一種新型的加速度計的z軸結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種加速度計的Z軸結構，所述質量塊通過其兩側對稱的彈性扭梁連接在錨定部上，所述錨定部位于質量塊的正中心，以錨定部為界，所述質量塊其中一側的質量大于其另一側的質量。本發明的Z軸結構，錨定部位于質量塊的正中心位置，也就是說，形成了一個完全對稱的Z軸結構，這就使得Z軸加速度計的兩個差分電容完全相等，由此可提高芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。通過在質量塊一側開孔的方式，使得質量塊的兩側質量不相等，這就使得質量塊兩側的力矩不平衡，當有外界Z軸方向的加速度輸入時，使得整個質量塊產生類似蹺蹺板的運動，從而使得Z軸加速度計對Z軸方向的加速度信號敏感，提高了測量的精度，節省了芯片面積。
【專利說明】一種新型的加速度計的Z軸結構
【技術領域】
[0001]本發明屬于加速度計領域，更準確地說，涉及一種加速度計中的Z軸結構。
【背景技術】
[0002]目前，MEMS加速計的Z軸大多采用蹺蹺板式的結構，錨定部作為該Z軸結構的支撐點，而質量塊通過彈性扭梁連接到錨定部上，通過該錨定部將質量塊整體支撐起來。由于錨定部偏離質量塊的中部，也就是質量塊兩側的不對稱設計，使得該Z軸加速度計構成了類似蹺蹺板的結構，這也就導致了質量塊兩側的力矩不平衡。當有外界Z軸方向的加速度輸入時，整個質量塊產生類似蹺蹺板的運動，從而使Z軸加速度計對Z軸方向的加速度信號敏感，可以精確測量Z軸方向的加速度信號。而對稱部分的質量對Z軸加速度信號不敏感，對加速度信號檢測沒有貢獻。
[0003]現有技術中的加速度計存在以下問題:由于錨定部偏離質量塊的中心，從而使得該Z軸結構占用了較大的芯片面積，降低了芯片的有效利用率。其次，由于Z軸加速度計結構的不對稱設計，會影響芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。
【發明內容】
[0004]本發明為了解決現有技術中存在的技術問題，提供了一種新型的加速度計的Z軸結構。
[0005]為了實現上述的目的，本發明的技術方案是:一種新型的加速度計的Z軸結構，包括質量塊、錨定部，所述質量塊通過其兩側對稱的彈性扭梁連接在錨定部上，所述錨定部位于質量塊的正中心，以錨定部為界，所述質量塊其中一側的質量大于其另一側的質量。
[0006]優選的是，所述質量塊的其中一側設置有用于減重的孔。
[0007]優選的是，所述孔為盲孔或通孔。
[0008]優選的是，所述孔為多個，呈矩陣分布。
[0009]優選的是，所述質量塊的兩側均設置有孔，在所述其中一側的孔中填充有增重塊。
[0010]優選的是，所述質量塊兩側的孔均為多個，呈矩陣分布。
[0011]優選的是，所述孔為通孔或盲孔。
[0012]優選的是，所述增重塊為密度大于質量塊的重金屬材料。
[0013]優選的是，所述增重塊為鎢材料。
[0014]優選的是，在所述質量塊的中部設有裝配孔，所述錨定部通過彈性扭梁連接在裝配孔的側壁上。
[0015]本發明的Z軸結構，錨定部位于質量塊的正中心位置，也就是說，形成了一個完全對稱的Z軸結構，這就使得Z軸加速度計的兩個差分電容完全相等，由此可提高芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。通過在質量塊一側開孔的方式，使得質量塊的兩側質量不相等，這就使得質量塊兩側的力矩不平衡，當有外界Z軸方向的加速度輸入時，使得整個質量塊產生類似蹺蹺板的運動，從而使得Z軸加速度計對Z軸方向的加速度信號敏感，提高了測量的精度，節省了芯片面積。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1示出了本發明Z軸結構的示意圖。
[0017]圖2示出了圖1中沿A-A處的剖面圖。
[0018]圖3示出了第二種實施結構的沿A-A處的剖面圖。
[0019]圖4示出了第三種實施結構的Z軸結構示意圖。
[0020]圖5示出了圖4中沿B-B處的剖面圖。
[0021]圖6示出了第四種實施結構的沿B-B處的剖面圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發明解決的技術問題、采用的技術方案、取得的技術效果易于理解，下面結合具體的附圖，對本發明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0023]參考圖1，本發明提供的一種新型的加速度計的Z軸結構，包括質量塊1、錨定部2，該質量塊1呈板狀，并通過錨定部2支撐起來。具體地，所述質量塊1通過其兩側對稱的彈性扭梁4連接在錨定部2的側壁上，也就是說，兩條彈性扭梁4對稱地分布在錨定部2的兩偵牝使得錨定部2位于質量塊1的正中心位置。
[0024]在本發明的一個具體的實施方式中，所述質量塊1的中部設有裝配孔3，所述錨定部2通過彈性扭梁4連接在裝配孔3的側壁上。該裝配孔3的形狀根據質量塊1的形狀變化，例如當質量塊1為矩形時，該裝配孔為條形孔。
[0025]以錨定部2為界,質量塊1兩側的質量不相等，也就是說，所述質量塊1其中一側的質量大于其另一側的質量。例如以圖1的視圖方向為準，以錨定部2為界，分別記為質量塊左側10、質量塊右側11，質量塊左側10、質量塊右側11的質量不相等。
[0026]在本發明的一個具體的實施例中，為了使質量塊左側10、質量塊右側11的質量不相等，所述質量塊1其中一側設置有用于減重的孔。該孔可為多個，呈矩陣分布。該孔可以為通孔5，參考圖2，在制作的時候，可通過的刻蝕的方法形成通孔5。當然所述孔也可以為盲孔51，參考圖3，可通過增加一層掩膜的方式來進行刻蝕。
[0027]本發明的Z軸結構，錨定部位于質量塊的正中心位置，也就是說，形成了一個完全對稱的Z軸結構，這就使得Z軸加速度計的兩個差分電容完全相等，由此可提高芯片的溫度特性及抗外界干擾的能力。通過在質量塊一側進行開孔，使得質量塊的兩側質量不相等，這就使得質量塊兩側的力矩不平衡，當有外界Z軸方向的加速度輸入時，使得整個質量塊產生類似蹺蹺板的運動，從而使Z軸加速度計對Z軸方向的加速度信號敏感，提高了測量的精度，節省了芯片面積。
[0028]在本發明的另一實施例中，所述質量塊1的兩側均設置有用于減重的孔。該孔可為多個，呈矩陣分布。為了使質量塊左側10、質量塊右側11的質量不相等，在其中一側的孔中填充有密度大于質量塊1的增重塊6。該增重塊6例如可以是鎢材料或者其它重金屬材料。
[0029]該孔可以為通孔5，參考圖4、圖5，在制作的時候，可通過的刻蝕的方法形成通孔5。當然所述孔也可以為盲孔51，參考圖6，可通過增加一層掩膜的方式來進行刻蝕。
[0030]通過增加增重塊使質量塊的兩側質量不相等，在保持Z軸加速度計兩個差分電容完全相等的同時，可以進一步降低質量塊的整體尺寸，提高芯片的利用率。
[0031]本發明已通過優選的實施方式進行了詳盡的說明。然而，通過對前文的研讀，對各實施方式的變化和增加對于本領域的一般技術人員來說是顯而易見的。 申請人:的意圖是所有的這些變化和增加都落在了本發明權利要求所保護的范圍中。
【權利要求】
1.一種新型的加速度計的2軸結構，包括質量塊(1).錨定部(2),其特征在于:所述質量塊(1)通過其兩側對稱的彈性扭梁(4)連接在錨定部(2),所述錨定部(2)位于質量塊(1)的正中心，以錨定部(2)為界，所述質量塊(1)其中一側的質量大于其另一側的質量。
2.根據權利要求1所述的2軸結構，其特征在于:所述質量塊(1)的其中一側設置有用于減重的孔。
3.根據權利要求2所述的2軸結構，其特征在于:所述孔為盲孔(51)或通孔(5)。
4.根據權利要求2所述的2軸結構，其特征在于:所述孔為多個，呈矩陣分布。
5.根據權利要求1所述的2軸結構，其特征在于:所述質量塊(1)的兩側均設置有孔，在所述其中一側的孔中填充有增重塊(6)。
6.根據權利要求5所述的2軸結構，其特征在于:所述質量塊(1)兩側的孔均為多個，呈矩陣分布。
7.根據權利要求5所述的2軸結構，其特征在于:所述孔為通孔(5)或盲孔(51)。
8.根據權利要求5所述的2軸結構，其特征在于:所述增重塊(6)為密度大于質量塊(1)的重金屬材料。
9.根據權利要求8所述的2軸結構，其特征在于:所述增重塊(6)為鎢材料。
10.根據權利要求1所述的2軸結構，其特征在于:在所述質量塊(1)的中部設有裝配孔(3),所述錨定部⑵通過彈性扭梁⑷連接在裝配孔⑶的側壁上。
【文檔編號】G01P15/125GK104407172SQ201410766612
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月11日 優先權日:2014年12月11日
【發明者】鄭國光 申請人:歌爾聲學股份有限公司