公开(公告)号：CN117516786A

公开(公告)日：2024-02-06

申请号：CN202311423046.X

申请日：2023-10-30

Applicant: 北京大学

Inventor： 于晓梅 ,  林聪 ,  刘意 ,  朱心成

IPC: G01L5/162 ,  B81B7/02 ,  B81C1/00

Abstract: 本发明涉及微机电系统和集成电路技术领域，特别是关于一种单芯片集成式三轴力传感器及其制备方法。集成式三轴力传感器由三轴力传感器和电路系统组成，三轴力传感器由应变体、位于应变体中央的受力体、支撑应变体和受力体的框架、以及嵌入于应变体中的力敏电阻组成，能同时检测法向力与剪切力；电路系统实现三轴力传感器信号的高信噪比检测。所述集成式三轴力传感器使用SOI CMOS或者体硅CMOS工艺，以及post‑MEMS工艺把三轴力传感器和电路系统制备在一个芯片上，可显著提高三轴力传感器的信噪比，实现三轴力高分辨率、高线性度、低耦合、低温漂传感检测，还可以减小三轴力传感器的体积、重量和成本。

公开(公告)号：CN118294047A

公开(公告)日：2024-07-05

申请号：CN202410433250.8

申请日：2024-04-11

Applicant: 北京大学

Inventor： 于晓梅 ,  林聪 ,  朱心成 ,  缪佳豪 ,  王学良

IPC: G01L1/22 ,  G01L5/161

Abstract: 本发明公开一种基于岛结构的MEMS多维力传感器，包括应变体、受力体、敏感元件以及支撑应变体的框架，在应变体上方设置凸起的多个岛结构，位于应变体中央和边缘位置，敏感元件设置在上述岛结构的上表面，受力体位于中央位置的岛结构上。当外界力矢量施加在MEMS多维力传感器的受力体上时，受力体传递外力到MEMS多维力传感器的应变体上，使得应变体发生形变，位于应变体上的敏感元件产生相应的输出信号，本发明采用岛结构可以减小由于力传递不对称而引入的应力不对称，从而减小多维力传感器的维间耦合。

公开(公告)号：CN117571186A

公开(公告)日：2024-02-20

申请号：CN202311418792.X

申请日：2023-10-30

Applicant: 北京大学

Inventor： 于晓梅 ,  林聪 ,  朱心成

IPC: G01L5/16 ,  G01L5/1627 ,  G01L9/04 ,  G01L19/06 ,  G01L19/14 ,  G01L19/00 ,  B81B7/00 ,  B81B7/02 ,  B81C1/00

Abstract: 本发明公开一种MEMS多维力传感器的封装结构和方法，封装后的MEMS多维力传感器由MEMS多维力传感器芯片、封装帽、封装管座组成，多维力传感器芯片放置在封装管座上，封装帽盖在封装管座上，且封装帽上的力传递柱连接MEMS多维力传感器芯片。封装管座用于固定多维力传感器芯片和防止过载，封装帽用于保护传感器芯片，将承接的外界力和扭矩传至传感器芯片的力接触界面，MEMS多维力传感器芯片通过敏感元件感知外界的力和扭矩，输出测量的电学信号。相比于现有的机械式多维力传感器，本发明封装的MEMS多维力传感器还具有测量精度高、响应速度快、体积和重量小、成本和功率低等优势。

公开(公告)号：CN117109796A

公开(公告)日：2023-11-24

申请号：CN202311008197.9

申请日：2023-08-10

Applicant: 北京大学

Inventor： 于晓梅 ,  朱心成 ,  林聪

IPC: G01L5/1627

Abstract: 本发明公开一种单片式MEMS六轴力传感器及其制备方法，该六轴力传感器包括支撑框架、位于六轴力传感器中央的受力块、位于支撑框架和中央受力块间的弹性体、以及嵌于弹性体和支撑框架中的力敏电阻，所述弹性体包括上下两层，其中一层中的力敏电阻构成3组惠斯通电桥，用于测量三个正交力Fx、Fy、Fz；另外一层中的力敏电阻构成另外3组惠斯通电桥，用于测量三个正交力矩Mx、My、Mz，上下两层弹性体之间直接叠加或者采用空气层隔离，所测维度力或力矩的力敏电阻布置在弹性体在该力或力矩作用下的产生的最大应力处，而在其他五个维度力或力矩作用下，该维度的惠斯通电桥输出基本无变化。本发明具有更高检测精度和响应速度。