一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪及其加工封装方法

    公开(公告)号:CN110342453B

    公开(公告)日:2022-02-11

    申请号:CN201910535475.3

    申请日:2019-06-20

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于双光栅检测的微机电陀螺仪及其加工封装方法,陀螺仪的SOI结构自上而下为硅器件层、二氧化硅绝缘层和硅衬底层;硅器件层的第一金属键合区设置于其框架上表面四周,框架中间设有第一十字形通孔,检测组件设于第一十字形通孔内;二氧化硅绝缘层设有与第一十字形通孔相对应的第二十字形通孔,检测组件周围放置在二氧化硅绝缘层上;硅衬底层内设有若干背部通孔;玻璃盖帽背面中心区域设有金属光栅,金属光栅外围区域设有与第一十字形通孔对应的十字形腔体,且设有与检测组件连接的电极圆孔;玻璃盖帽背面四周设有第二金属键合区;SOI结构和玻璃盖帽键合连接。本发明尺寸小、密封性良好、灵敏度高,能实现高精度的光学检测。

    一种环形可阵列式四质量耦合六轴微惯性传感器及其加工方法

    公开(公告)号:CN111623762B

    公开(公告)日:2021-11-12

    申请号:CN202010446993.0

    申请日:2020-05-25

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 夏敦柱 李锦辉

    Abstract: 本发明公开了一种环形可阵列式四质量耦合六轴微惯性传感器及其加工方法,传感器由上至下依次包括器件结构层、金属引线层及玻璃衬底层,器件结构层通过锚点与玻璃衬底层连接,金属引线层位于器件结构层与玻璃衬底层之间,将部分器件结构层与玻璃衬底层连接的锚点(电极)通过金属引线引至周围;器件结构层包含一个四质量三轴陀螺仪结构、一个Z轴扭摆式加速度计、一个电容式X轴加速度计和一个电容式Y轴加速度计,所有结构由外向内依次中心重合排布。本发明三个加速度计及一个可阵列式共质心四质量三轴陀螺仪具有共同的质心,方便数据处理;整个环形可阵列式四质量耦合六轴微惯性传感器可通过耦合环的连接实现简单的阵列,提高系统精度和冗余度。

    一种基于光波导的盘式谐振陀螺仪及其加工封装方法

    公开(公告)号:CN109974681B

    公开(公告)日:2021-01-26

    申请号:CN201910278354.5

    申请日:2019-04-09

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于光波导的盘式谐振陀螺仪及其加工封装方法,陀螺仪包括键合连接的SOI结构和玻璃盖帽,SOI结构自上而下分别是硅器件层、二氧化硅绝缘层和硅衬底层;硅器件层的中心区域为圆形锚点,圆形锚点外围同心设有圆环凹槽结构,圆环凹槽结构外围均匀分布有光学结构,每个光学结构外面设有相应的电极焊盘;硅衬底层内打有若干背部通孔;二氧化硅绝缘层设有圆环形凹槽使得圆环凹槽和背部通孔联通;玻璃盖帽的腔体设在玻璃盖帽背面中间区域,玻璃盖帽上与纳米光栅相对位置设有底部不打通的光栅圆孔,与电极焊盘相对位置设有底部完全打通的电极圆孔。本发明尺寸小、密封性良好、灵敏度高,能实现高精度的光学检测。

    一种基于光学微腔的全解耦环形微陀螺仪及其加工方法

    公开(公告)号:CN108955664B

    公开(公告)日:2020-07-14

    申请号:CN201810809702.2

    申请日:2018-07-23

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于光学微腔的全解耦环形微陀螺仪及其加工方法,微陀螺仪由上至下包括盖帽和晶圆,所述晶圆包括上层的器件层和下层的衬底层,器件层设有若干电极、谐振子、第一光学微腔、第二光学微腔、第一光波导和第二光波导,所述电极与谐振子内壁相邻,构成电容,第一光波导和第二光波导对称分布于谐振子两侧,第一光学微腔和第二光学微腔分别与第一光波导和第二光波导相邻,且第一光学微腔和第二光学微腔均与谐振子相连。本发明采用光学检测方案,相比传统的微机电陀螺仪,该陀螺仪的可靠性和测量精度都可以达到一个更高的水平。

    一种半球谐振陀螺仪模糊PID控制方法及控制电路

    公开(公告)号:CN109141390B

    公开(公告)日:2020-06-30

    申请号:CN201810606324.8

    申请日:2018-06-13

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 夏敦柱 任皓麟

    Abstract: 本发明公开了一种基于遗传算法与克隆算法优化的半球谐振陀螺仪模糊PID控制方法及控制电路,方法包括建立半球谐振子的动力学模型;计算半球谐振陀螺仪的旋转速率误差信号;设计模糊PID控制器结构,用免疫克隆算法初步选取模糊PID控制器参数的初始值;通过遗传算法对模糊PID控制器参数优化。本发明的控制电路基于FPGA实现,包括用于实现对半球谐振陀螺仪PID控制的PID控制单元,用于调整模糊PID控制器控制参数的模糊控制单元,用于初步选取模糊PID控制器参数初始值的克隆算法单元,用于实现对模糊PID控制器参数优化的遗传算法单元。本发明提高了陀螺仪的稳定性、优化时间、鲁棒性和控制精度,并使运算速度大幅提升。

    一种基于SOI封装的熔融石英微半球谐振陀螺仪及其加工方法

    公开(公告)号:CN106959106B

    公开(公告)日:2020-01-07

    申请号:CN201710217077.8

    申请日:2017-04-05

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 夏敦柱 高海钰

    Abstract: 本发明公开一种基于SOI封装的熔融石英微半球谐振陀螺仪及其加工方法,基于SOI封装的熔融石英微半球谐振陀螺仪包括玻璃基底、SOI密封壳、熔融石英微半球壳谐振子、微半球壳支撑柱、基准电极、8个敏感电极、16六个激励电极、圆形金属焊盘和圆柱形电极通孔。本发明电极位于球壳唇沿的正下方,能避免微半球壳谐振子和电极组装时,由于键合对准精度问题而造成的偏心误差;而且在球壳唇沿处增加了唇外沿,增大了电极与球壳唇沿的正对面积,能提高检测精度;充分利用了SOI晶圆片的优势,对微半球谐振陀螺仪进行封装,使得整个陀螺仪的封装工艺大大简化;具有8个敏感电极和16个激励电极,能采用全角工作模式,使微半球谐振陀螺仪的动态性能将得到增强。

    一种基于二维光子晶体腔体结构的新型MOEMS双轴陀螺仪及其加工方法

    公开(公告)号:CN110631568A

    公开(公告)日:2019-12-31

    申请号:CN201910851869.X

    申请日:2019-09-10

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于二维光子晶体腔体结构的新型MOEMS双轴陀螺仪及其加工方法,陀螺仪由上至下依次包括玻璃盖帽、器件层和玻璃衬底,玻璃盖帽包括金属引线、电极和通光孔;器件层包括外框架、位于外框架中心的驱动质量块、驱动检测组件、X轴检测组件、Y轴检测组件、第一、第二驱动电极支撑柱、第一、第二驱动检测电极支撑柱,玻璃衬底包括金属引线和电极。驱动检测组件用于对驱动质量块施加静电力和驱动检测;X轴检测组件和Y轴检测组件分别沿X轴和Y轴方向对称分布于驱动质量块周围,用于检测X轴和Y轴方向的角速度输出。本发明加工工艺简单、成本低且便于批量生产,在单个器件内实现了对双轴的角速度的测量,有着良好的市场前景。

    一种可在湿法腐蚀下实现样片单面保护的夹具及其加工装配方法

    公开(公告)号:CN110491824A

    公开(公告)日:2019-11-22

    申请号:CN201910725322.5

    申请日:2019-08-07

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 夏敦柱 王浩

    Abstract: 本发明公开了一种可在湿法腐蚀下实现样片单面保护的夹具及其加工装配方法,夹具包括一对单面保护装置、底座和外容器,其中,每个单面保护装置上均装配一个待腐蚀样片,一对单面保护装置平行对称固定在底座上,单面保护装置与底座组装完成后放置于外容器内。本发明采用单面保护装置只允许样片单面暴露在腐蚀溶液中;在单面保护装置两处分别刻有刻度线,用以定时定量旋转刻度转盘的角度,于此同时,底座槽型孔中的磁珠旋转对溶液进行搅拌,两者同时作用以达到均匀溶液浓度,实现更好地对样片单面腐蚀的目的。

    一种基于SOI封装的六轴微惯性器件及其加工方法

    公开(公告)号:CN107015016B

    公开(公告)日:2019-06-21

    申请号:CN201710378413.7

    申请日:2017-05-25

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于SOI封装的六轴微惯性器件,包括单片集成的六轴微惯性器件、玻璃衬底、金属电极、金属引线、SOI盖帽和SOI密封墙;六轴微惯性器件通过阳极键合工艺键合在玻璃衬底上;金属电极为一个以上,均匀设置在玻璃衬底一侧,金属电极通过金属引线与六轴微惯性器件相接,SOI盖帽设在玻璃衬底正上方,SOI密封腔设在SOI盖帽和SOI密封墙之间,形成空腔结构;每个金属电极正上方的SOI盖帽上设有梯形电极孔,梯形电极孔正下方的SOI密封墙上设有垂直贯通;梯形电极孔、垂直贯通与金属电极一一对应。本发明具有全解耦、质量小、结构精巧、成本低和便于批量生产等优点,在单个器件内同时实现了对三轴的加速度和角速度的检测,应用范围广,有着良好的市场前景。

    基于压电双晶片翅膀的角度可调节微飞行器及其加工装配方法

    公开(公告)号:CN109398696A

    公开(公告)日:2019-03-01

    申请号:CN201811208944.2

    申请日:2018-10-17

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于压电双晶片翅膀的角度可调节微飞行器及其加工装配方法,飞行器包括一对压电双晶片翅膀、上机身盖、下机身盖、4对内侧机身、4对外侧机身和3条支撑腿,相对的内侧机身和外侧机身上设有倾角和位置相同的翅膀插槽,一个压电双晶片翅膀固定在一对插槽倾角和位置相同的内、外侧机身上,另一个压电双晶片翅膀固定在与之对称的一对内、外侧机身上;上机身盖用于固定内、外侧机身,下机身盖用于固定内、外侧机身和安装支撑腿;其中上下机身盖和内、外侧机身上开设有控制压电双晶片翅膀引线的过线孔。本发明结构简单,加工难度低,成本低,翅膀固定位置和角度可选择方案多,适合做数据采集和测飞实验。

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