[发明专利]一种曲线高过载谐振式微加速度计芯片

摘要

一种曲线高过载谐振式微加速度计芯片，由硅基底和石英音叉梁构成，硅基底包括敏感质量块，敏感质量块和支撑框架通过柔性支撑梁、安装支撑梁连接成整体，敏感质量块上刻蚀出安装空槽和安装对准标记，支撑框架上设有两个安装对准标记，石英音叉梁安装于安装空槽上方，石英音叉梁两端的石英梁底座分别与安装对准标记对齐；石英音叉梁上四面溅射电极，用于石英音叉梁的激振，石英梁底座与外部电路相连接，支撑框架上的过载结构和敏感质量块上的过载结构配合，保护过载工况下的柔性支撑梁和石英音叉梁不受损坏，两根石英音叉梁的频率差与加速度成比例关系，测量频率的差值从而得到加速度的大小数值，本发明具有精度高，体积小，批量化等优点。

主权项

1.一种曲线高过载谐振式微加速度计芯片，由硅基底和石英音叉梁构成，其特征在于：硅基底包括敏感质量块(1)、支撑框架(2)、柔性支撑梁(4)和安装支撑梁(3)，敏感质量块(1)和支撑框架(2)通过柔性支撑梁(4)、安装支撑梁(3)连接成为一个整体，敏感质量块(1)上刻蚀出第一安装空槽(5a)、第二安装空槽(5b)和第三安装对准标记(8a)、第四安装对准标记(8b)；柔性支撑梁(4)位于芯片的对角线A上，对称分布，安装支撑梁(3)对称分布于对角线A两侧，第一安装空槽(5a)和第二安装空槽(5b)对称于对角线A分布，支撑框架(2)上设有第一安装对准标记(7a)、第二安装对准标记(7b)，第一安装对准标记(7a)、第二安装对准标记(7b)对称于对角线A分布，第三安装对准标记(8a)、第四安装对准标记(8b)对称于对角线A分布，第一石英音叉梁(9a)安装于第一安装空槽(5a)上方，第一石英音叉梁(9a)两端的石英梁第二底座(11a)、石英梁第一底座(10a)分别与第一安装对准标记(7a)、第三安装对准标记(8a)对齐；第二石英音叉梁(9b)安装于第二安装空槽(5b)上方，第二石英音叉梁(9b)两端的石英梁第四底座(11b)、石英梁第三底座(10b)分别与第二安装对准标记(7b)、第四安装对准标记(8b)对齐；第一石英音叉梁(9a)、第二石英音叉梁(9b)四面溅射电极，用于石英音叉梁的激振，石英梁第二底座(11a)、石英梁第一底座(10a)、石英梁第四底座(11b)、石英梁第三底座(10b)用于与外部电路相连接；所述的支撑框架(2)上的第一过载结构(6a)和敏感质量块(1)上的第二过载结构(6b)组成过载结构，第一过载结构(6a)和第二过载结构(6b)的形状均为正弦曲线，由同一个三角函数生成，第一过载结构(6a)由第二过载结构(6b)从c点沿A方向向右上方平移20um后，并绕c点顺时针旋转而获得，c点为敏感质量块(1)的顶点，旋转角度由过载要求确定，从c点开始沿曲线方向，两条曲线各对应位置之间的距离为15‑25um不等，以保证敏感质量块(1)上的第二过载结构(6b)在转过某个角度后恰好能与支撑框架(2)上的第一过载结构(6a)接触处完全重合，起到接触保护的作用，其中顺时针旋转的角度由敏感质量块(1)和过载结构的几何关系确定。