[發明專利]電容式微電子機械加速度計

有效

• 申請號: 201810414277.7
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108872638B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 馬蒂·柳庫;維萊-佩卡·呂特克寧
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: G01P15/18
• 分類號: G01P15/18;G01P15/125
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;楊華

1.一種電容式微機械加速度計，包括：

襯底，所述襯底限定了在橫向方向和縱向方向上延伸的襯底平面，所述橫向方向垂直于所述縱向方向；

形成在所述襯底中的第一傳感器，所述第一傳感器用于測量沿著垂直于所述襯底平面的豎直軸的加速度；以及

加速度計封裝，所述加速度計封裝具有在所述襯底平面的上方和/或下方的、與所述襯底平面相鄰且平行的內封裝平面，

其中，

所述第一傳感器包括相對于所述襯底可移動的轉子、轉子懸吊件以及相對于所述襯底不可移動的一個或更多個定子，

所述轉子包括一個或更多個轉子電極，并且所述一個或更多個定子包括一個或更多個定子電極，所述電極被配置用于差分電容式測量，

所述懸吊件包括一個或更多個被錨定的轉子懸吊桿以及在橫向轉子旋轉軸上對齊的第一橫向扭轉彈簧和第二橫向扭轉彈簧，其中，所述第一橫向扭轉彈簧和所述第二橫向扭轉彈簧附接至所述轉子，

其特征在于，

所述轉子是包括至少橫向轉子桿、附接至所述橫向轉子桿的第一縱向轉子桿以及附接至所述橫向轉子桿的第二縱向轉子桿的雙側式蹺蹺板框架，其中，每個縱向轉子桿從所述橫向轉子旋轉軸的第一側延伸至所述橫向轉子旋轉軸的第二側，并且

每個縱向轉子桿包括在所述橫向轉子旋轉軸的所述第一側的一個或更多個第一阻尼板以及在所述橫向轉子旋轉軸的所述第二側的一個或更多個第二阻尼板，并且

一個或更多個第二阻尼板在所述一個或更多個第一阻尼板中的至少一些的上方和/或下方被固定至所述內封裝平面，使得至少一個第一阻尼板與第二阻尼板至所述襯底平面的投影在所述橫向轉子旋轉軸的所述第一側的第一交疊區域中交疊，并且至少一個第一阻尼板與第二阻尼板至所述襯底平面的投影在所述橫向轉子旋轉軸的所述第二側的第二交疊區域中交疊，

其中，所述加速度計還包括用于測量沿著橫向軸的加速度的第二傳感器以及用于測量沿著縱向軸的加速度的第三傳感器，并且所述轉子部分地圍繞所述第二傳感器和所述第三傳感器二者，

其特征在于，所述一個或更多個被錨定的轉子懸吊桿包括第一橫向轉子懸吊桿和第二橫向轉子懸吊桿，并且附接至所述第一橫向轉子懸吊桿的第一縱向移位桿從所述第一橫向轉子懸吊桿遠離所述橫向轉子桿而延伸，并且附接至所述第二橫向轉子懸吊桿的第二縱向移位桿從所述第二橫向轉子懸吊桿遠離所述橫向轉子桿而延伸，并且所述第一橫向扭轉彈簧附接至所述第一縱向移位桿，并且所述第二橫向扭轉彈簧附接至所述第二縱向移位桿。

2.根據權利要求1所述的電容式微機械加速度計，其特征在于，所述第一交疊區域中的扭轉阻尼系數等于所述第二交疊區域中的扭轉阻尼系數。

3.根據權利要求1所述的電容式微機械加速度計，其特征在于，所述第一交疊區域與所述第二交疊區域關于包括所述橫向轉子旋轉軸的豎直平面而平面對稱。

4.根據前述權利要求中的任一項所述的電容式微機械加速度計，其特征在于，所述一個或更多個第一阻尼板中的至少一個以及具有與該第一阻尼板交疊的至所述襯底平面的投影的至少第二阻尼板是連接至電壓源的導電電極。

5.一種用于執行根據權利要求4所述的電容式微機械加速度計中的自測試的方法，其特征在于，通過將測試電壓施加于作為導電電極的所述阻尼板來將驅動力施加于所述第一傳感器中的轉子，并且利用電容式測量來從所述轉子電極和所述定子電極讀取測試響應信號。