專利名稱：一種扭擺式微型磁敏感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳感器制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種扭擺式微型磁敏感器。
背景技術(shù)：
磁敏感器在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、生物、醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域具有極為廣 泛的應(yīng)用，如工業(yè)和裝備領(lǐng)域的管道探測、磁探傷、剩磁測量、磁懸浮列車、 磁性掃雷、艦船消磁、武器搜索、導(dǎo)彈磁導(dǎo)以及爆炸物探測和磁導(dǎo)航；另外， 在生物及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的血清磁化率、心磁圖、腦磁圖檢測等方面也都有重要應(yīng)用。 隨著需求的不斷擴(kuò)展和提高，迫切需要研制出更高精度、更小尺寸、并能夠滿 足弱磁場檢測的傳感器。
高靈敏度微型磁敏感器是一種基于MEMS微加工技術(shù)、具有扭擺結(jié)構(gòu)的 諧振式磁敏感器，它具有體積小、靈敏度高、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。其工作原理如 下通有交流電流的金屬線圈在被測磁場中受到交變洛侖茲力的作用，該洛侖 茲力使低阻硅片上的可動結(jié)構(gòu)處于繞扭梁扭轉(zhuǎn)的諧振狀態(tài)，因此扭擺與玻璃基 底上金屬極板的距離產(chǎn)生微小變化，最終導(dǎo)致檢測電容值在靜態(tài)值附近產(chǎn)生交 流變化。該檢測電容變化幅值便可以反映外界被測磁場強(qiáng)度。
磁導(dǎo)航定姿技術(shù)是此類磁敏感器一個非常重要的應(yīng)用前景。飛行器以及船 只可以通過安置在其主體，匕的3個高靈敏度微型磁敏感器來實現(xiàn)其導(dǎo)航方向以 及姿態(tài)的控制。每個磁敏感器都對某一特定方向的磁場敏感，因此通過合理布 置3個磁敏感器使其分別敏感3個正交方向的磁場強(qiáng)度，便可以測得所在位置 的地磁場大小以及方向，從而實現(xiàn)飛行器以及船只的導(dǎo)航及姿態(tài)控制。目前國內(nèi)還沒有研制出高靈敏度微型磁敏感器。從查閱的外文資料看，國 外只有美國、英國以及荷蘭研制出類似的磁敏感器，但是這些傳感器大都加工 工序復(fù)雜，驅(qū)動力矩有限。因此其成品制成率較低，分辨率不足，并沒有得到 產(chǎn)品化。
1997年，美國加州理工學(xué)院和加州大學(xué)設(shè)計了扭擺式結(jié)構(gòu)、壓阻檢測諧振 式磁強(qiáng)計。該磁強(qiáng)計是在扭擺表面制作金屬線圈，并通過L形梁中制作的壓敏 電阻，構(gòu)成惠斯通電橋來檢測外界磁場變化。但是由于壓敏電阻對溫度等環(huán)境 變化十分敏感，該磁強(qiáng)計靈敏度不高，且制作難度比較大。
另外，荷蘭代夫特理工大學(xué)也研制出類似的扭擺式微型諧振磁敏感器。 但是其扭擺上只制作有一層線圈，其驅(qū)動能力不足。且其扭梁的結(jié)構(gòu)為普通 直梁，具有較大的剛度，能夠?qū)崿F(xiàn)的扭轉(zhuǎn)角度范圍有限，從而使系統(tǒng)的靈敏 度非常有限。而且，為了實現(xiàn)檢測電容結(jié)構(gòu)而制作的金屬上極板在引線以及 封裝方面都存在較大的難度，使得器件在工藝上實現(xiàn)較為困難，加工成品率 較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有微型磁敏感器靈敏度有限、加工難度大的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種扭擺式微型磁敏感器，包括表頭芯片和檢測控 制電路兩部分，其特征是，所述表頭芯片由低阻硅片和玻璃基底鍵合而成；所 述檢測控制電路包括高頻調(diào)制模塊、 一次同步解調(diào)模塊、鎖相環(huán)、二次同步解 調(diào)模塊；
所述低阻硅片由可動結(jié)構(gòu)和支座構(gòu)成；
所述低阻硅片的可動結(jié)構(gòu)包括扭擺、兩根折疊梁、應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)和阻尼孔， 可動結(jié)構(gòu)通過固結(jié)在支座上的兩根折疊梁扭擺運(yùn)動；所述可動結(jié)構(gòu)上面加工有上層金屬線圈、下層金屬線圈、T字型開口和
SiNx絕緣層；
所述上層金屬線圈從可動結(jié)構(gòu)的一端通過一根折疊梁引入扭擺結(jié)構(gòu)表面， 在扭擺表面從外向內(nèi)逐匝盤繞；
所述下層金屬線圈從內(nèi)向外逐匝盤繞，并從可動結(jié)構(gòu)的另一端通過另一根 折疊梁引出扭擺結(jié)構(gòu)表面，
所述上層金屬線圈與所述下層金屬線圈的盤繞方式相同，同為順時針方向 或者逆時針方向；兩層金屬線圈被中間留有T字形開口的SiNx絕緣層隔開，
并通過中間的T字型開口實現(xiàn)電氣連接；同時，兩層金屬線圈還通過兩根折疊
梁分別與支座上的金屬線圈引線電極相連； 所述阻尼孔位于所述扭擺上；
所述玻璃基底上包含金屬極板、金屬極板引線電極和硅弓I線電極； 所述支座與玻璃基底的硅引線電極相連，并使可動結(jié)構(gòu)與玻璃基底脫離， 成懸空狀態(tài)，具有5um-20um的間隙。 所述扭擺的厚度為50um-70um。
所述上層金屬線圈的材料為金，厚度為0.8um-1.5mn;所述下層金屬線圈 材料為金，厚度為0.8um-1.5um。
所述金屬引線電極與金屬極板相連。 所述金屬引線電極通過金絲與檢測控制電路相連。
所述硅引線電極上鍵合金絲引線；所述金屬極板引線電極上鍵合金絲引 線；硅引線電極、金屬極板引線電極和金絲引線的材料均為金。
所述低阻硅片的主體材料為電阻率在0. OO廣O. 004Q.cm的單晶硅。 所述金屬極板為兩個差動變化電容的固定極板。
所述折疊梁由主梁和側(cè)梁構(gòu)成，主梁寬20um-30um，側(cè)梁寬為主梁寬度的 一半，主梁與側(cè)梁之間的距離以及側(cè)梁之間的距離為10um-15iim。所述上層金屬線圈和所述下層金屬線圈分別通過兩個側(cè)梁匯合到中央主 梁，繼而從折疊梁表面引入或引出扭擺結(jié)構(gòu)表面。
本發(fā)明的效果在于，表頭芯片采用MEMS工藝，低阻硅片上的可動結(jié)構(gòu)
通過ICP工藝釋放，因此敏感器制作簡便；雙層線圈提高了探測的靈敏度；折 疊梁結(jié)構(gòu)減小了梁在扭轉(zhuǎn)方向的剛度，提高了靈活性；設(shè)計的檢測控制電路， 保證了扭擺始終在其固有頻率下振動，從而提高了磁敏感器輸出信號的準(zhǔn)確性 和穩(wěn)定性。


圖1是扭擺式微型磁敏感器的主體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是扭擺式微型磁敏感器的工作原理圖。
圖3是扭擺式微型磁敏感器低阻硅片部分平面結(jié)構(gòu)圖。
圖4是扭擺式微型磁敏感器玻璃基底部分平面結(jié)構(gòu)圖。
圖5是扭擺式微型磁敏感器的折疊梁結(jié)構(gòu)圖。
圖6是扭擺式微型磁敏感器雙層線圈結(jié)構(gòu)圖。
圖7是扭擺式微型磁敏感器雙層線圈截面圖。
圖8是扭擺式微型磁敏感器檢測控制電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅 僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
本發(fā)明所提出的扭擺式微型磁敏感器包括表頭芯片和檢測控制電路兩部 分。其中表頭芯片由低阻硅片和玻璃基底鍵合而成。圖l是扭擺式微型磁敏 感器的主體結(jié)構(gòu)圖。其中低阻硅片部分包含扭擺6，折疊梁7和阻尼孔13。 扭擺6厚度為50um-70um。上層金屬線圈8位于扭擺6的表面，并且折疊梁7的兩端被固結(jié)在支座上。扭擺6以及折疊梁7與玻璃基底10脫離，成懸空 狀態(tài)。玻璃基底10中嵌有金屬極板9，它與上方的扭擺6具有5um-20um的
間隙，構(gòu)成可以差分變化的電容。
圖2是扭擺式微型磁敏感器的工作原理圖。在工作狀態(tài)下，上層金屬線圈
8中通入頻率為可動結(jié)構(gòu)固有頻率的交流電流。當(dāng)外界具有水平方向，并且垂
直于折疊梁7的待測磁場B時，根據(jù)電磁學(xué)基本知識，金屬線圈兩側(cè)部分的導(dǎo)
線會受到垂直方向的交變洛侖茲力F的作用。此交變洛侖茲力F作用在扭擺6
的兩側(cè)產(chǎn)生交變扭矩，使扭擺6繞折疊梁7扭轉(zhuǎn)振動。該扭轉(zhuǎn)振動導(dǎo)致扭擺6
與金屬極板9之間的電容間隙產(chǎn)生交替變化，從而導(dǎo)致電容值在恒定值附近產(chǎn)
生交流變化。并且，從圖2中可以看出，扭擺6在扭轉(zhuǎn)過程中，金屬極板9與
扭擺6形成的兩個電容值差動變化，此種變化模式可以有效地減小電容變化時
所產(chǎn)生的共模噪聲。因此，通過測量該電容值差動交流變化幅值的大小便可以
得到外界待測磁場強(qiáng)度。
圖3是扭擺式微型磁敏感器低阻硅片部分平面結(jié)構(gòu)圖。低阻硅片的主體材 料為電阻率在0. 001 0. 004Q.cm的單晶硅。低阻硅片上的可動結(jié)構(gòu)包括扭擺6, 折疊梁7，應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)12以及阻尼孔13。其中折疊梁7的一端與支座14相 連接，支座14固支在玻璃基底上，并且與圖4中玻璃基底上的硅引線電極17 相連。由于工藝過程中存在殘余應(yīng)力，因此應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)12能夠通過橫跨可 動結(jié)構(gòu)中心的梁的壓縮擴(kuò)張有效地釋放或減小折疊梁7中的殘余應(yīng)力。同時， 扭擺6上還具有阻尼孔13，它的作用是減小扭擺6與玻璃基底10之間空氣膜 所產(chǎn)生的壓膜阻尼效應(yīng)，此種效應(yīng)會很大程度上衰減扭擺6的振幅，從而降低 系統(tǒng)的靈敏度。金屬線圈結(jié)構(gòu)中包含上層金屬線圈8，下層金屬線圈11以及金 屬線圈引線電極15。上層金屬線圈8從一端通過折疊梁引入扭擺結(jié)構(gòu)表面，在 扭擺表面由外向內(nèi)逐匝盤繞，接近扭擺中心的金屬線圈部分無法直接從扭擺表 面通過另一端的折疊梁引出，否則的話線圈將會產(chǎn)生交疊，導(dǎo)致短路現(xiàn)象。因此，在之前的工藝步驟中制作有下層金屬線圈11，它位于上層金屬線圈下，與 上層金屬線圈不在同一工藝層中。下層金屬線圈與上層金屬線圈通過扭擺中間
的T型開口相連，并且通過折疊梁最終與支座上的金屬線圈引線電極15相連。 而金屬線圈引線電極15最終通過金絲引線與外界檢測控制電路相連接。下層 金屬線圈11厚度為0.5um-1.5um，兩層金屬線圈之間墊積的SiNx絕緣層為 0.5um-lum，上層金屬線圈8厚度為0.8um-1.5um。
圖4是扭擺式微型磁敏感器玻璃基底部分平面結(jié)構(gòu)圖。其中包含金屬極 板9，金屬極板引線電極16以及硅引線電極17。金屬極板9為兩個差動變化 電容的固定極板。金屬引線電極16與金屬極板9相連，硅引線電極17與圖 3中的支座14相連。該磁敏感器硅電極的金絲引線與金屬極板的金絲引線被 分別鍵合在硅引線電極17與金屬極板引線電極16上。
扭擺式微型磁敏感器表頭芯片低阻硅片部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計體現(xiàn)了本發(fā)明的 突出特點(diǎn)。該表頭芯片基于以"硅-玻璃"鍵合為基礎(chǔ)的體硅工藝，采用低阻 硅作為可動結(jié)構(gòu)的主體材料，這使得扭擺自身可以作為可變電容極板，大大 降低了工藝復(fù)雜性，使得成品率得到提高。
另外，折疊梁結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的另一大特點(diǎn)。圖5是扭擺式微型磁敏感器 的折疊梁結(jié)構(gòu)圖。為了使扭擺在洛侖茲力的作用下能夠產(chǎn)生更大角度的扭轉(zhuǎn)， 扭梁的剛度需要盡量低。同時，與剛度較大的扭梁相比，剛度較小的扭梁實 現(xiàn)同樣的扭轉(zhuǎn)角度所需的洛侖茲力更小，這樣可以降低通入金屬線圈中交流 電流的幅值，從而減小金屬線圈的發(fā)熱量，增加磁敏感器的壽命。在圖5中， 折疊梁由兩部分構(gòu)成主梁18和側(cè)梁19。主梁寬約20um-30um，側(cè)梁寬約 主梁的一半，主梁18與側(cè)梁19之間的距離以及側(cè)梁19之間的距離約為 10um-15mn。主梁與側(cè)梁間距很小，每段梁都可以近似認(rèn)為只產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用。 因此，折疊梁的作用可以近似等同于一段較長的直梁。但是折疊梁結(jié)構(gòu)所占 的空間相對于長直梁結(jié)構(gòu)大大縮小，因此，折疊梁的方案可以在不增大磁敏感器體積的前提下提高系統(tǒng)的靈敏度，在對空間體積要求很小的情況下本設(shè) 計具備極大的優(yōu)越性。此外，由于折疊梁結(jié)構(gòu)中有兩個側(cè)梁分別與支座14 相連接，金屬線圈可以分別通過兩個側(cè)梁匯合到中央主梁繼而從扭梁表面引 入或引出扭擺結(jié)構(gòu)表面。這相當(dāng)于增加了扭梁表面金屬線圈導(dǎo)線的橫截面積， 進(jìn)而增加了允許通入其中的交流電流最大幅值，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的靈敏度。
對于單層金屬線圈的結(jié)構(gòu)方案，雖然起到產(chǎn)生扭矩作用的金屬線圈是單層 的，但是為了實現(xiàn)金屬線屬的引入和引出，實際上整個金屬線圈結(jié)構(gòu)包含了兩 層金屬線圈層。因此，為了增大在通入一定電流下工作狀態(tài)時通電金屬線圈的 驅(qū)動力矩，我們可以在保證實現(xiàn)下層線圈引線層引出作用的同時，將其做成繞 向從內(nèi)向外的，與上層金屬線圈繞向相同的線圈結(jié)構(gòu)(從垂直于扭擺的方向 看)。這樣，在相同幅值的驅(qū)動電流作用下，扭擺能夠獲得2倍于單層線圈結(jié) 構(gòu)所能獲得的驅(qū)動力矩，從而提高了系統(tǒng)的靈敏度。
圖6是扭擺式微型磁敏感器雙層線圈結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，雙層金屬線圈 結(jié)構(gòu)包括上層金屬線圈8和下層金屬線圈11，兩層金屬層通過中間T字型結(jié) 構(gòu)20實現(xiàn)電氣連接。上層金屬線圈繞向為從外向內(nèi)，下層金屬線圈繞向為內(nèi) 向外，兩層金屬線圈的盤繞方向相同，同為順時針或逆時針方向。
圖7是扭擺式微型磁敏感器雙層線圈截面圖。如圖7所示，上層金屬線圈
8與下層金屬線圈11通過T字型結(jié)構(gòu)20相連接。22為SiNx絕緣層，23為低
阻硅主體結(jié)構(gòu)層。金絲引線21從一端的金屬線圈引線電極15引入，從另一端
金屬線圈引線電極引出。阻尼孔結(jié)構(gòu)13可以有效地減小器件工作在諧振狀態(tài)
下所受到的阻尼作用。
做成上述表頭芯片的步驟為
步驟l:在低阻硅片背面刻蝕出臺階結(jié)構(gòu)作為支座，供低阻硅片與玻璃基 底鍵合所用。
步驟2:在玻璃基底上采用剝離工藝制作Au金屬極板。步驟3:低阻硅片與玻璃基底陽極鍵合，并將低阻硅片減薄至一定厚度。
步驟4:在低阻硅片正而沉積SiNx絕緣層。
步驟5:在SiNx薄膜上濺射Au，作為下層金屬線圈，并圖形化Au層。 步驟6:再次沉積SiNx薄膜，并將其圖形化以保證下層金屬線圈層與上層
金屬線圈層的聯(lián)接。
步驟7:再次沉積Au用以制作上層金屬線圈層，并將其圖形化。 步驟8:采用ICP工藝刻蝕出扭擺、阻尼孔、折疊梁以及應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)。
圖8是扭擺式微型磁敏感器檢測控制電路原理圖。將頻率為系統(tǒng)諧振頻率
的信號通入線圈，在外界磁場作用下，將產(chǎn)生洛侖茲力作用于扭擺，使其做諧 振運(yùn)動，通過敏感電容檢測扭擺振幅。其中，電容檢測要經(jīng)過高頻調(diào)制來減小 極板間的靜電力。電容測量電路輸出的信號經(jīng)同步解調(diào)后得到的是表征極板電 容變化的信號，其頻率為系統(tǒng)諧振頻率，將其放大后，再進(jìn)行同步解調(diào)即可得 到與被測磁場成正比的直流輸出信號。另外，系統(tǒng)采用的鎖相環(huán)激振信號頻率 與諧振輸出頻率相等，使激振信號跟蹤器件結(jié)構(gòu)諧振頻率的變化，使系統(tǒng)始終
工作在諧振頻率處，充分利用諧振式傳感器的高Q值使系統(tǒng)靈敏度達(dá)到最優(yōu)。
諧振式磁強(qiáng)計采用電容檢測方式，電容檢測需要對信號進(jìn)行高頻調(diào)制。將
諧振器位移變化轉(zhuǎn)化為電容變化，所以檢測電容值可視為位移x的函數(shù)。電容
值主要取決于極板位移，可寫成
其中，G是電容所帶電荷，^是電容電壓，G")代表電容是關(guān)于一個或多 個位移變量的函數(shù)。由于流過電容的電流是電荷關(guān)于時間的微分，可得<formula>formula see original document page 11</formula>輸入調(diào)制信號為比較高頻的正弦波交流源，所以上式中第二項可忽略不 計，可以從輸出正弦波振幅測出電容值。測量電容時，極板動作都會伴有靜電力產(chǎn)生，從而對位置測量產(chǎn)生干擾。高頻調(diào)制可減小靜電力干擾。
諧振式磁強(qiáng)計電容檢測模塊輸出為被載波信號調(diào)制了的高頻信號，所以為 得到諧振器真實的位移信號，需要對其進(jìn)行解調(diào)。另外，為得到與外界磁場成 正比的直流信號，也需要對第一次解調(diào)出的位移信號進(jìn)行第二次解調(diào)，提取出 其幅值信息。
當(dāng)采用交流信號源測量電容時，基本測量電路的輸出也為交流信號，其 幅值和被測電容值成正比。我們采用同步解調(diào)器對其進(jìn)行兩次解調(diào)，解調(diào)后 將結(jié)果通過一個低通濾波器，將低頻有用信號保留下來。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明 的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種扭擺式微型磁敏感器，包括表頭芯片和檢測控制電路兩部分，其特征是，所述表頭芯片由低阻硅片和玻璃基底鍵合而成；所述檢測控制電路包括高頻調(diào)制模塊、一次同步解調(diào)模塊、鎖相環(huán)、二次同步解調(diào)模塊；所述低阻硅片由可動結(jié)構(gòu)和支座構(gòu)成；所述低阻硅片的可動結(jié)構(gòu)包括扭擺、兩根折疊梁、應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)和阻尼孔，可動結(jié)構(gòu)通過固結(jié)在支座上的兩根折疊梁扭擺運(yùn)動；所述可動結(jié)構(gòu)上面加工有上層金屬線圈、下層金屬線圈、T字型開口和SiNx絕緣層；所述上層金屬線圈從可動結(jié)構(gòu)的一端通過一根折疊梁引入扭擺結(jié)構(gòu)表面，在扭擺表面從外向內(nèi)逐匝盤繞；所述下層金屬線圈從內(nèi)向外逐匝盤繞，并從可動結(jié)構(gòu)的另一端通過另一根折疊梁引出扭擺結(jié)構(gòu)表面，所述上層金屬線圈與所述下層金屬線圈的盤繞方式相同，同為順時針方向或者逆時針方向；兩層金屬線圈被中間留有T字形開口的SiNx絕緣層隔開，并通過中間的T字型開口實現(xiàn)電氣連接；同時，兩層金屬線圈還通過兩根折疊梁分別與支座上的金屬線圈引線電極相連；所述阻尼孔位于所述扭擺上；所述玻璃基底上包含金屬極板、金屬極板引線電極和硅引線電極；所述支座與玻璃基底的硅引線電極相連，并使可動結(jié)構(gòu)與玻璃基底脫離，成懸空狀態(tài)，具有5um-20um的間隙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述扭擺的 厚度為50um-70um。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述上層金屬線圈的材料為金，厚度為0.8um-1.5um;所述下層金屬線圈材料為金，厚度為 0.8um-1.5um。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述金屬引 線電極與金屬極板相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求]所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述金屬引 線電極通過金絲與檢測控制電路相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述硅引線 電極上鍵合金絲引線；所述金屬極板引線電極上鍵合金絲引線；硅引線電極、金 屬極板引線電極和金絲引線的材料均為金。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述低阻硅 片的主體材料為電阻率在0. 001 0. 004Q.cm的單晶硅。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述金屬極 板為兩個差動變化電容的固定極板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述折疊梁 由主梁和側(cè)梁構(gòu)成，主梁寬20um-30iim，側(cè)梁寬為主梁寬度的一半，主梁與側(cè)梁 之間的距離以及側(cè)梁之間的距離為10um-15um。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭擺式微型磁敏感器，其特征是所述上層金 屬線圈和所述下層金屬線圈分別通過兩個側(cè)梁匯合到中央主梁，繼而從折疊梁表 面引入或引出扭擺結(jié)構(gòu)表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了傳感器制造技術(shù)領(lǐng)域中的一種扭擺式微型磁敏感器。技術(shù)方案是，扭擺式微型磁敏感器包括表頭芯片和檢測控制電路；表頭芯片由低阻硅片和玻璃基底鍵合而成；檢測控制電路包括高頻調(diào)制模塊、一次同步解調(diào)模塊、鎖相環(huán)、二次同步解調(diào)模塊。低阻硅片由可動結(jié)構(gòu)和支座構(gòu)成；可動結(jié)構(gòu)包括扭擺、兩根折疊梁、應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)和阻尼孔；可動結(jié)構(gòu)上面加工有上層金屬線圈、下層金屬線圈、T字型開口和SiNx絕緣層；玻璃基底上包含金屬極板、金屬極板引線電極和硅引線電極；支座與玻璃基底陽極鍵合，并使可動結(jié)構(gòu)與玻璃基底脫離，成懸空狀態(tài)。本發(fā)明提供的磁敏感器制作簡便、靈敏度高、靈活性強(qiáng)；輸出的信號準(zhǔn)確、穩(wěn)定。
文檔編號B81B7/02GK101408595SQ20081022753
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者任大海, 政 尤, 戴震宇, 武凌祺, 閻梅芝 申請人:清華大學(xué)