一种Z轴加速度计制造技术

本发明专利技术公开了一种Z轴加速度计，其包括衬底、第一质量块、第二质量块、以及固定于所述衬底表面的至少一个锚，其中：所述第一质量块以及所述第二质量块分别通过所述锚与所述衬底连接并被配置为各自绕分界线作类跷跷板运动，所述分界线平行于所述衬底，所述分界线将平面划分为第一区域和第二区域，所述第一质量块以及所述第二质量块分别与所述锚之间以所述弹簧连接，所述第一质量块以及所述第二质量块分别与所述衬底互相靠近侧设置有成对电极，以在所述第一质量块与所述衬底之间以及所述第二质量块与所述衬底之间形成多个电容。本发明专利技术提供的Z轴加速度计，可以避免锚不平衡或基底翘曲产生的误差。曲产生的误差。曲产生的误差。

【技术实现步骤摘要】
一种Z轴加速度计


[0001]本专利技术涉及MEMS器件
，具体的涉及一种Z轴加速度计。

技术介绍

[0002]在加速计的工艺制造和应用过程中，可能会产生有工艺误差或外界应力产生不平衡，使得质量块与电极板之间的电容在初始条件下有偏差，从而导致加速度计的零点错误，影响检测的准确性。
[0003]例如：在加速度计应用的过程中，由于外界温度变化，应力变化等原因，导致基底或锚点有不平衡的状态，从而使得一侧的质量块与基底之间的距离发生变化，这种外界变化会导致加速计零点的变化，从而影响测量结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种Z轴加速度计，用于解决现有技术中基底翘曲或锚点不平衡导致测量误差的问题。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种Z轴加速度计，包括：衬底、第一质量块、第二质量块、以及固定于所述衬底表面的至少一个锚，其中：所述第一质量块以及所述第二质量块分别与所述至少一个锚弹性连接，并悬空于衬底上，且被配置为能够各自绕分界线作沿垂直于衬底方向的谐振运动，所述分界线为所述至少一个锚所在的直线，将所述衬底所在平面划分为第一区域和第二区域；所述第一质量块包括被所述分界线划分的位于所述第一区域内的第一质量部和位于第二区域内的第二质量部，所述第一质量部和第二质量部的运动方向相反；所述第二质量块包括被所述分界线划分的位于所述第一区域内的第三质量部和位于第二区域内的第四质量部，所述第三质量部和第四质量部的运动方向相反，与所述第一质量部的运动方向也相反；所述第一质量块以及所述第二质量块与所述衬底之间设置有成对电极，以在所述第一质量块与所述衬底之间以及所述第二质量块与所述衬底之间形成多个电容。
[0006]优选的，所述第一质量部质量为m1，所述第二质量部质量为m2，且m1>2，所述第三质量部质量为m3，所述第四质量部质量为m4，且m3<4。
[0007]优选的，所述第一质量部、所述第二质量部、所述第三质量部以及所述第四质量部与所述衬底之间分别设置有电容结构。
[0008]优选的，每个电容结构均包括两个电容，每个电容均包括设置于衬底上的底电极和设置于相应的质量部的顶电极，所述顶电极和所述底电极相对。
[0009]优选的，每个所述电容结构包括的两个所述电容关于第一中轴对称设置，所述第一中轴垂直于所述分界线。
[0010]优选的，所述第一质量部以及所述第二质量部分别对应的两所述电容结构关于所述分界线对称设置，所述第三质量部以及所述第四质量部分别对应的两所述电容结构关于所述分界线对称设置。
[0011]优选的，各对所述电极至所述分界线距离相等。
[0012]优选的，所述第一质量块开设有嵌孔，所述第二质量块设置于所述嵌孔中。
[0013]优选的，所述第一质量部具有靠近所述分界线的近端和远离所述分界线的远端，所述第二质量部具有靠近所述分界线的近端和远离所述分界线的远端，所述第三质量部具有靠近所述分界线的近端和远离所述分界线的远端，所述第四质量部具有靠近所述分界线的近端和远离所述分界线的远端，所述电极分别设置在所述第一质量部的远端、所述第二质量部的远端、所述第三质量部的远端以及所述第四质量部的远端。
[0014]优选的，多对所述电极的正对面积相同。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：采用了双翘翘板结构，当该Z轴加速度计的加速度变化时，由于双侧不对称分布的质量，会使重侧向加速度方向偏转，而轻侧则向加速度方向反向偏转。并且，加速度越大，偏转程度越大，由于第一质量块的重侧和第二质量块的重侧分别分布在第一区域和第二区域，第一质量块和第二质量块偏转方向相反，因此，在有一侧发生翘曲时，第一质量块以及第二质量块对应位置的电容产生相同大小的电容变化量，由于该Z轴加速度计采用的是差分计算，第一质量块与第二质量块对应电容变化量被抵消，因此可以有效避免翘曲产生的误差。另外，需要说明的是，当锚不平衡而使第一质量块和第二质量块产生偏转，此偏转对两质量块产生了相同的影响，在第一质量块和第二质量块两端均会产生电容变化，同理，此电容变化量在差分计算中也可以被抵消，从而避免锚不平衡产生的误差。
附图说明
[0016]图1是现有的一种典型的加速度计的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术提供的一种Z轴加速度计的俯视图；
[0018]图3是本专利技术提供的一种Z轴加速度计平衡状态下的正视图；
[0019]图4是本专利技术提供的一种Z轴加速度计加速度变化而偏转时的正视图；
[0020]图5是本专利技术提供的一种Z轴加速度计加速度一侧翘曲时的正视图；
[0021]附图标记：A
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第一区域、B
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第二区域、C
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分界线、D
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第一中轴或第二中轴、1
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衬底、2
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第一质量块、3
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第二质量块、4
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锚、5
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弹簧、21
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第一质量部、22
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第二质量部、31
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第三质量部、32
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第四质量部、61
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第一电极、62
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第二电极、63
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第三电极、64
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第四电极、65
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第五电极、66
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第六电极、67
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第七电极、68
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第八电极。
具体实施方式
[0022]请参阅图1，为现有的一种典型的加速度计的结构示意图。其为单翘翘板结构，平板设置在衬底上，以锚连接衬底，并可绕锚作翘翘板运动，平板左右配置有质量不相同的质量块，左右两侧分别设置有电极，并分别与衬底的电极间形成电容。
[0023]加速度计仅受重力加速度影响，使平板达到平衡状态，平板左右与衬底之间的间距保持不变，此即为加速度计的零点。
[0024]在平板受加速度改变时，平板左右质量不相同，因此受力也不相同，使得平板发生偏转，左右分别作相方向运动，两相对电极距离改变，因此对应的电容值也发生改变，并且，平板加速度改变越大，左右侧电容差值越大，因此可以通过左右侧电容差值来表征平板所
受外力的加速度。
[0025]然而，专利技术人发现，当衬底因为应力、温度等因素一侧发生形变或锚不平衡使平板偏转，导致平板与衬底间距改变，从而使电容值变化，对应的加速度计零点也发生改变，否则会导致测量结果不准确。
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]请参阅体图2和图3，图2是本专利技术提供的一种Z轴加速度计的俯视图，图3是本专利技术提供的一种Z轴加速度计平衡状态下的正视图。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Z轴加速度计，其特征在于，包括：衬底、第一质量块、第二质量块、以及固定于所述衬底表面的至少一个锚，其中：所述第一质量块以及所述第二质量块分别与所述至少一个锚弹性连接，并悬空于衬底上，且被配置为能够各自绕分界线作沿垂直于衬底方向的谐振运动，所述分界线为所述至少一个锚所在的直线，将所述衬底所在平面划分为第一区域和第二区域；所述第一质量块包括被所述分界线划分的位于所述第一区域内的第一质量部和位于第二区域内的第二质量部，所述第一质量部和第二质量部的运动方向相反；所述第二质量块包括被所述分界线划分的位于所述第一区域内的第三质量部和位于第二区域内的第四质量部，所述第三质量部和第四质量部的运动方向相反，与所述第一质量部的运动方向也相反；所述第一质量块以及所述第二质量块与所述衬底之间设置有成对电极，以在所述第一质量块与所述衬底之间以及所述第二质量块与所述衬底之间形成多个电容。2.根据权利要求1所述的一种Z轴加速度计，其特征在于，所述第一质量部质量为m1，所述第二质量部质量为m2，且m1>m2，所述第三质量部质量为m3，所述第四质量部质量为m4，且m3<m4。3.根据权利要求1所述的一种Z轴加速度计，其特征在于，所述第一质量部、所述第二质量部、所述第三质量部以及所述第四质量部与所述衬底之间分别设置有电容结构。4.根据权利要求3所述的一种Z轴加速度计，其特征在于，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宁宁，黄占喜，黄克刚，
申请(专利权)人：宁波奥拉半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：