電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器。其中振動圓盤由底面錨支撐，并在圓盤上方設(shè)置偏置電壓焊點(diǎn)。輸入輸出電極上方分別引入交流電壓焊點(diǎn)和交流電流焊點(diǎn)。輸入輸出電極另一端連接一個矩形電極桿，并連接到由點(diǎn)狀支承固定的矩形彈性臂。矩形彈性臂和點(diǎn)狀支承之間由電極臂連接。矩形彈性臂和電極臂表面設(shè)置電絕緣層二氧化硅，并在上方鋪上金屬導(dǎo)線。采用外部金絲球焊技術(shù)用金線將金屬導(dǎo)線兩端的驅(qū)動電流焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，并接入恒流源。本發(fā)明通過安培力的作用，使電極產(chǎn)生固定的橫向移動，優(yōu)化了電極結(jié)構(gòu)。通過橫向可動電極，彌補(bǔ)了工藝誤差導(dǎo)致的兩端電極間隙不匹配，從而降低運(yùn)動電阻，提高諧振器性能。
【專利說明】電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種微機(jī)械諧振器結(jié)構(gòu)，尤其是一種電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectro Mechanical Systems,簡稱 MEMS),是微電子技術(shù)的拓寬和延伸，它是將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合，并將微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。MEMS相對宏觀機(jī)電裝置而言,其優(yōu)勢在于尺寸微小,厚度一般不超多l(xiāng)cm。另夕卜，MEMS器件可用與集成電路相兼容的工藝進(jìn)行大批量、低成本生產(chǎn)，因此性價比相對于傳統(tǒng)制造技術(shù)有很大程度提高。MEMS技術(shù)是最適于開發(fā)智能化產(chǎn)品的技術(shù)，它能夠提高微電子產(chǎn)品的計(jì)算能力及微傳感器和微執(zhí)行器的感知和控制能力。
[0003]微機(jī)械圓盤諧振器是近年來一種新型微機(jī)電元器件。與梁氏、梳齒式諧振器相比，它具有頻率高、集成度高、Q值高、功耗小等優(yōu)勢，因此廣泛應(yīng)用于振蕩器、濾波器等無線通信系統(tǒng)中。在圓盤諧振器中，輸入輸出電極與振動圓盤間的間隙決定著諧振器的運(yùn)動電阻，從而影響輸出電流大小。此外，圓盤諧振器可通過連接梁與其他圓盤連接形成諧振器陣列，從而線性地降低運(yùn)動電阻。但是，輸入輸出電極與振動圓盤間的初始間隙雖然采用相同的光刻刻蝕等工藝制作而成，但是由于工藝的非理想性，會使兩邊的電極間隙產(chǎn)生微小誤差。此誤差將導(dǎo)致諧振器實(shí)際運(yùn)動電阻高于理論值，并使諧振器陣列的運(yùn)動電阻相對于單個諧振器不能線性降低。因此，優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)，補(bǔ)償由于工藝造成的兩端電極間隙不匹配，是亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述【背景技術(shù)】所存在的不足，本發(fā)明提供一種電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器。該諧振器能夠改變輸入輸出電極與圓盤初始間隙大小，改善電極間隙的不匹配，從而降低運(yùn)動電阻。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括振動圓盤、電極、電極桿、矩形彈性臂、電極臂、點(diǎn)狀支承、金屬導(dǎo)線和基片。
[0006]振動圓盤兩側(cè)對稱設(shè)置有電極，其中的一個電極為輸入電極、另一個電極為輸出電極；電極桿的一端與電極連接，另一端與矩形彈性臂連接，矩形彈性臂的兩端分別通過電極臂與點(diǎn)狀支承固定，點(diǎn)狀支承下方為基片；矩形彈性臂和電極臂表面設(shè)置二氧化硅電絕緣層，并在上方鋪上金屬導(dǎo)線，采用外部金絲球焊技術(shù)用金線將金屬導(dǎo)線兩端的驅(qū)動電流焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，并接入恒流源；將金屬導(dǎo)線置入到一個均勻磁場中時；此時，金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的安培力帶動矩形彈性臂產(chǎn)生橫向移動，導(dǎo)致電極也產(chǎn)生橫向移動；當(dāng)安培力與矩形彈性臂自身產(chǎn)生的彈性恢復(fù)力相等時，電極靜止；通過控制輸入的恒流源以及磁場的電磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電極橫向移動大小。
[0007]進(jìn)一步說，點(diǎn)狀支承、電極臂和矩形彈性臂由多晶硅制成；點(diǎn)狀支承使電極臂、矩形彈性臂、電極桿和輸入輸出電極懸空；輸入電極上方引入交流電壓焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，并接入交流電壓；輸出電極上方引入交流電流焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，用以檢測輸出電流。
[0008]進(jìn)一步說，振動圓盤通過圓盤錨點(diǎn)固定在基片上，其中振動圓盤以及圓盤錨點(diǎn)由多晶硅制成；圓柱形錨點(diǎn)一邊連接基片，一邊連接圓盤使其懸空在基片上；圓盤上方引入偏置電壓焊點(diǎn)并用金線連接到封裝管殼引腳上，并接入一定值的直流偏置電壓。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:通過安培力的作用，使電極產(chǎn)生固定的橫向移動，優(yōu)化了電極結(jié)構(gòu)。通過橫向可動電極，彌補(bǔ)了工藝誤差導(dǎo)致的兩端電極間隙不匹配，從而降低運(yùn)動電阻，提高諧振器性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0011]圖2是圖1中一邊電極結(jié)構(gòu)左視圖。
[0012]圖3是圖1中圓盤結(jié)構(gòu)主視圖。
[0013]圖中1:振動圓盤，2:圓盤錨點(diǎn)，3.1:輸入電極，3.2:輸出電極，4.1:交流電壓焊點(diǎn)，4.2:交流電流焊點(diǎn)，5.1、5.2:電極桿，6.1、6.2:矩形彈性臂，7.1、7.2、7.3、7.4:電極臂，8.1,8.2,8.3,8.4:點(diǎn)狀支承，9.1,9.2:金屬導(dǎo)線，10.1,10.2,10.3,10.4:驅(qū)動電流焊點(diǎn)，11:偏置電壓焊點(diǎn)，12:基片。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0015]在圖1中，振動圓盤I懸空在基片12上，其底面中心的圓盤錨點(diǎn)2支撐圓盤I使之與基片12隔離。圓弧形輸入電極3.1、輸出電極3.2 一端包圍圓盤1，另一端連接一個矩形電極桿5.1、5.2，并連接到由點(diǎn)狀支承8.1、8.2、8.3、8.4固定的矩形彈性臂6.1、6.2。矩形彈性臂6.1、6.2和點(diǎn)狀支承8.1、8.2、8.3、8.4之間由電極臂7.1、7.2、7.3、7.4連接。矩形彈性臂6.1,6.2和電極臂7.1,7.2,7.3,7.4表面設(shè)置電絕緣層二氧化硅，并在上方鋪上金屬導(dǎo)線9.1、9.2。金屬導(dǎo)線9.1、9.2通過驅(qū)動電流焊點(diǎn)10.1、10.2、10.3、10.4接入恒流源。當(dāng)金屬導(dǎo)線9.1,9.2受到垂直紙面向里的均勻磁場時，若左邊金屬導(dǎo)線9.1所加恒流源方向?yàn)閺纳现料?，右邊金屬?dǎo)線9.2電流方向?yàn)閺南轮辽蠒r，金屬導(dǎo)線9.1、9.2上產(chǎn)生的安培力帶動矩形彈性臂6.1,6.2向內(nèi)側(cè)橫向移動，使電極3.1,3.2也向內(nèi)側(cè)移動。
[0016]在圖2中，點(diǎn)狀支承8.1,8.2使電極臂、矩形彈性臂、電極桿和輸入輸出電極懸空。電極臂和矩形彈性臂表面設(shè)置電絕緣層二氧化硅，并在上方鋪上金屬導(dǎo)線9.1。金屬導(dǎo)線兩端設(shè)置驅(qū)動電流焊點(diǎn)10.1,10.2用于輸入恒流源。
[0017]在圖3中，圓柱形錨2—邊連接基片12，一邊連接圓盤I使其懸空在基片12上。圓盤上方設(shè)置偏置電壓焊點(diǎn)11并用金線連接到封裝管殼引腳上。
【權(quán)利要求】
1.電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器，包括振動圓盤、電極、電極桿、矩形彈性臂、電極臂、點(diǎn)狀支承、金屬導(dǎo)線和基片，其特征在于: 振動圓盤兩側(cè)對稱設(shè)置有電極，其中的一個電極為輸入電極、另一個電極為輸出電極；電極桿的一端與電極連接，另一端與矩形彈性臂連接，矩形彈性臂的兩端分別通過電極臂與點(diǎn)狀支承固定，點(diǎn)狀支承下方為基片；矩形彈性臂和電極臂表面設(shè)置二氧化硅電絕緣層，并在上方鋪上金屬導(dǎo)線，采用外部金絲球焊技術(shù)用金線將金屬導(dǎo)線兩端的驅(qū)動電流焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，并接入恒流源；將金屬導(dǎo)線置入到一個均勻磁場中時；此時，金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的安培力帶動矩形彈性臂產(chǎn)生橫向移動，導(dǎo)致電極也產(chǎn)生橫向移動；當(dāng)安培力與矩形彈性臂自身產(chǎn)生的彈性恢復(fù)力相等時，電極靜止；通過控制輸入的恒流源以及磁場的電磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電極橫向移動大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器，其特征在于:點(diǎn)狀支承、電極臂和矩形彈性臂由多晶硅制成；點(diǎn)狀支承使電極臂、矩形彈性臂、電極桿和輸入輸出電極懸空；輸入電極上方引入交流電壓焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，并接入交流電壓；輸出電極上方引入交流電流焊點(diǎn)連接到封裝管殼引腳上，用以檢測輸出電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極橫向可動的微機(jī)械圓盤諧振器，其特征在于:振動圓盤通過圓盤錨點(diǎn)固定在基片上，其中振動圓盤以及圓盤錨點(diǎn)由多晶硅制成；圓柱形錨點(diǎn)一邊連接基片，一邊連接圓盤使其懸空在基片上；圓盤上方引入偏置電壓焊點(diǎn)并用金線連接到封裝管殼引腳上，并接入一定值的直流偏置電壓。
【文檔編號】B81B7/02GK103964369SQ201410150582
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】董林璽, 俞權(quán) 申請人:杭州電子科技大學(xué)