[发明专利]微机械磁场传感器及其应用

权利要求书

1.一种微机械磁场传感器，其特征在于，所述微机械磁场传感器至少包括：谐振振子对和依次形成于其表面上的绝缘层及金属线圈；其中，

所述谐振振子对包括：

两个具有轴对称结构的谐振振子结构，各该谐振振子结构的对称轴至少包括第一对称轴和第二对称轴，且所述的第一对称轴垂直于第二对称轴；

主支撑梁，位于所述第一对称轴上，两个谐振振子结构通过各自的主支撑梁相互耦合连接；

第一锚点，与所述主支撑梁的自由端相连接，其中，二谐振振子结构的第一锚点通过形成在其上的焊盘分别连接输出端；

驱动电极，分别分布于各该谐振振子结构的相对侧，且与各该谐振振子结构之间形成有驱动间隙，所述驱动电极通过电阻连接至直流电源，且所述驱动电极通过电容连接至交流电源；

所述绝缘层形成于所述谐振振子对的谐振振子结构及主支撑梁的上表面，同时，所述第一锚点与形成于其上的焊盘之间形成有绝缘层；

所述金属线圈分别形成于各该谐振振子结构上的绝缘层上，所述金属线圈为藉由其对应的所述绝缘层中心为始端由内向外环绕的金属线圈，其中，一谐振振子结构上的金属线圈为顺时针环绕，另一振振子结构上的金属线圈为逆时针环绕；各该金属线圈的始端通过第一连接桥连接于其对应的第一锚点上的焊盘、且各该金属线圈的末端通过第二连接桥相互连接于耦合连接的主支撑梁上的第一绝缘层上，或者各该金属线圈的末端通过第二连接桥连接于其对应的第一锚点上的焊盘、且各该金属线圈的始端通过第一连接桥相互连接于耦合连接的主支撑梁上的第一绝缘层上；各该第一连接桥与位于其下的各该金属线圈之间形成有绝缘层。

2.根据权利要求1所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述谐振振子对还包括一端连接于相互耦合连接的所述主支撑梁上的第一耦合梁、及连接于所述第一耦合梁另一端的第二锚点，其中，所述第二锚点通过形成在其上的焊盘接地，所述第一耦合梁上表面、及所述第二锚点与形成于其上的焊盘之间形成有绝缘层。

3.根据权利要求2所述的微机械磁场传感器，其特征在于：各该金属线圈的末端通过第二连接桥经过相互耦合连接的主支撑梁及第一耦合梁上的第一绝缘层连接于所述第二锚点上的焊盘；或者各该金属线圈的始端通过第一连接桥经过相互耦合连接的主支撑梁及第一耦合梁上的第一绝缘层连接于所述第二锚点上的焊盘。

4.根据权利要求1所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述谐振振子结构为矩形板、圆形板或圆环形板。

5.根据权利要求1所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述第一耦合梁为直拉梁或弯曲折叠梁。

6.根据权利要求1所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述谐振振子对还包括第二耦合梁，所述第二耦合梁也连接于所述位于第一对称轴上且相互连接的主支撑梁上，且所述第二耦合梁连接有第三锚点；其中，所述第二耦合梁与所述第一耦合梁分别分布于所述第一对称轴两侧。

7.根据权利要求6所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述第二耦合梁为直拉梁或弯曲折叠梁。

8.根据权利要求4所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述谐振振子结构为矩形板时，所述第一对称轴平行于矩形板的长边或宽边。

9.根据权利要求4所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述谐振振子结构为正方形板时，所述第一对称轴和第二对称轴分别为正方形板两对角线的延长线。 

10.根据权利要求9所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述谐振振子对还包括位于所述第二对称轴上且一端连接于所述谐振振子结构的旁支撑梁、以及连接于所述旁支撑梁另一端的第四锚点。

11.根据权利要求1所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述金属线圈为多层，各层所述金属线圈相互串联，且各层所述金属线圈具有相同的绕向，各层金属线圈之间形成有绝缘层。

12.根据权利要求11所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述金属线圈串联的方式为连续的第偶数层和第奇数层所述金属线圈的末端相连、以及连续的第奇数层和第偶数层所述金属线圈的始端相连，且各该相互串联的金属线圈之间除了相连处外具有绝缘层。

13.根据权利要求1所述的微机械磁场传感器，其特征在于：所述金属线圈与位于其下的绝缘层之间形成有支撑所述金属线圈悬空于所述绝缘层之上的金属支撑柱。