CN108394855A - 一种mems传感器悬梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MEMS传感器悬梁结构，包括底部硅板、顶部硅板，所述底部硅板下表面边缘设置有底部垫脚，所述底部硅板上表面设置有多晶硅层，所述多晶硅层上表面设置有隔离胶，所述隔离胶上表面中部设置有顶柱，所述顶柱上方设置有横梁，所述横梁上方设置有所述顶部硅板，所述顶部硅板上方设置有顶部压板，所述顶部压板一端侧面设置有销柱，所述销柱外侧设置有锁块，所述底部硅板上设置有屏蔽电极，所述多晶硅层上表面边缘设置有振动感应片，所述振动感应片外部设置有外保护膜。有益效果在于：可以加快信号的响应速度，提高所述横梁的强度，延长使用寿命，同时可以对传感器的振动频率和幅度进行检测，方便了解传感器的使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种MEMS传感器悬梁结构。
背景技术
MEMS传感器即微机电系统，是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。截止到2010年，全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作，已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品，其中MEMS传感器占相当大的比例。MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。为了提高传感器的相应速度，采用在传感器上设计横梁结构增大压膜阻尼，但是现有的横梁结构结构简单，横梁过长容易断裂。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种MEMS传感器悬梁结构。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种MEMS传感器悬梁结构，包括底部硅板、顶部硅板，所述底部硅板下表面边缘设置有底部垫脚，所述底部硅板上表面设置有多晶硅层，所述多晶硅层上表面设置有隔离胶，所述隔离胶上表面中部设置有顶柱，所述顶柱上方设置有横梁，所述横梁上方设置有所述顶部硅板，所述顶部硅板上方设置有顶部压板，所述顶部压板一端侧面设置有销柱，所述销柱外侧设置有锁块，所述底部硅板上设置有屏蔽电极，所述多晶硅层上表面边缘设置有振动感应片，所述振动感应片外部设置有外保护膜。
进一步的，所述底部垫脚共有两块，两块所述底部垫脚粘贴在所述底部硅板下表面上，所述底部垫脚的厚度为0.05mm-1mm。
进一步的，所述多晶硅层粘贴在所述底部硅板表面，所述多晶硅层表面通过蚀刻加工成型有波浪状凸起。
进一步的，所述隔离胶涂覆在所述多晶硅层表面，所述隔离胶的厚度为0.1mm-0.2mm，所述隔离胶为耐热胶。
进一步的，所述屏蔽电极粘接在所述隔离板表面，所述屏蔽电极端部与所述底部硅板相连接，所述屏蔽电极外部同样包裹有所述外保护膜。
进一步的，所述振动感应片粘连在所述隔离胶上，所述外保护膜包裹在所述振动感应片外部。
进一步的，所述横梁下表面设置有固定卡槽，所述顶柱上端镶嵌在所述固定卡槽内，所述顶柱下端等间距设置有支撑柱，所述顶柱采用弹性材料制成。
进一步的，所述横梁两端下方设置有所述隔离胶，所述横梁与所述多晶硅层之间形成有空腔，所述空腔的高度不小于所述隔离胶的厚度。
进一步的，所述顶部硅板粘连在所述横梁上方，所述顶部压板倒扣在所述顶部硅板上，所述顶部压板一端粘连在所述隔离胶上，所述顶部压板另一端紧贴在所述销柱上。
进一步的，所述锁块插接在所述顶柱侧面，所述锁块下方粘连在所述隔离胶上。
上述结构中，所述底部垫脚用来保证进行安装时避免与下方设备直接接触，保证散热通畅，所述屏蔽电极用来方便连接导线，所述振动感应片用来感应传感器振动的频率，所述外保护膜用来感应防止外部灰尘和水进入引发短路，所述顶柱用来支撑所述横梁，避免所述横梁断裂，所述顶部压板用来保护所述横梁，所述销柱和所述锁块用来固定所述顶部压板。
本发明的有益效果在于：可以加快信号的响应速度，提高所述横梁的强度，延长使用寿命，同时可以对传感器的振动频率和幅度进行检测，方便了解传感器的使用性能。
附图说明
图1是本发明所述一种MEMS传感器悬梁结构的主视结构简图；
图2是本发明所述一种MEMS传感器悬梁结构的横梁俯视结构简图；
图3是本发明所述一种MEMS传感器悬梁结构的顶柱结构简图；
图4是本发明所述一种MEMS传感器悬梁结构的多晶硅层结构简图。
附图标记说明如下：
1、底部硅板；2、多晶硅层；3、锁块；4、销柱；5、顶柱；6、顶部硅板；7、顶部压板；8、横梁；9、隔离胶；10、外保护膜；11、振动感应片；12、屏蔽电极；13、底部垫脚；14、空腔；15、固定卡槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图4所示，一种MEMS传感器悬梁结构，包括底部硅板1、顶部硅板6，底部硅板1下表面边缘设置有底部垫脚13，底部硅板1上表面设置有多晶硅层2，多晶硅层2上表面设置有隔离胶9，隔离胶9上表面中部设置有顶柱5，顶柱5上方设置有横梁8，横梁8上方设置有顶部硅板6，顶部硅板6上方设置有顶部压板7，顶部压板7一端侧面设置有销柱4，销柱4外侧设置有锁块3，底部硅板1上设置有屏蔽电极12，多晶硅层2上表面边缘设置有振动感应片11，振动感应片11外部设置有外保护膜10。
进一步的，底部垫脚13共有两块，两块底部垫脚13粘贴在底部硅板1下表面上，底部垫脚13的厚度为0.05mm-1mm，多晶硅层2粘贴在底部硅板1表面，多晶硅层2表面通过蚀刻加工成型有波浪状凸起，隔离胶9涂覆在多晶硅层2表面，隔离胶9的厚度为0.1mm-0.2mm，隔离胶9为耐热胶，屏蔽电极12粘接在隔离板表面，屏蔽电极12端部与底部硅板1相连接，屏蔽电极12外部同样包裹有外保护膜10，振动感应片11粘连在隔离胶9上，外保护膜10包裹在振动感应片11外部，横梁8下表面设置有固定卡槽15，顶柱5上端镶嵌在固定卡槽15内，顶柱5下端等间距设置有支撑柱，顶柱5采用弹性材料制成，横梁8两端下方设置有隔离胶9，横梁8与多晶硅层2之间形成有空腔14，空腔14的高度不小于隔离胶9的厚度，顶部硅板6粘连在横梁8上方，顶部压板7倒扣在顶部硅板6上，顶部压板7一端粘连在隔离胶9上，顶部压板7另一端紧贴在销柱4上，锁块3插接在顶柱5侧面，锁块3下方粘连在隔离胶9上。
上述结构中，底部垫脚13用来保证进行安装时避免与下方设备直接接触，保证散热通畅，屏蔽电极12用来方便连接导线，振动感应片11用来感应传感器振动的频率，外保护膜10用来感应防止外部灰尘和水进入引发短路，顶柱5用来支撑横梁8，避免横梁8断裂，顶部压板7用来保护横梁8，销柱4和锁块3用来固定顶部压板7。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：包括底部硅板(1)、顶部硅板(6)，所述底部硅板(1)下表面边缘设置有底部垫脚(13)，所述底部硅板(1)上表面设置有多晶硅层(2)，所述多晶硅层(2)上表面设置有隔离胶(9)，所述隔离胶(9)上表面中部设置有顶柱(5)，所述顶柱(5)上方设置有横梁(8)，所述横梁(8)上方设置有所述顶部硅板(6)，所述顶部硅板(6)上方设置有顶部压板(7)，所述顶部压板(7)一端侧面设置有销柱(4)，所述销柱(4)外侧设置有锁块(3)，所述底部硅板(1)上设置有屏蔽电极(12)，所述多晶硅层(2)上表面边缘设置有振动感应片(11)，所述振动感应片(11)外部设置有外保护膜(10)。
2.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述底部垫脚(13)共有两块，两块所述底部垫脚(13)粘贴在所述底部硅板(1)下表面上，所述底部垫脚(13)的厚度为0.05mm-1mm。
3.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述多晶硅层(2)粘贴在所述底部硅板(1)表面，所述多晶硅层(2)表面通过蚀刻加工成型有波浪状凸起。
4.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述隔离胶(9)涂覆在所述多晶硅层(2)表面，所述隔离胶(9)的厚度为0.1mm-0.2mm，所述隔离胶(9)为耐热胶。
5.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述屏蔽电极(12)粘接在所述隔离板表面，所述屏蔽电极(12)端部与所述底部硅板(1)相连接，所述屏蔽电极(12)外部同样包裹有所述外保护膜(10)。
6.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述振动感应片(11)粘连在所述隔离胶(9)上，所述外保护膜(10)包裹在所述振动感应片(11)外部。
7.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述横梁(8)下表面设置有固定卡槽(15)，所述顶柱(5)上端镶嵌在所述固定卡槽(15)内，所述顶柱(5)下端等间距设置有支撑柱，所述顶柱(5)采用弹性材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述横梁(8)两端下方设置有所述隔离胶(9)，所述横梁(8)与所述多晶硅层(2)之间形成有空腔(14)，所述空腔(14)的高度不小于所述隔离胶(9)的厚度。
9.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述顶部硅板(6)粘连在所述横梁(8)上方，所述顶部压板(7)倒扣在所述顶部硅板(6)上，所述顶部压板(7)一端粘连在所述隔离胶(9)上，所述顶部压板(7)另一端紧贴在所述销柱(4)上。
10.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器悬梁结构，其特征在于：所述锁块(3)插接在所述顶柱(5)侧面，所述锁块(3)下方粘连在所述隔离胶(9)上。
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