[发明专利]一种新型的加速度计的Z轴结构

说明书

技术领域

本发明属于加速度计领域，更准确地说，涉及一种加速度计中的Z轴结构。

背景技术

目前，MEMS加速计的Z轴大多采用跷跷板式的结构，锚定部作为该Z轴结构的支撑点，而质量块通过弹性扭梁连接到锚定部上，通过该锚定部将质量块整体支撑起来。由于锚定部偏离质量块的中部，也就是质量块两侧的不对称设计，使得该Z轴加速度计构成了类似跷跷板的结构，这也就导致了质量块两侧的力矩不平衡。当有外界Z轴方向的加速度输入时，整个质量块产生类似跷跷板的运动，从而使Z轴加速度计对Z轴方向的加速度信号敏感，可以精确测量Z轴方向的加速度信号。而对称部分的质量对Z轴加速度信号不敏感，对加速度信号检测没有贡献。

现有技术中的加速度计存在以下问题：由于锚定部偏离质量块的中心，从而使得该Z轴结构占用了较大的芯片面积，降低了芯片的有效利用率。其次，由于Z轴加速度计结构的不对称设计，会影响芯片的温度特性及抗外界干扰的能力。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种新型的加速度计的Z轴结构。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种新型的加速度计的Z轴结构，包括质量块、锚定部，所述质量块通过其两侧对称的弹性扭梁连接在锚定部上，所述锚定部位于质量块的正中心，以锚定部为界，所述质量块其中一侧的质量大于其另一侧的质量。

优选的是，所述质量块的其中一侧设置有用于减重的孔。

优选的是，所述孔为盲孔或通孔。

优选的是，所述孔为多个，呈矩阵分布。

优选的是，所述质量块的两侧均设置有孔，在所述其中一侧的孔中填充有增重块。

优选的是，所述质量块两侧的孔均为多个，呈矩阵分布。

优选的是，所述孔为通孔或盲孔。

优选的是，所述增重块为密度大于质量块的重金属材料。

优选的是，所述增重块为钨材料。

优选的是，在所述质量块的中部设有装配孔，所述锚定部通过弹性扭梁连接在装配孔的侧壁上。

本发明的Z轴结构，锚定部位于质量块的正中心位置，也就是说，形成了一个完全对称的Z轴结构，这就使得Z轴加速度计的两个差分电容完全相等，由此可提高芯片的温度特性及抗外界干扰的能力。通过在质量块一侧开孔的方式，使得质量块的两侧质量不相等，这就使得质量块两侧的力矩不平衡，当有外界Z轴方向的加速度输入时，使得整个质量块产生类似跷跷板的运动，从而使得Z轴加速度计对Z轴方向的加速度信号敏感，提高了测量的精度，节省了芯片面积。

附图说明

图1示出了本发明Z轴结构的示意图。

图2示出了图1中沿A-A处的剖面图。

图3示出了第二种实施结构的沿A-A处的剖面图。

图4示出了第三种实施结构的Z轴结构示意图。

图5示出了图4中沿B-B处的剖面图。

图6示出了第四种实施结构的沿B-B处的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明解决的技术问题、采用的技术方案、取得的技术效果易于理解，下面结合具体的附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参考图1，本发明提供的一种新型的加速度计的Z轴结构，包括质量块1、锚定部2，该质量块1呈板状，并通过锚定部2支撑起来。具体地，所述质量块1通过其两侧对称的弹性扭梁4连接在锚定部2的侧壁上，也就是说，两条弹性扭梁4对称地分布在锚定部2的两侧，使得锚定部2位于质量块1的正中心位置。

在本发明的一个具体的实施方式中，所述质量块1的中部设有装配孔3，所述锚定部2通过弹性扭梁4连接在装配孔3的侧壁上。该装配孔3的形状根据质量块1的形状变化，例如当质量块1为矩形时，该装配孔为条形孔。

以锚定部2为界，质量块1两侧的质量不相等，也就是说，所述质量块1其中一侧的质量大于其另一侧的质量。例如以图1的视图方向为准，以锚定部2为界，分别记为质量块左侧10、质量块右侧11，质量块左侧10、质量块右侧11的质量不相等。

在本发明的一个具体的实施例中，为了使质量块左侧10、质量块右侧11的质量不相等，所述质量块1其中一侧设置有用于减重的孔。该孔可为多个，呈矩阵分布。该孔可以为通孔5，参考图2，在制作的时候，可通过的刻蚀的方法形成通孔5。当然所述孔也可以为盲孔51，参考图3，可通过增加一层掩膜的方式来进行刻蚀。