[實用新型]一種MEMS慣性傳感器

有效

• 申請號: 201520288415.3
• 申請日: 2015-05-06
• 公開（公告）號: CN204555991U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 鄭國光
• 申請（專利權）人: 歌爾聲學股份有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 馬佑平;王昭智

技術領域

本實用新型涉及一種慣性測量器件，更具體地，涉及一種基于MEMS制造的慣性測量器件，例如MEMS加速度計、陀螺儀、振蕩器等。

背景技術

目前，隨著消費電子和可穿戴設備的發展，對MEMS慣性傳感器的性能提出了越來越高的要求，眾多系統廠商希望MEMS慣性器件在保持現有性能的基礎上，進一步縮小芯片的尺寸。目前的MEMS慣性器件，其敏感結構層通過鍵合錨定在襯底上，在敏感結構層的上表面鍵合MEMS密封蓋，形成與外界隔離的密封腔體。目前的問題是，MEMS工藝的發展已經比較成熟，工藝能力已經接近極限，很難再根據系統廠商的要求進一步縮減芯片的尺寸，而芯片性能繼續提升的空間也已經很小。

實用新型內容

本實用新型的一個目的是提供一種MEMS慣性傳感器的新技術方案。

根據本實用新型的第一方面，提供了一種MEMS慣性傳感器，包括襯底，以及分別固定在襯底上端、下端的蓋體，兩個蓋體與襯底分別形成位于襯底兩側的第一容腔、第二容腔；在所述襯底的上端通過中間結合層設有位于第一容腔內的第一敏感結構，在所述襯底的下端通過中間結合層設有位于第二容腔內的第二敏感結構。

優選地，其中在所述襯底上設有金屬化通孔，所述第一敏感結構和第二敏感結構通過穿過金屬化通孔的導電材料或連通導電材料的引線連接。

優選地，所述第一敏感結構包括第一彈性梁，以及位于第一彈性梁兩側的可動極板C1-1、可動極板C1-2，所述第二敏感結構包括第二彈性梁，以及位于第二彈性梁兩側的可動極板C2-1、可動極板C2-2；所述襯底的上端設有與可動極板C1-1構成C1電容結構的固定極板C3-1，以及與可動極板C1-2構成C2電容結構的固定極板C3-2；所述襯底的下端設有與可動極板C2-1構成C3電容結構的固定極板C4-1，以及與可動極板C2-2構成C4電容結構的固定極板C4-2。

優選地，所述第一敏感結構、第二敏感結構為平動結構，其中，C1電容結構與C3電容結構形成疊加電容C13；C2電容結構與C4電容結構形成疊加電容C24，疊加電容C13與C24構成差分電容結構。

優選地，所述第一敏感結構、第二敏感結構為偏轉結構，其中，所述第一敏感結構重心偏移的方向與第二敏感結構重心偏移的方向相反；C1電容結構與C3電容結構形成疊加電容C13；C2電容結構與C4電容結構形成疊加電容C24，疊加電容C13與C24構成差分電容結構。

優選地，所述第一敏感結構、第二敏感結構為偏轉結構，其中，所述第一敏感結構重心偏移的方向與第二敏感結構重心偏移的方向相同；C1電容結構與C4電容結構形成疊加電容C14；C2電容結構與C3電容結構形成疊加電容C23，疊加電容C14與C23構成差分電容結構。

優選地，所述第一敏感結構為加速度計結構，所述第二敏感結構為陀螺儀結構；或者所述第一敏感結構為陀螺儀結構，所述第二敏感結構為加速度計結構。

優選地，所述襯底上還設有貫通第一容腔和第二容腔的氣壓導通孔。

本實用新型的MEMS慣性傳感器，襯底位于芯片的中部，在襯底的上下表面分別鍵合敏感結構，使得該MEMS慣性傳感器具有雙層的敏感結構，從而提高了芯片的利用率，提升了MEMS慣性傳感器的整體性能，使得靈敏度增加了一倍，提高了信噪比；換言之，相比傳統的MEMS慣性傳感器，在不降低芯片性能的基礎上，進一步縮減了MEMS芯片的尺寸，以滿足電子產品的小型化發展。本實用新型的MEMS慣性傳感器，增加了芯片尺寸和芯片性能之間的設計余量，可以應用于MEMS加速度計、MEMS陀螺儀、MEMS諧振器等具有可動敏感結構的MEMS慣性器件。

本實用新型的發明人發現，在現有技術中，MEMS工藝的發展已經比較成熟，工藝能力已經接近極限，很難再根據系統廠商的要求進一步縮減芯片的尺寸，而芯片性能繼續提升的空間也已經很小。因此，本實用新型所要實現的技術任務或者所要解決的技術問題是本領域技術人員從未想到的或者沒有預期到的，故本實用新型是一種新的技術方案。

通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征及其優點將會變得清楚。

附圖說明

被結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本實用新型的實施例，并且連同其說明一起用于解釋本實用新型的原理。

圖1是本實用新型MEMS慣性傳感器的結構示意圖。

圖2是本實用新型一種具體實施方式中MEMS慣性傳感器的結構示意圖。