NO334310B1

NO334310B1 - Sensorkonstruksjon og fremgangsmåte for fremstilling av samme

Info

Publication number: NO334310B1
Application number: NO20014464A
Authority: NO
Inventors: Martin A Schmidt; Howard D Goldberg; Matthew Ip; Arjun Selvakumar; Duli Yu; James L Marsh; Bing-Fai Fung; Philip Simon
Original assignee: Ion Geophysical Corp
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2014-02-03
Also published as: JP2002539444A; EP1169657A1; WO2000055638A1; CA2368127C; JP5420127B2; EP2410344A3; WO2000055652A1; NO20014463D0; EP1674873B1; EP1192419B1; EP1847850A2; AU3631700A; AU3933900A; CA2367983A1; EP1177451B1; DE60034451D1; NO20014461L; EP1169896B8; NO20014464D0; AU3751100A

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Oppfinnelsen angår generelt et akselerometer, og mer spesielt en fremgangsmåte for fremstilling av et akselerometer, hvor fremgangsmåten reduserer nedbøyning av skivelegemer og letter frembringelse av et lavtrykksmiljø inne i akselerometret.

Akselerometre benyttes til å detektere og registrere omgivelses- eller miljødata. Spesielt benyttes akselerometre ofte ved seismiske anvendelser for å innsamle seismiske data. Eksisterende akselerometre lider av en rekke begrensninger. Disse begrensninger omfatter nedbøyning av dekselskiver (eng: cap wafers) på grunn av termisk indusert belastning, og en manglende evne til å oppnå et stort dynamikkområde på grunn av virkningene av brownsk støy, av hvilke begge på ugunstig måte påvirker kvaliteten av data som er erverves ved hjelp av disse akselerometre. Mange eksisterende akselerometre unnlater å tilveiebringe et stort dynamikkområde, sub-mikro-G-nivå-følsomhet, høy støtmotstand og god tverrakseavvisning i en kostnadseffektiv teknologi.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet på å overvinne en eller flere av begrensningene ved de eksisterende akselerometre.

Tidligere kjent teknikk

Av tidligere kjent teknikk nevnes følgende patentdokumenter:

US5367429A som viser en elektrostatisk mikroakselerometer konstruert for å

begrense adhesjon mellom den bevegelige og den stasjonære

elektroden,

DE4132232A som viser en metode for produksjon av kapasitive sensorer, DE4222472A, viser en akselerasjonssensor bestående av en øvre plate, en midtplate

og en nedre plate med en flyttbar elektrode,

US5243861A som viser en kapasitiv type akselerometer, og

US5484073A som fremlegger en metode for produksjon av fjærmontasje for mikro-maskinene sensorer.

Sammendrag

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt et akselerometer som omfatter en målemasse for å detektere akselerasjon, omfattende et hus med et hulrom, en fjærmassemontasje som er anbrakt i hulrommet, og ett eller flere metallelek-trodemønstre som er koplet til fjærmassemontasjen, en toppdekselskive som er koplet til målemassen, omfattende en toppkondensatorelektrode, et toppdekselbalansert metallmønster, en toppdeksel-pressrammeutsparing og toppdeksel-overstøtstøt- fangere, og en bunndekselskive som er koplet til målemassen, omfattende en bunnkondensatorelektrode, et bunndekselbalansert metallmønster, en bunndeksel-pressrammeutsparing og bunndeksel-overstøtstøtfangere.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av et akselerometer, hvor fremgangsmåten omfatter fremstilling av en målemasse for deteksjon av akselerasjon, og som omfatter et hus med et hulrom, og en fjærmassemontasje som er anbrakt i hulrommet, fremstilling av en toppdekselskive, fremstilling av en bunndekselskive, vertikal stabling av målemassen, toppdekselskiven og bunndekselskiven på en tilnærmet parallell måte, bonding av toppdekselskiven til en side av målemassen ved benyttelse av en bondingsprosess, bonding av bunndekselskiven til en annen side av målemassen ved benyttelse av bondingsprosessen, og utførelse av ett eller flere kløvingssnitt på forutbestemte steder på akelerometeret.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for bonding av et akselerometer, hvor fremgangsmåten omfatter fremstilling av en målemasse som omfatter et hus med et hulrom, en fjærmassemontasje som er anbrakt i hulrommet, og en eller flere bindingsringer (eng: bond rings) som er koplet til huset, fremstilling av en toppdekselskive som omfatter en toppbindingsring og en toppdeksel-pressrammeutsparing, fremstilling av en bunndekselskive som omfatter en bunnbindingsring og en bunndeksel-pressrammeutsparing, vertikal stabling av målemassen, toppdekselskiven og bunndekselskiven på en tilnærmet parallell måte, bonding av toppdekselskiven til en side av målemassen ved benyttelse av en bondingsprosess, og bonding av bunndekselskiven til en annen side av målemassen ved benyttelse av bondingsprosessen.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for forming av en skive for å danne komponenter for en sensor, hvor fremgangsmåten omfatter anbringelse av et beskyttelseslag på skiven, mønstring av beskyttelseslaget for å danne et avdekningsområde, anvendelse av ett eller flere etsemidler på avdekningsområdet for å fjerne beskyttelseslaget innenfor avdekningsområdet, anvendelse av ett eller flere etsemidler på avdekningsområdet for å forme skiven til et hus, en målemasse og en eller flere fjærer, og opprettholdelse av etsestopplaget på fjærene.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en sensor for måledata, hvor sensoren omfatter en målemassemontasje omfattende et hus, en målemasse som omfatter en eller flere elektroder, og et antall fjærer for kopling av målemassen til huset, en toppdekselskive som er koplet til målemassemontasjen og som omfatter et stoppdeksel-overstøtstøtfangermønster som er utformet for å redusere adhesjon i sensoren, og en bunndekselskive som er koplet til målemassemontasjen og som omfatter et bunndeksel-overstøtstøtfangermønster som er utformet for å redusere adhesjon i sensoren.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt et metallelek-trodemønster for benyttelse i en sensor, og som omfatter en metallelektrode som omfatter et adhesjonsreduserende mønster.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for dannelse av et adhesjonsreduserende metallelektrodemønster for benyttelse i en sensor, hvor fremgangsmåten omfatter etsing av et overflatemønster på sensorens overflate, og anbringelse av et metall-lag på sensorens overflate omfattende overflatemønsteret, og forming av metallaget for å danne det adhesjonsreduserende metallelektrodemønster.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for dannelse av et metallelektrodemønster omfattende utsparinger med redusert tykkelse for reduksjon av adhesjon mellom metallelektrodemønsteret og overstøtstøtfangere i et akselerometer, hvor fremgangsmåten omfatter dannelse av et nedre metallelektrodemønsterlag, anbringelse av et øvre metallelektrodemønsterlag på toppen av den nedre metallelektrodemønsterlag, og selektiv fjerning av ett eller flere partier av det øvre metallelektrodemønsterlag for å danne utsparingene med redusert tykkelse og avdekke det underliggende, nedre metallelektrodemønsterlag innenfor metallelektrodemønsteret.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for dannelse av et metallelektrodemønster som omfatter hulrom for reduksjon av adhesjon mellom metallelektrodemønsteret og overstøtstøtfangere i et akselerometer, hvor fremgangsmåten omfatter dannelse av et nedre metallelektrode-mønsterlag, anbringelse av et øvre metallelektrodemønsterlag på toppen av det nedre metallelektrodemønsterlag, og selektiv fjerning av ett eller flere partier av det øvre metallelektrodemønsterlag og det nedre metallelektrodemønsterlag for å danne hulrommene innenfor metallelektrodemønsteret.

De foreliggende utførelser av oppfinnelsen tilveiebringer et akselerometer for tilveiebringelse av pålitelige datamålinger. Akselerometeret er vakuumforseglet og omfatter et balansert metallmønster for å hindre forringelse av akselerometerets ytelse. En kløvingsprosess utføres på akselerometeret for å isolere akselerometerets elektriske ledninger. Akselerometeret omfatter videre overstøt-beskyttelsesstøtfangere og mønstrede metallelektroder for å redusere adhesjon (statisk friksjon) under akselerometerets drift.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser en utførelse av et system som benyttes for å innsamle miljødatamålinger,

fig. 2 viser en utførelse av sensorer og kabling som benyttes i systemet på fig. 1,

fig. 3a viser et tverrsnittssideriss av anbringelsen av et akselerometer i sensoren på fig. 1,

fig. 3b viser et tverrsnittstoppriss av anbringelsen av et akselerometer i sensoren på fig. 1,

fig. 4 viser et topp-perspektivriss av en utførelse av akselerometeret på fig. 3a, fig. 5 viser et bunnperspektivriss av akselerometeret på fig. 4,

fig. 6 viser et tverrsnittsriss av akselerometeret på fig. 4,

fig. 7a viser et tverrsnittsriss av en toppdekselskive i akselerometeret på fig. 4, fig 7b viser et toppriss av toppdekselskiven på fig. 7a,

fig. 7c viser et bunnriss av toppdekselskiven på fig. 7a,

fig. 7d viser en utførelse av et arrangement av overstøtstøtfangere på toppdekselskiven på fig. 7a,

fig. 7e viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 7f viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 7g viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 7h viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 7i viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 7j viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 7k viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 71 viser en utførelse av et alternativt arrangement av overstøtstøtfangerne på fig. 7d,

fig. 8a viser et tverrsnittsriss av en bunndekselskive i akselerometeret på fig. 4,

fig. 8b viser et bunnriss av toppdekselskiven på fig. 8a,

fig. 8c viser et toppriss av bunndekselskiven på fig. 8a,

fig. 9a viser et tverrsnittsriss av et masseskivepar i akselerometeret på fig. 4,

fig. 9aa viser et tverrsnittsriss av en toppdeksel-overstøtstøtfanger og en mønstret metallelektrode i akselerometeret på fig. 6,

fig. 9ab viser et tverrsnittsriss av en bunndeksel-overstøtstøtfanger og en mønstret metallelektrode i akselerometeret på fig. 6,

fig. 9ac viser en utførelse av metallelektroder omfattende utsparinger med redusert tykkelse i akselerometeret på fig. 6,

fig. 9ad viser en utførelse av metallelektroder omfattende hulrom i akselerometeret på fig. 6,

fig. 9b viser et toppriss av en toppmassehalvdel av masseskiveparet på fig. 9a, fig. 9c viser et bunnriss av toppmassehalvdelen på fig. 9b,

fig. 9d viser et bunnperspektivriss av toppmassehalvdelen på fig. 9c,

fig. 9e viser et bunnriss av en bunnmassehalvdel av masseskiveparet på fig. 9a,

fig. 9f viser et toppriss av bunnmassehalvdelen på fig. 9e,

fig. 9g viser et topp-perspektivriss av bunnmassehalvdelen på fig. 9e,

fig. 10 viser et flytskjema av en fremstillingsprosess for akselerometeret på fig. 4,

fig. Ila viser en utførelse av de to start-dekselskiver på fig. 10,

fig. 1 lb viser et tverrsnittsriss av en toppdekselskive og en bunndekselskive som er et resultat av dekselskiveprosessen på fig. 10,

fig. lic viser en utførelse av startmasseskivene på fig. 10,

fig. Ild viser et toppriss av en utførelse av et fotomaskeomriss omfattende hjørnekompensasjonsstrukturer som anvendes på startmasseskivene under masseskiveprosessen på fig. 10,

fig. Ile viser et bunnriss av toppstartmasseskiven etter en etsefase av masseskiveprosessen på fig. 10,

fig. llf viser et tverrsnittsriss av toppstartmasseskiven og bunnstartmasseskiven etter en etsefase av masseskiveprosessen på fig. 10,

fig. 1 lg viser et tverrsnittsriss av et bondet masseskivepar under masseskiveprosessen på fig. 10,

fig. llh viser et tverrsnittsriss av det bondede masseskivepar på fig. 1 lg omfattende elektroder og bindingsringer,

fig. 11 ha viser en utførelse av en metallelektrode omfattende en mønstret overflate på en øvre overflate av masseskiveparet på fig. 9a,

fig. 11 hb viser en utførelse av en metallelektrode omfattende en mønstret overflate på en nedre overflate av masseskiveparet på fig. 9a,

fig. llhc viser en utførelse av en mønstret overflate på masseskiveparet på fig. 9a,

fig. 1 lhd viser en alternativ utførelse av den mønstrede overflate på fig. 1 lhc, fig. 1 lhe viser en alternativ utførelse av den mønstrede overflate på fig. 1 lhc, fig. Uhf viser en alternativ utførelse av den mønstrede overflate på fig. 1 lhc, fig. 1 lhg viser en alternativ utførelse av den mønstrede overflate på fig. 1 lhc, fig. 1 lhh viser en alternativ utførelse av den mønstrede overflate på fig. 1 lhc, fig. 1 lhi viser en alternativ utførelse av den mønstrede overflate på fig. 1 lhc, fig. 1 lhj viser en alternativ utførelse av den mønstrede overflate på fig. 1 lhc,

fig. Ili viser et tverrsnittsriss av det bondede masseskivepar på fig. llh omfattende fjærer,

fig. 1 lj viser et tverrsnittsriss av et akselerometer etter bondingsprosessen på fig. 10,

fig. 12a er et sideriss som viser den relative plassering av kløvingssnitt (eng: dicing cuts) på akselerometerbrikken på fig. 6,

fig. 12b viser en illustrasjon av akselerometerbrikken etter at kløvingssnittene på fig. 12a er blitt fullført,

fig. 12c viser en illustrasjon av en utførelse av akselerometeret på fig. 12b etter at en integrert passasje er blitt avdekket, og

fig. 13 viser en illustrasjon av en utførelse av akselerometeret på fig. 12c som er pakket i et hus.

Nærmere beskrivelse av de illustrerende utførelser

Idet det først henvises til fig.l, er det der vist en foretrukket utførelse av et system 100 som er konstruert for å registrere datamålinger. Systemet 100 omfatter fortrinnsvis én eller flere sensorer 105, en styreenhet 110 og kabling 115.

Innenfor systemet 100 benyttes sensorene 105 til å detektere datamålinger. I en foretrukket utførelse benyttes systemet 100 ved seismiske anvendelser for å registrere seismiske datamålinger. Sensorene 105 kan være hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige sensorer, så som f.eks. en geofon, en hydrofon eller et akselerometer. I en foretrukket utførelse er hver av sensorene 105 et akselerometer.

Styrenheten 110 benyttes til å overvåke og styre sensorene 105. Styreenheten 110 er fortrinnsvis koplet til sensorene 105 ved hjelp av kablingen 115. Styreenheten 110 kan være hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige styreenheter som er egnet for styring av sensorene 105, så som f.eks. en anordning for innsamling av seismiske data, en PID-styreenhet eller en mikrostyreenhet. I en foretrukket utførelse er styreenheten 110 en anordning for innsamling av seismiske data.

Kablingen 115 sammenkopler sensorene 105 og styreenheten 110. Kablingen 115 kan være hvilken som helst kabling som er egnet for overføring av informasjon mellom sensorene 105 og styreenheten 110, så som f.eks. en ledning eller fiberoptikk. I en foretrukket utførelse er kablingen 115 en ledning.

Idet det henvises til fig. 2, er det der vist en foretrukket utførelse av inn-rettingen av sensorene 105 og kablingen 115 i systemet 100. Sensorene 105 og kablingen 115 kan være innrettet lineært eller ikke-lineært. I en foretrukket utførelse er sensorene 105 og kablingen 115 innrettet lineært.

Sensorene 105 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige komponenter som er egnet for dannelse av en sensor. Idet det henvises til fig. 3a og 3b, omfatter sensorene 105 i en foretrukket utførelse ett eller flere akselerometre 305, og et hus 315 med et hulrom 320. I en annen foretrukket utførelse omfatter sensorene 105 videre en måleanordning 310. I en foretrukket utførelse omfatter hver av sensorene 105 tre akselerometre 305. Akselerometrene 305 er fortrinnsvis plassert i hulrommet 320 i sensorens 105 hus 315. Akselerometrene 305 kan være koplet til måleanordningen 310, eller de kan operere uavhengig i sensoren 105.1 en foretrukket utførelse operer akselerometrene 305 uavhengig i sensoren 105. Måleanordningen 310 kan være hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige anordninger som er egnet for sammenkopling med akselerometeret 305 for å danne en sensor 105, så som f.eks. en geofon eller en hydrofon. I en foretrukket utførelse er måleanordningen 310 en hydrofon.

Akselerometeret 305 kan omfatte hvilket som helst antall av komponenter som er egnet for å danne et akselerometer. Idet det henvises til fig. 4, 5 og 6, omfatter akselerometeret 305 i en foretrukket utførelse en øvre dekselskive eller toppdekselskive 405, en øvre målemassehalvdel 410, en nedre målemassehalvdel 415, og en nedre dekselskive eller bunndekselskive 420. Driften av akselerometeret 305 tilveiebringes fortrinnsvis i hovedsaken slik som beskrevet i US patent 5 852 242.

Toppdekselskiven 405 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige komponenter som er egnet for forming av en toppdekselskive. Som vist på fig. 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i, 7j, 7k og 71, omfatter toppdekselskiven 405 i en foretrukket utførelse et toppdekselskivelegeme 406, en øvre overflate 407, en nedre overflate 408, en toppkondensatorelektrode 705, en toppbindingsring 707, en toppbindingsoksidring 710, et parasittisk toppdekselspor 715, toppdeksel-overstøtstøtfangere 720, en toppdeksel-pressrammeutsparing 725, et balansert metallmønster 730 i toppdekselet, og en toppdeksel-kontaktpute 735.

Toppdekselskivelegemet 406 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av et dekselskivelegeme, så som f.eks. glass, kvarts, keramikk eller silisium. I en foretrukket utførelse er toppdekselskivelegemet 406 fremstilt av silisium.

Toppkondensatorelektroden 705 benyttes fortrinnsvis for den tidsbaserte multipleksing av elektriske signaler fra en ytre krets. Toppkondensatorelektroden 705 er fortrinnsvis beliggende på den nedre overflate 408 av toppdekselskivelegemet 406, inne i et område som er omskrevet av det parasittiske toppdekselspor 715. Som vist på fig. 7c, omfatter toppkondensatorelektroden 705 i en foretrukket utførelse slisser 706 i hvilke toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 er fremstilt. Toppkondensatorelektroden 705 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av ledende materialer som er egnet for dannelse av en elektrode, så som f.eks. metaller, silisider eller dopede halvledere. I en foretrukket utførelse er toppkondensatorelektroden 705 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er anbrakt på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid.

Toppbindingsringen 707 og toppbindingsoksidringen 710 binder fortrinnsvis toppdekselskiven 405 til toppmålemassehalvdelen 410, og hjelper til å etablere en smal spalte mellom toppkondensatorelektroden 705 og en elektrode som er beliggende på en øvre overflate av toppmålemassehalvdelen 410. Toppbindingsoksidringen 710 tilveiebringer fortrinnsvis elektrisk isolasjon mellom toppdekselskiven 405 og toppmålemassehalvdelen 410. Toppbindingsringen 707 og toppbindingsoksidringen 710 er fortrinnsvis beliggende på den nedre overflate 408 av toppdekselskivelegemet 406. Toppbindingsringen 707 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av materialer som er egnet for dannelse av en bindering, så som f.eks. gull, sølv eller aluminium. I en foretrukket utførelse er toppbindingsringen 707 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er anbrakt på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Bindingsringen 707 kan ha hvilke som helst dimensjoner som er egnet for benyttelse i akselerometeret 305. Som vist på fig. 7a, har bindingsringen 707 i en foretrukket utførelse en bredde dl som er mindre enn bredden av toppdeksel-pressrammeutsparingen 725. I en foretrukket utførelse strekker bindingsringen 707 seg under toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 med en avstand d2. Toppbindingsoksidringen 710 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for fremstilling av en bindingsoksidering, så som f.eks. silisiumdioksid eller dielektrika. I en foretrukket utførelse er toppbindingsoksidringen 710 fremstilt av silisiumdioksid.

Det parasittiske toppdekselspor 715 minimerer fortrinnsvis koplingen av elektrostatisk tilbakekopling av en ekstern lukket-sløyfe-krets til fjærer som er inkludert i toppmålemassehalvdelen 410. Det parasittiske toppdekselspor 715 er fortrinnsvis et spor i den nedre overflate 408 av toppdekselskivelegemet 406. Det parasittiske toppdekselspor 715 omskriver fortrinnsvis toppkondensatorelektroden 705 og er omgitt av toppbindingsoksidringen 710. Det parasittiske toppdekselspor 715 kan omfatte hvilke som helst dimensjoner som er egnet for dannelse av et fyldetsgjørende parasittisk spor. I en foretrukket utførelse måler det parasittiske toppdekselspor 715 mer enn ca. 5u,m i dybde og har en bredde som er bredere enn bredden av fjærene i toppmålemassehalvdelen 410.

Toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 tilveiebringer fortrinnsvis ut-av-plan-støtbeskyttelse for toppmålemassehalvdelen 410. Toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 er fortrinnsvis beliggende på den nedre overflate 408 av toppdekselskivelegemet 406 og er avdekket gjennom utskjæringene 706 i toppkondensatorelektroden 705. Toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av overstøtstøtfangere, så som f.eks. silisiumdioksid eller dielektrika. I en foretrukket utførelse er toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 fremstilt av silisiumdioksid. Som vist på fig. 7a, har toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 i en foretrukket utførelse en bredde wl. Toppdekselskiven 405 kan omfatte hvilket som helst antall av toppdeksel-over-støtstøtfangere 720. Konstruksjonen og utformingen av toppdeksel-overstøtstøt-fangerne 720 kan påvirkes av et vilkårlig antall faktorer. I en foretrukket utførelse utbalanserer konstruksjonen og utformingen av toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 behovet for støtbeskyttelse med behovet for minimal adhesjon mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og et metallelektrodemønster 910 som er beliggende på toppmålemassehalvdelen 410. Adhesjon opptrer når toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 kleber til metallelektrodemønsteret 910 på toppmålemassehalvdelen 410 under driften av akselerometeret 305. Adhesjonen mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og metallelektrodemønsteret som er beliggende på toppmålemassehalvdelen 410, kan forårsakes av hvilket som helst antall av kilder, så som f.eks. trykking av toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 mot metallelektrodemønsteret 910 som er beliggende på toppmålemassehalvdelen 410, Van Der Waals-krefter, elektrostatiske krefter, over-flaterester som skriver seg fra fremstillingen av akselerometeret 305, eller pakningsinduserte spenninger. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 7d, omfatter toppdekselskiven 405 fire støtfangere. I en alternativ utførelse, som vist på fig. 7e, omfatter toppdekselskiven 405 fem toppdeksel-overstøtstøtfangere 720.1 en alternativ utførelse, som vist på fig. 7f, omfatter toppdekselskiven 405 åtte geometrisk anordnede toppdeksel-overstøtstøtfangere 720. I en alternativ utførelse, som vist på fig. 7g, omfatter toppdekselskiven 405 ni geometrisk anordnede toppdeksel-overstøt-støtfangere 720. I en alternativ utførelse, som vist på fig. 7h, omfatter toppdekselskiven 405 ni toppdeksel-overstøtstøtfangere 720 som er anordnet i tre lineære, parallelle rekker hvor hver rekke har tre støtfangere 720.1 en alternativ utførelse, som vist på fig. 7i, omfatter toppdekselskiven 405 tretten geometrisk anordnede topp deksel-overstøtstøtfangere 720. I en alternativ utførelse, som vist på fig. 7j, omfatter toppdekselskiven 405 førtini toppdeksel-overstøtstøtfangere 720. I en alternativ utførelse, som vist på fig. 7k og 71, omfatter toppdekselskivn 405 et antall geometrisk anordnede toppdeksel-overstøtstøtfangere 720 i form av sirkler og rygger.

Toppdeksel-pressrammeutsparingen 725 er fortrinnsvis beliggende på den øvre overflate 407 av toppdekselskivelegemet 406 mellom toppdekselets balanserte metallmønster 730 og toppdekselkontaktputen 735. Toppdeksel-pressrammeutsparingen 725 sikrer fortrinnsvis at bindingskrefter som anvendes under en bondingsprosess lokaliseres til området for toppbindingsoksidringen 710. Ved å lokalisere bindingskrefter til området for toppbindingsoksidringen 710 i stedet for til området for den smale spalte mellom toppkondensatorelektroden 705 og den elektrode som er beliggende på en øvre overflate av toppmålemassehalvdelen 410, opprettholdes den smale spalte mellom elektrodene. Toppdeksel-pressrammeutsparingen 725 kan være dannet ved benyttelse av hvilket som helst antall av behandlingstrinn som egnet for forming av en pressrammeutsparing, så som f.eks. silisiumetsing. I en foretrukket utførelse er toppdeksel-pressrammeutsparingen 725 etset inn i den øvre overflate 407 av toppdekselskivelegemet 406. Toppdeksel-pressrammeutsparingen 725 kan omfatte hvilke som helst dimensjoner som er egnet for dannelse av en pressrammeutsparing. I en foretrukket utførelse måler toppdeksel-pressrammeutsparingen 725 mer enn ca. 20 u,m i dybde, og har en bredde som er bredere enn bredden dl av bindingsringen 707.

Toppdekselkontaktputen 735 er fortrinnsvis beliggende på den øvre overflate 407 av toppdekselskivelegemet 406. Toppdekselkontaktputen 735 er fortrinnsvis tilgjengelig for trådbonding. Toppdekselkontaktputen 735 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en kontaktpute, så som f.eks. gull, aluminium eller sølv. I en foretrukket utførelse er toppdekselkontaktputen 735 fremstilt av gull. I en annen foretrukket utførelse er toppdekselkontaktputen 735 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er anbrakt på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid.

Toppdekselets balanserte metallmønster 730 benyttes til å minimere nedbøyning av toppdekselskivelegemet 406. Nedbøyning av toppdekselskivelegemet 406 er uønsket på grunn av at det har en ugunstig virkning på ytelsen av akselerometeret 305. Nedbøyning av toppdekselskivelegemet 406 er typisk et resultat av forskjeller i varmeutvidelseskoeffisient (TCE) mellom materialet i toppdekselskivelegemet 406 og metallet i toppkondensatorelektroden 705.1 en foretrukket utførelse er materialet i toppdekselskivelegemet 406 silisium. I en foretrukket utførelse er topp dekselets balanserte metallmønster 730 tilnærmet identisk i mønster og tykkelse med toppkondensatorelektroden 705 og er plassert innenfor toppdeksel-pressrammeutsparingen 725, i hovedsaken overfor toppkondensatorelektroden 705. I en foretrukket utførelse omfatter toppdekselets balanserte metallmønster 730 utskjæringer 731 for å kompensere for utskjæringene i toppkondensatorelektroden 705. Denne innretting frembringer fortrinnsvis en balansert metall/silisium/metall-sandwich som hjelper til å minimere TCE-mistilpasningsvirkninger på akselerometerets 305 ytelse.

Den nedre dekselskive eller bunndekselskiven 420 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige komponenter som er egnet for dannelse av en bunndekselskive. Som vist fig. 8a, 8b og 8c, omfatter bunndekselskiven 420 i en foretrukket utførelse et bunndekselskivelegeme 421, en øvre overflate 423, en nedre overflate 422, en bunnkondensatorelektrode 805, en bunnbindingsring 807, en bunnbindingsoksidring 810, et parasittisk bunndekselspor 815, bunndeksel-overstøtstøtfangere 820, en bunndeksel-pressrammeutsparing 825, et balansert bunndeksel-metallmønster 830, en bunndekselkontaktpute 835, og en utvidet dekselloddefeste (ECSA)-metallbindingspute 840.

Bunndekselskivelegemet 421 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av et dekselskivelegeme, så som f.eks. glass, kvarts, keramikk eller silisium. I en foretrukket utførelse er bunndekselskivelegemet 421 fremstilt av silisium.

Bunnkondensatorelektroden 805 benyttes fortrinnsvis for den tidsbaserte multipleksing av elektriske signaler fra en ekstern krets. Bunnkondensatorelektroden 805 er fortrinnsvis beliggende på den øvre overflate 423 av bunndekselskivelegemet 421, innenfor et område som er omskrevet av det parasittiske bunndekselspor 815. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 8c, omfatter bunnkondensatorelektroden 805 utskjæringer 806 i hvilke bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 er fremstilt. Bunnkondensatorelektroden 805 kan fremstilles ved benyttelse av hvilket som helst antall av ledende materialer som er egnet for dannelse av en elektrode, så som f.eks. metaller, silisider eller dopede halvledere. I en foretrukket utførelse er bunnkondensatorelektroden 805 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid.

Bunnbindingsringen 807 og bunnbindingsoksidringen 810 binder fortrinnsvis bunndekselskiven 420 til bunnmålemassehalvdelen 415 og hjelper til å etablere en smal spalte mellom bunnkondensatorelektroden 805 og en elektrode som er beliggende på en nedre overflate av bunnmålemassehalvdelen 415. Bunnbindingsoksidringen 810 tilveiebringer fortrinnsvis elektrisk isolasjon mellom bunn dekselskiven 420 og bunnmålemassehalvdelen 415. Bunnbindingsringen 807 og bunnbindingsoksidringen 810 er fortrinnsvis beliggende på den øvre overflate 423 av bunndekselskivelegemet 421. Bunnbindingsringen 807 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av materialer som er egnet for fremstilling av en bunnbindingsring, så som f.eks. aluminium, sølv eller gull. I en foretrukket utførelse er bunnbindingsringen 807 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. I en foretrukket utførelse har bindingsringen 807 en bredde d4 som er mindre enn bredden av bunndeksel-pressrammeutsparingen 825. I en foretrukket utførelse strekker bindingsringen 807 seg utenfor bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 med en avstand d3. Bunnbindingsoksidringen 810 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for fremstilling av en bindingsoksidring, så som f.eks. dielektrika. I en foretrukket utførelse er bunnbindingsoksidringen 810 fremstilt av silisiumdioksid.

Det parasittiske bunndekselspor 815 minimerer fortrinnsvis koplingen av elektrostatisk tilbakekopling av en ytre lukket-sløyfe-krets til fjærer som er inkludert i bunnmålemassehalvdelen 415. Det parasittiske bunndekselspor 815 er fortrinnsvis et spor i den øvre overflate 423 av bunndekselskivelegemet 421. Det parasittiske bunndekselspor 815 omskriver fortrinnsvis bunnkondensatorelektroden 805 og er omgitt av bunnbindingsoksidringen 810. Det parasittiske bunndekselspor 815 kan omfatte hvilke som helst dimensjoner som er egnet for frembringelse av et fyllestgjørende parasittisk spor. I en foretrukket utførelse måler det parasittiske bunndekselspor 815 mer enn ca. 5 u,m i dybde og har en bredde som er større enn bredden av fjærene i bunnmålemassehalvdelen 415.

Bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 tilveiebringer fortrinnsvis ut-av-plan-støtbeskyttelse for bunnmålemassehalvdelen 415. Bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 er fortrinnsvis beliggende på den øvre overflate 423 av bunndekselskivelegemet 421, og er avdekket gjennom utskjæringene 806 i bunnkondensatorelektroden 805. Bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av overstøtstøtfangere, så som f.eks. dielektrika eller silisiumdioksid. I en foretrukket utførelse er bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 fremstilt av silisiumdioksid. I en foretrukket utførelse har bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 en bredde w2. Bunndekselskiven 420 kan omfatte hvilket som helst antall av bunndeksel-overstøtstøt-fangere 820. Konstruksjonen og utformingen av bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 kan påvirkes av hvilket som helst antall faktorer. I en foretrukket utførelse utbalanserer konstruksjonen og utformingen av bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 behovet for god støtbeskyttelse med behovet for minimal adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og et metallelektrodemønster 915 som er beliggende på bunnmålemassehalvdelen 415. Adhesjon eller statisk friksjon opptrer når bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 henger fast ved metallelektrodemønsteret 915 på bunnmålemassehalvdelen 415 under driften av akselerometeret 305. Adhesjonen mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og metallelektrodemønsteret som er beliggende på bunnmålehalvdelen 415, kan forårsakes av hvilket som helst antall faktorer, så som f.eks. trykking av bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 mot metall-elektrodemønsteret 915 som er beliggende på bunnmålemassehalvdelen 415, Van Der Waals-krefter, elektrostatiske krefter, overflateavfall som skriver seg fra fremstillingen av akselerometeret 305, eller pakningsinduserte spenninger. I en foretrukket utførelse er antallet av bunndeksel-overstøtstøtfangere 820 på bunndekselskiven 420 lik antallet av toppdeksel-overstøtstøtfangere 720 på toppdekselskiven 405, hvis variasjoner er vist fig. 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i, 7j, 7k og 71.

Bunndeksel-pressrammeutsparingen 825 er fortrinnsvis beliggende på den nedre overflate 422 av bunndekselskivelegemet 421 mellom det balanserte bunn-dekselmetallmønster 830 og ytterkanten av den nedre overflate 422. Bunndeksel-pressrammeutsparingen 820 sikrer at bindingskrefter som anvendes under en bindingsprosess, lokaliseres til området for bunnbindingsoksidringen 810. Ved å lokalisere bindingskrefter til området for bunnbindingsoksidringen 810 i stedet for til området for den smale spalte mellom bunnkondensatorelektroden 805 og den elektrode som er beliggende på en nedre overflate av bunnmålemassehalvdelen 415, opprettholdes den smale spalte mellom elektrodene. Bunndeksel-pressrammeutsparingen 825 kan dannes ved benyttelse av hvilket som helst antall behandlingstrinn som er egnet for forming av en pressrammeutsparing, så som f.eks. silisiumetsing. I en foretrukket utførelse er bunndeksel-pressrammeutsparingen 825 etset inn i den nedre overflate 422 av bunndekselskivelegemet 421. Bunndeksel-pressrammeutsparingen 825 kan omfatte hvilke som helst dimensjoner som er egnet for dannelse av en pressrammeutsparing. I en foretrukket utførelse måler bunndeksel-pressrammeutsparingen 825 mer enn ca. 20 u,m i høyde, og har en bredde som er større enn bredden d4 av bindingsringen 807.

Bunndekselkontaktputen 835 er fortrinnsvis beliggende på den nedre overflate 422 av bunndekselskivelegemet 421. Bunndekselkontaktputen 835 er fortrinnsvis tilgjengelig for skiveprøving. Bunndekselkontaktputen 835 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en kontaktpute, så som f.eks. gull, aluminium eller sølv. I en foretrukket utførelse er bunndekselkontaktputen 835 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid.

Det balanserte bunndekselmetallmønster 830 benyttes til å minimere nedbøyning av bunndekselskivelegemet 421. Nedbøyning av bunndekselskivelegemet 421 er uønsket på grunn av at det har en ugunstig innvirkning på akselerometerets 305 ytelse. Nedbøyning av bunndekselskivelegemet 421 er typisk et resultat av differanser i varmeutvidelseskoeffisient (TCE) mellom det materiale som utgjør bunndekselskivelegemet 421, og metallet i bunnkondensatorelektroden 805. I en foretrukket utførelse er det materialet som utgjør bunndekselskivelegemet 406, silisium. I en foretrukket utførelse er det balanserte bunndekselmetallmønster 830 tilnærmet identisk i mønster og tykkelse med bunnkondensatorelektroden 805 og er plassert inne i bunndeksel-pressrammeutsparingen 825, i hovedsaken overfor bunnkondensatorelektroden 805. Som vist på fig. 8b, omfatter det balanserte bunndekselmetallmønster 830 fortrinnsvis utskjæringer 831 som er utformet for å kompensere for utskjæringene 806 i bunnkondensatorelektroden 805. Denne innretting frembringer fortrinnsvis en balansert metall/silisium/metall-sandwich som hjelper til å minimere TCE-mistilpasningsvirkninger på akselerometerets 305 ytelse.

ECSA-metallbindingsputen 840 er fortrinnsvis tilgjengelig for ledende brikke-fastgjøring (eng: conductive die-attach) til en ytre pakke i hvilken akselerometeret 305 er plassert.

Toppmålemassehalvdelen 410 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en målemassehalvdel. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 9a, 9aa, 9ac, 9ad, 9b, 9c og 9d, omfatter toppmålemassehalvdelen 410 en øvre overflate 411, en nedre overflate 412, en eller flere fjærer 905, en toppmålemasse 906, et hus 907, metallelektrode-mønsteret 910, en bindingsring 920 og en toppmassekontaktpute 930.1 en annen foretrukket utførelse omfatter toppmålemassehalvdelen 410 videre et spor 940.

Fjærene 905 kopler fortrinnsvis toppmålemassen 906 til huset 907 og tilveiebringer en ledende bane mellom toppmålemassen 906 og huset 907. Fjærene 905 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av fjærer, så som f.eks. kvarts, metaller eller silisium. I en foretrukket utførelse er fjærene 905 fremstilt av silisium, og er mikromaskinert ut av toppmålemassehalvdelen 410. Fjærene 905 er fortrinnsvis utformet for å opprettholde tverrakseavvisning samtidig som de tilveiebringer sidestøtbeskyttelse for toppmålemassen 906. Fjærene 905 er fortrinnsvis lineære, L-formede fjærer hvis konstruksjon er beskrevet i US-patentene 5 652 384 og 5 777 226.

Toppmålemassen 906 benyttes til å detektere måledata. Toppmålemassen 906 kan benyttes ved enhver anvendelse hvor bruken av denne er egnet. I en foretrukket utførelse benyttes toppmålemassen 906 ved seismiske anvendelser for å detektere akselerasjon. Toppmålemassen 906 er fortrinnsvis koplet til huset 907 ved hjelp av fjærene 905. Toppmålemassen 906 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en målemasse, så som f.eks. metaller, kvarts eller silisium. I en foretrukket utførelse er toppmålemassen 906 fremstilt av silisium, og er mikromaskinert av toppmålemassehalvdelens 410 skive.

Huset 907 omgir toppmålemassen 906 og er koplet til toppmålemassen 906 ved hjelp av fjærene 905. Huset 907 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av et hus, så som f.eks. metaller, kvarts eller silisium. I en foretrukket utførelse er huset 907 fremstilt av silisium og er mikromaskinert av toppmålemassehalvdelens 410 skive.

Metallelektrodemønsteret 910 benyttes for den tidsbaserte multipleksing av elektriske signaler fra en ytre krets. I en foretrukket utførelse omfatter metallelek-trodemønsteret 910 en eneste elektrode. I en foretrukket utførelse er metallelektrode-mønsteret 910 beliggende på den øvre overflate 411 av toppmålemassehalvdelen 410, på toppen av toppmålemassen 906. Metallelektrodemønsteret 910 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av et elektrodemønster, så som f.eks. aluminium, sølv eller gull. I en foretrukket utførelse er metallelektrodemønsteret 910 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Metallelektrodemønsteret 910 kan være av hvilken som helst størrelse eller form som er egnet for forming av et elektrodemønster, så som f.eks. sirkulær, kvadratisk eller rektangulær. Metallelek-trodemønsteret 910 er fortrinnsvis i hovedsaken identisk i størrelse og form med toppkondensatorelektorden 705.1 en alternativ utførelse har metallelektrodemønsteret 910 i hovedsaken samme tykkelse som bindingsringen 920.1 en foretrukket utførelse er tykkelsen av metallelektrodemønsteret 910 og bindingsringen 920 mindre enn tykkelsen av toppbindingsringen 707. Forskjellen i tykkelse mellom metallelektrode-mønsteret 910, bindingsringen 920 og toppbindingsringen 707 reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og metallelektrodemønsteret 910 under driften av akselerometeret 305 ved å redusere trykking av toppdeksel-over-støtstøtfangerne 720 mot metallelektrodemønsteret 910. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. 9aa, omfatter metallelektrodemønsteret 910 ett eller flere mønstre 960a som er utformet for å minimere adhesjon mellom toppdeksel-overstøt-støtfangerne 720 og metallelektrodemønsteret 910 under driften av akselerometeret 305. Mønstrene 960a kan omfatte hvilken som helst form som er egnet for å redusere adhesjon eller statisk friksjon i akselerometeret 305. Mønstrene 960a i metallelek-trodemønsteret 910 reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom toppdeksel-overstøtstøt-fangerne 720 og metallelektrodemønsteret 910 ved å minimere overflatearealet av området for intim kontakt mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og metallelek-trodemønsteret 910. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. 9ac, omfatter metallelektrodemønsteret 910 en eller flere utsparinger 970a med redusert tykkelse i områder hvor toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 kommer i kontakt med metallelek-trodemønsteret 910. Utsparingene 970a med redusert tykkelse i metallelektrode-mønsteret 910 er fortrinnsvis utformet for å redusere adhesjon mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og metallelektrodemønsteret 910. Utsparinene 970a med redusert tykkelse kan være dannet ved benyttelse av hvilken som helst passende metode for forming av utsparinger med redusert tykkelse i metallelektrodemønsteret 910.1 en foretrukket utførelse er utsparingene 970a med redusert tykkelse formet ved å fjerne laget av gull fra metallelektrodemønsteret 910 for å avdekke det underliggende titanlag. Utsparingene 970a med redusert tykkelse kan ha hvilken som helst form som er egnet for å redusere adhesjon i akselerometeret 305. I en foretrukket utførelse er utsparingene 970a med redusert tykkelse bredere enn bredden wl av toppdeksel-over-støtstøtfangerne 720, og er beliggende på metallelektrodemønsteret 910 i områder hvor toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 kommer i kontakt med metallelektrode-mønsteret 910. Utsparingene 970a med redusert tykkelse i metallelektrodemønsteret 910 reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og metallelektrodemønsteret 910 ved å redusere graden av trykking i metallelektrode-mønsteret 910 som opptrer når toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 910. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. 9ad, omfatter metallelektrodemønsteret 910 ett eller flere hulrom 980a. Hulrommene eller fordypningene 980a i metallelektrodmønsteret 910 er fortrinnsvis utformet for å eliminere adhesjon mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og metallelektrode-mønsteret 910. Hulrommene 980a kan være dannet ved benyttelse av hvilken som helst passende metode for forming av hulrom i metallelektrodemønsteret 910. I en foretrukket utførelse er hulrommene 980a dannet ved selektiv fjerning av gull-laget og titanlaget fra metallelektrodemønsteret 910 for å avdekke den underliggende topp-målemassehalvdel 410. Hulrommene 980a kan ha hvilken som helst form som er egnet for å redusere adhesjon eller statisk friksjon i akselerometeret 305. I en foretrukket utførelse er hulrommene 980a bredere enn bredden wl av toppdeksel-overstøt-støtfangerne 720, og er beliggende på metallelektrodemønsteret 910 i områder hvor toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 910. Hulrommene 980a i metallelektrodemønsteret 110 reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 og metallelektrodemønsteret 910 ved å eliminere trykking i metallelektrodemønsteret 910 som opptrer når toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 910.

Bindingsringen 920 letter binding av toppmålemassehalvdelen 410 til toppdekselskiven 405. Bindingsringen 920 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en bindingsring, så som f.eks. gull, aluminium eller sølv. I en foretrukket utførelse er bindingsringen 920 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Bindingsringen 920 er fortrinnsvis beliggende på den øvre overflate 411 av toppmålemassehalvdelen 410, nær den indre kant av huset 907.

Toppmassekontaktputen 930 benyttes fortrinnsvis til å danne elektrisk kontakt med toppmålemassehalvdelen 410. Toppmassekontaktputen 930 kan være beliggende hvor som helst på den øvre overflate 411 av huset 907. I en foretrukket utførelse er toppmassekontaktputen 930 beliggende på den ytre kant av husets 907 øvre overflate 411, på avstand fra metallelektrodemønsteret 910. Toppmassekontaktputen 930 kan være fremstilt av hvilke som helst materialer som er egnet for dannelsen av en kontaktpute, så som f.eks. sølv, aluminium eller gull. I en foretrukket utførelse er toppmassekontaktputen 930 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Toppmassekontaktputen 930 kan omfatte hvilke som helst dimensjoner som er egnet for frembringelse av en kontaktpute. I en foretrukket utførelse er toppmassekontaktputen 930 tilstrekkelig stor til å muliggjøre en konvensjonell trådbonding.

Sporet 940 er fortrinnsvis beliggende på den nedre overflate 412 av huset 907 og strekker seg fra husets 907 ytterkant til husets innerkant. Sportet 940 danner fortrinnsvis en passasje 950 når toppmålemassehalvdelen 410 er bondet eller festet til bunnmålemasshalvdelen 415. Passasjen 950 benyttes fortrinnsvis til å fjerne luft fra et hulrom inne i akselerometeret 305, slik at det frembringes et vakuum eller et lavtrykksmiljø i akselerometeret 305 når akselerometeret er forseglet i en vakuumpakke. Sporet 940 kan være formet på hvilken som helst måte som er egnet for frembringelse av en passasje for ventilering av luft. I en foretrukket utførelse er sporet 940 V-formet. I en foretrukket utførelse er sporet 940 utformet for å tillate den fluidiske strøm av luft fra det indre av akselerometeret 305 under en vakuum-utpumping. Toppmålemassehalvdelen 410 kan omfatte hvilket som helst antall av spor 940.1 en foretrukket utførelse omfatter toppmålemassehalvdelen 410 to spor 940. I en alternativ utførelse omfatter toppmålemassehalvdelen 410 ett spor 940. I en alternativ utførelse omfatter toppmålemassehalvdelen 410 flere spor 940. I en alternativ utførelse omfatter ikke toppmålemassehalvdelen 410 noe spor 940. Formen på sporet 940 kan påvirkes av hvilket som helst antall faktorer. I en foretrukket utførelse er sporet 940 utformet for å oppnå en optimal utpumpingstid for luft som passerer gjennom passasjen 950. Ledningsevnen eller konduktansen for luft gjennom passasjen 950 er fortrinnsvis gitt ved:

hvor

C = ledningsevnen for passasjen 950,

k = Boltzman's konstant,

T = absolutt temperatur,

m = gassatommasse,

A = tverrsnittsareal av passasjen 950,

B = omkrets av passasjens 950 tverrsnittsareal, og

L = lengden av passasjen 950.

Dimensjonene til passasjen 950, så som lengden L, tverrsnittsarealet A og omkretsen B, er fortrinnsvis utformet for å optimere ledningsevnen for luft gjennom passasjen 950. I en foretrukket utførelse frembringer den optimale ledningsevne C gjennom passasjen 950 en optimal utpumpingstid for fjerning av luft fra det indre av akselerometeret 305. Utpumpingstiden er den tid det tar å fjerne tilstrekkelig luft det indre av akselerometeret 305 til å oppnå det ønskede trykk inne i akselerometeret. Utpumpingstiden er fortrinnsvis gitt ved:

hvor:

t = utpumpingstid,

V = volum av de indre hulrom i akelerometeret 305,

S = hastighet av en vakuumpumpe som benyttes til å fjerne luft fra

akselerometeret 305,

C = ledningsevne for passasjen 950 ut fra likning (1),

Pi = innledende trykk i akselerometeret 305 (typisk 1 atm), P = ønsket trykk i akselerometeret 305,

Bunnmålemassehalvdelen 415 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en målemassehalvdel. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 9a, 9ab, 9ac, 9ad, 9e, 9f og 9g, omfatter bunnmålemassehalvdelen 415, en øvre overflate 417, en nedre overflate 416, en eller flere fjærer 911, en bunnmålemasse 912, et hus 913, metallelek-trodemønsteret 915, en bindingsring 925, bunnmassekontaktpute 935 og et spor 945.

Fjærene 911 kopler fortrinnsvis bunnmålemassen 912 til huset 913 og tilveiebringer en ledende bane mellom bunnmålemassen 912 og huset 913. Fjærene 911 kan være fremstilt av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av fjærer, så som f.eks. metaller, kvarts, poly-silisium eller silisium. I en foretrukket utførelse er fjærene 911 fremstilt av silisium og er mikromaskinert av bunnmålemassehalvdelens 415 skive. Fjærene 911 er fortrinnsvis utformet for å opprettholde tverrakse avvisning samtidig som de tilveiebringer sidestøtbeskyttelse for bunnmålemassen 912. Fjærene 911 er fortrinnsvis lineære, L-formede fjærer hvis konstruksjon er beskrevet i US-patentene 5 652 384 og 5 777 226.

Bunnmålemassen 912 benyttes til å detektere måledata. Bunnmålemassen 912 kan benyttes ved hvilken som helst anvendelse hvor bruken av denne er egnet. I en foretrukket utførelse benyttes bunnmålemassen 912 ved seismiske anvendelser for å detektere akselerasjonskrefter. Bunnmålemassen 912 er fortrinnsvis koplet til huset 913 ved hjelp av fjærene 911. Bunnmålemassen 912 kan være fremstilt av hvilket som helst materiale som er egnet for dannelse av en målemasse, så som f.eks. silisium eller kvarts. I en foretrukket utførelse er bunnmålemassen 912 fremstilt av silisium og er mikromaskinert av bunnmålemassehalvdelens 415 skive.

Huset 913 omgir bunnmålemassen 912 og er koplet til bunnmålemassen 912 ved hjelp av fjærene 911. Huset 913 kan være fremstilt av hvilket som helst materiale som er egnet for dannelse av et hus, så som f.eks. kvarts eller silisium. I en foretrukket utførelse er huset 913 fremstilt av silisium og er mikromaskinert av bunnmålemassehalvdelens 415 skive.

Metallelektrodemønsteret 915 benyttes for den tidsbaserte multipleksing av elektriske signaler fra en ytre krets. I en foretrukket utførelse omfatter metallelek-trodemønsteret 915 en eneste elektrode. I en foretrukket utførelse er metallelektrode-mønsteret 915 beliggende på den nedre overflate 416 av bunnmålemassehalvdelen 415, på en overflate av bunnmålemassen 912. Metallelektrodemønsteret 915 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av et elektrodemønster, så som f.eks. sølv, aluminium eller gull. I en foretrukket utførelse er metallelektrodemønsteret 915 dannet av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Metallelek-trodemønsteret 915 kan ha hvilken som helst størrelse eller form som er egnet for forming av et metallelektrodemønster, så som f.eks. sirkulær, kvadratisk eller rektangulær. Metallelektrodemønsteret 915 er fortrinnsvis identisk i størrelse og form med bunnkondensatorelektroden 805. I en foretrukket utførelse har metallelektrode-mønsteret 915 i hovedsaken samme tykkelse som bindingsringen 925.1 en foretrukket utførelse er tykkelsen av metallelektrodemønsteret 915 og bindingsringen 925 mindre enn tykkelsen av bunnbindingsringen 807. Forskjellen i tykkelse mellom metallelek-trodemønsteret 915, bindingsringen 925 og bunnbindingsringen 807 reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og metallelektrode-mønsteret 915 under driften av akselerometeret 305, ved å redusere trykkingen av bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 mot metallelektrodemønsteret 915. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. 9a, omfatter metallelektrodemønsteret 915 ett eller flere mønstre 960b som er utformet for å minimere adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og metallelektrodemønsteret 915 under akselerometerets 305 drift. Mønstrene 960b i metallelektrodemønsteret 915 reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og metallelektrodemønsteret 915 ved å minimere overflatearealet av området for intim kontakt mellom bunndeksel-overstøt-støtfangerne 820 og metallelektrodemønsteret 915. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. 9ac, omfatter metallelektrodemønsteret 915 én eller flere utsparinger 970b med redusert tykkelse i områder hvor bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 915. Utsparingene 970b med redusert tykkelse i metallelektrodemønsteret 915 er fortrinnsvis utformet for å redusere adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og metallelektrodemønsteret 915. Utsparingene 970b med redusert tykkelse kan være formet ved benyttelse av hvilken som helst passende metode for forming av utsparinger med redusert tykkelse i metallelektrodemønsteret 915. I en foretrukket utførelse er utsparingene 970b med redusert tykkelse formet ved fjerning av laget av gull fra metallelektrodemønsteret 915 for å avdekke det underliggende titanlag. Utsparingene 970b med redusert tykkelse kan ha hvilken som helst form som er egnet for reduksjon av adhesjon inne i akselerometeret 305. I en foretrukket utførelse er utsparingene 970b med redusert tykkelse bredere enn bredden w2 av bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820, og er beliggende på metallelektrodemønsteret 915 i områder hvor bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 915. Utsparingene 970b med redusert tykkelse reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og metallelektrodemønsteret 915 ved å redusere graden av trykking i metallelek-trodemønsteret 915 som opptrer når bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 915. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. 9ad, omfatter metallelektrodemønsteret 915 ett eller flere hulrom 980b. Hulrommene 980b i metallelektrodemønsteret 915 er fortrinnsvis utformet for å eliminere adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 og metallelektrode-mønsteret 915. Hulrommene 980b kan være dannet ved benyttelse av hvilken som helst passende metode for forming av hulrom i metallelektrodemønsteret 915. I en foretrukket utførelse er hulrommene 980b dannet ved selektiv fjerning av gull-laget og titan-laget fra metallelektrodemønsteret 915 for å avdekke den underliggende bunn-målemassehalvdel 415. Hulrommene 980b kan ha hvilken som helst form som er egnet for å redusere adhesjon inne i akselerometeret 305.1 en foretrukket utførelse er hulrommene 980b bredere enn bredden w2 av bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820, og er beliggende på metallelektrodemønsteret 915 i områder hvor bunndeksel-over-støtstøtfangerne 820 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 915. Hulrommene 980b reduserer fortrinnsvis adhesjon mellom bunndeksel-overstøtstøt-fangerne 820 og metallelektrodemønsteret 915 ved å eliminere trykking i metallelek-trodemønsteret 915 som opptrer når bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 kommer i kontakt med metallelektrodemønsteret 915.

Bindingsringen 925 letter fortrinnsvis fastgjøring eller bonding av bunnmålemassehalvdelen 415 til bunndekselskiven 420. Bindingsringen 925 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en bindingsring, så som f.eks. gull, aluminium eller sølv. I en foretrukket utførelse er bindingsringen 925 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Bindingsringen 925 er fortrinnsvis beliggende på den nedre overflate 416 av bunnmålemassehalvdelen 415, nær den indre kant av huset 913.

Bunnmassekontaktputen 935 benyttes fortrinnsvis til å frembringe en elektrisk kontakt med bunnmålemassehalvdelen 415. Bunnmassekontaktputen 935 kan være beliggende hvor som helst på den nedre overflate 416 av huset 913. I en foretrukket utførelse er bunnmassekontaktputen 935 beliggende på den ytre kant av husets 913 nedre overflate 416, på avstand fra metallelektrodemønsteret 915. Bunnmassekontaktputen 935 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for dannelse av en kontaktpute, så som f.eks. aluminium, sølv eller gull. I en foretrukket utførelse er bunnmassekontaktputen 935 dannet av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombi nasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Bunnmassekontaktputen 935 kan omfatte hvilke som helst dimensjoner som er egnet for en kontaktpute. I en foretrukket utførelse er bunnmassekontaktputen 935 tilstrekkelig stor til å muliggjøre konvensjonell trådbonding.

Sporet 945 danner en passasje 950 når bunnmålemassehalvdelen 415 er bundet til toppmålemassehalvdelen 410. Passasjen 950 benyttes fortrinnsvis til å fjerne luft fra et hulrom i akselerometeret 305, slik at det frembringes et vakuum inne i akselerometeret 305 når akselerometeret er forseglet i en vakuumpakke. Sporet 945 kan være formet på hvilken som helst måte som er egnet for frembringelse av en passasje for ventilering av luft. I en foretrukket utførelse er sporet 945 V-formet. I en foretrukket utførelse er sporet 945 utformet for å tillate den fluidiske strøm av luft fra det indre av akselerometeret 305 under en vakuumutpumping. Formen på sporet 945 er fortrinnsvis i hovedsaken identisk med formen på sporet 940, slik som beskrevet foran. Sporet 945 er fortrinnsvis beliggende på den øvre overflate 417 av huset 913 og strekker seg fra husets ytre kant til den indre kant av huset. Bunnmålemassehalvdelen 415 kan omfatte hvilket som helst antall spor 945. I en foretrukket utførelse omfatter bunnmålemassehalvdelen 415 to spor 945. I en alternativ utførelse omfatter bunnmålemassehalvdelen 415 ett spor 945. I en alternativ utførelse omfatter bunnmålemassehalvdelen 415 flere spor 945.1 en alternativ utførelse omfatter bunnmålemassen 415 ikke noe spor 945.

Idet det henvises til fig. 10, lia, 11b, lic, lid, lie, llf, llg, llh, llha, llhb, llhc, llhd, llhe, Uhf, llhg, llhh, llhi, llhj, lii, llj, 12a, 12b, 12c og 13, skal det nå beskrives en fremgangsmåte 1000 for fremstilling av akselerometeret 305. I en foretrukket utførelse omfatter fremgangsmåten 1000 for fremstilling av akselerometeret 305 ervervelse av to startdekselskiver i et trinn 1005, forming av de to start-skiver ved benyttelse av en dekselskiveprosess i et trinn 1010, ervervelse av to startmasseskiver et trinn 1020, forming av de to startmasseskiver ved benyttelse av en masseskiveprosess i et trinn 1025, bonding av skivene for å danne akselerometeret 305 ved benyttelse av en bondingsprosess i et trinn 1035, fremstilling av kløvingssnitt på akselerometeret 305 i et trinn 1040, og pakking av akselerometeret 305 i et trinn 1045.

Som vist på fig. Ila, fremstilles de to startdekselskiver 1105a og 1105b i trinnet 1005. I en foretrukket utførelse dimensjoneres og formes de to startdekselskiver 1105a og 1105b på identisk måte. Startdekselskivene 1105a og 1105b kan fremstilles av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer. I en foretrukket utførelse fremstilles startdekselskivene 1105a og 1105b av silisium.

Som vist på fig. 11b, gjennomgår de to startdekselskiver 1105a og 1105b en dekselskiveprosess i trinnet 1010. I en foretrukket utførelse omformer dekselskiveprosessen startdekselskivene 1105a og 1105b til henholdsvis toppdekselskiven 405 og bunndekselskiven 420. I en alternativ utførelse omfatter dekselskiveprosessen en sammenslått maske-mikromaskineringsprosess i hovedsaken som vist i en eller flere av følgende: US-patentsøknad nr. 09/325 835, innlevert 13. juli 1999 og US-patentsøknad nr. 09/352 025, innlevert 13. juli 1999 hvis teknikk innlemmes i den foreliggende beskrivelse ved henvisning.

Som vist på fig. lic, fremstilles de to startmasseskiver 1120a og 1120b i trinnet 1020. I en foretrukket utførelse dimensjoneres og formes de to startmasseskiver 1120a og 1120b på identisk måte. Startmasseskivene 1120a og 1120b kan fremstilles av hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer. I en foretrukket utførelse fremstilles startmasseskivene 1120a og 1120b av silisium. I en foretrukket utførelse omfatter hver av startmasseskivene 1120a og 1120b et etsestopplag 1140a hhv. 1140b. I en foretrukket utførelse omfatter hver av startmasseskivene 1120a og 1120b et etsemaskeringslag 1150a hhv. 1150b.

Som vist på fig. Ild, lie, llf, llg, llh, llha, llhb, llhc, llhd, llhe, Uhf, llhg, llhh, llhi, llhj og lii, gjennomgår de to startmasseskiver 1120a og 1120b i trinnet 1025 en masseskiveprosess som omformer de to startmasseskiver 1120a og 1120b til henholdsvis toppmålemassehalvdelen 410 og bunnmålemassehalvdelen 415. I en foretrukket utførelse er masseskiveprosessen i hovedsaken slik som beskrevet i US-patent 5 484 073. I en alternativ utførelse omfatter masseskiveprosessen en sammenslått maske-mikromaskineringsprosess i hovedsaken slik som beskrevet i US-patentsøknad nr. 09/325 835, innlevert 13. juli 1999, og US-patentsøknad nr. 09/352 025, innlevert 13. juli 1999.

Som vist på fig. Ild, begynner masseskiveprosessen i trinnet 1025 med fotolitografisk mønstring av etsemaskeringslaget 1150a for å frembringe et eksponeringsområde 1160 på 1150a. I en foretrukken utførelse mønstres etsemaskeringslaget 1150a fotolitografisk for å frembringe eksponeringsområdet 1160 i form av toppmålemassen 906, huset 907 og sporene 940. I en foretrukket utførelse omfatter det fotolitografisk mønstrede eksponeringsområde 1160 hjørnekompensa-sjonsstrukturer X og Y.

I en foretrukket utførelse, som vist på fig. Ile, utføres en etseprosess for å forme startmasseskiven 1120a til toppmålemassehalvdelen 410. Etseprosessen kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige prosesser som er egnet for etsing. I en foretrukket utførelse begynner etseprosessen med å fjerne etsemaskeringslaget 1150a fra startmasseskiven 1120 inne i eksponeringsområdet 1160. Etsemaskeringslaget 1150a kan fjernes ved å benytte hvilken som helst passende prosess for fjerning av et etsemaskeringslag, så som f.eks. plasmaetsing. I en foretrukket utførelse fjernes etsemaskeringslaget 1150a fra startmasseskiven 1120a innenfor eksponeringsområdet 1160 ved å benytte en etsevæske. I en foretrukket utførelse avdekker fjerning av etsemaskeringslaget 1150a det materialet av hvilken startmasseskiven 1120a fremstilles. I en foretrukket utførelse er det materialet av hvilket startmasseskiven 1120a fremstilles, silisium. I en foretrukket utførelse hindrer hjørnekompensasjonsstrukturene X etsevæsken i å angripe og korrodere konvekse hjørner innenfor eksponeringsområdet 1160. Hjørnestrukturene Y tillater fortrinnsvis sporene 940 å dannes samtidig under den etseprosess som benyttes til å avgrense målemassen 906 og huset 907. I en foretrukket utførelse reduserer hjørnekompensasjonsstrukturene Y den etsevæske forårsakede hjørneerrosjon i et skjæringspunkt mellom sporene 940 og eksponeringsområdet 1160.

I en foretrukket utførelse anvendes en våtetsingskjemikalie på det avdekkede silisium på startmasseskiven 1120a. Våtetsingkjemikalien kan være hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelig våtetsingskjemikalier som er egnet for etsing av silisium. I en foretrukket utførelse er våtetsingskjemikalien kaliumhydroksid (KOH). Kaliumhydroksidet etser seg fortrinnsvis på kontrollert måte gjennom silisiumet og slutter ved etsestopplaget 1140a på startmasseskiven 1120a. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 11 f, etser kaliumhydroksidet startmasseskiven 1120a til formen av toppmålemassen 406, huset 407 og sporet 940.1 en foretrukket utførelse forblir etsestopplaget 1140a og den bakre overflate av fjærene 905 etter at våtkjemikalie-etseprosessen er blitt fullført. I en alternativ utførelse fjernes etsestopplaget 1140a fra fjærene 905 under våtkjemikalie-etseprosessen.

Etter våtetsingsprosessen fjernes det gjenværende etsemaskeringslag 1150a på startmasseskiven 1120a fra startmasseskiven ved benyttelse av et standard våtetse-middel.

En identisk etseprosess benyttes fortrinnsvis på den andre startmasseskive 1120b for å forme den andre startmasseskive til bunnmålemassehalvdelen 415.

I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 1 lg, festes toppmålemassehalvdelen 410 og bunnmålemassehalvdelen 415 til hverandre for å danne et masseskivepar 1130. Skivebondingsprosessen kan være hvilket som helst antall av bondingsprosesser som er egnet for bonding av toppmålemassehalvdelen 410 og bunnmålemassehalvdelen 415.1 en foretrukket utførelse er skivebondingsprosessen en smeltebondingsprosess. I en foretrukket utførelse innrettes sporet 940 i toppmålemassehalvdelen 410 med sporet 945 i bunnmålemassehalvdelen 415 under skivebondingsprosessen for å danne passasjen 950.

I en foretrukket utførelse av settes et metallag 1142 på den øvre overflate av masseskiveparet 1150, hvilket svarer til den øvre overflate 411 av toppmåle massehalvdelen 410. Dessuten avsettes et metallag 1143 på den nedre overflate av masseskiveparet 1130, hvilket svarer til den nedre overflate 416 av bunnmålemassehalvdelen 415. Metallagene 1142 og 1143 kan omfatte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige materialer som er egnet for frembringelse av et metallag, så som f.eks. aluminium, sølv eller gull. I en foretrukket utførelse er metall-lagene 1142 og 1143 fremstilt av en kombinasjon av gull og titan. I en foretrukket utførelse omfatter kombinasjonen av gull og titan et lag av gull som er beliggende på toppen av et lag av titan. Laget av titan forbedrer fortrinnsvis adhesjonen av gull til silisium og silisiumdioksid. Metallagene 1142 og 1143 mønstres fortrinnsvis ved å benytte et etsemaskeringslag. Etsemaskeringslaget kan være hvilket som helst etsemaskeringslag som er egnet for mønstring av metallag. I en foretrukket utførelse er etsemaskeringslaget fotoresist. Metallagene 1142 og 1143 kan formes til hvilket som helst mønster som er egnet for benyttelse i akselerometeret 305. I en foretrukket ut-førelse, som vist på fig. llh, er metallaget 1142 på den øvre overflate av masseskiveparet 1130 formet for å danne metallelektrodemønsteret 910, bindingsringen 920 og toppmassekontaktputen 930. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. llh, er metallaget 1143 på den nedre overflate av masseskiveparet 1130 formet for å danne metallelekrodemønsteret 915, bindingsringen 925 og bunnmassekontaktputen 935.

Som vist på fig. 11 ha, omfatter metallelektrodemønsteret 910 i en foretrukket utførelse et mønster 960a som er utformet for å redusere adhesjon mellom metallelek-trodemønsteret 910 og toppdeksel-overstøtstøtfangerne 720 under driften av akselerometeret 905. Som vist på fig. 11 hb, omfatter metallelektrodemønsteret 915 i en foretrukket utførelse et mønster 960b som er utformet for å redusere adhesjon mellom metallelektrodemønsteret 915 og bunndeksel-overstøtstøtfangerne 820 under driften av akselerometeret 305. Mønstrene 960a og 960b kan dannes på metallelek-trodemønstrene 910 og 915 ved å benytte hvilket som helst antall av fremgangsmåter som er egnet for frembringelse av mønstre på metallelektrodemønstrene 910 og 915.1 en foretrukket utførelse, som vist på fig. 11 ha, dannes mønsteret 960a ved å etse et mønster inn i den øvre overflate 411 av toppmålemassehalvdelen 410 for å frembringe en mønstret overflate 1165a, og avsette metallaget 1142 på den mønstrede overflate 1165 a. Metallaget 1142 former seg fortrinnsvis til metallelektroden 910 innbefattet mønsteret 960a. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 11 hb, frembringes mønsteret 960b ved å etse et mønster inn i den nedre overflate 416 av bunnmålemassehalvdelen 415 for å frembringe en mønstret overflate 1165b, og avsette metallaget 1143 på den mønstrede overflate 1165b. Metallaget 1143 former seg fortrinnsvis til metallelektroden 915 innbefattet mønsteret 960b. Den mønstrede overflate 1165a som etses inn i den øvre overflate 411 av toppmålemassehalvdelen 410, og den mønstrede overflate 1165b som etses inn i den nedre overflate 416 av bunn målemassehalvdelen 415, kan omfatte hvilket som helst antall av mønstre som er egnet for reduksjon av adhesjonen mellom metallelektrodemønstrene 910 og 915 og overstøtbeskyttelsesstøtfangerne 720 hhv. 820. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. llhc og Uhf, omfatter de mønstrede overflater 1165a og 1165b et antall geometrisk anordnede kvadrater. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. llhd og llhg, omfatter de mønstrede overflater 1165a og 1165b et antall geometriske anordnede sirkler. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. 11 he, omfatter de mønstrede overflater 1165a og 1165b en rekke konsentriske sirkler. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. llhh, omfatter de mønstrede overflater 1165a og 1165b en rekke geometriske anordnede rektangler. I en annen foretrukket utførelse, som vist på fig. llhi og llhj, omfatter de mønstrede overflater 1165a og 1165b en rekke geometrisk anordnede, pai-formede segmenter.

I en foretrukket utførelse, som vist på fig. Ili, er fjærene 905 formet for å kople toppmålemassen 906 til huset 907, og fjærene 911 er formet for å kople bunnmålemassen 912 til huset 913. Fjærene 905 og 911 kan formes ved å benytte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige metoder som er egnet for dannelse av fjærelementer i masseskiveparet 1130. I en foretrukket utførelse formes fjærene 905 og 911 ved benyttelse av en DRIE-plasmaetsingsteknikk. I en foretrukket utførelse er etsingsteknikken i hovedsaken slik som den som er beskrevet i US-patent 5 484 073. Fjærene 905 og 911 er fortrinnsvis lineære, L-formede fjærer hvis konstruksjon er beskrevet i US-patentene 5 652 384 og 5 777 226. Fjærene 905 og 911 er fortrinnsvis utformet for å opprettholde tverrakseavvisning samtidig som de tilveiebringer sidestøtbeskyttelse for henholdsvis toppmålemassen 906 og bunnmålemassen 911. I en foretrukket utførelse forblir etsestopplagene 1140a og 1140b på de bakre overflater av fjærene 905 hhv. 911, etter at plasmaetsingsprosessen er blitt full-ført. Etsestopplagene 1140a og 1149b på fjærene 905 og 911 forbedrer fortrinnsvis ensartetheten av tykkelsen av fjærene 905 og 911. Dessuten forbedrer etsestopplagene 1140a og 1140b på fjærene 905 og 911 fortrinnsvis dimensjonskontrollen av fjærene 905 og 911 under driften av akselerometeret 305. I en annen foretrukket utførelse fjernes etsestopplagene 1140a og 1140b fra fjærene 905 hhv. 911 under plasmaetsingsprosessen.

Som vist på fig. llj, gjennomgår bunndekselskiven 420 og masseskiveparet 1130 i trinnet 1035 fortrinnsvis en bondingsprosess for å forme akselerometeret 305. Bondingsprosessen i trinnet 1035 kan være hvilket som helst antall av bondingsprosesser, så som f.eks. smeltebonding, termokompresjonsbonding, autektisk bonding, anodisk bonding eller glassfrittebonding. I en foretrukket utførelse er bondingsprosessen i trinnet 1035 en termokompresjonsbondingsprosess.

Under bondingsprosessen i trinnet 1035 forbindes toppdekselskiven 405 med den øvre overflate av masseskiveparet 1130, hvilket svarer til den øvre overflate 411 av toppmålemassehalvdelen 410. I en foretrukket utførelse forbindes toppbindingsringen 707 med bindingsringen 920, slik at toppdekselskiven 405 og toppmålemassehalvdelen 410 sammenkoples. Toppbindingsringen 707 og bindingsringen 920 forbindes fortrinnsvis ved benyttelse av termokompresjonsbondingsprosessen.

Toppbindingsoksidringen 710 strekker seg fortrinnsvis under den nedre overflate 408 av toppdekselskivelegemet 406. Som et resultat frembringer bondingsprosessen fortrinnsvis en smal kondensatorelektrodespalte mellom toppkondensatorelektroden 705 og metallelektrodemønsteret 910. Under bondingsprosessen anvendes bindekreftene fortrinnsvis på den øvre overflate 407 av toppdekselskiven 405, på avstand fra toppdeksel-pressrammeutsparingen 725.1 en foretrukket utførelse anbringes toppdeksel-pressrammeutsparingen 725 fortrinnsvis på den øvre overflate 407 av toppdekselskiven 405 på et sted som sikrer at bindingskrefter som anvendes under bondingsprosessen, er lokalisert til bindingsringområdene og borte fra området for den smale kondensatorelektrodespalte.

Under bondingsprosessen i trinnet 1035 forbindes også bunndekselskiven 420 med den nedre overflate av masseskiveparet 1130, hvilket svarer til den nedre overflate 416 av bunnmålemassehalvdelen 415. I en foretrukket utførelse forbindes bunnbindingsringen 807 med bindingsringen 925, slik at bunndekselskiven 420 og bunnmålemassehalvdelen 415 sammenkoples. Bunnbindingsringen 807 og bindingsringen 925 forbindes fortrinnsvis ved benyttelse av termokompresjonsbondingsprosessen.

Bunnbindingsoksidringen 810 strekker seg fortrinnsvis over den øvre overflate 423 av bunndekselskivelegemet 421. Som et resultat frembringer bondingsprosessen fortrinnsvis en smal kondensatorelektrodespalte mellom bunnkondensatorelektroden 805 og metallelektrodemønsteret 915. Under bondingsprosessen anvendes bindingskrefter fortrinnsvis på den nedre overflate 422 av bunndekselskiven 420, på avstand fra bunndeksel-pressrammeutsparingen 825.1 en foretrukket utførelse anbringes bunndeksel-pressrammeutsparingen 825 på den nedre overflate 422 av bunndekselskiven 420 på et sted som sikrer at bindingskrefter som anvendes under bondingsprosessen, er lokalisert til bindingsringområdene og borte fra området med den smale kondensatorelektrodespalte.

Som vist på fig. 12a, 12b og 12c, gjennomgår akselerometeret 305 en kløvingsprosess i trinnet 1040. Kløvingssnitt 1205, 1210, 1215, 1220 dannes fortrinnsvis på forutbestemte steder på akselerometeret 305. Kløvingssnittene 1205, 1210, 1215 og 1220 tjener en rekke forskjellige formål. I en foretrukket utførelse dannes kløvingssnittene 1205, 1215, 1220 for å atskille akselerometerterningen 305 fra en skive 1235, avdekke elektriske ledninger fra elektrodene 910 og 915, atskille de elektriske ledninger, og avdekke passasjen 950. I en annen foretrukket utførelse utføres kløvingssnittet 1210 i tillegg til kløvingssnittene 1205, 1215, 1220 for å atskille akselerometerterningen 305 fra skiven 1235, avdekke elektriske ledninger fra elektrodene 910 og 915, atskille de elektriske ledninger, og avdekke passasjen 950.

I en foretrukket utførelse dannes et snitt 1205 på toppdekselskiven 405. Snittet 1205 strekker seg fortrinnsvis vertikalt gjennom toppdekselskivelegemet 406, hvilket resulterer i fjerning av en del av toppdekselskivelegemet 406.1 en foretrukket utførelse avdekket snittet 1205 toppmassekontaktputen 930. Snittet 1205 kan utføres ved å benytte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige metoder for utførelse av et kløvingssnitt, så som f.eks. benyttelse av en diamantbladskivesag. I en foretrukket utførelse dannes snittet 1205 ved å benytte en diamantbladskivesag.

I en foretrukket utførelse dannes et snitt 1215 som strekker seg vertikalt gjennom toppdekselskivelegemet 406 og inn i toppmålemassehalvdelens 410 hus 907. Snittet 1215 stoppes fortrinnsvis inne i huset 907 før snittet når frem til passasjen 950. Snittet 1215 kan stoppes på hvilken som helst avstand før det når frem til passasjen 950.1 en foretrukket utførelse stoppes snittet 1215 mer enn ca. 0,05 mm fra passasjen 950. Snittet 1215 kan utføres ved å benytte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige metoder for utførelse av et kløvingssnitt, så som f.eks. benyttelse av en diamantbladskivesag. I en foretrukket utførelse dannes snittet 1215 ved å benytte en diamantbladskivesag.

I en foretrukket utførelse dannes et snitt 1220 som strekker seg vertikalt gjennom bunndekselskivelegemet 421 og inn i bunnmålemassehalvdelens 415 hus 913. Snittet 1220 stoppes fortrinnsvis inne i huset 913 før snittet når frem til passasjen 950. Snittet 1220 kan stoppes på hvilken som helst avstand før den når frem til passasjen 950.1 en foretrukket utførelse stoppes snittet 1220 mer enn ca. 0,05 mm fra passasjen 950. Snittet 1220 kan utføres ved å benytte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige metoder for utførelse av et kløvingssnitt, så som f.eks. benyttelse av en diamantbladskivesag. I en foretrukket utførelse dannes snittet 1220 ved å benytte en diamantbladskivesag.

I en alternativ foretrukket utførelse dannes et snitt 1210 på bunndekselskivelegemet 421. Snittet 1210 strekker seg fortrinnsvis vertikalt gjennom bunndekselskivelegemet 421, hvilket resulterer i fjerning av en del av bunndekselskivelegemet 421. I en foretrukket utførelse avdekker snittet 1210 bunnmasskontaktputen 935. Snittet 1210 kan utføres ved å benytte hvilket som helst antall av konvensjonelle, kommersielt tilgjengelige metoder for utførelse av et kløvingssnitt, så som f.eks. benyttelse av en diamantbladskivesag. I en foretrukket utførelse dannes snittet 1210 ved benyttelse av en diamantbladskivesag.

Snittene 1205, 1210, 1215, 1220 kan utføres individuelt, eller snittene 1205, 1210, 1215, 1220 kan dannes i hvilken som helst kombinasjon for å oppnå den akselerometerform som er mest velegnet for en spesiell anvendelse. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 12b, utføres snitt 1205, 1215 og 1220 på akselerometeret 305. I en alternativ utførelse utføres et snitt 1210 på akselerometeret 305 i tillegg til snittene 1205, 1215 og 1220. Snittet 1205 avdekker fortrinnsvis toppmassekontaktputen 930. Snittet 1210 avdekker fortrinnsvis bunnmassekontaktputen 935. Snittene 1215, 1220 frembringer fortrinnsvis et rissefelt 1230 som omgir passasjen 950. Rissefeltet 1230 er fortrinnnsvis festet til en annen terning 1235.

Under kløvingsprosessen kan rissefeltet 1230 forbli festet til akselerometeret 305 og terningen 1235 for å holde akselerometeret 305 hermetisk forseglet, eller rissefeltet 1230 kan snappes for å avdekke passasjen 950 og atskille akselerometeret 305 fra terningen 1235. I en foretrukket utførelse, som vist på fig. 12c, fjernes rissefeltet 1230 for å avdekke passasjen 950 og atskille akselerometeret 305 fra terningen 1235. Den avdekkede passasje 950 benyttes fortrinnsvis som en kanal for fjerning av luft fra det indre av akselerometeret 305 for å frembringe et vakuum i akselerometeret 305 under pakking.

Som vist på fig. 13, pakkes akselerometeret 305 i en pakke 1305 i trinnet 1045. Pakken 1305 kan omfatte hvilket som helst antall pakker som er egnet for lagring av akselerometeret 305.1 en foretrukket utførelse er pakken 1305 et hus. I en annen foretrukket utførelse er pakken 1305 et substrat.

Huset 1305 kan være hvilket som helst antall hus som er egnet for lagring av akselerometeret 305.1 en foretrukket utførelse omfatter huset 1305 et legeme 1310 og et lokk 1315. Huset 1305 er fortrinnsvis en konvensjonell, flerlags keramikkpakke.

Akselerometeret 305 anbringes fortrinnsvis inne i husets 1305 legeme 1310. Akselerometeret 305 kan anbringes i huset 1305 ved benyttelse av hvilket som helst antall metoder som er egnet for fastgjøring av akselerometeret 305 i huset 1305.1 en foretrukket utførelse anbringes akselerometeret 305 i huset 1305 ved benyttelse av en loddeform-festeprosess

Lokket 1315 festes deretter fortrinnsvis til legemet 1310 for å forsegle akselerometeret 305 i huset 1305. I en foretrukket utførelse benyttes en vakuumprosess for å fjerne luft fra huset forut for fastgjøring av lokket 1315 til legemet 1310, slik at det frembringes et vakuum eller en lavtrykksomgivelse i huset 1305. Når passasjen 950 er avdekket, fjernes luft fra det indre av akselerometeret 305 under vakuumprosessen, slik at det frembringes et vakuum inne i akselerometeret 305 i huset 1305.

I en annen foretrukket utførelse utføres bondingsprosessen i trinnet 1035 i et vakuummiljø, slik at det frembringes et vakuum inne i hulrommet i akselerometeret 305 under bondingsprosessen. I denne utførelse er passasjen 950 fortrinnsvis fjernet fra konstruksjonen av akselerometeret 305. Det vakuumforseglede akselerometeret 305 anbringes deretter fortrinnsvis i huset 1305, og huset forsegles ved å feste lokket 1315 til legemet 1310.

Claims

1 Fremgangsmåte for fremstillingen av et følerelement, som omfatter fremstilling av en målemasseskive for deteksjon av akselerasjon, idet målemasseskiven omfatter et massehus som har et hulrom (320) og en passasje for ventilering av luft fra hulrommet og en fjærmassemontasje som er anbrakt i hulrommet, fremstilling av en toppdekselskive (405), fremstilling av en bunndekselskive (420), bonding av toppdekselskiven til en side av målemasseskiven ved benyttelse av en bondingsprosess, bonding av bunndekselskiven (420) til en annen side av målemasseskiven ved benyttelse av bondingsprosessen, og dannelse av ett eller flere kløvingssnitt på forutbestemte steder på føler-elementet, karakterisert vedat kløvingssnittene utføres gjennom toppdekselskiven (405) og bunndekselskiven (420) og inn i målemasseskiven, idet de stopper på en forutbestemt avstand fra passasjen i målemasseskiven.

2 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den omfatter etsing av en overflate av målemasseskiven, anbringelse av et metallag på den etsede overflate, og forming av metallaget for å danne et adhesjonsreduserende elektrodemønster (915).

3 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat fremstilling av toppdekselskiven (405) videre omfatter forming av en pressrammeutsparing (725) i toppdekselskiven.

4 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat fremstilling av bunndekselskiven (420) videre omfatter forming av en pressrammeutsparing (825) i bunndekselskiven.

5 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat passasjen omfatter et V-formet spor (940, 945).

6 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat kløvingssnittene trenger gjennom toppdekselskiven (405) og bunndekselskiven (420), og i det minste delvis gjennom målemasseskiven.

7 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat toppdekselskiven (405) omfatter et balansert metallmønster (910) på en øvre overflate av toppdekselskiven.

8 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat bunndekselskiven (420) omfatter et balansert metallmønster (910) på en nedre overflate av bunndekselskiven.

9 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat fjærmassemontasjen omfatter fjærer (905).

10 Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert vedat fjærene (905) omfatter et etsestopplag (1140a, 1140b) på en eller flere overflater av fjærene.

11 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat målemasseskiven omfatter en eller flere massekontaktputer, og at kløvingssnittene dannes gjennom toppdekselsskiven (405) for å avdekke massekontaktputene på målemasseskiven.

12 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat målemasseskiven omfatter en eller flere massekontaktputer, og at kløvingssnittene dannes gjennom bunndekselskiven (420) for å avdekke massekontakt-puten på målemasseskiven.

13 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat målemassen omfatter en eller flere massekontaktputer og kløv-ingssnittene utføres gjennom toppdekselskiven (405) for å avdekke massekontaktputene på målemasseskiven, og gjennom bunndekselskiven (420) for å avdekke massekontaktputene på målemasseskiven.

14 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den omfatter åpning av passasjen (950) etter at kløvingssnittene er dannet, for å åpne en luftekanal til passasjen.

15 Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedat den omfatter avdekning av passasjen (950) i målemasseskiven, hvor luft fjernes fra hulrommet (320) gjennom passasjen for å frembringe en lavtrykksomgivelse i hulrommet, og hvor passasjen forsegles for å opprettholde lavtrykksomgivelsen inne i hulrommet.

16 Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedat den omfatter pakking av følerelementet i et følerhus og benyttelse av en vakuumprosess for å fjerne i hovedsaken all luft fra følerhuset under pakking, for å frembringe en lavtrykksomgivelse i følerhuset, hvor luft fjernes fra akselerometeret gjennom passasjen (950) under vakuumprosessen, og hvor følerhuset forsegles for å opprettholde lavtrykksomgivelsen.