CN112730890A - 加速度传感器及电子设备 - Google Patents

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CN112730890A CN202011522818.1A CN202011522818A CN112730890A CN 112730890 A CN112730890 A CN 112730890A CN 202011522818 A CN202011522818 A CN 202011522818A CN 112730890 A CN112730890 A CN 112730890A
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庄瑞芬
李刚
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Abstract

本申请提供了一种加速度传感器及电子设备，该加速度传感器包括：衬底；质量块，其中，质量块包括第一区域和第二区域，第一区域的面积等于第二区域的面积，第一区域的质量和第一区域的质心到第一区域和第二区域之间的分界线的距离的乘积，与第二区域的质量和第二区域的质心到分界线的距离的乘积不等，质量块与衬底可动连接，质量块可围绕分界线扭转。本申请实施例提供的加速度传感器能够显著减小芯片面积，降低成本。

Description

加速度传感器及电子设备
技术领域
本申请涉及传感器领域，具体涉及一种加速度传感器及电子设备。
背景技术
微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)的加速度传感器因具有体积小、重量轻、成本低、易于集成和实现智能化等特点，而被广泛应用于驾驶、医疗等各个领域。现有的MEMS加速度传感器存在芯片面积大、制作成本高等问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种加速度传感器及电子设备，能够显著减小芯片面积，降低成本。
第一方面，本申请提供了一种加速度传感器，包括：衬底；质量块，其中，质量块包括第一区域和第二区域，第一区域的面积等于第二区域的面积，第一区域的质量和第一区域的质心到第一区域和第二区域之间的分界线的距离的乘积，与第二区域的质量和第二区域的质心到分界线的距离的乘积不等，质量块与衬底可动连接，质量块可围绕分界线扭转。
在某些实施例中，第一区域上设置有至少一个孔。
在某些实施例中，至少一个孔贯穿质量块。
在某些实施例中，至少一个孔中填充有第一材料，质量块由第二材料制成，第一材料的密度大于第二材料的密度。
在某些实施例中，第一材料包括金属材料。
在某些实施例中，第一区域的厚度等于第二区域的厚度。
在某些实施例中，该加速度传感器还包括：固定块，固定块设置在衬底上，其中，质量块上设置有弹簧梁，弹簧梁位于第一区域和第二区域之间，弹簧梁与固定块连接。
在某些实施例中，至少一个孔包括多个孔，多个孔的总面积小于或等于第一区域的面积的二分之一。
在某些实施例中，衬底上设置有第一固定电极和第二固定电极，第一区域与第一固定电极构成第一电容，第二区域与第二固定电极构成第二电容。
在某些实施例中，第一固定电极的面积等于第二固定电极的面积。
第二方面，本申请提供了一种加速度传感器，包括：衬底；质量块，其中，质量块包括第一区域和第二区域，第一区域的面积等于第二区域的面积，第一区域上设置有至少一个孔，质量块与衬底可动连接，质量块可围绕第一区域和第二区域之间的分界线扭转。
在某些实施例中，第二区域上设置有至少一个第二孔，至少一个第一孔和至少一个第二孔关于分界线呈不对称分布。
在某些实施例中，至少一个第一孔为通孔或半通孔。
在某些实施例中，至少一个第一孔中填充有金属材料。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括第一方面或第二方面所述的加速度传感器。
本申请实施例提供了一种加速度传感器及电子设备，通过设置面积相等、质心到分界线的距离与自身质量的乘积不等的第一区域和第二区域，从而可以利用第一区域和第二区域的扭转来检测Z方向上的加速度，这样可以避免现有技术中利用面积不等的两个区域的扭转来检测Z轴加速度，从而可以显著减小芯片面积(或质量块的面积)，进而可以显著降低成本，且实现加速度传感器的小型化。
附图说明
图1所示为本申请一实施例提供的加速度传感器的平面示意图。
图2所示为本申请一实施例提供的加速度传感器的断面示意图。
图3所示为本申请另一实施例提供的加速度传感器的断面示意图。
图4所示为本申请另一实施例提供的加速度传感器的平面示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
现有的加速度传感器一般存在芯片面积大且制作成本高的问题，尤其是Z轴加速度传感器。一般的Z轴加速度传感器中设置有梁，梁的两侧是材料相同但面积不等的两部分，这两部分的质心到梁的距离不等。利用其中一部分的偏心质量可以引起这两部分围绕梁扭转，基于这两部分的扭转可检测Z轴的加速度。这种加速度传感器通常芯片面积较大，而且由于位于梁两侧面积不等的两部分不对称，导致这两部分的边缘电荷分布不对称，这种不对称分布在一定的温度或应力作用下会导致零点漂移，使得器件可靠性较低。
图1所示为本申请一实施例提供的加速度传感器100的平面示意图，图2所示为本申请一实施例提供的加速度传感器100的断面示意图，具体地，图2是图1所示的加速度传感器在A-A’方向的断面示意图。结合图1和图2，该加速度传感器100包括：衬底110以及质量块120。
质量块120包括第一区域121和第二区域122，第一区域121的面积等于第二区域122的面积，第一区域121的质量和第一区域121的质心到第一区域121和第二区域122之间的分界线的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积不等，质量块120与衬底110可动连接，质量块120可围绕第一区域121和第二区域122之间的分界线扭转。这里第一区域121的面积等于第二区域122的面积，指的是，第一区域121的边框围成的面积等于第二区域122的边框围成的面积。
图1中示出了第一区域121和第二区域122之间的分界线(虚拟的线，图1中的虚线)，图2中示出了Z轴正方向(Z轴箭头所指方向)。
具体地，第一区域121和第二区域122可以关于分界线呈轴对称。这里说的轴对称指的是，在图1的示意图中，第一区域121的边框形状与第二区域122的边框形状对称，而不考虑第一区域121和第二区域122内是否设置有其他结构。当第一区域121的边框形状与第二区域122的边框形状关于分界线呈对称分布时，可以避免第一区域121和第二区域122的边缘出现电荷分布不对称的现象，提高器件的可靠性。
可选地，在其他实施例中，第一区域121和第二区域122面积相等但关于分界线呈不对称分布。
在一实施例中，质量块120可进一步包括一固定块，该固定块位于第一区域121和第二区域122之间。第一区域121和第二区域122分别与该固定块弹性连接以实现两者之间的相互扭转。
在一实施例中，第一区域121的质心到分界线的距离等于第二区域122的质心到分界线的距离。第一区域121的质量大于第二区域122的质量。例如，第一区域121的厚度大于第二区域122的厚度，这样第一区域121的体积大于第二区域122的体积，当第一区域121的密度与第二区域122的一致时，可以实现第一区域121的质量大于第二区域122的质量。或者，第一区域121的厚度等于第二区域122的厚度，且第一区域121的密度大于第二区域122的密度，如此实现第一区域121的质量大于第二区域122的质量。
类似地，第二区域122的质量可以大于第一区域121的质量。例如，第二区域122的厚度大于第一区域121的厚度，以实现第二区域122的质量大于第一区域121的质量。或者，第一区域121的厚度等于第二区域122的厚度，且第一区域121的密度小于第二区域122的密度，如此实现第二区域122的质量大于第一区域121的质量。
当Z(正/负)方向上有加速度时，第一区域121和第二区域122可围绕分界线扭转。例如，第一区域121向Z轴正方向扭转，第二区域122向Z轴负方向扭转，这样第一区域121与衬底110之间的距离增大，第二区域122与衬底110之间的距离减小。基于第一区域121和第二区域122与衬底110之间距离的变化可以检测Z方向上的加速度。
在一实施例中，第一区域121和第二区域122的面积相等且质量也相等。第一区域121的质心到分界线的距离大于第二区域122的质心到分界线的距离。这样，当Z轴上有加速度时，第一区域121和第二区域122可围绕分界线扭转。
具体地，第一区域121远离分界线的一侧的厚度可以大于其靠近分界线一侧的厚度，第二区域122靠近分界线的一侧的厚度大于其远离分界线一侧的厚度。通过在不同位置设置不同的厚度，可以实现第一区域121和第二区域122的质量相等，且实现第一区域121的质心到分界线的距离大于第二区域122到分界线的距离。
类似地，第一区域121的质心到分界线的距离可以小于第二区域122的质心到分界线的距离。
在一实施例中，第一区域121的质心到分界线的距离与第二区域122的质心到分界线的距离不等，且第一区域121的质量与第二区域122的质量也不等。第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积大于第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积，或者，第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积小于第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积。
本申请实施例中第一区域121与第二区域122的质量可以相等，也可以不等，第一区域121的质心到分界线的距离与第二区域122的质心到分界线的距离可以相等，也可以不等，只要第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积不等，使得第一区域121和第二区域122能够围绕分界线扭转即可。
在一实施例中，第一区域121和第二区域122可分别与衬底110之间形成第一电容和第二电容，基于第一电容和第二电容的电容值的变化可以检测Z方向上的加速度的大小和方向。
在一实施例中，加速度传感器100可以是Z轴加速度传感器，用于检测Z方向上的加速度，其也可以是二轴加速度传感器，用于检测Z和X(或Y)方向上的加速度，或者是三轴加速度传感器，用于检测X、Y和Z方向上的加速度。具体地，可以通过在质量块120上设置一些其他的梳齿电极等结构来实现二轴加速度传感器或三轴加速度传感器的制作。
本申请实施例提供了一种加速度传感器，通过设置面积相等、质心到分界线的距离与自身质量的乘积不等的第一区域和第二区域，从而可以利用第一区域和第二区域的扭转来检测Z方向上的加速度，这样可以避免现有技术中利用面积不等的两个区域的扭转来检测Z轴加速度，从而可以显著减小芯片面积(或质量块的面积)，进而可以显著降低成本，且实现加速度传感器的小型化。
根据本申请一实施例，第一区域121上设置有至少一个孔1211。
在一实施例中，第一区域121上设置有孔1211。孔1211可以是通孔，贯穿第一区域121，或者是盲孔(可称为半通孔)。如，沿第一区域121靠近衬底110的表面开设盲孔，或者沿第一区域121远离衬底110的表面开设盲孔。盲孔的深度可以根据需要进行设置。优选地，可以沿第一区域121远离衬底110的表面开设盲孔。开设盲孔需要控制刻蚀参数，不过盲孔不会改变第一区域121与衬底110之间的正对面积，可以提高加速度传感器100的检测结果可靠性；开设通孔对刻蚀参数的要求比较简单，可以简化工艺。
孔1211的个数可以是一个或多个。多个孔1211可以在第一区域121上规则排布或不规则排布。孔1211的形状可以是圆形、矩形、菱形或其他形状。
本申请实施例通过在第一区域121上设置孔1211，可以在第一区域121的面积与第二区域122的面积相等的情况下，使得第一区域121的质量小于第二区域122的质量，从而可以方便地实现第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积不等，因此可以简化Z轴加速度传感器的制作过程。
类似地，可以在第二区域122上设置孔。或者，在第一区域121和第二区域122上均设置孔，第一区域121与第二区域122上孔的个数、形状、尺寸以及分布可以根据实际需要进行设置，本申请实施例对此不作具体限制，只要第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积不等，使得第一区域121和第二区域122能够围绕分界线扭转即可。
进一步地，第一区域121的厚度等于第二区域122的厚度。
具体地，保持第一区域121的厚度与第二区域122的厚度相等，并通过在第一区域121和/或第二区域122上设置孔，来实现第一区域121的质量和其质心到分界线的距离的乘积与第二区域122的质量和其质心到分界线的距离的乘积不等，可以简化制备工艺。即，可以避免对质量块120的厚度做出调整，而仅需通过刻蚀掉第一区域121和/或第二区域122上的一部分，以实现第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积不等，从而可以在减小芯片面积的同时简化制备工艺。
例如，在第一区域121上设置孔，而在第二区域122上不设置孔。这样可以显著减小刻蚀过程的工作量，提高加速度传感器的加工效率。此外，第一区域121和第二区域122的面积相等且厚度相等，可以进一步缩小质量块120的体积，实现加速度传感器的小型化。
根据本申请一实施例，至少一个孔1211包括多个孔1211，多个孔1211的总面积小于或等于第一区域121的面积的二分之一。
具体地，孔1211的总面积可以大于或等于第一区域121面积(边框形状围成的面积)的四分之一，且小于或等于第一区域121面积的二分之一。当孔1211的总面积在上述范围内时，可以保证检测结果的稳定性和可靠性。
在一实施例中，每个孔1211的孔径可以是2-8微米，孔径在该范围内时，可以保证刻蚀效果的稳定性和可靠性，简化刻蚀工艺，同时提高加速度传感器的可靠性。因为孔径过小会增加刻蚀时间，难以快速实现具有一定深度的孔的刻蚀。此外，孔径过大可能导致第一区域121的质量与第二区域122的质量相差过大，进而导致第一区域121和第二区域122因两者之间的质量差发生一定程度的摇摆，从而降低最终检测结果的可靠性。
当然，孔1211的总面积以及每个孔1211的孔径大小可以根据实际情况进行设计，本申请实施例对此不作限制。
在一些实施例中，虽然第一区域121的质量小于第二区域122的质量，但是两者质量之差可以在质量块120的刚度范围内，即可以保持第一区域121与第二区域122的相对平衡，因为在重力加速度的影响下，质量不平衡带来的位移变化量是原始间距的千分之一左右，这个对于器件来说是非常微弱的位移，不会导致器件失衡。
根据本申请一实施例，该加速度传感器100还包括固定块130。固定块130设置在衬底110上，其中，质量块120上设置有弹簧梁123，弹簧梁123位于第一区域121和第二区域122之间，弹簧梁123与固定块130连接。
具体地，衬底110与质量块120之间的可动连接是通过固定块130和弹簧梁123的配合实现的。弹簧梁123沿图1中的分界线延伸，固定块130与弹簧梁123的中部连接。弹簧梁123可以发生弹性变形，因此当Z方向上有加速度时，第一区域121和第二区域122可以围绕弹簧梁123扭转。
在一实施例中，固定块130可以是质量块120之外的结构，与弹簧梁123通过胶水或螺钉等方式连接。或者，固定块130可以是与质量块120一体化成型的结构。
在其他实施例中，第一区域121和第二区域122之间的相互扭转，也可以通过其他合适的方式实现。本申请实施例对第一区域121和第二区域122之间的连接方式不做限制。
根据本申请一实施例，衬底110上设置有第一固定电极111和第二固定电极112，第一区域121与第一固定电极111构成第一电容，第二区域122与第二固定电极112构成第二电容。
具体地，当第一区域121向Z轴正方向扭转且第二区域122向Z轴负方向扭转时，第一区域121与第一固定电极111之间的距离变大，第一电容的电容值变小，电容值变化量可以记为△CZ1；第二区域122与第二固定电极112之间的距离变小，第二电容的电容值变大，电容值变化量可以记为△CZ2。△CZ1与△CZ2两者变化幅度相同方向相反，形成差分输出，基于△CZ1与△CZ2的差值获取Z方向上的加速度，可提高检测结果的准确度和可靠性。
在一实施例中，第一固定电极111的面积等于第二固定电极112的面积。
具体地，当第一固定电极111的面积与第二固定电极112的面积相差过大时，第一区域121和第一固定电极之间111之间产生的静电力与第二区域122和第二固定电极112之间产生的静电力也会相差过大，这样便会导致第一区域121靠近第一固定电极111，而第二区域122远离第二固定电极112，或者，第二区域122靠近第二固定电极112，而第一区域121远离第一固定电极111。如此，加速度传感器的检测结果会受到很大影响，可靠性较低。
本申请实施例通过设置面积相等的第一固定电极111和第二固定电极112，可以避免第一区域121和第一固定电极111之间产生的静电力与第二区域122和第二固定电极112之间产生的静电力不等，进而避免出现第一区域121或第二区域122黏附在对应的固定电极上的情况，因此可以提高加速度传感器的可靠性。
在一实施例中，固定块130与衬底110之间可以直接连接，或者固定块130与衬底110上的引线层113连接，如图2所示。第一固定电极111、第二固定电极112和引线层113可位于同一层。固定块130与引线层113连接，可以方便加速度传感器中线路的布置。例如，该引线层113可以延伸至衬底110一端，用于与其他元器件或设备电连接。
根据本申请一实施例，至少一个孔1211中填充有第一材料，质量块120由第二材料制成，第一材料的密度大于第二材料的密度。
具体地，如图3所示，孔1211中填充的第一材料形成结构140。质量块120的材料(第二材料)可以是硅材料，该硅材料可以是硅，或硅掺杂磷、硼、砷等材料所构成的材料。
在一实施例中，孔1211可以是盲孔或通孔，且孔1211中可以填充有第一材料。优选地，孔1211是盲孔，这样可以方便在孔1211中填充第一材料。当孔1211是通孔时，可以通过在第一区域121的一侧添加基板遮挡孔1211，当在孔1211中填充第一材料以后，可以去除该基板。
第一材料的密度大于第二材料。填充有第一材料的第一区域121的质量大于第二区域122的质量。
本申请实施例通过在第一区域121设置孔，并在孔中填充密度大于质量块120本身密度的材料，可以实现第一区域121和第二区域122的质量不等，进而可以实现第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积不等。当第一区域121和第二区域122的面积相等时，通过在第一区域121上设置孔1211，可以实现第一区域121的质量小于第二区域122的质量，且通过在孔中填充密度大于质量块120本身密度的材料，可以实现第一区域121的质量大于第二区域122的质量。因此本申请实施例通过设置孔，并在孔中填充密度大于质量块本身密度的材料，可以实现对第一区域和第二区域各自的质量以及两者之间的质量关系的灵活选择，提高工艺的多样化。
根据本申请一实施例，第一材料包括金属材料。
金属材料可以是铜、钛、钨或其他金属及其合金。本申请实施例选择金属材料是因为一般的金属材料的密度比较大，容易获取。当然，第一材料也可以是其他非金属材料，只要第一材料的密度大于质量块120本身的密度即可。
类似地，在其他实施例中，可以在第二区域122上设置孔，并在该孔中填充密度大于质量块120本身密度的材料。或者，在第一区域121和第二区域122上均设置孔，两个区域上的孔的尺寸，孔的设置位置，孔中是否填充材料，孔中填充的材料的密度大小等，可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限制，只要第一区域121的质量和第一区域121的质心到分界线的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到分界线的距离的乘积不等，使得第一区域121和第二区域122能够围绕分界线扭转即可。
以下结合图1和图2，对本申请一实施例提供的加速度传感器100进行整体上的描述，具体细节部分可参考上面的描述，此处不再赘述。
如图1和图2所示，加速度传感器100包括衬底110、质量块120和固定块130。
固定块130设置在衬底110上。质量块120包括第一区域121、第二区域122以及弹簧梁123。弹簧梁123位于第一区域121和第二区域122之间，弹簧梁123与固定块130连接。第一区域121的面积等于第二区域122的面积。第一区域121与第二区域122关于弹簧梁123呈对称分布，即第一区域121的边框形状与第二区域122的边框形状对称。第一区域121上设置有多个孔1211，多个孔1211在第一区域121上可均匀排布，这样使得第一区域121的质心到弹簧梁123的距离等于第二区域122的质心到弹簧梁123的距离。此时由于第一区域121的质量小于第二区域122的质量，因此第一区域121的质量和第一区域121的质心到弹簧梁123(或分界线)的距离的乘积，与第二区域122的质量和第二区域122的质心到弹簧梁123(或分界线)的距离的乘积不等。这样，当Z轴上有加速度时，第一区域121和第二区域122可围绕弹簧梁123扭转。
孔1211的尺寸可以是2-8微米。多个孔1211的总面积可以大于或等于第一区域121面积的四分之一，且小于或等于第一区域121面积的二分之一。当孔1211的总面积在上述范围内时，可以保证检测结果的稳定性和可靠性。当孔1211的孔径为2-8微米时，可以保证刻蚀效果的稳定性和可靠性，简化刻蚀工艺，同时提高加速度传感器的可靠性。
衬底110上设置有第一固定电极111和第二固定电极112，第一区域121与第一固定电极111构成第一电容，第二区域122与第二固定电极112构成第二电容。
进一步地，如图3所示，孔1211中可以填充有密度大于质量块120本身密度的材料，这样可以使得第一区域121的质量大于第二区域122的质量。此时由于第一区域121的质心到弹簧梁123的距离等于第二区域122的质心到弹簧梁123的距离，因此当Z轴上有加速度时，第一区域121和第二区域122仍可围绕弹簧梁123扭转。
图4所示为本申请另一实施例提供的加速度传感器200的平面示意图，加速度传感器200的结构与加速度传感器100的结构类似，相同之处不做赘述，此处着重描述不同之处。如图4所示，加速度传感器200包括衬底210、质量块220和固定块230。
固定块230设置在衬底210上。质量块220包括第一区域221、第二区域222以及弹簧梁223。弹簧梁223位于第一区域221和第二区域222之间，弹簧梁223与固定块230连接。第一区域221的面积等于第二区域222的面积。第一区域221与第二区域222关于弹簧梁223呈对称分布，即第一区域221的边框形状与第二区域222的边框形状对称。第一区域221上设置有多个孔2211，多个孔2211在第一区域221远离弹簧梁223的一侧排布。第二区域222上设置有多个孔2221，多个孔2221在第二区域222靠近弹簧梁223的一侧排布。孔2211的数量和尺寸可以与孔2221的相同，这样使得第一区域221的质量等于第二区域222的质量。此时，由于多个孔2211远离弹簧梁223，多个孔2221靠近弹簧梁223，因此，第一区域221的质心靠近弹簧梁223，第二区域222的质心远离弹簧梁223。即第一区域221的质心到弹簧梁223的距离小于第二区域222的质心到弹簧梁223的距离。如此，第一区域221的质量和第一区域221的质心到弹簧梁223(或分界线)的距离的乘积，与第二区域222的质量和第二区域222的质心到弹簧梁223(或分界线)的距离的乘积不等。这样，当Z轴上有加速度时，第一区域221和第二区域222可围绕弹簧梁223扭转。
进一步地，孔2211和孔2221中可以填充有密度大于质量块220本身密度的材料，这样可以使得第一区域221的质心到弹簧梁223的距离大于第二区域222的质心到弹簧梁223的距离。此时由于第一区域221的质量等于第二区域222的质量，因此当Z轴上有加速度时，第一区域221和第二区域222仍可围绕弹簧梁223扭转。
本申请实施例还提供一种加速度传感器，可参见图1至图4，该加速度传感器包括：衬底110，210和质量块120，220。
质量块120，220包括第一区域121，221和第二区域122，222，第一区域121，221的面积等于第二区域122，222的面积，第一区域121，221上设置有至少一个第一孔1211，2211，质量块120，220与衬底110，210可动连接，质量块120，220可围绕第一区域121，221和第二区域122，222之间的分界线(图1中的虚线)扭转。
在一实施例中，第一区域121，221上设置有第一孔1211，2211，第一区域121，221和第二区域122，222的面积相等且质量不等，这样可以在实现第一区域121，221和第二区域122，222围绕分界线扭转的同时，减小芯片面积，降低成本。
在其他实施例中，可以在第二区域122，222上设置孔，或者在第一区域121，221和第二区域122，222均设置孔。第一区域121，221和/或第二区域122，222上孔的位置和尺寸可以根据实际需要进行设计，只要可实现第一区域121，221和第二区域122，222围绕分界线扭转即可。
本申请实施例提供了一种加速度传感器，通过设置面积相等的第一区域和第二区域，并在第一区域上设置孔，可以实现第一区域的质量和第一区域的质心到分界线的距离的乘积，与第二区域的质量和第二区域的质心到分界线的距离的乘积不等，从而可以利用第一区域和第二区域的扭转来检测Z方向上的加速度，这样可以避免现有技术中利用面积不等的两个区域的扭转来检测Z轴加速度，从而可以显著减小芯片面积(或质量块的面积)，进而可以显著降低成本，且实现加速度传感器的小型化。
根据本申请一实施例，至少一个第一孔1211，2211贯穿质量块120，220。
根据本申请一实施例，至少一个第一孔1211，2211中填充有第一材料，质量块120，220由第二材料制成，第一材料的密度大于第二材料的密度。
根据本申请一实施例，第一材料包括金属材料。
根据本申请一实施例，第一区域121，221的厚度等于第二区域122，222的厚度。
根据本申请一实施例，如图1至图4所示，该加速度传感器还包括：固定块130，230，固定块130，230设置在衬底110，210上，其中，质量块120，220上设置有弹簧梁123，223，弹簧梁123，223位于第一区域121，221和第二区域122，222之间，弹簧梁123，223与固定块130，230连接。
根据本申请一实施例，至少一个第一孔1211，2211包括多个孔1211，2211，多个孔1211，2211的总面积小于或等于第一区域121，221的面积的二分之一。
根据本申请一实施例，如图2所示，衬底110上设置有第一固定电极111和第二固定电极112，第一区域121与第一固定电极111构成第一电容，第二区域122与第二固定电极112构成第二电容。
根据本申请一实施例，第一固定电极111的面积等于第二固定电极112的面积。
根据本申请一实施例，如图4所示，第二区域222上设置有至少一个第二孔2221，至少一个第一孔2211和至少一个第二孔2221关于分界线呈不对称分布。
根据本申请一实施例，至少一个第一孔1211，2211为通孔或半通孔。
根据本申请一实施例，至少一个第一孔1211，2211中填充有金属材料。
本实施例中加速度传感器的具体结构和功能可参见上述加速度传感器100和200部分的描述，为避免重复，此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述任一实施例所述的加速度传感器。该电子设备可用于检测Z方向上的加速度。
本申请实施例提供了一种电子设备，通过设置面积相等、质心到分界线的距离与自身质量的乘积不等的第一区域和第二区域，从而可以利用第一区域和第二区域的扭转来检测Z方向上的加速度，这样可以避免现有技术中利用面积不等的两个区域的扭转来检测Z轴加速度，从而可以显著减小芯片面积(或质量块的面积)，进而可以显著降低成本，且实现加速度传感器的小型化。
进一步地，该电子设备可进一步用于检测X和/或Y方向上的加速度。
上述所有可选技术方案，可采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种加速度传感器，其特征在于，包括：
衬底；
质量块，其中，所述质量块包括第一区域和第二区域，所述第一区域的面积等于所述第二区域的面积，所述第一区域的质量和所述第一区域的质心到所述第一区域和所述第二区域之间的分界线的距离的乘积，与所述第二区域的质量和所述第二区域的质心到所述分界线的距离的乘积不等，所述质量块与所述衬底可动连接，所述质量块可围绕所述分界线扭转。
2.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，所述第一区域上设置有至少一个孔。
3.根据权利要求2所述的加速度传感器，其特征在于，所述至少一个孔贯穿所述质量块。
4.根据权利要求2所述的加速度传感器，其特征在于，所述至少一个孔中填充有第一材料，所述质量块由第二材料制成，所述第一材料的密度大于所述第二材料的密度。
5.根据权利要求4所述的加速度传感器，其特征在于，所述第一材料包括金属材料。
6.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，所述第一区域的厚度等于所述第二区域的厚度。
7.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，还包括：
固定块，所述固定块设置在所述衬底上，其中，
所述质量块上设置有弹簧梁，所述弹簧梁位于所述第一区域和所述第二区域之间，所述弹簧梁与所述固定块连接。
8.根据权利要求2所述的加速度传感器，其特征在于，所述至少一个孔包括多个孔，所述多个孔的总面积小于或等于所述第一区域的面积的二分之一。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的加速度传感器，其特征在于，所述衬底上设置有第一固定电极和第二固定电极，所述第一区域与所述第一固定电极构成第一电容，所述第二区域与所述第二固定电极构成第二电容，所述第一固定电极的面积等于所述第二固定电极的面积。
10.一种加速度传感器，其特征在于，包括：
衬底；
质量块，其中，所述质量块包括第一区域和第二区域，所述第一区域的面积等于所述第二区域的面积，所述第一区域上设置有至少一个第一孔，所述质量块与所述衬底可动连接，所述质量块可围绕所述第一区域和所述第二区域之间的分界线扭转。
11.根据权利要求10所述的加速度传感器，其特征在于，所述第二区域上设置有至少一个第二孔，所述至少一个第一孔和所述至少一个第二孔关于所述分界线呈不对称分布。
12.根据权利要求10所述的加速度传感器，其特征在于，所述至少一个第一孔为通孔或半通孔。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的加速度传感器，其特征在于，所述至少一个第一孔中填充有金属材料。
14.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至13中任一项所述的加速度传感器。
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