[发明专利]微机械硅谐振式气体流速传感器

权利要求书

1.一种微机械硅谐振式气体流速传感器，是基于微电子机械技术加工而成，由玻璃基片，双端固定式音叉谐振子、低应力薄膜、微型杠杆结构、锚点、及电极引线组成；其特征在于，当气体流过时，低应力薄膜感应气体的流动而发生形变，微型杠杆结构将这种形变转化为应力做用在双端固支式音叉谐振子上，通过检测固有频率的变化，实现对气体流速的测量。

2.如权利要求1所述的微机械硅谐振式气体流速传感器，其特征在于，其中，在玻璃基片上表面，双端固支式音叉谐振子位于玻璃基片中央位置，悬置，右端与悬置的微型杠杆结构左端相连，两个机械固支锚点，起支撑梁的作用，分别固定在玻璃基片上，位于双端固支式音叉谐振子的左端和微型杠杆结构的下侧，双端固支式音叉谐振子左端连接一固支锚点，微型杠杆结构与另一固支锚点连接；

玻璃基片上表面设有三个垂直于上表面的电极锚点和三个电极引线；其中第一电极锚点与第一电极引线相连，与一机械固支锚点重合，为双端固支式音叉谐振子提供电位；第二电极锚点为激振电极锚点，第三电极锚点为拾振电极锚点，分别位于双端固定音叉谐振子的上侧与下侧，分别与第二电极引线和第三电极引线相连；

微型杠杆结构右端与条状低应力薄膜左端相连；

低应力薄膜悬置，其右端从玻璃基片中伸出，以感应空气的微弱流动。

3.如权利要求1或2所述的微机械硅谐振式气体流速传感器，其特征在于，所述微型杠杆结构，是一个变截面梁，由小截面梁和大截面梁组成，两者在同一平面，相互平行设置，小截面梁长于大截面梁，其小截面梁左端与双端固支式音叉谐振子右端相连，大截面梁左端下部与另一个机械固支锚点相连，微型杠杆结构右端，即小截面梁和大截面梁的右端分别与低应力薄膜左端相连。

4.如权利要求1或2所述的微机械硅谐振式气体流速传感器，其特征在于，所述低应力薄膜，其长为1-10毫米，宽为10-100微米，以感应空气的微弱流动。

5.如权利要求2所述的微机械硅谐振式气体流速传感器，其特征在于，所述激振电极锚点和拾振电极锚点分置于双端固支音叉谐振子上下两侧，使音叉谐振子与垂直于玻璃基片上表面设置的上下两电极锚点之间形成平板电容，实现静电激励和电容检测。

6.如权利要求1或2所述的微机械硅谐振式气体流速传感器，其特征在于，双端固支式音叉谐振子、微型杠杆结构、低应力薄膜、两机械固支锚点均采用体硅工艺制作，材料是单晶硅；三个电极锚点和三个电极引线，是通过溅射或蒸发金属于玻璃基片上形成，三个电极引线通过硅玻璃阳极键合分别与三个电极锚点电气连接。

7.如权利要求1或2所述的微机械硅谐振式气体流速传感器，其特征在于，所述玻璃基片，为Pyrex7740#玻璃基片。

8.如权利要求2所述的微机械硅谐振式气体流速传感器，其特征在于，所述第一电极锚点与一机械固支锚点重合，第一电极锚点与一机械固支锚点均由硅片经深刻蚀而形成，厚度与硅片厚度相同。