[发明专利]一种四压力膜结构差动型石英梁谐振压力传感器

权利要求书

1.一种四压力膜结构差动型石英梁谐振压力传感器，其特征在于：包括叠设在一起的压力膜层和谐振层；

所述压力膜层上形成有第一压力膜、第二压力膜、第三压力膜和第四压力膜，所述第一压力膜的正面设有第一凸台，所述第二压力膜的正面设有第二凸台，所述第三压力膜的正面设有第三凸台，所述第四压力膜的正面设有第四凸台；

所述第一压力膜、所述第二压力膜、所述第三压力膜和所述第四压力膜均呈矩形且尺寸相同，所述第一压力膜和所述第二压力膜呈左右分布且前后侧边齐平，所述第三压力膜和所述第四压力膜也呈左右分布且前后侧边齐平，所述第一凸台处于所述第一压力膜的左右方向中线上并位于所述第一压力膜的前后方向中线左侧，所述第二凸台处于所述第二压力膜的左右方向中线上并位于所述第二压力膜的前后方向中线右侧，所述第三凸台处于所述第三压力膜的左右方向中线上并位于所述第三压力膜的前后方向中线右侧，所述第四凸台处于所述第四压力膜的左右方向中线上并位于所述第四压力膜的前后方向中线左侧；

所述第一凸台、所述第二凸台、所述第三凸台和所述第四凸台均呈长方体形且尺寸相同，所述第一凸台距所述第一压力膜的左侧边的距离、所述第二凸台距所述第二压力膜的右侧边的距离、所述第三凸台距所述第三压力膜的右侧边的距离以及所述第四凸台距所述第四压力膜的左侧边的距离相同；

所述谐振层上具有镂空区，所述镂空区中形成有第一锚点、第二锚点、第三锚点、第四锚点、连接在所述第一锚点和所述第二锚点之间的双端固支第一悬空石英梁以及连接在所述第三锚点和所述第四锚点之间的双端固支第二悬空石英梁，且所述双端固支第一悬空石英梁和所述双端固支第二悬空石英梁结构和尺寸相同，所述双端固支第一悬空石英梁和所述双端固支第二悬空石英梁相互平行且两端齐平；

所述压力膜层为一块硅片，所述第一压力膜、所述第二压力膜、所述第三压力膜和所述第四压力膜均通过在所述硅片的正面和背面的相应区域刻蚀出凹槽而形成，所述压力膜层的正面位于所述第一压力膜和所述第二压力膜之间开有与所述双端固支第一悬空石英梁配合的第一让位槽道，所述压力膜层的正面位于所述第三压力膜和所述第四压力膜之间开有与所述双端固支第二悬空石英梁配合的第二让位槽道；

所述镂空区中还形成有由一根横梁和两根纵梁构成的双十字梁，所述第一锚点、所述第二锚点、所述第三锚点和所述第四锚点分别设置在两根所述纵梁的由所述横梁隔成的四部分上；

所述第一压力膜、所述第二压力膜、所述第三压力膜和所述第四压力膜背面同时承受压力时，所述第一凸台朝向所述第二凸台倾斜，所述第二凸台朝向所述第一凸台倾斜，所述第三凸台朝向背对所述第四凸台的一侧倾斜，所述第四凸台朝向背对所述第三凸台的一侧倾斜，所述第一凸台与所述第一锚点接合，所述第二凸台与所述第二锚点接合，所述第三凸台与所述第三锚点接合，所述第四凸台与所述第四锚点接合。

2.如权利要求1所述的四压力膜结构差动型石英梁谐振压力传感器，其特征在于：所述第一凸台与所述第一锚点、所述第二凸台与所述第二锚点、所述第三凸台与所述第三锚点以及所述第四凸台与所述第四锚点之间均通过静电键合的方式接合。

3.如权利要求1所述的四压力膜结构差动型石英梁谐振压力传感器，其特征在于：所述谐振层为一块石英片，所述第一锚点、所述第二锚点、所述第三锚点、所述第四锚点、所述双端固支第一悬空石英梁、所述双端固支第二悬空石英梁和所述双十字梁通过将所述镂空区中除所述第一锚点、所述第二锚点、所述第三锚点、所述第四锚点、所述双端固支第一悬空石英梁、所述双端固支第二悬空石英梁和所述双十字梁之外的部分刻蚀掉而形成。