[发明专利]具有电极桥的加速度传感器

说明书

背景技术

电容式横向加速度传感器根据现有技术实现为同时具有电极功能的、可运动的振动质量。该振动质量通过弹簧可运动地与悬挂装置连接，悬挂装置本身与其下方的基底固定连接。存在固定地与位于其下的基底连接的反电极用于电探测，这些反电极与振动质量一起形成电极单元。为了抑制不希望的干扰影响，这些电极单元通常关于传感器的中轴线对称设置，即在图1中在悬挂装置的左边和右边。在此在两侧都需要电极之间的可导电的连接。在迄今的传感器中这些连接或者通过掩埋的硅印制导线进行，或者通过表面上的、传感器芯之外的硅印制导线进行。

这种传感器例如在2003年图宾根大学Maute，Matthias的RB博士论文“表面微机械传感器作为电测试结构用于描述其制造过程特征”中详细描述。

发明内容

本发明涉及一种电容式微机械加速度传感器，具有基底和安置在该基底上方的微机械功能层，其中，在该微机械功能层中安置一振动质量、一悬挂装置和一些固定电极。这些固定电极上下叠置地在悬挂装置的第一和第二侧借助掩埋的导线组相互电连接。这些固定电极在悬挂装置的第一和第二侧之间借助微机械功能层中的第一和第二导体相互连接。

本发明的核心在于，固定电极的在传感器芯的中心在表面上借助硅印制导线电连接。这些硅印制导线在微机械功能层中延伸。为此悬挂装置在一个部位上被分开，使得产生一用于电极桥的通道。与迄今的在传感器芯之外的导体桥相比这是巨大的位置节省。特别是对于多线缆的加速度传感器，芯片上的传感器区域可以整体缩小，这使得能够成本有利地制造芯片。

本发明通过放弃传感器芯之外的电极桥使得能够制造与现有技术相比更紧凑的并且由此成本更有利的传感器芯，特别是对于多线缆的加速度传感器。

本发明的有利的构型从从属权利要求中得出。

附图说明

图1示意地示出现有技术的微机械线性加速度传感器，

图2示意地示出根据本发明的微机械线性加速度传感器。

具体实施方式

图1示意地示出现有技术的微机械线性加速度传感。该图是从上面看的局部视图。示出电容式微机械加速度传感器的一半，该加速度传感器具有基底10和安置在该基底10上方的微机械功能层。在该微机械功能层中安置一环形的振动质量20(这里部分地示出)，该振动质量包围内部区域25。在该内部区域25中安置一悬挂装置40，该悬挂装置固定在基底10上并且借助弹簧装置70悬挂该环形的振动质量20。在此该环形的振动质量20具有一镜像对称轴线100，该镜像对称轴线延伸穿过悬挂装置40。在被振动质量20包围的内部区域25中，在镜像对称轴线100的第一侧110在微机械功能层中安置第一和第二固定电极30和35，并且在镜像对称轴线100的第二侧120也在微机械功能层中安置第一和第二固定电极30和35。在此，不仅在第一侧110上而且在第二侧120上分别使第一固定电极30与第一导线组50连接、第二固定电极35与第二导线组55连接。这里这些导线组是掩埋的硅印制导线。这些导线组安置在自己的层中，该层布置在基底10和微机械功能层之间。在微机械功能层中构造的固定电极30和35通过连接点60与掩埋的硅印制导线并且与基底10连接。该悬挂装置40与基底10固定连接并且不可运动。设有电极桥501和551，分别用于连接第一和第二侧110和120上的印制导线50和55，这些电极桥在环形的振动质量25之外在掩埋的硅印制导线的层中构造。

在这些加速度传感器中，电容式、即通过电容器电极的间距变化来测量加速度。在此，运动电极与固定电极相对置。为了用彼此反向变化的电容进行差值计算分析，每个运动的电极指需要两个固定的电极指。为了达到足够高的电容，将多个固定电极和运动电极相互连线，其中，为了改善干扰敏感性，各个电极单元相对于传感器中轴线对称地安置。在此这些电极的电势如图1所示由两个分开的印制导线50和55(掩埋的硅印制导线)导向。在此必须将对称轴线两侧的印制导线50或55相互连接，这通过导线桥501和551在传感器芯之外进行。必须为这样的导线桥提供位置，该位置对于传感器的整体大小(芯片面积)有影响并且该位置在多线缆的传感器中增大传感器芯之间的间距。

图2示意地示出根据本发明的微机械线性加速度传感器。该图也是从上面看的局部视图。示出电容式微机械加速度传感器的中间区域。

该局部示出根据本发明的、紧凑的印制导线连接可能性。在此，两个印制导线50或55之间的桥在传感器的中部无附加位置要求地实现。为此必须将传感器悬挂装置40中断。该传感器悬挂装置被构造为中断的悬挂装置42，44。现在直接地、即没有位于其间的悬挂装置地对置的固定电极分别通过微机械功能层中的一个导线桥相互连接。通过按照图1或图2布置第一和第二固定电极，这些固定电极“电势正确”地相对置并且可以直接相互连接。根据本发明，如在图2中所示，布置在第一侧110的第一固定电极30与布置在第二侧120的第一固定电极30借助微机械功能层中的第一导体300导电地连接。此外布置在第一侧110的第二固定电极35与布置在第二侧120的第二固定电极35借助微机械功能层中的第二导体350导电地连接。第一和第二导体300和350形成电极桥。省去了在现有技术中示出的在传感器芯外部的导线桥。