專利名稱：具有單質(zhì)量塊的微機(jī)械三軸加速計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及慣性傳感器裝置，具體地說(shuō)，涉及微機(jī)械慣性傳感器裝置。
背景技術(shù)：
幾個(gè)單軸或多軸的微機(jī)械陀螺儀結(jié)構(gòu)已集成在系統(tǒng)中以形成三軸陀螺儀組(cluster)。然而,對(duì)于特定的應(yīng)用，由單獨(dú)的傳感器構(gòu)成的這種陀螺儀組的尺寸會(huì)過(guò)大且成本也會(huì)過(guò)高。即使單軸或多軸陀螺儀能夠裝配在單個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)芯片上，針對(duì)每個(gè)傳感器還是需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)和感應(yīng)電子器件。
·
而且，在消費(fèi)性/移動(dòng)、自動(dòng)化以及航空航天/國(guó)防的應(yīng)用中，對(duì)三軸加速度檢測(cè)的需求正在不斷增長(zhǎng)。許多單軸或多軸的微機(jī)械加速計(jì)結(jié)構(gòu)已針對(duì)每個(gè)加速度軸使用單獨(dú)的質(zhì)量塊。在管芯上并入多個(gè)傳感器或多個(gè)質(zhì)量塊會(huì)增加集成的三軸加速度傳感器的尺寸和成本。

發(fā)明內(nèi)容
除其它情況之外，本發(fā)明討論了包括器件層、帽晶片和孔晶片的慣性測(cè)量系統(tǒng)，所述器件層包括單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)，所述帽晶片連接所述器件層的第一表面，所述孔晶片連接所述器件層的第二表面，其中，所述帽晶片和所述孔晶片被配置為封裝所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)。單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)可圍繞單中心錨懸吊，且可包括單獨(dú)的X軸撓曲支承部、I軸撓曲支承部和Z軸撓曲支承部，其中，X軸撓曲支承部和I軸撓曲支承部關(guān)于所述單中心錨對(duì)稱，且z軸撓曲支承部關(guān)于所述單中心錨不對(duì)稱。此概述意在提供本專利申請(qǐng)主題的概述。并不旨在提供本發(fā)明專用的或全面的說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
的包含用于提供有關(guān)本專利申請(qǐng)的更多信息


在附圖(其不一定按比例繪制)中，相似的附圖標(biāo)記可在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相似附圖標(biāo)記可表示同類部件的不同例子。附圖以示例而非限制的方式大體示出了本文中所論述的各個(gè)實(shí)例。圖1大體示出了三自由度(3-D0F)慣性測(cè)量單元(MU)的示意性橫截面圖；圖2大體示出了三軸陀螺儀的一個(gè)實(shí)例；圖3大體示出了在驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的三軸陀螺儀的一個(gè)實(shí)例；圖4大體示出了包括在響應(yīng)于圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行感應(yīng)運(yùn)動(dòng)期間的單質(zhì)量塊的三軸陀螺儀的一個(gè)實(shí)例；圖5大體示出了包括在響應(yīng)于圍繞7軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行感應(yīng)運(yùn)動(dòng)期間的單質(zhì)量塊的三軸陀螺儀的一個(gè)實(shí)例；

圖6大體示出了包括在響應(yīng)于圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行感應(yīng)運(yùn)動(dòng)期間的單質(zhì)量塊的三軸陀螺儀的一個(gè)實(shí)例；圖7和圖8大體示出了包括分別在反相運(yùn)動(dòng)和同相運(yùn)動(dòng)期間的z軸陀螺儀耦合撓曲支承部的三軸陀螺儀的實(shí)例；圖9大體示出了三軸加速計(jì)的一個(gè)實(shí)例；圖10大體示出了在響應(yīng)于X軸加速度進(jìn)行的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的三軸加速計(jì)的一個(gè)實(shí)例；圖11大體示出了在響應(yīng)于y軸加速度進(jìn)行的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的三軸加速計(jì)的一個(gè)實(shí)例；圖12大體示出了在響應(yīng)于z軸加速度進(jìn)行的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的三軸加速計(jì)的一個(gè)實(shí)例；圖13大體示出了包含孔晶片電極安置的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例；圖14大體示出了包含單質(zhì)量塊的三軸加速計(jì)的一個(gè)實(shí)例側(cè)視圖；圖15大體示出了 3+3自由度(3+3D0F)慣性測(cè)量單元(MU)的一個(gè)實(shí)例；圖16大體示出了關(guān)于錨靜止的所述中心懸吊件的一個(gè)實(shí)例；圖17大體示出了在驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的中心懸吊件的一部分的一個(gè)實(shí)例。
具體實(shí)施例方式除其它情況之外，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到一種微機(jī)械整體式(monolithic)三軸陀螺儀，其被配置為利用單個(gè)中心錨定的質(zhì)量塊來(lái)檢測(cè)關(guān)于所有三軸的角速度，同時(shí)對(duì)每個(gè)軸的響應(yīng)模式進(jìn)行有效地解耦，以最小化跨軸靈敏度。在一個(gè)實(shí)例中，本申請(qǐng)公開(kāi)的唯一質(zhì)量塊分區(qū)和撓曲結(jié)構(gòu)可允許使用單驅(qū)動(dòng)模式振蕩(對(duì)于所有軸僅需一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制回路)進(jìn)行三軸角速度檢測(cè)。因此，與使用三個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)回路的現(xiàn)有多軸陀螺儀相比，本申請(qǐng)中公開(kāi)的三軸陀螺儀的控制電子器件的復(fù)雜性及成本能夠極大地降低。此外，除其它情況之外，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到一種微機(jī)械三軸加速計(jì)，其被配置為利用單個(gè)中心錨定的質(zhì)量塊來(lái)檢測(cè)關(guān)于所有三軸的加速度，同時(shí)對(duì)每個(gè)軸的響應(yīng)模式進(jìn)行有效地解耦，以最小化跨軸靈敏度。在一個(gè)實(shí)例中，本申請(qǐng)公開(kāi)的唯一質(zhì)量塊和撓曲結(jié)構(gòu)可允許通過(guò)單個(gè)中心錨定的質(zhì)量塊進(jìn)行三軸加速度檢測(cè)。因此，與針對(duì)每個(gè)加速度軸使用單獨(dú)的質(zhì)量塊的現(xiàn)有多軸加速計(jì)相比，本申請(qǐng)中公開(kāi)的三軸加速計(jì)的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)感應(yīng)元件的總體管芯尺寸及總成本能夠極大地降低。裝置結(jié)構(gòu)圖1大體示出了三自由度(3-D0F)慣性測(cè)量單元(MU) 100的示意性橫截面圖，如三自由度陀螺儀或三自由度微機(jī)械加速計(jì)，所述三自由度IMU 100形成在芯片級(jí)封裝中，所述芯片級(jí)封裝包括帽晶片101、包含微機(jī)械結(jié)構(gòu)(如微機(jī)械三自由度MU)的器件層105和孔晶片103。在一個(gè)實(shí)例中，器件層105可夾在帽晶片101和孔晶片103之間，且器件層105和帽晶片101之間的腔體可在晶圓級(jí)的真空下封裝。在一個(gè)實(shí)例中，帽晶片101可例如使用金屬粘合劑102粘合到器件層105粘合劑。金屬粘合劑102可包括熔融粘合劑(例如非高溫熔融粘合劑)以使得吸氣劑能夠保持長(zhǎng)期的真空狀態(tài)，且使得防摩擦涂層的涂覆能夠防止可能在低重力加速度傳感器中發(fā)生的摩擦。在一個(gè)實(shí)例中，在器件層105工作期間，金·屬粘合劑102能夠在帽晶片101和器件層105之間產(chǎn)生熱應(yīng)力。在某些實(shí)例中，能夠?yàn)槠骷?05增加一個(gè)或多個(gè)特征，以使器件層105中的微機(jī)械結(jié)構(gòu)與熱應(yīng)力(如減少形成于微機(jī)械結(jié)構(gòu)周圍的溝槽的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力)隔離。在一個(gè)實(shí)例中，孔晶片103可粘合到器件層105，如熔融粘合(例如硅-硅熔融粘合等)，以避免在孔晶片103和器件層105之間的熱應(yīng)力。在一個(gè)實(shí)例中，孔晶片103可包括一個(gè)或多個(gè)隔離區(qū)域，例如第一隔離區(qū)域107，該第一隔離區(qū)域107例如利用一個(gè)或多個(gè)硅通孔(TSV)(例如，第一 TSV 108，其使用介電材料109與孔晶片103隔離開(kāi))與孔晶片103的一個(gè)或多個(gè)其它區(qū)域隔離開(kāi)，如。在某些實(shí)例中，所述一個(gè)或多個(gè)隔離區(qū)域可用作電極，以感覺(jué)或啟動(dòng)所述六軸慣性傳感器的面外工作模式，且所述一個(gè)或多個(gè)TSV可被配置為提供從器件層105到系統(tǒng)100外部的電連接。此外，孔晶片103可包括諸如第一觸點(diǎn)110的一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)，所述一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)使用介電層104與孔晶片103的一個(gè)或多個(gè)部分選擇性地隔離開(kāi)，且所述一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)被配置為例如使用突起部(bump)、絲焊或一個(gè)或多個(gè)其他電連接來(lái)提供孔晶片103的隔離區(qū)域或TSV中的一個(gè)或多個(gè)到一個(gè)或多個(gè)外部元件(例如，ASIC晶片)之間的電連接，。在一個(gè)實(shí)例中，器件層105中的所述三自由度陀螺儀或微機(jī)械加速計(jì)能夠通過(guò)將器件層105粘合到孔晶片103的凸出部分(如錨106)來(lái)得到支撐或錨定在孔晶片103上。在一個(gè)實(shí)例中，錨106可大體上設(shè)置于孔晶片103的中心，且器件層105可熔融粘合到錨106上，例如以消除與金屬疲勞相關(guān)的問(wèn)題。陀螺儀裝置結(jié)構(gòu)圖2大體示出了三軸陀螺儀200的一個(gè)實(shí)例，例如形成在三自由度MU 100的器件層105的單一平面上的三軸陀螺儀200。在一個(gè)實(shí)例中，如圖2所示，三軸陀螺儀200的結(jié)構(gòu)可關(guān)于X軸和I軸對(duì)稱，其中z軸在概念上從圖中出來(lái)。圖2提及三軸陀螺儀200 —個(gè)部分的結(jié)構(gòu)及特征。但在某些實(shí)例中，這樣的提及和描述能夠適用于三軸陀螺儀200中未標(biāo)記的類似部分。在一個(gè)實(shí)例中，三軸陀螺儀200可包括提供三軸陀螺儀工作模式的單質(zhì)量塊設(shè)計(jì)，其中所述三軸陀螺儀工作模式被定型(pattern)于三自由度MUlOO的器件層105中，如圖1的實(shí)例中所示。在一個(gè)實(shí)例中，所述單質(zhì)量塊能夠利用單個(gè)中心錨(如錨106)和中心懸吊件111懸吊在三軸陀螺儀200的中心。其中，中心懸吊件111包括對(duì)稱中心的撓曲部(flexures)，如在 Acar 等人于 2011 年 9 月 16 日遞交的題為“FLEXURE BEARING TO REDUCE QUADRATUREFOR RESONATING MICROMACHINED DEVICES(減小共振微機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)象差的撓曲支承部)”的同時(shí)待審PCT專利申請(qǐng)US2011052006中公開(kāi)的撓曲支承部，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容合并于此作為參考。中心懸吊件111可使得單質(zhì)量塊圍繞X軸、y軸及z軸進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振蕩，從而提供三個(gè)陀螺儀工作模式，包括:(I)圍繞z軸面內(nèi)扭轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(例如，如圖3所示)；(2)圍繞X軸面外扭轉(zhuǎn)的y軸陀螺儀感應(yīng)運(yùn)動(dòng)(例如，如圖4所示)；以及(3)圍繞y軸面外扭轉(zhuǎn)的X軸陀螺儀感應(yīng)運(yùn)動(dòng)(例如，如圖5所示)。此外，所述單質(zhì)量塊設(shè)計(jì)可由多個(gè)部分組成，例如包括主質(zhì)量塊部分115和關(guān)于y軸對(duì)稱的X軸質(zhì)量塊部分116。在一個(gè)實(shí)例中,驅(qū)動(dòng)電極123可沿主質(zhì)量塊部分115的y軸設(shè)置。驅(qū)動(dòng)電極123與中心懸吊件111的結(jié)合可被配置為提供圍繞z軸面內(nèi)扭轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從而允許檢測(cè)圍繞X軸和y軸的角運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例中，X軸質(zhì)量塊部分116可利用z軸陀螺儀撓曲支承部120耦合到主質(zhì)量塊部分115。在一個(gè)實(shí)例中，z軸陀螺儀撓曲支承部120可允許X軸質(zhì)量塊部分116在X方向進(jìn)行反相線性振蕩，以使z軸陀螺儀感應(yīng)運(yùn)動(dòng)。此外，三軸慣性傳感器200可包括z軸陀螺儀感應(yīng)電極127，所述z軸陀螺儀感應(yīng)電極127被配置為檢測(cè)X軸質(zhì)量 塊部分116沿X軸的反相面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)電極123和z軸陀螺儀感應(yīng)電極127中的每一個(gè)可包括耦合到一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量塊部分的可移動(dòng)棘爪，其中，所述一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量塊部分通過(guò)各自的錨(如錨124、128)與固定在適當(dāng)位置(如固定于孔晶片103)的一組靜止棘爪相互交錯(cuò)。陀螺儀工作模式圖3大體示出了三軸陀螺儀300在驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)實(shí)例。在一個(gè)實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)電極123可包括耦合到主質(zhì)量塊部分115的一組可移動(dòng)棘爪，所述主質(zhì)量塊部分115利用第一驅(qū)動(dòng)錨124(如孔晶片103的凸起的電隔離部分)與固定在適當(dāng)位置的一組靜止棘爪相互交錯(cuò)。在一個(gè)實(shí)例中，所述靜止棘爪可被配置為通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)錨124接收能量，且驅(qū)動(dòng)電極123的相互交錯(cuò)的可移動(dòng)棘爪和靜止棘爪之間的相互作用可被配置為向單質(zhì)量塊提供關(guān)于z軸的角向力。在圖3的一個(gè)實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)電極123被驅(qū)動(dòng)為圍繞z軸旋轉(zhuǎn)單質(zhì)量塊，與此同時(shí)，中心懸吊件111相對(duì)于固定的錨106提供回原位力矩，使得所述單質(zhì)量塊圍繞Z軸以驅(qū)動(dòng)頻率在面內(nèi)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振蕩，其中所述驅(qū)動(dòng)頻率取決于施加于驅(qū)動(dòng)電極123上的能量。在某些實(shí)例中，能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)電極123檢測(cè)單質(zhì)量塊的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。X軸諫度響應(yīng)圖4大體示出了包括在響應(yīng)于圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)期間的單質(zhì)量塊的三軸陀螺儀400的一個(gè)實(shí)例，所述單質(zhì)量塊包括主質(zhì)量塊部分115、X軸質(zhì)量塊部分116以及中心懸吊件111。
在關(guān)于X軸的角速度及圖3的實(shí)例中所述的三軸陀螺儀400的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)同時(shí)出現(xiàn)的情況下，在X軸質(zhì)量塊部分116會(huì)引起沿Z軸相反方向的科氏力，這是由于速度向量是沿y軸的相反方向的。這樣，通過(guò)彎曲中心懸吊件111，可使單質(zhì)量塊圍繞y軸扭轉(zhuǎn)振蕩。感應(yīng)響應(yīng)可利用面外X軸陀螺儀感應(yīng)電極(如形成在孔晶片103中的感應(yīng)電極)并利用X軸質(zhì)量塊部分116與孔晶片103的電容耦合來(lái)檢測(cè)。Y軸諫度響應(yīng)圖5大體示出了包括在響應(yīng)于圍繞I軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)期間的單質(zhì)量塊的三軸陀螺儀500的一個(gè)實(shí)例，所述單質(zhì)量塊包括主質(zhì)量塊部分115、X軸質(zhì)量塊部分116以及中心懸吊件111。在關(guān)于y軸的角速度及圖3的實(shí)例中所述的三軸陀螺儀400的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)同時(shí)出現(xiàn)的情況下，在主質(zhì)量塊部分115會(huì)引起沿z軸相反方向的科氏力，這是由于速度向量是沿X軸的相反方向的。這樣，通過(guò)彎曲中心懸吊件111，可使單質(zhì)量塊圍繞X軸扭轉(zhuǎn)振蕩。感應(yīng)響應(yīng)可利用面外y軸陀螺儀感應(yīng)電極(如形成在孔晶片103中的感應(yīng)電極)且利用主質(zhì)量塊部分115與孔晶片103的電容耦合來(lái)檢測(cè)。Z軸諫度響應(yīng)圖6大體示出了包括在響應(yīng)于圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)期間的單質(zhì)量塊的三軸陀螺儀600的一個(gè)實(shí)例，所述單質(zhì)量塊包括主質(zhì)量塊部分115、x軸質(zhì)量塊部分116、中心懸吊件、z軸撓曲支承部120以及z軸陀螺儀耦合撓曲支承部121。在關(guān)于z軸的角速度及圖3的實(shí)例中所述的三軸陀螺儀400的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)同時(shí)出現(xiàn)的情況下，在X軸質(zhì)量塊部分116上會(huì)引起沿X軸相反方向的科氏力，這是由于速度向量是沿I軸的相反方向的。這樣，通 過(guò)在X方向上彎曲z軸撓曲支承部120，可使X軸質(zhì)量塊部分116沿X軸相反方向線性地振蕩。此外，z軸陀螺儀耦合撓曲支承部121可用于提供X軸質(zhì)量塊部分116的線性反相共振模式,該線性反相共振模式直接由反相的科氏力驅(qū)動(dòng)。感應(yīng)響應(yīng)可通過(guò)面內(nèi)平行板感應(yīng)電極(如形成在器件層105中的z軸陀螺儀感應(yīng)電極127)來(lái)檢測(cè)。圖7和圖8大體示出了包含分別在反相和同相運(yùn)動(dòng)中的z軸陀螺儀耦合撓曲支承部121的三軸陀螺儀700的實(shí)例。為了改善由X軸加速度引起的三軸陀螺儀700的抑蕩(vibration rejection),z軸陀螺儀稱合撓曲支承部121被配置為抑制x軸質(zhì)量塊部分116的同相運(yùn)動(dòng)。在反相運(yùn)動(dòng)期間，將兩個(gè)X軸質(zhì)量塊部分116連接到z軸陀螺儀耦合撓曲支承部121的連接梁在相同方向上施力，且連接梁承受低剛度的自然彎曲。相反，在同相運(yùn)動(dòng)期間，z軸陀螺儀耦合撓曲支承部121的連接梁在連接梁上沿相反方向施力，迫使所述連接梁進(jìn)行較高剛度的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣，提高了同相運(yùn)動(dòng)剛度和共振頻率，提供了更好的抑振效果。加速計(jì)裝置結(jié)構(gòu)圖9大體示出了三軸加速計(jì)900的一個(gè)實(shí)例，如形成在3-D0F IMU100的器件層105的單一平面上的三軸加速計(jì)。在一個(gè)實(shí)例中，三軸加速計(jì)900可包括單質(zhì)量塊設(shè)計(jì)，提供(如圖1的實(shí)例所示的)三自由度MU100的器件層105中定型的三軸加速計(jì)工作模式。在一個(gè)實(shí)例中，所述單質(zhì)量塊可利用一系列的撓曲支承部及框架將其中心懸吊在單中心錨(如錨106)，以便對(duì)響應(yīng)模式進(jìn)行解耦并降低跨軸靈敏度。在一個(gè)實(shí)例中，三軸加速計(jì)900可包括X軸撓曲支承部133，X軸撓曲支承部133被配置為將錨106耦合到x軸框架135并使得X軸框架135能夠響應(yīng)于沿X軸的加速度而偏斜。而且，所述裝置可包括I軸撓曲支承部134和z軸撓曲支承部137，其中y軸撓曲支承部134被配置為將x軸框架135耦合到j(luò)軸框架136并使得j軸框架136能夠響應(yīng)于沿y軸的加速度進(jìn)而相對(duì)于x軸框架135偏斜；z軸撓曲支承部137被配置為將y軸框架136耦合到質(zhì)量塊138的其余部分。z軸撓曲支承部137用作扭轉(zhuǎn)鉸鏈，使得所述質(zhì)量塊能夠圍繞穿過(guò)所述梁中心的軸扭轉(zhuǎn)偏斜到面外。此外，三軸加速計(jì)900可包括X軸加速計(jì)感應(yīng)電極125或y軸加速計(jì)感應(yīng)電極131，其中X軸加速計(jì)感應(yīng)電極125被配置為檢測(cè)X軸框架135的同相面內(nèi)X軸運(yùn)動(dòng)，y軸加速計(jì)感應(yīng)電極131被配置為檢測(cè)I軸框架136的同相面內(nèi)I軸運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例中，X軸加速計(jì)感應(yīng)電極125和y軸加速計(jì)感應(yīng)電極131中的每一個(gè)可包括稱合到一個(gè)或多個(gè)框架部分的可移動(dòng)棘爪，其中一個(gè)或多個(gè)框架部分利用各自的錨(如錨126、132)與固定在適當(dāng)位置(如固定在孔晶片103)的一組靜止棘爪相互交錯(cuò)。X軸加速計(jì)響應(yīng)
圖10大體示出了在響應(yīng)于X軸加速度的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的三軸加速計(jì)1000的一個(gè)實(shí)例。所述三軸加速計(jì)包括單質(zhì)量塊、錨106、X軸撓曲支承部133及X軸框架135。在存在沿X軸的加速度的情況下，所述質(zhì)量塊、y軸框架136和X軸框架135會(huì)相對(duì)于錨106—致地移動(dòng)。所引起的運(yùn)動(dòng)可利用位于所述質(zhì)量塊的相反側(cè)的X軸加速計(jì)感應(yīng)電極125來(lái)檢測(cè)，X軸加速計(jì)感應(yīng)電極125能夠?qū)ζ边M(jìn)行差分測(cè)量。在不同實(shí)例中，可使用不同的檢測(cè)方法，如電容式(變間距式電容器或變面積式電容器)檢測(cè)方法、壓電式檢測(cè)方法、壓阻式檢測(cè)方法、磁性檢測(cè)方法或熱檢測(cè)方法。Y軸加諫計(jì)響應(yīng)圖11大體示出了在響應(yīng)于Y軸加速度的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的三軸加速計(jì)1100的一個(gè)實(shí)例。所述三軸加速計(jì)包括單質(zhì)量塊、錨106、y軸撓曲支承部134及j軸框架136。在存在沿j軸的加速度的情況下，將I軸框架136連接到X軸框架135的y軸撓曲支承部134出現(xiàn)偏斜且使得y軸框架136能夠沿y軸與所述質(zhì)量塊進(jìn)行一致地移動(dòng)，與此同時(shí)，所述X軸框架保持靜止。所引起的運(yùn)動(dòng)可利用位于所述質(zhì)量塊的相反側(cè)的I軸加速計(jì)感應(yīng)電極131來(lái)檢測(cè)，y軸加速計(jì)感應(yīng)電極131能夠?qū)ζ边M(jìn)行差分測(cè)量。在不同實(shí)例中，可使用不同的檢測(cè)方法，如電容式(變間距式電容器或變面積式電容器)檢測(cè)方法、壓電式檢測(cè)方法、壓阻式檢測(cè)方法、磁性檢測(cè)方法或熱檢測(cè)方法。Z軸加速計(jì)響應(yīng)圖12大體示出了在響應(yīng)于Z軸加速度的感應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的三軸加速計(jì)1200的一個(gè)實(shí)例。所述三軸加速計(jì)包括單質(zhì)量塊138、錨和z軸撓曲支承部137。在圖12的實(shí)例中，X軸撓曲支承部137位于使得穿過(guò)所述梁中心的軸偏離于質(zhì)量塊138的中心的位置。這樣，導(dǎo)致質(zhì)量不平衡，以致所述質(zhì)量塊中距離支點(diǎn)線較遠(yuǎn)的部分產(chǎn)生的慣性力矩比距離樞轉(zhuǎn)線較近的部分大，使得質(zhì)量塊138容易受到z軸加速度的影響，進(jìn)而圍繞支點(diǎn)線扭轉(zhuǎn)偏斜到面外。X軸撓曲支承部和I軸撓曲支承部133、134設(shè)計(jì)為具有高面外剛度。相應(yīng)地，X軸撓曲支承部和I軸撓曲支承部133、134在z軸加速度期間保持靜止。圖13大體示出了包含孔晶片電極安置的系統(tǒng)1300的一個(gè)實(shí)例。在一個(gè)實(shí)例中，z軸加速計(jì)電極140可設(shè)置在器件層105下面的孔晶片103上。扭轉(zhuǎn)響應(yīng)允許通過(guò)僅一層的面外電極對(duì)偏斜進(jìn)行差分測(cè)量。在一個(gè)實(shí)例中，可使用不同的檢測(cè)方法，如電容式(變間距式電容器或變面積式電容器)檢測(cè)方法、壓電式檢測(cè)方法、壓阻式檢測(cè)方法、磁性檢測(cè)方法或熱檢測(cè)方法。圖14大體示出了三軸加速計(jì)1400的一個(gè)示例的側(cè)視圖，其中三軸加速計(jì)1400包含單質(zhì)量塊、例示性“支點(diǎn)”及z軸加速計(jì)電極140。3+3D0F圖15大體示出了 3+3自由度(3+3D0F)慣性測(cè)量單元(MU) 200 (如三軸陀螺儀和三軸加速計(jì))的一個(gè)實(shí)例，例如形成在IMU的器件層105的單一平面中的3+3自由度IMU200。在一個(gè)實(shí)例中，3+3D0F可包括在同一晶片上的三軸陀螺儀1505和三軸加速計(jì)1510。在一個(gè)實(shí)例中，三軸陀螺儀1505和三軸加速計(jì)1510的每一個(gè)具有單獨(dú)的質(zhì)量塊，但在封裝時(shí)，產(chǎn)生的器件(諸如芯片級(jí)封裝)會(huì)共用封蓋，因此三軸陀螺儀1505和三軸加速計(jì)1510位于同一腔體中。而且，由于所述器件為在相似時(shí)間且用相似材料形成，因此該發(fā)明很大程度上降低了工藝偏差的風(fēng)險(xiǎn)，減少了對(duì)傳感器分別校準(zhǔn)的需求以及對(duì)齊問(wèn)題，且允許比分別相互接合器件更為緊密的安置。此外，存在與密封產(chǎn)生的器件相關(guān)的空間節(jié)省。例如，若需要IOOum的密封寬度，在所述器件之間共用帽晶片以及減小所述器件之間的間距使得產(chǎn)生的器件的總體尺寸縮減。而分別封裝，密封寬度所需的空間量可加倍。在一個(gè)實(shí)例中，管芯尺寸可減小至2.48X1.8mm且具有IOOum的密封寬度。驅(qū)動(dòng)頻率與檢測(cè)頻率在一個(gè)實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)模式和三個(gè)陀螺儀感應(yīng)模式可設(shè)置于20kHz范圍內(nèi)。對(duì)于開(kāi)環(huán)操作，驅(qū)動(dòng)模式可通過(guò)模式間隔(如IOOHz到500Hz)區(qū)分于感應(yīng)模式，所述模式間隔可決定陀螺儀的機(jī)械靈敏度。為了提高靈敏度，在應(yīng)用的振蕩規(guī)格允許的條件下可降低陀螺儀操作共振頻率。若執(zhí)行閉環(huán)感應(yīng)操作，可減小模式間隔以進(jìn)一步提高機(jī)械靈敏度。ιΗ交誤差的減小圖16大體不出了關(guān)于錨106靜止的所述中心懸吊件111的一個(gè)實(shí)例,所述中心懸吊件111包括對(duì)稱的“C形梁”(c-beam)，所述C形梁被配置為本地消除正交誤差。微機(jī)械陀螺儀的正交誤差主要源于DRIE側(cè)壁角度誤差，所述DRIE側(cè)壁角度誤差導(dǎo)致刻蝕輪廓偏離于直側(cè)壁。如果側(cè)壁具有角度誤差，則當(dāng)斜軸沿梁長(zhǎng)度時(shí)面內(nèi)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致面外運(yùn)動(dòng)。因此，當(dāng)偏斜的柔性梁位于所述驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相反側(cè)時(shí)，產(chǎn)生的面外偏移引起正交誤差。圖17大體示出了在驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的中心懸吊件111的一部分的一個(gè)實(shí)例。所述中心懸吊件111使用位于錨106的每一側(cè)上的對(duì)稱“C形梁”。由每個(gè)在一側(cè)上的C形梁導(dǎo)致的面外運(yùn)動(dòng)通過(guò)與其對(duì)稱的相似部分而抵消。這樣，在每個(gè)梁上引起的正交誤差可被本地地消除。補(bǔ)充注釋及實(shí)例在實(shí)例I中，慣性測(cè)量系統(tǒng)包括器件層、帽晶片和孔晶片，所述器件層包括位于x-y平面的單質(zhì)量塊三 軸加速計(jì)，所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)圍繞單中心錨懸吊，所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)包括單獨(dú)的X軸撓曲支承部、y軸撓曲支承部和Z軸撓曲支承部，其中，所述X軸撓曲支承部和所述I軸撓曲支承部關(guān)于所述單中心錨對(duì)稱，且所述z軸撓曲部關(guān)于所述單中心錨不對(duì)稱；所述帽晶片粘合到所述器件層的第一表面；所述孔晶片粘合到所述器件層的第二表面，其中，所述帽晶片和所述孔晶片被配置為封裝所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)。在實(shí)例2中，實(shí)例I中的三軸加速計(jì)可選地包括面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極。在實(shí)例3中，實(shí)例I至2中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和所述面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極可選地關(guān)于所述單個(gè)中心錨對(duì)稱。在實(shí)例4中，實(shí)例I至3中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述三軸加速計(jì)可選地包括面外z軸加速計(jì)感應(yīng)電極。在實(shí)例5中，實(shí)例I至4中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述三軸加速計(jì)的形狀可選地為矩形，且關(guān)于I軸的長(zhǎng)度大于關(guān)于X軸或Z軸的長(zhǎng)度。在實(shí)例6中，實(shí)例I至5中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述X軸撓曲支承部、所述y軸撓曲支承部和所述z軸撓曲支承部可選地具有高面外剛度。在實(shí)例7中，實(shí)例I至6中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述單質(zhì)量塊可選地包括包圍面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極、面內(nèi)I軸加速計(jì)感應(yīng)電極、X軸撓曲支承部、y軸撓曲支承部和Z軸撓曲支承部的外部。在實(shí)例8中，實(shí)例I至7中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述三軸加速計(jì)可選地包括微機(jī)械整體式三軸加速計(jì)。在實(shí)例9中，實(shí)例I至8中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述器件層可選地包括形成在χ-y平面中的與所述三軸加速計(jì)相鄰的三軸陀螺儀。
·
在實(shí)例10中，實(shí)例I至9中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述帽晶片和所述孔晶片可選地被配置為封裝所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)和所述三軸陀螺儀。在實(shí)例11中，實(shí)例I至10中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述三軸加速計(jì)和所述三軸陀螺儀可選地被配置為共用相同的封裝腔體。在實(shí)例12中，實(shí)例I至11中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述器件層可選地包括形成在x-y平面中的與所述三軸加速計(jì)相鄰的單質(zhì)量塊三軸陀螺儀，所述單質(zhì)量塊三軸陀螺儀包括:主質(zhì)量塊部分、中心懸吊系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電極，其中，所述主質(zhì)量塊部分圍繞單個(gè)中心錨懸吊，且所述主質(zhì)量塊部分包括朝所述三軸陀螺儀傳感器的邊緣向外延伸的放射狀部分，所述中心懸吊系統(tǒng)被配置為由所述單中心錨懸吊所述三軸陀螺儀，所述驅(qū)動(dòng)電極包括可移動(dòng)部分和靜止部分，所述可移動(dòng)部分耦合到所述放射狀部分，其中，所述驅(qū)動(dòng)電極和所述中心懸吊系統(tǒng)被配置為使所述三軸陀螺儀關(guān)于垂直于x-y平面的z軸以一驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行振蕩。在實(shí)例13中，實(shí)例I至12中的任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例可選地包括對(duì)稱的X軸質(zhì)量塊部分，所述X軸質(zhì)量塊部分被配置為響應(yīng)于Z軸角運(yùn)動(dòng)而沿X軸反相運(yùn)動(dòng)。在實(shí)例14中，實(shí)例I至13中的任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例可選地包括z軸陀螺儀耦合撓曲支承部，所述Z軸陀螺儀耦合撓曲支承部被配置為耦合所述X軸質(zhì)量塊部分且抵抗同相運(yùn)動(dòng)。在實(shí)例15中，實(shí)例I至14中的任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例可選地包括微機(jī)械整體式慣性傳感器裝置，所述微機(jī)械整體式慣性傳感器裝置包括形成在器件層的x-y平面中的圍繞單個(gè)中心錨懸吊的單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)，所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)包括單獨(dú)的X軸撓曲支承部、I軸撓曲支承部和z軸撓曲支承部，其中，所述X軸撓曲支承部和所述 軸撓曲支承部關(guān)于所述單個(gè)中心錨對(duì)稱，且所述z軸撓曲部關(guān)于所述單個(gè)中心錨不對(duì)稱。在實(shí)例16中，實(shí)例I至15中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述三軸加速計(jì)可選地包括面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極。在實(shí)例17中，實(shí)例I至16中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極可選地關(guān)于單個(gè)中心錨對(duì)稱。在實(shí)例18中，實(shí)例I至17中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的所述三軸加速計(jì)可選地包括面外z軸加速計(jì)感應(yīng)電極。在實(shí)例19中，實(shí)例I至18中的任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例可選地包括形成在x-y平面中的與所述三軸加速計(jì)相鄰的單質(zhì)量塊三軸陀螺儀，所述單質(zhì)量塊三軸陀螺儀包括主質(zhì)量塊部分、中心懸吊系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電極，其中，所述主質(zhì)量塊部分圍繞單中心錨懸吊，且所述主質(zhì)量塊部分包括朝所述三軸陀螺儀傳感器的邊緣向外延伸的放射狀部分，所述中心懸吊系統(tǒng)被配置為由所述單個(gè)中心錨懸吊所述三軸陀螺儀，所述驅(qū)動(dòng)電極包括可移動(dòng)部分和靜止部分，所述可移動(dòng)部分耦合到所 述放射狀部分，其中，所述驅(qū)動(dòng)電極和所述中心懸吊系統(tǒng)被配置為使所述三軸陀螺儀關(guān)于垂直于x-y平面的z軸以一驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行振蕩。在實(shí)例20中，實(shí)例I至19中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例可選地包括粘合到所述器件層的第一表面的帽晶片和粘合到所述器件層的第二表面的孔晶片，其中，所述帽晶片和所述孔晶片被配置為將所述單質(zhì)量塊三軸陀螺儀和所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)封裝在同一腔體中。在實(shí)例21中，系統(tǒng)或裝置可包括以下主題，或可選地與實(shí)例I至20中任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的任一部分或多個(gè)任意部分的組合相結(jié)合以包括以下主題，該主題可包括:用于執(zhí)行實(shí)例1-20的功能中的任意一種或多種功能的裝置，或包括:當(dāng)由機(jī)器執(zhí)行時(shí)使機(jī)器執(zhí)行實(shí)例1-20的功能中的任意一種或多種功能的指令的機(jī)器可讀介質(zhì)。上述具體實(shí)施方式
包括對(duì)附圖的參考，附圖形成具體實(shí)施方式
的一部分。附圖以舉例說(shuō)明的方式示出了本發(fā)明能夠用以實(shí)踐的具體實(shí)施例。于此，這些實(shí)施例也稱為“示例”。本申請(qǐng)所涉及到的所有出版物、專利以及專利文件全部作為本發(fā)明的參考內(nèi)容，盡管它們是分別加以參考的。如果本申請(qǐng)與參考文件之間存在使用差別，則參考文件的使用應(yīng)視為本申請(qǐng)使用的補(bǔ)充；若二者之間存在不可調(diào)和的差異，則以本申請(qǐng)的使用為準(zhǔn)。在本申請(qǐng)中，與專利文件通常使用的一樣，術(shù)語(yǔ)“一”或“某一”表示包括一個(gè)或兩個(gè)以上，不同于“至少一個(gè)”或“一個(gè)或更多”的其它例子或用法。在本申請(qǐng)中，除非另外指明，否則使用術(shù)語(yǔ)“或”指無(wú)排他性的或者是，“A或B”包括:“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在所附的權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包含”和“在其中”等同于各個(gè)術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”的通俗英語(yǔ)而使用。而且，在下述權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包含”和“包括”是開(kāi)放性的，即，包括除了權(quán)利要求中這樣的術(shù)語(yǔ)之后所列出的那些要素以外的要素的系統(tǒng)、裝置、物品或步驟，依然視為落在該項(xiàng)權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。而且，在下述權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等僅僅用作標(biāo)識(shí)，并非對(duì)其對(duì)象有數(shù)量要求。以上實(shí)施方式旨在解釋說(shuō)明而非限制。在其它實(shí)施例中，以上實(shí)施方式的示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)可以相互結(jié)合使用。例如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)回顧以上實(shí)施方式可以使用其他實(shí)施例。摘要被提供以符合37C.F.R.§ 1.72(b)，從而使得讀者能夠快速確定技術(shù)發(fā)明的類型。應(yīng)當(dāng)理解的是，該摘要將不用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或意義。而且，在以上的具體實(shí)施方式
中，各種特征可組合在一起以簡(jiǎn)化本發(fā)明。這不應(yīng)理解為未要求的公開(kāi)特征對(duì)任何權(quán)利要求來(lái)說(shuō)是必不可少的。相反，創(chuàng)造性的主題可以以比特定公開(kāi)實(shí)施例的所有特征更少的特征而存在。因而，下述的權(quán)利要求以每個(gè)權(quán)利要求作為單獨(dú)實(shí)施例的方式并入具體實(shí)施方式
中。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附的權(quán)利要求以及與這些權(quán)利要求的所屬相當(dāng)?shù)恼麄€(gè)范 圍來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種慣性測(cè)量系統(tǒng)，包括 器件層，包含形成在x-y平面中的單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)，所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)圍繞單個(gè)中心錨懸吊，所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)包括單獨(dú)的X軸撓曲支承部、y軸撓曲支承部和z軸撓曲支承部； 其中，所述X軸撓曲支承部和所述I軸撓曲支承部關(guān)于所述單個(gè)中心錨對(duì)稱，所述z軸撓曲部關(guān)于所述單個(gè)中心錨不對(duì)稱； 帽晶片，粘合到所述器件層的第一表面；以及 孔晶片，粘合到所述器件層的第二表面，其中，所述帽晶片和所述孔晶片被配置為封裝所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),其中,所述三軸加速計(jì)包括面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和所述面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極關(guān)于所述單個(gè)中心錨對(duì)稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述三軸加速計(jì)包括面外z軸加速計(jì)感應(yīng)電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述三軸加速計(jì)的形狀為矩形，且關(guān)于I軸的長(zhǎng)度大于關(guān)于X軸或z軸的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述X軸撓曲支承部、所述I軸撓曲支承部和所述z軸撓曲支承部具有高面外剛度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述單質(zhì)量塊包括包圍面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極、面內(nèi)I軸加速計(jì)感應(yīng)電極、X軸撓曲支承部、I軸撓曲支承部和Z軸撓曲支承部的外部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),其中,所述三軸加速計(jì)包括微機(jī)械整體式三軸加速計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述器件層包括形成在x-y平面中的與所述三軸加速計(jì)相鄰的三軸陀螺儀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述帽晶片和所述孔晶片被配置為封裝所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)和所述三軸陀螺儀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述三軸加速計(jì)和所述三軸陀螺儀被配置為共用相同的封裝腔體。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述器件層包括形成在x-y平面中的與所述三軸加速計(jì)相鄰的單質(zhì)量塊三軸陀螺儀，所述單質(zhì)量塊三軸陀螺儀包括 主質(zhì)量塊部分，圍繞單個(gè)中心錨懸吊，所述主質(zhì)量塊部分包括朝所述三軸陀螺儀傳感器的邊緣向外延伸的放射狀部分； 中心懸吊系統(tǒng)，被配置為從所述單個(gè)中心錨懸吊所述三軸陀螺儀；以及 驅(qū)動(dòng)電極，包括可移動(dòng)部分和靜止部分，所述可移動(dòng)部分耦合到所述放射狀部分，其中，所述驅(qū)動(dòng)電極和所述中心懸吊系統(tǒng)被配置為使所述三軸陀螺儀關(guān)于垂直于x-y平面的z軸以一驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行振蕩。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，包括對(duì)稱的X軸質(zhì)量塊部分，所述X軸質(zhì)量塊部分被配置為響應(yīng)于Z軸角運(yùn)動(dòng)而沿X軸反相運(yùn)動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，包括z軸陀螺儀耦合撓曲支承部，所述z軸陀螺儀耦合撓曲支承部被配置為耦合所述X軸質(zhì)量塊部分且抵抗同相運(yùn)動(dòng)。
15.一種微機(jī)械整體式慣性傳感器裝置，包括 單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)，形成在器件層的x-y平面中，圍繞單個(gè)中心錨懸吊，所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)包括單獨(dú)的X軸撓曲支承部、y軸撓曲支承部和z軸撓曲支承部；并且 其中，所述X軸撓曲支承部和所述I軸撓曲支承部關(guān)于所述單個(gè)中心錨對(duì)稱，且所述z軸撓曲部關(guān)于所述單個(gè)中心錨不對(duì)稱。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述三軸加速計(jì)包括面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述面內(nèi)X軸加速計(jì)感應(yīng)電極和所述面內(nèi)y軸加速計(jì)感應(yīng)電極關(guān)于所述單個(gè)中心錨對(duì)稱。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述三軸加速計(jì)包括面外z軸加速計(jì)感應(yīng)電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，包括形成在x-y平面中的與所述三軸加速計(jì)相鄰的單質(zhì)量塊三軸陀螺儀，所述單質(zhì)量塊三軸陀螺儀包括 主質(zhì)量塊部分，圍繞單個(gè)中心錨懸吊，所述主質(zhì)量塊部分包括朝所述三軸陀螺儀的邊緣向外延伸的放射狀部分； 中心懸吊系統(tǒng)，被配置為從所述單個(gè)中心錨懸吊所述三軸陀螺儀； 驅(qū)動(dòng)電極，包括可移動(dòng)部分和靜止部分，所述可移動(dòng)部分耦合到所述放射狀部分，其中，所述驅(qū)動(dòng)電極和所述中心懸吊系統(tǒng)被配置為使所述三軸陀螺儀關(guān)于垂直于x-y平面的z軸以一驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行振蕩。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，包括 帽晶片，粘合到所述器件層的第一表面；以及 孔晶片，粘合到所述器件層的第二表面，其中，所述帽晶片和所述孔晶片被配置為將所述單質(zhì)量塊三軸陀螺儀和所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)封裝在同一腔體中。
全文摘要
除其它情況之外，本申請(qǐng)討論了一種慣性測(cè)量系統(tǒng)，包括器件層、帽晶片和孔晶片，其中，所述器件層包括單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)，所述帽晶片粘合到所述器件層的第一表面，所述孔晶片粘合到所述器件層的第二表面，其中，所述帽晶片和所述孔晶片被配置為封裝所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)。所述單質(zhì)量塊三軸加速計(jì)可圍繞單個(gè)中心錨懸吊，且包括單獨(dú)的x軸撓曲支承部、y軸撓曲支承部和z軸撓曲支承部，其中，所述x軸撓曲支承部和所述y軸撓曲支承部關(guān)于所述單個(gè)中心錨對(duì)稱，且所述z軸撓曲支承部關(guān)于所述單個(gè)中心錨不對(duì)稱。
文檔編號(hào)G01C19/5755GK103238075SQ201180054796
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月18日
發(fā)明者C·阿卡 申請(qǐng)人:快捷半導(dǎo)體公司