[发明专利]一种硅玻璃镶嵌结构微机械差分电容式压力计

摘要

本发明公开了一种微机械差分电容式压力计。该压力计的两个电容由4个电容极板组成：附于硅杯结构敏感膜片上的第一、第四极板与附于中间支撑层结构两表面的第二、第三极板。本压力计基于压力计结构中基本的硅杯结构，当压力作用于敏感膜片时，膜片变形，膜片通过中间支柱带动另一硅杯上膜片的移动，附于敏感膜片上的两极板也随之移动，改变了两个极板相对中间固定的极板之间的间距，从而使得上下两个电容的电容值发生变化，形成差动的信号输出。该压力计的制备工艺简单，可制备完全对称的差动结构，利用差动结构的优点，实现对压力的精确差动检测。

主权项

一种硅玻璃镶嵌结构微机械差分电容压力计，其特征自下而上包括：感应压力的上硅杯结构(其中包含敏感膜片与膜片中间相连接的硅岛)，附于敏感膜片上的第一极板结构，与硅杯结构通过绝缘结构连接中间支撑层结构(包括与敏感膜片通过绝缘结构连接支柱结构)，附于支撑层上的第二极板结构，与上硅杯结构对称的下硅杯结构，附于中间支撑层的第三极板结构，附于下硅杯敏感膜片的第四极板结构，由上下硅杯与中间支撑层组成的密封腔体结构，其特征在于：上硅杯结构中的膜片会因压力的作用而产生形变，敏感膜片带动第一极板移动，，支柱结构随上硅杯结构膜片移动，带动下硅杯结构膜片移动，第四极板随下硅杯结构膜片移动，由第一极板与第二极板构成的上电容与由第三极板与第四极板构成的下电容随即发生相反变化，形成差动结构；第一极板与第四极板由金属电极组成，其形状为方形除去中间圆形孔结构，极板的引出通过与低电阻硅形成欧姆接触，经上下硅杯作为导体引出至密封腔体外，经金属与低电阻硅形成欧姆接触后，由金属压焊电极引出；第二极板与第三极板由金属电极组成，其形状为方形除去中间圆形或其他形状孔结构，极板的引出通过与低电阻硅形成欧姆接触，经中间硅支撑层作为导体引出至密封腔体外，经金属与低电阻硅形成欧姆接触后，由金属压焊电极引出，第二极板与第三极板实为经中间硅支撑层连接在一起的同一极板；硅杯结构与中间支撑层结构经玻璃材料相连接，玻璃材料本身绝缘，经熔融工艺与阳极键合工艺等将上下硅杯结构与中间支撑层结构连接在一起。