本发明专利技术提供了一种电容装置、电阻装置和采用该装置的姿态测量系统，该电容和电阻装置基于集成电路工艺，电容装置包括：有一个或多个电容器件的集成电路，外露在集成电路的表面的一个或多个第一导电体与一个或多个电容器件的第一极板一一对应连接，形成于集成电路的表面和集成电路的封装之间的密封腔体覆盖一个或多个第一导电体和一个或多个第二导电体，互不相容的第三导电体和绝缘体位于密封腔体内。电阻装置包括：集成电路；外露在集成电路的表面的一个或多个第六导电体和一个或多个第七导电体，形成于集成电路的表面和集成电路的封装之间的密封腔体覆盖一个或多个第六导电体和一个或多个第七导电体，互不相容的第八导电体和绝缘体位于密封腔体内。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器领域，尤其涉及基于集成电路工艺的电容装置、电阻 装置和采用该装置的测量系统。
技术介绍
在工业生产和日常生活的很多领域，需要检测物体姿态的变化。 一种测 量原理是利用重力，使测量仪中电容器的电容值或者电阻器的电阻值随着测 量仪姿态的变化而改变，从而实现测量目的。电阻器的电阻值与电阻的长度、截面积以及电阻材料的导电率有关，电 阻的长度、截面积以及电阻材料的导电率在外力的作用下发生变化，电阻值 也随之发生变化。在重力作用下，电容器随测量仪姿态变化实现电容值变化主要有两类方 法。 一种是构成电容器的极板固定，极板之间存在两种互不相容，而且具有 不同介电常数的电介质。当测量仪姿态发生变化时，两种电介质在电容器极 板之间的分布也发生变化，从而使得电容值发生变化。另一种是电容器的一 个极板位置固定，另一个极板随测量仪姿态变化，其相对于固定极板的位置 也随之发生变化，从而使得电容值发生变化。这两类实现方法的共同原理都 是测量仪的姿态变化引起电容器的有效极板面积变化，从而反映为电容值的 变化。依据利用重力的电容器的原理，已经出现了很多种测量物体姿态变化的测量仪，例如中国专利技术专利86100001、 86202257和88104645中提供了测量 物体姿态的传感器或测量仪。但是，上述传统的电容型或者电阻型传感装置的体积和功耗都比较大， 难以用于对小尺寸物体的姿态变化进行测量，也难以满足各类电子产品向小 尺寸、低功耗方向发展的需求。近年来，由于微电子技术和微机械加工技术的发展，传感装置正向微型化方向发展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术克服传统姿态传感装置中的缺陷和不足，提供基于集 成电路工艺的电容装置、电阻装置和采用该装置的姿态测量系统。根据本专利技术的第一方面，提供了一种电容装置，基于集成电路工艺，包括集成一个或多个电容器件的集成电路； 一个或多个第一导电体，集成在 所述集成电路上并且外露在所述集成电路的表面，与所述一个或多个电容器 件的第一极板——对应连接； 一个或多个第二导电体，集成在所述集成电路 上并且外露在所述集成电路的表面；密封腔体，形成于所述集成电路的表面 和集成电路的封装之间，覆盖所述一个或多个第一导电体和所述一个或多个 第二导电体；第三导电体，位于所述密封腔体内；绝缘体，位于所述密封腔 体内，与所述第三导电体互不相容。进一步地，所述电容器件的第一极板分为多个第一4及板部分，所述第一 导电体对应地分为多个第 一导电体部分，所述第一导电体部分与对应的所述 第一极板部分连接。进一步地，所述一个或多个电容器件的第一极板替代所述一个或多个第 一导电体直接外露在所述集成电路的表面，所述密封腔体覆盖所述一个或多 个电容器件的第一极板和所述一个或多个第二导电体。进一步地，所述电容器件的第一极板分为多个第一极板部分。进一步地，所述电容装置还包括 一个或多个第四导电体，集成在所述 集成电路上，与所述一个或多个电容器件的第二极板一一对应连接； 一个或 多个第五导电体，集成在所述集成电路上，与所述一个或多个第二导电体一 一对应连接。根据本专利技术的第二方面，提供了一种电阻装置，基于集成电路工艺，包 括集成电路； 一个或多个第六导电体，集成在所述集成电路上并且外露在 所述集成电路的表面； 一个或多个第七导电体，集成在所述集成电路上并且 外露在所述集成电路的表面；密封腔体，形成于所述集成电路的表面和集成7电路的封装之间，覆盖所述一个或多个第六导电体和所述一个或多个第七导电体；第八导电体，位于所述密封腔体内；绝缘体，位于所述密封腔体内，与所述第八导电体互不相容。进一步地，所述电阻装置还包括 一个或多个第九导电体，集成在所述集成电路上，与所述一个或多个第六导电体一一对应连接； 一个或多个第十导电体，集成在所述集成电路上，与所述一个或多个第七导电体一一对应连接。根据本专利技术的第三方面，提供了一种姿态测量系统，包括如第一方面所述的电容装置/如第二方面所述的电阻装置；电容/电阻值检测模块，与所述电容/电阻装置连接，用于检测并输出所述电容/电阻装置的电容/电阻值；电容/电阻值处理与输出模块，与所述电容/电阻值检测模块连接，用于处理所述电容/电阻值并输出姿态参数。根据本专利技术的第四方面，提供了一种多维姿态测量系统，包括多个如第三方面所述的姿态测量系统，用于进行姿态测量，输出多个姿态参数；多维信号处理系统，与所述多个姿态测量系统连接，用于对所述多个姿态参数进行多维信号处理，实现多维姿态测量。本专利技术提供的电容/电阻装置根据其姿态的不同而具有不同的电容/电阻值，根据对电容/电阻值的测量和处理从而姿态测量系统可以获得姿态信息，例如物体的角度、角速度和角加速度等信息。本专利技术提供的电容装置、电阻装置和采用该装置的姿态测量系统和多维姿态测量系统采用集成电路工艺实现，可以单片集成，具有低功耗和微型化的特点。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明，附图中图l是本专利技术一实施例的水平放置的电容装置的剖面图；图2是本专利技术另 一 实施例的水平放置的电容装置的剖面图；图3是本专利技术又一 实施例的水平放置的电容装置的剖面图4是本专利技术再一实施例的水平放置的电容装置的剖面图图5是图1的本专利技术一实施例的电容装置垂直放置的侧剖面图6是本专利技术一实施例的有8个电容器件的电容装置垂直放置的正剖面图7是本专利技术 一 实施例的水平放置的电阻装置的剖面图8是图7的本专利技术一实施例的电阻装置垂直放置的侧剖面图9是本专利技术一实施例的有8个等效电阻的电阻装置垂直放置的正剖面图10是本专利技术一实施例的姿态测量系统的结构框图；图11是本专利技术一实施例的三维姿态测量系统的原理图。具体实施例方式在具体实施方式中，以CMOS ( Complementary Metal OxideSemiconductor,互补金属氧化物半导体)集成电路工艺为例描述电容装置、电阻装置和根据该电容/电阻装置的姿态测量系统。图l是本专利技术一实施例的水平放置的电容装置的剖面图。如图l所示，电容装置中包括集成一个电容器件的集成电路和集成电路外部的封装，该集成电路是指采用集成电路工艺制造的棵芯片。在本专利技术的一个实施例中，电容器件是金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal )电容，即MIM电容。101表示CM0S集成电路中的绝缘介质Si02 (二氧化硅)，102表示MIM电容的第二极板，103表示MIM电容的第一极板，MIM电容的第一极板103通过过孔113与集成电路中的第一导电体104连接，第一导体104外露在集成电路的表面。105表示集成电i 各中的第二导电体，第二导电体105和MIM电容的两个极板102和103都不相连。106表示集成电路表面的钝化层，107表示集成电路外部的绝缘封装。钝化层106和封装107—起在集成电路表面构成密封腔体，密封腔体覆盖第一导电体104和第二导电体105。108表示密封腔体中的第三导电体，109表示密封腔体中的绝缘体，导电体108和绝缘体109互不相容。IIO表示集成电路中的第四导电体，第四导电体110通过过孔112和MIM电容的第二极板102相连。lll表示集成电路中的第五导电体，第五导电体111通过过孔114与第二导电体105连接。当该电容装置与电容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电容装置，基于集成电路工艺，其特征在于，包括： 集成一个或多个电容器件的集成电路； 一个或多个第一导电体，集成在所述集成电路上并且外露在所述集成电路的表面，与所述一个或多个电容器件的第一极板一一对应连接； 一个或多个第二导电体，集成在所述集成电路上并且外露在所述集成电路的表面； 密封腔体，形成于所述集成电路的表面和集成电路的封装之间，覆盖所述一个或多个第一导电体和所述一个或多个第二导电体； 第三导电体，位于所述密封腔体内； 绝缘体，位于所述密封腔体内，与所述第三导电体互不相容。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王自强，陈虹，姜汉钧，张春，谢翔，贾晨，麦宋平，王志华，王红梅，
申请(专利权)人：清华大学，北京华清益康科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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