KR100506074B1 - 분리 ｚ축 마이크로자이로스코프 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관성 질량과 감지판이 가진 방향에 대하여 동일하게 움직이도록 형성한 Z축 자이로스코프을 기재한다. 본 발명에 따른 분리된 Z축 마이크로자이로스코프는 관성 질량 및 감지 전극이 가진 방향으로는 일체형으로 움직이도록 하고, 감지 방향으로는 관성 질량 만 움직이도록 하기 위하여, 관성 질량 및 감지 전극을 하나의 프레임으로 결합되게 하여 가진 방향으로만 움직이도록 지지대에 가진 스프링으로 결합시키고, 프레임 내부에서는 감지 전극이 프레임에 고정되는 반면에 관성 질량은 감지 방향으로 움직일 수 있도록 프레임에 결합되게 함으로써, 가진시 외부 원인에 의해 가진이 엇비슷하게 되더라도 관성질량과 감지전극 모두 엇 비슷하게 움직이게 하여 두 전극 사이의 상대 변화는 0이 되도록 하고, 감지방향의 진동에 대해서는 감지방향 스프링의 탄성 성분에 의해 관성 질량만 움직이도록 하여 관성 질량의 감지 방향으로의 위치 변화를 측정함으로서 각속도를 측정하도록 하여, 가진에 의한 노이즈를 줄인다.
Description
본 발명은 자이로스코프에 관한 것으로, 상세하게는 관성 질량이 되는 현수 구조물과 감지판을 하나의 프레임으로 형성하여 가진 방향으로 진동할 수 있도록 가진 스프링으로 지지대에 결합하고, 프레임 내의 현수 구조물은 프레임에 고정된 감지판을 가진 방향으로 벗어나지 않고 관성 질량의 감지 방향으로 진동할 수 있도록 하여 관성 질량의 측정 감도를 높인 분리된 Z축 자이로스코프에 관한 것이다.
자이로스코프는 움직이는 물체의 각속도를 측정하는 관성 센서의 일종으로, 유도무기 체계 등의 군사 분야에서 주로 사용되어 왔으며, 항공기, 배 등과 같은 고가의 시스템에 주로 이용되어 왔다. 그러나 MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술을 이용한 마이크로자이로스코프의 출현으르 인하여 자이로스코프의 소형화, 경량화 및 저전력화가 가능해지고, 저가의 자이로스코프의 제작이 가능해짐에 따라, 그 수효는 유도제어용 관성 센서 등과 같은 군사분야부터, 자동차항법 시스템, 로보트, 가상 현실 센서 등과 같은 산업분야, 가진제품, 정보통신분야 등에 폭넓게 이용되고 있다.
진동형 용량성(capacitive) 자이로스코프의 동작원리는 도 1에 도시된 바와 같다. 일반적으로 관성 질량(1)이 가진 방향의 스프링(2)에 의해, x방향으로 진동하고 있을 때, 이 진동에 수직한 각속도(Z방향)가 인가되면 관성 질량(1)은 y방향으로 코리올리스 힘에 의해 감지 방향의 스프링(3)에 의해서 진동하게 된다. 이러한 y방향 진동에 의해 고정 감지전극(4)과 관성질량(1) 사이의 간격이 변화되므로, 이러한 간격의 변화에 의한 정전 용량의 변화를 측정함으로써 각속도를 감지하는 것이다.
일반적으로 진동형 자이로스코프는 그 성능을 높이기 위해서 가진 방향의 스프링 강성과 감지방향의 스프링 강성을 거의 일치하게끔 해서 동작시킨다. 따라서, 가진 방향의 진동 모드와 감지방향의 진동 모드는 거의 일치하게 됨으로써 두 진동이 서로 영향을 미치게 된다. 특히 마이크로머시닝에는 치수가 수 미크론 단위이므로 제작 오차에 의한 치수의 변화는 이러한 두 진동의 상호 간섭에 매우 큰 영향을 준다. 이러한 이유로 실제적으로는 관성질량이 가진방향으로 진동하면서도 감지방향으로도 진동하게 되어 가진방향의 진동에 의해서도 관성질량과 고정전극 사이의 간격과 면적이 변화하게 되므로 가진진동이 측정에 커다란 영향을 미치게 된다. 이와같은 현상에 의한 에러를 일반적으로 Quadrature Error라고 한다. 특히 가진방향과 감지방향의 공진주파수가 근접하면 할수록 이와같은 에러는 커지게 된다. 특히 Z축 자이로스코프에서는 이와같은 에러가 측정 코리올리스 힘에 비해 대단히 크게 나타나는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 진동형 자이로의 가장 큰 문제점 중의 하나인 가진방향의 진동에 의한 감지방향으로의 잡음를 구조적으로 완전히 제거할 수 있는 분리된 Z축 마이크로자이로스코프 및 그 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분리된 Z축 마이크로자이로스코프는, 지지대; 지지빔들; 상기 지지대 위에 떠 있는 상태에서 진동하는 관성 질량체; 상기 관성 질량체의 진동에 의한 위치 변위에 의하여 측정되는 각속도를 감지하는 감지 수단; 정전기력을 발생시켜 상기 관성 질량체를 상기 지지대에 평행하게 진동시키는 가진 수단;을 구비하되, 상기 관성 질량체 및 감지 수단은 가진 방향으로는 서로 동일하게 움직이고 감지 방향으로는 별도로 움직이도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 관성 질량체 및 감지 수단은 상기 지지빔들에 의하여 하나의 프레임으로 결합되고, 상기 지지대는 유리 기판으로 형성되고, 상기 프레임은 실리콘 웨이퍼를 양면 식각하여 형성하며, 상기 프레임이 상기 유리 기판 상에 양극 본딩된 구조를 가지며, 상기 프레임에 있어서, 상기 관성 질량체 부분은 상기 실리콘 웨이퍼를 양면 식각하여 빗살 구조물을 갖도록 형성하며, 상기 감지 수단 부분은 상기 관성 질량체의 빗살 구조물과 맞물리는 빗살 구조물을 갖도록 상기 실리콘 웨이퍼를 식각하여 형성하며, 상기 지지빔들은, 상기 관성 질량체를 상기 프레임에 결합하여 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 크고 감지방향으로는 강성이 매우 작은 제1지지빔들; 및 상기 프레임을 상기 지지대에 결합시켜 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 작고 감지방향으로는 강성이 매우 큰 제2지지빔들;을 구비하여 된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 지지빔들은, 상기 관성 질량체를 상기 지지대에 결합하여 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 크고 감지방향으로는 강성이 매우 작은 제1지지빔들; 및 상기 감지 수단을 상기 지지대에 결합시켜 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 작고 감지방향으로는 강성이 매우 큰 제2지지빔들;을 구비하여 되고, 상기 지지대 및 프레임에는 각각 빗살 구조물들이 서로 맞물리도록 형성되어 상기 프레임을 정전기적으로 가진시키며, 상기 지지대는 유리 기판으로 형성되고, 상기 관성 질량체는 실리콘 웨이퍼를 양면 식각하여 빗살 구조물을 갖도록 형성하며, 상기 감지 수단은 상기 관성 질량체의 빗살 구조물과 맞물리는 빗살 구조물을 상기 실리콘 웨이퍼를 식각하여 형성하며, 상기 관성 질량체 및 감지 수단은 상기 유리 기판 상에 양극 본딩된 구조를 갖기도 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분리된 Z축 마이크로자이로스코프의 제작 방법은, (가) 웨이퍼의 밑면을 에칭하여 소정 두께의 실리콘 박막을 형성하는 단계; (나) 상기 실리콘 박막 윗면에 선택적으로 식각해서 구멍을 뚫고, 이 구멍에 절연체를 메꾸는 단계; (다) 상기 절연체가 메꾸어진 실리콘 박막을 식각하여 관성 질량체 및 빗살 구조를 형성하는 단계; (라) 상기 관성 질량체 및 빗살 구조의 전면에 금속을 증착하는 단계; 및 (마) 상기 웨이퍼 뒤면에 유리 기판을 양극 본딩한 다음, 다이싱(Dicing)해서 개별 칩 분리하면서 전극을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 웨이퍼는 양면이 폴리싱되어 있는 p+ 또는 n+ 도핑된 웨이퍼이고, 상기 (가) 단계에서 상기 실리콘 박막은 40μm 정도의 두께로 형성하며, 상기 (나) 단계에서 상기 절연체는 화학 기상 증착법으로 메꾸며, 상기 (다) 단계에서 상기 관성 질량체 및 빗살 구조물은 건식 식각법으로 형성하는 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 분리된 Z축 마이크로자이로스코프 및 그 제작 방법을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 분리된 Z축 마이크로자이로스코프의 개략적 기본 구조를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분리된 Z축 마이크로자이로스코프는 관성 질량(11) 및 감지 전극(14)이 가진 방향으로는 일체형으로 움직이도록 하고, 감지 방향으로는 관성 질량(11) 만 움직이도록 하는 기본 구조를 갖는다. 이를 위하여, 관성 질량(11) 및 감지 전극(14)는 하나의 프레임(16)으로 결합되어 가진 방향으로만 움직이도록 지지대(15)에 가진 스프링(12)으로 결합되고, 프레임(16) 내부에서는 감지 전극(14)이 프레임(16)에 고정되는 반면에 관성 질량(11)은 감지 방향으로 움직일 수 있도록 프레임(16)에 결합된다. 즉, 감지 전극(14)는 프레임(16)(16)에 고정되므로 가진 방향으로만 움직일 수 있는 반면에, 관성 질량(11)은 가진 방향으로는 고정시키는 지지 성분(13a)과 감지 방향으로는 진동할 수 있도록 하는 탄성 성분(13b)을 갖는 스프링으로 프레임(16)에 결합된다.
이와 같이, 감지전극(14)을 지지대(15)에 고정시키지 않고 감지 방향으로만 강성을 갖는 프레임(감지 방향 지지빔)(16)을 통해 관성질량(11)과 결합시켜, 가진시 외부 원인에 의해 가진이 엇비슷하게 되더라도 관성질량(11)과 감지전극(14) 모두 엇 비슷하게 움직이게 함으로써, 가진시에는 두 전극 사이의 상대 변화는 0이 된다. 그러나 감지방향의 진동에 대해서는 감지방향 스프링의 탄성 성분(13b)에 의해 관성 질량(11)만 움직이게 된다. 이러한 관성 질량(11)의 감지 방향으로의 위치 변화를 측정함으로서 각속도를 측정 할 수 있다. 이와 같이 동작하게 됨으로써 관성 질량(11)과 감지전극(14) 사이의 간격은 가진에 의해서는 어떠한 경우에도 0이 되게 하므로 가진에 의한 노이즈를 줄일 수 있다. 또한 가진운동과 감지운동을 두개의 지지빔(가진 방향 지지빔(12)+감지 방향 지지빔(13a, 13b))으로 분리(Decouple)시킴으로써 두 진동 모드의 상호 간섭을 없앤다.
이와 같은 개략적 분리된 Z축 마이크로자이로스코프를 실제로 작동하도록 구현한 실시예의 평면도가 도 3에 도시된다. 그리고 도 4a 내지 도 4c는 도 3의 마이크로자이로스코프에서 각각 A-A', B-B' 및 C-C' 라인을 따라 절개한 부분의 단면도이다. 그 구조 및 동작원리는 다음과 같다.
현수 구조물인 관성질량(110)과 연결되어 있는 고정전극(108)을 접지(Ground)로 하고, 관성질량(110)과 빗살모양구조(107)를 이루고 있는 고정전극(105)에 직류와 교류를 더해서 걸면 지지대(150, 160, 108; 도 2의 지지대(15)에 해당)들에 고정된 제1지지빔(120; 도 2의 가진 방향 스프링(12)에 해당)들에 의해서 관성질량(110)과 감지전극(111)은 하나의 프레임(도 2의 프레임(16)에 해당)으로 결합되어 x방향으로 교류전압의 주파수로 진동하게 된다. 이러한 진동은 관성질량(110)과 빗살무늬 구조(103)을 이루고 있는 전극(106)을 통해 모니터링된다. 제2지지빔(130)은 x방향의 강성이 매우 크므로 중앙의 현수 구조물(관성 질량; 110)과 감지전극(140)도 같이 움직이게 된다. 이 때 z방향으로 각속도가 인가되서 y방향의 코리올리스 힘이 발생하면 제2지지빔(130)에 의해서 관성질량만 y축으로 움직인다. 제2지지빔(130)은 y방향 강성이 매우 크므로 가진 빗살(Comb) 구조(107)와 감지전극(111)은 y방향으로는 움직이지 않는다. 따라서 감지방향(y방향)의 진동에 의해서 관성질량(110)과 감지전극(111)은 상대운동을 하지만 나머지 부분은 감지방향으로의 운동은 없다. 이러한 관성질량(110)과 감지전극(111) 사이의 갭 변화는 빗살모양 구조(140)의 캐패시턴스를 변화시키고 이변화를 전극(150)과 전극(160)을 통해 구한 후 이를 차분함으로써 각속도를 측정할 수 있다.
이 때 감지전극(111)과 관성질량(110)는 일반적인 반도체 공정을 이용해서 절연체(200)을 삽입해서 전기적으로는 절연되어 있지만 기계적으로는 연결되어 있는 구조이다.
이러한 구조의 제작 방법은 도 5a 내지 도 5g에 도시된 바와 같다.
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 양면이 폴리싱되어 있는 p+(n+) 도핑 웨이퍼의 뒷면을, 도 5b에 도시된 바와 같이, 에칭(Dry 또는 Wet)해서 두께 40μm 정도의 실리콘 박막을 형성한다. 이러한 박막 윗면에 절연체(200)가 삽입되는 부분만 , 도 5 c에 도시된 바와 같이, 다시 식각해서 구멍을 뚫고, 이 구멍에 절연체를 CVD방법으로 증착해서 메꾼다.
다음에, 다시 도 5d에 도시된 바와 같이, 건식 식각을 통해 현수 구조물(미도시, 도 3의 110 참조) 및 빗살구조(140)을 형성한다.
다음에, 도 5e에 도시된 바와 같이, 형성된 현수 구조물 및 빗살 구조(140)의 전면에 금속(300)을 증착한다.
다음에, 도 5f에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 뒤면에 유리(400)를 양극 본딩(Anodic Bonding)한 다음, 도 5g에 도시된 바와 같이, 다이싱(Dicing)해서 개별 칩 분리하면서 전극을 분리한다. 이와 같이, 구조체의 외부 연결용 금속 패드(Pad)는 구조체의 전면에 금속을 증착하고 이를 다이싱(Dicing)을 통해 분리함으로써 별도의 패터닝 없이 얻어진다. 따라서 전극을 형성하기 위한 별도의 패터닝작업이 필요 없다. 이렇게 함으로써 마스크가 두 장만 소요되는 매우 간단한 공정으로 구조물을 제작할 수 있다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 분리된 Z축 마이크로자이로스코프는 관성 질량 및 감지 전극이 가진 방향으로는 일체형으로 움직이도록 하고, 감지 방향으로는 관성 질량 만 움직이도록 하기 위하여, 관성 질량 및 감지 전극을 하나의 프레임으로 결합되게 하여 가진 방향으로만 움직이도록 지지대에 가진 스프링으로 결합시키고, 프레임 내부에서는 감지 전극이 프레임에 고정되는 반면에 관성 질량은 감지 방향으로 움직일 수 있도록 프레임에 결합되게 함으로써, 가진시 외부 원인에 의해 가진이 엇비슷하게 되더라도 관성질량과 감지전극 모두 엇 비슷하게 움직이게 하여 두 전극 사이의 상대 변화는 0이 되도록 하고, 감지방향의 진동에 대해서는 감지방향 스프링의 탄성 성분에 의해 관성 질량만 움직이도록 하여 관성 질량의 감지 방향으로의 위치 변화를 측정함으로서 각속도를 측정하도록 하여, 가진에 의한 노이즈를 줄일 수 있다. 또한 가진운동과 감지운동을 두개의 지지빔(가진 방향 지지빔+감지 방향 지지빔)으로 분리(Decouple)시킴으로써 두 진동 모드의 상호 간섭을 없앨 수 있다. 즉, 기존의 진동형 마이크로자이로스코프의 커다란 문점인 구적법적 에러(Quadrature Error) 문제를 해결할 수 있고, 감지 방향의 진동에 의한 가진 빗살(Comb) 구조의 불안정성을 제거할 수 있으므로 고성능 Z-축 자이로스코프를 제작 할 수 있다.
도 1은 종래의 진동형 마이크로자이로스코프의 동작원리를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 분리된 Z축 자이로스코프의 동작원리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 분리된 Z축 자이로스코프의 실시예를 보여주는 평면도,
도 4a 내지 도 4c는 각각 도 3의 분리된 Z축 자이로스코프의 실시예를 A-A'라인, B-B'라인 및 C-C'라인을 따라 절개한 부분의 단면도들이며,
도 5a 내지 도 5g는 각각 도 3의 실시예를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11. 관성 질량 12. 가진 스프링(가진 방향 지지빔)
13a. 지지 성분 13b. 탄성 성분(감지 방향 지지빔)
14. 감지 전극 15. 지지대
16. 프레임 103. 빗살무늬 구조
105. 고정전극 106. 전극
107. 빗살모양구조 108. 고정전극
110. 관성질량 111. 감지전극
120. 제1지지빔 130. 제2지지빔
140. 감지전극(빗살모양 구조) 150, 160, 108. 지지대(전극)
200. 절연체 300. 금속
400. 유리 기판
Claims (13)
- 지지대;상기 지지대 상에 고정되게 설치되며, 일단이 서로 마주보는 방향으로 연장된 지지빔들;상기 지지빔들의 상기 일단에 연결되어서 상기 지지대 위에 떠 있는 상태에서 진동하는 관성 질량체;상기 관성 질량체의 진동에 의한 위치 변위에 의하여 측정되는 각속도를 감지하는 감지 수단; 및정전기력을 발생시켜 상기 관성 질량체를 상기 지지대에 평행하게 진동시키는 가진 수단;을 구비하되,상기 관성 질량체 및 감지 수단은 가진 방향으로는 서로 동일하게 움직이고 감지 방향으로는 별도로 움직이도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- 제1항에 있어서,상기 관성 질량체 및 감지 수단은 상기 지지빔들에 의하여 하나의 프레임으로 결합된 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- 제2항에 있어서,상기 지지대는 유리 기판으로 형성되고, 상기 프레임은 실리콘 웨이퍼를 양면 식각하여 형성하며, 상기 프레임이 상기 유리 기판 상에 양극 본딩된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- 제3항에 있어서,상기 프레임에 있어서, 상기 관성 질량체 부분은 상기 실리콘 웨이퍼를 양면 식각하여 빗살 구조물을 갖도록 형성하며, 상기 감지 수단 부분은 상기 관성 질량체의 빗살 구조물과 맞물리는 빗살 구조물을 갖도록 상기 실리콘 웨이퍼를 식각하여 형성한 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- 제2항에 있어서,상기 지지빔들은,상기 관성 질량체를 상기 프레임에 결합하여 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 크고 감지방향으로는 강성이 매우 작은 제1지지빔들; 및상기 프레임을 상기 지지대에 결합시켜 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 작고 감지방향으로는 강성이 매우 큰 제2지지빔들;을구비하여 된 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- 제1항에 있어서,상기 지지빔들은,상기 관성 질량체를 상기 지지대에 결합하여 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 크고 감지방향으로는 강성이 매우 작은 제1지지빔들; 및상기 감지 수단을 상기 지지대에 결합시켜 지지하며 가진방향으로는 강성이 매우 작고 감지방향으로는 강성이 매우 큰 제2지지빔들;을구비하여 된 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- 제1항에 있어서,상기 지지대 및 프레임에는 각각 빗살 구조물들이 서로 맞물리도록 형성되어 상기 프레임을 정전기적으로 가진시키는 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- 제1항에 있어서,상기 지지대는 유리 기판으로 형성되고, 상기 관성 질량체는 실리콘 웨이퍼를 양면 식각하여 빗살 구조물을 갖도록 형성하며, 상기 감지 수단은 상기 관성 질량체의 빗살 구조물과 맞물리는 빗살 구조물을 상기 실리콘 웨이퍼를 식각하여 형성하며, 상기 관성 질량체 및 감지 수단은 상기 유리 기판 상에 양극 본딩된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프.
- (가) 웨이퍼의 밑면을 에칭하여 소정 두께의 실리콘 박막을 형성하는 단계;(나) 상기 실리콘 박막 윗면에 선택적으로 식각해서 구멍을 뚫고, 이 구멍에 절연체를 메꾸는 단계;(다) 상기 절연체가 메꾸어진 실리콘 박막을 식각하여 관성 질량체 및 빗살 구조를 형성하는 단계;(라) 상기 관성 질량체 및 빗살 구조의 전면에 금속을 증착하는 단계; 및(마) 상기 웨이퍼 뒤면에 유리 기판을 양극 본딩한 다음, 다이싱(Dicing)해서 개별 칩 분리하면서 전극을 분리하는 단계;를포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프의 제조 방법.
- 제9항에 있어서,상기 웨이퍼는 양면이 폴리싱되어 있는 p+ 또는 n+ 도핑된 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프의 제조 방법.
- 제9항에 있어서,상기 (가) 단계에서 상기 실리콘 박막은 40μm 정도의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프의 제조 방법.
- 제9항에 있어서,상기 (나) 단계에서 상기 절연체는 화학 기상 증착법으로 메꾸는 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프의 제조 방법.
- 제9항에 있어서,상기 (다) 단계에서 상기 관성 질량체 및 빗살 구조물은 건식 식각법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 분리형 Z축 마이크로자이로스코프의 제조 방법.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH07218268A (ja) * | 1994-01-28 | 1995-08-18 | Charles Stark Draper Lab Inc:The | 慣性レートセンサー |
| US5492596A (en) * | 1994-02-04 | 1996-02-20 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method of making a micromechanical silicon-on-glass tuning fork gyroscope |
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH07218268A (ja) * | 1994-01-28 | 1995-08-18 | Charles Stark Draper Lab Inc:The | 慣性レートセンサー |
| US5492596A (en) * | 1994-02-04 | 1996-02-20 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method of making a micromechanical silicon-on-glass tuning fork gyroscope |
| KR19980039046A (ko) * | 1996-11-27 | 1998-08-17 | 이형도 | 진동 자이로 |
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