【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種微機電結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種對偏航角加速度敏感的陀螺儀，該微機電結(jié)構(gòu)具有增強的機械特性，在抑制加速度噪聲方面尤為如此。
技術(shù)介紹
我們都知道，顯微機械加工技術(shù)可以在半導體材料層中制造微機電結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)(MEMS)，半導體材料層淀積在(例如，多晶硅層)或者生長在(例如，外延層)犧牲層上，該犧牲層通過化學刻蝕的方法被去除。采用這種技術(shù)構(gòu)造的慣性傳感器、加速度計以及陀螺儀例如在汽車領(lǐng)域、慣性導航或便攜式裝置的部件中取得了逐步的成功。尤其，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的是采用MEMS技術(shù)構(gòu)造的由半導體材料制成的一體式陀螺儀。這些陀螺儀利用科里奧利(Coriolis)加速度基于相對加速度定理而工作。當向以線速度運動的移動質(zhì)量塊施加角速度時，移動質(zhì)量塊“感覺”到一個明顯的力，稱之為“科里奧利力”，該力決定移動質(zhì)量塊在與該線速度的方向垂直且與施加角速度所圍繞的軸線垂直的方向上的位移。移動質(zhì)量塊由能夠使其在該明顯的力的方向上發(fā)生位移的彈簧支撐。基于虎克定律(Hooke’s?law)，該位移與該明顯的力成比例，因此，從移動質(zhì)量塊的位移有可能檢測科里奧利力以及產(chǎn)生該力的角速度值。例如，可以通過在共振條件下確定由移動電極的運動引起的電容變化來電容性地檢測移動質(zhì)量塊的位移，該移動電極相對于移動質(zhì)量塊固定，并且為具有固定電極的梳指。由本申請人申請的歐洲專利申請EP-A-1832841以及美國專利申請US2009/0064780和US2009/0100930披露了一種具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動運動并對偏航角速度敏感的微機電一體式傳感器。該微機電傳感器包括一個單個驅(qū)動質(zhì)量塊，與基體錨固并由旋轉(zhuǎn)運...
【技術(shù)保護點】
1.一種一體式微機電結(jié)構(gòu)(30；30’；30”)，包括：-驅(qū)動質(zhì)量塊(3)，通過彈性錨固元件(8a；8b)錨固于基體(2a)，并被設(shè)計為在平面(xy)內(nèi)由驅(qū)動運動致動；以及-第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)，懸浮在所述驅(qū)動質(zhì)量塊(3)內(nèi)并通過各個彈性支撐元件(18)聯(lián)接到所述驅(qū)動質(zhì)量塊，從而在所述驅(qū)動運動中固定于所述驅(qū)動質(zhì)量塊并響應(yīng)于角速度執(zhí)行各自的檢測運動，其特征在于，所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)通過彈性聯(lián)接元件(32a；32b)連接在一起，所述彈性聯(lián)接元件構(gòu)造成耦合所述第一敏感質(zhì)量塊和第二敏感質(zhì)量塊的振動模式。
【技術(shù)特征摘要】
2008.12.23 IT TO2008A0009811.一種一體式微機電結(jié)構(gòu)(30；30’；30”)，包括：-驅(qū)動質(zhì)量塊(3)，通過彈性錨固元件(8a；8b)錨固于基體(2a)，并被設(shè)計為在平面(xy)內(nèi)由驅(qū)動運動致動；以及-第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)，懸浮在所述驅(qū)動質(zhì)量塊(3)內(nèi)并通過各個彈性支撐元件(18)聯(lián)接到所述驅(qū)動質(zhì)量塊，從而在所述驅(qū)動運動中固定于所述驅(qū)動質(zhì)量塊并響應(yīng)于角速度執(zhí)行各自的檢測運動，其特征在于，所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)通過彈性聯(lián)接元件(32a；32b)連接在一起，所述彈性聯(lián)接元件構(gòu)造成耦合所述第一敏感質(zhì)量塊和第二敏感質(zhì)量塊的振動模式。2.根據(jù)權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述驅(qū)動質(zhì)量塊(3)由所述平面(xy)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動所致動，所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)被設(shè)計為響應(yīng)于所述角速度在所述平面(xy)內(nèi)執(zhí)行各自的線性檢測運動；所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)的檢測運動相對于彼此反相并且在徑向方向進行。3.根據(jù)權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中各個彈性聯(lián)接元件(32a；32b)與所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)中的每一個相關(guān)，所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)的彈性聯(lián)接元件(32a；32b)通過插入實質(zhì)上可忽略質(zhì)量的連接體(35)而連接在一起。4.根據(jù)權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，包括連接在所述連接體(35)和所述驅(qū)動質(zhì)量塊(3)之間的另外的彈性支撐元件(36)。5.根據(jù)權(quán)利要求4的結(jié)構(gòu)，其中所述驅(qū)動質(zhì)量塊(3)在其內(nèi)限定通孔(34)；所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)、所述彈性聯(lián)接元件(32a，32b)、所述另外的彈性支撐元件(36)以及所述連接體(15)布置在所述通孔(34)內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述彈性聯(lián)接元件(32a，32b)構(gòu)造成使得成組的所述第一敏感質(zhì)量塊(15a，15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b，15b’)具有兩種振動模式，一種是同相的，另一種是反相的，所述兩種振動模式具有彼此不同的頻率。7.根據(jù)權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述驅(qū)動質(zhì)量塊(3)由所述平面(xy)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動所致動，移動電極(20’)固定連接至所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b；15b’)的每一個，固定電極(22a’，22b’)面對所述移動電極(20’)以構(gòu)成敏感電容器(C1，C2)；其中所述移動電極(20’)和所述固定電極(22a’，22b’)中的至少一個互相面對的表面具有公共的定形輪廓。8.根據(jù)權(quán)利要求7的結(jié)構(gòu)，其中所述定形輪廓構(gòu)造成使得：由于相對于所述驅(qū)動運動固定的所述第一敏感質(zhì)量塊(15a；15a’)和第二敏感質(zhì)量塊(15b...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G·卡札尼加，L·科羅納托，G·卡卡特拉，
申請(專利權(quán))人：意法半導體股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：意大利;IT
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