[发明专利]一种单片式硅基MEMS陀螺仪加速度计结构

权利要求书

1.一种单片式硅基MEMS陀螺仪加速度计结构，其特征在于：包括上层硅结构层（I）、键合层（II）、引线层（III）和下层玻璃基底层（IV），所述上层硅结构层（I）、键合层（II）、引线层（III）和下层玻璃基底层（IV）从上往下依次连接；所述上层硅结构层（I）包括硅微环形陀螺仪子结构（A）和硅微谐振式加速度计子结构（B），所述硅微谐振式加速度计子结构(B)位于硅微环形陀螺仪子结构(A)的内部；所述硅微环形陀螺仪子结构（A）包括环形敏感结构（1）和8组陀螺支撑机构；所述陀螺支撑机构位于环形敏感结构（1）外侧且沿环向平均分布；每组陀螺支撑机构包括2个“Z”型支撑梁、2个陀螺锚点和2个固定电极；所述固定电极位于环形敏感结构（1）外侧；所述“Z”型支撑梁位于固定电极外侧；所述环形敏感结构（1）分别通过“Z”型支撑梁连接到陀螺锚点上。

2.根据权利要求1所述的一种单片式硅基MEMS陀螺仪加速度计结构，其特征在于：所述引线层（III）是金属层。

3.根据权利要求1所述的一种单片式硅基MEMS陀螺仪加速度计结构，其特征在于：所述硅微谐振式加速度计子结构（B）整体呈圆形，硅微谐振式加速度计子结构（B）包括敏感质量块（5）、支撑梁、质量块锚点、一级杠杆放大机构和音叉谐振器机构；所述敏感质量块（5）通过第一支撑梁(6a)、第二支撑梁(6b)连接到第一质量块锚点(7a)上，通过第三支撑梁(6c)、第四支撑梁(6d)连接到第二质量块锚点(7b)上，且通过第一一级杠杆放大机构(8a)、第二一级杠杆放大机构(8b)与第一音叉谐振器机构(9a)相连,通过第三一级杠杆放大机构(8c)、第四一级杠杆放大机构(8d)与第二音叉谐振器机构(9b)相连。

4.根据权利要求3所述的一种单片式硅基MEMS陀螺仪加速度计结构，其特征在于：所述一级杠杆放大机构包括输入梁(10)、杠杆臂（11）、支点梁（12）、输出梁（13）和杠杆锚点（14），第一一级杠杆放大机构(8a)与第二一级杠杆放大机构(8b),第三一级杠杆放大机构(8c)与第四一级杠杆放大机构(8d)分别处于同一条直线上且关于纵向中心线对称布置；所述支点梁（12）与输出梁（13）位于杠杆臂（11）的同一端；所述输入梁（10）位于杠杆臂（11）的另一端；所述杠杆臂（11）通过输入梁（10）与敏感质量块（5）相连，通过支点梁（12）与杠杆锚点（14）相连，通过输出梁（13）与音叉谐振器机构相连。

5.根据权利要求3所述的一种单片式硅基MEMS陀螺仪加速度计结构，其特征在于：所述音叉谐振器机构包括音叉谐振器第一连接端（15）、谐振梁、音叉谐振器第二连接端（17）、谐振器锚点（18）、梳齿架支撑梁、梳齿架、可动梳齿、驱动固定电极、驱动固定梳齿、检测固定电极和检测固定梳齿，所述第一音叉谐振器机构（9a）和第二音叉谐振器机构(9b)处于同一条直线上且关于横向中心线对称布置；所述谐振梁的一端通过第一连接端（15）的一端连接到一级杠杆放大机构输出梁上，另一端通过音叉谐振器第二连接端（17）连接到谐振器锚点（18）上，第一谐振梁（16a）和第二谐振梁（16b）平行排列，谐振梁外侧设置梳齿架，梳齿架上附加可动梳齿；所述驱动固定梳齿附加在驱动固定电极上；所述检测固定梳齿附加在检测固定电极上。