[发明专利]具有高耐粘滞性的MEMS惯性传感器

权利要求书

1.一种MEMS惯性传感器，包括：

支撑结构；

惯性结构，其具有在平面中的主延伸；以及

第一弹性结构，其将所述惯性结构弹性耦合到所述支撑结构，并且所述第一弹性结构被配置为使得所述惯性结构能够根据待检测量而沿着位于所述平面中的感测轴线移动；

其中所述惯性结构包括：

半导体材料的第一惯性质量块；

半导体材料的第二惯性质量块；

第二弹性结构，其弹性耦合所述第一惯性质量块和所述第二惯性质量块，并且所述第二弹性结构被配置为使得所述第二惯性质量块能够沿着所述感测轴线移动；

停止结构，其面对所述第一惯性质量块，以及

电极，其电容性地耦合到所述第一惯性质量块，并且所述电极与所述第一惯性质量块形成电容器，所述电容器具有的电容根据所述待检测量而变化；

其中所述第一弹性结构具有第一弹性常数，并且所述第二弹性结构具有第二弹性常数，所述第一弹性常数小于所述第二弹性常数，使得在存在所述待检测量的情况下，所述惯性结构在感测方向上移动，直到所述第一惯性质量块抵靠在所述停止结构为止，并且所述第二惯性质量块能够在所述感测方向上进一步移动，并且一旦所述待检测量终止，所述第二惯性质量块就在与所述感测方向相对的方向上移动，并且使所述第一惯性质量块从所述停止结构分离。

2.根据权利要求1所述的MEMS惯性传感器，其中所述第一惯性质量块为框状、并且具有包围所述电极的开口。

3.根据权利要求1所述的MEMS惯性传感器，其中所述第一惯性质量块和所述第二惯性质量块为框状，并且所述第二惯性质量块包围所述第一惯性质量块。

4.根据权利要求3所述的MEMS惯性传感器，其中：

所述第一惯性质量块包括第一框架，并且所述第二惯性质量块包括第二框架，所述第一框架和所述第二框架大致为矩形，所述第一框架具有彼此平行并且相对的第一侧和第二侧，并且所述第二框架具有彼此相对并且平行的第一侧和第二侧，并且所述第二框架的所述第一侧和所述第二侧平行于所述第一框架的所述第一侧和所述第二侧；

所述第一弹性结构包括各自具有折叠形状的第一弹簧元件和第二弹簧元件，所述第一弹簧元件和所述第二弹簧元件分别在所述支撑结构与所述第一惯性质量块的所述第一框架的所述第一侧之间延伸，以及在所述支撑结构与所述第一惯性质量块的所述第一框架的所述第二侧之间延伸；以及

所述第二弹性结构包括具有细长形状的第三弹簧元件和第四弹簧元件，所述第三弹簧元件在所述第一框架的所述第一侧与所述第二框架的所述第一侧之间延伸，并且所述第四弹簧元件在所述第一框架的所述第二侧与所述第二框架的所述第二侧之间延伸。

5.根据权利要求4所述的MEMS惯性传感器，其中所述第二弹性结构还包括各自具有细长形状的第五弹簧元件和第六弹簧元件，所述第三弹簧元件从所述第一框架的第一角部延伸到所述第二框架的所述第一侧的中心部分，所述第四弹簧元件从所述第一框架的第二角部延伸到所述第二框架的所述第一侧的所述中心部分，所述第五弹簧元件从所述第一框架的第三角部延伸到所述第二框架的所述第二侧的中心部分，并且第六弹簧元件从所述第一框架的第四角部延伸到所述第二框架的所述第二侧的所述中心部分。

6.根据权利要求4所述的MEMS惯性传感器，其中所述停止结构包括第一停止元件和第二停止元件，所述第一停止元件被布置在所述第一框架的所述第一侧与所述第二框架的所述第一侧之间，并且所述第二停止元件被布置在所述第一框架的所述第二侧与所述第二框架的所述第二侧之间，所述第一停止元件和所述第二停止元件各自具有被布置在距所述第一惯性质量块第一距离处的第一面，并且所述第一停止元件和所述第二停止元件各自具有被布置在距所述第二惯性质量块大于所述第一距离的第二距离处的第二面。

7.根据权利要求1所述的MEMS惯性传感器，其中所述惯性结构包括：

第三弹性结构；以及

第三惯性质量块，其通过所述第三弹性结构弹性耦合到所述第一惯性质量块。