所屬的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的存儲裝置、處理裝置的具體工作過程及有關(guān)說明，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的模塊、方法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，軟件模塊、方法步驟對應(yīng)的程序可以置于隨機存儲器(ram)、內(nèi)存、只讀存儲器(rom)、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。為了清楚地說明電子硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以電子硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不是用于描述或表示特定的順序或先后次序。術(shù)語“包括”或者任何其它類似用語旨在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備/裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其它要素，或者還包括這些過程、方法、物品或者設(shè)備/裝置所固有的要素。至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對相關(guān)技術(shù)特征做出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

背景技術(shù)：

1、微機電陀螺是利用微機電系統(tǒng)加工工藝結(jié)合陀螺技術(shù)需求所產(chǎn)生的一種慣性傳感器，它能夠敏感并檢測載體相對慣性空間的轉(zhuǎn)動角速度或者絕對角度，相較于全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)具有不依賴外界信息，不向外界輻射能量，不易受到外界干擾等自主式導(dǎo)航的特點。而與傳統(tǒng)的激光陀螺和光纖陀螺相比，微機電陀螺具有其體積小、重量輕、功耗少、成本低和易于批量生產(chǎn)等眾多優(yōu)點，更顯示出其無可比擬的優(yōu)勢所在，是目前陀螺儀的主要發(fā)展方向之一。在航空航天、導(dǎo)彈制導(dǎo)、姿態(tài)控制和導(dǎo)航定位等眾多領(lǐng)域中，都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是隨著目前消費電子領(lǐng)域產(chǎn)品的廣泛需求和汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，微機電陀螺更是成為一個熱點。

2、對于微機電碟形陀螺，優(yōu)值的定義是品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率的比值，即q/f。零偏變化量與優(yōu)值成反比，如下式所示：

3、

4、因此，優(yōu)值越高、零偏變化量越小、陀螺的零偏穩(wěn)定性性能也越好。目前微機電碟形陀螺的精度只能達到戰(zhàn)術(shù)級應(yīng)用精度，距離導(dǎo)航級、慣導(dǎo)級應(yīng)用精度仍有差距，優(yōu)值等結(jié)構(gòu)性能參數(shù)對微機電碟形陀螺的性能有至關(guān)重要的影響。同時，為了保證微機電碟形陀螺的性能，需要圓片級真空封裝方案降低空氣阻尼，提高陀螺的品質(zhì)因數(shù)，因此急需高優(yōu)值的微機電碟形陀螺及其圓片級真空封裝方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即現(xiàn)有的陀螺儀結(jié)構(gòu)優(yōu)值不足，零偏變化量過高，零偏穩(wěn)定性不足的問題，本發(fā)明提供了一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺，所述碟形陀螺包括：

2、所述支撐錨點結(jié)構(gòu)1與多個調(diào)整電極8之間包括多層的同心環(huán)結(jié)構(gòu)4；

3、每個同心環(huán)結(jié)構(gòu)4內(nèi)側(cè)，均通過連接輻條2、彈性梁結(jié)構(gòu)6和支撐輻條3與內(nèi)層結(jié)構(gòu)連接；其中，第1層的同心環(huán)結(jié)構(gòu)4的內(nèi)層結(jié)構(gòu)為支撐錨點結(jié)構(gòu)1，非第1層同心環(huán)結(jié)構(gòu)4的內(nèi)層結(jié)構(gòu)為第n-1層同心環(huán)結(jié)構(gòu)4，n表示同心環(huán)結(jié)構(gòu)的層數(shù)，彈性梁結(jié)構(gòu)與其外側(cè)的同心環(huán)結(jié)構(gòu)4層數(shù)相同；所述支撐錨點結(jié)構(gòu)1、同心環(huán)結(jié)構(gòu)4、彈性梁結(jié)構(gòu)6和多個調(diào)整電極8圍成的圓形共用同一個對稱中心。

4、進一步的，所述支撐輻條3所在直線過所述對稱中心將支撐錨點結(jié)構(gòu)1、同心環(huán)結(jié)構(gòu)4和彈性梁結(jié)構(gòu)6分為8個相同的單元。

5、進一步的，彈性梁結(jié)構(gòu)6包括：

6、每個單元的彈性梁結(jié)構(gòu)6的兩端為半個彈性梁支撐桁架5，每個單元的彈性梁結(jié)構(gòu)6的中間為彈性梁連接桁架7；

7、彈性梁支撐桁架5與彈性梁連接桁架7之間通過設(shè)定角度的傾斜梁連接；

8、整個彈性梁支撐桁架5的中間內(nèi)側(cè)連接所述支撐輻條3；

9、彈性梁連接桁架7的中間外側(cè)連接所述連接輻條2。

10、進一步的，所述傾斜梁，基于需求的彈性系數(shù)設(shè)計傾斜梁與彈性梁支撐桁架5的角度和傾斜梁與彈性梁連接桁架7的角度。

11、進一步的，所述調(diào)整電極8，與最外層同心環(huán)結(jié)構(gòu)4構(gòu)成16個平行板電容器。

12、進一步的，所述支撐輻條3為兩根設(shè)定間隔的矩形衡量構(gòu)成。

13、本發(fā)明的另一方面，提出了高優(yōu)值微機電碟形陀螺的圓片級真空封裝方法，所述封裝方法用于上述的高優(yōu)值微機電碟形陀螺進行封裝，其特征在于，所述封裝方法包括：

14、步驟s1，去除soi硅片器件層上的原生氧化層；

15、步驟s2，對去除了原生氧化層的soi硅片器件層進行膠涂光刻和淺刻蝕，獲得具有鍵合臺階的soi硅片器件層；

16、步驟s3，在玻璃片上進行涂膠光刻、金屬濺射和金屬玻璃獲得具有特定金屬走線的玻璃片；

17、步驟s4，將具有特定金屬走線的玻璃片與具有鍵合臺階的soi硅片器件層進行陽極鍵合，可獲得陽極鍵合后的器件；

18、步驟s5，去除陽極鍵合后的器件中soi硅片的襯底層后去除soi硅片的氧化層，并對soi硅片的器件層進行刻蝕，獲得刻蝕后的器件；

19、步驟s6，選取另一玻璃片進行清洗、腐蝕、涂膠光刻、金屬濺射和金屬剝離，獲得具有特定吸氣劑金屬圖形的玻璃片；

20、步驟s7，將所述刻蝕后的器件和具有特定吸氣金屬圖形的玻璃片在真空環(huán)境下進行二次陽極鍵合，形成密封腔體，在鍵合過程中高溫激活，獲得圓片級真空封裝的高優(yōu)值微機電碟形陀螺。

21、進一步的，所述陽極鍵合，所述特定金屬走線與鍵合臺階包括交疊區(qū)域和不交疊區(qū)域。

22、進一步的，所述腐蝕，均為濕法腐蝕。

23、進一步的，所述另一玻璃片進行清洗、腐蝕后，獲得帶有倒梯形槽的玻璃片。

24、本發(fā)明的有益效果：

25、(1)相比于傳統(tǒng)碟形陀螺，本發(fā)明圖形拓撲結(jié)構(gòu)的特有的優(yōu)值更高；

26、(2)通過調(diào)整電極實現(xiàn)對頻率差、正交誤差的修調(diào)，最終提高陀螺的性能；

27、(3)通過本發(fā)明的圓片級真空封裝方案，可降低陀螺器件的空氣阻尼，提高陀螺器件的品質(zhì)因數(shù)，實現(xiàn)圓片級真空封裝的同時可以實現(xiàn)電信號引出，提高微機電陀螺的性能。

技術(shù)特征：

1.一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺，其特征在于，所述碟形陀螺包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺，其特征在于，所述支撐輻條(3)所在直線過所述對稱中心將支撐錨點結(jié)構(gòu)(1)、同心環(huán)結(jié)構(gòu)(4)和彈性梁結(jié)構(gòu)(6)分為8個相同的單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺，其特征在于，彈性梁結(jié)構(gòu)(6)包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺，其特征在于，所述傾斜梁，基于需求的彈性系數(shù)設(shè)計傾斜梁與彈性梁支撐桁架(5)的角度和傾斜梁與彈性梁連接桁架(7)的角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺，其特征在于，所述調(diào)整電極(8)，與最外層同心環(huán)結(jié)構(gòu)(4)構(gòu)成16個平行板電容器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺，其特征在于，所述支撐輻條(3)為兩根設(shè)定間隔的矩形衡量構(gòu)成。

7.一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺的圓片級真空封裝方法，其特征在于，所述封裝方法用于對權(quán)利要求1只6中任一項所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺進行封裝，其特征在于，所述封裝方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺的圓片級真空封裝方法，其特征在于，所述陽極鍵合，所述特定金屬走線與鍵合臺階包括交疊區(qū)域和不交疊區(qū)域。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺的圓片級真空封裝方法，其特征在于，所述腐蝕，均為濕法腐蝕。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺的圓片級真空封裝方法，其特征在于，所述另一玻璃片進行清洗、腐蝕后，獲得帶有倒梯形槽的玻璃片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于陀螺儀領(lǐng)域，具體涉及了一種高優(yōu)值微機電碟形陀螺及圓片級真空封裝方法，旨在解決現(xiàn)有的陀螺儀結(jié)構(gòu)優(yōu)值不足，零偏變化量過高，零偏穩(wěn)定性不足的問題。本發(fā)明包括：支撐錨點結(jié)構(gòu)和圍成同心圓的多個調(diào)整電極；所述支撐錨點結(jié)構(gòu)與多個調(diào)整電極之間包括多層的同心環(huán)結(jié)構(gòu)；每個同心環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，均通過連接輻條、彈性梁結(jié)構(gòu)和支撐輻條與內(nèi)層結(jié)構(gòu)連接；其中，第1層的同心環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)層結(jié)構(gòu)為支撐錨點結(jié)構(gòu)，非第1層同心環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)層結(jié)構(gòu)為第n?1層同心環(huán)結(jié)構(gòu)，n表示同心環(huán)結(jié)構(gòu)的層數(shù)，彈性梁結(jié)構(gòu)與其外側(cè)的同心環(huán)結(jié)構(gòu)層數(shù)相同；所述支撐錨點結(jié)構(gòu)、同心環(huán)結(jié)構(gòu)、彈性梁結(jié)構(gòu)和多個調(diào)整電極圍成的圓形共用同一個對稱中心。

技術(shù)研發(fā)人員：周金秋,范柚攸,諸磊,王鑫鵬,謝建兵,鄧宇廷,張龍,熊開利
受保護的技術(shù)使用者：北京時代民芯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18