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CN110342453B 一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪及其加工封装方法
申请日：2019.06.20
IPC分类号：B81B7/00
公开日：20220211
申请人：东南大学
发明人：夏敦柱;宫旭亮;李锦辉;黄泠潮
一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪及其加工封装方法
基于双光栅检测的微机电陀螺仪
MEMS加工技术未标准化，使用MEMS加工技术制备纳米光栅的误差较大，导致测量偏差较大；对光栅检测理论的研究仍处于初期阶段，复杂的光栅模型很难建立精确的数学模型；关于光学检测技术和MEMS技术的结合的研究仍然较少
提供一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪及其加工封装方法，基于双光栅检测陀螺仪，通过双光栅的衍射来检测角速度输入，实现光电分离，消除了寄生电容的影响，同时提高了检测精度。
陀螺仪尺寸小、密封性良好、灵敏度高，能实现高精度的光学检测，加工封装方法工艺简单，适合批量化生产
申请号：CN201910535475.3
公开（公告）号：CN110342453B
申请日：2019.06.20
公开（公告）日：20220211
优先权：
同族：中国
同族引用文献：6
同族施引专利：3
申请人：东南大学
申请人地址：211102 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
权利人：东南大学
权利人地址：211102 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
发明人：夏敦柱;宫旭亮;李锦辉;黄泠潮
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：徐红梅
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1.一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪，其特征在于：包括SOI结构和玻璃盖帽，SOI结构自上而下分别是硅器件层、二氧化硅绝缘层和硅衬底层；其中：
硅器件层包括框架、第一金属键合区和检测组件，第一金属键合区设置于框架上表面四周，框架中间开设有第一十字形通孔，检测组件设置于第一十字形通孔内且与框架不接触；检测组件用于检测角速度输入，实现光电分离；
二氧化硅绝缘层设有与框架上的第一十字形通孔相对应的第二十字形通孔，第二十字形通孔比第一十字形通孔小，使得检测组件周围放置在二氧化硅绝缘层上；
硅衬底层内与第二十字形通孔相对应的区域开设有若干背部通孔；
玻璃盖帽背面中心区域设有金属光栅，金属光栅外围区域开设有与第一十字形通孔对应的十字形腔体，且十字形腔体的四个顶端均设有与检测组件连接的电极圆孔；玻璃盖帽背面四周设有第二金属键合区；
SOI结构和玻璃盖帽通过第一金属键合区和第二金属键合区键合连接；
其中，检测组件包括驱动电极、敏感电极、第一可动梳齿、第二可动梳齿、驱动梁、敏感梁、可动质量块、硅光栅和金属焊盘；其中，可动质量块设在中间区域，其水平方向对称设有驱动电极，竖直方向对称设有敏感电极；驱动电极依次通过第一可动梳齿和驱动梁与可动质量块连接，敏感电极依次通过第二可动梳齿和敏感梁与可动质量块连接；驱动电极驱动第一可动梳齿进而带动可动质量块沿水平方向运动，可动质量块产生的竖直运动分量带动第二可动梳齿，进而被敏感电极检测；每个驱动电极和敏感电极上方均设有相应的金属焊盘，金属焊盘与玻璃盖帽上的电极圆孔一一对应连接；硅光栅设在可动质量块中心区域。