公开(公告)号：CN113155276B

公开(公告)日：2022-05-20

申请号：CN202110370417.7

申请日：2021-04-07

Applicant: 北京大学

Inventor： 杨振川 ,  朱哲政 ,  杨凌濛 ,  高成臣 ,  郝一龙

IPC: G01H17/00

Abstract: 本发明公开了一种二维热式声矢量传感器芯片及其实现方法。本发明在衬底的边缘或中心形成方向正交的流道，在流道上设置的单轴热式声矢量传感器的敏感方向与所在的流道平行，能够集成两个或四个单轴热式声矢量传感器，获得两个完全正交的振速分量，并且保证两个敏感轴的性能与单个热式声矢量传感器一致，从而根据两个全正交的水平振速分量和竖直振速分量得到声波的传输方向；本发明能够保证流道中的声粒子的振动范围内没有衬底的阻挡，消除衬底对流场产生的畸变，使两个敏感轴不发生偏移；本发明能够在一个方向的流道中集成两个单轴声矢量传感器，保证两个敏感轴的声中心在同一点。

公开(公告)号：CN113613150A

公开(公告)日：2021-11-05

申请号：CN202110959816.7

申请日：2021-08-20

Applicant: 北京大学

Inventor： 朱哲政 ,  杨凌濛 ,  杨振川 ,  高成臣 ,  郝一龙

IPC: H04R19/00 ,  H04R19/04

Abstract: 本发明公开了一种MEMS热式麦克风及其实现方法。本发明在衬底上形成背腔，将敏感梁置于背腔上，并在背腔上设置上盖板形成驻波管；声波从驻波管的管口进入至驻波管内，声压变化引起敏感梁上的温度发生扰动；同时，声波入在驻波管的管底即背腔的表面反射形成驻波，驻波管的管底是硬声场边界，保证声粒子振速为零，敏感梁处的声压为驻波管的管口入射声压的两倍，因此敏感梁的温度只与入射声压成正比，不会受到声粒子振速的影响，消除谐波失真；本发明的麦克风结构与热式声粒子振速传感器类似，制造工艺相同，能够在同一个芯片上完成声压和声粒子振速的测量。

公开(公告)号：CN113138292A

公开(公告)日：2021-07-20

申请号：CN202010050723.8

申请日：2020-01-17

Applicant: 北京大学

Inventor： 赵前程 ,  闫桂珍 ,  崔健 ,  杨振川

IPC: G01P15/125

Abstract: 本发明涉及一种电容式微机械加速度计，它包括衬底、固支框架结构、敏感质量块框架结构、在衬底上固定固支框架结构的锚点、在衬底上固定加速度计敏感质量块框架结构的锚点、连接固支框架结构与敏感质量块框架结构的单自由度弹性梁、连接敏感质量块框架结构与锚点的单自由度弹性梁、检测电极单元；所述检测电极单元由非可动电极、固定非可动电极的锚点、连接于加速度计敏感质量块框架结构的可动电极组成。本发明由于采用轴对称结构并将可动结构锚点置于同一条对称轴上，可以使加速度计性能对环境温度变化和加工误差不敏感。本发明可以广泛应用于各种领域中物体线加速度的检测中。

公开(公告)号：CN112444240A

公开(公告)日：2021-03-05

申请号：CN201910811367.4

申请日：2019-08-30

Applicant: 北京大学

Inventor： 白泽森 ,  崔健 ,  杨振川 ,  赵前程

IPC: G01C19/5684 ,  G01C25/00

Abstract: 本发明提供一种用于硅微环形谐振陀螺的刚性主轴的定位与激光平衡匹配算法，包括正交耦合调零、模态频率匹配，刚性主轴定位、激光平衡匹配，四个步骤。加工不完美的环形陀螺存在一个刚度较大的刚性主轴，可以利用电学方法，求解得到刚性主轴的位置，并在谐振环的内侧的相应位置通过激光修调的方法去除小质量块，改变陀螺驱动轴和检测轴刚度失配的情况。这个算法可以从根本上消除硅微环形陀螺加工后的不对称和不完美，平衡匹配后的环形谐振陀螺的正交耦合误差将被彻底抑制，陀螺将工作在驱动模态和检测模态频率相等的匹配状态，可以实现的高精度、高稳定性的角速度检测。

公开(公告)号：CN112444239A

公开(公告)日：2021-03-05

申请号：CN201910811280.7

申请日：2019-08-30

Applicant: 北京大学

Inventor： 白泽森 ,  崔健 ,  杨振川 ,  赵前程

IPC: G01C19/5684

Abstract: 本发明涉及一种可以消除杨氏模量不对称的几何补偿式(100)硅微环形谐振陀螺，它由固定电极、锚点、中心轴、支撑梁，谐振环、衬底、电极引线组成。衬底、电极引线与其余部分的制造材料分别为7740玻璃、铬/金混合物与(100)单晶硅。陀螺的支撑梁有八根且等效刚度相同并沿圆周均匀分布，每两根之间互成45度，又分别与单晶硅的[110]和[100]晶向及其反向延长线互成22.5度。陀螺的谐振环为非等宽谐振环，在不同的位置增减小质量块以完成等效刚度的补偿。固定电极共有十七个，分别为一个中心电极、两个驱动电极，两个驱动检测电极，两个力平衡电极，两个敏感检测电极，八个静电调谐电极。本发明从设计上补偿了(100)硅材料的不对称，实现了环形陀螺的模态匹配。

公开(公告)号：CN111693037A

公开(公告)日：2020-09-22

申请号：CN201910187974.8

申请日：2019-03-13

Applicant: 北京大学

Inventor： 王银鹏 ,  白泽森 ,  赵前程 ,  杨振川 ,  闫桂珍

IPC: G01C19/5712

Abstract: 本发明提供一种硅微鸟盆式谐振陀螺仪及其制备方法，陀螺仪包括顶层打孔玻璃引线盖板，中间层单晶硅结构层和底层玻璃衬底。单晶硅结构层包括中心支撑柱、鸟盆式谐振子，十六个固定的电容式电极；打孔玻璃盖板包括一个中心引线电极和十六个按圆周均匀分布的引线电极，用于引出结构层信号。玻璃衬底淀积有吸气剂，用于真空封装。制备过程中，先由深硅刻蚀确定中心支撑柱位置，然后各向同性腐蚀得到硅微鸟盆式模子，接着在模子上沉积氧化硅牺牲层和多晶硅结构层，释放牺牲层后得到硅微鸟盆式谐振子。引线盖板和玻璃衬底通过阳极键合与单晶硅基底封装在一起。本发明通过传统半导体的工艺完成了硅微鸟盆式谐振陀螺仪的制造，具有批量化、低成本等优点。

公开(公告)号：CN111689458A

公开(公告)日：2020-09-22

申请号：CN201910187975.2

申请日：2019-03-13

Applicant: 北京大学

Inventor： 白泽森 ,  赵前程 ,  王银鹏 ,  杨振川

IPC: B81C1/00

Abstract: 本发明提供一种高深宽高对称性高表面光滑度硅微半球曲面的制备系统及其工艺方法，其步骤为：采用热氧化的二氧化硅和低压力化学气相淀积低应力氮化硅为掩膜，通过深反应离子刻蚀开槽，使用体积比为3∶7∶1的HNA溶液(HF浓度为49％，HNO3浓度为70％，CH3COOH浓度为99.8％)，在30摄氏度恒温下，让硅片以20转每分钟的速度在溶液中进行各向同性腐蚀。腐蚀速率约为4μm/min，各向同性深度可达400μm以上，腐蚀结果的二维圆周不对称度可控制在0.5％以内，腐蚀后硅表面粗糙度小于10nm。该方法具有加工周期短，设备简单易用，加工效果好等优点，为后续制备高对称性、高表面光滑度和大深宽尺寸要求的微半球谐振子，微半球陀螺，微半球沟道，微半球透镜提供了良好的技术基础。

公开(公告)号：CN105091874A

公开(公告)日：2015-11-25

申请号：CN201410219808.9

申请日：2014-05-23

Applicant: 北京大学

Inventor： 徐宗刚 ,  赵前程 ,  闫桂珍 ,  杨振川 ,  聂铭昊

IPC: G01C19/5656

CPC classification number: G01C19/5656

Abstract: 本发明涉及一种双解耦微机械轮式水平轴陀螺，其特征在于：可实现机械双解耦，驱动方式为角振动驱动的微机械水平轴陀螺；陀螺结构包括中心锚点，驱动扭转梁，角振动弧形驱动梳齿，检测扭转梁，分段排布的不等高检测梳齿，驱动质量块，复合质量块，检测质量块等；连接复合质量块和检测质量块的驱动扭转梁采用叉指形打折梁设计，有效地解决了陀螺在大驱动位移下的非线性问题；陀螺包括一种蟹爪形检测扭转梁，有效地降低了驱动到检测的机械耦合。本发明的陀螺设计方案可以提高微机械水平轴陀螺的性能，可以用于实现单片三轴陀螺，并进行批量生产。

公开(公告)号：CN102063057B

公开(公告)日：2012-09-05

申请号：CN201010529243.6

申请日：2010-10-28

Applicant: 北京大学

Inventor： 崔健 ,  闫桂珍 ,  郭中洋 ,  杨振川 ,  郝一龙

IPC: G05B11/42

Abstract: 本发明涉及一种微机械谐振式器件闭环驱动用的PID控制装置，其与一乘法器、一微机械谐振式器件、一前置读出电路、一滤波器和一幅度提取器构成一微机械谐振式器件闭环系统，其特征在于：所述PID控制装置由两个PID控制器和至少一个加法器构成，所述PID控制装置的输入端连接所述幅度提取器的输出端，所述PID控制装置的输出端连接所述幅度提取器的输入端。本发明能够使微机械谐振式器件的闭环系统同时满足跟踪性能和抗干扰性能，适用于谐振式微悬臂梁、微谐振器、微机械陀螺和谐振式微加速度计等微机械谐振式器件的闭环驱动控制。

公开(公告)号：CN101719433B

公开(公告)日：2012-07-04

申请号：CN200910241708.5

申请日：2009-12-08

Applicant: 北京大学

Inventor： 郭中洋 ,  赵前程 ,  杨振川 ,  闫桂珍

IPC: H01H35/14

Abstract: 本发明涉及一种微机械锁存开关装置，它包括衬底，一由动触头、位于动触头上方的顶触头、位于动触头下方两侧的两侧触头、顶触头挠性梁、动触头挠性梁、侧触头挠性梁和与各对应锚点组成的常开通道，一由断裂梁、支撑梁和与各对应锚点组成的常闭通道，一由检测梁、检测质量块和与各对应锚点组成的敏感单元；动触头的顶部呈凸出的圆形弧面，顶触头与动触头的圆形弧面对应，设置呈内凹的圆形弧面；各顶触头挠性梁的两端分别连接锚点的一侧和顶触头的一侧；各动触头挠性梁的两端分别连接动触头的一侧和锚点；各侧触头挠性梁两端分别连接锚点和一侧触头；各检测挠性梁两端分别连接惯性质量块的一侧和锚点；每一侧的断裂梁与支撑梁的连接处为一极薄弱的可断口。本发明性能高，可靠性高，并集常闭和常开功能于一体，可以广泛应用在微机电系统领域中。