CN102538773B - 微机电的元件以及用于制造这样的微机电的元件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微机电的元件，该微机电的元件包括一个基片和至少两个微机电的传感器，其中所述基片和所述至少两个微机电的传感器以彼此上下堆放的方式来布置并且其中至少两个微机电的传感器布置在所述基片的同一面上。本发明同样涉及一种用于制造微机电的元件的方法以及微机电的元件的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种微机电的元件以及一种用于制造这样的微机电的元件的方法。
背景技术
微机电的元件用在许多技术领域，还用在汽车技术领域。从US 2007214887 A中比如公开了一种构造为运动传感器的形式的微机电的元件。所述运动传感器包括一个基片，在该基片上布置了微机电的加速度传感器和磁阻的开关电路。所述磁阻的开关电路以及加速度传感器处于所述基片的不同的面上。借助于金属化通孔和相应的接触面所谓的接合焊盘（Bondpads）不仅提供所述磁阻的开关电路的接触而且提供所述加速度传感器的接触。
发明内容
在权利要求1中所定义的微机电的元件包括一个基片和至少两个微机电的传感器，其中所述基片和所述至少两个微机电的传感器以彼此上下堆叠的方式来布置，并且其中至少两个微机电的传感器布置在所述基片的同一侧上。
在权利要求7中所定义的用于制造尤其按权利要求1-6中至少一项所述的微机电的元件的方法包括分别以一个层制造制造基片和至少两个微机电的传感器及上下布置这些层的步骤，其中将至少两个微机电的传感器布置在所述基片的同一侧上。
在权利要求1中所定义的微机电的元件以及在权利要求7中所定义的用于制造微机电的元件的方法具有这样的优点，即由此提供一种微机电的元件，该微机电的元件显著降低用于将微机电的传感器布置在基片上的面积需求。这也提高了这样的微机电的元件的灵活性，因为可以将其它的或者更大数目的微机电的传感器布置在所述基片上。
在从属权利要求中所列举的特征涉及本发明的所描述的主题的有利的拓展方案和改进方案。
按照一种优选的拓展方案，所述微机电的传感器中的至少一个构造为旋转速率传感器或者尤其以电容方式测量的磁场传感器或者构造为加速度传感器。在此所获得的优点是，由此可以以简单的方式同时测量旋转速率、加速度或磁场。
按照另一种有利的拓展方案，至少一个第三微机电的传感器布置在所述基片的背离所述至少两个微机电的传感器的一侧上。通过这种方式，可以通过将其它的传感器布置在基片的背面上这种方法还进一步扩大基片上的微机电的传感器的集成密度，这在总体上降低了成本并且提高了微机电的元件的灵活性。
按照另一种有利的拓展方案，所述至少两个微机电的传感器在机械方面耦合地布置。通过这种方式可以实现所述两个微机电的传感器之间的固定的频比，使得分析线路可以以简单的方式来触发所述微机电的传感器或者说分析其信号。机械的耦合在此比如可以在设置磁场传感器和旋转速率传感器的情况下通过以下方式来进行，即所述一个微机电的传感器的地震质量与另一个微机电的传感器的电极相连接或者相应的侧面的悬架借助于弹簧元件在机械方面有弹性地彼此相连接。
按照另一种有利的拓展方案，布置了至少一条分析线路，该分析线路对所述至少两个微机电的传感器的信号进行分析。在此所获得的优点是，由此还可以进一步提高集成并且同时能够进行容易且成本低廉的分析。
按照另一种有利的拓展方案，所述至少一条分析线路构造用于同时或者在时间上先后地对所述微机电的传感器的信号进行分析。通过这种方式可以特别容易地对所述微机电的传感器的信号进行分析。在同时分析的情况下，为每个传感器分配了自身的分析线路，在时间上先后也就是比如以时分多路传输制进行分析的情况下，则根据时间来询问每个传感器或者说记录并且分析其信号。
按照所述方法的另一种有利的拓展方案，所述微机电的传感器在机械方面彼此相耦合。通过这种方式能够实现固定的频比，使得分析线路尤其ASIC可以以特别简单的方式来对所有微机电的传感器的信号进行分析。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。附图示出如下：
图1a是按一种实施方式的微机电的元件的原理图的横截面；并且
图1b是按图1a的微机电的元件的三维视图。
具体实施方式
图1a示出了按一种实施方式的微机电的元件的原理图的横截面。在图1a中示出了微机电的元件的示意图。该微机电的元件包括基片1。在基本上布置在第一平面或者层10中的基片1上，在第二层11中布置了磁场传感器2。借助于弹簧元件6以有振动能力的方式布置在悬架5上的地震质量7a、7b为测量磁场而被电流流过。所述地震质量7a、7b在图1a和1b中构造为电极7a、7b。在存在磁场时，劳伦茨力作用于所述电极7a、7b，这导致所述电极7a、7b垂直地从所述层11中偏移出来。用电容方式比如借助于所述层11下方的反电极（未示出）来检测这种偏移，由此来测定磁场的强度。
除此以外，在另一个层12中布置了旋转速率传感器3。该旋转速率传感器3包括有弹性地悬挂的地震质量8a、8b，其与悬架5连接。此外，所述地震质量8a、8b通过弹簧4彼此直接相连接。所述地震质量8a、8b在此同样构造为电极。如果柯氏加速度和/或其它加速度垂直于所述地震质量8a、8b的振动平面作用于所述旋转速率传感器3，那么惯性力就会导致所述地震质量8a、8b的相应的偏移。如果额外地向所述地震质量8a、8b加载电压，那么所述地震质量8a、8b的这种偏移就可以通过电极C以电容方式来检测，所述电极C按照图1a布置在所述地震质量8a、8b的上方。而后借助于这种电容变化，可以推断出柯氏加速度和/或其它加速度。此外在所述基片1的另一侧上也就是在所述基片1的背离所述微机电的传感器2、3的一侧上布置了分析线路A。该分析线路A与相应的传感器2、3相连接并且以时分多路传输制对其信号进行分析。当然可以为每个微机电的传感器2、3设置一条单独的分析线路，从而可以同时对所述微机电的传感器的信号进行分析。
图1b主要示出了按图1a的微机电的元件。与图1a不同的是，现在所述分析线路在所述基片1上布置在与所述微机电的传感器2、3相同的一侧上。
尽管上面借助于优选的实施例对本发明进行了说明，但是本发明不限于此，而是能够以多种多样的方式加以改动。
Claims (7)
1.微机电的元件，包括
基片（1）和至少两个微机电的传感器（2、3），其中
所述基片（1）和所述至少两个微机电的传感器（2、3）以上下堆叠的方式来布置并且其中至少两个微机电的传感器（2、3）布置在所述基片（1）的同一侧上，其中至少两个微机电的传感器（2、3）在机械方面耦合地布置，其中机械的耦合在此能够通过以下方式来进行，即一个微机电的传感器的地震质量与另一个微机电的传感器的电极相连接或者所述至少两个微机电的传感器（2、3）的相应的侧面的悬架借助于弹簧元件在机械方面有弹性地彼此相连接。
2.按权利要求1所述的微机电的元件，其中所述微机电的传感器（2、3）中的至少一个构造为旋转速率传感器或者以电容方式测量的磁场传感器或者构造为加速度传感器。
3.按权利要求1-2中任一项所述的微机电的元件，其中至少一个第三微机电的传感器（2、3）布置在所述基片（1）的背离所述至少两个微机电的传感器（2、3）的一侧上。
4.按权利要求1-2中任一项所述的微机电的元件，其中布置了至少一条分析线路（A），该分析线路（A）对所述至少两个微机电的传感器（2、3）的信号进行分析。
5.按权利要求4所述的微机电的元件，其中构造所述至少一条分析线路（A），用于同时或者在时间上先后地对所述微机电的传感器（2、3）的信号进行分析。
6.用于制造按权利要求1-5中任一项所述的微机电的元件的方法，该方法包括分别在一个层（10、11、12）中制造基片（1）和至少两个微机电的传感器（2、3）及上下布置所述层（10、11、12）的步骤，其中将至少两个微机电的传感器（2、3）布置在所述基片（1）的同一侧上，其中所述微机电的传感器（2、3）在机械方面彼此相耦合，其中机械的耦合在此能够通过以下方式来进行，即一个微机电的传感器的地震质量与另一个微机电的传感器的电极相连接或者所述至少两个微机电的传感器（2、3）的相应的侧面的悬架借助于弹簧元件在机械方面有弹性地彼此相连接。
7.按权利要求1-5中任一项所述的微机电的元件的使用，用于同时或者以时分多路传输制来测量加速度、旋转速率和/或磁场。
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