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公开(公告)号：CN108709549B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201810530684.4
申请日：2018-05-29
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开一种基于纳米光栅的单片集成陀螺仪及其加工方法，陀螺仪包括集成光源、带纳米光栅微谐振器和集成光电转换器；集成光源上对称设有第一反射面，两个第一反射面外侧分别设有光源，相邻两个第一发射面和光源之间设有第一光路；微谐振器由上至下包括盖帽、微谐振器和衬底，微谐振器包括质量块、驱动框架和解耦梁结构，可动光栅附着在微谐振器的质量块下方，可动光栅下方的衬底设有固定光栅，盖帽对应驱动框架四周处设有第一通孔，集成光源设有第二通孔；集成光电转换器上对称设有第二反射面，两个第二反射面外侧分别设有集成光电二极管，相邻两个第二发射面和集成光电二极管之间设有第二光路。本发明测量精度和集成度高、体积小、实用性强。
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公开(公告)号：CN107015016A
公开(公告)日：2017-08-04
申请号：CN201710378413.7
申请日：2017-05-25
Applicant: 东南大学
IPC: G01P3/44 , G01P15/08 , G01P15/125 , G01C19/5733 , G01C19/5769 , B81B7/00 , B81C3/00
CPC classification number: G01P3/44 , B81B7/0009 , B81C3/001 , G01C19/5733 , G01C19/5769 , G01P15/0802 , G01P15/125
Abstract: 本发明公开了一种基于SOI封装的六轴微惯性器件，包括单片集成的六轴微惯性器件、玻璃衬底、金属电极、金属引线、SOI盖帽和SOI密封墙；六轴微惯性器件通过阳极键合工艺键合在玻璃衬底上；金属电极为一个以上，均匀设置在玻璃衬底一侧，金属电极通过金属引线与六轴微惯性器件相接，SOI盖帽设在玻璃衬底正上方，SOI密封墙设在SOI盖帽和SOI密封墙之间，形成空腔结构；每个金属电极正上方的SOI盖帽上设有梯形电极孔，梯形电极孔正下方的SOI密封墙上设有垂直贯通；梯形电极孔、垂直贯通与金属电极一一对应。本发明具有全解耦、质量小、结构精巧、成本低和便于批量生产等优点，在单个器件内同时实现了对三轴的加速度和角速度的检测，应用范围广，有着良好的市场前景。
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公开(公告)号：CN108195366B
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201711429077.0
申请日：2017-12-26
Applicant: 东南大学
IPC: G01C19/58
Abstract: 本发明公开一种基于双层纳米光栅的微纳陀螺仪的加工方法，包括以下步骤：首先清洗SOI晶圆，干燥，在SOI晶圆表面采用低压化学气相沉积方法沉积一层氮化硅作为第一层掩膜，接着在氮化硅掩膜表面旋涂光刻胶层，并固化；采用深硅刻蚀工艺在SOI晶圆器件层加工得到双质量微谐振器的结构；采用机械抛光减薄SOI晶圆，清洗表面，利用电子束曝光在光刻胶层上得到固定光栅的图案，在盖帽上表面喷涂光刻胶层，利用第四块光刻胶定义金属焊盘的位置，然后通过剥离工艺得到通孔内的金属焊盘，该金属焊盘通过引线键合与金属导线结合，实现器件层内外的电信号传输。本发明具有测量精度高、不受电磁干扰和便于批量生产优点，应用范围广，有着良好的市场前景。
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公开(公告)号：CN108955664A
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201810809702.2
申请日：2018-07-23
Applicant: 东南大学
IPC: G01C19/5698
Abstract: 本发明公开了一种基于光学微腔的全解耦环形微陀螺仪及其加工方法，微陀螺仪由上至下包括盖帽和晶圆，所述晶圆包括上层的器件层和下层的衬底层，器件层设有若干电极、谐振子、第一光学微腔、第二光学微腔、第一光波导和第二光波导，所述电极与谐振子内壁相邻，构成电容，第一光波导和第二光波导对称分布于谐振子两侧，第一光学微腔和第二光学微腔分别与第一光波导和第二光波导相邻，且第一光学微腔和第二光学微腔均与谐振子相连。本发明采用光学检测方案，相比传统的微机电陀螺仪，该陀螺仪的可靠性和测量精度都可以达到一个更高的水平。
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公开(公告)号：CN107389050B
公开(公告)日：2020-07-31
申请号：CN201710536434.7
申请日：2017-07-04
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开一种内外电极间隙精确控制的微半球谐振陀螺仪，包括玻璃衬底、玻璃盖帽、密封墙、多晶硅微半球谐振子、基准电极、八个悬空的内电极、八个第一支撑柄、八个支撑柱、十六个外电极、环形电极、第一电极孔、八个第二电极孔、十六个第三电极孔和第四电极孔。本发明采用内、外电极以及环形电极结合，适用于全角模式的控制电路，可以提高陀螺测量的精度和范围。本发明通过精细电极的加工工艺实现了对电极间隙的精确控制，同时增大了电极的电容，提高了驱动的效率和测量的灵敏度。本发明实现了陀螺仪的晶圆级真空封装，性能优良，在高精度的姿态角测量上有较大的应用潜力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110342453A
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201910535475.3
申请日：2019-06-20
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪及其加工封装方法，陀螺仪的SOI结构自上而下为硅器件层、二氧化硅绝缘层和硅衬底层；硅器件层的第一金属键合区设置于其框架上表面四周，框架中间设有第一十字形通孔，检测组件设于第一十字形通孔内；二氧化硅绝缘层设有与第一十字形通孔相对应的第二十字形通孔，检测组件周围放置在二氧化硅绝缘层上；硅衬底层内设有若干背部通孔；玻璃盖帽背面中心区域设有金属光栅，金属光栅外围区域设有与第一十字形通孔对应的十字形腔体，且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结构和玻璃盖帽键合连接。本发明尺寸小、密封性良好、灵敏度高，能实现高精度的光学检测。
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公开(公告)号：CN108195366A
公开(公告)日：2018-06-22
申请号：CN201711429077.0
申请日：2017-12-26
Applicant: 东南大学
IPC: G01C19/58
Abstract: 本发明公开一种基于双层纳米光栅的微纳陀螺仪及其加工方法，基于双层纳米光栅的微纳陀螺仪包括玻璃衬底、支撑结构、双质量块微谐振器和玻璃盖帽，玻璃衬底、支撑结构和玻璃盖帽由下至上依次连接形成空腔结构，双质量块微谐振器设在支撑结构内；双质量块微谐振器包括两组质量块、驱动框架、解耦梁和可动光栅，可动光栅设在质量块中心部，驱动框架设在质量块四周，解耦梁设在质量块外周四个拐角处，每个可动光栅正下方的支撑结构底部均设有固定光栅；玻璃盖帽上对应驱动框架位置均匀设有电极通孔，每个电极通孔内均设有与驱动框架相接的金属焊盘。本发明具有质量小、测量精度高、不受电磁干扰和便于批量生产优点，应用范围广，有着良好的市场前景。
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公开(公告)号：CN110342453B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN201910535475.3
申请日：2019-06-20
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪及其加工封装方法，陀螺仪的SOI结构自上而下为硅器件层、二氧化硅绝缘层和硅衬底层；硅器件层的第一金属键合区设置于其框架上表面四周，框架中间设有第一十字形通孔，检测组件设于第一十字形通孔内；二氧化硅绝缘层设有与第一十字形通孔相对应的第二十字形通孔，检测组件周围放置在二氧化硅绝缘层上；硅衬底层内设有若干背部通孔；玻璃盖帽背面中心区域设有金属光栅，金属光栅外围区域设有与第一十字形通孔对应的十字形腔体，且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结构和玻璃盖帽键合连接。本发明尺寸小、密封性良好、灵敏度高，能实现高精度的光学检测。
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公开(公告)号：CN109974681B
公开(公告)日：2021-01-26
申请号：CN201910278354.5
申请日：2019-04-09
Applicant: 东南大学
IPC: G01C19/5684
Abstract: 本发明公开了一种基于光波导的盘式谐振陀螺仪及其加工封装方法，陀螺仪包括键合连接的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；硅器件层的中心区域为圆形锚点，圆形锚点外围同心设有圆环凹槽结构，圆环凹槽结构外围均匀分布有光学结构，每个光学结构外面设有相应的电极焊盘；硅衬底层内打有若干背部通孔；二氧化硅绝缘层设有圆环形凹槽使得圆环凹槽和背部通孔联通；玻璃盖帽的腔体设在玻璃盖帽背面中间区域，玻璃盖帽上与纳米光栅相对位置设有底部不打通的光栅圆孔，与电极焊盘相对位置设有底部完全打通的电极圆孔。本发明尺寸小、密封性良好、灵敏度高，能实现高精度的光学检测。
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公开(公告)号：CN108955664B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201810809702.2
申请日：2018-07-23
Applicant: 东南大学
IPC: G01C19/5698
Abstract: 本发明公开了一种基于光学微腔的全解耦环形微陀螺仪及其加工方法，微陀螺仪由上至下包括盖帽和晶圆，所述晶圆包括上层的器件层和下层的衬底层，器件层设有若干电极、谐振子、第一光学微腔、第二光学微腔、第一光波导和第二光波导，所述电极与谐振子内壁相邻，构成电容，第一光波导和第二光波导对称分布于谐振子两侧，第一光学微腔和第二光学微腔分别与第一光波导和第二光波导相邻，且第一光学微腔和第二光学微腔均与谐振子相连。本发明采用光学检测方案，相比传统的微机电陀螺仪，该陀螺仪的可靠性和测量精度都可以达到一个更高的水平。
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