[发明专利]一种MEMS高g值三轴加速度计

权利要求书

1.一种MEMS高g值三轴加速度计，其特征在于，包括：外部矩形框架（1），设在所述外部矩形框架（1）中心的质量块（2），设在外部矩形框架（1）和质量块（2）之间的回形梁（6）；

所述回形梁（6）与所述质量块（2）之间通过中间支撑梁（3）连接；所述外部矩形框架（1）、回形梁（6）及质量块（2）在四角位置通过对角支撑梁（7）连接；在所述外部矩形框架（1）和所述回形梁（6）之间连接有敏感微梁（4），在所述敏感微梁（4）上设置有压敏电阻（5）；

所述敏感微梁（4）共四个，分别为第一敏感微梁（4-1）、第二敏感微梁（4-2）、第三敏感微梁（4-3）、第四敏感微梁（4-4）；

以外部矩形框架（1）上表面的中心为平面坐标系XOY的原点，以外部矩形框架（1）的上表面所在平面为XOY平面，第一敏感微梁（4-1）、第二敏感微梁（4-2）、第三敏感微梁（4-3）、第四敏感微梁（4-4）分别沿着X轴负方向、Y轴正方向、X轴正方向、Y轴负方向设置；

在所述第一敏感微梁（4-1）上设置有X向检测电阻RX1、在所述第三敏感微梁（4-3）设置有X向检测电阻RX2，在外部矩形框架位于第三敏感微梁一侧的边框上设置有X向参考电阻RX3、RX4，RX1、RX2、RX3、RX4通过金属连线和焊盘组成X方向的一个惠斯通电桥；

在所述第二敏感微梁（4-2）上设置有Y向检测电阻RY1、在所述第四敏感微梁（4-4）设置有Y向检测电阻RY2，在外部矩形框架位于第二敏感微梁一侧的边框上设置有Y向参考电阻RY3、RY4，RY1、RY2、RY3、RY4通过金属连线和焊盘组成Y方向的一个惠斯通电桥；

在所述第一敏感微梁（4-1）与外部矩形框架（1）、回形梁（6）的连接处分别设置有Z向检测电阻RZ3、RZ2；在所述第三敏感微梁（4-3）与外部矩形框架（1）、回形梁（6）的连接处分别设置有Z向检测电阻RZ4、RZ1；在外部矩形框架位于第一敏感微梁一侧的边框上设置有Z向参考电阻RY5、RY6，RZ1、RZ2、RZ3、RZ4、RZ5、RZ6通过金属连线和焊盘组成Z方向的一个惠斯通电桥；

各检测电阻与各参考电阻皆为压敏电阻（5）。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS高g值三轴加速度计，其特征在于：所述质量块（2）是由上层质量块（2-1）和下层质量块（2-2）一体化构成的上下双层结构，上层质量块（2-1）沿厚度方向的截面呈矩形、下层质量块（2-2）沿厚度方向的截面呈倒梯形。

3.根据权利要求1所述的一种MEMS高g值三轴加速度计，其特征在于：所述三轴加速度计基于（100）单晶硅片加工而成，RX1、RX2、RZ1、RZ2、RZ3、RZ4、RY3、RY4分布在晶向，RY1、RY2、RX3、RX4、RZ5、RZ6分布在[011]晶向。

4.根据权利要求2所述的一种MEMS高g值三轴加速度计，其特征在于：所述上层质量块（2-1）、所述回形梁（6）及所述中间支撑梁（3）等厚；所述敏感微梁（4）的厚度为70μm；所述下层质量块（2-2）的底面位于所述外部矩形框架（1）底面的上方；

所述对角支撑梁（7）连接外部矩形框架（1）和回形梁（6）的部分与所述回形梁（6）等厚，且在其沿着外部矩形框架对角线的两侧各分布有一个侧翼（7-1），所述侧翼的厚度为敏感微梁厚度的两倍；所述对角支撑梁（7）连接回形梁（6）及质量块（2）的部分为中心翼（7-2），所述中心翼与所述侧翼等厚。

5.根据权利要求1所述的一种MEMS高g值三轴加速度计，其特征在于：所述三轴加速度计的结构整体中心对称。

6.根据权利要求1所述的一种MEMS高g值三轴加速度计，其特征在于：所述压敏电阻是在硅片相应区域通过硼离子注入和热扩散过程而形成。