一種新型的加速度計(jì)的z軸結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加速度計(jì)的Z軸結(jié)構(gòu)，所述質(zhì)量塊通過其兩側(cè)對稱的彈性扭梁連接在錨定部上，所述錨定部位于質(zhì)量塊的正中心，以錨定部為界，所述質(zhì)量塊其中一側(cè)的質(zhì)量大于其另一側(cè)的質(zhì)量。本發(fā)明的Z軸結(jié)構(gòu)，錨定部位于質(zhì)量塊的正中心位置，也就是說，形成了一個(gè)完全對稱的Z軸結(jié)構(gòu)，這就使得Z軸加速度計(jì)的兩個(gè)差分電容完全相等，由此可提高芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。通過在質(zhì)量塊一側(cè)開孔的方式，使得質(zhì)量塊的兩側(cè)質(zhì)量不相等，這就使得質(zhì)量塊兩側(cè)的力矩不平衡，當(dāng)有外界Z軸方向的加速度輸入時(shí)，使得整個(gè)質(zhì)量塊產(chǎn)生類似蹺蹺板的運(yùn)動，從而使得Z軸加速度計(jì)對Z軸方向的加速度信號敏感，提高了測量的精度，節(jié)省了芯片面積。
【專利說明】一種新型的加速度計(jì)的Z軸結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于加速度計(jì)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說，涉及一種加速度計(jì)中的Z軸結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，MEMS加速計(jì)的Z軸大多采用蹺蹺板式的結(jié)構(gòu)，錨定部作為該Z軸結(jié)構(gòu)的支撐點(diǎn)，而質(zhì)量塊通過彈性扭梁連接到錨定部上，通過該錨定部將質(zhì)量塊整體支撐起來。由于錨定部偏離質(zhì)量塊的中部，也就是質(zhì)量塊兩側(cè)的不對稱設(shè)計(jì)，使得該Z軸加速度計(jì)構(gòu)成了類似蹺蹺板的結(jié)構(gòu)，這也就導(dǎo)致了質(zhì)量塊兩側(cè)的力矩不平衡。當(dāng)有外界Z軸方向的加速度輸入時(shí)，整個(gè)質(zhì)量塊產(chǎn)生類似蹺蹺板的運(yùn)動，從而使Z軸加速度計(jì)對Z軸方向的加速度信號敏感，可以精確測量Z軸方向的加速度信號。而對稱部分的質(zhì)量對Z軸加速度信號不敏感，對加速度信號檢測沒有貢獻(xiàn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的加速度計(jì)存在以下問題:由于錨定部偏離質(zhì)量塊的中心，從而使得該Z軸結(jié)構(gòu)占用了較大的芯片面積，降低了芯片的有效利用率。其次，由于Z軸加速度計(jì)結(jié)構(gòu)的不對稱設(shè)計(jì)，會影響芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供了一種新型的加速度計(jì)的Z軸結(jié)構(gòu)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種新型的加速度計(jì)的Z軸結(jié)構(gòu)，包括質(zhì)量塊、錨定部，所述質(zhì)量塊通過其兩側(cè)對稱的彈性扭梁連接在錨定部上，所述錨定部位于質(zhì)量塊的正中心，以錨定部為界，所述質(zhì)量塊其中一側(cè)的質(zhì)量大于其另一側(cè)的質(zhì)量。
[0006]優(yōu)選的是，所述質(zhì)量塊的其中一側(cè)設(shè)置有用于減重的孔。
[0007]優(yōu)選的是，所述孔為盲孔或通孔。
[0008]優(yōu)選的是，所述孔為多個(gè)，呈矩陣分布。
[0009]優(yōu)選的是，所述質(zhì)量塊的兩側(cè)均設(shè)置有孔，在所述其中一側(cè)的孔中填充有增重塊。
[0010]優(yōu)選的是，所述質(zhì)量塊兩側(cè)的孔均為多個(gè)，呈矩陣分布。
[0011]優(yōu)選的是，所述孔為通孔或盲孔。
[0012]優(yōu)選的是，所述增重塊為密度大于質(zhì)量塊的重金屬材料。
[0013]優(yōu)選的是，所述增重塊為鎢材料。
[0014]優(yōu)選的是，在所述質(zhì)量塊的中部設(shè)有裝配孔，所述錨定部通過彈性扭梁連接在裝配孔的側(cè)壁上。
[0015]本發(fā)明的Z軸結(jié)構(gòu)，錨定部位于質(zhì)量塊的正中心位置，也就是說，形成了一個(gè)完全對稱的Z軸結(jié)構(gòu)，這就使得Z軸加速度計(jì)的兩個(gè)差分電容完全相等，由此可提高芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。通過在質(zhì)量塊一側(cè)開孔的方式，使得質(zhì)量塊的兩側(cè)質(zhì)量不相等，這就使得質(zhì)量塊兩側(cè)的力矩不平衡，當(dāng)有外界Z軸方向的加速度輸入時(shí)，使得整個(gè)質(zhì)量塊產(chǎn)生類似蹺蹺板的運(yùn)動，從而使得Z軸加速度計(jì)對Z軸方向的加速度信號敏感，提高了測量的精度，節(jié)省了芯片面積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1示出了本發(fā)明Z軸結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0017]圖2示出了圖1中沿A-A處的剖面圖。
[0018]圖3示出了第二種實(shí)施結(jié)構(gòu)的沿A-A處的剖面圖。
[0019]圖4示出了第三種實(shí)施結(jié)構(gòu)的Z軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5示出了圖4中沿B-B處的剖面圖。
[0021]圖6示出了第四種實(shí)施結(jié)構(gòu)的沿B-B處的剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案、取得的技術(shù)效果易于理解，下面結(jié)合具體的附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0023]參考圖1，本發(fā)明提供的一種新型的加速度計(jì)的Z軸結(jié)構(gòu)，包括質(zhì)量塊1、錨定部2，該質(zhì)量塊1呈板狀，并通過錨定部2支撐起來。具體地，所述質(zhì)量塊1通過其兩側(cè)對稱的彈性扭梁4連接在錨定部2的側(cè)壁上，也就是說，兩條彈性扭梁4對稱地分布在錨定部2的兩偵牝使得錨定部2位于質(zhì)量塊1的正中心位置。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述質(zhì)量塊1的中部設(shè)有裝配孔3，所述錨定部2通過彈性扭梁4連接在裝配孔3的側(cè)壁上。該裝配孔3的形狀根據(jù)質(zhì)量塊1的形狀變化，例如當(dāng)質(zhì)量塊1為矩形時(shí)，該裝配孔為條形孔。
[0025]以錨定部2為界,質(zhì)量塊1兩側(cè)的質(zhì)量不相等，也就是說，所述質(zhì)量塊1其中一側(cè)的質(zhì)量大于其另一側(cè)的質(zhì)量。例如以圖1的視圖方向?yàn)闇?zhǔn)，以錨定部2為界，分別記為質(zhì)量塊左側(cè)10、質(zhì)量塊右側(cè)11，質(zhì)量塊左側(cè)10、質(zhì)量塊右側(cè)11的質(zhì)量不相等。
[0026]在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，為了使質(zhì)量塊左側(cè)10、質(zhì)量塊右側(cè)11的質(zhì)量不相等，所述質(zhì)量塊1其中一側(cè)設(shè)置有用于減重的孔。該孔可為多個(gè)，呈矩陣分布。該孔可以為通孔5，參考圖2，在制作的時(shí)候，可通過的刻蝕的方法形成通孔5。當(dāng)然所述孔也可以為盲孔51，參考圖3，可通過增加一層掩膜的方式來進(jìn)行刻蝕。
[0027]本發(fā)明的Z軸結(jié)構(gòu)，錨定部位于質(zhì)量塊的正中心位置，也就是說，形成了一個(gè)完全對稱的Z軸結(jié)構(gòu)，這就使得Z軸加速度計(jì)的兩個(gè)差分電容完全相等，由此可提高芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。通過在質(zhì)量塊一側(cè)進(jìn)行開孔，使得質(zhì)量塊的兩側(cè)質(zhì)量不相等，這就使得質(zhì)量塊兩側(cè)的力矩不平衡，當(dāng)有外界Z軸方向的加速度輸入時(shí)，使得整個(gè)質(zhì)量塊產(chǎn)生類似蹺蹺板的運(yùn)動，從而使Z軸加速度計(jì)對Z軸方向的加速度信號敏感，提高了測量的精度，節(jié)省了芯片面積。
[0028]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述質(zhì)量塊1的兩側(cè)均設(shè)置有用于減重的孔。該孔可為多個(gè)，呈矩陣分布。為了使質(zhì)量塊左側(cè)10、質(zhì)量塊右側(cè)11的質(zhì)量不相等，在其中一側(cè)的孔中填充有密度大于質(zhì)量塊1的增重塊6。該增重塊6例如可以是鎢材料或者其它重金屬材料。
[0029]該孔可以為通孔5，參考圖4、圖5，在制作的時(shí)候，可通過的刻蝕的方法形成通孔5。當(dāng)然所述孔也可以為盲孔51，參考圖6，可通過增加一層掩膜的方式來進(jìn)行刻蝕。
[0030]通過增加增重塊使質(zhì)量塊的兩側(cè)質(zhì)量不相等，在保持Z軸加速度計(jì)兩個(gè)差分電容完全相等的同時(shí)，可以進(jìn)一步降低質(zhì)量塊的整體尺寸，提高芯片的利用率。
[0031]本發(fā)明已通過優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了詳盡的說明。然而，通過對前文的研讀，對各實(shí)施方式的變化和增加對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來說是顯而易見的。 申請人:的意圖是所有的這些變化和增加都落在了本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的加速度計(jì)的2軸結(jié)構(gòu)，包括質(zhì)量塊(1).錨定部(2),其特征在于:所述質(zhì)量塊(1)通過其兩側(cè)對稱的彈性扭梁(4)連接在錨定部(2),所述錨定部(2)位于質(zhì)量塊(1)的正中心，以錨定部(2)為界，所述質(zhì)量塊(1)其中一側(cè)的質(zhì)量大于其另一側(cè)的質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述質(zhì)量塊(1)的其中一側(cè)設(shè)置有用于減重的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述孔為盲孔(51)或通孔(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述孔為多個(gè)，呈矩陣分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述質(zhì)量塊(1)的兩側(cè)均設(shè)置有孔，在所述其中一側(cè)的孔中填充有增重塊(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述質(zhì)量塊(1)兩側(cè)的孔均為多個(gè)，呈矩陣分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述孔為通孔(5)或盲孔(51)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述增重塊(6)為密度大于質(zhì)量塊(1)的重金屬材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述增重塊(6)為鎢材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2軸結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述質(zhì)量塊(1)的中部設(shè)有裝配孔(3),所述錨定部⑵通過彈性扭梁⑷連接在裝配孔⑶的側(cè)壁上。
【文檔編號】G01P15/125GK104407172SQ201410766612
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】鄭國光 申請人:歌爾聲學(xué)股份有限公司