TWI441773B - 微機電裝置 - Google Patents

Description

微機電裝置

本發明係有關於一種微機電裝置，尤有關於應用電容讀取技術之微機電裝置。

微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)為一個智慧型微小化的系統，用來執行感測、處理或致動的功能。由於微機電系統發展出可將兩個或多重領域的性質，如：電子、機械、光學、化學、生物或磁學等技術整合在單一或多個晶片中的技術，因此以微機電系統之技術製作出的裝置可大幅縮小傳統裝置的體積。

舉例來說，請參考第1圖，其顯示傳統的傾角計/傾角開關100，藉著滾珠110在壓力感測板120上滾動所產生的壓力來計算出此傾角計/傾角開關100所在環境的傾角。此種傳統傾角計/傾角開關100不僅體積大且反應速度慢，若能以微機電系統之技術製作出新式傾角計或傾角開關，應能有效降低體積。

然而，現今以微機電系統之技術製作出的裝置亦存有需改善的問題。舉例來說，請參考第2圖，目前的微機電加速度計中應用電容讀取技術製作出的電容式加速度計200之操作原理是利用兩塊電容板201、202，電容板201位於質量塊203與彈簧204和空氣所組成的二階系統上，可隨著質量塊203移動，另一電容板202則是固定地設置於對應處，連接電容式加速度計200之固定部205，從而藉著兩塊電容板201、202之間的電容值變化量推導出此電容式加速度計200所在環境的加速度值。請參考第3圖，其顯示第2圖之電容式加速度計200之等效結構。從第3圖中可知，由於電容板201、202之運動方向與其延伸方向是彼此垂直，使得彈簧204的位移量幾乎與電容板201、202位移量相同，而使得彈簧204的運動線性範圍受到兩電容板201、202之間間隙寬度的物理限制，比如說電容板201、202之間的間隙的1/3倍之內。

因此，如何改善現有的微機電系統之技術限制並且增加微機電系統之技術應用面實乃亟需研究之課題。

本發明之一目的係在提供一種微機電裝置，透過移動部的第二電極板的延伸方向與其移動方向之間不呈垂直正交的角度關係，增加彈性體可運動範圍。

本發明之另一目的係在提供一種微機電裝置，透過移動部的第二電極板的延伸方向與微機電裝置封裝時的一參考座標軸之間不呈垂直正交的角度關係，改變可讀取第一電容板與第二電容板之間有效電容值之角度範圍。

本發明之再一目的係提供一種微機電裝置，透過彈性體延伸方向與其應用之座標系之一座標軸之間不呈垂直正交的角度關係，改變可讀取第一電容板與第二電容板之間電容值之角度範圍。

依據本發明，提供一種微機電裝置，包括：一微感測模組及一處理電路。微感測模組包括：一固定部、一移動部及至少一彈性體。固定部包括複數個第一電極板，移動部包括至少一第二電極板、至少一第三電極板及一質量塊。第二電極板平行於一第一方向，與第一電極板之間具有一第一距離，第三電極板平行於一第二方向，與第一電極板之間具有一第二距離，質量塊連接第二電極板及第三電極板。彈性體平行於一第三方向，連接固定部及質量塊。處理電路電性連接微感測模組，對應第一距離及第二距離之一關聯性傳送一訊號。其中，當微機電裝置之放置位置改變至一位置上時，第二電極板及第三電極板移動，而改變第一距離及第二距離，第一方向與第三方向及第二方向與第三方向之夾角分別介在6~84度。

依據本發明，提供一種微機電裝置，應用於一座標系，包括：一微感測模組及一處理電路。微感測模組包括一固定部、一移動部及至少一彈性體。固定部包括複數個第一電極板。移動部包括至少一第二電極板、至少一第三電極板及一質量塊。第二電極板與第一電極板之間具有一第一距離，第三電極板與該第一電極板之間具有一第二距離，質量塊連接第二電極板及第三電極板。彈性體連接固定部及質量塊，彈性體平行於一方向，方向與座標系之一座標軸之夾角係介在6~84度。處理電路電性連接微感測模組，對應第一距離及第二距離之一關聯性傳送一訊號。其中，當微機電裝置之放置位置改變至一位置上時，第二電極板及第三電極板移動，而改變第一距離及第二距離。

本發明的微機電裝置應用電容讀取技術，以電容值變化量反應另一物理性質，如：加速度值、加速度方向或其他物理性質，故可藉由讀取到的電容值推導出物理性質之現況。其次，本發明的微機電裝置亦可利用電容變化量作為是否開關作動的依據。因此，本發明的微機電裝置可作為一加速度計、一傾角計、一傾角開關或一陀螺儀等，然不限於此。

本發明的微機電裝置之處理電路較佳包括一比較單元電性連接第二電極板及第三電極板，作為後端訊號處理之用。當第一距離及第二距離改變時，比較單元可產生前述訊號。此訊號可用以反應微機電裝置所處之環境狀態，如：微機電裝置之放置位置、朝向或加速度值，因此，當微機電裝置之放置位置為垂直或水平擺放於座標系中時，處理電路可傳送不同的訊號代表微機電裝置的朝向，如：是正放或倒放，或者是向左或向右。就訊號處理上來說，此訊號較佳為一差分值以增加訊號強度，如：對應第一電極板與第二電極板之間的一第一電容值與第一電極板與第二電極板之間的一第二電容值之一差值，然不限於此。

本發明的第一電極板、第二電極板、第三電極板或彈性體之數量亦可為複數個，其延伸長度並無限制，延伸方向與排列方式亦可作多種變化，故無須限制。舉例來說，第二電極板及第三電極板之延伸方向可互為相反或垂直之方向，即第二方向為第一方向之相反方向，或與第一方向彼此垂直。第一電極板與第二電極板之排列方式的變化之一例為：第二電極板之間分別設置一對第一電極板，其另一例為：第一電極板與第二電極板之間是彼此交錯排列。彈性體之數量為多個時，較佳是對稱排列，以維持系統較佳的結構穩定性。

其次，在本發明之一實施態樣中，微機電裝置可依需求設置另一微感測模組旁設於前一微感測模組，然而為了有效利用此二微感測模組，可將此二微感測模組之彈性體設置為彼此垂直，如：一為左上至右下方向、另一為右上至左下方向，並使此二微感測模組之第二電極板設置為彼此垂直。由於設置兩個微感測模組需要佔用較大面積製作微機電裝置，為了減少佔用面積，在本發明之另一實施態樣中，微機電裝置之移動部可額外包括至少一第四電極板及至少一第五電極板以增強訊號，第四電極板及第五電極板之延伸方向與彈性體的延伸方向(第三方向)之夾角分別介在6~84度，並設置四個對稱的彈性體。與第二電極板及第三電極板類似地，第四電極板及第五電極板之數目、延伸長度及排列方式亦可作多種變化。例如：以第四電極板和第五電極板來說，其等延伸方向可為彼此為相反方向或者是彼此垂直。排列方式亦可作類似變化，在此不再贅述。

在本發明之一實施態樣中，使第二電極板與第三電極板之延伸方向不與彈性體延伸方向垂直，因此彈性體的位移量與電容板位移量係呈一定比例。如此可放大彈性體運動線性範圍的物理限制，使得彈性體的一最大位移量大於第二電極板之間的間隔距離的1/3倍，如：彈性體的一最大位移量為間隔距離的1/3*sinθ倍，θ代表第一方向或第二方向與第三方向之夾角，因此可知第一方向與第三方向及第二方向與第三方向之夾角最佳是45度。

若在本發明之一實施態樣中，對照於本發明的微機電裝置封裝時所依據的一座標系，彈性體之延伸方向(第三方向)平行於上述座標系之一參考座標軸時，由於此時移動部上的第二電極板與第三電極板之延伸方向(第一方向與第二方向)與座標系之參考座標軸之間存在6~84度之夾角，如此可改變在此座標系中讀取到第一電容板與第二電容板之間有效電容值之角度範圍。舉例來說，當此微機電裝置在此座標系中無論是以垂直或水平擺放方式放置以及不管是正放、倒放、向左或向右等朝向所讀取到的電容值皆有效代表其在環境中的傾角，因此可作為良好傾角計使用。

然而，在本發明之另一實施態樣中，對照於本發明的微機電裝置所應用之座標系來說，本發明的微機電裝置之彈性體之延伸方向可與座標系之參考座標軸之間存在6~84度之夾角，此夾角更佳地為45度。此時，雖然並無限制移動部上的第二電極板與第三電極板之延伸方向(第一方向與第二方向)與座標系之參考座標軸之間的夾角度數，但當此微機電裝置在此座標系中無論是以垂直或水平擺放方式放置以及不管是正放、倒放、向左或向右等朝向時，所讀取到的電容值亦可有效代表其在環境中的傾角，因此亦可作為良好傾角計使用。

此外，本發明之微機電裝置可選擇性地設置一Z軸感測模組包括兩個感測電極，分別位於不同的垂直高度上，以增進Z軸朝向的判讀性。

是故，從上述中可以得知，本發明之微機電裝置可藉由改變電極板延伸方向與彈性體之間的夾角大小，以增加彈性體可運動範圍，而增加微機電裝置可偵測空間。其次，亦可透過移動部的第二電極板的延伸方向與微機電裝置封裝時的一參考座標軸之間不呈垂直正交的角度關係或改變彈性體與微機電裝置之應用座標系的座標軸之間的夾角大小，而改變可讀取第一電容板與第二電容板之間電容值之角度範圍。

為進一步說明各實施例，本發明乃提供有圖式。此些圖式乃為本發明揭露內容之一部分，其主要係用以說明實施例，並可配合說明書之相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域具有通常知識者應能理解其他可能的實施方式以及本發明之優點。圖中的元件並未按比例繪製，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。

首先請一併參考第4圖，其中第4圖顯示依據本發明第一實施例製造之微機電裝置之一示意圖，第5圖顯示依據本發明第一實施例製造之微機電裝置之一微感測模組之一等效結構示意圖。微機電裝置1為應用電容讀取技術，以電容值變化量反應另一物理性質，如：加速度值、加速度方向或其他物理性質之裝置，故可藉由讀取到的電容值推導出物理性質之現況或者利用電容變化量作為是否開關作動的依據。在此示例的微機電裝置1為一晶片，是以XY座標軸所形成的座標系封裝，其可作為一加速度計、一傾角計、一傾角開關或一陀螺儀等，然不限於此。如圖中所示，本實施例的微機電裝置1包括兩個設置在彼此旁邊的微感測模組10、20及一處理電路30。處理電路30設置在微感測模組10、20外的區域，且電性連接微感測模組10、20。

微感測模組10包括一固定部11、一移動部12及二彈性體13。固定部11連接晶片之主要本體，為固定不動之部分，本實施例的固定部11上設置有多個彼此平行的第一電極板11A。移動部12則是微感測模組10中的懸浮部分，藉著彈性體13連接於固定部11，因此可些許位移。在本實施例中，移動部12上設置有多個彼此平行之第二電極板12A及第三電極板12B和一質量塊12C，第二電極板12A及第三電極板12B接之延伸長度並無限制，其一端皆連接於質量塊12C。第二電極板12A平行於A方向，與第一電極板11A之間是彼此交錯的方式排列，其間的間距為距離d_A 。第三電極板12B平行於B方向，與第一電極板11A之間的間距為距離d_B 。A方向與B方向為彼此相反的方向。由於第一電極板11A、第二電極板12A及第三電極板12B之材質或彼此之間的距離d_A 、d_B 可影響讀取到的電容值強度，因此較佳是選用金屬製作的平板，以獲得較明顯的電容讀取值。質量塊12C連接第二電極板12A及第三電極板12B，且較佳為一佔移動部12相當比例質量之物體，其外形或尺寸並無限定，在第4圖及第5圖中所顯示之質量塊12C僅為示例。二彈性體13皆平行於C方向，分別連接在質量塊12C兩端，並與固定部11相連。第二電極板之延伸方向(A方向)與彈性體延伸方向(C方向)及第三電極板之延伸方向(B方向)與彈性體延伸方向(C方向)之夾角分別介在6~84度之間，本實施例是以此些夾角是45度時的情況為例，並不以此為限。由於在本實施例的微感測模組10中，僅有兩個彈性體13連接在質量塊12C與固定部11之間，質量塊12C的移動方向會平行於彈性體13的延伸方向。

微感測模組20之內部結構與微感測模組10之內部結構對稱，為了節省篇幅，在此主要描述內部結構之間的差異之處，其他雷同之處不再贅述。微感測模組20之彈性體23的延伸方向與微感測模組10之彈性體13的延伸方向垂直，更特定地說，微感測模組20之彈性體23的延伸方向為左上至右下，而微感測模組10之彈性體13的延伸方向為右上至左下，而微感測模組10之第二電極板12A係垂直於微感測模組20之第二電極板22A。

當微機電裝置1改變其在XY座標系中之放置位置時，會受到一加速度時，懸浮的移動部12會依據牛頓第二運動定律受到一施力，此施力會施加於質量塊12C與彈性體13和空氣所組成的二階系統上，使得質量塊12C移動而改變彈性體13之長度。質量塊12C移動時會帶動與之連接的第二電極板12A及第三電極板12B往同方向移動，因此改變距離d_A 與距離d_B 。此時處理電路30會對應距離d_A 及距離d_B 之一關聯性傳送一訊號，比如說：第一電極板11A與第二電極板12A之間的電容值會受到距離d_A 之改變影響，而第一電極板11A與第三電極板12B之間的電容值會受到距離d_B 之改變影響，因此，處理電路30可依據讀取到的電容值改變量傳送對應的訊號，然而訊號處理的方式亦可有其他變化，並不限於此。

此外，由於本實施例中，微感測模組10、20中的第二電極板12A、22A與第三電極板12B、22B之延伸方向不與彈性體13、23延伸方向垂直，因此彈性體13的位移量與第二電極板12A、22A及第三電極板12B、22B位移量係呈現一定比例，使得彈性體13、23位移量大於第二電極板12A、22A及第三電極板12B、22B之間的間距d_A 、d_B 的改變量。如此可放大彈性體13、23運動線性範圍的物理限制，使得彈性體13、23的一最大位移量大於第二電極板12A、22A及第三電極板12B、22B之間的間隔距離d_A 、d_B 的1/3倍。根據三角函數計算，可容許彈性體13、23的一最大位移量為間隔距離的1/3*sinθ倍，θ代表A方向或B方向與C方向之夾角，因此可知A方向與C方向及B方向與C方向之夾角為45度時，可最佳放大彈性體13、23的最大位移量。

另請參考第6圖，其顯示依據本發明第二實施例製造之微機電裝置之一等效結構示意圖。為了節省篇幅，在此僅描述本實施例與第一實施例差異之處。如圖中所示，本實施例的微感測模組10中的第二電極板12A及第三電極板12A與第一電極板11A的排列方式有所變化，使得第二電極板12A之間分別設置一對第一電極板11A，如此第二電極板12A兩側的第一電極板11A與第二電極板12A皆可能產生電容值變化而增加系統的信賴度。

由於設置兩個微感測模組需要佔用較大面積製作微機電裝置，為了減少佔用面積，本發明另提出一實施例。請參考第7圖，其顯示依據本發明第三實施例製造之微機電裝置之一示意圖。為了節省篇幅，在此僅描述本實施例與第一實施例差異之處。如圖中所示，微機電裝置2僅具有一個微感測模組40，其包括一固定部41、一移動部42及四彈性體43。移動部42中除了具有多個彼此平行之第二電極板42A及第三電極板42B和一質量塊42E之外，還具有多個彼此平行之第四電極板42C及第五電極板42D以增強訊號。第四電極板42C及第五電極板42D之延伸方向與彈性體43延伸方向之間的夾角分別介在6~84度。與第二電極板42A及第三電極板43B類似地，第四電極板42C及第五電極板42D之數目、延伸長度及排列方式亦可作多種變化。例如：以第四電極板42C和第五電極板42D來說，其等延伸方向可為彼此為相反方向或者是彼此垂直。排列方式亦可作類似變化，在此不再贅述。對照於本實施例的微機電裝置2封裝時所依據的XY座標系，彈性體43之延伸方向平行於上述座標系之X、Y座標軸。由於此時移動部42上的第二電極板42A、第三電極板43B、第四電極板42C和第五電極板42D之延伸方向與XY座標系之X、Y座標軸之間存在6~84度之夾角，因此在朝向或背離X、Y座標軸方向時，第二電極板42A、第三電極板43B、第四電極板42C和第五電極板42D與第一電極板(圖中未示)之間的電容值皆不為零而可有讀取到有效值，如此可改變在讀取到有效電容值之角度範圍。

其次，本實施例的微機電裝置2之處理電路50包括一比較單元(圖中未示)電性連接第二電極板42A、第三電極板42B、第四電極板42C及第五電極板42D，作為後端訊號處理之用。在本實施例中，比較單元對應第一電極板與第二電極板42A之間讀取到的電容值C_A 及第一電極板與第三電極板42B之間讀取到的電容值C_B 的差分值產生一訊號，並對應第一電極板與第四電極板42C之間讀取到的電容值C_C 及第一電極板與第五電極板42D之間讀取到的電容值C_D 的差分值產生另一訊號，即：訊號1：當C_B >C_A ，則輸出1，否則輸出0；訊號2：當C_C >C_D ，則輸出1，否則輸出0；以此兩訊號作為XY兩軸位置判斷的依據。

微機電裝置2改變其在XY座標系中之放置位置而受到一加速度時，舉例來說：微機電裝置2之放置位置改為「垂直擺放、正放」於XY座標系中時，質量塊42E會因加速度的作用往-Y的方向移動，並帶動連接其上的第二電極板42A、第三電極板42B、第四電極板42C及第五電極板42D一併往此方向移動。此時，對於第二電極板42A來說，其與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C_A 變小，而第三電極板42B與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_B 變大。因此，C_B >C_A ，比較單元產生的第一個訊號為1。另一方面，由於第四電極板42C與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_C 變大，而第五電極板42D與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C_D 變小。因此，C_C >C_D ，比較單元產生的第二個訊號為1。因此傳送(1,1)之訊號。

若將微機電裝置2改放在「垂直擺放、倒放」的位置上時(相當於將第7圖上下顛倒看)，第二電極板42A與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_A 變大，而第三電極板42B與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C_B 變小。因此，C_A >C_B ，比較單元產生的第一個訊號為0。另一方面，由於第四電極板42C與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C_C 變小，而第五電極板42D與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_D 變大。因此，C_D >C_C ，比較單元產生的第二個訊號為0。因此傳送(0,0)之訊號。對於微機電裝置2改放在「水平擺放、朝左」或「水平擺放、朝右」時，亦可分別傳送(1,0)及(0,1)之訊號。因此，從本例中可以看出本實施例的微機電裝置2之放置位置為垂直或水平擺放於XY座標系中時，處理電路50確實可傳送不同的訊號代表微機電裝置2的朝向，如：是正放或倒放，或者是向左或向右，而可有效代表微機電裝置2在環境中的傾角，因此可作為良好傾角計使用。

另請參考第8圖，其顯示依據本發明第四實施例製造之微機電裝置之一示意圖。為了節省篇幅，在此僅描述本實施例與第三實施例差異之處。如圖中所示，本實施例的微機電裝置3應用於XY座標系，包括一微感測模組60及一處理電路50。微感測模組60包括一固定部61、一移動部62及四彈性體63。第二電極板62A、第三電極板62B、第四電極板62C和第五電極板62D之延伸方向與XY座標系之X、Y座標軸之間的夾角度數並無限制，而彈性體的延伸方向S₁ 、S₂ 與X、Y座標軸之夾角係介在6~84度。對照於XY座標系來說，彈性體的延伸方向S₁ 、S₂ 與X、Y座標軸之夾角在此示例為45度。微機電裝置3在XY座標系中無論是以垂直或水平擺放方式放置以及不管是正放、倒放、向左或向右等朝向時，所讀取到的電容值亦可有效代表其在環境中的傾角，因此亦可作為良好傾角計使用。舉例來說，以第8圖所示的「垂直擺放、正放」的位置來說，由於質量塊42E會往-Y方向移動，使得第二電極板62A與第一電極板(圖中未示)之間的距離變大，因此電容值C_A 變小，而第三電極板62B與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_B 變大。因此，C_B >C_A ，比較單元產生的第一個訊號為1。另一方面，由於第四電極板62C與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_C 變大，而第五電極板62D與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C_D 變小。因此，C_C >C_D ，比較單元產生的第二個訊號為1。因此傳送(1,1)之訊號。

相反地，若將微機電裝置3改放在「垂直擺放、倒放」的位置上時(相當於將第8圖上下顛倒看)，此時第二電極板62A與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_A 變大，而第三電極板62B與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C_B 變小。因此，C_A >C_B ，比較單元產生的第一個訊號為0。另一方面，由於第四電極板62C與第一電極板之間的距離變大，因此電容值C_C 變小，而第五電極板62D與第一電極板之間的距離變小，因此電容值C_D 變大。因此，C_D >C_C ，比較單元產生的第二個訊號為0。因此傳送(0,0)之訊號。相對於「水平擺放、朝左」或「水平擺放、朝右」時，亦可分別傳送(1,0)及(0,1)之訊號，在此不再贅述。

另請參考第9圖，其顯示依據本發明第五實施例製造之微機電裝置之Z軸感測模組70之一剖面示意圖。為了更增進辨識「垂直擺放、正放」及「垂直擺放、倒放」的能力，本發明中之任一實施例皆可更增加Z軸感測模組70之結構。如圖中所示，Z軸感測模組70包括兩個感測電極71、72，感測電極71、72分別位於不同的垂直高度上，且感測電極71、72之間並非垂直對應，而傾斜有一角度，因此在量測Z軸方向上亦可收增加微機電裝置可偵測空間之效。

是故，從上述中可以得知，本發明之微機電裝置可藉由改變電極板延伸方向與彈性體之間的夾角大小，以增加彈性體可運動範圍，而增加微機電裝置可偵測空間。其次，亦可透過移動部的第二電極板的延伸方向與微機電裝置封裝時的一參考座標軸之間不呈垂直正交的角度關係或改變彈性體與微機電裝置之應用座標系的座標軸之間的夾角大小，而改變可讀取第一電容板與第二電容板之間電容值之角度範圍。

以上敍述依據本發明多個不同實施例，其中各項特徵可以單一或不同結合方式實施。因此，本發明實施方式之揭露為闡明本發明原則之具體實施例，應不拘限本發明於所揭示的實施例。進一步言之，先前敍述及其附圖僅為本發明示範之用，並不受其限囿。其他元件之變化或組合皆可能，且不悖于本發明之精神與範圍。

1、2、3．．．微機電裝置

10、20、40、60．．．微感測模組

11、41、61．．．固定部

12、42、62．．．移動部

13、23、43、63．．．彈性體

30、50．．．處理電路

70．．．Z軸感測模組

71、72．．．感測電極

100．．．傳統的傾角計/傾角開關

120．．．壓力感測板

200．．．傳統的電容式加速度計

201、202．．．電容板

203．．．質量塊

204．．．彈簧

205．．．固定部

11A．．．第一電極板

12A、22A、42A、62A．．．第二電極板

12B、22B、42B、62B．．．第三電極板

12C、42E．．．質量塊

42C、62C．．．第四電極板

42D、62D．．．第五電極板

A、B、C．．．方向

d_A 、d_B ．．．距離

X、Y．．．座標軸

C_A 、C_B 、C_C 、C_D ．．．電容值

S₁ 、S₂ ．．．彈性體的延伸方向

第1圖顯示傳統的傾角計/傾角開關之一俯視圖。

第2圖顯示傳統電容式加速度計之一結構示意圖。

第3圖顯示第2圖之電容式加速度計之一等效結構之示意圖。

第4圖顯示依據本發明第一實施例製造之微機電裝置之一示意圖。

第5圖顯示依據本發明第一實施例製造之微機電裝置之一微感測模組之一等效結構示意圖。

第6圖顯示依據本發明第二實施例製造之微機電裝置之一等效結構示意圖。

第7圖顯示依據本發明第三實施例製造之微機電裝置之一示意圖。

第8圖顯示依據本發明第四實施例製造之微機電裝置之一示意圖。

第9圖顯示依據本發明第五實施例製造之微機電裝置之Z軸感測模組之一剖面示意圖。

10．．．微感測模組

11．．．固定部

13．．．彈性體

11A．．．第一電極板

12A．．．第二電極板

12B．．．第三電極板

12C．．．質量塊

A、B、C．．．方向

d_A 、d_B ．．．距離

Claims (23)

1. 一種微機電裝置，包括：一微感測模組，包括：一固定部，包括複數個第一電極板；一移動部，包括：至少一第二電極板，平行於一第一方向，與該第一電極板之間具有一第一距離；至少一第三電極板，平行於一第二方向，與該第一電極板之間具有一第二距離；一質量塊，連接該第二電極板及該第三電極板；及至少一彈性體，平行於一第三方向，連接該固定部及該質量塊；及一處理電路，電性連接該微感測模組，對應該第一距離及該第二距離之一關聯性傳送一訊號；其中，當該微機電裝置之放置位置改變至一位置上時，該第二電極板及該第三電極板移動，而改變該第一距離及該第二距離，該第一方向與該第三方向及該第二方向與該第三方向之夾角分別介在6~84度。
2. 如專利申請範圍第1項之微機電裝置，其中該第三方向平行於該微機電裝置封裝時所依據的一座標系之一參考座標軸。
3. 如專利申請範圍第1項之微機電裝置，其中該第一方向與該第三方向之夾角係為45度。
4. 如專利申請範圍第1項之微機電裝置，其中該第二方向為該第一方向之相反方向。
5. 如專利申請範圍第1項之微機電裝置，其中該第二方向與該第一方向彼此垂直。
6. 如專利申請範圍第1項之微機電裝置，其中該第一電極板及該第二電極板之數量係為複數個，該些第二電極板之間分別設置一對該些第一電極板，該些第二電極板之間距離一間隔距離。
7. 如專利申請範圍第1項之微機電裝置，其中該第一電極板及該第二電極板之數量係為複數個，該些第一電極板與該些第二電極板是彼此交錯排列，該些第二電極板之間距離一間隔距離。
8. 如專利申請範圍第6項或第7項之微機電裝置，其中該彈性體的一最大位移量大於該間隔距離的1/3倍。
9. 如專利申請範圍第6項或第7項之微機電裝置，其中彈性體的一最大位移量為該間隔距離的1/3*sinθ倍，θ代表該第一方向或該第二方向與該第三方向之夾角。
10. 如專利申請範圍第1項之微機電裝置，其中該移動部更包括至少一第四電極板及至少一第五電極板，該第四電極板及該第五電極板與該第三方向之夾角分別介在6~84度。
11. 一種微機電裝置，應用於一座標系，包括：一微感測模組，包括：一固定部，包括複數個第一電極板；一移動部，包括：至少一第二電極板，與該第一電極板之間具有一第一距離；至少一第三電極板，與該第一電極板之間具有一第二距離；一質量塊，連接該第二電極板及該第三電極板；及至少一彈性體，連接該固定部及該質量塊，該彈性體平行於一方向，該方向與該座標系之一座標軸之夾角係介在6~84度；及一處理電路，電性連接該微感測模組，對應該第一距離及該第二距離之一關聯性傳送一訊號；其中，當該微機電裝置之放置位置改變至一位置上時，該第二電極板及該第三電極板移動，而改變該第一距離及該第二距離。
12. 如專利申請範圍第2項或第11項之微機電裝置，其中當該微機電裝置之放置位置為垂直擺放於該座標系中時，該處理電路傳送不同的該訊號代表該微機電裝置是正放或倒放。
13. 如專利申請範圍第2項或第11項之微機電裝置，其中當該微機電裝置之放置位置為水平擺放於該座標系中時，該處理電路傳送不同的該訊號代表該微機電裝置是向左或向右。
14. 如專利申請範圍第4項或第11項之微機電裝置，其更包括另一微感測模組旁設於該微感測模組，該微感測模組之該彈性體係垂直於該另一微感測模組之該彈性體。
15. 如專利申請範圍第14項之微機電裝置，其中該微感測模組之該彈性體之延伸方向是左上至右下方向，另一微感測模組之該彈性體之延伸方向是右上至左下方向。
16. 如專利申請範圍第14項之微機電裝置，其中該微感測模組之該第二電極板係垂直於該另一微感測模組之該第二電極板。
17. 如專利申請範圍第1項或第11項之微機電裝置，其中該處理電路更包括：一比較單元，電性連接該第二電極板及該第三電極板，當該第一距離及該第二距離改變時，該比較單元產生該訊號。
18. 如專利申請範圍第17項之微機電裝置，其中該訊號對應該第一電極板與該第二電極板之間的一第一電容值與該第一電極板與該第二電極板之間的一第二電容值之一差值。
19. 如專利申請範圍第1項或第11項之微機電裝置，其中該微機電裝置係為一加速度計、一傾角計或一傾角開關。
20. 如專利申請範圍第11項之微機電裝置，其中該第一電極板及該第二電極板之數量係為複數個，該些第二電極板之間分別設置一對該些第一電極板，該些第二電極板之間距離一間隔距離。
21. 如專利申請範圍第11項之微機電裝置，其中該第一電極板及該第二電極板之數量係為複數個，該些第一電極板與該些第二電極板是彼此交錯排列。
22. 如專利申請範圍第11項之微機電裝置，其中該方向與該座標系之一座標軸之夾角係為45度。
23. 如專利申請範圍第1項或第11項之微機電裝置，其更包括一Z軸感測模組包括兩個感測電極，分別位於不同的垂直高度上。