接于质量块(5)，另一端呈悬臂状，质量块(5)通过活动梳齿和弹簧机构(6)可以实现在x、y、z轴上的运动，弹簧机构(6)的另一端与外围支撑(8)相连，通过外围支撑(8)支撑在所述基底(1)上，所述各轴梳齿结构的固定梳齿和活动梳齿分别与电源电连接且导电后构成梳齿电容的两极；所述的信号输出机构(18)包括固定在所述的固定支撑(36)和外围支撑(8)上用于与外部信号电路相连的多个金属连接点(20)，该多个金属连接点(20)分别与所述各轴梳齿结构的固定梳齿电连接。