[发明专利]一种整体式微半球谐振陀螺仪及其加工封装方法在审
| 申请号： | 201711129954.2 | 申请日： | 2017-11-15 |
| 公开（公告）号： | CN107655467A | 公开（公告）日： | 2018-02-02 |
| 发明（设计）人： | 夏敦柱;宫旭亮;徐磊 | 申请（专利权）人： | 东南大学 |
| 主分类号： | G01C19/5691 | 分类号： | G01C19/5691;G01C19/5783 |
| 代理公司： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 210096 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 本发明公开一种整体式微半球谐振陀螺仪及其加工封装方法，整体式微半球谐振陀螺仪包括半球壳谐振子、支撑柄、上层玻璃衬底、下层玻璃衬底、中间硅衬底、外围锚点结构、电极、第一电极孔、焊盘、金属掩膜层、金属引线和第二电极孔；上层玻璃衬底、中间硅衬底和下层玻璃衬底自上而下依次设置，外围锚点结构设在中间硅衬底的外周；半球壳谐振子设中间硅衬底内；电极均匀分布在半球壳谐振子外周；上层玻璃衬底上第一电极孔；第一电极孔上设有焊盘；第二电极孔设在下层玻璃衬底中心位置，金属掩膜层底端通过金属引线与第二电极孔相连。本发明尺寸小，结构完整性好、精密度和灵敏度高、使用寿命长；加工封装方法能缩短生产周期，适合批量化生产。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 整体 式微 半球 谐振 陀螺仪 及其 加工 封装 方法 | ||
【主权项】：
一种整体式微半球谐振陀螺仪，其特征在于：包括半球壳谐振子(1)、支撑柄(2)、上层玻璃衬底(3)、下层玻璃衬底(4)、中间硅衬底(5)、外围锚点结构(6)、电极(7)、第一电极孔(8)、焊盘(9)、金属掩膜层(10)、金属引线(11)和第二电极孔(12)；所述的上层玻璃衬底(3)、中间硅衬底(5)和下层玻璃衬底(4)自上而下依次设置，外围锚点结构(6)设在中间硅衬底(5)的外周；中间硅衬底(5)的中间部分为中空腔体，半球壳谐振子(1)设置在中空腔体的中心部分；中间硅衬底(5)上沿半球壳谐振子(1)外周均匀设有十六个电极(7)；上层玻璃衬底(3)与半球壳谐振子(1)位置对应处设有圆形凹槽，上层玻璃衬底(3)上设有与十六个电极(7)位置对应的十六个第一电极孔(8)，每个第一电极孔(8)分别与对应的电极(7)相接；每个第一电极孔(8)上均设有焊盘(9)，焊盘(9)通过第一电极孔(8)与电极(7)相接；金属掩膜层(10)设在半球壳谐振子(1)正下方的中间硅衬底(5)上，半球壳谐振子(1)底部通过支撑柄(2)键合在金属掩膜层(10)上；第二电极孔(12)设在下层玻璃衬底(4)中心位置，金属掩膜层(10)底端通过金属引线(11)与第二电极孔(12)相连。
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- 一种双端固定式硅基微型半球谐振陀螺仪及其制备方法-201410390474.1
- 张卫平;唐健;汪濙海;刘亚东;成宇翔;孙殿竣;邢亚亮;陈文元 - 上海交通大学
- 2014-08-08 - 2017-11-14 - G01C19/5691
- 本发明提供了一种双端固定式硅基微型半球谐振陀螺仪及其制备方法，包括一个单晶硅基底、八个均匀分布式电极、一个微型半球谐振子、一个双端固定支撑柱和一个图形化盖板，其中所述双端固定支撑柱的下端通过沉积的方式与所述基底连接、上端通过键合的方式与所述图形化盖板连接；所述电极设置于所述基底的上表面，并均匀地分布在所述微型半球谐振子的周围；所述微型半球谐振子固定在所述双端固定支撑柱的底端。本发明结合MEMS体硅加工工艺和表面硅加工工艺进行制作，通过截止层准确地控制支撑柱面积的大小。本发明可以稳定地固定微型半球谐振子，同时使陀螺的工作振动模态远离陀螺的倾斜、旋转以及支撑柱的变形等其他振动模态。
- 下凹环形压电谐振陀螺仪及其制作方法-201410390457.8
- 张卫平;孙殿竣;唐健;汪濙海;刘亚东;成宇翔;邢亚亮;陈文元 - 上海交通大学
- 2014-08-08 - 2017-09-08 - G01C19/5691
- 本发明提供了一种下凹环形压电谐振陀螺仪及其制作方法，包括基底、基底上中心位置周围的空环形腔、在基底上的下凹环形压电谐振体、固定在基底上对下凹环形谐振体起支撑作用的支撑柱以及其上的电极、在下凹环形谐振体外表面上呈对称分布的八个电极，所述下凹环形压电谐振体定位成与所述基底的上表面分开以允许该压电谐振陀螺仪振动。本发明通过基底上表面的成型支撑柱对谐振体进行支撑，稳定性好，有利的减小支撑阻尼的影响，有利于提高陀螺Q值和灵敏度；工艺相对简单，利于实现；谐振体除中间支撑外与基底分离，有利于其振动；采用压电材料，抗过载、抗冲击能力强，工作谐振频率高，启动时间短。
- 基于微圆球的微型半球谐振陀螺仪及其制备方法-201410390465.2
- 张卫平;唐健;刘亚东;汪濙海;成宇翔;孙殿竣;邢亚亮;陈文元 - 上海交通大学
- 2014-08-08 - 2017-09-08 - G01C19/5691
- 本发明提供了一种基于微圆球的微型半球谐振陀螺仪及其制备方法，包括一个单晶硅基底、八个均匀分布式电极、一个微型半球谐振子、一个背部圆形孔、一个粘附层，其中微型半球谐振子依靠背部圆形孔进行精确定位及自动对准并通过粘附层固定在单晶硅基底上，八个电极均匀地分布在微型半球谐振子的周围；采用静电驱动的方式激励微型半球谐振子进行工作，其驱动模态和检测模态分别相互匹配。本发明结合MEMS体硅加工工艺和表面硅加工工艺进行制作所述陀螺仪。本发明陀螺仪无需制作半球形模具，可提供结构良好的微型半球谐振子，同时进行自动对准，是一种便捷的批量化生产微型半球谐振陀螺仪的方法。
- 一种压电驱动和检测的微型半球谐振陀螺仪及其制备方法-201410389959.9
- 张卫平;唐健;刘亚东;汪濙海;成宇翔;孙殿竣;邢亚亮;陈文元 - 上海交通大学
- 2014-08-08 - 2017-09-08 - G01C19/5691
- 本发明提供了一种压电驱动和检测的微型半球谐振陀螺仪及其制备方法，包括一个单晶硅基底、一个中心固定支撑柱、一个微型半球谐振子、一个公共电极、八个薄膜压电体、八个均匀分布式信号电极，其中单晶硅基底与微型半球谐振子通过中心固定支撑柱相连；公共电极与微型半球子的形状相同，位于微型半球谐振子与压电体之间；压电体与信号电极的形状相同，位于公共电极与信号电极之间。本发明采用压电驱动的方式激励微型半球谐振子进行工作，驱动模态和检测模态相互匹配。本发明结合MEMS体硅加工工艺和表面硅加工工艺进行制作。本发明利用逆压电效应和压电效应进行微陀螺仪的驱动和检测，具有一体化程度高、功耗低、便于批量化制作等特点。
- 一种新型钟形振子式角速率陀螺-201310220902.1
- 苏中;付梦印;李擎;邓志红;范军芳;刘宁;刘洪 - 北京信息科技大学;北京理工大学
- 2013-06-05 - 2017-08-22 - G01C19/5691
- 本发明涉及一种具有变厚度轴对称多曲面融合结构特征的钟形振子作为敏感元件的角速率陀螺。该角速率陀螺由钟形振子、振子固定轴、振子底座、气密罩、外壳和系统电路组成。钟形振子包括钟肩，具有半球壳结构；钟腰，具有圆柱壳结构；钟唇，具有双曲面壳结构。钟形振子、底座以及中轴靠机械固连在一起，形成敏感陀螺效应的核心整体。激励电极、反馈电极、检测电极、阻尼控制电极均匀分布于振子钟腰外壁上，每个电极间设置有电极隔离孔；钟形振子的电容极板分别成对安装于振子内壁与对应中轴上；利用气密罩对核心结构进行密封；利用电路系统对钟形振子振型进行控制，对信号进行处理，同时解算出输入角速率。
- 蜂窝式MEMS谐振硅微陀螺仪及其加工方法-201510214116.X
- 夏敦柱 - 东南大学
- 2015-04-29 - 2017-07-18 - G01C19/5691
- 本发明公开一种蜂窝式MEMS谐振硅微陀螺仪，包括刻有信号引线的玻璃基底和安装于玻璃基底上的主单元，主单元包括蜂窝状振子单元、中心支撑柱、中心电极以及离散电极组件；蜂窝状振子单元安装于玻璃基底的中心位置，整体呈正六边形中心电极设置于玻璃基底的中心；中心支撑柱安装于蜂窝状振子单元的中心位置，且中心支撑柱向下伸出蜂窝状振子单元键合安装于中心电极；离散电极组件键合安装于玻璃基底且与玻璃基底的信号引线相连接，且设置于蜂窝状振子单元四周，离散电极组件包括检测电极、校正电极、驱动电极以及驱动检测电极。本发明外本发明是全对称结构，能够实现全解耦，有利于提高检测精度和灵敏度。
- 上下贯通支撑的玻璃金属半球谐振微陀螺-201410390485.X
- 张卫平;汪濙海;唐健;刘亚东;成宇翔;孙殿竣;陈文元 - 上海交通大学
- 2014-08-08 - 2017-06-13 - G01C19/5691
- 本发明提供了一种上下贯通支撑的玻璃金属半球谐振微陀螺，包括一个长方体基体、一个半球谐振体、一根位于基体中央的支柱、一个空腔、八个在基体外围对称分布的电极、一个顶部支撑体和一个顶部支撑柱，其中半球谐振体受到支柱和顶部支撑体固定，位于空腔中；长方体基体和顶部支撑体通过键合连接在一起；顶部支撑柱位于顶部支撑体中央。本发明具有工艺简单，性能优秀，可靠性高，利于真空封装等特点。
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