基于層疊式橫向交迭換能器（SLOT）的3軸加速計制造技術

本公開提供了用于制作和使用加速計的系統、方法和裝置，包括編碼在計算機存儲介質上的計算機程序。一些此種加速計包括基板、第一多個電極、第二多個電極、第一錨、框架和檢驗質量塊，其中該第一錨附連至該基板。該基板可基本上在第一平面內延伸。該檢驗質量塊可附連至該框架、可基本上在第二平面內延伸并且可以被基本上約束成用于進行沿第一軸和第二軸的運動。該框架可附連至該第一錨、可基本上在第二平面內延伸并且可以被基本上約束成用于進行沿該第二軸的運動。該檢驗質量塊響應于沿該第一軸或第二軸所施加的橫向加速度而進行的橫向移動可導致該第一或第二多個電極處的電容變化。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】基于層疊式橫向交迭換能器(SLOT)的3軸加速計相關申請的交叉引用本申請要求于2010年4月30日提交的題為“MICROMACHINEDPIEZOELECTRIC X-AXIS GYROSCOPE (微機械壓電X軸陀螺儀)”(代理人案卷號QUALP030P/101702P1)且轉讓給本申請受讓人的美國臨時專利申請No. 61/343，598的優先權。本申請還要求于2010 年 4 月 30 日提交的題為“MICROMACHINED PIEZOELECTRIC Z-AXIS GYROSCOPE (微機械壓電 Z軸陀螺儀)”(代理人案卷號QUALP031P/101703P1)且轉讓給本申請受讓人的美國臨時專利申請No. 61/343,599的優先權。本申請還要求于2010年4月30日提交的題為“STACKED LATERAL OVERLAP TRANSDUCER (SLOT) BASED 3-AXIS MEMS ACCELEROMETER (基于層疊式橫向交迭換能器(SLOT)的3軸MEMS加速計)”(代理人案卷號QUALP032P/101704P1)且轉讓給本申請受讓人的美國臨時專利申請No. 61/343,601的優先權。本申請還要求于2010 年 4 月 30 日提交的題為 “MICROMACHINED PIEZ0ELECTRICX-AXIS & Z-AXIS GYRO SCOPE AND STACKED LATERAL OVERLAPTRANSDUCER(SLOT)BASED 3-AXIS MEMS ACCELEROMETER (微機械壓電X軸及Z軸陀螺儀以及基于層疊式橫向交迭換能器(SLOT)的3軸MEMS加速計)”(代理人案卷號QUALP034P/101704P2)且轉讓給本申請受讓人的美國臨時專利申請No. 61/343,600的優先權。本申請還要求于2010年12月30日提交的題為“STACKED LATERAL OVERLAP TRANSDUCER (SLOT) BASED 3-AXIS MEMS ACCELEROMETER (基于層疊式橫向交迭換能器(SLOT)的3軸MEMS加速計)”(代理人案卷號QUALP032/101704U1)且轉讓給本申請受讓人的美國專利申請No. 12/930，187的優先權。這些在先申請的公開內容被視為本公開的一部分并且通過援引納入于此。
本公開涉及機電系統，尤其涉及多軸陀螺儀和加速計。相關技術描述機電系統包括具有電氣及機械元件、致動器、換能器、傳感器、光學組件(例如，鏡子)以及電子器件的設備。機電系統可以在各種規模上制造，包括但不限于微米級和納米級。例如，微機電系統(MEMS)器件可包括具有范圍從大約一微米到數百微米或以上的大小的結構。納米機電系統(NEMS)器件可包括具有小于一微米的大小(包括，例如小于幾百納米的大小)的結構。機電元件可使用沉積、蝕刻、光刻和/或蝕刻掉基板和/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電氣及機電器件的其它微機械加工工藝來制作。一種類型的機電系統器件被稱為干涉測量(interferometric)調制器(IM0D)。如本文所使用的，術語干涉測量調制器或干涉測量光調制器是指使用光學干涉原理來選擇性地吸收和/或反射光的器件。在一些實現中，干涉測量調制器可包括一對導電板，這對導電板中的一者或兩者可以是完全或部分透明的和/或反射性的，且能夠在施加恰適電信號時進行相對運動。在一實現中，一塊板可包括沉積在基板上的靜止層，而另一塊板可包括與該靜止層分離一氣隙的反射膜。一塊板相對于另一塊板的位置可改變入射在該干涉測量調制器上的光的光學干涉。干涉測量調制器器件具有范圍廣泛的應用，且預期將用于改善現有產品以及創造新產品，尤其是具有顯示能力的那些產品。近來，對制造小型陀螺儀和加速計的興趣在增長。例如，一些陀螺儀和/或加速計已被納入移動設備(諸如移動顯示設備)中。雖然此類陀螺儀和加速計在某些方面是令人滿意的，但是將期望提供改善的小型陀螺儀和加速計。概述本公開的系統、方法和設備各自具有若干個創新性方面，其中并不由任何單個方面全權負責本文中所公開的期望屬性。本公開中所描述的主題內容的一個創新性方面可實現在加速計中，該加速計包括基板、第一多個電極、第二多個電極、第一錨、框架和檢驗質量塊，其中該第一錨附連至該基板。該基板可基本上在第一平面內延伸。該第一多個電極可以基本上沿第一軸形成于該基板上，并且該第二多個電極可以基本上沿第二軸形成于該基板上。該框架可附連至第一錨并且可基本上在第二平面內延伸。該框架可以被基本上約束成用于進行沿該第二軸的運動。該檢驗質量塊可附連至該框架并且可基本上在該第二平面內延伸。該檢驗質量塊可具有沿該第一軸延伸的第一多個槽和沿該第二軸延伸的第二多個槽。該檢驗質量塊可以被基本上約束成用于進行沿該第一軸和第二軸的運動。該檢驗質量塊響應于沿該第一軸所施加的橫向加速度而進行的橫向移動可導致該第二多個電極處的第一電容變化。該檢驗質量塊響應于沿該第二軸所施加的橫向加速度而進行的橫向移動可導致該第一多個電極處的第二電容變化。該加速計還可包括將該檢驗質量塊耦合至該框架的多個第一撓曲件。這些第一撓曲件可允許該檢驗質量塊沿該第一軸移動而不導致該框架沿該第一軸移動。該加速計還可包括將該框架耦合至第一錨的多個第二撓曲件。這些第二撓曲件可允許該檢驗質量塊和該框架一起沿該第二軸移動。該框架可環繞第一錨。該檢驗質量塊可環繞該框架。這些槽中的一個或多個槽可延伸成完全穿過該檢驗質量塊。替換地或另外地，這些槽中的一個或多個槽可延伸成僅部分地穿進該檢驗質量塊。該框架可包括沿第一軸延伸的第三多個槽。該檢驗質量塊和/或該框架可至少部分地由金屬形成。該框架可包括耦合至第一錨的第一部分。該第一部分可具有接近于第一錨的多個應力隔離狹縫。該加速計還可包括耦合至該檢驗質量塊的附加質量塊以及位于該基板上的第三電極和第四電極。該附加質量塊與第三和第四電極之間的電容可響應于向該檢驗質量塊施加的正常加速度而變化。該加速計還可包括形成于該基板上的第二錨以及附連至第二錨的撓曲件。該撓曲件和第二錨可形成樞軸。該加速計還可包括形成于該基板上的第三電極、形成于該基板上的第四電極、以及第二檢驗質量塊。第二檢驗質量塊的第一側可接近于第三電極并且其第二側可接近于第四電極。第二檢驗質量塊可部署成毗鄰該樞軸。第二檢驗質量塊可耦合至該樞軸且配置成繞該樞軸旋轉。此類旋轉可導致第三電極處的第三電容變化和第四電極處的第四電容變化。該檢驗質量塊的質心可以基本上偏離于該樞軸。第二檢驗質量塊可包括耦合至第二錨的第一部分。該第一部分可具有接近于第二錨的多個應力隔離狹縫。第二檢驗質量塊可包括經由扭轉撓曲件耦合至該第一部分的第二部分。這些扭轉撓曲件可以基本上垂直于這些應力隔離狹縫。本文中還提供了制造加速計的方法。一些此類方法涉及在基本上在第一平面內延伸的基板上形成第一多個電極、第二多個電極和第一錨。該第一多個電極可以基本上沿第一軸形成且該第二多個電極可以基本上沿第二軸形成。在該基板上形成該第一和第二多個電極可涉及在該基板上沉積該第一和第二多個電極。此類方法還可涉及形成基本上在第二平面內延伸的框架和檢驗質量塊。形本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.30 US 61/343,600;2010.04.30 US 61/343,599;1.一種加速計，包括基板，其基本上在第一平面內延伸；第一多個電極，其基本上沿第一軸形成于所述基板上；第二多個電極，其基本上沿第二軸形成于所述基板上；第一錨，其附連至所述基板；框架，其附連至所述第一錨且基本上在第二平面內延伸，所述框架被基本上約束成進行沿所述第二軸的運動；以及檢驗質量塊，其附連至所述框架且基本上在所述第二平面內延伸，所述檢驗質量塊具有沿所述第一軸延伸的第一多個槽和沿所述第二軸延伸的第二多個槽，所述檢驗質量塊被基本上約束成進行沿所述第一軸以及沿所述第二軸的運動，其中所述檢驗質量塊響應于沿所述第一軸所施加的橫向加速度而進行的橫向移動導致所述第二多個電極處的第一電容變化，并且其中所述檢驗質量塊響應于沿所述第二軸所施加的橫向加速度而進行的橫向移動導致所述第一多個電極處的第二電容變化。2.如權利要求I所述的加速計，其特征在于，進一步包括將所述檢驗質量塊耦合至所述框架的第一撓曲件，這些第一撓曲件允許所述檢驗質量塊沿所述第一軸移動而不導致所述框架沿所述第一軸移動。3.如權利要求I或權利要求2所述的加速計，其特征在于，進一步包括將所述框架耦合至所述第一錨的第二撓曲件，這些第二撓曲件允許所述檢驗質量塊和所述框架一起沿所述第二軸移動。4.如權利要求I至3中任一項所述的加速計，其特征在于，所述框架環繞所述第一錨并且所述檢驗質量塊環繞所述框架。5.如權利要求I至4中任一項所述的加速計,其特征在于,一個或多個槽延伸成完全穿過所述檢驗質量塊。6.如權利要求I至5中任一項所述的加速計,其特征在于,一個或多個槽延伸成僅部分地穿進所述檢驗質量塊。7.如權利要求I至6中任一項所述的加速計，其特征在于，所述框架包括沿所述第一軸延伸的第三多個槽。8.如權利要求I至7中任一項所述的加速計，其特征在于，所述檢驗質量塊和所述框架中的至少一者至少部分地由金屬形成。9.如權利要求I至8中任一項所述的加速計，其特征在于，所述框架包括耦合至所述第一錨的第一部分，所述第一部分具有接近于所述第一錨的應力隔離狹縫。10.如權利要求I至9中任一項所述的加速計,其特征在于,進一步包括附加質量塊，其耦合至所述檢驗質量塊；以及所述基板上的第三電極和第四電極，其中所述附加質量塊與所述第三和第四電極之間的電容響應于向所述檢驗質量塊施加的法向加速度而變化。11.如權利要求I至10中任一項所述的加速計，其特征在于，進一步包括形成于所述基板上的第二錨；附連至所述第二錨的撓曲件，所述撓曲件和所述第二錨形成樞軸；形成于所述基板上的第三電極；形成于所述基板上的第四電極；第二檢驗質量塊，其第一側接近于所述第三電極并且其第二側接近于所述第四電極， 所述第二檢驗質量塊部署成毗鄰所述樞軸，所述第二檢驗質量塊耦合至所述樞軸且配置成用于進行繞所述樞軸的旋轉，所述旋轉導致所述第三電極處的第三電容變化和所述第四電極處的第四電容變化。12.如權利要求11所述的加速計，其特征在于，所述檢驗質量塊的質心基本上偏離于所述樞軸。13.如權利要求11所述的加速計，其特征在于，所述第二檢驗質量塊包括耦合至所述第二錨的第一部分，所述第一部分具有接近于所述第二錨的應力隔離狹縫。14.如權利要求13所述的加速計，其特征在于，所述第二檢驗質量塊包括經由扭轉撓曲件耦合至所述第一部分的第二部分。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·J·史蒂芬諾，D·W·伯恩斯，R·V·夏諾伊，
申請(專利權)人：高通MEMS科技公司，
類型：
國別省市：