CN110023233A - 用于带帽mems装置的垂直塞子 - Google Patents

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Abstract

描述带帽微机电系统(MEMS)装置。至少在某些情况下，MEMS装置包括一个或多个移动的质量块。帽可包括阻尼一个或多个可移动质量块的运动的塞子。至少在某些情况下，塞子阻尼质量块之一但不是另一个质量块的运动。

Description

用于带帽MEMS装置的垂直塞子
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年11月11日提交的、代理人案卷号G0766.70133US00并且题为“用于带帽MEMS装置的垂直塞子”的美国临时专利申请序列号62/420,893的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本申请是根据35U.S.C.§120继续要求于2017年7月14日提交的、代理人案卷号G0766.70133US01并且题为“用于带帽MEMS装置的垂直塞子”的美国专利申请序列号15/650,822的权益，其全部内容通过引用并入本文。美国专利申请序列号15/650,822根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年11月11日提交的、代理人案卷号G0766.70133US00并且题为“用于带帽MEMS装置的垂直塞子”的美国临时专利申请序列号62/420,893的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及用于带帽微机电系统(MEMS)装置的带帽技术。
背景技术
一些微机电系统(MEMS)装置包括可移动检测质量块。例子为谐振器、加速度计和陀螺仪。检测质量块可以形成在一个基板或晶片上，称为MEMS晶片。带帽结构有时与MEMS晶片结合以形成围绕检测质量块的密封外壳。
发明内容
描述带帽微机电系统(MEMS)装置。在一些情况下，MEMS装置包括一个或多个移动的质量块。帽可包括阻尼一个或多个可移动质量块的运动的塞子。在一些情况下，塞子阻尼质量块之一但不是另一个质量块的运动。
根据本申请的一个方面，提供一种操作密封在帽中的微机电系统(MEMS)装置的方法，该帽包括塞子。该方法可包括在具有模式形状的第一平面内模式下振荡MEMS装置的可移动检测质量块，其中所述塞子定形为覆盖所述模式形状的外围和/或所述可移动检测质量块的内部边缘，和使用所述塞子在第一模式下阻尼所述可移动检测质量块的运动。
根据本申请的另一个方面，提供一种提供带帽微机电系统(MEMS)装置的阻尼运动的方法。该方法可包括：在与耦合基板的帽的20微米的塞子平行并且之内的运动的平面中，在模式形状上振荡弹性地耦合到所述基板的可移动检测质量块。可移动检测质量块具有位于所述塞子下方的外部边缘和/或内部边缘。
根据本申请的另一个方面，提供MEMS装置。MEMS装置可包括第一可移动检测质量块和覆盖所述第一可移动检测质量块的帽，其中帽包括覆盖大于第一可移动检测质量块的50％的塞子。
附图说明
将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应该理解的是，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在它们出现的所有图中用相同的附图标记表示。
图1A是示出根据一些非限制性实施例的微机电系统(MEMS)装置的示意图，该微机电系统(MEMS)装置包括密封在帽中的检测质量块，包括塞子。
图1B是图1A中的MEMS装置沿虚线1B的横截面图。
图2是示出根据一些非限制性实施例的操作本文描述的MEMS装置的方法的流程图。
图3A是示出根据一些非限制性实施例的MEMS装置的示意图，该MEMS装置包括密封在帽中的检测质量块，该帽包括覆盖检测质量块的内边缘的塞子。
图3B是图3A中的MEMS装置沿虚线3B的横截面图。
图3C是图3A的替代方案的示意图，其中塞子中具有孔。
图4是示出根据一些非限制性实施例的MEMS装置的俯视图，该MEMS装置包括密封在帽中的检测质量块，该帽包括覆盖大部分检测质量块而不是感测指的塞子。
图5A是示出MEMS装置的示意图，该MEMS装置包括密封在帽中的检测质量块，该帽包括塞子。
图5B是示出根据一些非限制性实施例的密封在帽中的MEMS双质量块陀螺仪的示意图，该帽包括用于两个检测质量块中的每一个的塞子。
图5C是示出根据一些非限制性实施例的密封在帽中的MEMS双质量块陀螺仪的示意图，该帽包括覆盖两个检测质量块的单个塞子。
图5D是示出根据一些非限制性实施例的密封在帽中的MEMS四极(四)质量块陀螺仪的示意图，该帽包括用于四个检测质量块中的每一个的塞子。
图5E是示出根据一些非限制性实施例的密封在帽中的MEMS四重(四)质量块陀螺仪的示意图，该帽包括覆盖四个检测质量块的单个塞子。
图6是示出根据一些非限制性实施例的包括本文所述类型的MEMS装置的系统的框图。
图7示出了根据一些非限制性实施例的包括图6的系统的车辆。
具体实施方式
本申请的各方面提供了一种用于微机电系统(MEMS)装置的带帽结构，其中带帽结构包括形状和位置的塞子或突起，以阻尼带帽MEMS部件的运动。在一些实施例中，帽的塞子与在被带帽的MEMS晶片上以面内模式振荡的检测质量块对准。塞子可以成形和定位成覆盖MEMS部件移动时气体流过的区域，因此，通过防止、重定向或以其他方式阻碍这种气流来提供阻尼功能。例如，在一些实施例中，塞子覆盖可移动检测质量块的模式形状的外围和/或可移动检测质量块的内部边缘。塞子可以与可移动检测质量块对齐，并且具有大于可移动检测质量块的50％的表面积，可移动检测质量块的面积的60％和130％之间，或者在这些范围内的任何值。
一些MEMS装置包括悬挂在晶片表面上方并且用作为弹性弹簧的梁保持的可移动检测质量块。可以定义品质因数(Q)以描述可移动检测质量块的振荡的定性行为，并且可以表示MEMS部件的频率带宽相对于其中心频率的比较。Q越高表示相对于可移动检测质量块的存储能量的能量损失率越低。取决于具体的系统和应用，可能需要具有不同值的Q。发明人已经认识并理解，带帽结构的配置允许控制可移动检测质量块的Q。
根据本申请的一个方面，MEMS装置可以是具有可移动检测质量块的谐振器，该可移动检测质量块由具有塞子的带帽结构密封。塞子可以靠近但是与其覆盖的可移动检测质量块间隔开。可移动检测质量块可以被配置为在平面内移动，其中塞子设置在平面外。塞子可以通过限制密封外壳的体积来执行阻尼功能，从而在检测质量块移动时限制外壳内气体的潜在位移。因此，可以通过设计塞子来控制谐振器的Q，以提供目标阻尼程度，其可以通过塞子相对于可移动检测质量块的放置和/或表面面积来调节，和/或通过塞子和可移动检测质量块之间的间隙的距离来调节。
根据本申请的另一个方面，MEMS装置可以是加速度计，其具有谐振器和一个或多个感测指状物，所述感测指状物由具有塞子的带帽结构密封。塞子的尺寸可以设置成覆盖谐振器但不覆盖感测指状物，使得阻尼的影响可以在感测指状物对由谐振器的可移动检测质量块施加的力的响应上减小或最小化。加速度计可以包括至少两个谐振器(例如，差分加速度计)，其与塞子对齐并位于塞子下方。
根据本申请的另一个方面，MEMS装置可以是具有谐振器的陀螺仪和由具有塞子的带帽结构密封的加速度计。塞子可以在任何显着程度上覆盖谐振器而不是加速度计。这样的配置可以使谐振器的运动比加速度计的运动更慢，并且在这方面可以说提供选择性阻尼。结果，该配置可以允许单独控制谐振器Q和加速度计Q。谐振器Q可以与在较大压力下通过密封外壳实现的谐振器Q相当，从而允许使用较低的压力以获得更高的加速度计Q，同时保持相同的谐振器Q。这种配置还可以减少从谐振器到加速度计的感测指的电耦合，因为阻尼塞子可以用作屏蔽。
在一些实施方案中，陀螺仪可包括可移动的Coriolis检测质量块和至少两个由具有塞子的带帽结构密封的谐振器。至少两个谐振器的运动的不匹配可能导致相位色散、导致偏移、gee灵敏度以及陀螺仪和封装之间的能量耦合。谐振器的较低Q可以减小这种影响。但是，较低的Coriolis Q会导致较高的陀螺仪噪声。因此，发明人已经认识到，在包括谐振器和Coriolis检测质量块的至少一些实施例中，可能希望降低谐振器的Q而不降低Coriolis检测质量块。因此，与没有提供塞子且Coriolis Q最多略微减小的情况相比，塞子可以覆盖至少两个谐振器但不覆盖可移动的Coriolis检测质量块，使得谐振器Qs基本上减小。这样的配置可以有助于使用较低的带帽压力来提供与没有阻尼塞子时相同的谐振器Q，同时提供增加的Coriolis Q。这种配置还可以减少从谐振器到Coriolis电极的电耦合。
以下进一步描述了上述方面和实施例以及其他方面和实施例。这些方面和/或实施方案可以单独使用，一起使用，或以两种或更多种的任何组合使用，因为本申请不限于此方面。
图1A以俯视图示出了根据本申请的非限制性实施例的微机电系统(MEMS)装置100的多个叠加平面，所述微机电系统(MEMS)装置100具有覆盖可移动检测质量块的阻尼塞子。图1B示出了沿着图1A的虚线1B的MEMS装置100的截面图。图1A示出了沿着图1B的线122和123的平面的叠加-即，图1A示出了通过帽叠加在穿过MEMS基板的平面上的平面。
MEMS装置100包括由帽124用接合材料114密封的MEMS基板112。MEMS基板112可包括通过弹簧110悬挂在空腔上方的可移动检测质量块106。帽124包括定位成覆盖在可移动检测质量块106上方的塞子102，并且在所示的示例中接近并平行于检测质量块106，其表面积大于靠近并与塞子平行的检测质量块的表面的表面积。
MEMS基板112，其在一些实施例中可以是晶片或者在其他实施例中可以是切割芯片，可以包括悬挂的检测质量块106和将检测质量块耦合到MEMS基板112的弹簧(或“系链”)110。以这种方式，检测质量块106可以悬挂在MEMS基板112中的空腔上方。MEMS基板112可以由硅形成，或者更通常地由半导体材料或任何其他合适的材料形成。在一些非限制性实施例中，检测质量块106和弹簧110由相同的材料形成，例如从MEMS基板112蚀刻。然而，在其他实施例中，检测质量块和弹簧可以由不同的材料或者至少不同的材料堆形成。
图1A示出了虚线衬里中的检测质量块106的轮廓。检测质量块106可以通过弹簧110悬挂在MEMS基板112上，其构造允许检测质量块沿着图1A中所示的方向116运动。例如，检测质量块可以是沿方向116驱动的谐振器。或者，检测质量块可以是加速度计的一部分，允许响应于经历加速度而沿着方向116移动。不管采用的检测质量块的类型如何，检测质量块的移动可以限定模式形状，在图1A中示出为模式形状108。在所示的示例中，模式形状108可以具有在x方向上比检测质量块106具有更大横向范围的平面区域M，这意味着检测质量块106可以在正x方向和负x方向上从其平衡位置移动。所示的模式形状是非限制性示例，因为其他振动模式(或更一般地，运动)是可能的。而且，取决于MEMS装置的类型，可以包括附加结构，例如检测质量块106上的电极、电连接迹线或其他结构。为了简化说明，图中省略了这些可选结构。
帽124可以是半导体材料或任何其他合适的材料，可以包括由凹槽104围绕的塞子102。塞子可以具有表面130，表面区域A面向MEMS基板112。凹槽104可以通过蚀刻形成，使得塞子102可以表示突起、平台、延伸、凸起或其他类似结构。在一些实施例中，塞子102可以定位在帽124的中心区域中，但是在其他实施例中可以使用替代定位。在一些实施例中，帽可以是硅晶片，并且可以通过蚀刻硅晶片来形成塞子。凹槽104的深度可以在20μm和150μm之间，包括在该非限制范围(例如，80μm)内的任何值。塞子的表面130可以与检测质量块的基本平行的顶表面128隔开距离为d1的间隙。在一些示例中，距离d1可以小于20μm，包括该非限制范围内的任何值(例如，在2μm和20μm之间，或者在3和10μm之间)。
如上所述，本申请的方面提供了用于MEMS装置的帽的塞子，其用作阻尼器。然后，在至少一些实施例中，塞子可以是阻尼塞子，执行阻尼检测质量块的运动和阻止检测质量块的运动超出允许极限的双重功能。可以选择塞子的一个或多个特征以提供阻尼功能。例如，塞子可以定位成覆盖检测质量块的模式形状的外围。考虑图1A和1B作为示例，塞子102的平面内周边覆盖模式形状108的外围。在一些实施例中，表面130的周边可以延伸超出模式形状108的外围。例如，表面130的表面积A可以大于模式形状108的面积M。当检测质量块106移动时，它将在其周边将周围的气体推到任何程度。将塞子102定位在模式形状108的外围上方可以停止、重定向或以其他方式阻止这种气体流动，这将在至少一些实施例中阻尼检测质量块106的运动。
在一些实施例中，用于MEMS装置的帽的塞子的阻尼功能可以通过确定塞子的尺寸以具有表示下面的检测质量块的表面积的相当大百分比的表面积来实现。参照图1A和1B，表面区域A可以选择为基本上对应于检测质量块106的表面积S，例如大于S的50％。在一些实施例中，表面积A可以在表面128的面积S和/或模式形状108的面积M的75％和125％之间，包括该范围内的任何值。不管塞子是否覆盖在模式形状108的外围上，塞子102可以通过限制其中设置有检测质量块的密封外壳的体积来阻尼检测质量块106的运动，从而当检测质量块106移动时，限制外壳内气体的潜在位移。例如，如果省略了塞子102或者具有不同的形状/尺寸，则一些空气将沿箭头118的方向移动；相反，由于塞子，空气被迫沿箭头120的方向移动。因此，可移动检测质量块的Q可以通过塞子相对于可移动检测质量块的放置和/或表面面积和/或塞子和可移动检测质量块之间的间隙的距离来调节。因此，并非所有实施例都使用覆盖在检测质量块的模式形状的外围上的塞子。
间隙d1的尺寸也可以用于促进检测质量块106的运动的阻尼。使d1较小用于限制其中设置检测质量块106的封闭空腔的体积。如上所述，这样做有助于阻尼检测质量块106的平面内运动。d1的值可以是上述任何值。
因此，选择塞子102的特征，包括尺寸、相对于检测质量块106的定位、以及距检测质量块的距离d1，以便于塞子102的阻尼功能。通常，塞子102表面130可具有矩形形状、环形、不连续形状或任何其他合适的形状。表面130可以具有根据上述相对于检测质量块106的区域S的任何尺寸确定尺寸的区域A。距离d1可以是上述任何值。
接合材料114可以是环氧树脂、玻璃料、粘合剂、共晶接合材料或任何其他合适的接合材料。接合材料的厚度可以在2μm至20μm的范围内，例如在3至10μm之间，包括在这些范围内的任何值。粘合可以提供气密密封。
MEMS基板112可以在具有期望压力/气体成分的环境中由帽124密封。在一些实施例中，图1A和1B的结构允许实现相同或更高的装置Q，同时以比没有阻尼塞子的帽所产生的压力更低的压力密封装置。例如，在一些实施例中，当使用具有本文所述类型的阻尼塞子的帽时，压力可以低两到五倍(例如，100毫巴而不是300毫巴)，同时提供与MEMS装置相同的Q。其他压力降低也是可能的。
虽然图1A和1B示出了单个检测质量块106和塞子102，但是本文描述的各个方面不限于此方式。如上所述，在一些实施例中，MEMS基板112可以是晶片，也可以是帽124。因此，多个检测质量块106可以形成在MEMS基板112上并且被盖帽，并且提供相应的塞子102，以及所得到的盖帽结构从晶片切割。
在操作中，检测质量块106可以例如通过振荡在平面122中沿着方向116移动。可以通过以上述方式存在塞子102来阻尼运动。此外，如果检测质量块在z方向上移出平面外，则塞子102可以对这种运动提供限制。
因此，根据本申请的一个方面，提供了一种操作包括可移动质量块的MEMS的方法。该方法可以包括将可移动质量块移动到可移动质量块所在的平面中，并且使用盖住MEMS装置的帽的阻尼器或阻尼塞子来阻尼可移动质量块的运动。
图2示出了根据一些非限制性实施例的操作本文所述的MEMS装置的这种方法。方法200可以在阶段202开始，其中MEMS装置的可移动检测质量块可以以具有模式形状的平面内模式振荡，其中MEMS装置可以密封在由包括塞子的帽盖帽的空腔中。在阶段204，可以使用阻尼器或阻尼塞子来阻尼可移动检测质量块的运动，该阻尼器或阻尼塞子成形为覆盖模式形状的外围和/或可移动检测质量块的内部边缘。应当理解，虽然阶段204被示为跟随阶段202，但是在一些实施例中，这两个阶段可以同时发生，或者基本上同时发生。也就是说，阻尼可以在可移动检测质量块移动(例如，振荡)时发生。虽然图1A-1B示出了塞子102覆盖可移动检测质量块的模式形状的外围的示例，但是其他实施例具有不同的配置。如上所述，MEMS帽的塞子可以通过覆盖下面的可移动检测质量块的周边或可移动检测质量块的模式形状来提供阻尼。然而，一些可移动检测质量块可能具有内边缘，并且当检测质量块移动时，气流可能在这些边缘附近发生。因此，阻尼塞子可以通过覆盖可移动检测质量块的内边缘来阻尼下面的检测质量块的运动。图3A和3B示出了非限制性示例。
MEMS装置300可以包括MEMS基板302、锚304、通过系链308从锚304悬挂的可移动检测质量块306、以及包括塞子312的帽310。帽310可以通过结合材料314结合到MEMS基板302。塞子312可以具有面向并靠近检测质量块306的表面318的表面316。图3A是多个叠加平面的俯视图，对应于图3B的平面301a和301b，图3B是沿着图3A中的线3B的装置300的横截面。
MEMS基板302可以与先前描述的MEMS基板112或任何其他合适的MEMS基板具有相同的类型。锚304可以是来自MEMS基板302的突起。系链308可以与先前描述的弹簧110的类型相同，例如是直梁或蛇形结构。
检验质量块306可以具有任何合适的尺寸和形状。如图所示，检测质量块306可具有外部边界(或周边)或边缘320以及内部边界或边缘322。系链308可接触内部边缘。检测质量块306可以被配置为沿着箭头324的方向在xy-平面平面中移动(例如，振动或振荡)，从而限定模式形状326。为了简化说明，省略了诸如电极和电连接的附加结构。
帽310可以与先前描述的帽124的类型相同。作为非限制性示例，塞子312可具有介于20μm和150μm之间的高度H1，包括具有该范围的任何值。塞子312的表面316可以与检测质量块306的表面318分开距离d1，具有前面结合图1A-1B描述的任何值。
如在图3A-3B中可以看到的，塞子312的周边覆盖并且大于检测质量块306的内部边界322，而它不延伸到外部边界320。当检测质量块306移动时，气体将在内部边界322处被推动，并且塞子312的定位可以阻止(例如，重定向)该气流，从而阻尼检测质量块306的运动。在替代实施例中，表面316可以具有足够大的面积来覆盖内部边界322和外部边界320。
接合材料314可以与先前结合图1A-1B的接合材料114描述的那些类型相同。
MEMS装置300可以以图2的方法200的方式操作。其他操作方式也是可能的。
在一些实施例中，塞子本身可以不具有邻近检测质量块的连续平坦表面。也就是说，图3B中的表面316可以不是连续的和/或平面的。图3C中示出了替代的示例。
图3C示出了图3A的替代方案，其中塞子本身在其中包括孔或开口。该孔由虚线328表示。即，与检测质量块306相邻的塞子表面可以在虚线312和328之间。在虚线328内，塞子可以是凹陷的，例如通过适当的蚀刻。塞子中的凹口或孔可具有任何合适的尺寸和/或定位。此外，虽然示出了单个孔，但是可以以任何合适的布置在塞子中形成多个孔。因此，本申请的方面提供了一种阻尼塞子，其具有与下面的检测质量块相邻的非平面表面。
在一些实施例中，用于MEMS装置的帽的阻尼塞子可定位成基本上与下面的可移动检测质量块的模式形状重叠，而不覆盖一个或多个驱动和/或感测结构。各种类型的MEMS装置，例如MEMS谐振器、加速度计和陀螺仪，可以具有驱动和/或感测结构，例如指状突起。例如，电容式MEMS加速度计可以包括电容梳状结构，其中检测质量块的运动改变耦合到检测质量块的指状物和耦合到基板的固定指状物之间的电容。图4示出了这种装置的示例的顶视图。
MEMS装置400包括通过弹簧406耦合到MEMS基板404的检测质量块402。检测质量块402包括指状物408，而两个固定指状物410固定到基板MEMS基板404。例如，固定指状物410可以从基板向上突出，以与检测质量块的指状物408在平面内。
检验质量块402可以以限定模式形状412的方式在xy-平面中移动。该运动引起手指408和相邻指状物410之间的距离变化。因此，这些手指之间的电容值可以改变，并且可以检测该变化，例如，以确定检测质量块402的运动。
形成用于盖住MEMS装置的盖帽的一部分的阻尼塞子414可以定位成覆盖检测质量块402。在图4的俯视图中，塞子的周边叠加在检测质量块402上。如图所示，塞子414的尺寸和位置可以设置成基本上覆盖检测质量块402和模式形状412。然而，塞子414不会覆盖指状物408或410。
在一些实施例中，用于MEMS装置的帽的阻尼塞子可以用在具有多于一个移动质量块的MEMS装置中，并且可以提供对质量块的运动的选择性阻尼。示例MEMS装置是陀螺仪，其中一些具有谐振质量块和加速质量块。在陀螺仪的情况下，谐振质量块(或“谐振器”)可以在一个方向上被驱动，并且加速质量块可以响应于Coriolis力而移动。可以设置阻尼塞子以选择性地阻尼质量块之一的运动，例如谐振质量块。非限制性实例在图5A-5C中示出。
图5A是MEMS装置500的顶视图，其包括通过弹簧506弹性地与框架504耦合的谐振质量块502。框架504可以通过弹簧510耦合到基板508。感测指状物512可以从框架504延伸并且指状物514可以从基板508延伸。感测指状物512和514可以组合形成对框架504相对于基板508的运动敏感的电容。
在操作中，可以驱动谐振质量块502沿着y方向在xy平面中振荡，如箭头516所示。在xy平面中MEMS装置500的旋转将使得框架504在与谐振质量块502的运动正交的方向上移动。该运动将改变传感指状物512和514之间的距离，从而引起那些指状物之间的电容的变化，从该指状物可以确定运动。
帽的阻尼塞子带帽MEMS装置500可以定位以覆盖谐振质量块502以及谐振质量块502与框架504之间的x-y平面中的空间。例如，塞子518可以具有周边，如虚线所示，叠加在所示的MEMS基板上。以这种方式，塞子518可以在不基本上阻尼框架504的运动的情况下阻尼谐振质量块502的运动。结果，可以降低谐振质量块502的Q，而不降低框架的Q。因此，本申请的实施例提供了MEMS装置的多个质量块中的一个或多个可移动质量块的选择性阻尼。
图5B示出了另一种配置，其中可以利用用于MEMS装置的帽的阻尼塞子实现选择性阻尼。装置520包括图5A的MEMS装置500的两个副本，尽管在该图示中MEMS装置在xy平面中旋转。装置520可表示双质量块陀螺仪。
图5C示出了图5B的装置520的变型，示为装置521。在该配置中，代替覆盖两个检测质量块的相应的塞子518，提供覆盖MEMS装置500的两个谐振质量块的单个阻尼塞子522，如虚线所示，表示塞子在谐振质量块的xy平面中的叠加。
图5D示出了另一实施例，表示图5B的设备520到四重质量块装置的扩展。装置550包括图5A的装置500的四个复制品，尽管它们在x-y平面中旋转。如图所示，相应的塞子覆盖相应的检测质量块。
图5E示出了另一种配置。在该非限制性示例中，提供MEMS装置560，其包括MEMS装置500的四个复制品。提供阻尼塞子552，其覆盖MEMS装置560的四个谐振质量块，如虚线所示，表示塞子在谐振质量块的xy平面中的叠加。因此，在一些实施例中，四质量陀螺仪设置有阻尼塞子，该阻尼塞子构造成阻尼陀螺仪的谐振质量块的平面内运动。
图6示出了结合本文所述类型的MEMS装置的一种类型系统的示例。系统600包括带帽MEMS装置602，其具有阻尼塞子、读出(或感测)电路606、输入/输出(I/O)接口608和电源单元604。MEMS装置602可以是在此所描述的任何类型。在一些实施例中，读出电路606和I/O接口608可以是具有控制功能的专用集成电路(ASIC)。
读出电路606可以被配置为提供由MEMS装置602感测的信号，例如加速或旋转信号。产生的信号可以是单端的，而在其他实施例中，它们可以是差分的。读出电路可以包括用于执行这种读出功能的任何合适的组件，以及用于诸如滤波、放大和解调的信号处理功能的电路。在一些实施例中，读出电路可以包括跨阻放大器。在一些实施例中，读出电路可以是专用集成电路(ASIC)，并且可以形成在与MEMS装置不同的基板上，或者在一些实施例中形成在同一基板上。
在图6的系统中，读出电路606连接到I/O接口608，I/O接口608可以用作通信接口，系统600通过该通信接口与外部设备(例如远程计算机或服务器)通信。因此，I/O接口608可以在系统600外部发送感测信号以进行进一步处理和/或显示。附加地或替代地，I/O接口608可以从外部设备(例如控制信号、无线充电信号或软件更新)接收通信。
I/O接口608可以是有线的或无线的。合适的有线连接包括通用串行总线(USB)和火线连接等。在使用有线连接的那些实施例中，连接可以是可插拔的。有线连接可以用在系统600相对固定的设置中，例如当固定在基本静止的物体上时，或者当系统600与其通信的外部设备之间的距离保持相对恒定时。然而，在一些实施方案中，I/O接口可以是无线的，例如通过柔性射频(RF)天线进行通信。
可以实施本申请的各方面的另一种设置是在汽车或其他车辆中，例如船或飞机。图7示意性地示出了包括图6的系统600的汽车700。系统600可以设置在汽车700的任何合适的位置。系统600可以配置成感测滚动、俯仰和/或偏航角速率。系统600可以被配置为使用I/O接口608向设置在汽车700中的计算机系统和/或设置在汽车700外部的基站上的计算机系统提供感测的角速率。虽然图7示出了一个示例，但是本申请的各个方面的其他用途是可能的。
术语“大约”、“基本上”和“大约”在一些实施方案中可用于表示目标值的±20％内，在一些实施方案中可用于表示目标值的±10％内，在一些实施方案中可用于表示目标值的±5％内，在一些实施方案中可用于表示目标值的±2％内。术语“大约”和“大概”可以包括目标值。

Claims (20)

1.一种操作密封在帽中的微机电系统(MEMS)装置的方法，该帽包括塞子，该方法包括：
在具有模式形状的第一平面内模式下振荡MEMS装置的可移动检测质量块，其中所述塞子定形为覆盖所述模式形状的外围和/或所述可移动检测质量块的内部边缘；和
使用所述塞子在第一模式下阻尼所述可移动检测质量块的运动。
2.权利要求1所述的方法，其中所述塞子的面积大于所述可移动检测质量块的面积的50％。
3.权利要求1所述的方法，其中所述可移动检测质量块是第一可移动检测质量块，并且其中所述MEMS装置具有第二可移动检测质量块，被配置为在与所述第一可移动检测质量块相同的平面中平面内运动，其中阻尼第一可移动检测质量块的运动包括不阻尼所述第二可移动检测质量块的平面内运动。
4.权利要求3所述的方法，其中所述第二可移动检测质量块与所述第一可移动检测质量块同心并在其外部。
5.权利要求3所述的方法，还包括将所述第二可移动检测质量块在所述第一可移动检测质量块的平面内、并与所述第一可移动检测质量块的振荡正交移动。
6.权利要求1所述的方法，其中所述塞子具有与可移动检测质量块相邻的不连续表面。
7.一种提供带帽微机电系统(MEMS)装置的阻尼运动的方法，该方法包括：
在与耦合基板的帽的20微米的塞子平行并且之内的运动的平面中，在模式形状上振荡弹性地耦合到所述基板的可移动检测质量块，所述可移动检测质量块具有位于所述塞子下方的外部边缘和/或内部边缘。
8.权利要求7所述的方法，其中所述可移动检测质量块是第一可移动检测质量块，并且其中该方法还包括在与可移动第一检测质量块平面内并正交移动第二检测质量块。
9.权利要求8所述的方法，其中所述第二可移动检测质量块具有不位于所述塞子下方的外围。
10.权利要求8所述的方法，其中所述第一可移动检测质量块的外部边缘与所述第二可移动检测质量块的内部边缘相邻，并且其中所述塞子覆盖所述第一可移动检测质量块的外部边缘和所述第二可移动检测质量块的内部边缘。
11.权利要求8所述的方法，其中响应于MEMS装置的旋转执行在与第一可移动检测质量块平面内并正交移动第二可移动检测质量块。
12.MEMS装置，包括：
第一可移动检测质量块；和
覆盖所述第一可移动检测质量块的帽，其中所述帽包括覆盖大于所述第一可移动检测质量块的50％的塞子。
13.权利要求12所述的MEMS装置，还包括由所述帽覆盖的第二检测质量块，其中所述第一可移动检测质量块具有与所述第二可移动检测质量块的内部边界相邻的外部边界，并且其中所述塞子覆盖所述第一可移动检测质量块的外部边界和所述第二可移动检测质量块的内部边界。
14.权利要求13所述的MEMS装置，其中所述塞子不覆盖所述第二可移动检测质量块。
15.权利要求14所述的MEMS装置，还包括将所述第一和第二可移动检测质量块彼此连接的元件。
16.权利要求15所述的MEMS装置，其中所述第二可移动检测质量块与所述第一可移动检测质量块同心并在其外部。
17.权利要求12所述的MEMS装置，其中所述塞子的表面与所述第一可移动检测质量块相邻并基本平行，所述塞子的表面具有对应于所述第一可移动检测质量块的模式形状的75％至125％的表面积。
18.权利要求12所述的MEMS装置，其中所述塞子具有与所述第一可移动检测质量块相邻并基本平行的表面，该表面是不连续的。
19.权利要求13所述的MEMS装置，包括第三可移动检测质量块，其中所述塞子覆盖所述第三可移动检测质量块的50％以上。
20.权利要求19所述的装置，包括第四和第五可移动检测质量块，其中所述塞子覆盖所述第四和第五可移动检测质量块中每个的50％以上。
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