[发明专利]基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器

摘要

本发明公开了一种基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器，包括检测来自水平方向声信号的同振柱体振子模块和检测来自竖直方向声信号的同振球形振子模块；同振柱体振子模块主要包括框型基座、横梁、中心连接体、柱形聚乙烯拾振单元、压敏电阻；同振球形振子模块主要包括框型基座、横梁、环形连接体、球形聚乙烯拾振单元、压敏电阻。本发明设计合理，从理论出发，设计一种共模输出、差模抑制的高灵敏度，宽工作频带的MEMS三维同振型矢量水听器，与现有技术相比，本发明采用微纳加工技术，实现了三维同振型矢量水听器的微型化。

主权项

1.一种基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器，其特征在于：包括检测来自水平方向声信号的同振柱体振子模块和检测来自竖直方向声信号的同振球形振子模块；/n所述同振柱体振子模块包括第一框型基座（1），所述第一框型基座（1）中心位置设置有中心连接体（12），所述第一框型基座（1）上的四条边分别通过横梁Ⅰ（11）连接所述中心连接体（12），所述中心连接体（12）上安装柱形聚乙烯拾振单元（13），每根横梁Ⅰ（11）上设置有两个压敏电阻Ⅰ（14），四根横梁Ⅰ（11）上共设有8个相同的压敏电阻Ⅰ（14），位于X方向的四个压敏电阻Ⅰ和位于Y方向的四个压敏电阻Ⅰ分别通过金属引线（3）连接成两组惠斯通全桥结构；/n所述同振球形振子模块包括第二框型基座（2），所述第一框型基座（1）中心位置设置有环形连接体（22），所述第二框型基座（2）上的四条边分别通过横梁Ⅱ（21）连接所述环形连接体（22），所述环形连接体（22）上安装球形聚乙烯拾振单元（23）；四根横梁Ⅱ（2）外侧分别设置有一个压敏电阻Ⅱ（24），所述第二框型基座（2）上设置有三个相同的基准电阻（25）；四个压敏电阻Ⅱ（24）串联后与所述三个基准电阻（25）通过金属引线（3）连接成惠斯通电桥结构；/n所述第一框型基座（1）和第二框型基座（2）一体连接；/n第二框型基座（2）上，基准电阻（25）阻值为压敏电阻Ⅱ（24）阻值的4倍；/n压敏电阻Ⅰ（14）和压敏电阻Ⅱ（24）均是采用离子注入的方式制成沿<110>晶向布置的P型硅电阻条，其长度为100μm、宽度为20μm；基准电阻（25）是采用离子注入的方式制成沿<110>晶向布置的P型硅电阻条，其长度为400μm、宽度为20μm；/n同振柱体振子模块中，横梁Ⅰ长度为900μm、宽度为120μm、厚度为30μm，中心连接体长宽均为600μm、厚度为30μm，柱形聚乙烯拾振单元直径为350μm、高度为4000μm；/n同振球形振子模块中，横梁Ⅱ长度为900μm、宽度为120μm、厚度为30μm，环形连接体外径为1700μm、内径为1500μm、厚度为30μm，球形聚乙烯拾振单元直径为1500μm；/n由第一框型基座和第二框型基座一体构成的框型基座外边长为9900μm、宽度为5500μm、厚度为500μm；第一框型基座和第二框型基座的内边长度均为3500μm；金属引线宽度为15μm。/n