TWI632372B - 電容式微機械加速度感測器 - Google Patents
電容式微機械加速度感測器 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI632372B TWI632372B TW103121685A TW103121685A TWI632372B TW I632372 B TWI632372 B TW I632372B TW 103121685 A TW103121685 A TW 103121685A TW 103121685 A TW103121685 A TW 103121685A TW I632372 B TWI632372 B TW I632372B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- comb
- rotor
- acceleration sensor
- stator
- column
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
- B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
- B81B3/0021—Transducers for transforming electrical into mechanical energy or vice versa
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
- B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
- B81B3/0062—Devices moving in two or more dimensions, i.e. having special features which allow movement in more than one dimension
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0802—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0837—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being suspended so as to only allow movement perpendicular to the plane of the substrate, i.e. z-axis sensor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
本發明關於一種電容式微機械加速度感測器,其包括:一第一感測器(2)、一第二感測器(4)以及一第三感測器(5)。該第一感測器(2)包括一轉子電極(6)與一定子電極(7)。該感測器包括一第一柱(8),其被連接至一轉子電極支撐結構(19)並且被連接至該轉子電極(6)。該感測器包括一第二柱(12),其被連接至一該轉子電極支撐結構(19)並且被連接至該轉子電極(6)。該第二感測器(4)位在第一空間(17)之中,該第一空間(17)的範圍係由該第一柱(8)、該第一感測器(2)以及該轉子電極支撐結構(19)所界定。第三感測器(5)位在第二空間(18)之中,該第二空間(18)的範圍係由該第二柱(12)、該第一感測器(2)以及該轉子電極支撐結構(19)所界定。
Description
本發明關於獨立的申請專利範圍第1項的前言中所定義的電容式微機械加速度感測器。
本發明關於電容器MEMS以及微機電系統加速度感測器。
美國專利公開案US 7,430,909提出一種三軸加速度感測器。於此三軸加速度感測器的一實施例中提供一種微機電(Micro-ElectroMechanical,MEMS)加速度感測器,其包含一基板、一第一感測器以及一第二感測器。該第一感測器被配置成用以測量沿著平行於該基板的一平面的第一軸的加速度。該第二感測器被配置成用以測量沿著垂直於該基板的該平面的軸的加速度。該第二感測器包括一第一柱、一第二柱以及單一支撐結構。該單一支撐結構相對於該基板來支撐該些第一柱與第二柱,其中,該些第一柱與第二柱界定該第一感測器的範圍。
本發明的目的係提供一種電容式微機械三軸加速度感測器,其具有機械耐用性可抵抗外部應力與振動,而且尺寸很小。
本發明的電容式微機械加速度感測器的特徵為獨立的申請專利範圍第1項的定義。
該電容式微機械加速度感測器的較佳實施例定義在申請專利範圍的依附項之中。
於該電容式微機械加速度感測器中,第一彈簧結構用於可移動地固定第一感測器的轉子電極於基板處以及第二彈簧結構用於以可移動地固定第一感測器的轉子電極於基板處,該第一彈簧結構及該第二彈簧結構的位置盡可能彼此遠離。因此,該電容式微機械加速度感測器會更耐用而可抵抗外部振動,並且測量模式與第一寄生模式(first parasitic mode)之間的頻率差會最大化。除此之外,該第一彈簧結構及該第二彈簧結構的位置還盡可能遠離該第一感測器的信號產生轉子電極,以便最大化測量模式扭轉移動中的慣性矩(moment of inertia)。這導致的結果係僅需要較小質量來達成該第一感測器的轉子電極相對於該第一感測器的(多個)定子電極有足夠的偏轉,並且該電容式微機械加速度感測器對於加速度有更大的靈敏性。
於該電容式微機械加速度感測器中,該第一感測器的轉子電極的所有質量為信號產生非對稱質量。這意謂著該第一感測器的轉子電極的質量不會位於該彈簧軸的另一側。此構造會導致較小的感測器面積並且導致較便宜的電容式微機械加速度感測器。
於該電容式微機械加速度感測器的一較佳實施例中,所有固定器(也就是,用於以可移動地固定第一感測器的(該些)轉子電極於基板處的(多個)轉子固定器以及用於牢固地固定第一感測器的(該些)定子電極於基板處的(多個)定子固定器)基本上係位於其中一個且相同的位置或者基本上彼此相鄰。此固定作用導致機械性應力以相同的方式移動第一感測器的該(些)轉子電極及第一感測器的該(些)定子電極。當(多個)轉子電極與(多個)定
子電極之間的相對位置沒有改變時,感測器輸出也不會改變。該(些)轉子電極及該(些)定子電極的常見運動所造成的錯誤因而會被最小化。
於該電容式微機械加速度感測器的一較佳實施例中,用於以可移動地固定該(些)轉子電極於基板處的該(些)轉子固定器以及用於牢固地固定該(些)定子電極於基板處的該(些)定子固定器的位置靠近該(些)信號產生轉子電極及該(些)定子電極。這會造成較少誤差信號,因為機械性應力對該些固定器所產生的誤差信號正比於該(些)轉子電極與定子電極的移動。該(些)轉子電極與該(些)定子電極的移動分別正比於固定器至該(些)轉子電極與定子電極的相隔距離。
於該電容式微機械加速度感測器的一較佳實施例中,第一梳體結構被分成一第一梳體結構區段與一第二梳體結構區段。於此實施例中,該第二梳體結構被排列成在該加速度感測器的中央軸處對稱於該加速度感測器的中央軸。於此實施例中,該第一梳體結構區段被排列在該第二梳體結構與該第一柱之間。於此實施例中,該第二梳體結構區段被排列在該第二梳體結構與該第二柱之間。因為第一梳體結構被分成一第一梳體結構區段與一第二梳體結構區段且因為該第二梳體結構被排列成在該加速度感測器的中央軸處對稱於該加速度感測器的中央軸且因為該第一梳體結構區段被排列在該第二梳體結構與該第一柱之間且因為該第二梳體結構區段被排列在該第二梳體結構與該第二柱之間,因此,其會產生一相對於該加速度感測器的中央軸有一質量平衡轉子電極的電容式微機械加速度感測器。因為該轉子電極的質量中心在該加速度感測器的中央軸上,所以,該感測器比較不受到外部振動影響。除此之外,因為該轉子電極的多數質量
分佈靠近該加速度感測器的中央軸,慣性矩在測量模式以外的其它模式會被最小化。
1‧‧‧基板
2‧‧‧第一感測器
3‧‧‧平面
4‧‧‧第二感測器
5‧‧‧第三感測器
6‧‧‧轉子電極
7‧‧‧定子電極
8‧‧‧第一柱
9‧‧‧第一柱的第一末端
10‧‧‧第一彈簧結構
11‧‧‧第一柱的第二末端
12‧‧‧第二柱
13‧‧‧第二柱的第一末端
14‧‧‧第二彈簧結構
15‧‧‧第二柱的第二末端
16‧‧‧轉子固定點
17‧‧‧第一空間
18‧‧‧第二空間
19‧‧‧轉子電極支撐結構
20‧‧‧第一轉子梳體指狀部
21‧‧‧第二轉子梳體指狀部
22‧‧‧第一定子梳體指狀部
23‧‧‧第二定子梳體指狀部
24‧‧‧第一梳體結構
25‧‧‧第二梳體結構
26‧‧‧第三柱
27‧‧‧第三柱的第一末端
28‧‧‧第三柱的第二末端
29‧‧‧第一定子固定點
30‧‧‧第二定子固定點
31‧‧‧第四柱
32‧‧‧第五柱
33‧‧‧第六柱
34‧‧‧第七柱
35‧‧‧第七柱的第一末端
36‧‧‧第七柱的第二末端
37‧‧‧第一梳體結構區段
38‧‧‧第一轉子梳體指狀部結構區段
39‧‧‧第一定子梳體指狀部結構區段
40‧‧‧第二梳體結構區段
41‧‧‧第二轉子梳體指狀部結構區段
42‧‧‧第二定子梳體指狀部結構區段
43‧‧‧第一第四柱區段
44‧‧‧第二第四柱區段
45‧‧‧第六柱的第一末端
46‧‧‧第六柱的第二末端
47‧‧‧第一連接點
48‧‧‧第二連接點
49‧‧‧第三連接點
50‧‧‧第四連接點
51‧‧‧定子固定點
52‧‧‧轉子指狀部支撐體
53‧‧‧定子指狀部支撐體
下面將參考圖式來更詳細說明本發明,其中:圖1所示的係根據第一實施例的電容式微機械加速度感測器的俯視圖,圖2所示的係圖1中所示之電容式微機械加速度感測器的第一感測器的轉子電極支撐結構、轉子電極以及第一定子電極與第二定子電極,且除此之外,還顯示該第一感測器的轉子電極如何被支撐在圖1中所示之電容式微機械加速度感測器中的轉子電極支撐結構處,圖3所示的係圖1中所示之電容式微機械加速度感測器的第一感測器的轉子電極支撐結構、轉子電極以及第一定子電極與第二定子電極,且除此之外,還顯示該第一感測器的轉子電極如何被支撐在圖1中所示之電容式微機械加速度感測器中的轉子電極支撐結構處,圖4所示的係根據第二實施例的電容式微機械加速度感測器的俯視圖,其中,該第一梳體結構的第一轉子梳體指狀部的高度不同於該第一梳體結構的第一定子梳體指狀部,且其中,該第二梳體結構的第二轉子梳體指狀部的高度不同於該第二梳體結構的第二定子梳體指狀部,圖5所示的係沿著圖4中的直線V-V所切割之圖4中所示的電容式微機械加速度感測器,圖6所示的係圖4中的第一感測器的轉子電極支撐結構以及第一梳體結構與第二梳體結構,且除此之外,還顯示該第一感測器的第一梳體結構的第一轉子梳體指狀部與第二梳體結構的第二轉子梳體指狀部如何被支撐
在圖4中所示之電容式微機械加速度感測器中的轉子電極支撐結構處,圖7所示的係圖4中的第一感測器的第一梳體結構與第二梳體結構,圖8所示的係圖5中所示之結構的替代配置,圖9所示的係圖6中所示之結構的替代配置,圖10所示的係圖4至6中所示之第二實施例的替代配置,於該替代配置中,第一梳體結構的第一轉子梳體指狀部與第一梳體結構的第一定子梳體指狀部有相同的高度,但是位於和基板之平面相隔不同的距離處,且於該替代配置中,第二梳體結構的第二轉子梳體指狀部與第二梳體結構的第二定子梳體指狀部有相同的高度,但是位於和基板之平面相隔不同的距離處,圖11所示的係沿著圖10中的直線T-T所切割之圖10中所示的電容式微機械加速度感測器,圖12所示的係圖10中的第一感測器的轉子電極支撐結構以及第一梳體結構與第二梳體結構,且除此之外,還顯示該第一感測器的第一梳體結構的第一轉子梳體指狀部與第二梳體結構的第二轉子梳體指狀部如何被支撐在圖10中所示之電容式微機械加速度感測器中的轉子電極支撐結構處,圖13所示的係根據第三實施例的電容式微機械加速度感測器的俯視圖,圖14所示的係根據第四實施例的電容式微機械加速度感測器的俯視圖,其中,該第一感測器的第一梳體結構被分成一第一梳體結構區段與一第二梳體結構區段,圖15所示的係圖14中所示之第四實施例的替代配置,
圖16所示的係沿著圖14中的直線S-S所切割之圖14中所示的電容式微機械加速度感測器,圖17所示的係圖14中的第一感測器的轉子電極支撐結構以及第一轉子梳體結構區段與第二轉子梳體結構區段以及第二梳體結構,且除此之外,還顯示該第一感測器的第一梳體結構區段的第一轉子梳體指狀部結構區段與第二梳體結構區段的第二轉子梳體指狀部結構區段與第二梳體結構的第二轉子梳體指狀部如何被支撐在圖14中所示之電容式微機械加速度感測器中的轉子電極支撐結構處,圖18所示的係根據第五實施例的電容式微機械加速度感測器的俯視圖,圖19所示的係圖18中所示之第五實施例的替代配置。
圖式所示的係本發明的電容式微機械加速度感測器之某些實施例的範例。該電容式微機械加速度感測器可以至少部分由一矽基板來製作。
該電容式微機械加速度感測器包括一基板1。
該電容式微機械加速度感測器包括一第一感測器2,用以測量沿著垂直於該基板1之平面3的z軸的加速度。
除此之外,該電容式微機械加速度感測器還包括一第二感測器4與一第三感測器5,用以測量平行於該基板1之平面3的方向中的加速度。舉例來說,該電容式微機械加速度感測器可以包括:一第二感測器4,用以測量沿著平行於該基板1之平面3的x軸的加速度;以及包括一第三
感測器5,用以測量沿著平行於該基板1的平面3且垂直於x軸的y軸的加速度。第二感測器4與第三感測器5中的每一者皆可以測量沿著x軸、y軸、或是沿著x軸與y軸兩者的加速度。
一電容式微機械加速度感測器的功能為本技術中已知,舉例來說,美國專利公開案US 7,430,909,本文以引用的方式將其併入。
第一感測器2包括一轉子電極6與多個定子電極7。
定子電極7可以在一定子固定點51;29、30處被固定至基板1。
第一感測器2包括一第一柱8,其具有:一第一末端9,其藉由一第一彈簧結構10於一第一連接點47處被連接至一固定於基板1的轉子電極支撐結構19;以及一第二末端11,其於一第二連接點48處被連接至該第一感測器2的轉子電極6。
第一感測器2包括一第二柱12,其具有:一第一末端13,其藉由一第二彈簧結構14於一第三連接點49處被連接至一固定於基板1的轉子電極支撐結構19;以及一第二末端15,其於一第四連接點50處被連接至該第一感測器2的轉子電極6。
第一柱8與第二柱12平行於該加速度感測器的中央軸A。該中央軸A平行於基板1的平面3並且垂直於一介於第一連接點47與第三連接點49之間的直線,較佳的係,和該第一連接點47與該第三連接點49相隔相等的距離。
該轉子電極支撐結構19可以在一轉子固定點16處牢固地被固定至基板1,該轉子固定點16位在垂直於該加速度感測器之中央軸A的
第一虛線B處而使得(i)該轉子電極6的位置係針對並且配合位在垂直於該加速度感測器之中央軸A的第二虛線G後面的第一連接點47,並且使得(ii)當在平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第一連接點47與該第一虛線B之間的距離H與介於該第一連接點47與該第二虛線G之間的距離E時,距離H超過距離E的50%,較佳的係,超過66%。
該轉子電極支撐結構19可以在一轉子固定點16處牢固地被固定至基板1,該轉子固定點16位在垂直於該加速度感測器之中央軸A的第一虛線B處而使得(i)該轉子電極6的位置係針對並且配合位在垂直於該加速度感測器之中央軸A的第二虛線G後面的第一連接點47,並且使得(ii)當在平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第一連接點47與該第一虛線B之間的距離H與介於該第一連接點47與該第二虛線G之間的距離E時,距離H介於距離E的50%與150%之間,較佳的係,介於66%與125%之間,更佳的係,介於75%與90%之間。
第二感測器4位在第一空間17之中,該第一空間17的範圍係由該第一柱8、該第一感測器2、該轉子電極支撐結構19以及該加速度感測器的中央軸A所界定。
第三感測器5位在第二空間18之中,該第二空間18的範圍係由該第二柱12、該第一感測器2、該轉子電極支撐結構19以及該加速度感測器的中央軸A所界定。
於圖1至3中所示的電容式微機械加速度感測器的第一實施例中,該電容式微機械加速度感測器的第一感測器包括一第一定子電極7a與一第二定子電極7b以及一被定位在第一定子電極7a與第二定子電極7b
之間的轉子電極6。
於此第一實施例中,該轉子電極6牢固地被附接在第一柱8的第二末端11與第二柱12的第二末端15之間,因此,該轉子電極6延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A。於此第一實施例中,該轉子電極6在第二連接點48處牢固地被附接在第一柱8的第二末端11並且在第四連接點50處牢固地被附接至第二柱12的第二末端15,因此,該轉子電極6延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A。
如同在圖4至12中所示的電容式微機械加速度感測器的第二實施例中、在圖13中所示的電容式微機械加速度感測器的第三實施例中、在圖14至17中所示的電容式微機械加速度感測器的第四實施例中以及在圖18與19中所示的電容式微機械加速度感測器的第五實施例中,該電容式微機械加速度感測器的第一感測器2的轉子電極6可以包括多個第一轉子梳體指狀部20與多個第二轉子梳體指狀部21。於此些實施例中,該第一感測器2的定子電極7可以包括用於和該些第一轉子梳體指狀部20協同運作的多個第一定子梳體指狀部22以及用於和該些第二轉子梳體指狀部21協同運作的多個第二定子梳體指狀部23。該轉子電極6的該些第一轉子梳體指狀部20與該定子電極7的該些第一定子梳體指狀部22形成一第一梳體結構24以及該轉子電極6的該些第二轉子梳體指狀部21與該定子電極7的該些第二定子梳體指狀部23形成一第二梳體結構25。第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21被連接至該第一感測器2的轉子電極6的第三柱26。該第三柱26有一第一末端27,其在該第二連接點48處牢固地被連接至第一柱8的第二末
端11。該第三柱26的第二末端28在該第四連接點50處牢固地被連接至第二柱12的第二末端15。該第三柱26延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A。該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22被連接至該第一感測器2的定子電極7的一第四柱31,該第四柱31延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A。該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23被連接至該第一感測器2的定子電極7的一第五柱32,該第五柱32延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21可以被連接至該第三柱26,俾使得該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21延伸平行於該加速度感測器的中央軸A;以及該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22可以被連接至第四柱31,俾使得該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22延伸平行於該加速度感測器的中央軸A;以及該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23可以被連接至第五柱32,俾使得第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23延伸平行於該加速度感測器的中央軸A。此些實施例圖解在圖4至12中以及圖14至19中。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21可以被連接至該第三柱26,俾使得該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與該第
二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A;以及該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22可以被連接至第四柱31,俾使得該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A;以及該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23可以被連接至第五柱32,俾使得第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23延伸垂直於該加速度感測器的中央軸A。此實施例圖解在圖13中。在圖13中,該些第一轉子梳體指狀部20與第二轉子梳體指狀部21藉由轉子指狀部支撐體52被閂扣至該第三柱26。在圖13中,該些第一定子梳體指狀部22藉由定子指狀部支撐體53被閂扣至該第四柱31。在圖13中,該些第二定子梳體指狀部23藉由定子指狀部支撐體53被閂扣至該第五柱32。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第四柱31可以在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1以及該第五柱32可以在一具有第二定子固定點30之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1。此第一定子固定點29與此第二定子固定點30的位置較佳的係,但是未必,相依於以下面的方式固定牢固地被固定至基板1的轉子電極支撐結構19的轉子固定點16的位置:該轉子電極支撐結構19在該轉子固定點16處牢固地被固定至基板1。該轉子固定點16的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸A的第一虛線B處以及該轉子電極6的位置係針對並且配合位在垂直於該加速度感測器之中央軸A的第二虛線G後面的第一連接點47。該第四柱31在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定
至基板1,該第一定子固定點29的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸A的第三虛線C處。當在平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第一連接點47與該第三虛線C之間的距離P與介於該第一連接點47與該第二虛線G之間的距離E時,距離P超過距離E的50%,較佳的係,超過66%。該第五柱32在一具有第二定子固定點30之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1,該第二定子固定點30的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸A的第四虛線D處。當在平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第三連接點49與該第四虛線D之間的距離R與介於該第三連接點49與該第二虛線G之間的距離F時,距離R超過距離F的50%,較佳的係,超過66%。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第四柱31可以在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1,該第一定子固定點29的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸A的第三虛線C處,其會使得當在平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第一連接點47與該第三虛線C之間的距離P與介於該第一連接點47與該第二虛線G之間的距離E時,距離P介於距離E的50%與150%之間,較佳的係,介於66%與125%之間,更佳的係,介於75%與90%之間。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第五柱32可以在一具有第二定子固定點30之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1,該第二定子固定點30的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸A的第四虛線D處,其會使得當在
平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第三連接點49與該第四虛線D之間的距離R與介於該第三連接點49與該第二虛線G之間的距離F時,距離R介於距離F的50%與150%之間,較佳的係,介於66%與125%之間,更佳的係,介於75%與90%之間。
具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51的位置較佳的係,但是未必,沿著該第三虛線C比較靠近該加速度感測器的中央軸A而比較遠離第一柱8。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第四柱31較佳的係,但是未必,在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1,該第一定子固定點29的位置在介於該第二感測器4與該加速度感測器的中央軸A之間的第三虛線C中。
具有第二定子固定點30之形式的定子固定點51的位置較佳的係,但是未必,沿著該第四虛線D比較靠近該加速度感測器的中央軸A而比較遠離第二柱12。
具有第二定子固定點30之形式的定子固定點51的位置較佳的係,但是未必,沿著該第四虛線D比較靠近該加速度感測器的中央軸A而比較遠離第二柱12。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第五柱32較佳的係,但是未必,在一具有第二定子固定點30之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1,該第二定子固定點30的位置在介於該第三感測器5與該加速度感測器的中央軸A
之間的第四虛線D中。
倘若如先前所述般該電容式微機械加速度感測器包括一轉子固定點16與一定子固定點51的話,該轉子固定點16與該定子固定點51(例如,第一定子固定點29與第二定子固定點30)較佳的係,但是未必,基本上位在相同的位置處。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,如圖5至7中所示,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度可以低於該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度,以及該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度可以高於該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度可以高於該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度,以及該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度可以低於該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23在垂直於該基板1之平面3的方向中的高度。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,如圖12與13中所示,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與該些第一定子梳體指狀部22可以在垂直於該基
板1之平面3的方向中具有基本上相同的高度,因此,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20的位置和該基板1相隔的距離大於該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22,以及該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21與該些第二定子梳體指狀部23可以在垂直於該基板1之平面3的方向中具有基本上相同的高度,因此,該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21的位置和該基板1相隔的距離小於該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與該些第一定子梳體指狀部22可以在垂直於該基板1之平面3的方向中具有基本上相同的高度,因此,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20的位置和該基板1相隔的距離小於該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22,以及該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21與該些第二定子梳體指狀部23可以在垂直於該基板1之平面3的方向中具有基本上相同的高度,因此,該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21的位置和該基板1相隔的距離大於該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括此第一梳體結構24與此第二梳體結構25的話,該第一梳體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20與該些第一定子梳體指狀部22較佳的係,但是未必,為垂直梳體電極,以及該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21與該些第二定子梳體指狀部23較佳的係,但是未必,為垂直梳體電極。於此情況中,該第一梳
體結構24的該些第一轉子梳體指狀部20較佳的係,但是未必,具有不同於該第一梳體結構24的該些第一定子梳體指狀部22的厚度,以及該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21較佳的係,但是未必,具有不同於該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23的厚度。
該轉子電極支撐結構19可以包括:一第六柱33,其延伸在垂直於該加速度感測器的中央軸A的方向中,以及一第七柱34,其牢固地被連接至該第六柱33並且沿著該加速度感測器的中央軸A延伸。於此情況中,該轉子電極支撐結構19可以在位置如先前所述般的轉子固定點16處從該第七柱34被固定至該基板1。於此情況中,該轉子電極支撐結構19可以在位置如先前所述般的轉子固定點16處僅從該第七柱34被固定至該基板1。於此情況中,該第七柱34可以有第一末端35與一反向的第二末端36,該第一末端35牢固地被連接至第六柱33,並且該轉子電極支撐結構19可以在位置如先前所述般的轉子固定點16處於該第七柱34的反向第二末端36的區域之中從該第七柱34被固定至該基板1。於此情況中,該轉子電極支撐結構19的第六柱33可以有一第一末端45,其藉由第一彈簧結構10在該第一連接點47處於第一柱8的第一末端9處被連接至第一柱8,並且該轉子電極支撐結構19的第六柱33可以有一第二末端46,其藉由第二彈簧結構14在該第三連接點49處於第二柱12的第一末端13處被連接至第二柱12。
於該電容式微機械加速度感測器中,如圖14至17中所示之電容式微機械加速度感測器的第四實施例中並且如圖18與19中所示之電容式微機械加速度感測器的第五實施例中,該第一梳體結構24可以被分成一
第一梳體結構區段37與一第二梳體結構區段40,該第一梳體結構區段37具有一第一轉子梳體指狀部結構區段38與一第一定子梳體指狀部結構區段39,而該第二梳體結構區段40具有一第二轉子梳體指狀部結構區段41與一第二定子梳體指狀部結構區段42。於此實施例中,該第二梳體結構25以對稱於該加速度感測器的中央軸A的方式被排列在該加速度感測器的中央軸A處。於此實施例中,該第一梳體結構區段37被排列在該第二梳體結構25與該第一柱8之間。於此實施例中,該第二梳體結構區段40被排列在該第二梳體結構25與該第二柱12之間。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括一第一梳體結構區段37與一第二梳體結構區段40的話,第一梳體結構區段37的第一轉子梳體指狀部結構區段38、第二梳體結構區段40的第二轉子梳體指狀部結構區段41以及該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21可以被連接至第三柱26。於此實施例中,該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21形成一以對稱於該加速度感測器的中央軸A的方式被排列在該加速度感測器的中央軸A處的結構。於此些實施例中,第一梳體結構區段37的第一轉子梳體指狀部結構區段38被排列在該第二梳體結構25的該些第二轉子梳體指狀部21與第三柱26的第一末端27之間,該第三柱26的第一末端27在第二連接點48處牢固地被連接至第一柱8的第二末端11。於此些實施例中,第二梳體結構區段40的第二轉子梳體指狀部結構區段41被排列在該些第二轉子梳體指狀部21與第三柱26的第二末端28之間,該第三柱26的第二末端28在第四連接點50處牢固地被連接至第二柱12的第二末端15。於此實施例中,第四柱31被分成一第一第四柱區段43與一第二第四柱區段
44。於此實施例中,第一梳體結構區段37的第一定子梳體指狀部結構區段39被連接至該第一第四柱區段43。於此實施例中,第二梳體結構區段40的第二定子梳體指狀部結構區段42被連接至該第二第四柱區段44。於此實施例中,該第二梳體結構25的該些第二定子梳體指狀部23連同該第五柱32一起形成一以對稱於該加速度感測器的中央軸A的方式被排列在該加速度感測器的中央軸A處的結構。於此實施例中,第一梳體結構區段37的第一定子梳體指狀部結構區段39連同該第一第四柱區段43一起被排列在該第二梳體結構25與該第一柱8之間。於此實施例中,第二梳體結構區段40的第二定子梳體指狀部結構區段42連同該第二第四柱區段44一起被排列在該第二梳體結構25與該第二柱12之間。
倘若該電容式微機械加速度感測器如上面所述般包括一第一第四柱區段43與一第二第四柱區段44的話,該第一第四柱區段43可以在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1以及該第二第四柱區段44可以在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1。此第一定子固定點29的位置較佳的係,但是未必,相依於以下面的方式固定牢固地被固定至基板1的轉子電極支撐結構19的轉子固定點16的位置:該轉子電極支撐結構19在該轉子固定點16處牢固地被固定至基板1。該轉子固定點16的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸A的第一虛線B處以及該轉子電極6的位置係針對並且配合位在垂直於該加速度感測器之中央軸A的第二虛線G後面的第一連接點47。該第一第四柱區段43在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1,該第一定子固定點29的位置在垂直於
該加速度感測器的中央軸A的第三虛線C處;以及該第二第四柱區段44在一具有第一定子固定點29之形式的定子固定點51處牢固地被固定至基板1,該第一定子固定點29的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸A的第三虛線C處。當在平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第一連接點47與該第三虛線C之間的距離P與介於該第一連接點47與該第二虛線G之間的距離E時,距離P超過距離E的50%,較佳的係,超過66%。此些第一定子固定點29的位置較佳的係,但是未必,比較靠近該加速度感測器的中央軸A,而分別比較遠離第一柱8及第二柱12。當在平行於該加速度感測器之中央軸A的方向中測量介於該第一連接點47與該第三虛線C之間的距離P與介於該第一連接點47與該第二虛線G之間的距離E時,距離P介於距離E的50%與150%之間,較佳的係,介於66%與125%之間,更佳的係,介於75%與90%之間。此些第一定子固定點29的位置較佳的係,但是未必,比較靠近該加速度感測器的中央軸A,而分別比較遠離第一柱8及第二柱12。
倘若該電容式微機械加速度感測器包括一第一第四柱區段43與一第二第四柱區段44以及一第三柱26的話,例如,在第三實施例與第四實施例中,該第一第四柱區段43較佳的係,但是未必,平行於該第三柱26,以及該第二第四柱區段44較佳的係,但是未必,平行於該第三柱26。
第一柱8及第二柱12較佳的係,但是未必,有相等的長度。
該第一彈簧結構10與第二彈簧結構14較佳的係,但是未必,包括一蹺蹺板結構。
該第二感測器4較佳的係,但是未必,包括至少一梳體結構。
該第三感測器5較佳的係,但是未必,包括至少一梳體結構。
熟習本技術的人士便會明白,隨著技術進步,本發明的基本概念能夠以各種方式來施行。所以,本發明及其實施例並不受限於上面的範例,而可以在申請專利範圍的範疇內加以改變。
Claims (33)
- 一種電容式微機械加速度感測器,其包括:一基板(1),一第一感測器(2),用以測量沿著垂直於該基板(1)之平面(3)的z軸的加速度,一第二感測器(4),用以測量沿著平行於該基板(1)之平面(3)的x軸或y軸或x軸與y軸的加速度,一第三感測器(5),用以測量沿著平行於該基板(1)之平面(3)並且垂直於該x軸的y軸或x軸或x軸與y軸的加速度,其中,該第一感測器(2)包括一轉子電極(6)與一定子電極(7),以及其中,該轉子電極(6)在一轉子固定點(16)處可移動地被固定至基板(1),其中一第一柱(8),其具有一第一末端(9)與一第二末端(11),該第一末端(9)藉由一第一彈簧結構(10)於一第一連接點(47)處被連接至一固定於基板(1)的轉子電極支撐結構(19),該第二末端(11)於一第二連接點(48)處被連接至該第一感測器(2)的轉子電極(6),一第二柱(12),其具有一第一末端(13)與一第二末端(15),該第一末端(13)藉由一第二彈簧結構(14)於一第三連接點(49)處被連接至一固定於基板(1)的轉子電極支撐結構(19),該第二末端(15)於一第四連接點(50)處被連接至該第一感測器(2)的轉子電極(6),該第一柱(8)與該第二柱(12)平行於該加速度感測器的中央軸(A),該第二感測器(4)位在第一空間(17)之中,該第一空間(17)的範圍係由該 第一柱(8)、該第一感測器(2)、該轉子電極支撐結構(19)以及該加速度感測器的中央軸(A)所界定,以及第三感測器(5)位在第二空間(18)之中,該第二空間(18)的範圍係由該第二柱(12)、該第一感測器(2)、該轉子電極支撐結構(19)以及該加速度感測器的中央軸(A)所界定。
- 根據申請專利範圍第1項的電容式微機械加速度感測器,其中,該定子電極(7)在一定子固定點(51;29、30)處被固定至基板(1)。
- 根據申請專利範圍第1或2項的電容式微機械加速度感測器,其中,該轉子電極支撐結構(19)在一轉子固定點(16)處牢固地被固定至基板(1),該轉子固定點(16)位在垂直於該加速度感測器的中央軸(A)的第一虛線(B)處,該轉子電極(6)的位置係針對並且配合位在垂直於該加速度感測器之中央軸(A)的第二虛線(G)後面的第一連接點(47),以及當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第一連接點(47)與該第一虛線(B)之間的距離H與介於該第一連接點(47)與該第二虛線(G)之間的距離E時,距離H超過距離E的50%。
- 根據申請專利範圍第3項的電容式微機械加速度感測器,其中,當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第一連接點(47)與該第一虛線(B)之間的距離H與介於該第一連接點(47)與該第二虛線(G)之間的距離E時,距離H超過距離E的66%。
- 根據申請專利範圍第1項的電容式微機械加速度感測器,其中, 該第一感測器(2)的轉子電極(6)包括多個第一轉子梳體指狀部(20)與多個第二轉子梳體指狀部(21),該第一感測器(2)的定子電極(7)包括多個第一定子梳體指狀部(22)與多個第二定子梳體指狀部(23),該轉子電極(6)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該定子電極(7)的該些第一定子梳體指狀部(22)形成一第一梳體結構(24),該轉子電極(6)的該些第二轉子梳體指狀部(21)與該定子電極(7)的該些第二定子梳體指狀部(23)形成一第二梳體結構(25),該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)被連接至該第一感測器(2)的轉子電極(6)的第三柱(26),該第三柱(26)有一第一末端(27),其在該第二連接點(48)處牢固地被連接至第一柱(8)的第二末端(11),該第三柱(26)有一第二末端(28),其在該第四連接點(50)處牢固地被連接至第二柱(12)的第二末端(15),該第三柱(26)垂直於該加速度感測器的中央軸(A),該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)被連接至該第一感測器(2)的定子電極(7)的一第四柱(31),其中,該第四柱(31)延伸垂直於該加速度感測器的中央軸(A),以及該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)被連接至該第一感測器(2)的定子電極(7)的一第五柱(32),其中,該第五柱(32)延伸垂直於該加速度感測器的中央軸(A)。
- 根據申請專利範圍第5項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)被連接至該第三柱(26),俾使得該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)延伸平行於該加速度感測器的中央軸(A),該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)被連接至第四柱(31),俾使得該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)延伸平行於該加速度感測器的中央軸(A),以及該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)被連接至第五柱(32),俾使得第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)延伸平行於該加速度感測器的中央軸(A)。
- 根據申請專利範圍第5項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)被連接至該第三柱(26),俾使得該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)延伸垂直於該加速度感測器的中央軸(A),該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)被連接至第四柱(31),俾使得該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)延伸垂直於該加速度感測器的中央軸(A),以及該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)被連接至第五柱(32),俾使得第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)延伸垂直於該加速度感測器的中央軸(A)。
- 根據申請專利範圍第5項的電容式微機械加速度感測器,其中,該轉子電極支撐結構(19)在一轉子固定點(16)處牢固地被固定至基板(1),該轉子固定點(16)位在垂直於該加速度感測器的中央軸(A)的第一虛線(B)處,該轉子電極(6)的位置係針對並且配合位在垂直於該加速度感測器之中央軸(A)的第二虛線(G)後面的第一連接點(47),該第四柱(31)在一具有第一定子固定點(29)之形式的定子固定點(51)處牢固地被固定至基板(1),該第一定子固定點(29)的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸(A)的第三虛線(C)處,當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第一連接點(47)與該第三虛線(C)之間的距離P與介於該第一連接點(47)與該第二虛線(G)之間的距離E時,距離P超過距離E的50%,以及該第五柱(32)在一具有第二定子固定點(30)之形式的定子固定點(51)處牢固地被固定至基板(1),該第二定子固定點(30)的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸(A)的第四虛線(D)處,當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第三連接點(49)與該第四虛線(D)之間的距離R與介於該第三連接點(49)與該第二虛線(G)之間的距離F時,距離R超過距離F的50%。
- 根據申請專利範圍第8項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一定子固定點29的位置沿著該第三虛線(C)比較靠近該加速度感測器的中央軸(A)而比較遠離第一柱(8)。
- 根據申請專利範圍第8項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第二定子固定點(30)的位置沿著該第四虛線(D)比較靠近該加速度感測器的中央軸(A)而比較遠離第二柱(12)。
- 根據申請專利範圍第8項的電容式微機械加速度感測器,其中,當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第一連接點(47)與該第三虛線(C)之間的距離P與介於該第一連接點(47)與該第二虛線(G)之間的距離E時,距離P超過距離E的66%。
- 根據申請專利範圍第8項的電容式微機械加速度感測器,其中,當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第三連接點(49)與該第四虛線(D)之間的距離R與介於該第三連接點(49)與該第二虛線(G)之間的距離F時,距離R超過距離F的66%。
- 根據申請專利範圍第5至12項中任一項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中的高度低於該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中的高度,以及該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中的高度高於該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中的高度。
- 根據申請專利範圍第5至12項中任一項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)在垂直於該基板(1) 之平面(3)的方向中的高度高於該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中的高度,以及該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中的高度低於該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中的高度。
- 根據申請專利範圍第5至12項中任一項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該些第一定子梳體指狀部(22)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中具有基本上相同的高度,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)的位置和該基板(1)相隔的距離大於該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22),該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)與該些第二定子梳體指狀部(23)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中具有基本上相同的高度,以及該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)的位置和該基板(1)相隔的距離小於該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)。
- 根據申請專利範圍第5至12項中任一項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該些第一定子梳體指狀部(22)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中具有基本上相同的高度,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)的位置和該基板(1)相隔的距離小於該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22), 該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)與該些第二定子梳體指狀部(23)在垂直於該基板(1)之平面(3)的方向中具有基本上相同的高度,以及該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)的位置和該基板(1)相隔的距離大於該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)。
- 根據申請專利範圍第5至12項中任一項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)與該些第一定子梳體指狀部(22)為垂直梳體電極,以及該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)與該些第二定子梳體指狀部(23)為垂直梳體電極。
- 根據申請專利範圍第17項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)的該些第一轉子梳體指狀部(20)具有不同於該第一梳體結構(24)的該些第一定子梳體指狀部(22)的厚度,以及該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)具有不同於該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)的厚度。
- 根據申請專利範圍第5至12項中任一項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構(24)被分成一第一梳體結構區段(37)與一第二梳體結構區段(40),該第一梳體結構區段(37)具有一第一轉子梳體指狀部結構區段(38)與一第一定子梳體指狀部結構區段(39),而該第二梳體結構區段(40)具有一第二轉子梳體指狀部結構區段(41)與一第二定子梳體指狀部結構區段(42), 該第二梳體結構(25)以對稱於該加速度感測器的中央軸(A)的方式被排列在該加速度感測器的中央軸(A)處,該第一梳體結構區段(37)被排列在該第二梳體結構(25)與該第一柱(8)之間,以及該第二梳體結構區段(40)被排列在該第二梳體結構(25)與該第二柱(12)之間。
- 根據申請專利範圍第19項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一梳體結構區段(37)的第一轉子梳體指狀部結構區段(38)、該第二梳體結構區段(40)的第二轉子梳體指狀部結構區段(41)以及該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)被連接至第三柱(26),該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)形成一以對稱於該加速度感測器的中央軸(A)的方式被排列在該加速度感測器的中央軸(A)處的結構,第一梳體結構區段(37)的第一轉子梳體指狀部結構區段(38)被排列在該第二梳體結構(25)的該些第二轉子梳體指狀部(21)與第三柱(26)的第一末端(27)之間,該第三柱(26)的第一末端(27)在第二連接點(48)處牢固地被連接至第一柱(8)的第二末端(11),第二梳體結構區段(40)的第二轉子梳體指狀部結構區段(41)被排列在該些第二轉子梳體指狀部(21)與第三柱(26)的第二末端(28)之間,該第三柱(26)的第二末端(28)在第四連接點(50)處牢固地被連接至第二柱(12)的第二末端(15),第四柱(31)被分成一第一第四柱區段(43)與一第二第四柱區段(44), 第一梳體結構區段(37)的第一定子梳體指狀部結構區段(39)被連接至該第一第四柱區段(43),第二梳體結構區段(40)的第二定子梳體指狀部結構區段(42)被連接至該第二第四柱區段(44),該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)連同該第五柱(32)一起形成一以對稱於該加速度感測器的中央軸(A)的方式被排列在該加速度感測器的中央軸(A)處的結構,第一梳體結構區段(37)的第一定子梳體指狀部結構區段(39)連同該第一第四柱區段(43)一起被排列在該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)與該第一柱(8)之間,以及第二梳體結構區段(40)的第二定子梳體指狀部結構區段(42)連同該第二第四柱區段(44)一起被排列在該第二梳體結構(25)的該些第二定子梳體指狀部(23)與該第二柱(12)之間。
- 根據申請專利範圍第20項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一第四柱區段(43)平行於該第三柱(26),以及該第二第四柱區段(44)平行於該第三柱(26)。
- 根據申請專利範圍第20項的電容式微機械加速度感測器,其中,該轉子電極支撐結構(19)在一轉子固定點(16)處牢固地被固定至基板(1),該轉子固定點(16)位在垂直於該加速度感測器的中央軸(A)的第一虛線(B)處,該轉子電極(6)的位置係針對並且配合位在垂直於該加速度感測器之中 央軸(A)的第二虛線(G)後面的第一連接點(47),該第一第四柱區段(43)在一具有第一定子固定點(29)之形式的定子固定點(51)處牢固地被固定至基板(1),該第一定子固定點(29)的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸(A)的第三虛線(C)處,以及該第二第四柱區段(44)在一具有另一第一定子固定點(29)之形式的另一定子固定點(51)處牢固地被固定至基板(1),該另一第一定子固定點(29)的位置在垂直於該加速度感測器的中央軸(A)的該第三虛線(C)處,以及當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第一連接點(47)與該第三虛線(C)之間的距離P與介於該第一連接點(47)與該第二虛線(G)之間的距離E時,距離P超過距離E的50%。
- 根據申請專利範圍第22項的電容式微機械加速度感測器,其中,當在平行於該加速度感測器之中央軸(A)的方向中測量介於該第一連接點(47)與該第三虛線(C)之間的距離P與介於該第一連接點(47)與該第二虛線(G)之間的距離E時,距離P超過距離E的66%。
- 根據申請專利範圍第1或2項的電容式微機械加速度感測器,其中,該轉子電極支撐結構(19)包括:一第六柱(33),其延伸垂直於該加速度感測器的中央軸(A);以及一第七柱(34),其牢固地被連接至該第六柱(33)並且沿著該加速度感測器的中央軸(A)延伸。
- 根據申請專利範圍第24項的電容式微機械加速度感測器,其中,該轉子電極支撐結構(19)可以在該轉子固定點(16)處從該第七柱(34)被固定至該基板(1)。
- 根據申請專利範圍第24項的電容式微機械加速度感測器,其中,該 轉子電極支撐結構(19)在該轉子固定點(16)處僅從該第七柱(34)被固定至該基板(1)。
- 根據申請專利範圍第24項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第七柱(34)有第一末端(35)與一反向的第二末端(36),該第一末端(35)牢固地被連接至第六柱(33),以及該轉子電極支撐結構(19)在該轉子固定點(16)處於該第七柱(34)的反向第二末端(36)的區域之中從該第七柱(34)被固定至該基板(1)。
- 根據申請專利範圍第24項的電容式微機械加速度感測器,其中,該轉子電極支撐結構(19)的第六柱(33)有一第一末端(45),其藉由第一彈簧結構(10)在該第一連接點(47)處被連接至在第一柱(8)的第一末端(9)處的第一柱(8),以及該轉子電極支撐結構(19)的第六柱(33)有一第二末端(46),其藉由第二彈簧結構(14)在該第三連接點(49)處被連接至在第二柱(12)的第一末端(13)處被連接至第二柱(12)。
- 根據申請專利範圍第1或2項的電容式微機械加速度感測器,其中,該轉子固定點(29)與該(些)定子固定點(51;29、30)基本上位在相同的位置處。
- 根據申請專利範圍第1或2項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第一柱(8)及該第二柱(12)有相等的長度。
- 根據申請專利範圍第1或2項的電容式微機械加速度感測器,其中,介於該第一連接點(47)與該第二連接點(48)之間的距離基本上和介於該第三連接點(49)與該第四連接點(50)之間的距離相同。
- 根據申請專利範圍第1或2項的電容式微機械加速度感測器,其中, 該第二感測器(4)包括至少一梳體結構。
- 根據申請專利範圍第1或2項的電容式微機械加速度感測器,其中,該第三感測器(5)包括至少一梳體結構。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
??20135714 | 2013-06-28 | ||
FI20135714A FI20135714L (fi) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Kapasitiivinen mikromekaaninen kiihtyvyysanturi |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201514499A TW201514499A (zh) | 2015-04-16 |
TWI632372B true TWI632372B (zh) | 2018-08-11 |
Family
ID=51355573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW103121685A TWI632372B (zh) | 2013-06-28 | 2014-06-24 | 電容式微機械加速度感測器 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9575088B2 (zh) |
EP (1) | EP3014284B1 (zh) |
JP (1) | JP6044742B2 (zh) |
CN (1) | CN105452876B (zh) |
FI (1) | FI20135714L (zh) |
TW (1) | TWI632372B (zh) |
WO (1) | WO2014207709A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI126199B (en) * | 2013-06-28 | 2016-08-15 | Murata Manufacturing Co | CAPACITIVE MICROMECHANICAL SENSOR STRUCTURE AND MICROMECHANICAL ACCELEROMETER |
DE102015212669B4 (de) * | 2015-07-07 | 2018-05-03 | Infineon Technologies Ag | Kapazitive mikroelektromechanische Vorrichtung und Verfahren zum Ausbilden einer kapazitiven mikroelektromechanischen Vorrichtung |
WO2017051243A1 (en) | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Improved microelectromechanical accelerometer device |
JP6468167B2 (ja) * | 2015-11-03 | 2019-02-13 | 株式会社デンソー | 力学量センサ |
JP6677269B2 (ja) * | 2017-05-08 | 2020-04-08 | 株式会社村田製作所 | 容量性微小電気機械加速度計 |
TWI668412B (zh) * | 2017-05-08 | 2019-08-11 | 日商村田製作所股份有限公司 | 電容式微機電加速度計及相關方法 |
US11820648B2 (en) * | 2018-05-15 | 2023-11-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibration damping in MEMS acceleration sensors |
CN109945850B (zh) * | 2019-04-02 | 2023-09-26 | 四川知微传感技术有限公司 | 一种mems陀螺仪 |
EP3757579B1 (en) | 2019-06-26 | 2023-07-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Capacitive micromechanical accelerometer |
EP4047375B1 (en) * | 2021-02-22 | 2024-07-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Anchor structure for reducing temperature-based error |
TWI826993B (zh) * | 2021-04-06 | 2023-12-21 | 昇佳電子股份有限公司 | 慣性感測器 |
JP2023066598A (ja) * | 2021-10-29 | 2023-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー及び慣性計測装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050217374A1 (en) * | 2003-11-04 | 2005-10-06 | Chung-Shan Institute Of Science And Technology | Planar 3-axis intertial measurement unit |
US20060169044A1 (en) * | 2003-03-14 | 2006-08-03 | European Technology For Business Limited | Mems accelerometers |
US7430909B2 (en) * | 2005-11-22 | 2008-10-07 | Kionix, Inc. | Tri-axis accelerometer |
TW201011296A (en) * | 2008-07-30 | 2010-03-16 | Bosch Gmbh Robert | Triaxial acceleration sensor |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2890889B2 (ja) * | 1991-05-29 | 1999-05-17 | 横河電機株式会社 | 加速度センサ |
DE19750350C1 (de) * | 1997-11-13 | 1999-08-05 | Univ Dresden Tech | Dreidimensionaler Chip-Beschleunigungssensor und Verfahren zu seiner Herstellung mittels UV-unterstützter Mikrogalvanik |
US6981416B2 (en) * | 2003-11-21 | 2006-01-03 | Chung-Shan Institute Of Science And Technology | Multi-axis solid state accelerometer |
US7784344B2 (en) | 2007-11-29 | 2010-08-31 | Honeywell International Inc. | Integrated MEMS 3D multi-sensor |
DE102008017156A1 (de) | 2008-04-03 | 2009-10-08 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Mikromechanischer Beschleunigungssensor |
IT1401001B1 (it) | 2010-06-15 | 2013-07-05 | Milano Politecnico | Accelerometro capacitivo triassiale microelettromeccanico |
JP5678535B2 (ja) * | 2010-09-15 | 2015-03-04 | 大日本印刷株式会社 | 力学量センサ及び力学量センサの製造方法 |
-
2013
- 2013-06-28 FI FI20135714A patent/FI20135714L/fi not_active Application Discontinuation
-
2014
- 2014-06-24 TW TW103121685A patent/TWI632372B/zh active
- 2014-06-27 JP JP2016522937A patent/JP6044742B2/ja active Active
- 2014-06-27 US US14/317,575 patent/US9575088B2/en active Active
- 2014-06-27 CN CN201480036160.XA patent/CN105452876B/zh active Active
- 2014-06-27 WO PCT/IB2014/062649 patent/WO2014207709A1/en active Application Filing
- 2014-06-27 EP EP14752390.6A patent/EP3014284B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060169044A1 (en) * | 2003-03-14 | 2006-08-03 | European Technology For Business Limited | Mems accelerometers |
US20050217374A1 (en) * | 2003-11-04 | 2005-10-06 | Chung-Shan Institute Of Science And Technology | Planar 3-axis intertial measurement unit |
US7430909B2 (en) * | 2005-11-22 | 2008-10-07 | Kionix, Inc. | Tri-axis accelerometer |
TW201011296A (en) * | 2008-07-30 | 2010-03-16 | Bosch Gmbh Robert | Triaxial acceleration sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3014284B1 (en) | 2017-04-12 |
TW201514499A (zh) | 2015-04-16 |
JP2016525212A (ja) | 2016-08-22 |
CN105452876B (zh) | 2018-11-06 |
WO2014207709A1 (en) | 2014-12-31 |
EP3014284A1 (en) | 2016-05-04 |
JP6044742B2 (ja) | 2016-12-14 |
CN105452876A (zh) | 2016-03-30 |
FI20135714L (fi) | 2014-12-29 |
US20150000403A1 (en) | 2015-01-01 |
US9575088B2 (en) | 2017-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI632372B (zh) | 電容式微機械加速度感測器 | |
US11079229B2 (en) | Microelectromechanical structure with enhanced rejection of acceleration noise | |
KR101812971B1 (ko) | 운동을 감지하기 위한 마이크로 자이로스코프 | |
US8739626B2 (en) | Micromachined inertial sensor devices | |
CN106915721B (zh) | 具有中央固定座的微机电装置 | |
US11015933B2 (en) | Micromechanical detection structure for a MEMS sensor device, in particular a MEMS gyroscope, with improved driving features | |
KR101677954B1 (ko) | x 및/또는 y 및 z축에 대한 회전 움직임들을 측정하기 위한 마이크로자이로스코프 | |
US8656778B2 (en) | In-plane capacitive mems accelerometer | |
TWI570053B (zh) | 電容式微機械感測器結構以及微機械加速度計 | |
KR102628619B1 (ko) | 가속도계 | |
EP3034997B1 (en) | Mems gyro | |
US11105828B2 (en) | Microelectromechanical device for out-of-plane motion detection | |
KR101565684B1 (ko) | Mems 센서용 검출모듈 및 이를 포함하는 mems 센서 | |
CN103901227A (zh) | 硅微谐振式加速度计 | |
KR101915954B1 (ko) | 멤스 기반의 3축 가속도 센서 | |
TW201843455A (zh) | 電容式微機電加速度計 | |
Rödjegård et al. | A monolithic three-axis SOI-accelerometer with uniform sensitivity | |
RU2543686C1 (ru) | Микромеханический акселерометр | |
JP5816320B2 (ja) | Mems素子 | |
FI126557B (en) | Improved gyroscope structure and gyroscope | |
US10284142B2 (en) | Electrode for a microelectromechanical device | |
WO2012004979A1 (ja) | 回転振動型ジャイロ |