[发明专利]压阻式加速度传感器

说明书

本发明提供了一种压阻式加速度传感器，属于加速度传感器领域，包括：框架，内部设有活动腔；质量块，活动设于活动腔中；敏感梁，长轴两端分别通过设有压敏元件的测量段与框架和质量块连接；以及第一支撑梁，长轴两端分别与敏感梁和框架连接，第一支撑梁在质量块感测方向上的刚度小于在与质量块感测方向垂直的方向上的刚度。通过第一支撑梁加固敏感梁，第一支撑梁在质量块感测方向上的度较小，使压阻式加速度传感器保持较高的灵敏度；第一支撑梁在与质量块感测方向垂直的方向上的刚度较大，使传感器在面对敏感方向以外的方向上的加速度时，减小敏感梁和测量段的变形，避免敏感梁和测量段断裂。

技术领域

本发明属于加速度传感器技术领域，更具体地说，是涉及一种压阻式加速度传感器。

背景技术

微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。MEMS 加速度传感器是采用微机械加工技术制作的传感器。根据所采用的工作原理不同，MEMS加速度传感器可分为电容式、压阻式、热流式、压电式和谐振式等多种。和其它形式的MEMS加速度传感器相比，MEMS压阻式加速度传感器由于具有加工工艺简单、测试方便和成本低廉等特点而获得了广泛的应用。

一般的MEMS压阻式加速度传感器以半导体的压阻效应为基础，由质量块和悬臂梁组成。压敏电阻的制作是实现MEMS压阻式加速度传感器的关键技术，目前的加工工艺主要是将压敏电阻制作在悬臂梁上表面。当结构受到垂直于硅片方向的加速度作用时，质量块产生垂直方向的位移，根据加速度的方向，悬臂梁向上或向下弯曲，并在其上表面产生压应力或拉应力，导致位于上表面的压敏电阻阻值减小或增大，通过测量该阻值的变化即可获得加速度的大小。因此，压敏电阻制作在悬臂梁上表面的MEMS压阻式加速度传感器主要用于测量垂直方向的加速度。但是由于加速度传感器的敏感方向确定，而所测量的加速度方向存在随机性，在敏感方向以外的方向上的加速度容易导致悬臂梁断裂，致使传感器损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压阻式加速度传感器，以解决现有技术中存在的在加速度传感器敏感方向以外的方向上的加速度容易造成加速度传感器过载，容易导致悬臂梁断裂，致使加速度传感器损坏的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种压阻式加速度传感器，包括：

框架，内部设有活动腔；

质量块，活动设于所述活动腔中；

敏感梁，长轴两端分别通过设有压敏元件的测量段与所述框架和所述质量块连接；以及

第一支撑梁，长轴两端分别与所述敏感梁的中部和所述框架连接，所述第一支撑梁在所述质量块感测方向上的刚度小于在与质量块感测方向垂直的方向上的刚度。

进一步地，所述第一支撑梁在所述质量块感测方向上的厚度小于所述敏感梁在所述质量块感测方向上的厚度。

进一步地，所述测量段包括敏感细梁；所述敏感细梁的长轴两端分别与所述敏感梁端部和所述质量块连接；所述敏感细梁的宽度方向垂直于所述质量块的感测方向，所述敏感梁的宽度方向垂直于所述质量块的感测方向，所述敏感细梁的宽度小于敏感梁的宽度；所述敏感细梁宽度方向上的一侧设有最小距离限位块，所述最小距离限位块位于所述敏感梁的端面和所述质量块与所述敏感梁端面相对的侧面之间。

进一步地，所述敏感细梁的厚度方向平行于所述质量块的感测方向，所述敏感梁的厚度方向平行于所述质量块的感测方向，所述敏感细梁的厚度小于所述敏感梁的厚度；所述压敏元件设于所述敏感细梁厚度方向上的一侧。

进一步地，所述敏感梁位于所述活动腔内且平行于所述质量块靠近所述敏感梁的侧边，所述第一支撑梁位于所述活动腔内并处于所述敏感梁远离所述质量块的一侧，所述第一支撑梁与所述敏感梁平行设置。

进一步地，所述压阻式加速度传感器还包括：