[發明專利]在微機電系統(MEMS)裝置中耦合折疊彈簧

在審

• 申請號: 201710885349.1
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107867670A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 張謙;楊光隆;顧磊
• 申請（專利權）人: 美國亞德諾半導體公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81B3/00;B81B5/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 周陽君

技術領域

本公開涉及在微機電系統(MEMS)裝置中將質量塊耦合基板的彈簧。

背景技術

多種微機電系統(MEMS)裝置包括可移動地耦合基板的質量塊。這種裝置采用使質量塊耦合基板的一系列耦合結構，例如直梁耦合器、T形錨、螺旋彈簧或折疊彈簧。

發明內容

描述了微機電系統(MEMS)裝置，包括：質量塊，通過設置在質量塊的相對側上的折疊彈簧可移動地連接到基板，其中耦合器將折疊彈簧中的兩個耦合在一起。在一些實施方式中，耦合器是棒并且可以是剛性的。因此，耦合器限制折疊彈簧相對于彼此的運動。按照這種方式，質量塊的運動可能被限制在優選的類型和頻率上。

在某些實施方案中，提供微機電系統(MEMS)裝置，包括：基板；通過第一和第二折疊彈簧可移動地耦合所述基板的質量塊，其中質量塊沿著所述第一折疊彈簧和/或所述第二折疊彈簧的壓縮方向設置在所述第一和第二折疊彈簧之間；和使所述第一折疊彈簧耦合所述第二折疊彈簧的棒。

在某些實施方案中，提供微機電系統(MEMS)裝置，包括：基板；通過第一和第二折疊彈簧可移動地耦合所述基板的質量塊，其中質量塊沿著所述第一折疊彈簧和/或所述第二折疊彈簧的壓縮方向設置在所述第一和第二折疊彈簧之間；和用于使第一折疊彈簧耦合第二折疊彈簧的構件。

在某些實施方案中，提供被構造于采集能量的系統。所述系統包括：儲能裝置；和能量采集器，耦合儲能裝置和被構造為向所述儲能裝置遞送電力。能量采集器包括：基板；通過第一和第二折疊彈簧可移動地耦合所述基板的質量塊，其中質量塊沿著所述第一折疊彈簧和/或所述第二折疊彈簧的壓縮方向設置在所述第一和第二折疊彈簧之間；和使所述第一折疊彈簧耦合所述第二折疊彈簧的棒。

附圖說明

將參考以下附圖描述本申請的各個方面和實施例。應當理解，附圖不一定按比例繪制。出現在多個圖中的項目在其出現的所有圖中由相同的附圖標記表示。

圖1A是根據本發明的實施方案的微機電系統(MEMS)慣性裝置的透視圖，其具有通過折疊彈簧彈簧式連接到基板的質量塊，其中棒將兩個折疊彈簧耦合在一起。

圖1B是圖1A的MEMS慣性裝置的頂視圖。

圖1C、1D和1E圖1A-1B的MEMS慣性裝置的三種不同操作模式。

圖2A是根據本發明的實施方案的MEMS慣性裝置的透視圖，其具有通過折疊彈簧彈簧式連接到基板的質量塊，其中多個棒將折疊彈簧中兩個的多個折疊耦合在一起。

圖2B是圖2A的MEMS慣性裝置的頂視圖。

圖2C、2D和2E描述圖2A-2B的MEMS慣性裝置的三種不同操作模式。

圖2F是與圖1A所示相比包括用于折疊彈簧的替代形狀的MEMS裝置的頂視圖。

圖3是引入本文所述類型的MEMS慣性裝置的系統。

圖4根據本發明的非限制性實施方案描述具有圖3所示類型的傳感器系統的汽車。

具體實施方式

本發明的方面提供了一種微機電系統(MEMS)裝置，其具有通過耦合在質量塊的相對側上的兩個折疊彈簧耦合到基板的可移動質量塊，質量塊通過耦合器耦合在一起。兩個彈簧可以是具有蛇形形狀的折疊彈簧，沿著質量塊的運動方向延伸，并且所述耦合器可以是沿著從彈簧之一到另一個的運動方向延伸的棒。棒可以是剛性的，從而限制兩個彈簧相對于彼此的運動。按照這種方式，在MEMS裝置的正常操作條件下可能會抑制折疊彈簧的不期望的振動模式。

在一些實施方案中，彈簧可以包括多個折疊。多個耦合器可以將一個彈簧耦合到另一個彈簧，例如通過將一個彈簧的相應折疊連接到另一彈簧。在一些實施例中，耦合器可能都是剛性棒。

在一些實施方案中，MEMS裝置是一種能夠從可移動質量塊運動中獲得能量的能量采集裝置。在至少一些實施例中，期望質量塊從其平衡位置的位移是大的，例如大于200微米。位移越大，可能收獲的能量越多。這里描述的耦合器將兩個折疊彈簧聯接在一起可以有助于這種彈簧在MEMS裝置中的使用，其中質量塊旨在經歷大的位移。耦合器可以允許在MEMS裝置的優選振動模式下的大位移，同時抑制與不想要的振動模式相關聯的位移。