基于层叠式横向交迭换能器（SLOT）的3轴加速计制造技术

本公开提供了用于制作和使用加速计的系统、方法和装置，包括编码在计算机存储介质上的计算机程序。一些此种加速计包括基板、第一多个电极、第二多个电极、第一锚、框架和检验质量块，其中该第一锚附连至该基板。该基板可基本上在第一平面内延伸。该检验质量块可附连至该框架、可基本上在第二平面内延伸并且可以被基本上约束成用于进行沿第一轴和第二轴的运动。该框架可附连至该第一锚、可基本上在第二平面内延伸并且可以被基本上约束成用于进行沿该第二轴的运动。该检验质量块响应于沿该第一轴或第二轴所施加的横向加速度而进行的横向移动可导致该第一或第二多个电极处的电容变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于层叠式横向交迭换能器(SLOT)的3轴加速计相关申请的交叉引用本申请要求于2010年4月30日提交的题为“MICROMACHINEDPIEZOELECTRIC X-AXIS GYROSCOPE (微机械压电X轴陀螺仪)”(代理人案卷号QUALP030P/101702P1)且转让给本申请受让人的美国临时专利申请No. 61/343，598的优先权。本申请还要求于2010 年 4 月 30 日提交的题为“MICROMACHINED PIEZOELECTRIC Z-AXIS GYROSCOPE (微机械压电 Z轴陀螺仪)”(代理人案卷号QUALP031P/101703P1)且转让给本申请受让人的美国临时专利申请No. 61/343,599的优先权。本申请还要求于2010年4月30日提交的题为“STACKED LATERAL OVERLAP TRANSDUCER (SLOT) BASED 3-AXIS MEMS ACCELEROMETER (基于层叠式横向交迭换能器(SLOT)的3轴MEMS加速计)”(代理人案卷号QUALP032P/101704P1)且转让给本申请受让人的美国临时专利申请No. 61/343,601的优先权。本申请还要求于2010 年 4 月 30 日提交的题为 “MICROMACHINED PIEZ0ELECTRICX-AXIS & Z-AXIS GYRO SCOPE AND STACKED LATERAL OVERLAPTRANSDUCER(SLOT)BASED 3-AXIS MEMS ACCELEROMETER (微机械压电X轴及Z轴陀螺仪以及基于层叠式横向交迭换能器(SLOT)的3轴MEMS加速计)”(代理人案卷号QUALP034P/101704P2)且转让给本申请受让人的美国临时专利申请No. 61/343,600的优先权。本申请还要求于2010年12月30日提交的题为“STACKED LATERAL OVERLAP TRANSDUCER (SLOT) BASED 3-AXIS MEMS ACCELEROMETER (基于层叠式横向交迭换能器(SLOT)的3轴MEMS加速计)”(代理人案卷号QUALP032/101704U1)且转让给本申请受让人的美国专利申请No. 12/930，187的优先权。这些在先申请的公开内容被视为本公开的一部分并且通过援引纳入于此。
本公开涉及机电系统，尤其涉及多轴陀螺仪和加速计。相关技术描述机电系统包括具有电气及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜子)以及电子器件的设备。机电系统可以在各种规模上制造，包括但不限于微米级和纳米级。例如，微机电系统(MEMS)器件可包括具有范围从大约一微米到数百微米或以上的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)器件可包括具有小于一微米的大小(包括，例如小于几百纳米的大小)的结构。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉基板和/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电气及机电器件的其它微机械加工工艺来制作。一种类型的机电系统器件被称为干涉测量(interferometric)调制器(IM0D)。如本文所使用的，术语干涉测量调制器或干涉测量光调制器是指使用光学干涉原理来选择性地吸收和/或反射光的器件。在一些实现中，干涉测量调制器可包括一对导电板，这对导电板中的一者或两者可以是完全或部分透明的和/或反射性的，且能够在施加恰适电信号时进行相对运动。在一实现中，一块板可包括沉积在基板上的静止层，而另一块板可包括与该静止层分离一气隙的反射膜。一块板相对于另一块板的位置可改变入射在该干涉测量调制器上的光的光学干涉。干涉测量调制器器件具有范围广泛的应用，且预期将用于改善现有产品以及创造新产品，尤其是具有显示能力的那些产品。近来，对制造小型陀螺仪和加速计的兴趣在增长。例如，一些陀螺仪和/或加速计已被纳入移动设备(诸如移动显示设备)中。虽然此类陀螺仪和加速计在某些方面是令人满意的，但是将期望提供改善的小型陀螺仪和加速计。概述本公开的系统、方法和设备各自具有若干个创新性方面，其中并不由任何单个方面全权负责本文中所公开的期望属性。本公开中所描述的主题内容的一个创新性方面可实现在加速计中，该加速计包括基板、第一多个电极、第二多个电极、第一锚、框架和检验质量块，其中该第一锚附连至该基板。该基板可基本上在第一平面内延伸。该第一多个电极可以基本上沿第一轴形成于该基板上，并且该第二多个电极可以基本上沿第二轴形成于该基板上。该框架可附连至第一锚并且可基本上在第二平面内延伸。该框架可以被基本上约束成用于进行沿该第二轴的运动。该检验质量块可附连至该框架并且可基本上在该第二平面内延伸。该检验质量块可具有沿该第一轴延伸的第一多个槽和沿该第二轴延伸的第二多个槽。该检验质量块可以被基本上约束成用于进行沿该第一轴和第二轴的运动。该检验质量块响应于沿该第一轴所施加的横向加速度而进行的横向移动可导致该第二多个电极处的第一电容变化。该检验质量块响应于沿该第二轴所施加的横向加速度而进行的横向移动可导致该第一多个电极处的第二电容变化。该加速计还可包括将该检验质量块耦合至该框架的多个第一挠曲件。这些第一挠曲件可允许该检验质量块沿该第一轴移动而不导致该框架沿该第一轴移动。该加速计还可包括将该框架耦合至第一锚的多个第二挠曲件。这些第二挠曲件可允许该检验质量块和该框架一起沿该第二轴移动。该框架可环绕第一锚。该检验质量块可环绕该框架。这些槽中的一个或多个槽可延伸成完全穿过该检验质量块。替换地或另外地，这些槽中的一个或多个槽可延伸成仅部分地穿进该检验质量块。该框架可包括沿第一轴延伸的第三多个槽。该检验质量块和/或该框架可至少部分地由金属形成。该框架可包括耦合至第一锚的第一部分。该第一部分可具有接近于第一锚的多个应力隔离狭缝。该加速计还可包括耦合至该检验质量块的附加质量块以及位于该基板上的第三电极和第四电极。该附加质量块与第三和第四电极之间的电容可响应于向该检验质量块施加的正常加速度而变化。该加速计还可包括形成于该基板上的第二锚以及附连至第二锚的挠曲件。该挠曲件和第二锚可形成枢轴。该加速计还可包括形成于该基板上的第三电极、形成于该基板上的第四电极、以及第二检验质量块。第二检验质量块的第一侧可接近于第三电极并且其第二侧可接近于第四电极。第二检验质量块可部署成毗邻该枢轴。第二检验质量块可耦合至该枢轴且配置成绕该枢轴旋转。此类旋转可导致第三电极处的第三电容变化和第四电极处的第四电容变化。该检验质量块的质心可以基本上偏离于该枢轴。第二检验质量块可包括耦合至第二锚的第一部分。该第一部分可具有接近于第二锚的多个应力隔离狭缝。第二检验质量块可包括经由扭转挠曲件耦合至该第一部分的第二部分。这些扭转挠曲件可以基本上垂直于这些应力隔离狭缝。本文中还提供了制造加速计的方法。一些此类方法涉及在基本上在第一平面内延伸的基板上形成第一多个电极、第二多个电极和第一锚。该第一多个电极可以基本上沿第一轴形成且该第二多个电极可以基本上沿第二轴形成。在该基板上形成该第一和第二多个电极可涉及在该基板上沉积该第一和第二多个电极。此类方法还可涉及形成基本上在第二平面内延伸的框架和检验质量块。形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.30 US 61/343,600;2010.04.30 US 61/343,599;1.一种加速计，包括基板，其基本上在第一平面内延伸；第一多个电极，其基本上沿第一轴形成于所述基板上；第二多个电极，其基本上沿第二轴形成于所述基板上；第一锚，其附连至所述基板；框架，其附连至所述第一锚且基本上在第二平面内延伸，所述框架被基本上约束成进行沿所述第二轴的运动；以及检验质量块，其附连至所述框架且基本上在所述第二平面内延伸，所述检验质量块具有沿所述第一轴延伸的第一多个槽和沿所述第二轴延伸的第二多个槽，所述检验质量块被基本上约束成进行沿所述第一轴以及沿所述第二轴的运动，其中所述检验质量块响应于沿所述第一轴所施加的横向加速度而进行的横向移动导致所述第二多个电极处的第一电容变化，并且其中所述检验质量块响应于沿所述第二轴所施加的横向加速度而进行的横向移动导致所述第一多个电极处的第二电容变化。2.如权利要求I所述的加速计，其特征在于，进一步包括将所述检验质量块耦合至所述框架的第一挠曲件，这些第一挠曲件允许所述检验质量块沿所述第一轴移动而不导致所述框架沿所述第一轴移动。3.如权利要求I或权利要求2所述的加速计，其特征在于，进一步包括将所述框架耦合至所述第一锚的第二挠曲件，这些第二挠曲件允许所述检验质量块和所述框架一起沿所述第二轴移动。4.如权利要求I至3中任一项所述的加速计，其特征在于，所述框架环绕所述第一锚并且所述检验质量块环绕所述框架。5.如权利要求I至4中任一项所述的加速计,其特征在于,一个或多个槽延伸成完全穿过所述检验质量块。6.如权利要求I至5中任一项所述的加速计,其特征在于,一个或多个槽延伸成仅部分地穿进所述检验质量块。7.如权利要求I至6中任一项所述的加速计，其特征在于，所述框架包括沿所述第一轴延伸的第三多个槽。8.如权利要求I至7中任一项所述的加速计，其特征在于，所述检验质量块和所述框架中的至少一者至少部分地由金属形成。9.如权利要求I至8中任一项所述的加速计，其特征在于，所述框架包括耦合至所述第一锚的第一部分，所述第一部分具有接近于所述第一锚的应力隔离狭缝。10.如权利要求I至9中任一项所述的加速计,其特征在于,进一步包括附加质量块，其耦合至所述检验质量块；以及所述基板上的第三电极和第四电极，其中所述附加质量块与所述第三和第四电极之间的电容响应于向所述检验质量块施加的法向加速度而变化。11.如权利要求I至10中任一项所述的加速计，其特征在于，进一步包括形成于所述基板上的第二锚；附连至所述第二锚的挠曲件，所述挠曲件和所述第二锚形成枢轴；形成于所述基板上的第三电极；形成于所述基板上的第四电极；第二检验质量块，其第一侧接近于所述第三电极并且其第二侧接近于所述第四电极， 所述第二检验质量块部署成毗邻所述枢轴，所述第二检验质量块耦合至所述枢轴且配置成用于进行绕所述枢轴的旋转，所述旋转导致所述第三电极处的第三电容变化和所述第四电极处的第四电容变化。12.如权利要求11所述的加速计，其特征在于，所述检验质量块的质心基本上偏离于所述枢轴。13.如权利要求11所述的加速计，其特征在于，所述第二检验质量块包括耦合至所述第二锚的第一部分，所述第一部分具有接近于所述第二锚的应力隔离狭缝。14.如权利要求13所述的加速计，其特征在于，所述第二检验质量块包括经由扭转挠曲件耦合至所述第一部分的第二部分。...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·史蒂芬诺，D·W·伯恩斯，R·V·夏诺伊，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：
国别省市：