[發明專利]用于MEMS傳感器設備特別是MEMS陀螺儀的具有改進的驅動特征的微機械檢測結構

有效

• 申請號: 201610877204.2
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107179074B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: G·加特瑞;L·G·法羅尼;C·瓦爾扎希納
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G01C19/5656
• 分類號: G01C19/5656;G01C19/5663
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張曦

1.一種微機械檢測結構，包括：

包括半導體材料的襯底；

驅動質量體布置，被配置為以驅動移動被驅動；

第一錨固單元，耦合至所述驅動質量體布置，并且被配置為在第一錨固部處將所述驅動質量體布置彈性地耦合至所述襯底；

被驅動質量體布置；

第二錨固單元，耦合至所述被驅動質量體布置，并且被配置為在第二錨固部處將所述被驅動質量體布置彈性地耦合至所述襯底；

耦合單元，被配置為：將所述驅動質量體布置彈性地耦合到所述被驅動質量體布置，并且響應于所述驅動質量體布置的所述驅動移動而以被驅動移動來驅動所述被驅動質量體布置，所述耦合單元進一步被配置為：響應于所述驅動質量體布置的所述驅動移動和所述被驅動質量體布置的所述被驅動移動，而在所述第一錨固部和所述第二錨固部處提供如下的力和扭矩，所述力和所述扭矩導致作用于所述襯底上的為零的力和扭矩，其歸因于所提供的所述力和所述扭矩；以及

平面元件，在第一水平軸線和第二水平軸線所定義的水平平面中，

其中所述驅動質量體布置包括第一驅動質量體和第二驅動質量體，所述第一驅動質量體和所述第二驅動質量體被配置為沿著所述第二水平軸線在相反方向上被驅動，

其中所述被驅動質量體布置包括第一被驅動質量體，所述第一被驅動質量體沿著所述第一水平軸線被布置在所述第一驅動質量體與所述第二驅動質量體之間，并且其中所述第一被驅動質量體被配置為：響應于所述第一驅動質量體和所述第二驅動質量體沿著所述第二水平軸線在相反方向上被驅動，而在所述水平平面中以旋轉移動被驅動，并且

其中所述耦合單元包括：將所述第一被驅動質量體彈性地耦合至所述第一驅動質量體的第一耦合元件、以及將所述第一被驅動質量體彈性地耦合至所述第二驅動質量體的第二耦合元件，所述第一耦合元件和所述第二耦合元件被約束至所述襯底并且被配置為在所述襯底上施加扭矩，所述扭矩與所述第二錨固單元響應于所述被驅動質量體的旋轉而在所述襯底上施加的扭矩相等且相反。

2.根據權利要求1所述的微機械檢測結構，其中所述耦合單元被配置為：響應于所述驅動移動，而提供在所述第一錨固部處作用于所述襯底上的在第一方向上的第一力和扭矩，并且其中所述耦合單元被配置為：響應于所述被驅動移動，而提供在所述第二錨固部處作用于所述襯底上的、在與所述第一方向相反的第二方向上的第二力和扭矩。

3.根據權利要求1所述的微機械檢測結構，其中所述第一耦合元件和所述第二耦合元件每個都被配置為定義剛性連接元件，所述剛性連接元件具有利用鉸接耦合連接至所述被驅動質量體的第一末端、以及利用鉸接耦合連接至相應的所述第一驅動質量體或所述第二驅動質量體的第二末端。

4.根據權利要求3所述的微機械檢測結構，其中所述剛性連接元件在其處于所述被驅動質量體與相應的所述第一驅動質量體或所述第二驅動質量體之間的中間部分處包括到所述襯底的約束點，所述中間部分在所述約束點處被鉸接至所述襯底。

5.根據權利要求4所述的微機械檢測結構，其中所述第一耦合元件和所述第二耦合元件每個都被配置為：作為在所述約束點處具有中心支點的杠桿而進行操作。

6.根據權利要求1所述的微機械檢測結構，其中所述第二錨固單元被定位在所述被驅動質量體布置的中心處的孔隙內并且包括：

錨固元件，附接至所述襯底；

彈性連接元件結構，連接至所述錨固元件；以及

剛性元件結構，連接至所述彈性連接元件結構和所述被驅動質量體布置。