压电式传感器的制作方法

    专利2026-08-11  14


    本申请属于压电设备,更具体地说,是涉及一种压电式传感器。


    背景技术:

    1、压电式传感器是基于压电材料的压电效应做机电转换的器件,可以直接用于测力或测量与力有关的压力、位移、振动加速度等。传统的压电式传感器采用不同切型的石英晶体或者锆钛酸铅(pzt)等多种压电陶瓷制成,具有灵敏度高、性能稳定、频响好及工作可靠等优点。但是随着微机电系统(mems)技术的发展,对压电式传感器的尺寸、集成制造兼容性、制造成本以及环境友好性提出了新的要求。

    2、在相关技术领域中,由于压电式传感器空间利用率低,导致其信噪比低、带宽窄。


    技术实现思路

    1、本申请实施例的目的在于提供一种压电式传感器,以解决现有技术中存在的空间利用率低导致信噪比低、带宽窄的技术问题。

    2、为实现上述目的,本申请采用的技术方案是:提供一种压电式传感器,包括:

    3、衬底组件,所述衬底组件包括衬底件和腔体,所述腔体开设于所述衬底件;

    4、质量块,所述质量块固定安装于所述衬底件,且收容于所述腔体内;

    5、多个压电结构,多个所述压电结构间隔安装于所述衬底件背向所述质量块的一侧,且对称分布。

    6、可选地,所述衬底件包括衬底层和两个衬底块,两个所述衬底块设于所述衬底层的其中一侧,且分别位于所述衬底层的两端;其中,所述衬底层和两个所述衬底块围合形成所述腔体。

    7、可选地,所述衬底组件还包括两个第一绝缘层和第二绝缘层,所述第一绝缘层固定安装于所述衬底层和所述衬底块之间,所述第二绝缘层固定安装于所述衬底层和所述质量块之间。

    8、可选地,其中一个所述衬底块和所述质量块之间的距离等于另一个所述衬底块和所述质量块之间的距离。

    9、可选地,其中一个所述衬底块和所述质量块之间的距离大于另一个所述衬底块和所述质量块之间的距离。

    10、可选地,所述衬底层开设有两个通孔,两个所述通孔沿所述质量块对称分布;其中一个所述通孔位于多个所述压电结构的其中一端,另一个所述通孔位于多个所述压电结构的另一端。

    11、可选地,所述压电式传感器还包括第一封装组件,所述第一封装组件包括第一封装层和两个第一键合层,两个所述第一键合层固定安装于所述衬底层和所述第一封装层之间,且间隔设置。

    12、可选地,所述压电式传感器还包括第二封装组件,所述第二封装组件包括第二封装层和两个第二键合层,所述第二键合层固定安装于所述衬底块和所述第二封装层之间。

    13、可选地,所述质量块朝向所述第二封装层的一端具有多个凸起。

    14、可选地,所述压电式传感器还包括焊盘,所述焊盘固定安装于所述衬底层表面。

    15、本申请提供的压电式传感器的有益效果在于:

    16、本申请提供的压电式传感器,采用衬底层替换相关技术中分离设置的悬臂梁,采用衬底层安装质量块,在两个衬底块的配合下,两个衬底块能够共同支撑同一衬底层,能够有效地提高衬底层的承载能力。在提高衬底层的承载能力之后,通过增加质量块的质量,能够有效地提高压电式传感器的信噪比,还能够有效地拓展带宽。在提高质量块的质量之后,采用衬底层能够避免增大悬臂梁的宽度或厚度,能够有效地防止因质量块质量过重导致衬底层断裂。并且,采用两个衬底块,能够和衬底层围合形成腔体,便于安装质量块,有助于提高使用的便利性。采用腔体,便于质量块振动,能够为质量块的振动提供空间,有助于进一步提高使用的便利性。除此之外,多个压电结构对称布置,能够保证信号的一致性,并且便于串联或并联多个压电结构,有助于进一步提高使用的便利性。



    技术特征:

    1.一种压电式传感器,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的压电式传感器,其特征在于:所述衬底件(110)包括衬底层(111)和两个衬底块(112),两个所述衬底块(112)设于所述衬底层(111)的其中一侧,且分别位于所述衬底层(111)的两端;其中,所述衬底层(111)和两个所述衬底块(112)围合形成所述腔体(120)。

    3.如权利要求2所述的压电式传感器,其特征在于:所述衬底组件(100)还包括两个第一绝缘层(130)和第二绝缘层(140),所述第一绝缘层(130)固定安装于所述衬底层(111)和所述衬底块(112)之间,所述第二绝缘层(140)固定安装于所述衬底层(111)和所述质量块(200)之间。

    4.如权利要求2所述的压电式传感器,其特征在于:其中一个所述衬底块(112)和所述质量块(200)之间的距离等于另一个所述衬底块(112)和所述质量块(200)之间的距离。

    5.如权利要求2所述的压电式传感器,其特征在于:其中一个所述衬底块(112)和所述质量块(200)之间的距离大于另一个所述衬底块(112)和所述质量块(200)之间的距离。

    6.如权利要求2所述的压电式传感器,其特征在于:所述衬底层(111)开设有两个通孔(113),两个所述通孔(113)沿所述质量块(200)对称分布;其中一个所述通孔(113)位于多个所述压电结构(300)的其中一端,另一个所述通孔(113)位于多个所述压电结构(300)的另一端。

    7.如权利要求2-6任一项所述的压电式传感器,其特征在于:所述压电式传感器还包括第一封装组件(400),所述第一封装组件(400)包括第一封装层(410)和两个第一键合层(420),两个所述第一键合层(420)固定安装于所述衬底层(111)和所述第一封装层(410)之间,且间隔设置。

    8.如权利要求2-6任一项所述的压电式传感器,其特征在于:所述压电式传感器还包括第二封装组件(500),所述第二封装组件(500)包括第二封装层(510)和两个第二键合层(520),所述第二键合层(520)固定安装于所述衬底块(112)和所述第二封装层(510)之间。

    9.如权利要求8所述的压电式传感器,其特征在于:所述质量块(200)朝向所述第二封装层(510)的一端具有多个凸起(210)。

    10.如权利要求2-6任一项所述的压电式传感器,其特征在于:所述压电式传感器还包括焊盘(600),所述焊盘(600)固定安装于所述衬底层(111)表面。


    技术总结
    本申请提供了一种压电式传感器,包括衬底组件、质量块和多个压电结构。衬底组件包括衬底件和腔体,腔体开设于衬底件。质量块固定安装于衬底件,且收容于腔体内。多个压电结构间隔安装于衬底件背向质量块的一侧,且对称分布。本申请提供的压电式传感器,采用衬底层替换相关技术中分离设置的悬臂梁,采用衬底层安装质量块,在两个衬底块的配合下,两个衬底块能够共同支撑同一衬底层,能够有效地提高衬底层的承载能力。在提高衬底层的承载能力之后,通过增加质量块的质量,能够提高压电式传感器的信噪比,还能够有效地拓展带宽。在提高质量块的质量之后,采用衬底层能够避免增大悬臂梁的宽度或厚度,能够有效地防止因质量块质量过重导致衬底层断裂。

    技术研发人员:胡继君
    受保护的技术使用者:博思半导体(深圳)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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