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基于微组装的三棱结构微型三维 电场 传感器及制备技术

阅读：1发布：2020-08-27

专利汇可以提供基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器及制备技术专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器，包括至少三个电场敏感单元，布置于三个基底(5)上，分别用于测量电场X方向、Y方向和Z方向的分量；三个基底(5)构成三棱结构；每个基底(5)设有对应的引线底座(6)，引线底座(6)上设有焊盘(8)，通过导线 (9)与电场敏感单元连接；柔性连接件(7)，将三个基底(5)与引线底座(6)连接构成整体结构；互锁机构(4)，设于其中两个基底(5)的连接处，用于固定三个基底(5)的相对位置，使得任意一基底(5)上电场敏感单元的测量轴与其它基底(5)上电场敏感单元的测量轴正交。该电场传感器具有集成度高、体积小、组装流程简单和三维电场测量准确度高等优点。，下面是基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器及制备技术专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器，其特征在于，包括：
三个基底(5)，构成三棱锥或三棱柱或三棱台的三棱结构；
所述三个基底(5)表面均设有至少一个电场敏感单元，分别用于测量电场的X方向、Y方向和Z方向的分量；
互锁机构(4)，设于其中两个基底(5)的连接处，用于固定三个基底(5)的相对位置，使得任意一基底(5)上电场敏感单元的测量轴与其它基底(5)上电场敏感单元的测量轴正交；
每个基底(5)设有与之对应的至少一个引线底座(6)，以及
每个所述引线底座(6)上设有至少一个焊盘(8)，通过导线(9)与所述电场敏感单元连接；
柔性连接件(7)，将所述三个基底(5)与所述引线底座(6)连接构成一个整体结构。
2.根据权利要求1所述的微型三维电场传感器，其特征在于，所述每个电场敏感单元包括：
至少一个感应电极(10)、至少一个驱动电极(11)及屏蔽结构(12)，所述感应电极(10)、驱动电极(11)和屏蔽结构(12)之间相互绝缘。
3.根据权利要求2所述的微型三维电场传感器，其特征在于，所述感应电极(10)、驱动电极(11)与屏蔽结构(12)为相互独立的结构，固定在所述基底(5)上；
和/或，所述感应电极(10)与屏蔽结构(12)为相互独立的结构，所述感应电极(10)和屏蔽结构(12)固定于所述基底(5)表面，所述驱动电极(11)固定于所述屏蔽结构(12)表面。
4.根据权利要求2所述的微型三维电场传感器，其特征在于，所述驱动电极(11)用于驱动所述屏蔽结构(12)振动，所述振动为沿平行于基底(5)或沿垂直于基底(5)方向的平动，也可以为扭转振动；
所述驱动电极(11)驱动所述屏蔽结构(12)的驱动方式为静电驱动、热电驱动、压电驱动或电磁驱动。
5.根据权利要求2所述的微型三维电场传感器，其特征在于，所述屏蔽结构(12)与所述感应电极(10)共面，两者在面内穿插设置；
和/或，所述屏蔽结构(12)位于所述感应电极(10)的上方。
6.根据权利要求1所述的微型三维电场传感器，其特征在于，所述互锁机构(4)包括：至少一对锁片(4-1)和锁槽(4-2)，所述锁片(4-1)和锁槽(4-2)分别设于所述连接处的两个基底(5)上；
通过将所述锁片(4-1)插入所述锁槽(4-2)中，固定所述三个基底(5)的相对位置。
7.根据权利要求1所述的微型三维电场传感器，其特征在于，所述柔性连接件(7)的主体材质为有机材料。
8.根据权利要求1所述的微型三维电场传感器，其特征在于，所述基底(5)和引线底座(6)的材质为硅基材料、陶瓷材料、金属材料或合金材料；
所述焊盘(8)、感应电极(10)、驱动电极(11)与屏蔽结构(12)材质为硅基材料、金属材料或合金材料。
9.一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器的制备技术，其特征在于，包括：
在平板一表面加工出X方向电场敏感单元(1)、Y方向电场敏感单元(2)、Z方向电场敏感单元(3)和焊盘(8)；
在该表面旋涂有机材料，对所述有机材料作图形化和固化处理，得到柔性连接件(7)；
释放所述X方向电场敏感单元(1)、Y方向电场敏感单元(2)、Z方向电场敏感单元(3)上的可动结构；
在所述平板另一表面刻蚀，形成三个基底(5)、至少三个引线底座(6)及互锁机构(4)，柔性连接件(7)将三个基底(5)与三个基底(5)对应的引线底座(6)连接构成一个整体结构；
通过导线(9)将焊盘(8)分别与所述X方向电场敏感单元(1)、Y方向电场敏感单元(2)和Z方向电场敏感单元(3)连接。

说明书全文

基于微组装的三棱结构微型三维电场 传感器及制备技术

技术领域

[0001] 本发明涉及电子行业传感器领域，尤其涉及一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器及制备技术。

背景技术

[0002] 电场传感器广泛应用于航空航天、气象探测、电力系统、地震预报等众多领域，对安全保障和科学研究都具有重要的作用。针对不同的应用领域，待测电场的性质(例如待测电场的频率、强度、方向和持续时间等)和传感器的工作环境(例如传感器所处环境的温度和物态等)均不尽相同，因此测量所需的电场传感器的种类也不尽相同。目前，众多电场测量原理和传感器加工技术已被用于电场传感器的研究。近二十年来，随着微机电技术(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)的快速发展，微型电场传感器凭借其体积小、成本低、可批量生产和功耗低等优点，成为了电场传感器的研究热点。

[0003] 目前，大部分微型电场传感器只能测量垂直于其芯片上表面的一维电场分量，但是在很多应用场合中电场的方向未知，因此研究三维电场传感器具有重要的意义。典型的三维电场传感器包含三个相互正交的测量轴(分别定义为X轴、Y轴和Z轴)，分别用于测量电场的三个相互正交的分量。目前，已报道的微型三维电场传感主要分为单芯片式和组装式。单芯片式的微型三维电场传感器将测量X、Y和Z方向电场分量的敏感单元均制备于同一个芯片，优点是：体积小，集成度高，保证了三个测量轴相互正交；缺点是：芯片结构复杂。组装式的微型三维电场传感器由三个或若干个一维电场敏感芯片以粘贴或插接或其它某种方式组装而成，优点是：芯片结构简单；缺点是：组装步骤会引入新的误差从而有可能无法保证三个测量轴相互正交，且传感器体积相较于单芯片较大。

发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 针对现有技术中单芯片式微型三维电场传感器中芯片结构复杂，及组装式微型三维电场传感器中组装步骤会引入新的误差从而有可能无法保证三个测量轴相互正交和传感器体积较大等缺点，本发明提供一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器，用于至少部分解决上述技术问题。

[0006] (二)技术方案

[0007] 本发明提出了一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器，包括：三个基底5，构成三棱锥或三棱柱或三棱台的三棱结构；三个基底5表面均设有至少一个电场敏感单元，分别用于测量电场的X方向、Y方向和Z方向的分量；互锁机构4，设于其中两个基底5的连接处，用于固定三个基底5的相对位置，使得任意一基底5上电场敏感单元的测量轴与其它基底5上电场敏感单元的测量轴正交；每个基底5设有与之对应的至少一个引线底座6，以及每个引线底座6上设有至少一个焊盘8，通过导线9与电场敏感单元连接；柔性连接件7将三个基底5与三个基底5对应的引线底座6连接构成一个整体结构。

[0008] 可选地，每个电场敏感单元包括：至少一个感应电极10、至少一个驱动电极11及屏蔽结构12，感应电极10、驱动电极11和屏蔽结构12之间相互绝缘。

[0009] 可选地，感应电极10、驱动电极11与屏蔽结构12为相互独立的结构，固定在基底5上；和/或，感应电极10与屏蔽结构12为相互独立的结构，感应电极10和屏蔽结构12固定于基底5表面，驱动电极11固定于屏蔽结构12表面。

[0010] 可选地，驱动电极11用于驱动屏蔽结构12振动，振动为沿平行于基底5或沿垂直于基底5方向的平动，也可以为扭转振动；驱动电极11驱动屏蔽结构12的驱动方式为静电驱动、热电驱动、压电驱动或电磁驱动。

[0011] 可选地，屏蔽结构12与感应电极10共面，两者在面内穿插设置；和/或，屏蔽结构(12)位于感应电极(10)的上方。

[0012] 可选地，互锁机构4包括：至少一对锁片4-1和锁槽4-2，锁片4-1和锁槽4-2分别设于连接处的两个基底5上；通过将锁片4-1插入锁槽4-2中，固定三个基底5的相对位置。

[0013] 可选地，柔性连接件7的材质为有机材料。

[0014] 可选地，基底5和引线底座6的材质为硅基材料、陶瓷材料、金属材料或合金材料；焊盘8、感应电极10、驱动电极11与屏蔽结构12材质为硅基材料、金属材料或合金材料。

[0015] 本发明另一方面提供一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器的制备方法，包括：在平板一表面加工出X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2、Z方向电场敏感单元3和焊盘8；在该表面旋涂有机材料，对有机材料作图形化和固化处理，得到柔性连接件7；释放X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2、Z方向电场敏感单元3上的可动结构；在平板另一表面刻蚀，形成三个基底5、至少三个引线底座6及互锁机构4，柔性连接件7将三个基底5与三个基底5对应的引线底座6连接构成一个整体结构；通过导线9将焊盘8分别与X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3连接。

[0016] (三)有益效果

[0017] 本发明提供了一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器具有以下有益效果：

[0018] (1)本发明传感器的基底和引线底座由柔性连接件构成了一个整体结构，微组装后通过互锁机构保证了该传感器的三个测量轴相互正交，减小组装过程引入的误差，从而提高三维电场测量的准确度；

[0019] (2)本发明传感器在组装前用导线连接引线底座上的焊盘与电场敏感单元，微组装后尽管三个基底构成了三棱锥或三棱柱或三棱台等三棱结构，但是引线底座均位于同一平面，便于微组装后的该传感器与外界电路的连接；

[0020] (3)本发明传感器的体积小，集成度高，电场敏感单元的结构简单，微组装流程简单，且加工工艺简单。附图说明

[0021] 图1A是本发明实施例1基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图。

[0022] 图1B是本发明实施例1基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图(俯视图)。

[0023] 图2是本发明实施例1基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装前的结构示意图。

[0024] 图3是图1和图2所示基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器中基底和单个引线底座的示意图。

[0025] 图4是图1和图2所示基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器的制备工艺流程。

[0026] 图5A是本发明实施例2基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图。

[0027] 图5B是本发明实施例2基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图(俯视图)。

[0028] 图6是本发明实施例2基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装前的结构示意图。

[0029] 图7是图5和图6所示基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器中单个基底和单个引线底座的示意图。

[0030] 图8是图5和图6所示基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器的制备工艺流程。

[0031] 图9A是本发明实施例3基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图。

[0032] 图9B是本发明实施例3基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图(俯视图)。

[0033] 图10是本发明实施例3基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装前的结构示意图。

[0034] 图11是图9和图10所示基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器中单个基底和单个引线底座的示意图。

[0035] 【附图主要元件符号说明】不同附图中同一元件使用同一编号

[0036] 1-X方向电场敏感单元；

[0037] 1-1--X方向电场敏感单元的测量轴；

[0038] 2-Y方向电场敏感单元；

[0039] 2-1--Y方向电场敏感单元的测量轴；

[0040] 3-Z方向电场敏感单元；

[0041] 3-1--Z方向电场敏感单元的测量轴；

[0042] 4-互锁机构；

[0043] 4-1--锁片；

[0044] 4-2--锁槽；

[0045] 5-基底；6-引线底座；7-柔性连接件；8-焊盘；9-导线；10-感应电极；11-驱动电极；12-屏蔽结构。

具体实施方式

[0046] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

[0047] 实施例1

[0048] 本发明实施例1提供了一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器，该微型三维电场传感器为三棱锥状。

[0049] 图1A和图1B是示出了实施例1基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图。如图1所示，该微型三维电场传感器包括：三个基底5，且每个基底5上布置了一个电场敏感单元，分别为X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3，三个电场敏感单元的测量轴1-1、2-1和3-1相互正交；每个基底5均对应了一个引线底座6，因此共有三个引线底座6；三个基底5与三个引线底座6为分立结构，通过柔性连接件7构成一个可弯折的整体结构。其中，X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3均与焊盘8以导线9连接；X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3的测量轴1-1、2-1和3-1均垂直于各自的基底5的上表面。对整体结构进行弯折，使三个基底5相互垂直，且用互锁机构4固定三个基底5的相对位置，使电场测量轴1-1、
2-1和3-1相互正交。组装后，三个基底5呈三棱锥状，三个基底5与水平面的夹角均约为
53.7°；三个引线底座6位于同一平面，用于方便X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3与外界电路的连接。

[0050] 图2是本发明实施例1基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装前的结构示意图。如图2所示，三个基底5和三个引线底座6均为分立的结构，通过柔性连接件7构成一个可弯折的整体结构。三个基底5的形状约为直角等腰三角形，且构成了一个270°的圆周阵列。该整体结构的两侧分别为互锁机构4中锁片4-1和锁槽4-2；弯折该整体结构时，将锁片4-1插入锁槽4-2中就能固定三个基底5的相对位置，保证电场测量轴1-1、2-1和3-1相互正交。

[0051] 图3是图1和图2所示基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器中Y方向电场敏感单元2、基底5、及基底5对应的引线底座6的示意图。Y方向电场敏感单元2包括：感应电极10、驱动电极11和屏蔽结构12。感应电极10、驱动电极11和屏蔽结构12共面。其中，感应电极
10、驱动电极11和屏蔽结构12均相互独立且彼此绝缘。屏蔽结构12的两端固定在基底5上，为可动结构；一对感应电极10布置在屏蔽结构12的两侧，且固定基底5的表面；两对驱动电极11分布在感应电极10的左右两侧，也固定在基底5上。感应电极10、驱动电极11和屏蔽结构12均处于同一平面。屏蔽结构12与感应电极10及驱动电极11穿插设置。驱动屏蔽结构12运动的驱动方式为静电驱动。屏蔽结构12在驱动电极11的驱动下，与感应电极10发生相对运动，其运动方式为沿着平行于基底5的某一个方向的平动。通过屏蔽结构12不断屏蔽感应电极10表面的电场分布从而调制外电场，使得感应电极10上产生电流。

[0052] 图4是本发明实施例1基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器的制备工艺。第一步：选用绝缘上硅(SOI)作为平板；第二步：分别采用刻蚀和溅射工艺在SOI的上表面加工出X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2、Z方向电场敏感单元3和焊盘8；第三步：在SOI的上表面旋涂光敏型聚酰亚胺(PSPI)，并且图形化和固化，用作柔性连接件7；第四步：释放X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2、Z方向电场敏感单元3上的可动结构；第五步：从SOI的背面刻蚀，形成三个分立基底5和三个分立的引线底座6，且在柔性连接件7的连接下构成了可弯折的整体结构；第六步：用导线9将焊盘8与X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3连接。

[0053] 本实施例实现了对三维电场的测量，保证了微型三维电场传感器测量轴的相互正交，具有体积小，集成度高，电场敏感单元的结构简单，微组装流程简单，且加工工艺简单等优点。

[0054] 实施例2

[0055] 本发明的实施例2提供了一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器，该微型三维电场传感器为三棱台状。

[0056] 为了达到简要说明的目的，上述实施例1中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

[0057] 图5A和图5B是本发明实施例2基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图。如图5所示，本实施例的基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器包括：三个基底5，且每个基底5上布置了一个电场敏感单元，分别为X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3，三个电场敏感单元的测量轴1-1、2-1和3-1相互正交；每个基底5均对应了一个引线底座6，因此共有三个引线底座6；三个基底5与三个引线底座6为分立结构，通过柔性连接件7构成一个可弯折的整体结构。其中，X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3均与焊盘8以导线9连接；X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3的测量轴1-1、2-1和3-1均垂直于各自的基底5的上表面。对整体结构进行弯折，使三个基底5相互垂直，且用互锁机构4固定三个基底5的相对位置，使电场测量轴1-1、2-1和3-1相互正交。组装后，三个基底5呈三棱台状，三个基底5与水平面的夹角均约为53.7°；三个引线底座6位于同一平面，用于方便X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3与外界电路的连接。

[0058] 图6是本发明实施例2基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装前的结构示意图。如图6所示，三个基底5和三个引线底座6均为分立的结构，通过柔性连接件7构成一个可弯折的整体结构。三个基底5的形状约为直角等腰梯形，且构成了一个270°的圆周阵列。该整体结构的两侧分别为互锁机构4中锁片4-1和锁槽4-2；弯折该整体结构时，将锁片4-1插入锁槽4-2中就能固定三个基底5的相对位置，保证电场测量轴1-1、2-1和3-1相互正交。

[0059] 图7是图5和图6所示基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器中Y方向电场敏感单元2、基底5、及基底5对应的引线底座6的示意图。Y方向电场敏感单元2包括：感应电极10、驱动电极11和屏蔽结构12。其中，感应电极10、驱动电极11和屏蔽结构12均相互独立且彼此绝缘。屏蔽结构12的两端固定在基底5上，为可动结构；一对感应电极10布置在屏蔽结构12的两侧，且固定基底5的表面；两对驱动电极11分布在感应电极10的左右两侧，也固定在基底5上。屏蔽结构12位于感应电极10和驱动电极11的上方。屏蔽结构12的一部分与感应电极10交叉排布，另一部分位于驱动电极11的正上方。驱动屏蔽结构12运动的驱动方式为静电驱动。屏蔽结构12在驱动电极11的驱动下，与感应电极10发生相对运动，其运动为沿着垂直于基底5方向的扭转振动。通过屏蔽结构12不断屏蔽感应电极10表面的电场分布从而调制外电场，使得感应电极10上产生电流。

[0060] 图8是本发明实施例2基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器的制备工艺。第一步：选用硅片作为平板，其中硅片的上表面有一层二氧化硅；第二步：分别采用溅射和电镀工艺在硅片的上表面加工出X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2、Z方向电场敏感单元3和焊盘8；第三步：在硅片的上表面旋涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)，并且图形化和固化，用作柔性连接件7；第四步：释放X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2、Z方向电场敏感单元3上的可动结构；第五步：从硅片的背面刻蚀，形成三个分立基底5和三个分立的引线底座6，且在柔性连接件7的连接下构成了可弯折的整体结构；第六步：用导线9将焊盘8与X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3连接。

[0061] 本实施例实现了对三维电场的测量，保证了微型三维电场传感器测量轴的相互正交，具有体积小，集成度高，电场敏感单元的结构简单，微组装流程简单，且加工工艺简单等优点。

[0062] 实施例3

[0063] 本发明的实施例3提供了一种基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器，该微型三维电场传感器为三棱柱状。

[0064] 为了达到简要说明的目的，上述实施例1和实施例2中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

[0065] 图9A和图9B是本发明实施例3基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装后的结构示意图。如图9所示，本实施例的基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器包括：三个基底5，且每个基底5上布置了一个电场敏感单元，分别为X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3，三个电场敏感单元的测量轴1-1、2-1和3-1相互正交；每个基底5均对应了一个引线底座6，因此共有三个引线底座6；三个基底5与三个引线底座6为分立结构，通过柔性连接件7构成一个可弯折的整体结构。其中，X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3均与焊盘8以导线9连接；X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3均为采用轴对称设计，其测量轴1-1、2-1和3-1均垂直于对称轴且平行于各自基底5的上表面。对整体结构进行弯折，且用互锁机构
4固定三个基底5的相对位置，使电场测量轴1-1、2-1和3-1相互正交。组装后，三个基底5呈三棱柱状，三个基底5与水平面的夹角均为90°；三个引线底座6位于同一平面，用于方便X方向电场敏感单元1、Y方向电场敏感单元2和Z方向电场敏感单元3与外界电路的连接。

[0066] 图10是本发明实施例3基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器在组装前的结构示意图。如图10所示，三个基底5和三个引线底座6均为分立的结构，通过柔性连接件7构成一个可弯折的整体结构。三个基底5的形状约为矩形，且并排布置。该整体结构的两侧分别为互锁机构4中锁片4-1和锁槽4-2；弯折该整体结构时，将锁片4-1插入锁槽4-2中就能固定三个基底5的相对位置，保证电场测量轴1-1、2-1和3-1相互正交。

[0067] 图11是图9和图10所示基于微组装的微型三维电场传感器中Y方向电场敏感单元2、基底5、及基底5对应的引线底座6的示意图。其中，Y方向电场敏感单元2为轴对称结构，其测量轴为垂直于对称轴且平行于各自基底5的上表面。Y方向电场敏感单元2包括：感应电极
10、驱动电极11和屏蔽结构12共面，且均相对于该对称轴对称布置。其中，感应电极10、驱动电极11和屏蔽结构12均相互独立且彼此绝缘。屏蔽结构12的两端固定在基底5上，为可动结构；一对感应电极10布置在屏蔽结构12的两侧，且固定基底5的表面；两对驱动电极11分布在感应电极10的左右两侧，也固定在基底5上。屏蔽结构12与感应电极10及驱动电极11共面穿插设置。驱动屏蔽结构12运动的驱动方式为静电驱动。屏蔽结构12在驱动电极11的驱动下，与感应电极10发生相对运动，其运动为着对称轴的平动。通过屏蔽结构12不断屏蔽感应电极10表面的电场分布从而调制外电场，使得感应电极10上产生电流。

[0068] 本实施例的微型三维电场传感器的制备工艺与实施例1的制备工艺一致。

[0069] 本实施例实现了对三维电场的测量，保证了微型三维电场传感器测量轴的相互正交，具有体积小，集成度高，电场敏感单元的结构简单，微组装流程简单，且加工工艺简单等优点。

[0070] 另外，在上述三个实施例中，三维电场传感器的形状不仅限于三棱锥或三棱柱或三棱台结构，也可为其他三棱结构。屏蔽结构12与感应电极10发生相对运动的方式不仅限于前述所提及的平动或者扭转振动，也可以为其他运动方式；驱动电极11驱动屏蔽结构12的驱动方式不仅限于静电驱动，也可以为热电驱动、压电驱动、电磁驱动或其他驱动方式。基底5和引线底座6的材质不仅限于硅基材料，也可以是陶瓷材料、金属材料、合金材料或其他材料；焊盘8、感应电极10、驱动电极11与屏蔽结构12不仅限于硅基材料，也可以是金属材料、合金材料或其他材料。具体材质本发明不加以限制。

[0071] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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基于微组装的三棱结构微型三维电场传感器及制备技术

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