除其他情况之外，本文档讨论了惯性传感器，其包括在器件层的x-y平面中形成的单个质量块，所述单个质量块包括单个中心锚，所述单个中心锚被配置为使所述单个质量块悬吊在通孔晶片上方。所述惯性传感器还包括在所述惯性传感器相应的第一侧和第二侧上的所述器件层的所述x-y平面中形成的第一电极定子框架和第二电极定子框架，所述第一电极定子框架和所述第二电极定子框架关于所述单个中心锚对称，并且每个电极定子框架独立地包括中心平台和被配置为将所述中心平台固定到所述通孔晶片上的锚，其中所述第一电极定子框架和所述第二电极定子框架的所述锚沿着所述中心平台相对于所述单个中心锚不对称。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】除其他情况之外，本文档讨论了惯性传感器，其包括在器件层的x-y平面中形成的单个质量块，所述单个质量块包括单个中心锚，所述单个中心锚被配置为使所述单个质量块悬吊在通孔晶片上方。所述惯性传感器还包括在所述惯性传感器相应的第一侧和第二侧上的所述器件层的所述x-y平面中形成的第一电极定子框架和第二电极定子框架，所述第一电极定子框架和所述第二电极定子框架关于所述单个中心锚对称，并且每个电极定子框架独立地包括中心平台和被配置为将所述中心平台固定到所述通孔晶片上的锚，其中所述第一电极定子框架和所述第二电极定子框架的所述锚沿着所述中心平台相对于所述单个中心锚不对称。【专利说明】微电子机械系统（MEMS)多轴加速计电极结构 相关申请的交叉引用 本申请要求2012年1月31日提交的美国专利申请序列号13/362, 955的优先权 的权益，该申请全文以引用方式并入本文。 本申请与2011年9月18日提交的授予Acar的名称为"MICROMACHINED M0N0LITHIC3-AXIS GYROSCOPE WHH SINGLE DRIVE"（具有单驱动的微机械单片式三轴陀螺 仪）的国际申请NO.PCT/US2011/052065相关，该国际申请要求2010年9月18日提交的授 予Acar 的名称为"MICROMACHINED M0N0LITHIC3-AXIS GYROSCOPE WITH SINGLE DRIVE"（具 有单驱动的微机械单片式三轴陀螺仪）的美国临时专利申请序列号61/384, 245的优先权 的权益，并且本申请与2011年9月18日提交的授予Acar的名称为"MICR0MACHINED3-AXIS ACCELEROMETER WITH A SINGLE PROOF-MASS"（具有单质量块的微机械三轴加速计）的国 际申请NO.PCT/US2011/052064相关，该国际申请要求2010年9月18日提交的授予Acar 的名称为"MICR0MACHINED3-AXIS ACCELEROMETER WITH A SINGLE PROOF-MASS"（具有单质 量块的微机械三轴加速计）的美国临时专利申请序列号61/384, 246的优先权的权益，据此 所述专利申请各自全文以引用方式并入本文。 此外，本申请还与2010年8月3日提交的授予Acar等人的名称为"MICROMACHINED INERTIAL SENSOR DEVICES"（微机械惯性传感器器件）的美国专利申请序列号12/849, 742 相关，并与2010年8月3日提交的授予Marx等人的名称为"MICROMACHINED DEVICES AND FABRICATING THE SAME"（微机械设备及其制造方法）的美国专利申请序列号12/849, 787 相关，据此所述专利申请各自全文以引用方式并入本文。
技术介绍
若干单轴或多轴微机械陀螺仪结构已经集成到系统中，以形成三轴陀螺仪组。然 而，由单独的传感器组成的此类组的尺寸和成本对于某些应用过大。尽管可以将单轴或多 轴陀螺仪制造在单个MEMS芯片上，但每个传感器需要单独的驱动和传感电子器件。此外， 消费品/移动设备、汽车和航天/国防应用中对于三轴加速度检测的需求正在不断增加。很 多单轴或多轴微机械加速计结构对于每个加速度轴都使用单独的质量块。
技术实现思路
除其他情况之外，本文档讨论了惯性传感器，其包括在器件层的x-y平面中形成 的单个质量块，所述单个质量块包括单个中心锚，所述单个中心锚被配置为使单个质量块 悬吊在通孔晶片上方。惯性传感器还包括在惯性传感器相应的第一侧和第二侧上的器件层 的x-y平面中形成的第一和第二电极定子框架，所述第一和第二电极定子框架关于单个中 心锚对称，并且每个电极定子框架独立地包括中心平台和被配置为将中心平台固定到通孔 晶片上的锚，其中所述第一和第二电极定子框架的锚沿着中心平台相对于单个中心锚不对 称。 本
技术实现思路
旨在提供对本专利申请主题的概述。并非要提供本专利技术的排他或穷举 性说明。包括详细描述以提供关于本专利申请的更多信息。 【专利附图】【附图说明】 在附图中（这些附图不一定是按照比例绘制的），相同的数字能够描述不同视图 中的类似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示类似部件的不同实例。附图通过实 例而非限制的方式概括地示例了本申请中讨论的各个实施例。 图1概括地示出了三自由度（3-D0F)惯性测量单元（MU)的示意性剖视图。 图2概括地示出了三轴陀螺仪的例子。 图3概括地示出了驱动运动中的三轴陀螺仪的例子。 图4概括地示出了在响应于围绕X轴的旋转而感应运动的过程中的三轴陀螺仪的 例子，所述三轴陀螺仪包括单个质量块。 图5概括地示出了在响应于围绕z轴的旋转而感应运动的过程中的三轴陀螺仪的 例子，所述三轴陀螺仪包括单个质量块。 图6概括地示出了在响应于围绕z轴的旋转而感应运动的过程中的三轴陀螺仪的 例子，所述三轴陀螺仪包括单个质量块的三轴陀螺仪的例子。 图7和8概括地示出了分别在反相运动和同相运动期间的三轴陀螺仪的例子，所 述三轴陀螺仪包括z轴陀螺仪耦合挠曲支承部。 图9概括地示出了三轴加速计的例子。 图10概括地示出了响应于X轴加速度而处于感应运动中的三轴加速计的例子。 图11概括地示出了响应于y轴加速度而处于感应运动中的三轴加速计的例子。 图12概括地示出了响应于z轴加速度而处于感应运动中的三轴加速计的例子。 图13概括地示出了包括通孔晶片电极布置的系统的例子。 图14概括地示出了包括单个质量块的三轴加速计的示例性侧视图。 图15概括地示出了 3+3自由度（3+3D0F)惯性测量单元（MU)的例子。 图16概括地示出了锚附近的处于静止状态的中心悬吊件的例子。 图17概括地示出了驱动运动中的中心悬吊件的一部分的例子。 图18-22概括地示出了加速计电极结构的例子。 图23和24概括地示出了电极定子框架的最低面外共振模式的例子。 【具体实施方式】 除其他情况之外，本专利技术人已认识到一种微机械单片式三轴陀螺仪，其被配置为 采用单个中心锚定质量块来检测围绕所有三个轴的角速率，同时对每个轴的响应模式进行 有效地解耦，从而使轴间灵敏度最小化。 在一个例子中，本文所公开的独特的质量块分区和挠曲结构可允许采用单驱动模 式振荡进行三轴角速率检测，这对于所有轴可以只需要一个驱动控制回路。因此，与使用三 个单独的驱动回路的现有多轴陀螺仪相比，本文所公开的三轴陀螺仪的控制电子器件的复 杂性和成本可以显著降低。 此外，除其他情况之外，本专利技术人已认识到一种微机械三轴陀螺仪，其被配置为采 用单个中心锚定质量块来检测围绕所有三个轴的加速度，同时对每个轴的响应模式进行有 效地解耦，从而使轴间灵敏度最小化。 在一个例子中，本文所公开的唯一质量块和挠曲结构可允许使用单个中心锚定质 量块进行三轴加速度检测。因此，与针对每个加速轴采用单独的质量块的现有多轴加速计 相比，本文所公开的三轴加速计的微电子机械系统（MEMS)传感元件的总体管芯尺寸和总 成本可以显著降低。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种惯性传感器，包括：单个质量块，所述单个质量块在器件层的x‑y平面中形成，所述单个质量块包括单个中心锚，所述单个中心锚被配置为使所述单个质量块悬吊在通孔晶片上方；第一电极定子框架和第二电极定子框架，所述第一电极定子框架和所述第二电极定子框架在所述惯性传感器相应的第一侧和第二侧上的所述器件层的所述x‑y平面中形成，所述第一电极定子框架和所述第二电极定子框架关于所述单个中心锚对称，并且每个电极定子框架独立地包括：中心平台；和锚，所述锚被配置为将所述中心平台固定到所述通孔晶片上；其中所述第一电极定子框架和所述第二电极定子框架的所述锚沿所述中心平台相对于所述单个中心锚不对称。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·阿卡，约翰·加德纳·布卢姆斯伯，
申请(专利权)人：快捷半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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