[发明专利]平移式Z轴加速度计

说明书

公开了一种用于提供MEMS传感器的系统和方法。在第一方面，该系统是MEMS传感器，该MEMS传感器包括：基底；锚定区域，其联接到基底；至少一个支撑臂，其联接到锚定区域的；至少两个引导臂，其联接到该至少一个支撑臂并且相对于该至少一个支撑臂移动；多个感测元件设置在该至少两个引导臂上以测量该至少两个引导臂相对于基底的运动；以及检测质量块系统，其包括通过一组弹簧联接到至少两个引导臂中的每一个的至少一个质量块。该检测质量块系统设置在锚定区域、至少一个支撑臂、至少两个引导臂、一组弹簧以及多个感测元件外。

发明领域

本发明涉及微机电系统(MEMS)传感器，并且更具体地涉及MEMS Z轴加速度计。

背景

传统的微机电系统(MEMS)传感器经历损坏MEMS传感器并导致静摩擦(stiction)的各种冲击条件(shock conditions)。静摩擦在当MEMS传感器的移动区段卡住时产生，这会引起MEMS传感器的故障。因此，迫切需要克服上述问题的解决方案。本发明解决了这种需要。

发明概述

公开了一种用于提供MEMS传感器的系统和方法。在第一方面，该系统是MEMS传感器，该MEMS传感器包括：基底；锚定区域，其联接到基底；至少一个支撑臂，其联接到锚定区域；至少两个引导臂，其联接到该至少一个支撑臂并且相对于该至少一个支撑臂移动；多个感测元件，其设置在该至少两个引导臂上以测量该至少两个引导臂相对于基底的运动；以及检测质量块系统，其通过一组弹簧联接到该至少两个引导臂。检测质量块系统包围或设置在锚定区域、至少一个支撑臂、至少两个引导臂、一组弹簧以及多个感测元件外。

在第二方面，该系统是MEMS传感器，该MEMS传感器包括基底；锚定区域，其联接到基底；至少一个支撑臂，其联接到锚定区域；至少两个引导臂，其联接到该至少一个支撑臂并且相对于该至少一个支撑臂移动；多个感测电极，其设置在基底上以测量该至少两个引导臂相对于基底的运动；以及检测质量块系统，其经由一组弹簧联接到该至少两个引导臂中的每一个。响应于MEMS传感器的加速度，该检测质量块系统垂直于基底移动，并且该至少两个引导臂围绕第一轴线反相旋转。

在第三方面，一种方法提供具有Z轴加速度计的MEMS传感器，其中，MEMS传感器的检测质量块系统响应于MEMS传感器的Z轴加速度在平面外平移。

附图简述

附图图示了本发明的数个实施方案，并且与描述一起用于解释本发明的原理。本领域的普通技术人员容易认识到，附图中图示的实施方案仅仅是示例性的，并不意图限制本发明的范围。

图1图示了根据实施方案的MEMS传感器。

图2图示了根据另一个实施方案的MEMS传感器。

图3图示了根据另一个实施方案的MEMS传感器。

图4图示了根据另一个实施方案的MEMS传感器。

图5图示了根据另一个实施方案的MEMS传感器。

详细描述

本发明涉及微机电系统(MEMS)传感器，更具体地涉及MEMS Z轴加速度计。以下描述被提出，以使本领域的普通技术人员能够做出和使用本发明，并且在专利申请和其要求的上下文中提供。对优选实施方案的各种修改以及本文中所描述的一般原理和特征对于本领域的技术人员来说将是明显的。因此，本发明不意图被限制于所示出的实施方案，而是符合与本文所描述的原理和特征一致的最广泛的范围。

微机电系统(MEMS)是指使用半导体类工艺制造的一类设备，并且展示诸如移动或变形能力的机械特性。MEMS通常但并不总是与电信号相互作用。MEMS设备(或MENS传感器)可以指实现为微机电系统的半导体设备。MEMS设备包括机械元件并且可选地包括用于感测的电子器件。MEMS设备包括但不限于陀螺仪、加速度计、磁力计以及压力传感器。