相關(guān)引用

本申請(qǐng)要求2014年10月3日提交的名稱為“具有z軸錨跟蹤的mems加速度計(jì)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)14/505,928的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

本公開(kāi)通常涉及具有對(duì)應(yīng)于基材中變形的跟蹤錨的mems加速度計(jì)，特別地，跟蹤錨施加力至耦合檢測(cè)質(zhì)量的扭轉(zhuǎn)彈簧，以抵消變形的影響。

背景技術(shù)：

加速度計(jì)是一種將加速力轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的傳感器。加速度計(jì)用于各種各樣的器件和各種應(yīng)用。例如，加速度計(jì)通常包括在各種汽車(chē)系統(tǒng)中，例如用于氣囊展開(kāi)和翻轉(zhuǎn)檢測(cè)。

加速度計(jì)通常還包括在許多計(jì)算機(jī)器件中，例如用于基于運(yùn)動(dòng)的感測(cè)(例如，丟棄檢測(cè))和控制(例如，用于游戲的基于運(yùn)動(dòng)的控制)。

微機(jī)電系統(tǒng)(“mems”，也稱為“mems器件”)是越來(lái)越多應(yīng)用中使用的特定類(lèi)型的集成電路。例如，mems目前被實(shí)現(xiàn)為用于檢測(cè)飛機(jī)的俯仰角的陀螺儀，并且作為加速度計(jì)選擇性地在汽車(chē)中部署氣囊。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這種mems器件通常具有懸掛在基材上方的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)、以及相關(guān)聯(lián)的電路，其檢測(cè)懸掛結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)并將感測(cè)到的移動(dòng)數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)或多個(gè)外部器件(例如，外部計(jì)算機(jī))。外部設(shè)備處理感測(cè)數(shù)據(jù)以計(jì)算被測(cè)量的屬性(例如俯仰角或加速度)。

通常來(lái)說(shuō)，mems(微機(jī)電系統(tǒng))加速度計(jì)通常包括檢測(cè)質(zhì)量和一個(gè)或多個(gè)傳感器，用于感測(cè)由外部加速度引起的檢測(cè)質(zhì)量的移動(dòng)或位置變化。加速度可以被構(gòu)造為感測(cè)一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)甚至更多的加速軸。通常，檢測(cè)質(zhì)量被構(gòu)造在預(yù)定的設(shè)備平面中，并且靈敏度軸通常稱為該設(shè)備平面。例如，沿著平行于器件平面的軸感測(cè)的加速度通常被稱為x或y軸加速度，而沿垂直于器件平面的軸感測(cè)的加速度通常被稱為z軸加速度。單軸加速度計(jì)可能被構(gòu)造為僅檢測(cè)x軸或y軸加速度或僅檢測(cè)z軸加速度。雙軸加速度計(jì)可以被構(gòu)造為檢測(cè)x軸和y軸加速度，或者可以被構(gòu)造為檢測(cè)x軸和z軸加速度。三軸加速度計(jì)可能被構(gòu)造為檢測(cè)x、y和z軸加速度。

z軸加速度計(jì)的一個(gè)類(lèi)別使用以“蹺蹺板”或“上下板”構(gòu)造配置的檢測(cè)質(zhì)量，其中檢測(cè)質(zhì)量從基材支撐，使得檢測(cè)質(zhì)量相對(duì)于基材料在z軸加速度下旋轉(zhuǎn)。檢測(cè)質(zhì)量下方(例如，在底層基材上)或檢測(cè)質(zhì)量上下方的感應(yīng)電極(在許多類(lèi)型的加速度計(jì)中與檢測(cè)質(zhì)量電容耦合)用于感測(cè)檢測(cè)質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)，從而感測(cè)z軸加速度。其他電氣部件，例如反饋電極，也可以包括在檢測(cè)質(zhì)量的下面和/或上方。美國(guó)專(zhuān)利no.7610809和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)no.2013/0333471提供了具有在檢測(cè)質(zhì)量以上和以下的電極的差分蹺蹺板型z軸加速度計(jì)的實(shí)例。美國(guó)專(zhuān)利no.6841992和美國(guó)專(zhuān)利no.5719336提供了這種蹺蹺板型加速度計(jì)的其他例子。美國(guó)專(zhuān)利no.8146425描述了一種具有可移動(dòng)z軸傳感元件的mems傳感器。這些參考文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，mems加速度計(jì)包括：器件晶片，具有蹺蹺板檢測(cè)質(zhì)量和附接至基材的多個(gè)跟蹤錨點(diǎn)。各跟蹤錨被構(gòu)造為：對(duì)應(yīng)于所述基材中的不對(duì)稱變形偏轉(zhuǎn)，和將對(duì)應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械力轉(zhuǎn)移，以使所述檢測(cè)質(zhì)量沿著變形方向傾斜。

在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)跟蹤錨的檢測(cè)質(zhì)量的傾斜和偏轉(zhuǎn)的比為約0.5至約0.603。在其他實(shí)施方案中，至少一個(gè)跟蹤錨的檢測(cè)質(zhì)量的傾斜和偏轉(zhuǎn)的比為約0.4784至約0.5。在一些實(shí)施方案中，所述比為約0.5。

在各種實(shí)施方案中，mems加速度計(jì)還可包括t-形光束、框架和扭轉(zhuǎn)彈簧。至少一個(gè)跟蹤錨可將對(duì)應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械力轉(zhuǎn)移至所述t-形光束。所述t-形光束可將其接收的機(jī)械力轉(zhuǎn)移至所述框架。所述框架可將其接收的機(jī)械力轉(zhuǎn)移至所述扭轉(zhuǎn)彈簧。另外，所述扭轉(zhuǎn)彈簧可施加扭矩至所述檢測(cè)質(zhì)量，以使所述檢測(cè)質(zhì)量沿著變形方向傾斜。

在一些實(shí)施方案中，mems加速度計(jì)可包括多個(gè)光束，各光束將獨(dú)特跟蹤錨直接連接至框架。另外，各跟蹤錨可將對(duì)應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械力轉(zhuǎn)移至其各自光束。各光束可將其接收的機(jī)械力轉(zhuǎn)移至所述框架。所述框架可將其接收的機(jī)械力轉(zhuǎn)移至所述扭轉(zhuǎn)彈簧，和所述扭轉(zhuǎn)彈簧可施加扭矩至所述檢測(cè)質(zhì)量的錨，以使所述檢測(cè)質(zhì)量沿著變形方向傾斜。

而且，所述檢測(cè)質(zhì)量可以是蹺蹺板檢測(cè)質(zhì)量或傾斜模式檢測(cè)質(zhì)量。

可以公開(kāi)和要求保護(hù)附加的實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考附圖的以下進(jìn)一步的描述，可以更全面地理解本發(fā)明的前述內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1a示意性地示出了正常操作中的z軸加速度計(jì)；

圖1b示意性地示出了z軸加速度計(jì)的基材中的不對(duì)稱變形如何產(chǎn)生零g偏置偏移；

圖2示意性地描繪了本發(fā)明適用于檢測(cè)質(zhì)量以減輕圖1b所示的零g偏置偏移的校正；

圖3描繪了一種具有z軸跟蹤錨的示例性加速度計(jì)，其減少了基材中不對(duì)稱變形的影響；

圖4描繪了圖3加速度計(jì)的透視圖，其對(duì)應(yīng)于基材變形；

圖5描繪了已經(jīng)位于加速度計(jì)上的跟蹤錨的示意圖，以評(píng)估基材中的變形；

圖6圖示了跟蹤錨的偏轉(zhuǎn)和加速度計(jì)的檢測(cè)質(zhì)量；和

圖7描繪了另一個(gè)示例性的加速度計(jì)，其降低了基材中不對(duì)稱變形的影響。

應(yīng)當(dāng)注意，前述附圖和其中描述的元件不一定被繪制成一致的尺度或任何尺度。除非另有說(shuō)明，否則相同的元件用相同的數(shù)字表示。

具體實(shí)施方式

定義

如本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中所使用的，除非上下文另有要求，否則以下術(shù)語(yǔ)應(yīng)具有所示的含義：

術(shù)語(yǔ)“零g偏置偏移”表示加速度計(jì)在沒(méi)有外部加速度時(shí)輸出非零加速度信號(hào)，并且加速度計(jì)應(yīng)該輸出零加速度信號(hào)。在本專(zhuān)利申請(qǐng)的上下文中，零g偏置可以由支撐加速度計(jì)的基材的變形引起，包括不對(duì)稱變形。

在各種情況下，當(dāng)加速度計(jì)使用時(shí)，mems加速度計(jì)的基材可能變形。例如，基材的特定部分可經(jīng)受內(nèi)部熱機(jī)械應(yīng)力或從外力(例如顛簸或彎曲力)吸收影響。當(dāng)基材以不均勻的方式變形(例如不對(duì)稱)時(shí)，變形可改變檢測(cè)質(zhì)量和一個(gè)或多個(gè)位置感測(cè)電極之間的標(biāo)稱距離(因此也可以改變電容)，從而將誤差引入加速度計(jì)的測(cè)量(在本文中稱為“零-g偏置偏移”)。例如，即使當(dāng)沒(méi)有外部加速度時(shí)，加速度計(jì)也可以基于由不對(duì)稱變形引起的標(biāo)稱距離/電容的這種變化輸出非零加速度信號(hào)。

盡管可以使用其他類(lèi)型的加速度計(jì)，但是本文中參考使用差分電容感測(cè)的“蹺蹺板”型加速度計(jì)來(lái)描述某些示例性實(shí)施例。在正常操作下，蹺蹺板型加速度計(jì)根據(jù)位于檢測(cè)質(zhì)量上方和/或下方的檢測(cè)質(zhì)量和差分檢測(cè)電極之間的電容變化確定z軸加速度。例如，在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)no.us2013/0333471中描述的蹺蹺板型加速度計(jì)，其通過(guò)引用整體并入本文，使用在蹺蹺板檢測(cè)質(zhì)量下的一組差分感測(cè)電極以及蹺蹺板檢測(cè)質(zhì)量上的一組差分感應(yīng)電極。

名義上，當(dāng)基材經(jīng)歷沒(méi)有變形并且沒(méi)有外部z軸加速度時(shí)，檢測(cè)質(zhì)量和每個(gè)底層差分感測(cè)電極之間的距離相等，因此檢測(cè)質(zhì)量與這些潛在差分感測(cè)電極中的每一個(gè)之間的電容相等。類(lèi)似地，檢測(cè)質(zhì)量和每個(gè)上面差分感測(cè)電極之間的距離相等，因此檢測(cè)質(zhì)量與這些上面差分感測(cè)電極中的每一個(gè)之間的電容相等。由于每組差分感測(cè)電極的電容相等，它們彼此抵消，因此加速度計(jì)輸出零加速度信號(hào)(即，不存在零-g偏置)。

通常來(lái)說(shuō)，如果基材經(jīng)歷對(duì)稱變形，則檢測(cè)質(zhì)量和每個(gè)檢測(cè)電極之間的電容將經(jīng)歷相同的變化量。以這種方式，由變形引起的任何零g偏移偏移將被抵消。然而，在不對(duì)稱變形的情況下，電容器表現(xiàn)出不同的變化。特別地，在檢測(cè)質(zhì)量的一側(cè)傾斜將在另一側(cè)產(chǎn)生相同的傾斜量。因?yàn)闄z測(cè)質(zhì)量相反側(cè)的差分電容因此經(jīng)歷不同的變化量，所以在加速度計(jì)的測(cè)量中將存在零g偏壓。然而，由檢測(cè)質(zhì)量控制的傾斜量可以確保檢測(cè)質(zhì)量的相對(duì)側(cè)上的差分感測(cè)電容表現(xiàn)出相同量的變化以消除(例如，減少或取消)零g偏置偏移。

圖1描繪了不對(duì)稱變形示例性蹺蹺板型加速度計(jì)100的影響，其中基材105上的圖1a是沒(méi)有基材偏轉(zhuǎn)的加速度計(jì)100的剖視圖，并且圖1b是具有基材偏轉(zhuǎn)的加速度計(jì)100的剖視圖。加速度計(jì)100包括由錨114、基材105支撐的檢測(cè)質(zhì)量110。錨114連接至至少一個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧(由標(biāo)記為111的圓表示)，其又連接到檢測(cè)質(zhì)量110。基材上的差分電極101和102形成具有檢測(cè)質(zhì)量110的平行板電容器c1和c2。差分電路(未示出)基于這些平行板電容器的值產(chǎn)生加速度輸出信號(hào)(即，輸出＝c1-c2)。

當(dāng)基材105沒(méi)有變形并且沒(méi)有外部z軸加速度存在時(shí)，如圖1a所示，基材105(標(biāo)記為103)和檢測(cè)質(zhì)量110的頂表面彼此平行。在該標(biāo)稱位置，感測(cè)電極101和102與檢測(cè)質(zhì)量110等距，因此檢測(cè)質(zhì)量110和感測(cè)電極101之間的電容c1將等于檢測(cè)質(zhì)量110和感測(cè)電極102之間的電容c2。因此，在這個(gè)不受干擾的狀態(tài)：c1＝c2。

加速度計(jì)的輸出為零：

輸出＝cl－c2＝0。

加速度計(jì)100被構(gòu)造為使得當(dāng)外加速度在z軸方向作用在加速度計(jì)100上時(shí)，檢測(cè)質(zhì)量110將圍繞扭轉(zhuǎn)彈簧111“蹺蹺板”運(yùn)動(dòng)，使得檢測(cè)質(zhì)量110與檢測(cè)電極101之間的距離將變得不同于檢測(cè)質(zhì)量110和感測(cè)電極102之間的距離，從而改變電容c1和c2。電容的這些變化由差分電路處理以輸出加速度信號(hào)：

輸出＝cl－c2≠0。

當(dāng)基材105如圖1b所示不對(duì)稱變形并由附圖標(biāo)記103表示時(shí)，干擾導(dǎo)致基材105和檢測(cè)質(zhì)量110之間的距離在加速度計(jì)100中的不同位置變化。這導(dǎo)致檢測(cè)質(zhì)量110和感測(cè)電極101之間的標(biāo)稱距離不同于檢測(cè)質(zhì)量110和感測(cè)電極102之間的標(biāo)稱距離。由于電容與板之間的距離有關(guān)，所以檢測(cè)質(zhì)量110之間的電容與感測(cè)電極101和102中的每一個(gè)的電容將不同。與上面參考圖1a討論的c1和c2的標(biāo)稱值相比較，檢測(cè)質(zhì)量110和感測(cè)電極101之間的電容將為(c1+dcl)，并且檢測(cè)質(zhì)量110和檢測(cè)電極102之間的電容將為(c2+dc2)，其中dc1和dc2通常是相反的符號(hào)(即，一個(gè)是正的，另一個(gè)是負(fù)的)，并且可以是不同的幅度(即|dcl︱≠|(zhì)dc2︱)。此外，電容的變化將具有不同的幅度，從而改變基材105與檢測(cè)質(zhì)量110之間的整體電容：

δc＝(c1+dc1)-(c2+dc2)

＝dc1-dc2

≠0

結(jié)果，加速度計(jì)獲得零g偏置偏移。此外，如圖1b所示，檢測(cè)質(zhì)量110在基材變形時(shí)傾斜。然而，加速度計(jì)100仍然表現(xiàn)出零g偏置偏移，因?yàn)椴粚?duì)稱變形導(dǎo)致差分電容在基材上不均勻地改變。

本發(fā)明通過(guò)傾斜檢測(cè)質(zhì)量110來(lái)跟隨基材變形以減輕不對(duì)稱變形的影響。該解決方案控制傾斜量，使得檢測(cè)質(zhì)量相對(duì)側(cè)的差分電容變化相同的量，即dcl＝dc2。結(jié)果，δc＝0。

圖2比較加速度計(jì)，其中檢測(cè)質(zhì)量110跟隨和不跟隨變形。當(dāng)加速度計(jì)缺乏本解決方案且基材105不對(duì)稱地變形時(shí)，檢測(cè)質(zhì)量110可傾斜到位置115。結(jié)果，在一個(gè)區(qū)域中的差分電容c2比另一個(gè)區(qū)域中的差分電容cl改變不同的量。由于c1+dc1≠c2+dc2，加速度計(jì)100經(jīng)歷零g偏置偏移。

當(dāng)加速度計(jì)100具有本解決方案時(shí)，檢測(cè)質(zhì)量110傾斜到位置120。由于檢測(cè)質(zhì)量110與基材105更緊密地形成平行板電容器，所以兩者之間的電容在其各自表面上將更均勻。換句話說(shuō)，具有本解決方案的加速度計(jì)100減輕了不對(duì)稱基材變形的影響，從而在器件中更均勻地經(jīng)歷電容的變化：

(c1+dc1)～(c2+dc2)

結(jié)果，零g偏置偏移減小。

圖3描繪了加速度計(jì)100，其降低了基材中不對(duì)稱變形的影響。在本實(shí)施例中，加速度計(jì)100包括四個(gè)跟蹤錨305a、305b、305c、305d(統(tǒng)稱為“305”)。跟蹤錨305a和305b中的兩個(gè)連接到t形光束310a，另外兩個(gè)跟蹤錨305c和305d連接到另一個(gè)t-形光束310b。t形光束310a、310b(統(tǒng)稱為“310”)連接到框架315上。反過(guò)來(lái)，此框架315又連接到耦合到檢測(cè)質(zhì)量110及其錨111的扭轉(zhuǎn)彈簧320a、320b(統(tǒng)稱為“320”)。特別地，因?yàn)檫@些元件只是由與檢測(cè)質(zhì)量110相同的材料層形成并且在跟蹤錨305處錨定到基材105的光束和柱，所以它們?nèi)菀椎夭⑷爰铀俣扔?jì)設(shè)計(jì)和制造工藝流程。因此，本發(fā)明的實(shí)施例在芯片上需要很少(如果有的話)額外的空間。

在操作中，當(dāng)基材105經(jīng)歷不對(duì)稱變形時(shí)，由偏轉(zhuǎn)跟蹤錨305產(chǎn)生的機(jī)械力通過(guò)加速計(jì)100的部件傳播，直到力使檢測(cè)質(zhì)量110傾斜以跟隨變形的方向。特別地，當(dāng)跟蹤錨305對(duì)應(yīng)于變形偏轉(zhuǎn)時(shí)，跟蹤錨305將機(jī)械力傳遞到它們所連接的t形光束310。反過(guò)來(lái)，t-形光束310將其接收的力傳播到框架315?？蚣?15將力施加到扭矩彈簧320，扭矩彈簧320將扭矩施加到檢測(cè)質(zhì)量110。結(jié)果，檢測(cè)質(zhì)量110傾斜以跟隨基材105的變形。

圖4描繪了圖3加速度計(jì)的剖視圖，其對(duì)應(yīng)于基材變形。該圖包括表示為410的基材變形，其中顏色和/或灰度對(duì)應(yīng)于在特定位置處的偏轉(zhuǎn)的大小。在該實(shí)施例中，靠近跟蹤錨305c和305d的基材的部分經(jīng)歷比靠近跟蹤錨305a和305b的部分更大的變形。結(jié)果，如圖4所示，t-形光束310b偏轉(zhuǎn)多于t-形光束310a。然而，它們各自偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的t-形光束310轉(zhuǎn)移機(jī)械力來(lái)旋轉(zhuǎn)框架315。作為響應(yīng)，旋轉(zhuǎn)的框架315將機(jī)械力傳遞到耦合到檢測(cè)質(zhì)量110的錨的扭轉(zhuǎn)彈簧320，彈簧320將錨施加扭矩以相應(yīng)地傾斜檢測(cè)質(zhì)量110。

跟蹤錨305在基材105上的位置是解決方案的重要特征。特別地，錨305應(yīng)定位成使得在偏轉(zhuǎn)時(shí)，跟蹤錨305在t形光束310上施加機(jī)械力，其代表橫跨整個(gè)基材的變形。圖5示出了以這種方式定位在基材上的跟蹤錨的示意圖。在該代表性實(shí)施例中，每個(gè)跟蹤錨305已經(jīng)從加速度計(jì)的中心軸線放置了相同的距離x0，而且跟蹤錨305對(duì)稱地位于該中心軸線上。

位置x0可以基于檢測(cè)質(zhì)量110和基材105之間的預(yù)期或期望的電容來(lái)確定。以下示例公式說(shuō)明了對(duì)該電容建模時(shí)沿著z軸的基材變形：

其中rsub是基材的曲率半徑。

在該公式中，術(shù)語(yǔ)“x0”使公式能夠解釋z軸上的基材變形。當(dāng)該積分等于預(yù)期或期望的電容(例如，方程右側(cè)的表達(dá)式)并求解x0時(shí)，x0的值變?yōu)椋?/p>

值得注意的是，為了減輕零g偏移偏移，檢測(cè)質(zhì)量110不偏離與跟蹤錨305相同的程度或大小。盡管本發(fā)明方案傾斜檢測(cè)質(zhì)量110以跟隨基材變形，但是該方案不會(huì)復(fù)制檢測(cè)質(zhì)量110中的基材變形的程度。實(shí)際上，檢測(cè)質(zhì)量110必須僅傾斜跟蹤錨305的位移百分比以適當(dāng)?shù)販p小偏移。

在一些實(shí)施方案中，為了確保差分電容在基材上均勻變化，檢測(cè)質(zhì)量110必須僅顯示跟蹤錨305的位移的50％。如下所示，如果檢測(cè)質(zhì)量110表現(xiàn)出這樣的行為，則

c1＝c0+dc1-0.5*dc1

c2二c0+0.5*dc1

結(jié)果，偏移為c1-c2＝dc1-0.5*dc1-0.5*dc1＝0。

相反，如果檢測(cè)質(zhì)量110復(fù)制跟蹤錨305的整體位移，則該裝置不能正確地解決偏移偏移。當(dāng)基材不對(duì)稱地變形時(shí)，檢測(cè)質(zhì)量110周?chē)牟罘蛛娙菀韵铝蟹绞阶兓?/p>

c1＝c0+dc1

c2＝c0

因此，偏移為cl－c2＝dcl.

如果檢測(cè)質(zhì)量110以復(fù)制在跟蹤錨定305位置處的基材變形的方式傾斜，則該偏轉(zhuǎn)將校正檢測(cè)質(zhì)量110的一側(cè)上的差分電容c1的100％的變化。由于檢測(cè)質(zhì)量110傾斜，另一側(cè)的差分電容c2也將變化相同量的dcl，但具有相反的極性：

c1＝c0+dc1-dc1

c2＝c0+dc1

因此，偏移為cl－c2＝－dcl。在這種情況下，加速度計(jì)100仍將經(jīng)歷零g偏置偏移。

在一些實(shí)施方案中，檢測(cè)質(zhì)量110的運(yùn)動(dòng)與跟蹤錨305的運(yùn)動(dòng)的比可以通過(guò)求解以下等式來(lái)獲得：

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，該比為約0.603。在另一示例性實(shí)施方式中，圖6中已經(jīng)以圖形方式描繪了結(jié)果，該比為約0.4784。在該圖中，檢測(cè)質(zhì)量110耦合到錨605，同時(shí)將跟蹤錨305a、305b附接到基材。在該特定實(shí)施例中，不對(duì)稱基材變形使得跟蹤錨305b偏移0.1019μm。代替偏轉(zhuǎn)0.1019μm，檢測(cè)質(zhì)量110偏移0.048751μm。因此，檢測(cè)質(zhì)量110運(yùn)動(dòng)與基材運(yùn)動(dòng)的比例為0.048751μm/0.1019μm，約為0.4784。

圖7示出了另一個(gè)示例性加速度計(jì)700，其減少了基材中不對(duì)稱變形的影響。在該實(shí)施方案中，跟蹤錨305各自直接連接到具有各自光束725的框架。以這種方式，每個(gè)跟蹤錨305將由其偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械力傳遞到框架，該框架將力傳播到檢測(cè)質(zhì)量110。因此，檢測(cè)質(zhì)量110沿光束725方向直接傾斜，以抵消檢測(cè)質(zhì)量110和感測(cè)電極之間的差分電容的變化。與本文所述的加速度計(jì)一樣，該實(shí)施例提供了對(duì)裸片蹤跡的適度貢獻(xiàn)的解決方案。

在各種實(shí)施方案中，片上或片外電路因此可以基于這些改變的電容信號(hào)來(lái)確定由加速度計(jì)感測(cè)的加速度的精確量。例如，片外電路可以包括實(shí)現(xiàn)為與加速度計(jì)在同一封裝內(nèi)的專(zhuān)用集成電路(asic)的另一個(gè)裸片，或者在另一個(gè)封裝中。一些實(shí)施例可以以asic裸片在加速計(jì)裸片上形成蓋子的方式組合加速計(jì)芯片和asic芯片?；蛘呋蛄硗猓怆娐愤€可以包括分立元件和/或多個(gè)電路芯片。

如所述，加速度計(jì)通常具有保護(hù)其脆弱微結(jié)構(gòu)的一些裝置。因此，如所述，加速度計(jì)可以位于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體封裝(例如陶瓷腔封裝內(nèi))，預(yù)成型引線框架封裝，載體封裝或一些其它封裝級(jí)裝置。封裝優(yōu)選在各種實(shí)施方案中密封，并且包含緩沖和/或氧化緩解氣體以進(jìn)一步保護(hù)微結(jié)構(gòu)。

其他實(shí)施例簡(jiǎn)單地使用電路管芯(例如，上述asic)或非活性帽來(lái)封裝管芯。因此，任何一種類(lèi)型的包裝方法(即，包裝級(jí)包裝或芯片級(jí)封裝等)也包括互連引線或焊盤(pán)，使得加速度計(jì)可以與封裝外部的器件通信。例如，封裝可以安裝到可以在更大系統(tǒng)內(nèi)的印刷電路板(例如表面安裝、通孔連接或其他類(lèi)型的連接)，例如汽車(chē)安全氣囊控制系統(tǒng)或移動(dòng)電話。

雖然關(guān)于蹺蹺板加速度計(jì)描述了各種實(shí)施例，但是本發(fā)明的實(shí)施例不限于這些類(lèi)型。這些實(shí)施例可以包括傾斜模式加速度計(jì)或任何其他類(lèi)型的加速度計(jì)，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的。

本發(fā)明可以在不脫離本發(fā)明的真實(shí)范圍的情況下以其他具體形式實(shí)施，并且基于本文的教導(dǎo)，許多變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。除非上下文另有要求，否則對(duì)“發(fā)明”的任何引用旨在表示本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且不應(yīng)被解釋為指本發(fā)明的所有實(shí)施例。所描述的實(shí)施方案僅在所有方面被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性的。