半球谐振陀螺仪及其封装方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116026297A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211468850.5(22)申请日2022.11.22(71)申请人湖南云箭集团有限公司地址419503湖南省怀化市辰溪县孝坪镇(72)发明人焦静静王鸿睿段国栋任延超刘甜王彦(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师覃汉赳(51)Int.Cl.G01C19/5691(2012.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称半球谐振陀螺仪及其封装方法(57)摘要本发明涉及陀螺仪技术领域，提供一种半球谐振陀螺仪及其封装方法，将熔融石英片采用高温喷灯吹制以形成具有支撑杆的半球谐振子；将半球谐振子通过支撑杆与基板熔合，并在基板上设置导线；采用陶瓷材料分层印制封装侧板和封装顶盖，以烧结封装侧板和封装顶盖使其形成整体结构，并在封装侧板和封装顶盖的整体结构上设置导线；在半球谐振子的表面和封装顶盖的分布电极处通过磁控溅射法进行金属镀膜，从而使半球谐振子与封装顶盖分布电极处形成电容器；将封装侧板和基板通过阳极键合的方式连接在一起，使封装侧板和基板导体连通，实现对半球谐振陀螺仪的晶圆级封装，避免引入杂质、气体至陀螺仪内，保证陀螺仪的真空度和品质因数。CN116026297ACN116026297A权利要求书1/1页1.一种半球谐振陀螺仪的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：将熔融石英片采用高温喷灯吹制以形成具有支撑杆的半球谐振子；将半球谐振子通过支撑杆与基板熔合，并在基板上设置导线；采用陶瓷材料分层印制封装侧板和封装顶盖，以烧结封装侧板和封装顶盖使其形成整体结构，并在封装侧板和封装顶盖的整体结构上设置导线；在半球谐振子的表面和封装顶盖的分布电极处通过磁控溅射法进行金属镀膜，从而使半球谐振子与封装顶盖分布电极处形成电容器；将封装侧板和基板通过阳极键合的方式连接在一起，使封装侧板和基板导体连通。2.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺仪的封装方法，其特征在于，在所述基板上开设第一通孔，并向第一通孔内灌注金属材料；贯穿所述封装侧板和所述封装顶盖开设与所述第一通孔位置相对应的第二通孔，并向所述第二通孔内灌注金属材料，以使所述封装侧板和所述基板通过所述第一通孔和所述第二通孔内的金属材料实现导体连通。3.根据权利要求2所述的半球谐振陀螺仪的封装方法，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔内灌注的金属材料均为金或铝。4.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺仪的封装方法，其特征在于，所述封装顶盖通过金丝键合或铝丝键合与外部电路连接，以使外部电路驱动半球谐振陀螺仪。5.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺仪的封装方法，其特征在于，分层印制所述封装侧板和所述封装顶盖时，可加入电阻、电容或导线，以使所述封装侧板与所述基板导体连通，以及使所述封装顶盖与外部电路电性连接。6.一种半球谐振陀螺仪，由权利要求1至5任一项所述的半球谐振陀螺仪的封装方法制备而成，其特征在于，包括：振动结构，包括基板和半球谐振子，所述半球谐振子的内部设有支撑杆，所述半球谐振子通过所述支撑杆与所述基板连接；封装壳体，包括封装侧板和封装顶盖，所述封装顶盖设置在所述封装侧板的一端，并与所述封装侧板电性连接；所述封装侧板沿所述基板的周向设置，并与所述基板电性连接，所述半球谐振子位于所述基板、所述封装侧板和所述封装顶盖共同构成的真空腔室内。7.根据权利要求6所述的半球谐振陀螺仪，其特征在于，所述基板上开设有第一通孔，所述第一通孔内设有金属导体；所述封装顶盖和所述封装侧板上贯穿开设有第二通孔，所述第二通孔内设置有金属导体，使所述基板和所述封装侧板电性连接。8.根据权利要求7所述的半球谐振陀螺仪，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔的结构尺寸以及位置关系均相应。9.根据权利要求6所述的半球谐振陀螺仪，其特征在于，所述封装顶盖和所述封装侧板的材质均为陶瓷。10.根据权利要求6所述的半球谐振陀螺仪，其特征在于，所述基板和所述半球谐振子的材质均为石英。2CN116026297A说明书1/5页半球谐振陀螺仪及其封装方法技术领域[0001]本发明涉及陀螺仪技术领域，尤其涉及一种半球谐振陀螺仪及其封装方法。背景技术[0002]半球谐振陀螺仪是利用半球壳唇缘的径向振动驻波进动效应来感测基座旋转的一种哥式振动陀螺。它具有很高的测量精度、超强的稳定性和可靠性，以及具有良好的振动性和抗冲击能力，广泛应用于卫星、空间飞行器和惯导系统，作为惯性测量单元、姿态稳定控制的关键部件。[0003]目前，半球谐振陀螺仪的封装工艺主要采用金属管壳进行平行封焊，在焊接过程中会引入保护气体对焊缝熔池进行保护，以减少其氧化，使得焊缝成型均匀美观。但是引入保护气体难以保证半球谐振陀螺仪封装