一种压电式微加速度传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种压电式微加速度传感器。所述的传感器包括敏感芯片和上、下玻璃板；其中，敏感芯片采用结构对称的环状结构，共包含八个上电极、八个下电极、八个压电层、支撑膜、质量块。所述的八个下电极置于支撑膜之上，八个压电层置于下电极之上，八个上电极置于压电层之上。质量块悬置于下电极之下并与支撑膜固定连接，质量块悬置于支撑膜之下，构成敏感芯片的可动部分。电极、压电层分别构成的圆环均与质量块同圆心。所述的敏感芯片与上、下玻璃板分别通过键合连接。本实用新型的压电式微加速度传感器的固有频率为14.8KHz以上，灵敏度为0.62pC/g。
【专利说明】一种压电式微加速度传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微电子机械系统领域，具体涉及一种压电式微加速度传感器，具有万向性，较高固有频率和较好的抗冲击特性。
【背景技术】
[0002]加速度传感器在很多不同的领域均有应用，如汽车、军工、航天航空、消费电子，医疗、工业等方面。有些加速度传感器需要在非常恶劣的环境下工作，如温度、强冲击、电磁干扰、暴露于多种化学物质中。该类型加速度传感器既需要在冲击过载等恶劣的环境过程中能够存活外，还要能正确接收冲击的信号。所以研制高安全过载、高量程、高触发灵敏度、抗干扰、低功耗的加速度传感器很有必要。压电式加速度传感器因其信噪比高，灵敏度高，响应频带宽，受外界干扰小，结构简单，寿命长，且无外部功能设备，在高冲击应用中受到高度重视。
[0003]压电式加速度传感器的工作原理是利用材料的压电效应，上下金属电极之间沉积一层压电层，通过悬臂梁或平面膜结构与下部质量块连接。当传感器受到力作用时，质量块会产生偏移，同时压电层会随之发生变形，压电层在发生应变的同时，将在上下两个电极间产生电荷。利用适当的外围电路将产生的电荷量转换为电压形式输出，根据此信号的大小，测出冲击力的大小，由牛顿第二定律得出加速度的值。对于悬臂梁结构，抗冲击能力较差，受到横向加速度发生扭转形变时容易遭到破坏。对于高冲击环境下的应用，抗冲击能力是很重要的指标。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种压电式微加速度传感器，使传感器的固有频率达到14kHz以上。对于高量程加速度传感器，抗冲击性是高量程加速度传感器的重要的参数指标，结构采用圆形结构，可以解决在高冲击下的强度问题。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的。
[0006]本实用新型的压电式微加速度传感器，其特征是，所述的传感器包括敏感芯片、上玻璃板、下玻璃板；其中，敏感芯片含有第一上电极、第二上电极、第三上电极、第四上电极、第五上电极、第六上电极、第七上电极、第八上电极、第一压电层、第二压电层、第三压电层、第四压电层、第五压电层、第六压电层、第七压电层、第八压电层、第一下电极、第二下电极、第三下电极、第四下电极、第五下电极、第六下电极、第七下电极、第八下电极、支撑膜、外框、圆柱状的质量块；其连接关系是，所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层与第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层分别构成内外两个圆环；第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极与第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极分别构成内外两个圆环；第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极与第一下电极、第四下电极、第五下电极、第八下电极分别构成内外两个圆环；所述的第一下电极、第二下电极、第三下电极、第四下电极、第五下电极、第六下电极、第七下电极、第八下电极设置于支撑膜上表面，并与支撑膜上表面固定连接；所述的第八压电层、第七压电层、第三压电层、第四压电层、第二压电层、第一压电层、第五压电层、第六压电层分别对应设置于第一下电极、第二下电极、第三下电极、第四下电极、第五下电极、第六下电极、第七下电极、第八下电极的上表面，并分别与第一下电极、第二下电极、第三下电极、第四下电极、第五下电极、第六下电极、第七下电极、第八下电极的上表面固定连接；所述的第一上电极、第二上电极、第三上电极、第四上电极、第五上电极、第六上电极、第七上电极、第八上电极分别对应设置于第一压电层、第二压电层、第三压电层、第四压电层、第五压电层、第六压电层、第七压电层、第八压电层的上表面，并分别与第一压电层、第二压电层、第三压电层、第四压电层、第五压电层、第六压电层、第七压电层、第八压电层的上表面固定连接。所述的质量块悬置于第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环之下，并与支撑膜固定连接。所述的支撑膜与外框固定连接。所述的敏感芯片与上玻璃板、下玻璃板通过键合连接。
[0007]所述的敏感芯片中的第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环的直径与第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环的直径相同;第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环的直径与第一下电极、第四下电极、第五下电极、第八下电极构成的圆环的直径相同。
[0008]所述的质量块与第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环为同轴设置。
[0009]所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层和第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层分别构成的内外两个圆环，第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极和第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极分别构成的内外两个圆环，与第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极和第一下电极、第四下电极、第五下电极、第八下电极分别构成的内外两个圆环均为同轴设置。
[0010]所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环的外圆的直径大于第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环的外圆的直径；所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环的内圆的直径小于第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环的内圆的直径；所述的第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环的外圆的直径大于第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环的外圆的直径；所述的第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环的内圆的直径小于第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环的内圆的直径。
[0011]所述的质量块表面圆的直径大于第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环的内圆的直径。
[0012]所述的上电极之间均留有间隔，下电极之间均留有间隔，压电层之间均留有间隔。
[0013]本实用新型的压电式微加速度传感器，当受到力作用时，质量块相对基体运动导致压电层发生变形，压电材料变形的同时，在上下电极之间产生电荷，通过外围检测电路就可知道加速度的大小。
[0014]本实用新型的压电式微加速度传感器的优点是:
[0015]1.本实用新型采用圆柱状质量块。由于采用圆柱状质量块,结构对称,受到任何方向的力，压电层都会发生形变，从而很好的解决触发引信的万向性问题。
[0016]2.质量块的大小可以根据灵敏度和频响的需要进行调整。
[0017]3.整个支撑膜是一个平面结构。由于采用平面结构，相对于悬臂梁结构具有更强的抗冲击能力；当受到横向加速度时，也不会因为扭曲变形使梁断裂。
[0018]4.环状压电层与悬臂梁结构的压电层相比，具有更大的有效面积，产生更多的电荷量。
[0019]5.压电层内外两环状结构可以根据灵敏度和频响的需要对内外圆直径大小进行调整，增大了设计的灵活性。
[0020]6.压电层内外两圆环部分不相连，提高电荷输出量。由于从固支端到质量块处径向应力的符号相反，将两个区域分开，使该两个区域产生的电荷相互叠加而不是相互抵消。将同一圆环的压电层分成四部分，也是为了防止电荷相互抵消。
[0021]7.质量块与外框之间的支撑膜部分为一平面结构，使敏感芯片占满一个单元，(其厚度与传感器的量程有关)，在工艺上会避免有很大难度的穿通、释放悬臂梁结构的过程。因此重复性好。
[0022]8.本实用新型的压电式微加速度传感器是由敏感芯片与上、下玻璃板键合在一起构成，该封装工艺简单，操作方便。
[0023]9.敏感芯片可动结构与上、下盖板之间有适当的距离，一方面使敏感芯片有足够的运动间隙，另一方面在条件合适的时候可以调整阻尼系数，这样保证了该器件工作频带较宽。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的压电式微加速度传感器分解图；
[0025]图2为本实用新型的压电式微加速度传感器中的敏感芯片结构示意图；
[0026]图3为本实用新型的压电式微加速度传感器中的敏感芯片俯视图；
[0027]图4为沿图3 A-A剖线的剖面图；
[0028]图5为沿图3 B-B剖线的剖面图；
[0029]图6为本实用新型的压电式微加速度传感器中的敏感芯片背面示意图；
[0030]图中，1.第一上电极 2.第二上电极 3.第三上电极 4.第四上电极
5.第五上电极 6.第六上电极 7.第七上电极 8.第八上电极 9.第一压电层 10.第二压电层 11.第三压电层 12.第四压电层 13.第五压电层 14.第六压电层 15.第七压电层 16.第八压电层 17.第一下电极 18.第二下电极 19.第三下电极 20.第四下电极 21.第五下电极22.第六下电极 23.第七下电极 24.第八下电极 25.支撑膜 26.质量块 27.敏感芯片 28.下玻璃 29.上玻璃 30.外框。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0032]实施例1
[0033]图1为本实用新型的压电式微加速度传感器分解图，图2为本实用新型的压电式微加速度传感器中的敏感芯片结构示意图，图3为本实用新型的压电式微加速度传感器中的敏感芯片俯视图，图4为沿图3 A-A剖线的剖面图，图5为沿图3 B-B剖线的剖面图，图6为本实用新型的压电式微加速度传感器中的敏感芯片背面示意图。在图1飞中，本实用新型的压电式微加速度传感器，包括敏感芯片27、上玻璃板29、下玻璃板28 ;其中，敏感芯片27含有第一上电极1、第二上电极2、第三上电极3、第四上电极4、第五上电极5、第六上电极6、第七上电极7、第八上电极8、第一压电层9、第二压电层10、第三压电层11、第四压电层12、第五压电层13、第六压电层14、第七压电层15、第八压电层16、第一下电极17、第二下电极18、第三下电极19、第四下电极20、第五下电极21、第六下电极22、第七下电极23、第八下电极24、支撑膜25、外框30、圆柱状的质量块26 ;其连接关系是，所述的第一压电层
9、第三压电层11、第五压电层13、第七压电层15构成一个圆环，第二压电层10、第四压电层12、第六压电层14、第八压电层16构成一个圆环；第一压电层9、第三压电层11、第五压电层13、第七压电层15与第二压电层10、第四压电层12、第六压电层14、第八压电层16分别构成内外两个圆环。所述的第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7构成一个圆环，第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8构成一个圆环；第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7与第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8分别构成内外两个圆环。所述的第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23构成一个圆环，第一下电极17、第四下电极20、第五下电极21、第八下电极24构成一个圆环；第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23与第一下电极17、第四下电极20、第五下电极21、第八下电极24分别构成内外两个圆环。所述的第一下电极17、第二下电极18、第三下电极19、第四下电极20、第五下电极21、第六下电极22、第七下电极23、第八下电极24设置于支撑膜25上表面,并与支撑膜25上表面固定连接；所述的第八压电层16、第七压电层15、第三压电层11、第四压电层12、第二压电层
10、第一压电层9、第五压电层13、第六压电层14分别对应设置于第一下电极17、第二下电极18、第三下电极19、第四下电极20、第五下电极21、第六下电极22、第七下电极23、第八下电极24的上表面，并分别与第一下电极17、第二下电极18、第三下电极19、第四下电极20、第五下电极21、第六下电极22、第七下电极23、第八下电极24的上表面固定连接；所述的第一上电极1、第二上电极2、第三上电极3、第四上电极4、第五上电极5、第六上电极6、第七上电极7、第八上电极8分别对应设置于第一压电层9、第二压电层10、第三压电层11、第四压电层12、第五压电层13、第六压电层14、第七压电层15、第八压电层16的上表面，并分别与第一压电层9、第二压电层10、第三压电层11、第四压电层12、第五压电层13、第六压电层14、第七压电层15、第八压电层16的上表面固定连接；所述的质量块26悬置于第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23构成的圆环之下，并与支撑膜25固定连接；所述的支撑膜25与外框30固定连接；所述的敏感芯片27与上玻璃板29、下玻璃板28分别通过键合连接。
[0034]所述的敏感芯片27中的第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7构成的圆环的直径与第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23构成的圆环的直径相同；第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8构成的圆环的直径与第一下电极17、第四下电极20、第五下电极21、第八下电极24构成的圆环的直径相同。
[0035]所述的质量块26与第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23构成的圆环为同轴设置。
[0036]所述的第一压电层9、第三压电层11、第五压电层13、第七压电层15和第二压电层
10、第四压电层12、第六压电层14、第八压电层16分别构成的内外两个圆环，第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7和第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8分别构成的内外两个圆环，与第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23和第一下电极17、第四下电极20、第五下电极21、第八下电极24分别构成的内外两个圆环均为同轴设置。
[0037]所述的第一压电层9、第三压电层11、第五压电层13、第七压电层15构成的圆环的外圆的直径比第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7构成的圆环的外圆的直径大35 μ m ;所述的第一压电层9、第三压电层11、第五压电层13、第七压电层15构成的圆环的内圆的直径比第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7构成的圆环的内圆的直径小35 μ m ;所述的第二压电层10、第四压电层12、第六压电层14、第八压电层16构成的圆环的外圆的直径比第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8构成的圆环的外圆的直径大35 μ m;所述的第二压电层10、第四压电层12、第六压电层14、第八压电层16构成的圆环的内圆的直径比第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8构成的圆环的内圆的直径小35 μ m。
[0038]所述的质量块26上表面圆的直径比第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23构成的圆环的内圆的直径大25 μ m。
[0039]所述的上电极之间均留有间隔，下电极之间均留有间隔，压电层之间均留有间隔。
[0040]所述的第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7之间间隔为60 μ m，第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8之间间隔为60 μ m;所述的第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23之间的间隔为60 μ m，第一下电极17、第四下电极20、第五下电极21、第八下电极24之间的间隔为60 μ m。
[0041]所述的第一压电层9、第三压电层11、第五压电层13、第七压电层15之间间隔为25 μ m,第二压电层10、第四压电层12、第六压电层14、第八压电层16之间间隔为25 μ m。
[0042]所述的第一压电层9、第三压电层11、第五压电层13、第七压电层15构成的圆环与第二压电层10、第四压电层12、第六压电层14、第八压电层16构成的圆环之间间隔为55 μ m0
[0043]所述的第一上电极1、第三上电极3、第五上电极5、第七上电极7构成的圆环与第二上电极2、第四上电极4、第六上电极6、第八上电极8构成的圆环之间间隔为90 μ m。
[0044]所述的第二下电极18、第三下电极19、第六下电极22、第七下电极23构成的圆环与第一下电极17、第四下电极20、第五下电极21、第八下电极24构成的圆环之间间隔为90 μ m0
[0045]所述的第一上电极1、第二上电极2、第三上电极3、第四上电极4、第五上电极5、第六上电极6、第七上电极7、第八上电极8与上玻璃板29之间的距离为80 μ m ;所述的质量块26的下表面与下玻璃板28之间的距离为90 μ m。一方面使敏感芯片有足够的运动间隙，另一方面在条件合适的时候可以调整阻尼系数。
[0046]本实施例中，敏感芯片长度为1800 μ m，宽度为1800 μ m，厚度为310 μ m ;质量块上表面圆直径为305 μ m,厚度为310 μ m ;外框内部圆直径为995 μ m,厚度为310 μ m ;支撑膜厚度为10 μ m。本实用新型的传感器固有频率约为15.7 kHz，灵敏度约0.62pC/g。
[0047]实施例2
[0048]本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环的外圆的直径比第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环的外圆的直径大45 μ m;所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环的内圆的直径比第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环的内圆的直径小45 μ m;所述的第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环的外圆的直径比第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环的外圆的直径大45 μ m;所述的第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环的内圆的直径比第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环的内圆的直径小45 μ m;质量块上表面圆的直径比第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环的内圆的直径大15 μ m ;第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极之间间隔为65 μ m，第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极之间间隔为65μπι;所述的第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极之间的间隔为65 μ m，第一下电极、第四下电极、第五下电极、第八下电极之间的间隔为65 μ m;第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层之间间隔为20 μ m，第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层之间间隔为20 μ m;第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环与第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环之间间隔为50 μ m ;第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环与第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环之间间隔为95 μ m;第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环与第一下电极、第四下电极、第五下电极、第八下电极构成的圆环之间间隔为95 μ m;第一上电极、第二上电极、第三上电极、第四上电极、第五上电极、第六上电极、第七上电极、第八上电极与上玻璃板之间的距离为100 μ m;所述的质量块的下表面与下玻璃板之间的距离为110 μ m ;质量块上表面圆直径为300 μ m ;外框内部圆直径为1000 μ m ;支撑膜厚度为50 μ m。本实用新型的传感器固有频率约为19.8kHz，灵敏度约 0.45pC/g。
[0049]实施例3
[0050]本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环的外圆的直径比第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环的外圆的直径大40 μ m;所述的第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环的内圆的直径比第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环的内圆的直径小40μπι;所述的第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环的外圆的直径比第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环的外圆的直径大40 μ m;所述的第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环的内圆的直径比第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环的内圆的直径小40 μ m;质量块上表面圆的直径比第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环的内圆的直径大21 μ m;第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极之间间隔为63 μ m，第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极之间间隔为63 μ m;所述的第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极之间的间隔为63 μ m，第一下电极、第四下电极、第五下电极、第八下电极之间的间隔为63 μ m;第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层之间间隔为23 μ m，第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层之间间隔为23 μ m;第一压电层、第三压电层、第五压电层、第七压电层构成的圆环与第二压电层、第四压电层、第六压电层、第八压电层构成的圆环之间间隔为53 μ m;第一上电极、第三上电极、第五上电极、第七上电极构成的圆环与第二上电极、第四上电极、第六上电极、第八上电极构成的圆环之间间隔为93 μ m;第二下电极、第三下电极、第六下电极、第七下电极构成的圆环与第一下电极、第四下电极、第五下电极、第八下电极构成的圆环之间间隔为93 μ m;第一上电极、第二上电极、第三上电极、第四上电极、第五上电极、第六上电极、第七上电极、第八上电极与上玻璃板之间的距离为90 μ m;所述的质量块的下表面与下玻璃板之间的距离为100 μ m ;质量块上表面圆直径为304 μ m ;外框内部圆直径为996 μ m ;支撑膜厚度为26 μ m。本实用新型的传感器固有频率约为16.2kHz，灵敏度约 0.56pC/g。
[0051 ] 本实用新型绝非仅局限于实施例。
【权利要求】
1.一种压电式微加速度传感器，其特征在于:所述的传感器包括敏感芯片(27)、上玻璃板(29)、下玻璃板(28);其中，敏感芯片(27)含有第一上电极(I)、第二上电极(2)、第三上电极(3)、第四上电极(4)、第五上电极(5)、第六上电极(6)、第七上电极(7)、第八上电极(8)、第一压电层(9)、第二压电层(10)、第三压电层(11)、第四压电层(12)、第五压电层(13)、第六压电层(14)、第七压电层(15)、第八压电层(16)、第一下电极(17)、第二下电极(18)、第三下电极(19)、第四下电极(20)、第五下电极(21)、第六下电极(22)、第七下电极(23)、第八下电极(24)、支撑膜(25)、外框(30)、圆柱状的质量块(26);其连接关系是，所述的第一压电层(9)、第三压电层(11)、第五压电层(13)、第七压电层(15)与第二压电层(10)、第四压电层(12)、第六压电层(14)、第八压电层(16)分别构成内外两个圆环；第一上电极(I)、第三上电极(3)、第五上电极(5)、第七上电极(7)与第二上电极(2)、第四上电极(4)、第六上电极(6)、第八上电极(8)分别构成内外两个圆环；第二下电极(18)、第三下电极(19)、第六下电极(22)、第七下电极(23)与第一下电极(17)、第四下电极(20)、第五下电极(21)、第八下电极(24)分别构成内外两个圆环；所述的第一下电极(17)、第二下电极(18)、第三下电极(19)、第四下电极(20)、第五下电极(21)、第六下电极(22)、第七下电极(23)、第八下电极(24)设置于支撑膜(25)上表面，并与支撑膜(25)上表面固定连接；所述的第八压电层(16)、第七压电层(15)、第三压电层(11)、第四压电层(12)、第二压电层(10)、第一压电层(9)、第五压电层(13)、第六压电层(14)分别对应设置于第一下电极(17)、第二下电极(18)、第三下电极(19)、第四下电极(20)、第五下电极(21)、第六下电极(22)、第七下电极(23)、第八下电极(24)的上表面，并分别与第一下电极(17)、第二下电极(18)、第三下电极(19)、第四下电极(20)、第五下电极(21)、第六下电极(22)、第七下电极(23)、第八下电极(24)的上表面固定连接；所述的第一上电极(I)、第二上电极(2)、第三上电极(3)、第四上电极(4)、第五上电极(5)、第六上电极(6)、第七上电极(7)、第八上电极(8)分别对应设置于第一压电层(9)、第二压电层(10)、第三压电层(11)、第四压电层(12)、第五压电层(13)、第六压电层(14)、第七压电层(15)、第八压电层(16)的上表面，并分别与第一压电层(9)、第二压电层(10)、第三压电层(11)、第四压电层(12)、第五压电层(13)、第六压电层(14)、第七压电层(15)、第八压电层(16)的上表面固定连接；所述的质量块(26)悬置于第二下电极(18)、第三下电极(19)、第六下电极(22)、第七下电极(23)构成的圆环之下，并与支撑膜(25)固定连接；所述的支撑膜(25)与外框(30)固定连接；所述的敏感芯片(27)与上玻璃板(29)、下玻璃板(28)分别通过键合连接。
2.根据权利要求1所述的压电式微加速度传感器，其特征在于:所述的敏感芯片(27)中的第一上电极(I)、第三上电极(3)、第五上电极(5)、第七上电极(7)构成的圆环的直径与第二下电极(18)、第三下电极(19)、第六下电极(22)、第七下电极(23)构成的圆环的直径相同；第二上电极(2)、第四上电极(4)、第六上电极(6)、第八上电极(8)构成的圆环的直径与第一下电极(17)、第四下电极(20)、第五下电极(21)、第八下电极(24)构成的圆环的直径相同。
3.根据权利要求1所述的压电式微加速度传感器，其特征在于:所述的质量块(26)与第二下电极(18)、第三下电极(19)、第六下电极(22)、第七下电极(23)构成的圆环为同轴设置。
4.根据权利要求1所述的压电式微加速度传感器，其特征在于:所述的第一压电层(9)、第三压电层(11)、第五压电层(13)、第七压电层(15)与第二压电层(10)、第四压电层(12)、第六压电层(14)、第八压电层(16)分别构成的内外两个圆环，所述的第一上电极(I)、第三上电极(3)、第五上电极(5)、第七上电极(7)与第二上电极(2)、第四上电极(4)、第六上电极(6)、第八上电极(8)分别构成的内外两个圆环，所述的第二下电极(18)、第三下电极(19)、第六下电极(22)、第七下电极(23)与第一下电极(17)、第四下电极(20)、第五下电极(21)、第八下电极(24)分别构成的内外两个圆环均为同轴设置。
5.根据权利要求1所述的压电式微加速度传感器，其特征在于:所述的第一压电层(9)、第三压电层(11)、第五压电层(13)、第七压电层(15)构成的圆环的外圆的直径大于第一上电极(I)、第三上电极(3)、第五上电极(5)、第七上电极(7)构成的圆环的外圆的直径；所述的第一压电层(9)、第三压电层(11)、第五压电层(13)、第七压电层(15)构成的圆环的内圆的直径小于第一上电极(I)、第三上电极(3)、第五上电极(5)、第七上电极(7)构成的圆环的内圆的直径；所述的第二压电层(10)、第四压电层(12)、第六压电层(14)、第八压电层(16)构成的圆环的外圆的直径大于第二上电极(2)、第四上电极(4)、第六上电极(6)、第八上电极(8)构成的圆环的外圆的直径；所述的第二压电层(10)、第四压电层(12)、第六压电层(14)、第八压电层(16)构成的圆环的内圆的直径小于第二上电极(2)、第四上电极(4)、第六上电极(6)、第八上电极(8)构成的圆环的内圆的直径。
6.根据权利要求1所述的压电式微加速度传感器，其特征在于:所述的质量块(26)表面圆的直径大于第二下电极(18)、第三下电极(19)、第六下电极(22)、第七下电极(23)构成的圆环的内圆的直径。
【文档编号】G01P15/09GK203941192SQ201320733480
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】孙远程, 姚明秋, 苏伟 申请人:中国工程物理研究院电子工程研究所