[发明专利]具有双检验块的MEMS传感器

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种微机电系统(MEMS)传感器。更具体地，本发明涉及一种具有双检验块的MEMS传感器，其被配置为减少传感器尺寸并且减少对温度引起的误差的敏感性。

背景技术

微机电系统(MEMS)传感器广泛使用在例如汽车、惯性制导系统、家用电器、各种设备的保护系统以及许多其它工业、科学和工程系统中。这种MEMS传感器用于感测例如加速度、压力或温度等物理状态，并且提供表示所感测物理状态的电信号。

由于尺寸小并且适合于低成本大批量生产，容性传感MEMS的设计对于在高加速度环境中和在小型设备中的操作是相当期望的。容性加速计感测相对于加速度的电容变化，从而改变带电电路的输出。加速计的一种普通形式是具有“跷跷板”或“秋千”结构的两层容性传感器。这种通常利用的传感器类型使用基板上方在z轴加速度下旋转的可动部件或板。加速计结构能够测量两个不同的电容值，从而确定差分的或相对的电容值。

发明内容

根据上述以及其他方面，本发明的一方面提供了一种微机电系统MEMS传感器，包括：基底；第一可动部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以间隔开的关系布置；以及第二可动部件，在所述基底的所述表面之上以间隔开的关系布置，所述第一和第二可动部件具有基本相同的形状，并且所述第二可动部件基本上被取向为相对于所述第一可动部件绕所述基底的所述平坦表面上的定位点旋转对称。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括微机电系统MEMS传感器的设备，所述MEMS传感器包括：基底；第一可动部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以间隔开的关系布置，并且适于绕位于所述第一可动部件的第一和第二端部之间的第一旋转轴旋转运动；以及

第二可动部件，在所述基底的所述表面之上以间隔开的关系布置，并且适于绕位于所述第二可动部件的第三和第四端部之间的第二旋转轴旋转运动，所述第一和第二可动部件具有基本相同的形状，并且所述第二可动部件基本上被取向为在相对于所述第一可动部件绕所述基底的所述平坦表面上的定位点旋转对称，所述第二可动部件位于相对于所述第一可动部件绕所述定位点旋转大约180度的取向上。

根据本发明的另一方面，提供了一种微机电系统MEMS传感器，包括：基底；第一可动部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以间隔开的关系布置；第二可动部件，在所述基底的所述表面之上以间隔开的关系布置，所述第一和第二可动部件具有基本相同的形状，并且所述第二可动部件基本上被取向为相对于所述第一可动部件绕所述基底的所述平坦表面上的定位点旋转对称，所述第二可动部件位于相对于所述第一可动部件绕所述定位点旋转大约180度的取向上，所述第一和第二可动部件中的每一个适于绕公共旋转轴运动；第一感测部件，配置在所述第一和第二可动部件中每一个下方位于所述基底上；以及第二感测部件，配置在所述第一和第二可动部件中每一个下方位于所述基底上，所述第一和第二感测部件中的每一个离开所述公共旋转轴并且位于所述公共旋转轴的相对侧基本相等的距离，并且所述第一和第二感测部件适于检测所述第一和第二可动部件沿垂直于所述基底的所述平坦表面的轴绕所述公共旋转轴的运动。

附图说明

当结合附图考虑时，参考具体实施方式和权利要求可以得到本发明的更完全的理解，其中整个附图部分中同样的参考标记代表类似的部件，并且：

图1示出了根据实施例的包括在设备中的MEMS传感器的顶视图；

图2示出了图1的MEMS传感器的程式化侧视图；

图3示出了由图1中的MEMS传感器产生的差分电容值的等式图表；以及

图4示出了根据可选实施例的MEMS传感器的顶视图。

具体实施方式

这里描述的实施例包括具有在下面的基板之上悬置的双可动部件(即检验块)的微机电系统(MEMS)传感器。双可动部件用于最小化由于热引起的应力而产生的测量误差。在另一方面，双可动部件可以改变形状从而通过允许双可动部件以嵌套结构安装到一起而优化基底区域。这种具有双可动部件的MEMS传感器能够使用现有的MEMS制造工序制造。从而，这种MEMS传感器实现了精确、尺寸紧凑以及成本高效的设计目标。

图1示出了根据实施例的设备22中包括的MEMS传感器20的顶视图。加速计形式的MEMS传感器20适用于感测箭头24(参见图2)表示的z轴加速度，并且构造为“跷跷板”形式的传感器。设备22能够包括任意多个其中可能需要加速度测量的设备。这些设备包括，例如汽车系统、惯性制导系统、家用电器、各种设备的保护系统、手提计算和电信设备。