[发明专利]工字型结构的硅微机械振动陀螺

摘要

本发明公开了一种工字型结构的硅微机械振动陀螺，用于测量垂直于基座水平的测量仪器，由上层单晶硅、中间层单晶硅、下层单晶硅构成，上层单晶硅为布置有信号输入和输出线的硅微陀螺仪封装盖板，中间层单晶硅片上制作的为陀螺仪机械结构，下层单晶硅为布置有固定基座的陀螺仪衬底，中间层单晶硅密封在由上层单晶硅和下层单晶硅形成的密闭空腔。本发明误差小、机械灵敏度高、振动灵敏度低和温度灵敏度低，能实现驱动模态与检测模态的运动解耦、大幅度振动和检测输出解耦。

主权项

1.一种工字型结构的硅微机械振动陀螺，其特征在于由上层单晶硅、中间层单晶硅、下层单晶硅构成，上层单晶硅为布置有信号输入和输出线的硅微陀螺仪封装盖板，中间层单晶硅上制作的为陀螺仪机械结构，下层单晶硅为布置有固定基座的陀螺仪衬底，中间层单晶硅密封在由上层单晶硅和下层单晶硅形成的密闭空腔；中间层单晶硅的机械结构包括子结构、工字型框架、扭杆、多折梁和隔离结构，两个子结构对称布置在工字型框架内，并通过驱动梁与工字型框架相连，工字型框架通过分布在下上端的扭杆、多折梁与隔离结构相连，该隔离结构与下层单晶硅上的固定基座键合，使中间层单晶硅的机械结构悬空在上层单晶硅与下层单晶硅之间；所述中间层单晶硅上的陀螺仪机械结构由第一子结构(100)、第二子结构(200)、工字型框架(2)、第一多折梁(3a)、第二多折梁(3b)、第三多折梁(3c)、第四多折梁(3d)、第一扭杆(4a)、第二扭杆(4b)、第一隔离结构(5a)和第二隔离结构(5b)组成，第一子结构(100)和第二子结构(200)组成及结构完全相同，并对称布置在工字型框架(2)内；第一子结构(100)通过第一驱动支撑梁(104a)、第二驱动支撑梁(104b)、第三驱动支撑梁(104c)、第四驱动支撑梁(104d)与工字型框架(2)连接，第二子结构(200)通过第五驱动支撑梁(204a)、第六驱动支撑梁(204b)、第七驱动支撑梁(204c)、第八驱动支撑梁(204d)与工字型框架(2)连接；所述工字型框架(2)通过第一多折梁(3a)、第二多折梁(3b)、第一扭杆(4a)与位于工字型框架(2)上方的第一隔离结构(5a)相连；工字型框架(2)通过第三多折梁(3c)、第四多折梁(3d)、第二扭杆(4b)与位于工字型框架(2)下方的第二隔离结构(5b)相连；第一隔离结构(5a)与下层单晶硅上的第一固定基座(6a)和第二固定基座(6b)键合，第二隔离结构(5b)与下层单晶硅上的第三固定基座(6c)和第四固定基座(6d)键合。