FI119299B - Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi ja kapasitiivinen kiihtyvyysanturi - Google Patents

Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi ja kapasitiivinen kiihtyvyysanturi Download PDF

Info

Publication number
FI119299B
FI119299B FI20055323A FI20055323A FI119299B FI 119299 B FI119299 B FI 119299B FI 20055323 A FI20055323 A FI 20055323A FI 20055323 A FI20055323 A FI 20055323A FI 119299 B FI119299 B FI 119299B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
mass
acceleration sensor
details
pulp
capacitive
Prior art date
Application number
FI20055323A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20055323A0 (fi
FI20055323A (fi
Inventor
Heikki Kuisma
Original Assignee
Vti Technologies Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vti Technologies Oy filed Critical Vti Technologies Oy
Publication of FI20055323A0 publication Critical patent/FI20055323A0/fi
Priority to FI20055323A priority Critical patent/FI119299B/fi
Priority to CN201310532722.7A priority patent/CN103823082B/zh
Priority to CNA2006800218147A priority patent/CN101198874A/zh
Priority to JP2008516359A priority patent/JP5215847B2/ja
Priority to PCT/FI2006/050257 priority patent/WO2006134232A1/en
Priority to EP06764496.3A priority patent/EP1891450B1/en
Priority to CA002610185A priority patent/CA2610185A1/en
Priority to KR1020087001218A priority patent/KR101286028B1/ko
Priority to US11/453,912 priority patent/US7426863B2/en
Publication of FI20055323A publication Critical patent/FI20055323A/fi
Priority to IL187938A priority patent/IL187938A0/en
Priority to NO20080334A priority patent/NO20080334L/no
Application granted granted Critical
Publication of FI119299B publication Critical patent/FI119299B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0831—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type having the pivot axis between the longitudinal ends of the mass, e.g. see-saw configuration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49007—Indicating transducer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

1 119299
MENETELMÄ KAPASITIIVISEN KIIHTYVYYSANTURIN VALMISTAMISEKSI JA KAPASITIIVINEN KIIHTYVYYSANTURI
5 Keksinnön ala
Keksintö liittyy kiihtyvyyden mittauksessa käytettäviin mittalaitteisiin, ja tarkemmin sanottuna kapasitiivisiin kiihtyvyysantureihin. Keksinnön avulla pyritään tarjoamaan 10 parannettu menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi sekä kapasitiivinen kiihtyvyysanturi, joka soveltuu käytettäväksi pienikokoisissa kapasitiivisissa kiihtyvyysanturiratkaisuissa, ja joka erityisesti soveltuu käytettäväksi pienikokoisissa ja erittäin ohuissa usean 15 akselin suhteen mittaavissa kapasitiivisissa kiihtyvyysanturiratkaisuissa *
Keksinnön taustaa 20 Kapasitiiviseen kiihtyvyysanturiin perustuva mittaus on ... osoittautunut periaatteeltaan yksinkertaiseksi ja luotet- · *. *. tavaksi tavaksi kiihtyvyyden mittauksessa. Kapasitanssi- • · · • ·· ,1 .* mittaus perustuu anturin elektrodiparin kahden pinnan J · · * ;* väliseen raon muutokseen. Pintojen välinen kapasitanssi * ft j··* 25 eli sähkövarauksen säilytyskapasiteetti riippuu pintojen « · · ; pinta-alasta sekä pintojen välisestä etäisyydestä. Kapasi- · *···* tanssimittausta voidaan käyttää jo varsin alhaisilla kiih tyvyyden mittausalueilla.
• · * · · * · · • · • · · 30 Pienikokoiset kapasitiiviset kiihtyvyysanturirakenteet perustuvat yleisesti piille valmistettuihin mikromekaani- .*·*. siin rakenteisiin. Mikromekaaniset rakenteet ovat tyypil- ··· lisesti yli 100 pm:n paksuisia rakenteita, jotka on muo- • · · *. *. dostettu etsaamalla kiekkomateriaalia. Mikromekaanisten • · · ’* 35 kapasitiivisten kiihtyvyysantureiden etuihin kuuluu raken teiden pinta-alaan nähden suuri massa, mikä mahdollistaa 2 1 1 9299 erittäin hyvän suorituskyvyn omaavien kapasitiivisten kiihtyvyysantureiden valmistamisen.
Ammatti- ja kulutuselektroniikan valmistuksessa nykyään 5 käytössä olevat tunnetun tekniikan mukaiset liitos- ja pakkausmenetelmät sekä kulutuselektroniikan miniatyyri-sointi ovat johtaneet tiukkoihin vaatimuksiin mikromekaanisten komponenttien, kuten kapasitiivisten kiihtyvyysantureiden koon, ja etenkin anturikomponenttien korkeuden 10 suhteen.
Nykyisin tunnetaan joitakin tunnetun tekniikan mukaisia usean akselin suhteen mittaavia kapasitiivisia kiihtyvyys-anturiratkaisuja. Tällaisia ratkaisuja on kuvattu esimer-15 kiksi Saksalaisen patentin kuulutusjulkaisussa DE 10225714 ja US-patenttijulkaisussa US 6,829,937. Julkaisuissa kuvatut kiihtyvyyden mittausperiaatteet perustuvat massan epäsymmetriseen ripustukseen vääntöjousella siten, että jou-siakselin massan painopisteen kautta kulkeva normaali muo-20 dostaa kondensaattorilevyjen kanssa oleellisesti 45° kul-·· · man ·
* I I
• · t · • · • · · • ·· .* Tunnettua tekniikkaa selostetaan seuraavassa viitaten esi- • · · ; * merkinomaisesti oheisiin kuviin, joista: * « **·/ 25 kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaista kapasitiivista • · · ·" · kiihtyvyysanturiratkaisua poikkileikkaus- ja • · *···’ projektiokuvana, kuva 2 esittää tunnetun tekniikan mukaisten kapasitii- • m • * · *.*.* visten kiihtyvyysanturielementtien sijoittelurat- ·»· *...· 30 kaisua kolmen akselin suhteen tapahtuvaa kiihty- vyyden mittausta varten, kuva 3 esittää tunnetun tekniikan mukaista toista kapa- ··* sitiivista kiihtyvyysanturiratkaisua poikkileik- • * · • * *. *. kaus- ja projektiokuvana, ja • · · • ·· * * 35 kuva 4 esittää tunnetun tekniikan mukaisen toisen kapa- sitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun muodonmuu- 119299 3 toksen vaikutusta mittauselektrodin ja massan väliseen etäisyyteen.
Kuvassa 1 on esitetty tunnetun tekniikan mukainen kapasi-5 tiivinen kiihtyvyysanturiratkaisu poikkileikkaus- ja pro-jektiokuvana. Tunnetun tekniikan mukaisessa kapasitiivi-sessa kiihtyvyysanturiratkaisussa liikkuvan elektrodin massaa 1 tukevat vääntöjouset 4 on sijoitettu epäkeskises-ti massan 1 pituussuunnassa ja massan 1 toiseen reunaan 10 paksuussuunnassa. Mittauselektrodit 2, 3 on sijoitettu massan alle, symmetrisesti jousiakselin suhteen. Projek-tiokuvassa massan 1 mittauselektrodien 2, 3 kohdalle osuvat alueet 5, 6 on kuvattu katkoviivalla.
15 Kuvassa 2 on esitetty tunnetun tekniikan mukaisten kapasi- tiivisten kiihtyvyysanturielementtien sijoitteluratkaisu kolmen akselin suhteen tapahtuvaa kiihtyvyyden mittausta varten. Tunnetun tekniikan mukaisessa sijoitteluratkaisussa kiihtyvyysanturielementit 7, 8 ja 9 on sijoiteltu kolmen 20 akselin suhteen tapahtuvaa kiihtyvyyden mittausta varten.
··,·. Kuvatulla sijoitteluratkaisulla voidaan toteuttaa usean • · [t1. akselin kiihtyvyysanturi, jonka mittaussuunnat virittävät • · · .! .1 koko avaruuden.
• · · * ♦ « · • · • · 1 • · 1 *'1.· 25 Kuvissa 1 ja 2 kuvatun tunnetun tekniikan mukaisen kapasi- * 1 1 tiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun etuna on elektrodien • · *··** sijainti samassa tasossa ja rakenteen muodonmuutosten sie to. Rakenteen muodonmuutokset ovat lähes väistämättömiä, • 1 * · · *·1·1 kun anturi liitetään mekaanisesti ja sähköisesti sekä suo- Φ · · • · *...1 30 jataan ympäristön kemiallisilta vaikutuksilta. Nämä muo- ·1·,. donmuutokset johtuvat materiaalien lämpölaajenemiseroista.
;**; Edellä kuvattu tunnetun tekniikan mukaisen kapasitiivisen «·· kiihtyvyysanturiratkaisu sietää erittäin hyvin rakenteen • « muodonmuutoksia ilman, että syntyy mittausepätarkkuutta • · « • · 1 35 nollapisteen siirtymästä.
4 119299
Kuvissa 1 ja 2 kuvatun tunnetun tekniikan mukaisen kapasi-tiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun etuna on myös se, että kiihtyvyysanturiratkaisun pysty- ja vaakasuuntaisten herkkyyksien säätö on helppoa muuttamalla jousilinjan paino-5 pisteen kautta kulkevan normaalin kulmaa. Jos kulma on suurempi kuin 45°, saadaan pystysuuntainen herkkyys pienemmäksi kuin vaakasuuntainen, mikä on hyödyllistä monessa käytännön sovelluksessa.
10 Kuvissa 1 ja 2 kuvatun tunnetun tekniikan mukaisen kapasi-tiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun haittana on tehoton tilankäyttö kun osa massan pinnasta jää peittämättä elektrodeilla.
15 Kuvassa 3 on esitetty tunnetun tekniikan mukainen toinen kapasitiivinen kiihtyvyysanturiratkaisu poikkileikkaus- ja projektiokuvana. Tunnetun tekniikan mukaisessa toisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysanturiratkaisussa liikkuvan elektrodin massaa 10 tukevat vääntöjouset 13 on sijoitettu 20 massan 10 kulmiin. Mittauselektrodit 11, 12 on sijoitettu .., kahteen eri tasoon massan 10 molemmille puolille. Projek- • · *, \ tiokuvassa massan 10 mittauselektrodien 11, 12 kohdalle • i « ,1 .* osuva alue 14 on kuvattu katkoviivalla.
• · · » · * « • * » · * j··* 25 Myös kuvan 3 ratkaisussa mittaussuunta on käännetty 45° • · · '·* * mittauselektrodien 11, 12 tasosta. Epäsymmetria on saatu • · *···’ aikaan sijoittamalla vääntöjouset 13 massan 10 kulmiin.
Kuvassa 3 kuvatun tunnetun tekniikan mukaisen toisen kapa- · V.* sitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun etuna on erittäin ··· 30 tehokas pinta-alan käyttö.
• · • ·♦ .***. Kuvassa 3 kuvatun tunnetun tekniikan mukaisen toisen kapa- ··· sitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun haittana on mittaus- • · · *. *. elektrodien 11, 12 sijainti kahdessa kaukana toisistaan • · · * * 35 sijaitsevassa tasossa. Kahdessa eri tasossa olevat mit tauselektrodit 11, 12 vaativat koko rakenteelta hyvin suurta jäykkyyttä.
5 119299
Kuvassa 4 on esitetty tunnetun tekniikan mukaisen toisen kapasitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun muodonmuutoksen vaikutus mittauselektrodin ja massan väliseen etäisyyteen.
5 Tunnetun tekniikan mukaisessa toisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysanturiratkaisussa liikkuvan elektrodin massaa 15 tukevat vääntöjouset 18 on sijoitettu massan 15 kulmiin. Mittauselektrodit 16, 17 on sijoitettu kahteen eri tasoon massan 15 molemmille puolille.
10
Kuvassa 4 esitetyn tunnetun tekniikan mukaisen toisen kapasitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun haittana on kiih-tyvyysanturirakenteen taipumisen tai muun muodonmuutoksen aiheuttama epäsuhta mittauselektrodien 16, 17 ja massan 15 15 väliseen etäisyyteen. Rakenteen muodonmuutokset ovat lähes väistämättömiä, kun anturi liitetään mekaanisesti ja sähköisesti sekä suojataan ympäristön kemiallisilta vaikutuksilta. Nämä muodonmuutokset johtuvat materiaalien lampolaa j enemiseroista.
20 .. . Kuvasta 4 käy ilmi kuinka tunnetun tekniikan mukaisen toi- • · · • · *. *. sen kapasitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun massan 15 eri • » · • ·· .* puolilla sijaitsevien mittauselektrodien 16, 17 etäisyydet • ' · * l massasta 15 muuttuvat keskenään eri tavalla kun anturi • * · *··/ 25 taipuu. Tästä seuraa, että anturin kahden kapasitanssin • · · *·· · erotus muuttuu eli anturiin syntyy nollapisteen siirtymäs- • · *···* tä johtuvaa mittausvirhettä. Tunnetun tekniikan mukaisen toisen kapasitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun tilannetta • · \V mutkistaa edelleen se, että massan eri puolilla olevat ··· 30 mittauselektrodit 16, 17 voivat taipua toisistaan riippu-mattomasti, jos kuormittavat voimat ja momentit ovat epä-symmetrisiä.
* · 9 m • · t • · f • « *, *. Tunnetun tekniikan mukaisissa kiihtyvyysanturirakenteissa • ♦ · * * · * * 35 ongelmana on valmiin antunkomponentin liian suuri kor keus. Nykyisin kiihtyvyysantureille asetetaan vaatimuksia myös pienen pinta-alan ja hyvän suorituskyvyn suhteen.
119299 6
Pienen korkeuden etuna on hyvä asennettavuus moderneihin elektroniikkatuotteisiin. Vastaavasti pienen pinta-alan etuna on alhaiset valmistuskustannukset kiekkoprosessissa. Edelleen hyvän suorituskyky tarkoittaa usein alhaista 5 kohinaa mittauksessa sekä laitteen stabiilisuutta mittauksessa. Suorituskyky vaatii usein rakenteiden jäykkyyttä.
Kuvassa 1 kuvatulla tunnetun tekniikan mukainen kapasitii-vinen kiihtyvyysanturirakenne tuhlaa pinta-alaa käytettyyn 10 kondensaattorien pinta-alaan nähden. Sen sijaan esitetty rakenne sietää mekaanista deformaatiota ja voidaan siten suunnitella tukirakenteiltaan paljon kuvan 1 mukaista rakennetta ohuemmaksi.
15 Kuvassa 3 kuvatulla tunnetun tekniikan mukaisella toisella kapasitiivisella kiihtyvyysanturiratkaisulla saavutetaan optimaalinen kompromissi valmistuskustannusten vaatiman pienen pinta-alan ja suorituskyvyn vaatiman suuren kondensaattorin pinta-alan suhteen. Esitetty ratkaisu on kuiten-20 kin erityisen huono kun etsitään kompromissia paksuuden ja ... rakenteiden jäykkyyden välillä. Kahdessa eri tasossa ole- • *. vat kondensaattorilevyt vaativat koko rakenteelta hyvin • · · • · · .* ,* suurta jäykkyyttä.
* · · • · • · • · * « · **· * 25 Ammatti- ja kulutuselektroniikan valmistuksessa onkin sei- • · ** * · · ···! keästi kasvava tarve aiempia ratkaisuja matalammille kapa- • · *···* sitiivisille kiihtyvyysantureille, jotka soveltuvat käy tettäväksi kiihtyvyyden luotettavaan mittaukseen erityi- • » • 9 · *.·.* sesti pienikokoisissa usean akselin suhteen mittaavissa
M
·...* 30 kapasitiivisissa kiihtyvyysanturiratkaisuissa.
·· • · • · .***. Keksinnön yhteenveto
»M
* ·« · < « f • · *, Keksinnön päämääränä on parannettu menetelmä kapasitiivisen • e · • · * * 35 kiihtyvyysanturin valmistamiseksi sekä parannettu kapasi- tiivinen kiihtyvyysanturi. Tämän keksinnön avulla säästetään piirilevyjen komponenttikorkeudessa, ja se soveltuu 119299 7 käytettäväksi erityisesti pienikokoisissa usean akselin suhteen mittaavissa kapasitiivisissa kiihtyvyysanturirat-kaisuissa.
5 Keksinnön ensimmäisen piirteen mukaan tarjotaan menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi kiekkoele-mentistä, jossa menetelmässä keskimmäiselle kiekolle valmistetaan liikkuvan elektrodin muodostavan inertiamassa, joka on ripustettu massan pituussuunnassa symmetrisesti ja 10 massan paksuussuunnassa epäsymmetrisesti vääntöjousilla; sekä toiselle kiekolle valmistetaan mittauselektrodit, jotka on sijoitettu massan ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien ja massan suhteen siten, että kiihtyvyysanturin massaan, toiselle, ensimmäiseen sivuun 15 nähden vastakkaiselle, sivulle mittauselektrodien kohdalle valmistetaan epäsymmetrisesti sijaitsevat kevennykset, jotka kevennykset eivät ulotu massan läpi.
Edullisesti, kevennyksistä poistetaan massaa työstömene-20 telmällä. Vaihtoehtoisesti, kevennyksistä poistetaan mas-saa syövytysmenetelmällä.
• · « · • · * » · • ·· .* Edullisesti, liikkuva elektrodi valmistetaan käyttäen • I i • * | * hyväksi SOI-kiekkoa. Edelleen edullisesti, SOI-kiekko sul- « * * • · · J·*/ 25 jetaan kahdella sulkevalla kiekolla. Edelleen edullisesti, • · · *·· · mittauselektrodit sijoitetaan ensimmäiselle sulkevalle #·· % m "··** kiekolle massan ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien ja massan suhteen. Edelleen edullisesti, • · *.*.* mittauselektrodit kantava sulkeva kiekko valmistetaan pii- • * · 30 lasi-eristysteknologialla. Edelleen edullisesti, ensimmäi- nen sulkeva kiekko hiotaan liittämisen jälkeen erittäin ·***: ohueksi.
* »· · I I · • · *. Edullisesti, toinen sulkeva kiekko valmistetaan lasista.
• · · • ·· * * 35 Edelleen edullisesti, toinen sulkeva kiekko hiotaan hyvin ohueksi.
119299 8
Keksinnön toisen piirteen mukaan tarjotaan kapasitiivinen kiihtyvyysanturi, joka käsittää liikkuvan elektrodin muodostavan inertiamassan, joka on ripustettu massan pituussuunnassa symmetrisesti ja massan paksuussuunnassa epäsym-5 metrisesti vääntöjousilla, sekä mittauselektrodit, jotka on sijoitettu massan ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien ja massan suhteen siten, että kiihtyvyysanturi edelleen käsittää lisäksi massaan, toiselle, ensimmäiseen sivuun nähden vastakkaiselle, sivulle mit-10 tauselektrodien kohdalle valmistetut epäsymmetrisesti sijaitsevat kevennykset, jotka kevennykset eivät ulotu massan läpi.
Edullisesti, kevennyksiä on yksi. Vaihtoehtoisesti, keven-15 nyksiä on useita. Edullisesti, kevennyksien muoto vaihte-lee.
Edullisesti, kiihtyvyysanturi käsittää kolme kiihtyvyysan- turielementtiä siten, että kaksi massoista on sijoitettu 20 rinnakkain ja ovat toistensa peilikuvia jousiakselin suh- JV. teen ja kolmas massa on käännetty näistä 90 astetta.
• * · • · • · · ··,·! Edullisesti, yksi massoista on toteutettu ilman kevennyk- * * l *. siä. Edelleen edullisesti, kolmas massa on toteutettu • · · • * · "V 25 ilman kevennyksiä. Vaihtoehtoisesti, kaksi massoista on • · · • « t **;,* toteutettu ilman kevennyksiä.
• · • « ···
Piirustusten lyhyt selitys • s · • » # • · ··· • · *···’ 30 Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia toteutustapoja selostetaan yksityiskohtaisesti viitaten esimerkinomaises-ti oheisiin kuviin, joista: • · · ·/· kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaista kapasitiivista • · kiihtyvyysanturiratkaisua poikkileikkaus- ja • · · * 35 projektiokuvana, kuva 2 esittää tunnetun tekniikan mukaisten kapasitii-visten kiihtyvyysanturielementtien sijoittelurat- 119299 9 kaisua kolmen akselin suhteen tapahtuvaa kiihtyvyyden mittausta varten, kuva 3 esittää tunnetun tekniikan mukaista toista kapa-sitiivista kiihtyvyysanturiratkaisua poikkileik-5 kaus- ja projektiokuvana, ja kuva 4 esittää tunnetun tekniikan mukaisen toisen kapa-sitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun muodonmuutoksen vaikutusta mittauselektrodin ja massan väliseen etäisyyteen, 10 kuva 5 esittää keksinnön mukaista kapasitiivista kiihtyvyysanturiratkaisua poikkileikkaus- ja projektio-kuvana, kuva 6 esittää keksinnön mukaisen kapasitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun muodonmuutoksen vaikutusta 15 mittauselektrodin ja massan väliseen etäisyyteen, kuva 7 esittää keksinnön mukaista vaihtoehtoista kapasitiivista kiihtyvyysanturiratkaisua poikkileik-kauskuvana, kuva 8 esittää keksinnön mukaisten vaihtoehtoisten kapa- 20 sitiivisten kiihtyvyysanturielementtien sijoitte- ·«,·. luratkaisua kolmen akselin suhteen tapahtuvaa • · e e · kiihtyvyyden mittausta varten, ja • ·· kuva 9 esittää keksinnön mukaisten vaihtoehtoisten kapa- • * I I sitiivisten kiihtyvyysanturielementtien vaihtoeh-
i S S
**V 25 toista sijoitteluratkaisua kolmen akselin suhteen • · · Φ · · tapahtuvaa kiihtyvyyden mittausta varten.
* · • · ···
Kuvat 1-4 on esitetty edellä. Seuraavassa keksintöä ja sen • · · *·*·* edullisia toteutustapoja selostetaan viitaten kuviin 5-9.
• •e \..s 30 v
Keksinnön yksityiskohtainen selitys a·· • · • · • e·
Kuvassa 5 on esitetty keksinnön mukainen kapasitiivinen e · kiihtyvyysanturiratkaisu poikkileikkaus- ja projektiokuvana.
• *·· * 35 Keksinnön mukaisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysantu- riratkaisussa inertiamassa 19 on ripustettu massan 19 pituussuunnassa symmetrisesti ja paksuussuunnassa epäsym- 119299 10 metrisesti vääntöjousilla 22. Mittauselektrodit 20, 21 on sijoitettu massan 19 ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien 22 ja massan 19 suhteen.
5 Keksinnön mukaisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysanturirat-kaisussa massaan 19 on lisäksi valmistettu toiselle, ensimmäiseen sivuun nähden vastakkaiselle, sivulle epäsymmetrisesti sijaitsevia kevennyksiä 23, 24, jotka siirtävät massan 19 painopistettä poispäin kevennyksistä 23, 24 mas-10 san 19 pituussuunnassa. Projektiokuvassa massan 19 mit-tauselektrodien 20, 21 kohdalle osuvat alueet 25, 26 on kuvattu katkoviivalla.
Kevennyksistä 23, 24 on massaa 19 poistettu jollain tunne-15 tulla työstö- tai syövytysmenetelmällä. Kevennyksiä 23, 24 voi olla yksi tai useita ja niiden muoto voi vaihdella ja muoto voidaan valita vapaasti.
Kevennykset 23, 24 eivät kuitenkaan saa ulottua massan 19 20 läpi, jolloin ne 23, 24 pienentäisivät massan 19 pinta- ··,·, alaa, joka on käytettävissä mittauselektrodeille 20, 21.
• · • * • · • · ·
• M
Kuvassa 6 on esitetty keksinnön mukaisen kapasitiivisen • · I * kiihtyvyysanturiratkaisun muodonmuutoksen vaikutus mit- • · · • · * *'V 25 tauselektrodin ja massan väliseen etäisyyteen. Keksinnön • · t I · · ***/ mukaisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysanturiratkaisussa • · ·*·* liikkuvan elektrodin massaa 27 tukevat vääntöjouset 30 on sijoitettu massan 27 pituussuunnassa symmetrisesti ja pak- • · · *·*·* suussuunnassa epäsymmetrisesti. Mittauselektrodit 28, 29 ··· • · *·.·* 30 on sijoitettu massan 27 ensimmäistä sivua vasten, symmet- risesti vääntöjousien 30 ja massan 27 suhteen. Massaan 27 ·***· on lisäksi valmistettu toiselle, ensimmäiseen sivuun näh- ··· */· den vastakkaiselle, sivulle epäsymmetrisesti sijaitsevia • · *, *. kevennyksiä 31, 32.
4 4 35
Kuvassa 6 esitetty keksinnön mukainen kapasitiivinen kiih-tyvyysanturiratkaisu sietää erittäin hyvin rakenteen muo- n 119299 donmuutoksia ilman, että syntyy mittausepätarkkuutta nollapisteen siirtymästä. Keksinnön mukainen kapasitiivinen kiihtyvyysanturiratkaisu voidaankin hyvin liittää mekaanisesti ja sähköisesti sekä suojata ympäristön kemiallisilta 5 vaikutuksilta ilman pelkoa rakenteen muodonmuutosten aiheuttamista merkittävistä mittausepätarkkuuksista.
Kuvassa 6 esitetty keksinnön mukainen kapasitiivinen kiih-tyvyysanturiratkaisussa mittauselektrodien 28, 29 etäisyy-10 det muuttuvat keskenään samalla tavalla, jolloin kapasitanssien erotus ei muutu eikä mittausvirheitä synny.
Kuvassa 7 on esitetty keksinnön mukainen vaihtoehtoinen kapasitiivinen kiihtyvyysanturiratkaisu poikkileikkauskuva-15 na. Keksinnön mukaisessa vaihtoehtoisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysanturiratkaisussa liikkuvan elektrodin muodostava inertiamassa 34 on ripustettu massan 34 pituussuunnassa symmetrisesti ja paksuussuunnassa epäsymmetrisesti vääntö-jousilla 39. Liikkuvan elektrodi on valmistettu käyttäen 20 hyväksi SOI-kiekkoa 33 (SOI, Silicon On Insulator), jonka .·. eristekerrosta käytetään syövytyksen pysäyttämiseen ja • · *, jonka rakennekerrokseen on valmistettu vääntöjouset 39.
• #|| ,* .* SOI-kiekko 33 on suljettu kahdella sulkevalla kiekolla 35, • · « : 36.
• · * • · · ^1“ ··· * 25 • t • · · ··· · Mittauselektrodit 37, 38 on sijoitettu ensimmäiselle sul- ··* • · *···* kevalle kiekolle 36 massan 34 ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien 39 ja massan 34 suhteen. Mit- • t ·.*.* tauselektrodit 37, 38 kantava sulkeva kiekko 36 on valmis- 30 tettu pii-lasi-eristysteknologialla. Ensimmäinen sulkeva ;*.t> kiekko 36 voidaan liittämisen jälkeen hioa erittäin ohuek- si, jopa 200 pm paksuuteen. Massaan 34 on toiselle, ensim- ··· mäiseen sivuun nähden vastakkaiselle, sivulle valmistettu • · · • · *, *, epäsymmetrisesti sijaitsevia kevennyksiä 40, 41, jotka I · · *" 35 siirtävät massan 34 painopistettä poispäin kevennyksistä 40, 41 massan 34 pituussuunnassa. Liitäntäpintojen läpi- 119299 12 viennit 42, 43 ja 44 on toteutettu ensimmäiselle sulkevalle kiekolle 36.
Keksinnön mukaisessa vaihtoehtoisessa kapasitiivisessa 5 kiihtyvyysanturiratkaisussa massan 34 kevennykset 40, 41 syntyvät ilman ylimääräisiä työvaiheita samalla kertaa kun inertiamassa 34 irrotetaan anturin rungosta ja vääntöjou-set 39 muodostetaan. Tässä kiihtyvyysanturiratkaisussa kevennykset 40, 41 on toteutettu syvien onkaloiden verkkona.
10
Massan toisella puolella toinen sulkeva kiekko 35 voi olla halpuuden ja sähköisen suojauksen vuoksi pelkkää lasia ja sekin voidaan hioa hyvin ohueksi, jopa 100 pm paksuuteen, koska sen muodonmuutoksilla ei ole vaikutusta anturin omi-15 naisuuksiin. Näillä edellytyksillä anturin kokonaispaksuus voi olla jopa alle 600 pm, mikä mahdollistaa alle 1 mm koteloidun anturin paksuuden.
Alla olevassa taulukossa on esitetty kapasitiivisen kiih-20 tyvyysanturin mitat x, y sekä 150 mm kiekolta saatavien .#t» anturien lukumäärä N yhden kondensaattorin kapasitanssin C
funktiona. Jos yksittäisen kapasitanssin arvolle asetetaan ,1t ,1 vaatimuksia taulukon mukaisesti, ovat anturin edullisimmat • · i ’ l mitat ja kiekolta saatavien anturien määrä vastaavasti • · · 25 taulukossa esitetyn mukaiset. Laskuissa on oletettu kon- • · φ *"t1 densaattoriväliksi 1,5 pm.
• · • ·
• M
« — i ' '"| -“
*·1·1 C [pF] x [mm] y [mm] N
119299 13
Kuvassa 8 on esitetty keksinnön mukaisten vaihtoehtoisten kapasitiivisten kiihtyvyysanturielementtien sijoittelurat-kaisu kolmen akselin suhteen tapahtuvaa kiihtyvyyden mittausta varten. Keksinnön mukaisessa vaihtoehtoisten kapa-5 sitiivisten kiihtyvyysanturielementtien sijoitteluratkai-sussa massoja 45, 46, 47 on monistettu kolme kappaletta.
Kaksi massoista 45, 46 in sijoitettu rinnakkain ja ovat toistensa peilikuvia jousiakselin suhteen. Rinnakkaiset 10 massat 45, 46 havaitsevat y- ja z-suuntaiset kiihtyvyydet. Kolmas massa 47 on käännetty näistä 90° ja se havaitsee x-ja z-suuntaiset kiihtyvyydet. Kuvan 8 mukaisella kapasi-tiivisella kiihtyvyysanturiratkaisulla voi kaikkien akselien herkkyyden mitoittaa toisistaan riippumatta.
15
Kuvassa 9 on esitetty keksinnön mukaisten vaihtoehtoisten kapasitiivisten kiihtyvyysanturielementtien vaihtoehtoinen sijoitteluratkaisu kolmen akselin suhteen tapahtuvaa kiihtyvyyden mittausta varten. Keksinnön mukaisessa vaihtoeh-20 toisten kapasitiivisten kiihtyvyysanturielementtien vaih-·*,· toehtoisessa sijoitteluratkaisussa massoja 48, 49, 50 on . monistettu kolme kappaletta.
* ·· • ♦ M ♦ : *: I J Kaksi massoista 48, 49 on sijoitettu rinnakkain ja ovat • t ·
• · I
J**/ 25 toistensa peilikuvia jousiakselin suhteen. Rinnakkaiset • · * ••f/ massat 48, 49 havaitsevat y- ja z-suuntaiset kiihtyvyydet.
• · ***** Kolmas massa 50 on käännetty näistä 90°. Kolmas massa 50 on toteutettu ilman kevennyksiä ja se havaitsee siten vain • « • · · *·*·* x-suuntaisen kiihtyvyyden.
Ml 30
Kuvan 8 tai kuvan 9 mukaisella kapasitiivisella kiihty-vyysanturiratkaisulla voi kaikkien akselien herkkyyden • · · mitoittaa toisistaan riippumatta.
» i · • · • · • φ « *· *: 35 Keksinnön mukainen kapasitiivinen kiihtyvyysanturiratkaisu tarjoaa yhtaikaa sekä melko tehokkaan pinta-alankäytön, että hyvän sietokyvyn rakenteen muodonmuutoksille.
119299 14
Keksinnön mukaisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysanturirat-kaisussa ei inertiamassan elektrodien vastaisella puolella mahdollisesti olevien suljentarakenteiden johtavuudesta 5 tai sähköisestä potentiaalista ei tarvitse huolehtia, sillä sitä massan puolta ei käytetä sähköisesti aktiivisiin toimintoihin. Edelleen keksinnön mukaisessa kapasitiivisessa kiihtyvyysanturiratkaisussa ei tarvitse erikseen huolehtia sähköisen johtavuuden säilymisestä inertiamassan 10 puolten välillä. Massa voi olla elektrodien puoleista pintaa lukuun ottamatta heikosti seostettua piitä tai siinä voi olla haudattuja rajapintoja tai eristekerroksia. Näin keksinnön mukaisen kapasitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun avulla saavutetaan merkittäviä säästöjä valmistuskus-15 tannuksissa.
Keksinnön mukaisen kapasitiivisen kiihtyvyysanturiratkaisun etu on myös siinä, että pysty- ja vaakasuuntaisten herkkyyksien säätö on helppoa muuttamalla jousilinjan pai-20 nopisteen kautta kulkevan normaalin kulmaa. Jos kulma on suurempi kuin 45°, saadaan pystysuuntainen herkkyys pie-*. nemmäksi kuin vaakasuuntainen, mikä on hyödyllistä monessa 9 1 · • ·♦ .1 käytännön sovelluksessa.
• · · » · • · 9 9 9 9· • · 1
Ml ·
• I
• f I
• I I
··· 9 9 99 9 9 9 9 • · · • · • I I 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 99 9 99 9 9 ψ 9 9 999 9 9· · 9 9 9 f 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9

Claims (18)

119299
1. Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi kiekkoelementistä, jossa menetelmässä keskim- 5 mäiselle kiekolle valmistetaan liikkuvan elektrodin muodostavan inertiamassa (19), (27), (34), joka on ripustettu massan pituussuunnassa symmetrisesti ja massan paksuus-suunnassa epäsymmetrisesti vääntöjousilla (22), (30), (39) ; sekä toiselle kiekolle valmistetaan mittauselektro- 10 dit (20), (21), (28), (29), (37), (38), jotka on sijoitettu massan (19), (27), (34) ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien (22), (30), (39) ja massan (19), (27), (34) suhteen, tunnettu siitä, että kiihtyvyysanturin massaan (19), (27), (34), toiselle, ensimmäi- 15 seen sivuun nähden vastakkaiselle, sivulle mittauselektro-dien (21), (29), (38) kohdalle valmistetaan epäsymmetrisesti sijaitsevat kevennykset (23), (24), (31), (32), (40) , (41), jotka kevennykset (23), (24), (31), (32), (40), (41) eivät ulotu massan (19), (27), (34) läpi. 20
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - • « n e t t u siitä, että kevennyksistä (23), (24), (31), .! (32), (40), (41) poistetaan massaa (19), (27), (34) työs- 4 4· i · *, * tömenetelmällä. • · · 4 4 4 ··· · 25 4 4 ^ U • * 4
*·· · 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - ··· *···* n e t t u siitä, että kevennyksistä (23), (24), (31), (32), (40), (41) poistetaan massaa (19), (27), (34) syövy- • · • · 4 ’·’·* tysmenetelmällä. 30 *
4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-3 mukainen ·***· menetelmä, tunnettu siitä, että liikkuva elekt- 444 rodi valmistetaan käyttäen hyväksi SOI-kiekkoa (33). 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 44 * 35
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että SOI-kiekko (33) suljetaan kahdella sulkevalla kiekolla (35), (36). ie 1 1 9299
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauselektrodit (37), (38) sijoi tetaan ensimmäiselle sulkevalle kiekolle (36) massan (34) 5 ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien (39) ja massan (34) suhteen.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauselektrodit (37), (38) kanta- 10 va sulkeva kiekko (36) valmistetaan pii-lasi-eristystekno-logialla.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen sulkeva kiekko (36) 15 hiotaan liittämisen jälkeen erittäin ohueksi.
9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen sulkeva kiekko (35) valmistetaan lasista. 20
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, t u n - ί .1 n e t t u siitä, että toinen sulkeva kiekko (35) hiotaan • · *.2: hyvin ohueksi. ·· ♦ • · · • · • 1 • · ·.1I 25
11. Kapasitiivinen kiihtyvyysanturi, joka käsittää liikkuja»; van elektrodin muodostavan inertiamassan (19), (27), (34), i|”j joka on ripustettu massan pituussuunnassa symmetrisesti ja massan paksuussuunnassa epäsymmetrisesti vääntöjousilla iYi (22), (30), (39), sekä mittauselektrodit (20), (21), (28), 30 (29), (37), (38), jotka on sijoitettu massan (19), (27), t«t (34) ensimmäistä sivua vasten, symmetrisesti vääntöjousien !».·. (22), (30), (39) ja massan (19), (27), (34) suhteen, T tunnettu siitä, että kiihtyvyysanturi edelleen ·· · ·1 käsittää lisäksi massaan (19), (27), (34), toiselle, • · 2 ·. 1: 35 ensimmäiseen sivuun nähden vastakkaiselle, sivulle mit- tauselektrodien (21), (29), (38) kohdalle valmistetut epäsymmetrisesti sijaitsevat kevennykset (23), (24), (31), Π 119299 (32), (40), (41), jotka kevennykset (23), (24), (31), (32), (40), (41) eivät ulotu massan (19), (27), (34) läpi.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kiihtyvyysanturi, 5 tunnettu siitä, että kevennyksiä (23), (24), (31), (32), (40), (41) on yksi.
13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kiihtyvyysanturi, tunnettu siitä, että kevennyksiä (23), (24), (31), 10 (32), (40), (41) on useita.
14. Patenttivaatimuksen 11 tai 13 mukainen kiihtyvyysanturi, tunnettu siitä, että kevennyksien (23), (24), (31), (32), (40), (41) muoto vaihtelee. 15
15. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 11-14 mukai nen kiihtyvyysanturi, tunnettu siitä, että kiihtyvyysanturi käsittää kolme kiihtyvyysanturielementtiä siten, että kaksi massoista (45), (46), (48), (49) on 20 sijoitettu rinnakkain ja ovat toistensa peilikuvia jousi-akselin suhteen ja kolmas massa (47), (50) on käännetty • · • *. näistä 90 astetta. • · • ·· • · ·· · • · · • · II
16, Patenttivaatimuksen 15 mukainen kiihtyvyysanturi, • · v • · * **’.* 25 tunnettu siitä, että yksi massoista on toteutettu • · · ···/ ilman kevennyksiä. • · • · ···
17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen kiihtyvyysanturi, • · · *·*·* tunnettu siitä, että kolmas massa (50) on toteu- ··· · *...* 30 tettu ilman kevennyksiä. • · • · • · · m
18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen kiihtyvyysanturi, • · * tunnettu siitä, että kaksi massoista on toteutettu • · * • · ilman kevennyksiä. • · · • *# ’ * 35 119299
FI20055323A 2005-06-17 2005-06-17 Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi ja kapasitiivinen kiihtyvyysanturi FI119299B (fi)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055323A FI119299B (fi) 2005-06-17 2005-06-17 Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi ja kapasitiivinen kiihtyvyysanturi
CA002610185A CA2610185A1 (en) 2005-06-17 2006-06-13 Method of manufacturing a capacitive acceleration sensor, and a capacitive acceleration sensor
CNA2006800218147A CN101198874A (zh) 2005-06-17 2006-06-13 制造电容式加速度传感器的方法和电容式加速度传感器
JP2008516359A JP5215847B2 (ja) 2005-06-17 2006-06-13 容量性加速度センサーを製造する方法、および、容量性加速度センサー
PCT/FI2006/050257 WO2006134232A1 (en) 2005-06-17 2006-06-13 Method of manufacturing a capacitive acceleration sensor, and a capacitive acceleration sensor
EP06764496.3A EP1891450B1 (en) 2005-06-17 2006-06-13 Method of manufacturing a capacitive acceleration sensor, and a capacitive acceleration sensor
CN201310532722.7A CN103823082B (zh) 2005-06-17 2006-06-13 制造电容式加速度传感器的方法和电容式加速度传感器
KR1020087001218A KR101286028B1 (ko) 2005-06-17 2006-06-13 용량형 가속도 센서 및 용량형 가속도 센서의 제조 방법
US11/453,912 US7426863B2 (en) 2005-06-17 2006-06-16 Method of manufacturing a capacitive acceleration sensor, and a capacitive acceleration sensor
IL187938A IL187938A0 (en) 2005-06-17 2007-12-06 Method of manufacturing a capacitive acceleration sensor and a capacitive acceleration sensor
NO20080334A NO20080334L (no) 2005-06-17 2008-01-16 Metode for a fremstille en kapasitiv akselerasjonssensor, og kapasitiv akselerasjonssensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055323A FI119299B (fi) 2005-06-17 2005-06-17 Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi ja kapasitiivinen kiihtyvyysanturi
FI20055323 2005-06-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20055323A0 FI20055323A0 (fi) 2005-06-17
FI20055323A FI20055323A (fi) 2007-03-05
FI119299B true FI119299B (fi) 2008-09-30

Family

ID=34778459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20055323A FI119299B (fi) 2005-06-17 2005-06-17 Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi ja kapasitiivinen kiihtyvyysanturi

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7426863B2 (fi)
EP (1) EP1891450B1 (fi)
JP (1) JP5215847B2 (fi)
KR (1) KR101286028B1 (fi)
CN (2) CN101198874A (fi)
CA (1) CA2610185A1 (fi)
FI (1) FI119299B (fi)
IL (1) IL187938A0 (fi)
NO (1) NO20080334L (fi)
WO (1) WO2006134232A1 (fi)

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006058747A1 (de) * 2006-12-12 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer z-Sensor
US7610809B2 (en) * 2007-01-18 2009-11-03 Freescale Semiconductor, Inc. Differential capacitive sensor and method of making same
US7578190B2 (en) * 2007-08-03 2009-08-25 Freescale Semiconductor, Inc. Symmetrical differential capacitive sensor and method of making same
US8079262B2 (en) * 2007-10-26 2011-12-20 Rosemount Aerospace Inc. Pendulous accelerometer with balanced gas damping
US8136400B2 (en) * 2007-11-15 2012-03-20 Physical Logic Ag Accelerometer
EP2279422A1 (de) * 2008-05-15 2011-02-02 Continental Teves AG & Co. oHG Mikromechanischer beschleunigungssensor
DE102008040855B4 (de) * 2008-07-30 2022-05-25 Robert Bosch Gmbh Dreiachsiger Beschleunigungssensor
US8171793B2 (en) * 2008-07-31 2012-05-08 Honeywell International Inc. Systems and methods for detecting out-of-plane linear acceleration with a closed loop linear drive accelerometer
DE102008043788A1 (de) * 2008-11-17 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
WO2010061777A1 (ja) 2008-11-25 2010-06-03 パナソニック電工株式会社 加速度センサ
JP4965546B2 (ja) * 2008-11-25 2012-07-04 パナソニック株式会社 加速度センサ
DE102009000167A1 (de) * 2009-01-13 2010-07-22 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung
DE102009000594A1 (de) 2009-02-04 2010-08-05 Robert Bosch Gmbh Beschleunigungssensor und Verfahren zum Betreiben eines Beschleunigungssensors
JP2010210417A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサ
JP2010210424A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサ
JP5426906B2 (ja) * 2009-03-10 2014-02-26 パナソニック株式会社 加速度センサ
JP2010210429A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサ
US7736931B1 (en) 2009-07-20 2010-06-15 Rosemount Aerospace Inc. Wafer process flow for a high performance MEMS accelerometer
EP2464981B1 (en) * 2009-08-13 2017-06-28 Meggitt (Orange County), Inc. Proof mass for maximized, bi-directional and symmetric damping in high g-range acceleration sensors
DE102009029248B4 (de) * 2009-09-08 2022-12-15 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches System zum Erfassen einer Beschleunigung
US8322216B2 (en) * 2009-09-22 2012-12-04 Duli Yu Micromachined accelerometer with monolithic electrodes and method of making the same
EP2506018A4 (en) 2009-11-24 2013-06-19 Panasonic Corp ACCELERATION SENSOR
JP5789737B2 (ja) * 2009-11-24 2015-10-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 加速度センサ
JP5716149B2 (ja) * 2009-11-24 2015-05-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 加速度センサ
JP2011112390A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサ
JP2011112392A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサ
JP2011112389A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 加速度センサ
KR101283683B1 (ko) * 2009-12-14 2013-07-08 한국전자통신연구원 수직축 방향 가속도계
US8418556B2 (en) * 2010-02-10 2013-04-16 Robert Bosch Gmbh Micro electrical mechanical magnetic field sensor utilizing modified inertial elements
IT1401001B1 (it) * 2010-06-15 2013-07-05 Milano Politecnico Accelerometro capacitivo triassiale microelettromeccanico
WO2011158707A1 (ja) * 2010-06-15 2011-12-22 株式会社村田製作所 力学センサ
CN103221332B (zh) 2010-09-18 2015-11-25 快捷半导体公司 减小微机电系统上的应力的封装
WO2012037539A1 (en) 2010-09-18 2012-03-22 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined 3-axis accelerometer with a single proof-mass
KR101332701B1 (ko) 2010-09-20 2013-11-25 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 기준 커패시터를 포함하는 미소 전자기계 압력 센서
JP2012088120A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Seiko Epson Corp 物理量センサー素子、物理量センサーおよび電子機器
CN102156201B (zh) * 2010-11-30 2013-01-30 电子科技大学 一种基于soi工艺及微组装技术的三轴电容式微加速度计
DE102011011160B4 (de) * 2011-01-05 2024-01-11 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
US8539836B2 (en) * 2011-01-24 2013-09-24 Freescale Semiconductor, Inc. MEMS sensor with dual proof masses
US9229026B2 (en) 2011-04-13 2016-01-05 Northrop Grumman Guaidance and Electronics Company, Inc. Accelerometer systems and methods
US8824706B2 (en) 2011-08-30 2014-09-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Piezoelectric microphone fabricated on glass
US8724832B2 (en) 2011-08-30 2014-05-13 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Piezoelectric microphone fabricated on glass
US8811636B2 (en) 2011-11-29 2014-08-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Microspeaker with piezoelectric, metal and dielectric membrane
DE102011057110A1 (de) * 2011-12-28 2013-07-04 Maxim Integrated Products, Inc. MEMS-Beschleunigungssensor
US9279825B2 (en) 2012-01-12 2016-03-08 Murata Electronics Oy Acceleration sensor structure and use thereof
US9062972B2 (en) * 2012-01-31 2015-06-23 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis accelerometer electrode structure
US8978475B2 (en) 2012-02-01 2015-03-17 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS proof mass with split z-axis portions
JP2013181855A (ja) 2012-03-02 2013-09-12 Seiko Epson Corp 物理量センサーおよび電子機器
US9488693B2 (en) 2012-04-04 2016-11-08 Fairchild Semiconductor Corporation Self test of MEMS accelerometer with ASICS integrated capacitors
EP2647955B8 (en) 2012-04-05 2018-12-19 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device quadrature phase shift cancellation
EP2647952B1 (en) 2012-04-05 2017-11-15 Fairchild Semiconductor Corporation Mems device automatic-gain control loop for mechanical amplitude drive
EP2648334B1 (en) 2012-04-05 2020-06-10 Fairchild Semiconductor Corporation Mems device front-end charge amplifier
JP5942554B2 (ja) * 2012-04-11 2016-06-29 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器
US9625272B2 (en) 2012-04-12 2017-04-18 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS quadrature cancellation and signal demodulation
JP6002481B2 (ja) * 2012-07-06 2016-10-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 慣性センサ
DE102013014881B4 (de) 2012-09-12 2023-05-04 Fairchild Semiconductor Corporation Verbesserte Silizium-Durchkontaktierung mit einer Füllung aus mehreren Materialien
US9470709B2 (en) 2013-01-28 2016-10-18 Analog Devices, Inc. Teeter totter accelerometer with unbalanced mass
US9297825B2 (en) 2013-03-05 2016-03-29 Analog Devices, Inc. Tilt mode accelerometer with improved offset and noise performance
JP5783222B2 (ja) * 2013-03-27 2015-09-24 株式会社デンソー 加速度センサ
JP5900398B2 (ja) * 2013-03-27 2016-04-06 株式会社デンソー 加速度センサ
WO2014156119A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 株式会社デンソー 物理量センサ
JP5783201B2 (ja) * 2013-03-27 2015-09-24 株式会社デンソー 容量式物理量センサ
WO2015151946A1 (ja) * 2014-04-03 2015-10-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 加速度センサ
WO2015166771A1 (ja) 2014-04-28 2015-11-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 加速度検出装置
JP6262629B2 (ja) * 2014-09-30 2018-01-17 株式会社日立製作所 慣性センサ
US10073113B2 (en) 2014-12-22 2018-09-11 Analog Devices, Inc. Silicon-based MEMS devices including wells embedded with high density metal
US10078098B2 (en) 2015-06-23 2018-09-18 Analog Devices, Inc. Z axis accelerometer design with offset compensation
JP6631108B2 (ja) * 2015-09-15 2020-01-15 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、センサーデバイス、電子機器および移動体
KR101915954B1 (ko) * 2016-06-29 2018-11-08 주식회사 신성씨앤티 멤스 기반의 3축 가속도 센서
US10732196B2 (en) * 2017-11-30 2020-08-04 Invensense, Inc. Asymmetric out-of-plane accelerometer
EP4116718A1 (en) * 2021-07-05 2023-01-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Seesaw accelerometer

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH642461A5 (fr) * 1981-07-02 1984-04-13 Centre Electron Horloger Accelerometre.
US4699006A (en) * 1984-03-19 1987-10-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Vibratory digital integrating accelerometer
US4736629A (en) * 1985-12-20 1988-04-12 Silicon Designs, Inc. Micro-miniature accelerometer
US5095762A (en) * 1988-07-14 1992-03-17 University Of Hawaii Multidimensional force sensor
DE3824695A1 (de) * 1988-07-20 1990-02-01 Fraunhofer Ges Forschung Mikromechanischer beschleunigungssensor mit kapazitiver signalwandlung und verfahren zu seiner herstellung
DE4126100A1 (de) * 1991-08-07 1993-02-18 Univ Chemnitz Tech Mikromechanischer drehbeschleunigungssensor
JPH05142251A (ja) * 1991-11-22 1993-06-08 Omron Corp 角加速度センサ
FR2694403B1 (fr) * 1992-07-31 1994-10-07 Sagem Accéléromètre pendulaire électrostatique à électrode de test et procédé de fabrication d'un tel accéléromètre.
JP3234652B2 (ja) * 1992-10-14 2001-12-04 キヤノン株式会社 加速度センサおよびその製造方法
JPH07306223A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Omron Corp 加速度センサ
CA2149933A1 (en) * 1994-06-29 1995-12-30 Robert M. Boysel Micro-mechanical accelerometers with improved detection circuitry
US5659195A (en) * 1995-06-08 1997-08-19 The Regents Of The University Of California CMOS integrated microsensor with a precision measurement circuit
DE19541388A1 (de) * 1995-11-07 1997-05-15 Telefunken Microelectron Mikromechanischer Beschleunigungssensor
JPH11261080A (ja) * 1998-03-13 1999-09-24 Omron Corp 半導体素子及びその実装構造
DE59804942C5 (de) * 1998-10-28 2020-11-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikromechanisches bauelement mit schwingkörper
JP2000275272A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度センサ及びその製造方法
US6230566B1 (en) * 1999-10-01 2001-05-15 The Regents Of The University Of California Micromachined low frequency rocking accelerometer with capacitive pickoff
DE69925837T2 (de) * 1999-10-29 2005-10-27 Sensonor Asa Mikromechanischer Sensor
DE10225714A1 (de) * 2002-06-11 2004-01-08 Eads Deutschland Gmbh Mehrachsiger monolithischer Beschleunigungssensor
FI119528B (fi) * 2003-02-11 2008-12-15 Vti Technologies Oy Kapasitiivinen kiihtyvyysanturirakenne
US7140250B2 (en) * 2005-02-18 2006-11-28 Honeywell International Inc. MEMS teeter-totter accelerometer having reduced non-linearty

Also Published As

Publication number Publication date
KR101286028B1 (ko) 2013-07-18
FI20055323A0 (fi) 2005-06-17
FI20055323A (fi) 2007-03-05
WO2006134232A1 (en) 2006-12-21
NO20080334L (no) 2008-03-14
JP5215847B2 (ja) 2013-06-19
JP2008544243A (ja) 2008-12-04
KR20080031283A (ko) 2008-04-08
EP1891450A1 (en) 2008-02-27
CN103823082B (zh) 2017-11-10
IL187938A0 (en) 2008-03-20
EP1891450B1 (en) 2013-08-14
US20070000323A1 (en) 2007-01-04
EP1891450A4 (en) 2011-07-27
CN101198874A (zh) 2008-06-11
CN103823082A (zh) 2014-05-28
CA2610185A1 (en) 2006-12-21
US7426863B2 (en) 2008-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI119299B (fi) Menetelmä kapasitiivisen kiihtyvyysanturin valmistamiseksi ja kapasitiivinen kiihtyvyysanturi
US9970956B2 (en) Inertial sensor
CN101529257B (zh) 传感器
US8020443B2 (en) Transducer with decoupled sensing in mutually orthogonal directions
US7258011B2 (en) Multiple axis accelerometer
CN102046514B (zh) 具有微型机电系统传感器的设备及其制造方法
US20080314147A1 (en) Vertically integrated 3-axis mems accelerometer with electronics
CN110824196A (zh) 对应力不敏感的mems电容式z轴加速度计
CN102047126A (zh) 具有循环电极组和绝对电极组的电容传感器
CA2700565C (en) Vibrating micromechanical sensor of angular velocity
CN106030314A (zh) 加速度计
CN107003333A (zh) Mems传感器和半导体封装
US9052334B2 (en) Acceleration sensor
CN109579811B (zh) 一种采用多边形振动梁的蝶翼式微陀螺及其制备方法
EP4187258A1 (en) Z-axis microelectromechanical sensor device with improved stress insensitivity
EP1365211B1 (en) Integrated gyroscope of semiconductor material with at least one sensitive axis in the sensor plane
JP5816320B2 (ja) Ｍｅｍｓ素子
WO2015008422A1 (ja) センサ
WO2008026331A1 (fr) Capteur capacitif d&#39;accélération
JP2006064538A (ja) ジャイロセンサ
Lehtonen et al. Monolithic accelerometer for 3D measurements
EP3121561B1 (en) Sensor
JP2024024821A (ja) 物理量センサー、および慣性計測装置
CN117452023A (zh) 物理量传感器以及惯性测量装置
JP2023182910A (ja) 加速度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: MURATA ELECTRONICS OY

MM Patent lapsed