[发明专利]集成线性和角度MEMS加速度计

说明书

本公开涉及集成线性和角度MEMS加速度计。描述机电系统(MEMS)加速度计。TMEMS加速度计可以被配置成沿一个、两个或三个轴感测线性加速度，并且围绕一个、两个或三个轴感测角度加速度。因此，MEMS加速度计可以用作2轴、3轴、4轴、5轴或6轴惯性加速度计。在一些实施方案中，MEMS加速度计可以包括通过多个系链连接到至少一个锚固件的单个质量块。在其他实施方案中，MEMS加速度计可以包括通过多个系链连接到至少一个锚固件的检验质量块和通过第二多个系链连接到检验质量块的一个或多个穿梭质量块。可以使用电容传感器来感测MEMS加速度计的旋转和线性运动。

技术领域

本申请涉及微机电系统(MEMS)加速度计。

背景技术

MEMS加速度计包括用于检测加速度的一个或多个检验质量块。例如，一些MEMS加速度计包括检测质量块，其被配置为在平面内移动以检测检验质量块的平面中的加速度，而其他MEMS加速度计包括检验质量块，其被配置为在平面外移动以检测垂直于检验质量块的平面的加速度。可以使用耦合到检验质量块的电容传感器来检测加速度。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供角度和线性加速度计。角度和线性加速度计可包括：连接到基板的至少一个锚固件；通过多个系链耦合到所述至少一个锚固件的检验质量块；第一电容器，被配置为响应于所述检验质量块的旋转运动而产生第一感测信号；和第二电容器，被配置为响应于所述检验质量块的线性运动而产生第二感测信号。

根据本申请的另一个方面，提供一种用于感测角度和线性加速度的方法。该方法可包括：通过第一感测电容器，经过响应于围绕第一旋转轴的角度加速度产生第一感测信号，感测经由至少一个锚固件连接到基板的检验质量块的旋转运动，和通过第二感测电容器，经过响应于沿第一轴的线性加速度产生第二感测信号，感测所述检验质量块的线性运动。

根据本申请的又一个方面，提供角度和线性加速度计。角度和线性加速度计可包括：连接到基板的至少一个锚固件；通过多个系链耦合到所述至少一个锚固件的检验质量块；通过第二多个系链耦合到所述检验质量块的穿梭质量块；第一感测电容器，至少部分地由所述检验质量块形成，所述第一感测电容器被配置为响应于所述检验质量块的角度运动而产生第一感测信号；和第二感测电容器，至少部分地由所述穿梭质量块形成，所述第二感测电容器被配置为响应于所述穿梭质量块的运动而产生第二感测信号。

附图说明

将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应该理解的是，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在它们出现的所有图中用相同的附图标记表示。

图1示意性地示出了根据一些非限制性实施方案用于感测角加速度和线性加速度的MEMS加速度计。

图2示意性地示出了根据一些非限制性实施方案用于感测角度和具有单个检验质量块的线性加速度的代表性MEMS加速度计。

图3是根据本申请的非限制性实施方案的角度z感应元件的顶视图，它包括一个梁，其一端固定在检验质量块的内缘。

图4示出了根据本申请的非限制性实施方案的由角度z感测元件产生的两个差分信号的示例。

图5A是根据本申请的非限制性实施方案的包括检验质量块、锚固件和x感应电极的角度加速度计的yz平面的侧视图。

图5B是根据本申请的非限制性实施方案的包括检验质量块、锚固件和y感应电极的角度加速度计的xz平面的侧视图。

图5C是根据本申请的非限制性实施方案的包括x-感测电极、y-感测电极和z-感测电极的角度加速度计的顶视图。

图5D是根据一些非限制性实施方案的示出具有多个锚固件的角度加速度计的一部分的俯视图。

图6A是根据本申请的非限制性实施方案的示意性地示出不对称系链的顶视图。