微机电三轴陀螺仪和电子设备制造技术

本申请提供一种微机电三轴陀螺仪和电子设备；包括衬底、第一检测组件、第二检测组件、第三检测组件和驱动框架，第一检测组件和第二检测组件位于衬底的同侧且间隔设置；第一检测组件包括第一质量块，第二检测组件包括第二质量块；驱动框架包括间隔设置的第一驱动框架和第二驱动框架；第一检测组件和第二检测组件位于第一驱动框架和第二驱动框架之间；第三检测组件包括第一检测部和第二检测部，第一检测部位于第一驱动框架内，第二检测部位于第二驱动框架内；第一质量块、第二质量块、第一检测部和第二检测部相互独立。即三个检测轴的质量相互独立，彼此不直接连接，因此本申请提供的一种微机电三轴陀螺仪和电子设备，可降低各检测组件之间的干扰。件之间的干扰。件之间的干扰。

【技术实现步骤摘要】
微机电三轴陀螺仪和电子设备


[0001]本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种微机电三轴陀螺仪和电子设备。

技术介绍

[0002]电容式微机械（Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，MEMS）陀螺仪是一种用于测量角速度的微型惯性传感器，其工作原理是利用科氏力检测角速度，即来回运动中的机械结构受到外界的角速度时，由于科氏效应会产生科氏加速度，科氏加速度与角速度和振动线速度的关系满足右手法则，即科氏加速度相应的科氏力使可动质量块产生相应的位移，从而改变电容极板之间的距离，信号处理电路通过感测电容的变化从而获知相应角速度的值。其具有体积小、重量轻、低功耗、低成本以及易于实现大批量生产等突出优点。
[0003]常用的三轴陀螺仪，为节省面积，两个检测轴共用一个可动质量块，这就不可避免的增加了检测轴间的干扰。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种微机电三轴陀螺仪和电子设备，可以降低微机电三轴陀螺仪检测轴间的正交误差和耦合误差。
[0005]本申请提供一种微机电三轴陀螺仪，包括：衬底；第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件和所述第二检测组件位于所述衬底的同侧且间隔设置；所述第一检测组件包括第一质量块，所述第二检测组件包括第二质量块；驱动框架，包括间隔设置的第一驱动框架和第二驱动框架，所述第一检测组件和所述第二检测组件位于所述第一驱动框架和所述第二驱动框架之间；第三检测组件，包括第一检测部和第二检测部，所述第一检测部位于所述第一驱动框架内，所述第二检测部位于所述第二驱动框架内；其中，所述第一质量块、所述第二质量块、所述第一检测部和所述第二检测部相互独立。
[0006]在一些实施方式中，所述第三检测组件包括第一检测部和第二检测部，所述框架包括间隔设置的第一驱动框架和第二驱动框架；所述第一检测部位于所述第一驱动框架内，所述第二检测部位于所述第二驱动框架内。
[0007]在一些实施方式中，所述第一检测组件包括第一检测框架、第一锚点及第一检测弹簧；所述第一锚点及所述第一检测弹簧位于所述第一检测框架内；所述第一锚点被配置为固定所述第一检测弹簧；所述第一检测框架与所述第一检测弹簧连接，所述第一检测弹簧与所述第一质量块连接。
[0008]在一些实施方式中，所述第一检测组件还包括第一连接弹簧和第二连接弹簧；所述第一连接弹簧的一端与所述第一驱动框架连接，所述第一连接弹簧的另一端
与所述第一检测框架连接；所述第二连接弹簧的一端与所述第二驱动框架连接；所述第二连接弹簧的另一端与所述第一检测框架连接。
[0009]在一些实施方式中，所述第一质量块包括第一检测质量块和第二检测质量块；所述第一检测质量块和所述第二检测质量块分别位于所述第一检测弹簧的两侧；所述第一检测质量块与至少部分所述衬底形成有第一检测电容；所述第二检测质量块与至少部分所述衬底形成有第二检测电容，所述第一检测电容和所述第二检测电容位于所述第一检测弹簧的两侧。
[0010]在一些实施方式中，所述第一锚点距离所述第一驱动框架的距离为L1，所述第一锚点距离所述第二驱动框架的距离为L2，满足：L1=L2。
[0011]在一些实施方式中，所述第二检测组件包括第二检测框架、第二锚点及第二检测弹簧；所述第二锚点及所述第二检测弹簧位于所述第二检测框架内；第二锚点被配置为固定所述第二检测弹簧；所述第二检测弹簧与所述第二检测框架和所述第二质量块连接。
[0012]在一些实施方式中，所述第二检测组件还包括第三连接弹簧和第四连接弹簧；所述第三连接弹簧的一端与所述第一驱动框架连接，所述第三连接弹簧的另一端与所述第二检测框架连接；所述第四连接弹簧的一端与所述第二驱动框架连接，所述第四连接弹簧的另一端与所述第二检测框架连接。
[0013]在一些实施方式中，所述第二质量块包括第三检测质量块和第四检测质量块；所述第三检测质量块和所述第四检测质量块分别位于所述第二检测弹簧的两侧；所述第三检测质量块与至少部分所述衬底形成有第三检测电容；所述第四检测质量块与至少部分所述衬底形成有第四检测电容，所述第三检测电容和所述第四检测电容位于所述第二检测弹簧的两侧。
[0014]在一些实施方式中，所述第二锚点距离所述第一驱动框架的距离为L3，所述第二锚点距离所述第二驱动框架的距离为L4，满足：L3=L4。
[0015]在一些实施方式中，所述第一检测部包括第三检测框架和第三检测弹簧；所述第三检测弹簧位于所述第三检测框架内，所述第三检测弹簧与所述第三检测框架连接；所述第三检测弹簧呈H型；所述第二检测部包括第四检测框架和第四检测弹簧；所述第四检测弹簧位于所述第四检测框架内，所述第四检测弹簧与所述第四检测框架连接；所述第四检测弹簧呈H型。
[0016]在一些实施方式中，所述第一检测部还包括第五检测电容和第六检测电容，所述第二检测部包括第七检测电容和第八检测电容，所述第一锚点和所述第二锚点确定直线W，所述第五检测电容和所述第七检测电容关于所述直线W对称设置且并联连接，所述第六检测电容和所述第八检测电容关于所述直线W对称设置且并联连接。
[0017]在一些实施方式中，所述第一检测部还包括第一固定梳齿和第二固定梳齿，所述第三检测框架与所述第一固定梳齿形成有所述第五检测电容，所述第三检测框架与所述第二固定梳齿形成有所述第六检测电容；所述第二检测部还包括第三固定梳齿和第四固定梳齿，所述第四检测框架与所述第三固定梳齿形成有所述第七检测电容，所述第四检测框架与所述第四固定梳齿形成有所
述第八检测电容。
[0018]在一些实施方式中，所述第一驱动框架内设有第一驱动弹簧和第三锚点；所述第三锚点被配置为固定所述第一驱动弹簧；所述第二驱动框架内设有第二驱动弹簧和第四锚点；所述第四锚点被配置为固定所述第二驱动弹簧。
[0019]在一些实施方式中，所述第一驱动框架内还设有第一固定电极和第二固定电极；所述第一固定电极的第一面积S1与所述第二固定电极的第二面积S2相等；所述第一固定电极的极性与所述第二固定电极的极性相反；所述第二驱动框架内还设有第三固定电极和第四固定电极；所述第三固定电极的第三面积S3和所述第四固定电极的第四面积S4相等；所述第三固定电极的极性与所述第四固定电极的极性相反。
[0020]在一些实施方式中，所述第一驱动框架内还设有第五固定电极和第六固定电极；所述第五固定电极的第五面积S5和所述第六固定电极的第六面积S6相等；所述第五固定电极的极性和所述第六固定电极的极性相反；所述第二驱动框架内还设有第七固定电极和第八固定电极；所述第七固定电极的第七面积S7和所述第八固定电极的第八面积S8相等；所述第七固定电极的极性和所述第八固定电极的极性相反。
[0021]在一些实施方式中，所述第一驱动框架内还设有第一驱动检测电极和第二驱动检测电极；所述第一驱动检测电极位于所述第五固定电极的两侧；所述第二驱动检测电极位于所述第六固定电极的两侧；所述第一驱动检测电极的第九面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机电三轴陀螺仪，其特征在于，包括：衬底（100）；第一检测组件（10）和第二检测组件（20），所述第一检测组件（10）和所述第二检测组件（20）位于所述衬底（100）的同侧且间隔设置；所述第一检测组件（10）包括第一质量块（14），所述第二检测组件（20）包括第二质量块（24）；驱动框架（40），包括间隔设置的第一驱动框架（41）和第二驱动框架（42），所述第一检测组件（10）和所述第二检测组件（20）位于所述第一驱动框架（41）和所述第二驱动框架（42）之间；第三检测组件（30），包括第一检测部（31）和第二检测部（32），所述第一检测部（31）位于所述第一驱动框架（41）内，所述第二检测部（32）位于所述第二驱动框架（42）内；其中，所述第一质量块（14）、所述第二质量块（24）、所述第一检测部（31）和所述第二检测部（32）相互独立。2.根据权利要求1所述的微机电三轴陀螺仪，其特征在于，所述第一检测组件（10）包括第一检测框架（11）、第一锚点（12）及第一检测弹簧（13）；所述第一锚点（12）及所述第一检测弹簧（13）位于所述第一检测框架（11）内；所述第一锚点（12）被配置为固定所述第一检测弹簧（13）；所述第一检测框架（11）与所述第一检测弹簧（13）连接，所述第一检测弹簧（13）与所述第一质量块（14）连接。3.根据权利要求2所述的微机电三轴陀螺仪，其特征在于，所述第一检测组件（10）还包括第一连接弹簧（151）和第二连接弹簧（152）；所述第一连接弹簧（151）的一端与所述第一驱动框架（41）连接，所述第一连接弹簧（151）的另一端与所述第一检测框架（11）连接；所述第二连接弹簧（152）的一端与所述第二驱动框架（42）连接；所述第二连接弹簧（152）的另一端与所述第一检测框架（11）连接。4.根据权利要求2所述的微机电三轴陀螺仪，其特征在于，所述第一质量块（14）包括第一检测质量块（141）和第二检测质量块（142）；所述第一检测质量块（141）和所述第二检测质量块（142）分别位于所述第一检测弹簧（13）的两侧；所述第一检测质量块（141）与至少部分所述衬底（100）形成有第一检测电容（161）；所述第二检测质量块（142）与至少部分所述衬底（100）形成有第二检测电容（162），所述第一检测电容（161）和所述第二检测电容（162）位于所述第一检测弹簧（13）的两侧。5.根据权利要求2所述的微机电三轴陀螺仪，其特征在于，所述第一锚点（12）距离所述第一驱动框架（41）的距离为L1，所述第一锚点（12）距离所述第二驱动框架（42）的距离为L2，满足：L1=L2。6.根据权利要求2所述的微机电三轴陀螺仪，其特征在于，所述第二检测组件（20）包括第二检测框架（21）、第二锚点（22）及第二检测弹簧（23）；所述第二锚点（22...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄瑞芬，李诺伦，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：