[发明专利]一种基于面内谐振的MEMS黏密度传感器芯片及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于面内谐振的MEMS黏密度传感器芯片及其制备方法，包括硅基底和硅微谐振梁结构，其中硅微谐振梁结构包括中间的振子以及振子两侧的弹性连接梁和弹性固支梁，振子每侧两根相互垂直的连接梁组成T型梁结构，振子及其两侧的弹性固支梁和T型梁分别布有两根导线，两导线沿振子长度方向平行分布，分别用于通入一定频率的正弦交变电流和检测产生的感应电动势，根据硅微谐振梁谐振状态时感应电动势输出幅值的大小可获得硅微谐振梁在被测流体中的谐振频率，通过在不同流体中硅微谐振梁的谐振频率和品质因子来实现流体黏度和密度的测量。MEMS黏密度传感器芯片基于面内振动原理，使用电磁激励、电磁检测的方法实现流体黏度和密度的准确测量。

主权项

1.一种基于面内谐振的MEMS黏密度传感器芯片，其特征在于，包括硅基底(12)和硅微谐振梁结构，硅基底(12)上开设有窗口(12‑1)，硅微谐振梁结构设置在窗口(12‑1)内并与窗口(12‑1)连接；硅微谐振梁结构包括振子(1)、弹性连接梁、弹性固支梁以及导线；弹性连接梁包括第一弹性连接梁(2)、第二弹性连接梁(3)、第三弹性连接梁(4)和第四弹性连接梁(5)；弹性固支梁包括第一弹性固支梁(6)、第二弹性固支梁(7)、第三弹性固支梁(8)和第四弹性固支梁(9)；第一弹性连接梁(2)和第二弹性连接梁(3)相互垂直并组成T型梁结构，第一弹性连接梁(2)的一端与振子(1)相连，另一端与第二弹性连接梁(3)的中部连接，第二弹性连接梁(3)的两端分别与第一弹性固支梁(6)和第二弹性固支梁(7)的端部相连，第一弹性固支梁(6)和第二弹性固支梁(7)相互平行，均与第二弹性连接梁(3)垂直；第三弹性连接梁(4)和第四弹性连接梁(5)相互垂直并组成T型梁结构，第三弹性连接梁(4)与第一弹性连接梁(2)对称设置在振子(1)两侧，第三弹性连接梁(4)的一端与振子(1)相连，另一端与第四弹性连接梁(5)的中部连接，第四弹性连接梁(5)的两端分别与第三弹性固支梁(8)和第四弹性固支梁(9)的端部相连，第三弹性固支梁(8)和第四弹性固支梁(9)相互平行，均与第四弹性连接梁(5)垂直；第一弹性连接梁(2)、第二弹性连接梁(3)、第一弹性固支梁(6)和第二弹性固支梁(7)连接而成的整体与第三弹性连接梁(4)、第四弹性连接梁(5)、第三弹性固支梁(8)和第四弹性固支梁(9)连接而成的整体关于振子(1)对称；第一弹性连接梁(2)和第三弹性连接梁(4)的中心线与振子(1)的长度方向的中心线重合；第一弹性固支梁(6)、第二弹性固支梁(7)、第三弹性固支梁(8)和第四弹性固支梁(9)的另一端固定于硅基底(12)的窗口(12‑1)的边缘上；导线包括对称设置的第一导线(10)和第二导线(11)，第一导线(10)沿着第三弹性固支梁(8)、第四弹性连接梁(5)、振子(1)的长度方向的中心线、第一弹性连接梁(2)、第二弹性连接梁(3)和第一弹性固支梁(6)的路径设置；第二导线(11)沿着第四弹性固支梁(9)、第四弹性连接梁(5)、振子(1)的长度方向的中心线、第一弹性连接梁(2)、第二弹性连接梁(3)和第二弹性固支梁(7)的路径设置。