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公开(公告)号：CN111780737B
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202010581794.0
申请日：2020-06-23
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01C19/5621 , G01C19/5614 , G01C19/5726 , G01C19/5733 , G01C19/56
Abstract: 本发明公开了一种基于音叉驱动效应的高精度水平轴硅微陀螺仪，包括：包括盖帽层、陀螺仪敏感结构和衬底层；其中，盖帽层和衬底层相连接组成内部真空结构，陀螺仪敏感结构设置于内部真空结构；陀螺敏感结构包括第一驱动梳齿组、第二驱动梳齿组、第三驱动梳齿组、第四驱动梳齿组、第一驱动检测梳齿、第二驱动检测梳齿、第三驱动检测梳齿、第四驱动检测梳齿、第一驱动弹性梁组、第二驱动弹性梁组、第一检测弹性梁组、第二检测弹性梁组、锚区组、第一质量块、第二质量块、耦合弹性梁、第一驱动框架和第二驱动框架。本发明实现了俯仰和滚动角速率的测量，并减小了惯性测量单元的体积。
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公开(公告)号：CN114234949A
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202111357289.9
申请日：2021-11-16
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01C19/5733 , B81B3/00 , B81B7/02
Abstract: 本发明公开了一种具有应变自抵消的抗过载MEMS可动结构，包括：第一可动质量块、第二可动质量块、第一结构单元、第二结构单元、第三结构单元、第四结构单元、第一抗过载固定锚区、第二抗过载固定锚区、第一抗过载应变梁、第二抗过载应变梁、第一抗过载支撑梁和第二抗过载支撑梁；其中，第一结构单元、第二结构单元、第三结构单元和第四结构单元的结构相同，均包括质量块梳齿、驱动梳齿、驱动梳齿锚区、转动振动梁、转动调整梁、弯曲振动梁固定锚区、弯曲振动梁、应力释放梁。本发明避免可动MEMS结构在运动方向受到大冲击时，由于结构位移过大造成结构断裂，可应用于MEMS陀螺结构设计中，提高结构抗过载特性，提高谐振频率稳定性，降低驱动检测正交耦合。
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公开(公告)号：CN112551474A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202011449368.8
申请日：2020-12-09
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种具有面内止挡的MEMS可动结构，包括固定锚区、可动结构弹性梁、质量块框架、质量块、止挡弹性梁、止挡块、质量块梳齿、驱动梳齿以及驱动梳齿锚点。采用弹性梁支撑止挡块，当质量块位移过大与弹性梁碰撞时，弹性梁形变提供缓冲，避免结构损伤。止挡块与质量块连接在相同的固定锚区上，具有相同的电位，不会发生电学短路。在弹性梁不同位置设计不同尺寸的止挡块，质量块位移过大时首先与伸长量最大的止挡块接触，位移继续增大时，质量块才与其他止挡块接触，使大冲击下止挡块弹性梁刚度提高，降低冲击位移，满足不同大小冲击止挡需求，避免结构损伤。降低止挡结构与质量块间接触面积，避免结构在清洗过程中由于液体表面张力造成吸附粘连。
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公开(公告)号：CN112284368A
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN202010997288.X
申请日：2020-09-21
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01C19/5621 , G01C19/5733
Abstract: 本发明公开了一种全差分高精度X轴硅微陀螺仪，包括质量块组、驱动单元、检测单元。驱动单元接收外部输入的电信号，产生静电力，驱动质量块沿X方向做简谐振动；质量块组中各质量块在作简谐振动的同时敏感外界绕Y轴的角速率，受到科里奥利力沿Z轴方向振动，在Z轴方向上产生位移；检测单元，将各质量块在Z轴方向上的位移，转换成电信号输出。质量块组采用全对称的四质量块结构设计，形成全差分输出，可以有效减小检测相对非线性误差，提高检测灵敏度，同时可减小外界因素对陀螺性能的影响，环境适应性强。驱动单元和检测单元采用机械解耦结构设计，可有效的减小驱动模态和检测模态的机械耦合，提高检测精度。
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公开(公告)号：CN110467148A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910730860.3
申请日：2019-08-08
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 本发明涉及一种圆片级封装MEMS芯片结构及其加工方法，通过盖帽层、器件层和衬底层依次键合，形成一个可供器件层的梳齿微结构移动的空腔结构。封装腔体内电学信号首先通过衬底层上布置的双层金属引线的第一层引线跨越衬底键合密封环从结构侧面引出，在完成金属共晶键合圆片级真空封装后，通过在衬底晶圆背面金属电极对应位置进行深硅刻蚀形成通孔，利用导电材料填充通孔或形成导电硅柱，在背面进行电极引出。该结构可采用倒装焊的方式实现与信号处理电路集成，与从封装腔室内制作TSV通孔进行电学引出方式相比，避免了由于绝缘介质填充空洞造成的封装气密性问题，也避免了由于填充材料与硅材料热膨胀系数失配造成的温度稳定性和可靠性问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109399549A
公开(公告)日：2019-03-01
申请号：CN201811196917.8
申请日：2018-10-15
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
Abstract: 一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构，涉及微机械静电驱动技术领域；包括n组相同的直线形梳齿组；n组直线形梳齿组水平均匀分布在外部器件的水平侧壁上；每组直线形梳齿组包括静梳齿和动梳齿；静梳齿和动梳齿为交错配合的E型结构；在外部静电的驱动下；动梳齿沿外部器件的水平侧壁，相对静梳齿进行靠近或远离的直线运动；静梳齿与动梳齿配合时，第一动电极伸入第一定电极和第二定电极之间；第二动电极伸入第二定电极和第三定电极之间；第三动电极设置在第三定电极之间外侧；本发明实现了在于传统技术同样的真空环境和驱动电压下，得到更大的驱动行程，且未增加工艺难度。
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公开(公告)号：CN105258688B
公开(公告)日：2017-12-22
申请号：CN201510726924.4
申请日：2015-10-30
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01C19/5614 , G01C19/5621
Abstract: 本发明具有温度应力补偿和振动解耦能力的硅微谐振加速度计，包括质量块，杠杆，杠杆支撑悬臂，谐振音叉，质量块支撑臂等主要组成部分。当加速计所处环境温度发生改变时，谐振梁的长度将随之改变。杠杆支撑悬臂的热变形大小与谐振梁热应变保持匹配，使谐振梁轴向的热应力的到充分的释放，谐振音叉的谐振频率不受热应力的影响。音叉振动时，轴向产生微弱的位移牵动质量块振动，并牵连另一侧音叉形成振动耦合。两个音叉的振动频率相同时，振动频率不随载荷的变化而变化，形成灵敏度死区。这个范围的大小与振动耦合程度直接相关。所以本发明将加速度计结构整体分为对称的两部分，中间两个质量块由质量块支撑梁分别支撑，将灵敏度死区缩小到最小水平。
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公开(公告)号：CN105329848A
公开(公告)日：2016-02-17
申请号：CN201510632791.4
申请日：2015-09-29
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
CPC classification number: B81C1/00539 , G01P15/0802
Abstract: 本发明MEMS三明治加速度计敏感芯片的湿法腐蚀加工方法，通过对硅晶圆上生长单层氧化层，对单层氧化膜层进行3次双面光刻腐蚀，精确控制每次腐蚀深度，将单层氧化膜层分成不同结构的3层氧化膜层。在60～80℃温度条件下对硅晶圆进行湿法腐蚀，第一次腐蚀硅时间为20～30分钟，腐蚀掉第1层氧化膜层；第二次腐蚀硅为150～160分钟，腐蚀掉第2层氧化膜层；第三次腐蚀在30～40℃温度条件下对硅晶圆进行湿法腐蚀，时间为30～40分钟，腐蚀掉第3层氧化膜层。本发明能加工出表面光滑、尺寸精度满足要求的敏感芯片，本方法的改进使敏感芯片的质量和成品率得到很大的提高。
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公开(公告)号：CN105258688A
公开(公告)日：2016-01-20
申请号：CN201510726924.4
申请日：2015-10-30
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01C19/5614 , G01C19/5621
CPC classification number: G01C19/5614 , G01C19/5621
Abstract: 本发明具有温度应力补偿和振动解耦能力的硅微谐振加速度计，包括质量块，杠杆，杠杆支撑悬臂，谐振音叉，质量块支撑臂等主要组成部分。当加速计所处环境温度发生改变时，谐振梁的长度将随之改变。杠杆支撑悬臂的热变形大小与谐振梁热应变保持匹配，使谐振梁轴向的热应力的到充分的释放，谐振音叉的谐振频率不受热应力的影响。音叉振动时，轴向产生微弱的位移牵动质量块振动，并牵连另一侧音叉形成振动耦合。两个音叉的振动频率相同时，振动频率不随载荷的变化而变化，形成灵敏度死区。这个范围的大小与振动耦合程度直接相关。所以本发明将加速度计结构整体分为对称的两部分，中间两个质量块由质量块支撑梁分别支撑，将灵敏度死区缩小到最小水平。
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公开(公告)号：CN102175890A
公开(公告)日：2011-09-07
申请号：CN201110006333.1
申请日：2011-01-12
Applicant: 北京航天控制仪器研究所
IPC: G01P15/125 , B81B3/00
Abstract: 一种三明治式平动式闭环硅微加速度计，包括上固定电极(6)、可动硅电极、下固定电极(7)。可动硅电极的可动部分包括：8个A杆(2)、8个B杆(4)、4个C梁(3)和敏感质量块(5)。2个A杆(2)、2个B杆(4)与1个C梁(3)为一组。同一组中，2个A杆(2)相同轴；2个B杆(4)相同轴；A杆(2)与B杆(4)相平行，且A杆(2)与C梁(3)的对称轴相垂直；C梁(3)的一端通过2个A杆(2)与锚区(1)相连，C梁(3)的另一端通过2个B杆(4)与敏感质量块(5)相连。采用本发明的加速度计结构可以在国内现有微机械工艺下，仅用三层圆片实现大敏感质量、大敏感电容正对面积的闭环硅微加速度计，达到了二阶扭转模态超过一阶平动模态自振频率四倍以上的效果。
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